(57)【要約】【課題】分配された全ての冷媒路の路長をほぼ同じ長さの路長とすることで、ステータ冷却の偏りを緩和することができる複軸多層モータのステータ冷却構造を提供すること。【解決手段】ステータＳを挟んで同心円状にインナーロータＩＲとアウターロータＯＲとを配置し、前記ステータＳは、モータ回転軸を中心とする円周に等ピッチで配列したコイル４２を巻き付けたステータピース積層体４１と、該ステータピース積層体４１のコイル発熱を冷却するステータ冷却用の冷媒路４３と、を有する複軸多層モータＭにおいて、冷媒導入路９０→冷媒分配蓋部材９１の往路９１ａ→冷媒分配板部材９２の往路用分配穴９２ａ→冷媒往路９３→冷媒Ｕターン蓋部材９５の連通凹部９５ａ→冷媒復路９４→冷媒分配板部材９２の復路用分配穴９２ｂ→冷媒分配蓋部材９１の復路９１ｂ→冷媒排出路９６へと冷媒が流れる冷媒路４３とし、冷媒往路９３と冷媒復路９４との組みが周方向に隣り合うと共に、冷媒分配蓋部材９１に往路９１ａと復路９１ｂを仕切る周方向の仕切壁９１ｃを設けた。【選択図】　　　　図７
2004072947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータを挟んで同心円状にインナーロータとアウターロータとを配置し、
前記ステータは、モータ回転軸を中心とする円周に等ピッチで配列した多相コイルを巻き付けたステータピース積層体と、該ステータピース積層体のコイル発熱を冷却する冷媒路と、を有する複軸多層モータにおいて、
前記冷媒路を、
冷媒を外部からステータ端部の冷媒導入口へ導く冷媒導入路と、
形状がドーナツ状であり、周方向に往路と復路の仕切壁を設け、前記冷媒導入路から往路の開始部に冷媒を導く冷媒分配蓋部材と、
前記往路の部分に連通する往路用分配穴と、前記復路の部分に連通する復路用分配穴とを、周方向に隣接する位置に開口した冷媒分配板部材と、
前記ステータの樹脂モールド部に軸方向に貫通して形成され、一端が前記往路用分配穴に連通する冷媒往路と、
前記ステータの樹脂モールド部に軸方向に貫通して形成され、一端が前記復路用分配穴に連通する冷媒復路と、
周方向に隣り合う設定とされた冷媒往路と冷媒復路の両他端を連通する冷媒Ｕターン蓋部材と、
前記冷媒復路と冷媒分配板部材の復路用分配穴を経過し、冷媒分配蓋部材の復路の終端部から冷媒を排出する冷媒排出路と、
を備えた構成としたことを特徴とする複軸多層モータのステータ冷却構造。
【請求項２】
請求項１に記載された複軸多層モータのステータ冷却構造において、
前記冷媒往路と冷媒復路とを、周方向に隣接する各コイル間に配置したことを特徴とする複軸多層モータのステータ冷却構造。
【請求項３】
請求項１または２の何れか１項に記載された複軸多層モータのステータ冷却構造において、
前記冷媒分配蓋部材の仕切壁は、円周方向の往路断面積を冷媒導入路に近い部分から遠い部分まで一定断面積に保ち、円周方向の復路断面積を冷媒導入路に近い部分から遠い部分まで一定断面積に保つ環状仕切壁としたことを特徴とする複軸多層モータのステータ冷却構造。
【請求項４】
請求項１または２の何れか１項に記載された複軸多層モータのステータ冷却構造において、
前記冷媒分配蓋部材の仕切壁は、冷媒導入路に近い部分の往路断面積を最も広く設定し、円周方向に冷媒排出路側に向かうにしたがって往路断面積を段階的あるいは無段階に狭く設定し、かつ、冷媒導入路に近い部分の復路断面積を最も狭く設定し、円周方向に冷媒排出路側に向かうにしたがって往路断面積を段階的あるいは無段階に広く設定した螺旋状仕切壁としたことを特徴とする複軸多層モータのステータ冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド駆動ユニット等に適用される複軸多層モータのステータ冷却構造の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複軸多層モータのステータ冷却構造としては、例えば、特開２０００−１４０８６号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
上記従来公報に記載の複軸多層モータは、熱源であるステータの固定方法として、熱伝達効率の良い樹脂をステータ組立体内に充填させる方法を採っている。そして、ステータ間近の樹脂に冷媒を通す通路を設け、その通路に冷却水を循環させることにより、その樹脂を冷却して間接的にステータを冷却し、性能の安定化を図るものが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の複軸多層モータのステータ冷却構造にあっては、冷媒分配構造を、冷却液入口が連通する入口側環状流路と、冷却液出口が連通する出口側環状流路と、入口側環状流路と各軸方向流路とに連通する複数の入口側環状流路と、出口側環状流路と各軸方向流路とに連通する複数の出口側環状流路と、冷却液入口及び出口の反対側にて隣接する軸方向油路を連通するＵターン流路と、により構成されているため、冷却液入口から冷却液出口までの流路長が、冷却液入口と冷却液出口に近い流路長が短く、冷却液入口と冷却液出口に遠い流路長が長くなるというように、各流路長が異なり、ステータ冷却が偏り、ステータを周方向に均一に冷却できないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、分配された全ての冷媒路の路長をほぼ同じ長さの路長とすることで、ステータ冷却の偏りを緩和することができる複軸多層モータのステータ冷却構造を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のステータ冷却構造では、ステータを挟んで同心円状にインナーロータとアウターロータとを配置し、前記ステータは、モータ回転軸を中心とする円周に等ピッチで配列した多相コイルを巻き付けたステータピース積層体と、該ステータピース積層体のコイル発熱を冷却する冷媒路と、を有する複軸多層モータにおいて、冷媒導入路→冷媒分配蓋部材の往路→冷媒分配板部材の往路用分配穴→冷媒往路→冷媒Ｕターン蓋部材→冷媒復路→冷媒分配板部材の復路用分配穴→冷媒分配蓋部材の復路→冷媒排出路へと冷媒が流れる冷媒路とし、冷媒往路と冷媒復路との組みが周方向に隣り合うと共に、冷媒分配蓋部材に往路と復路を仕切る周方向の仕切壁を設けた。
【０００７】
すなわち、冷媒分配板部材の往路用分配穴と冷媒導入路との流路長が短ければ冷媒分配板部材の復路用分配穴と冷媒排出路との流路長が長くなり、逆に、冷媒分配板部材の往路用分配穴と冷媒導入路との流路長が長ければ冷媒分配板部材の復路用分配穴と冷媒排出路との流路長が短くなるというように、往路と復路の組みによる各流路において、冷媒分配蓋部材の往路と復路を通過するための冷媒の合計流路長がほぼ同じ長さになる構成とした。
【０００８】
【発明の効果】
よって、本発明のステータ冷却構造にあっては、冷媒導入路から冷媒排出路に至るまでの全ての冷媒路の路長が、ほぼ同じ長さの路長となるようにしたため、各冷媒路による冷却効果がほぼ均一となり、ステータ冷却の偏りを緩和することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複軸多層モータのステータ冷却構造を実現する実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
【００１１】
［ハイブリッド駆動ユニットの全体構成］
図１は第１実施例の複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットの全体図であり、図１において、Ｅはエンジン、Ｍは複軸多層モータ、Ｇはラビニョウ型複合遊星歯車列、Ｄは駆動出力機構、１はモータカバー、２はモータケース、３はギヤハウジング、４はフロントカバーである。
【００１２】
前記エンジンＥは、ハイブリッド駆動ユニットの主動力源であり、エンジン出力軸５とラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２リングギヤＲ２とは、回転変動吸収ダンパー６及び多板クラッチ７を介して連結されている。
【００１３】
前記複軸多層モータＭは、外観的には１つのモータであるが２つのモータジェネレータ機能を有する副動力源である。この複軸多層モータＭは、前記モータケース２に固定され、コイルを巻いた固定電機子としてのステータＳと、前記ステータＳの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータＩＲと、前記ステータＳの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータＯＲと、を同軸上に三層配置することで構成されている。前記インナーロータＩＲに固定の第１モータ中空軸８は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第１サンギヤＳ１に連結され、前記アウターロータＯＲに固定の第２モータ軸９は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２サンギヤＳ２に連結されている。
【００１４】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇは、二つのモータ回転数を制御することにより無段階に変速比を変える無段変速機能を有する遊星歯車機構である。このラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇは、互いに噛み合う第１ピニオンＰ１と第２ピニオンＰ２を支持する共通キャリヤＣと、第１ピニオンＰ１に噛み合う第１サンギヤＳ１と、第２ピニオンＰ２に噛み合う第２サンギヤＳ２と、第１ピニオンＰ１に噛み合う第１リングギヤＲ１と、第２ピニオンＰ２に噛み合う第２リングギヤＲ２との５つの回転要素を有して構成されている。前記第１リングギヤＲ１とギヤハウジング３との間には多板ブレーキ１０が介装されている。前記共通キャリヤＣには、出力ギヤ１１が連結されている。
【００１５】
前記駆動出力機構Ｄは、出力ギヤ１１と、第１カウンターギヤ１２と、第２カウンターギヤ１３と、ドライブギヤ１４と、ディファレンシャル１５と、ドライブシャフト１６Ｌ，１６Ｒにより構成されている。そして、出力ギヤ１１からの出力回転及び出力トルクは、第１カウンターギヤ１２→第２カウンターギヤ１３→ドライブギヤ１４→ディファレンシャル１５を経過し、ドライブシャフト１６Ｌ，１６Ｒから図外の駆動輪へ伝達される。
【００１６】
すなわち、ハイブリッド駆動ユニットは、前記第２リングギヤＲ２とエンジン出力軸５を連結し、前記第１サンギヤＳ１と第１モータ中空軸８とを連結し、前記第２サンギヤＳ２と第２モータ軸９とを連結し、前記共通キャリヤＣに出力ギヤ１１を連結することにより構成されている。
【００１７】
［複軸多層モータの構成］
図２は第１実施例のステータ冷却構造が適用された複軸多層モータＭを示す縦断側面図、図３は第１実施例のステータ冷却構造が適用された複軸多層モータＭを示す一部縦断正面図、図４は第１実施例のステータを背面側から視た図である。
【００１８】
図２において、１はモータカバー、２はモータケースであり、これらに囲まれたモータ室１７内にインナーロータＩＲとステータＳとアウターロータＯＲとにより構成された複軸多層モータＭが配置されている。
【００１９】
前記インナーロータＩＲは、その内筒面が第１モータ中空軸８の段差軸端部に対して圧入（或いは焼きばめ）により固定されている。このインナーロータＩＲには、図３に示すように、ロータベース２０に対し磁束形成を考慮した配置によるインナーロータマグネット２１（永久磁石）が軸方向に１２本埋設されている。但し、２本が対となってＶ字配置されて同じ極性をしめし、３極対としてある。
【００２０】
前記ステータＳは、ステータピース４０を積層したステータピース積層体４１とコイル４２とステータ冷却用の冷媒路４３とインナー側ボルト・ナット４４とアウター側ボルト・ナット４５と樹脂モールド部４６とを有して構成されている。そして、ステータＳの正面側端部が、正面側エンドプレート４７とステータシャフト４８とを介してモータケース２に固定されている。
【００２１】
前記コイル４２は、コイル数が１８で、図４に示すように、６相コイルを３回繰り返しながら円周上に配置される。
【００２２】
そして、前記６相コイル４２に対しては、図外のインバータから給電接続端子５０とバスバー径方向積層体５１と給電コネクタ５２とバスバー軸方向積層体５３を介して複合電流が印加される（図１８参照）。この複合電流は、アウターロータＯＲを駆動させるための３相交流と、インナーロータＩＲを駆動させるための６相交流を複合させたものである。
【００２３】
前記アウターロータＯＲは、その外筒面がアウターロータケース６２に対してロー付け、或いは、接着により固定されている。そして、アウターロータケース６２の正面側には正面側連結ケース６３が固定され、背面側には背面側連結ケース６４が固定されている。そして、この背面側連結ケース６４に第２モータ軸９がスプライン結合されている。このアウターロータＯＲには、図３に示すように、ロータベース６０に対し磁束形成を考慮した配置によるアウターロータマグネット６１（永久磁石）が、両端位置に空間を介して軸方向に１２本埋設されている。このアウターロータマグネット６１は、インナーロータマグネット２１と異なり、１本づつ極性が違い、６極対をなしている。
【００２４】
図２において、８０，８１はアウターロータ６をモータケース２及びモータカバー１に支持する一対のアウターロータ支持ベアリングである。８２はインナーロータＩＲをモータケース２に支持するインナーロータ支持ベアリング、８３はアウターロータＯＲに対しステータＳを支持するステータ支持ベアリング、８４は第１モータ中空軸８と第２モータ軸９との間に介装される中間ベアリングである。
【００２５】
また、図２において、８５はインナーロータＩＲの回転位置を検出するインナーロータレゾルバ、８６はアウターロータＯＲの回転位置を検出するアウターロータレゾルバである。
【００２６】
［遊星歯車機構の構成］
図５はハイブリッド駆動ユニットのラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇを示す縦断面図である。図５において、２はモータケース、３はギヤハウジング、４はフロントカバーであり、これらに囲まれたギヤ室３０内にラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇ及び駆動出力機構Ｄが配置されている。
【００２７】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２リングギヤＲ２には、回転変動吸収フライホイールダンパー６と変速機入力軸３１とクラッチドラム３２とを介し、多板クラッチ７の締結時にエンジンＥからの回転駆動トルクが入力される。
【００２８】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第１サンギヤＳ１には、第１モータ中空軸８がスプライン結合され、決められたモータ動作点にしたがって、複軸多層モータＭのインナーロータＩＲから第１トルクと第１回転数が入力される。
【００２９】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２サンギヤＳ２には、第２モータ軸９がスプライン結合され、決められたモータ動作点にしたがって、複軸多層モータＭのアウターロータＯＲから第２トルクと第２回転数が入力される。
【００３０】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第１リングギヤＲ１と、ギヤハウジング３との間には多板ブレーキ１０が設けられ、発進時等において多板ブレーキ１０が締結された時には、第１リングギヤＲ１が停止する。
【００３１】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの共通キャリヤＣには、ステータシャフト４８に対しベアリングを介して回転可能に支持された出力ギヤ１１がスプライン結合されている。
【００３２】
前記駆動出力機構Ｄは、前記出力ギヤ１１と噛み合う第１カウンターギヤ１２と、この第１カウンターギヤ１２のシャフト部に設けられた第２カウンターギヤ１３と、第２カウンターギヤ１３と噛み合うドライブギヤ１４とを有する。そして、第２カウンターギヤ１３とドライブギヤ１４の歯数比により、終減速比が決められる。
【００３３】
前記多板クラッチ７のクラッチピストン３３には、フロントカバー４に形成されたクラッチ圧油路３４により締結圧が供給される。また、前記多板ブレーキ１０のブレーキピストン３５には、フロントカバー４に形成されたブレーキ圧油路３６により締結圧が供給される。前記クラッチピストン３３と前記ブレーキピストン３５は、フロントカバー４の内側で、内周位置にクラッチピストン３３が配置され、その外周位置にブレーキピストン３５が配置される。
【００３４】
また、前記変速機入力軸３１には、軸心油路３７が形成されていて、この軸心油路３７には、フロントカバー４に形成された潤滑油路３８を介して潤滑油が供給される。
【００３５】
［ステータ構造］
図６は第１実施例の複軸多層モータのステータＳ及びモータケース部材を示す拡大縦断面図である。
【００３６】
前記ステータピース積層体４１は、複数のステータピース４０が軸方向に積層され、その外周に、平型銅線によるコイル４２が軸方向に往復するように巻かれることで構成される。
【００３７】
正面側ブラケット７０と背面側ブラケット７１は、前記コイル４２が巻かれた複数のステータピース積層体４１を、モータ回転軸を中心とする円周上に等間隔で配列し、その軸方向両端位置に、ステータピース４０と位置決めをしながら設置される。
【００３８】
正面側エンドプレート４７と背面側エンドプレート４９は、両ブラケット７０，７１の外側に配置される。なお、正面側エンドプレート４７には、ステータシャフト４８が固定されている。
【００３９】
前記インナー側ボルト・ナット４４とアウター側ボルト・ナット４５は、両エンドプレート４７，４９を挿通し、ナットを回して締め上げ、この締め上げで発生する摩擦力により全体を固定し、ステータＳの骨格構造体を構成する。
【００４０】
前記ステータ冷却パイプ７２は、周方向に隣接するコイル付きステータピース積層体４１の間の位置に配置し、両端部が前記正面側ブラケット７０と背面側ブラケット７１に対し支持される。
【００４１】
前記樹脂モールド部４６は、ステータ形状に合致する凹型を有する型枠内に、ステータ冷却パイプ３２を支持した骨格構造体を入れ、溶融樹脂を流し込み、溶融樹脂を空間部分に充填することで成形される。なお、７４はモータケース２に形成された冷媒導入路、７４’はモータケース２に形成された冷媒排出路、７７はステータＳをモータケース２に固定するボルトである。
【００４２】
［ステータ冷却構造］
図７は第１実施例のステータ冷却構造及び冷媒の流れを示す断面図、図８は図７Ａ−Ａ線による第１実施例のステータ冷却構造の冷媒分配蓋部材を示す断面図、図９は図７Ｂ−Ｂ線による第１実施例のステータ冷却構造の冷媒分配板部材を示す図、図１０は図７Ｃ−Ｃ線による第１実施例のステータ冷却構造の冷媒往路及び冷媒復路を示す断面図、図１１は図７Ｄ−Ｄ線による第１実施例のステータ冷却構造の冷媒Ｕターン蓋部材を示す図である。
【００４３】
前記複軸多層モータＭは、ステータＳを挟んで同心円状にインナーロータＩＲとアウターロータＯＲとを配置し、ステータを挟んで同心円状にインナーロータとアウターロータとを配置している。
【００４４】
前記ステータＳは、モータ回転軸を中心とする円周に等ピッチで配列したコイル４２（多相コイル）を巻き付けたステータピース積層体４１と、該ステータピース積層体４１のコイル発熱を冷却するステータ冷却用の冷媒路４３と、を有する。
【００４５】
前記冷媒路４３は、冷媒導入路９０と、冷媒分配蓋部材９１と、冷媒分配板部材９２と、冷媒往路９３と、冷媒復路９４と、冷媒Ｕターン蓋部材９５と、冷媒排出路９６と、を備えた構成としている。
【００４６】
前記冷媒導入路９０は、図７（イ）に示すように、樹脂モールド部４６に形成され、冷媒を外部からステータ端部の冷媒導入口へ導く。
【００４７】
前記冷媒分配蓋部材９１は、図８に示すように、形状がドーナツ状であり、周方向に往路９１ａと復路９１ｂの仕切壁９１ｃを設け、前記冷媒導入路９０から往路９１ａの開始部９１ｄに冷媒を導く。
【００４８】
前記冷媒分配板部材９２は、図９に示すように、前記往路９１ａの部分に連通する往路用分配穴９２ａと、前記復路９１ｂの部分に連通する復路用分配穴９２ｂとを、周方向に隣接する位置に開口している。
【００４９】
前記冷媒往路９３は、図１０に示すように、前記ステータＳの樹脂モールド部４６に軸方向に貫通して形成され、一端が前記往路用分配穴９２ａに連通する。
【００５０】
前記冷媒復路９４は、図１０に示すように、前記ステータＳの樹脂モールド部４６に軸方向に貫通して形成され、一端が前記復路用分配穴９２ｂに連通する。
【００５１】
前記冷媒Ｕターン蓋部材９５は、図１１に示すように、一対の冷媒往路９３と冷媒復路９４に対応する連通凹部９５ａが形成され、周方向に隣り合う設定とされた冷媒往路９３と冷媒復路９４の両他端を連通する。
【００５２】
前記冷媒排出路９６は、図７（ロ）に示すように、前記冷媒復路９４と冷媒分配板部材９２の復路用分配穴９２ｂを経過し、冷媒分配蓋部材９１の復路９１ｂの終端部９１ｅから冷媒を排出する。
【００５３】
前記冷媒往路９３と冷媒復路９４は、図１０に示すように、周方向に隣接する各コイル４２間に配置している。なお、往復の組みとなっている冷媒路は、○の中の数字が同じで、「’」の付いていない数字は冷媒往路９３に対応し、「’」の付いている数字は冷媒復路９４に対応している。
【００５４】
前記冷媒分配蓋部材９１の仕切壁９１ｃは、円周方向の往路断面積を冷媒導入路９０に近い部分から遠い部分まで一定断面積に保ち、円周方向の復路断面積を冷媒排出路９６に近い部分から遠い部分まで一定断面積に保つ環状仕切壁としている。
【００５５】
次に、作用を説明する。
【００５６】
［複軸多層モータの基本機能］
２ロータ・１ステータで、アウターロータ磁力線とインナーロータ磁力線との２つの磁力線が作られる複軸多層モータＭを採用したことで、コイル４２及び図外のコイルインバータを２つのインナーロータＩＲとアウターロータＯＲに対し共用できる。そして、インナーロータＩＲに対する電流とアウターロータＯＲに対する電流を重ね合わせた複合電流を１つのコイル４２に印加することにより、２つのロータＩＲ，ＯＲをそれぞれ独立に制御することができる。つまり、外観的には、１つの複軸多層モータＭであるが、モータ機能とジェネレータ機能の異種または同種の機能を組み合わせものとして使える。
【００５７】
よって、例えば、ロータとステータを持つモータと、ロータとステータを持つジェネレータの２つのものを設ける場合に比べて大幅にコンパクトになり、スペース・コスト・重量の面で有利であると共に、コイル共用化により電流による損失（銅損，スイッチングロス）を防止することができる。
【００５８】
また、複合電流制御のみで（モータ＋ジェネレータ）の使い方に限らず、（モータ＋モータ）や（ジェネレータ＋ジェネレータ）の使い方も可能であるというように、高い選択自由度を持ち、例えば、第１実施例のように、ハイブリッド車の駆動源に採用した場合、これら多数の選択肢の中から車両状態に応じて最も効果的或いは効率的な組み合わせを選択することができる。
【００５９】
［ステータ冷却作用］
複軸多層モータＭの駆動時、コイル４２に大電流を流すと、コイル４２は発熱する。この熱は電気効率や機械効率を悪化させる原因となる。また、複軸多層モータＭでは、発熱体であるコイル４２は、モータ回転軸を中心とする円周に等ピッチでステータＳ内に配列される。よって、その熱を取り除くためにステータＳの周方向において偏りなく冷却する必要がある。
【００６０】
第１実施例のステータ冷却構造によるステータ冷却作用を、図７及び図１２を用いて説明する。
【００６１】
外部からモータケース２に形成された冷媒導入路７４を経過した冷媒は、往路では、図７（イ）に示すように、冷媒導入路９０→冷媒分配蓋部材９１の往路９１ａ→冷媒分配板部材９２の往路用分配穴９２ａ→冷媒往路９３→冷媒Ｕターン蓋部材９５の連通凹部９５ａへと流れる。
【００６２】
そして、復路では、図７（ロ）に示すように、冷媒Ｕターン蓋部材９５の連通凹部９５ａから、冷媒復路９４→冷媒分配板部材９２の復路用分配穴９２ｂ→冷媒分配蓋部材９１の復路９１ｂ→冷媒排出路９６へと流れ、冷媒排出路９６からモータケース２に形成された冷媒排出路７４’を経過して外部に排出される。
【００６３】
この冷媒の流れにおいて、冷媒往路９３と冷媒復路９４との組みが周方向に隣り合うと共に、冷媒分配蓋部材９１に往路９１ａと復路９１ｂを仕切る周方向の仕切壁９１ｃを設けた。
【００６４】
このため、例えば、図１２において、往路▲１▼で復路▲１▼’の組みのように、冷媒分配板部材９２の往路用分配穴９２ａと冷媒導入路９０との流路長が短ければ、冷媒分配板部材９２の復路用分配穴９２ｂと冷媒排出路９６との流路長が長くなり、逆に、往路▲９▼で復路▲９▼’の組みのように、冷媒分配板部材９２の往路用分配穴９２ａと冷媒導入路９０との流路長が長ければ、冷媒分配板部材９２の復路用分配穴９２ｂと冷媒排出路９６との流路長が短くなる。
【００６５】
このように、冷媒分配蓋部材９１の往路９１ａと復路９１ｂを通過するための冷媒の合計流路長がほぼ同じ長さ（冷媒分配蓋部材９１の１周弱）となるため、同一路長の往復路とＵターン路を含め、分配された▲１▼，▲１▼’の組み〜▲９▼，▲９▼’の組みにより表される各冷媒路４３（冷媒導入路９０から冷媒排出路９６まで）の路長は、ほぼ同じ長さで各冷媒路４３による冷却効果がほぼ均一となり、ステータＳの冷却偏りを緩和することができる。
【００６６】
なお、冷媒分配板部材９２の往路用分配穴９２ａと復路用分配穴９２ｂとの大きさを変化させることにより、流路抵抗を調整し、各冷媒路４３の流量を均一にすることができる。
【００６７】
また、図６に示すように、冷媒Ｕターン蓋部材９５の内側を流れる冷媒により冷媒Ｕターン蓋部材９５は軸方向外側に押されるため、この力がステータ支持ベアリング８３に作用する。つまり、冷媒によりステータ支持ベアリング８３に対し予圧を与えることができる。
【００６８】
次に、効果を説明する。
第１実施例の複軸多層モータのステータ冷却構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００６９】
（１）　ステータＳを挟んで同心円状にインナーロータＩＲとアウターロータＯＲとを配置し、前記ステータＳは、モータ回転軸を中心とする円周に等ピッチで配列したコイル４２を巻き付けたステータピース積層体４１と、該ステータピース積層体４１のコイル発熱を冷却するステータ冷却用の冷媒路４３と、を有する複軸多層モータＭにおいて、冷媒導入路９０→冷媒分配蓋部材９１の往路９１ａ→冷媒分配板部材９２の往路用分配穴９２ａ→冷媒往路９３→冷媒Ｕターン蓋部材９５の連通凹部９５ａ→冷媒復路９４→冷媒分配板部材９２の復路用分配穴９２ｂ→冷媒分配蓋部材９１の復路９１ｂ→冷媒排出路９６へと冷媒が流れる冷媒路４３とし、冷媒往路９３と冷媒復路９４との組みが周方向に隣り合うと共に、冷媒分配蓋部材９１に往路９１ａと復路９１ｂを仕切る周方向の仕切壁９１ｃを設けたため、分配された全ての冷媒路４３の路長がほぼ同じ長さの路長となり、ステータ冷却の偏りを緩和することができる。
【００７０】
（２）　冷媒往路９３と冷媒復路９４を、周方向に隣接する各コイル４２間に配置したため、発熱源であるコイル４２と冷媒往路９３および冷媒復路９４とが最も近接する配置となり、高効率により冷却することができる。
【００７１】
（３）　冷媒分配蓋部材９１の仕切壁９１ｃは、円周方向の往路断面積を冷媒導入路９０に近い部分から遠い部分まで一定断面積に保ち、円周方向の復路断面積を冷媒排出路９６に近い部分から遠い部分まで一定断面積に保つ環状仕切壁としたため、円周上に設けた仕切壁９１ｃにより冷媒分配蓋部材９１の往路９１ａと復路９１ｂとを流れる冷媒の流路抵抗を一定に保つことができる。
【００７２】
（第２実施例）
この第２実施例は、冷媒分配蓋部材の仕切壁を段階的な螺旋状仕切壁とした例である。
【００７３】
ステータ冷却構造を説明する。
図１３は第２実施例のステータ冷却構造及び冷媒の流れを示す断面図、図１４は図１３Ｅ−Ｅ線による第２実施例のステータ冷却構造の冷媒分配蓋部材を示す断面図、図１５は図１３Ｆ−Ｆ線による第２実施例のステータ冷却構造の冷媒分配板部材を示す図、図１６は図１３Ｇ−Ｇ線による第２実施例のステータ冷却構造の冷媒往路及び冷媒復路を示す断面図、図１７は図１３Ｈ−Ｈ線による第２実施例のステータ冷却構造の冷媒Ｕターン蓋部材を示す図である。
【００７４】
前記複軸多層モータＭのステータＳは、図１６に示すように、モータ回転軸を中心とする円周に等ピッチで配列したコイル４２（多相コイル）を巻き付けたステータピース積層体４１と、該ステータピース積層体４１のコイル発熱を冷却するステータ冷却用の冷媒路と、を有する。
【００７５】
前記冷媒路は、冷媒導入路１００と、冷媒分配蓋部材１０１と、冷媒分配板部材１０２と、冷媒往路１０３と、冷媒復路１０４と、冷媒Ｕターン蓋部材１０５と、冷媒排出路１０６と、を備えた構成としている。
【００７６】
前記冷媒導入路１００は、図１３に示すように、樹脂モールド部４６に形成され、冷媒を外部からステータ端部の冷媒導入口へ導く。
【００７７】
前記冷媒分配蓋部材１０１は、図１４に示すように、形状がドーナツ状であり、周方向に往路１０１ａと復路１０１ｂの仕切壁１０１ｃを設け、前記冷媒導入路１００から往路１０１ａの開始部１０１ｄに冷媒を導く。
【００７８】
前記冷媒分配板部材１０２は、図１５に示すように、前記往路１０１ａの部分に連通する往路用分配穴１０２ａと、前記復路１０１ｂの部分に連通する復路用分配穴１０２ｂとを、周方向に隣接する位置に開口している。また、各分配穴１０２ａ，１０２ｂは、径方向の仕切壁１０２ｃにより画成されている。
【００７９】
前記冷媒往路１０３は、図１６に示すように、前記ステータＳの樹脂モールド部４６に軸方向に貫通して形成され、一端が前記往路用分配穴１０２ａに連通する。
【００８０】
前記冷媒復路１０４は、図１６に示すように、前記ステータＳの樹脂モールド部４６に軸方向に貫通して形成され、一端が前記復路用分配穴１０２ｂに連通する。
【００８１】
前記冷媒Ｕターン蓋部材１０５は、図１７に示すように、一対の冷媒往路１０３と冷媒復路１０４に対応する連通凹部１０５ａが形成され、周方向に隣り合う設定とされた冷媒往路１０３と冷媒復路１０４の両他端を連通する。
【００８２】
前記冷媒排出路１０６は、図１３に示すように、前記冷媒復路１０４と冷媒分配板部材１０２の復路用分配穴１０２ｂを経過し、冷媒分配蓋部材１０１の復路１０１ｂの終端部１０１ｅから冷媒を排出する。
【００８３】
前記冷媒往路１０３と冷媒復路１０４は、図１６に示すように、周方向に隣接する各コイル４２間に配置している。なお、図１４において、往復の組みとなっている冷媒路は、○の中の数字が同じで、「’」の付いていない数字は冷媒往路１０３に対応し、「’」の付いている数字は冷媒復路１０４に対応している。
【００８４】
前記冷媒分配蓋部材１０１の仕切壁１０１ｃは、冷媒導入路１００に近い部分の往路断面積を最も広く設定し、円周方向に冷媒排出路１０６側に向かうにしたがって往路断面積を段階的に狭く設定し、かつ、冷媒導入路１００に近い部分の復路断面積を最も狭く設定し、円周方向に冷媒排出路１０６側に向かうにしたがって往路断面積を段階的に広く設定した段階螺旋状仕切壁（１の壁〜９の壁）としている。なお、他の構成は第１実施例と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００８５】
次に、ステータ冷却作用を説明する。
【００８６】
複軸多層モータＭの駆動時、コイル４２に大電流を流すと、コイル４２は発熱する。この熱は電気効率や機械効率を悪化させる原因となる。また、複軸多層モータＭでは、発熱体であるコイル４２は、モータ回転軸を中心とする円周に等ピッチでステータＳ内に配列される。よって、その熱を取り除くためにステータＳの周方向において偏りなく冷却する必要がある。
【００８７】
第２実施例のステータ冷却構造によるステータ冷却作用を、図１３を用いて説明する。
【００８８】
外部からモータケース２に形成された冷媒導入路７４を経過した冷媒は、往路では、図１３の右側に示すように、冷媒導入路１００→冷媒分配蓋部材１０１の往路１０１ａ→冷媒分配板部材１０２の往路用分配穴１０２ａ→冷媒往路１０３→冷媒Ｕターン蓋部材１０５の連通凹部１０５ａへと流れる。
【００８９】
そして、復路では、図１３の左側に示すように、冷媒Ｕターン蓋部材１０５の連通凹部１０５ａから、冷媒復路１０４→冷媒分配板部材１０２の復路用分配穴１０２ｂ→冷媒分配蓋部材１０１の復路１０１ｂ→冷媒排出路１０６へと流れ、冷媒排出路１０６からモータケース２に形成された冷媒排出路７４’を経過して外部に排出される。
【００９０】
この冷媒の流れにおいて、冷媒往路１０３と冷媒復路１０４との組みが周方向に隣り合うと共に、冷媒分配蓋部材１０１に往路１０１ａと復路１０１ｂを仕切る周方向の仕切壁１０１ｃを設けた。
【００９１】
このため、例えば、図１４において、往路▲１▼で復路▲１▼’の組みのように、冷媒分配板部材１０２の往路用分配穴１０２ａと冷媒導入路１００との流路長が短ければ、冷媒分配板部材１０２の復路用分配穴１０２ｂと冷媒排出路１０６との流路長が長くなり、逆に、往路▲９▼で復路▲９▼’の組みのように、冷媒分配板部材１０２の往路用分配穴１０２ａと冷媒導入路１００との流路長が長ければ、冷媒分配板部材１０２の復路用分配穴１０２ｂと冷媒排出路１０６との流路長が短くなる。
【００９２】
このように、冷媒分配蓋部材１０１の往路１０１ａと復路１０１ｂを通過するための冷媒の合計流路長がほぼ同じ長さ（冷媒分配蓋部材１０１の１周弱）となるため、同一路長の往復路とＵターン路を含め、分配された▲１▼，▲１▼’の組み〜▲９▼，▲９▼’の組みにより表される各冷媒路（冷媒導入路１００から冷媒排出路１０６まで）の路長は、ほぼ同じ長さで各冷媒路による冷却効果がほぼ均一となり、ステータＳの冷却偏りを緩和することができる。なお、他の作用は第１実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００９３】
次に、効果を説明する。
第２実施例の複軸多層モータのステータ冷却構造にあっては、第１実施例の（１），（２）の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００９４】
（４）　冷媒分配蓋部材１０１の仕切壁１０１ｃは、冷媒導入路１００に近い部分の往路断面積を最も広く設定し、円周方向に冷媒排出路１０６側に向かうにしたがって往路断面積を段階的に狭く設定し、かつ、冷媒導入路１００に近い部分の復路断面積を最も狭く設定し、円周方向に冷媒排出路１０６側に向かうにしたがって往路断面積を段階的に広く設定した段階螺旋状仕切壁としたため、冷媒流路断面積の段階的な変化により、冷媒の流速を均一にすることができる。
【００９５】
以上、本発明の複軸多層モータのステータ冷却構造を第１実施例及び第２実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００９６】
例えば、第１実施例では、ハイブリッド駆動ユニットに適用される複軸多層モータの例を示したが、単独で設置される複軸多層モータや他のシステムに適用される複軸多層モータに対しても本発明のステータ冷却構造を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のステータ冷却構造を有する複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットを示す概略全体図である。
【図２】第１実施例のステータ冷却構造が適用された複軸多層モータＭを示す縦断側面図である。
【図３】第１実施例のステータ冷却構造が適用された複軸多層モータＭを示す一部縦断正面図である。
【図４】第１実施例のステータ冷却構造が適用された複軸多層モータＭをステータの背面側から視た図である。
【図５】第１実施例の複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットのラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇおよび駆動出力機構Ｄを示す縦断側面図である。
【図６】第１実施例のステータ冷却構造が適用された複軸多層モータＭのステータおよびモータケース部材を示す縦断側面図である。
【図７】第１実施例のステータ冷却構造及び冷媒の流れを示す断面図である。
【図８】図７Ａ−Ａ線による第１実施例のステータ冷却構造の冷媒分配蓋部材を示す断面図である。
【図９】図７Ｂ−Ｂ線による第１実施例のステータ冷却構造の冷媒分配板部材を示す図である。
【図１０】図７Ｃ−Ｃ線による第１実施例のステータ冷却構造の冷媒往路及び冷媒復路を示す断面図である。
【図１１】図７Ｄ−Ｄ線による第１実施例のステータ冷却構造の冷媒Ｕターン蓋部材を示す図である。
【図１２】第１実施例のステータ冷却構造の冷媒分配蓋部材における冷媒の流れを示す作用説明図である。
【図１３】第２実施例のステータ冷却構造及び冷媒の流れを示す断面図である。
【図１４】図１３Ｅ−Ｅ線による第２実施例のステータ冷却構造の冷媒分配蓋部材を示す断面図である。
【図１５】図１３Ｆ−Ｆ線による第２実施例のステータ冷却構造の冷媒分配板部材を示す図である。
【図１６】図１３Ｇ−Ｇ線による第２実施例のステータ冷却構造の冷媒往路及び冷媒復路を示す断面図である。
【図１７】図１３Ｈ−Ｈ線による第２実施例のステータ冷却構造の冷媒Ｕターン蓋部材を示す図である。
【図１８】複軸多層モータのステータコイルに印加される複合電流の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｍ　複軸多層モータ
Ｓ　ステータ
ＩＲ　インナーロータ
ＯＲ　アウターロータ
４１　ステータピース積層体
４２　コイル（多相コイル）
４３　冷媒路
４６　樹脂モールド部
９０　冷媒導入路
９１　冷媒分配蓋部材
９１ａ　往路
９１ｂ　復路
９１ｃ　仕切壁
９１ｄ　開始部
９１ｅ　終端部
９２　冷媒分配板部材
９２ａ　往路用分配穴
９２ｂ　復路用分配穴
９３　冷媒往路
９４　冷媒復路
９５　冷媒Ｕターン蓋部材
９５ａ　連通凹部
９６　冷媒排出路
１００　冷媒導入路
１０１　冷媒分配蓋部材
１０１ａ　往路
１０１ｂ　復路
１０１ｃ　仕切壁
１０１ｄ　開始部
１０１ｅ　終端部
１０２　冷媒分配板部材
１０２ａ　往路用分配穴
１０２ｂ　復路用分配穴
１０３　冷媒往路
１０４　冷媒復路
１０５　冷媒Ｕターン蓋部材
１０５ａ　連通凹部
１０６　冷媒排出路
【図１】
2004072947.tif 000003
【図２】
2004072947.tif 000004
【図３】
2004072947.tif 000005
【図４】
2004072947.tif 000006
【図５】
2004072947.tif 000007
【図６】
2004072947.tif 000008
【図７】
2004072947.tif 000009
【図８】
2004072947.tif 000010
【図９】
2004072947.tif 000011
【図１０】
2004072947.tif 000012
【図１１】
2004072947.tif 000013
【図１２】
2004072947.tif 000014
【図１３】
2004072947.tif 000015
【図１４】
2004072947.tif 000016
【図１５】
2004072947.tif 000017
【図１６】
2004072947.tif 000018
【図１７】
2004072947.tif 000019
【図１８】
2004072947.tif 000020