(57)【要約】【課題】回転電機のステータの放熱性を高める。【解決手段】第１回転電機２０のステータ５０は、ステータコア５８とステータコア５８の外周に配置された外周リング６２を有する。外周リング６２の外周面は、略円筒面であり、周方向に延びる突条７６が設けられている。一方、ケース７０は、ステータ５０を収容するステータ収容部７４を有する。ステータ収容部７４にステータ５０が収められたとき、ステータ収容部７４の平らな内周面７６に突条７６が当接する。これにより、突条７６の先端とケース７０が密着し、ステータ５０で発生した熱が、ケース７０に直接伝達される。【選択図】図４
2011223810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒外周面を有するステータと、
ステータの円筒外周面に対向する円筒内周面を有し、この円筒内周面に囲まれた空間にステータを収容するケースと、
を有し、
ステータの円筒外周面とケースの円筒内周面の一方の面に、他方の平らな面に先端が当接する突起または突条が設けられた、
回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機であって、前記突起または突条は、ステータの円筒外周面に周方向に延びて設けられた突条である、回転電機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転電機であって、
ステータは、ステータの磁極ごとに周方向に分割されたコアセグメントを円環状に連ねて配列したステータコアと、このステータコアを束ねるようにステータコア外周に配置された外周リングと、を含み、
外周リングの外周面が、前記ステータの円筒外周面となる、
回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機および発電機として機能する回転電機に関し、特に、その放熱性に関する。
【背景技術】
【０００２】
原動機として内燃機関と回転電機を備えたハイブリッド車両が知られている。回転電機は、車両を駆動する動力を発生する電動機として機能すると共に、制動時車両の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機としても機能する。以下では、電動機と発電機の双方の機能を発揮し得る電動機を回転電機と記して説明する。
【０００３】
上記のようなハイブリッド車両において、回転電機は動力装置のケース部材、例えばトランスアクスルまたはトランスミッションのケース内に配置する構成が知られている。このような配置の場合、回転電機、特にステータで発生した熱は、ケースを介して外気に放熱される。ステータからケースへの伝達の多くは、トランスアクスルまたはトランスミッション内の潤滑油等の液体を介して行われる。
【０００４】
下記特許文献１には、ステータとこれを囲むケースの対向面に互いに嵌り合う凹凸形状を設け、接触面積を増加させることによって、ステータからハウジングへの伝熱性を改善する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５９５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１のように、ステータとケースの各々の対向面に互いに嵌り合う凹凸形状を形成する場合、この形状を加工する工程が必要になり生産性が低くなる。また、複雑な形状同士を嵌め合う工程は作業性が悪く、ステータをケースに収める際の生産性が低くなる。
【０００７】
本発明は、ステータで発生した熱を動力装置のケース部材に効率よく伝達し、かつステータをケース部材の収める際の作業性を良好なものとすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る回転電機は、円筒外周面を有するステータと、ステータの円筒外周面に対向する円筒内周面を有し、この円筒内周面に囲まれた空間にステータを収容するケースと、を有し、ステータの円筒外周面とケースの円筒内周面の一方の面に、他方の平らな面に先端が当接する突起または突条が設けられている。
【０００９】
また、前記突起または突条は、ステータの円筒外周面に周方向に延びて設けられた突条とすることができる。
【００１０】
また、ステータは、ステータの磁極ごとに周方向に分割されたコアセグメントを円環状に連ねて配列したステータコアと、このステータコアを束ねるようにステータコアの外周に配置された外周リングと、を含むものとでき、このとき外周リングの外周面が前記ステータの円筒外周面となる。
【発明の効果】
【００１１】
突起または突条の先端と平らな面との接触であるので、ステータをケースに収める際の位置合わせが要求されず、作業性が低くなることがない。また、突起または突条の先端でケースに確実に接触し、ここから熱がケースへ伝達される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ハイブリッド車両用動力装置の概略を示す骨格図である。
【図２】トランスアクスルの内部の要部構成を示す図である。
【図３】コイルの図示を省略したステータを示す図である。
【図４】図２に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図５】外周リングの形状を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。本発明の実施形態として、ハイブリッド車両用動力装置の、内燃機関と共に原動機として用いられる回転電機を例に挙げて説明する。図１は、動力装置１０の概略構成を示す骨格図である。オットー機関、ディーゼル機関等の内燃機関１２の出力は、トランスアクスル１４を介して左右の駆動輪１６，１８に伝達され、車両が駆動される。トランスアクスル１４内には、原動機として２個の回転電機２０，２２が搭載されている。３個の原動機は、トランスアクスル１４内の動力分割遊星歯車装置２４の３要素（サンギア、プラネタリキャリア、リングギア）にそれぞれ接続されている。動力分割遊星歯車機構２４は、回転可能なサンギア２６と、サンギア２６の回転軸と同軸に配置され、この軸回りに回転可能なプラネタリキャリア２８およびリングギア３０を含む。また、プラネタリキャリア２８は、回転可能に複数のプラネタリピニオン３２を支持しており、これらのピニオン３２は、それぞれサンギア２６とリングギア３０とかみ合っている。したがって、プラネタリピニオン３２は、プラネタリキャリア２８の回転により公転し、またサンギア２６とリングギア３０の回転速度に基づいて自転する。動力分割遊星歯車装置２４のサンギア２６には第１回転電機２０の出力軸が、プラネタリキャリア２８には内燃機関１２の出力軸が接続される。
【００１４】
また、リングギア３０には、減速遊星歯車機構３４を介して第２回転電機２２の出力軸が接続されている。減速遊星歯車機構３４は、前出のリングギア３０と共に遊星歯車装置ホイール３５に一体に形成されたリングギア３６と、複数のプラネタリピニオン３８と、リングギア３６と同軸配置されたサンギア４０を含み、このサンギア４０が第２回転電機２２の出力軸に接続している。プラネタリピニオン３８は、リングギア３６とサンギア４０とかみ合い、これらのギアの回転速度に応じて自転するが、その回転軸は固定されており公転はしない。この結果、第２回転電機２２の出力は、減速されて遊星歯車装置ホイール３５に伝達される。
【００１５】
遊星歯車装置ホイール３５の外周側にはドライブギア４２が形成され、カウンタギア４４を介してファイナルドリブンギア４６に連なるギア列が形成されている。ファイナルドリブンギア４６は差動装置４８を駆動し、差動装置４８は駆動輪１６，１８に動力と伝達する。
【００１６】
動力分割遊星歯車装置２４の３要素は、２つの要素の回転速度が定められると、もう一つの要素の回転が規定される関係にある。例えば、リングギア３０の速度は、車両の速度と一意の関係にあるので、ある車両速度のときに、第１回転電機２０の速度を変えることで、内燃機関１２の回転速度を変えることができる。したがって、動力分割遊星歯車装置２４および第１回転電機２０は、変速装置として機能する。一方、減速遊星歯車機構３４は、プラネタリピニオン３８が公転しない、つまりプラネタリキャリアの回転が固定されているので、サンギア４０と、リングギア３６は常に一定の速度比をもって回転することになる。
【００１７】
第１回転電機２０は、主に発電機として機能する。発電時には、内燃機関１２の出力の一部および全部により動力分割遊星歯車装置２４を介して第１回転電機２０のロータを駆動する。発電された電力は、不図示の二次電池に蓄えられる。また、第１回転電機２０は、内燃機関１２の始動時において、その出力軸（クランクシャフト）を駆動する電動機として使用される。
【００１８】
第２回転電機２２は、主に電動機として機能する。発進時、軽負荷走行時には、内燃機関１２は停止され第２回転電機２２単独で車両を駆動する。定常走行時には、内燃機関１２と共に車両を駆動する。加速時には、二次電池に蓄えられた電力に加え、第１回転電機２０で発電された電力により第２回転電機２２を駆動し、より大きな加速を得るようにできる。制動時においては、第２回転電機２２は車両の慣性により駆動されて発電機として機能し、発電された電力は二次電池に蓄えられる。
【００１９】
第１および第２回転電機２０，２２のステータ５０，５２は概略的に円筒形状であり、円筒の内周面に、磁極となる突起が周方向に配列されたステータコアと、前記の突起に巻かれたコイルを含む。ステータコアの外周面は、略円筒面である。
【００２０】
図２は、トランスアクスル１４の内部の、第１回転電機２０の軸方向より視た状態が示されている。また、図２において、第１回転電機２０の搭載に関連する部分以外については、省略されている。図３は、図２に示されるステータ５０をコイルを省略した状態で示す図である。図４は、図２に示すＡ−Ａ線における断面図である。
【００２１】
図２，３を参照する。ステータ５０は、円筒形状の周部分５４の内周面に周方向に配列された突起５６を有するステータコア５８と、ステータコアの突起５６に巻き付くように配置されたコイル５９（図４参照）を含む。このコイル５９が券回された突起５６が磁極となる（以下、磁極５６と記す。）。この実施形態の回転電機は、ステータコア５８が磁極５６ごとにコアセグメント６０に分割されている。つまり、コアセグメント６０は、周部分と、周部分から突出する突起により略Ｔ字形状を有し、周部分をつなげて全体として円筒形状となるように配置されてステータコア５８が形成される。ステータ５２は、さらにステータコア５８の外側に、コアセグメント６０を束ねるように配置された外周リング６２を含む。外周リング６２の外側の数カ所には、貫通孔６４を有するフランジ６６が設けられている。
【００２２】
ステータ５０は、外周リングのフランジ６６の貫通孔６４に数本のボルト６８により、トランスアクスル１４内部の各機構を収容するケース７０に締結される。図４に示すようにケース７０は、ステータ５０の外周を囲む円筒の内周面７２を有するステータ収容部７４を備える。したがって、トランスアクスルのケース７０のステータ収容部７４は、第１回転電機２０のステータ５０を収容するケースとして機能する。ステータ５０は、このステータ収容部７４に図４において下側から挿入されて、ボルト６８により固定される。
【００２３】
ステータ５０の外周面には突条７６が設けられ、この先端がステータ収容部の内周面７２に当接している。この実施形態においては、ステータの外周面を形成する外周リング６２の外周面に突条７６が形成される。図５に示すように突条７６は、１条が外周リング６２の周方向に延びて全周に設けられている。しかし、これに限らず、２条以上の突条が設けられてよく、また、全周に延びるのでなく、部分的に設けられてもよい。さらに、突条の延びる方向は周方向に限らず、他の方向、例えばモータの軸線の方向に延びるように配置されてもよい。また、各図においては、突条７６の突出量は、強調して描かれている。また、突条のように、一方向に延びる形状ではなく、ステータ収容部の内周面７２に点接触するような突起を設けてもよい。これらの突条、突起は、プレス成形等の塑性変形を用いて、形成することができる。また、突条は、ステータコア５８と外周リング６２が接触している部分の、外周リングの外側に設けることができる。
【００２４】
ステータ収容部の内周面７２の、突条７６の当接する部分は平らな面となっている。ここで、「平らな面」とは、平面を意味するのではなく、突条７６の形状に適合した嵌合形状等の凹凸を有する面ではないことを意味する。つまり、内周面７２は、突条７６が接する部分の周囲において、円筒の内周面となっている。
【００２５】
ステータ５０をステータ収容部７４に収容する際には、ステータを図４の下側から挿入し、ボルト６８によりケース７０に固定する。外周リング６２がわずかに変形するように、突条７６の外径を内周面７２の内径より若干大きく形成しておくことにより、突条７６先端がステータ収容部の内周面７２に確実に接触するようになる。また、ステータ収容部の内周面７２は、平らな円筒面であるので、周方向の位置合わせを必要とせず、簡略な作業で装着ができる。また、突条７６の先端のみが内周面７２に接するので、全面が接する場合に比べ、摺動摩擦が少なく、容易に所定の位置まで挿入することができる。突条７６の先端が確実に内周面７２に接触するので、ステータ５０で発生した熱が、ここからケース７０に伝達される。
【００２６】
以上、第１回転電機２０について説明したが、第２回転電機２２も同様に、ステータの円筒外周面に突起または突条を設けて、この先端がケースに当接するようにできる。また、上述の実施形態と反対に、ステータ外周面を平らな面とし、ケース側に突条または突起を設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１０  動力装置、１２  内燃機関、１４  トランスアクスル、２０  第１回転電機、２２  第２回転電機、５０，５２  ステータ、５８  ステータコア、６０  コアセグメント、６２  外周リング、７０  ケース、７２  ステータ収容部の内周面、７４  ステータ収容部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011223810.tif 000006
【図５】
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