(57)【要約】【課題】  高い抜熱効率の確保と、良好な組み付け作業性と、の両立を図ることができる回転電機の抜熱構造を提供すること。【解決手段】  トランスミッションケース２０と、該トランスミッションケース２０に固定された積層鋼鈑２１に対し軸方向に通電コイル２２を複数回巻き付けたステータ２３と、該ステータ２３に対し微小隙間を介して配置されたロータ２４と、該ロータ２４に設けられた回転電機軸２５と、を備えた回転電機MGにおいて、前記通電コイル２２のうち、少なくとも積層鋼鈑２１の両端部から突出するコイルエンド２２ａ，２２ａに、通電コイル２２と共に巻き付けられた通電していない線材によるダミーコイル２６を配置し、かつ、該ダミーコイル２６の端部を前記トランスミッションケース２０に接続した。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、該ケースに固定された積層鋼鈑に対し軸方向に通電コイルを複数回巻き付けたステータと、該ステータに対し微小隙間を介して配置されたロータと、該ロータに設けられた回転電機軸と、を備えた回転電機において、
前記通電コイルのうち、少なくとも積層鋼鈑の両端部から突出するコイルエンドに、通電コイルと共に巻き付けられた通電していない線材によるダミーコイルを配置し、かつ、該ダミーコイルの端部を前記ケースに接続したことを特徴とする回転電機の抜熱構造。
【請求項２】
請求項１に記載された回転電機の抜熱構造において、
前記ダミーコイルを、積層鋼鈑に対し通電コイルと共に全周にわたって巻き付けたことを特徴とする回転電機の抜熱構造。
【請求項３】
請求項１に記載された回転電機の抜熱構造において、
前記ダミーコイルを、積層鋼鈑の両端部から突出するコイルエンドの位置にのみ配置したことを特徴とする回転電機の抜熱構造。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載された回転電機の抜熱構造において、
前記ダミーコイルを、コイル断面図にてダミーコイル断面が通電コイル断面により周りを囲まれるように、通電コイルの内部位置に配置したことを特徴とする回転電機の抜熱構造。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載された回転電機の抜熱構造において、
前記ダミーコイルの剛性を、前記通電コイルの剛性より低く設定したことを特徴とする回転電機の抜熱構造。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載された回転電機の抜熱構造において、
前記ダミーコイルのケース側端部位置に、抜熱部品を結合したことを特徴とする回転電機の抜熱構造。
【請求項７】
請求項６に記載された回転電機の抜熱構造において、
前記抜熱部品を、屈曲銅板としたことを特徴とする回転電機の抜熱構造。
【請求項８】
請求項７に記載された回転電機の抜熱構造において、
前記屈曲銅板を、ケース雰囲気内にケース接触状態で放置したことを特徴とする回転電機の抜熱構造。
【請求項９】
請求項７に記載された回転電機の抜熱構造において、
前記屈曲銅板を、ケースに鋳ぐるみ状態で固定したことを特徴とする回転電機の抜熱構造。
【請求項１０】
請求項７に記載された回転電機の抜熱構造において、
前記屈曲銅板を、ケースに形成されたウォータージャケット内に封じ込んだことを特徴とする回転電機の抜熱構造。
【請求項１１】
請求項７に記載された回転電機の抜熱構造において、
前記屈曲銅板を、ケースに固定しつつオイル供給したことを特徴とする回転電機の抜熱構造。
【請求項１２】
請求項７に記載された回転電機の抜熱構造において、
前記屈曲銅板を、ケース内のオイル溜まりに浸漬したことを特徴とする回転電機の抜熱構造。
【請求項１３】
請求項６に記載された回転電機の抜熱構造において、
前記抜熱部品を、ヒートパイプとし、ケースやウォータージャケット内に少なくとも一部を埋め込んだことを特徴とする回転電機の抜熱構造。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１３の何れか１項に記載された回転電機の抜熱構造において、
前記回転電機を、差動歯車変速機を備えたハイブリッド変速機の動力源としてエンジンと共に適用したことを特徴とする回転電機の抜熱構造。
【請求項１５】
ケースと、該ケースに固定された積層鋼鈑に対し軸方向に通電コイルを複数回巻き付けたステータと、該ステータに対し微小隙間を介して配置されたロータと、該ロータに設けられた回転電機軸と、を備えた回転電機において、
前記積層鋼鈑に対する通電コイルの巻き付け工程時に、通電していない線材によるダミーコイルを通電コイルと同時に巻き付けることを特徴とする回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層鋼鈑に対し通電コイルを複数回巻き付けたステータを備えた回転電機の抜熱構造と回転電機の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機のステータに巻き付けられたコイルのコイルエンド抜熱は、コイルエンドに抜熱部材としての充填部材９２をコイルエンド表面に密着させて抜熱するようにしている（例えば、特許文献１参照：以下、従来技術１）。
【０００３】
また、回転電機のステータに巻き付けられたコイルのコイルエンド抜熱は、コイルエンドに抜熱部材としての薄板状エレメント１５をコイルエンド内部に介挿して抜熱するようにしている（例えば、特許文献２参照：以下、従来技術２）。
【特許文献１】特開平６−７０５０８号公報
【特許文献２】特開２０００−１５２５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術１の回転電機の抜熱構造にあっては、コイルエンド表面から抜熱するものであるため、コイルエンド内部の抜熱効率が不十分であるという問題があった。
【０００５】
また、上記従来技術２の回転電機の抜熱構造にあっては、コイルエンド内部の抜熱効率は従来技術１よりも高まるものの、抜熱部材として薄板状エレメント１５を用いているため、下記に列挙する問題があった。
(a) 抜熱部材として薄板状エレメント１５を、コイルエンド内部に介挿するスペースの確保が困難である。
(b) 線材が複数回巻き付けられたコイルエンドへ薄板状エレメント１５を介挿することになり、組み付け作業性が悪い。
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、高い抜熱効率の確保と、良好な組み付け作業性と、の両立を図ることができる回転電機の抜熱構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の回転電機の抜熱構造では、ケースと、該ケースに固定された積層鋼鈑に対し軸方向に通電コイルを複数回巻き付けたステータと、該ステータに対し微小隙間を介して配置されたロータと、該ロータに設けられた回転電機軸と、を備えた回転電機において、
前記通電コイルのうち、少なくとも積層鋼鈑の両端部から突出するコイルエンドに、通電コイルと共に巻き付けられた通電していない線材によるダミーコイルを配置し、かつ、該ダミーコイルの端部を前記ケースに接続した。
【発明の効果】
【０００８】
よって、本発明の回転電機の抜熱構造にあっては、例えば、高負荷状態で回転電機の通電コイルに駆動電流を印加することにより、駆動電流の一部が熱に変換されて通電コイルが発熱した場合、通電コイルと共に巻き付けられたダミーコイルが、互いの接触部より通電コイルの熱を奪い、奪った熱はダミーコイルを経過し、コイル端部に接続されたケースに吸収される。この結果、通電コイルの熱を直接奪うという高い抜熱効率を確保することができると共に、抜熱部材として採用したダミーコイルは、通電コイルと共に巻き付けられることで、例えば、通電コイルの巻き付け工程にて同時巻き付けが可能であるというように、良好な組み付け作業性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の回転電機の抜熱構造と回転電機の製造方法を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例３に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
［ハイブリッド変速機の駆動系］
図１は実施例１の回転電機が適用されたハイブリッド変速機を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド変速機の駆動系は、図１に示すように、動力源として、エンジンＥと、第１モータジェネレータMG1（回転電機）と、第２モータジェネレータMG2（回転電機）と、を有する。これらの動力源Ｅ,MG1,MG2と出力軸OUTとが連結される差動歯車変速機は、第１遊星歯車PG1と、第２遊星歯車PG2と、第３遊星歯車PG3と、エンジンクラッチECと、ローブレーキLBと、ハイクラッチHCと、ハイローブレーキHLBと、を有する。
【００１１】
前記差動歯車変速機を構成する第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3は、何れもシングルピニオン型遊星歯車である。前記第１遊星歯車PG1は、第１サンギアS1と、第１ピニオンP1を支持する第１ピニオンキャリアPC1と、第１ピニオンP1に噛み合う第１リングギアR1と、によって構成されている。前記第２遊星歯車PG2は、第２サンギアS2と、第２ピニオンP2を支持する第２ピニオンキャリアPC2と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギアR2と、によって構成されている。前記第３遊星歯車PG3は、第３サンギアS3と、第３ピニオンP3を支持する第３ピニオンキャリアPC3と、第３ピニオンP3に噛み合う第３リングギアR3と、によって構成されている。
【００１２】
前記第１サンギアS1と前記第２サンギアS2とは第１回転メンバM1により直結され、前記第１リングギアR1と第３サンギアS3とは第２回転メンバM2により直結され、前記第２ピニオンキャリアPC2と前記第３リングギアR3とは第３回転メンバM3により直結される。したがって、３組の遊星歯車PG1,PG2,PG3は、第１回転メンバM1と第２回転メンバM2と第３回転メンバM3と第１ピニオンキャリアPC1と第２リングギアR2と第３ピニオンキャリアPC3との６つの回転要素を有する。
【００１３】
前記差動歯車変速機の６つの回転要素に対する動力源Ｅ,MG1,MG2と出力軸OUTとエンジンクラッチECと各係合要素LB,HC,HLBの連結関係について説明する。なお、第２回転メンバM2については、これらの何れにも連結されないフリーの状態であり、残りの５つの回転要素が、下記のように連結される。
【００１４】
前記エンジンＥのエンジン出力軸は、エンジンクラッチECを介して第３回転メンバM3に連結される。つまり、エンジンクラッチECの締結時には、第３回転メンバM3を介して第２ピニオンキャリアPC2と第３リングギアR3をエンジン回転数にする。
【００１５】
前記第１モータジェネレータMG1の第１モータジェネレータ出力軸は、第２リングギアR2に直結される。また、第１モータジェネレータ出力軸と変速機ケースTCとの間には、ハイローブレーキHLBが介装される。つまり、ハイローブレーキHLBの解放時には、第２リングギアR2を第１モータジェネレータMG1の回転数にする。また、ハイローブレーキHLBの締結時には、第２リングギアR2と第１モータジェネレータMG1の回転を停止する。
【００１６】
前記第２モータジェネレータMG2の第２モータジェネレータ出力軸は、第１回転メンバM1に直結される。また、第２モータジェネレータ出力軸と第１ピニオンキャリアPC1との間には、ハイクラッチHCが介装され、第１ピニオンキャリアPC1と変速機ケースTCとの間には、ローブレーキLBが介装される。つまり、ローブレーキLBのみの締結時には、第１ピニオンキャリアPC1を停止し、ハイクラッチHCのみの締結時には、第１サンギアS1と第２サンギアS2と第１ピニオンキャリアPC1とを第２モータジェネレータMG2の回転数にする。さらに、ローブレーキLBとハイクラッチHCの締結時には、第１サンギアS1と第２サンギアS2と第１ピニオンキャリアPC1とを停止する。
【００１７】
前記出力軸OUTは、第３ピニオンキャリアPC3に直結されている。なお、出力軸OUTからは、図外のプロペラシャフトやディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右の駆動輪に駆動力が伝達される。
【００１８】
これにより、図４及び図５に示すように、共線図上において、第１モータジェネレータMG1(R2)、エンジンＥ(PC2,R3)、出力軸OUT(PC3)、第２モータジェネレータMG2(S1,S2,PC1)の順に配列され、遊星歯車列の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入することができる。
【００１９】
ここで、「共線図」とは、差動歯車のギア比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸にリングギア、キャリア、サンギア等の各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギアとリングギアの歯数比（α，β，δ）になるように配置したものである。ちなみに、図４(a)に示す(1)は第１遊星歯車PG1の共線図であり、(2)は第２遊星歯車PG2の共線図であり、(3)は第３遊星歯車PG3の共線図である。
【００２０】
前記エンジンクラッチECは、油圧により締結され、油により冷却される多板摩擦クラッチであり、図４及び図５の共線図上において、エンジンＥとの回転速度軸と一致する位置に配置され、締結によりエンジンＥの回転とトルクを差動歯車変速機のエンジン入力回転要素である第３回転メンバM3に入力する。
【００２１】
前記ローブレーキLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図４及び図５の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸より外側位置に配置され、締結により図４の(a),(b)及び図５の(a),(b)に示すようにロー側変速比を分担するロー側変速比モードを実現する。
【００２２】
前記ハイクラッチHCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図４及び図５の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸と一致する位置に配置され、締結により図４の(d),(e)及び図５の(d),(e)に示すようにハイ側変速比を分担するハイ側変速比モードを実現する。
【００２３】
前記ハイローブレーキHLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図３及び図４の共線図上において、第１モータジェネレータMG1の回転速度軸と一致する位置に配置され、ローブレーキLBと共に締結することにより変速比をアンダードライブ側のロー変速比に固定し、ハイクラッチHCと共に締結することにより変速比をオーバードライブ側のハイ変速比に固定する。
【００２４】
［ハイブリッド変速機の制御系］
実施例１のハイブリッド変速機における制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、油圧制御装置５と、統合コントローラ６と、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、第３リングギア回転数センサ１２と、を有して構成されている。
【００２５】
前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（以下、「動作点」とは回転数とトルクにより特定される動作の点をいう。）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。
【００２６】
前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０，１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1の動作点と、第２モータジェネレータMG2の動作点と、をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２からは、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報が統合コントローラ６に対して出力される。
【００２７】
前記インバータ３は、前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2のステータコイルに接続され、モータコントローラ２からの指令により、それぞれの駆動電流を作り出す。このインバータ３には、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続されている。
【００２８】
前記油圧制御装置５は、統合コントローラ６からの油圧指令を受け、エンジンクラッチECと、ローブレーキLBと、ハイクラッチHCと、ハイローブレーキHLBと、の締結油圧制御及び解放油圧制御を行う。この締結油圧制御及び解放油圧制御には、滑り締結制御や滑り解放制御による半クラッチ制御も含む。
【００２９】
前記統合コントローラ６は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APと、車速センサ８からの車速VSPと、エンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neと、第１モータジェネレータ回転数センサ１０からの第１モータジェネレータ回転数N1と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からの第２モータジェネレータ回転数N2と、第３リングギア回転数センサ１２からの第３リングギア回転速度ωin等の情報を入力し、所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ１、モータコントローラ２、油圧制御装置５に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。
【００３０】
なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、および、統合コントローラ６とモータコントローラ２とは、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線１４，１５により接続されている。
【００３１】
［走行モード］
実施例１のハイブリッド変速機は、変速機の出力軸OUTをエンジン出力軸と同軸上に一致させることができることから、ＦＦ車（フロントエンジン・フロントドライブ車）に限らず、ＦＲ車（フロントエンジン・リヤドライブ車）に搭載でき、また、無段変速比モードとして１つのモードで常用変速比域をカバーするのではなく、ロー側無段変速比モードとハイ側無段変速比モードとに分担して常用変速比域をカバーするようにしているため、２つのモータジェネレータMG1,MG2の出力分担率は、エンジンＥが発生する出力の約２０％以下に抑えることができるという特徴を持つ。
【００３２】
走行モードとしては、図２に示すように、ロー固定変速比モード（以下、「Lowモード」という。）と、ロー側無段変速比モード（以下、「Low-iVTモード」という。）と、２速固定モード（以下、「2ndモード」という。）と、ハイ側無段変速比モード（以下、「High-iVTモード」という。）と、ハイ固定変速比モード（以下、「Highモード」という。）と、の５つの走行モードを有する。
【００３３】
そして、図２に示すように、前記Lowモードは、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを締結することで得られる。前記Low-iVTモードは、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる。前記2ndモードは、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる。前記High-iVTモードは、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる。前記Highモードは、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを締結することで得られる。
【００３４】
これら５つの走行モードについては、エンジンＥを用いないで両モータージェネレータMG1,MG2のみで走行する電気走行モード（以下、「EVモード」という。）と、エンジンＥと両モータージェネレータMG1,MG2を用いて走行するハイブリッド走行モード（以下、「HEVモード」という。）とに分けられる。よって、図３に示すように、EVモードとHEVモードとを合わせると１０の走行モードが実現されることになる。図４にEVモード関連のEV-Lowモードの共線図、EV-Low-iVTモードの共線図、EV-2ndモードの共線図、EV-High-iVTモードの共線図、EV-Highモードの共線図をそれぞれ示す。図５にHEVモード関連のHEV-Lowモードの共線図、HEV-Low-iVTモードの共線図、HEV-2ndモードの共線図、HEV-High-iVTモードの共線図、HEV-Highモードの共線図をそれぞれ示す。
【００３５】
ここで、統合コントローラ６には、アクセル開度APと車速VSPとバッテリS.O.Cによる三次元空間に、前記１０の走行モードを割り振った走行モードマップが予め設定されていて、車両の停止時や走行時には、アクセル開度APと車速VSPとバッテリS.O.Cの検出値により走行モードマップが検索され、アクセル開度APと車速VSPにより決まる車両の運転点やバッテリ充電量に応じた最適な走行モードマップが選択される。
【００３６】
前記走行モードマップの選択により、「EVモード」と「HEVモード」との間においてモード遷移を行う場合には、エンジン始動やエンジン停止を要することに伴い、エンジンクラッチECの締結制御やエンジンクラッチECの解放制御、あるいは、これに加え、クラッチ・ブレーキ等の係合要素の締結・解放制御が実行される。また、「EVモード」の５つのモード間でのモード遷移や「HEVモード」の５つのモード間でのモード遷移を行う場合には、クラッチ・ブレーキ等の係合要素の締結・解放制御が実行される。これらのモード遷移制御は、動作点の受け渡しが円滑に行われるように、決められた手順にしたがったシーケンス制御により行われる。
【００３７】
［回転電機の抜熱構造］
【００３８】
上記第１モータジェネレータMG1と、第２モータジェネレータMG2とに採用された実施例１の回転電機の抜熱構造について、図６及び図７に基づきその構成を説明する。なお、以下の説明で用いる回転電機MGは、第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2とをあらわすものとする。
【００３９】
実施例１の回転電機MGは、図６に示すように、トランスミッションケース２０（ケース）と、該トランスミッションケース２０に固定された積層鋼鈑２１に対し軸方向に通電コイル２２を複数回巻き付けたステータ２３と、該ステータ２３に対し微小隙間を介して配置されたロータ２４と、該ロータ２４に設けられた回転電機軸２５と、を備えている。なお、回転電機MGは、同期型モータ・ジェネレータであり、積層鋼鈑２１に対し通電コイル２２を複数回巻き付けたステータティースを、円周上に複数個配列することで構成されている。
【００４０】
前記通電コイル２２の内部には、図６に示すように、積層鋼鈑２１の両端部から突出するコイルエンド２２ａ，２２ａを含め、積層鋼鈑２１に対し通電コイル２２と共に全周にわたって巻き付けられた通電していない線材によるダミーコイル２６を配置し、かつ、該ダミーコイル２６の端部を前記トランスミッションケース２０に対し、ボルト２７による締め付け固定により接続している。すなわち、前記ダミーコイル２６は、図７のコイル断面図に示すように、ダミーコイル断面が通電コイル断面により周りを囲まれるように、通電コイル２２の内部位置に配置している。
【００４１】
そして、前記ダミーコイル２６の剛性は、通電コイル２２の材料と異ならせることで、通電コイル２２の剛性より低く設定している。つまり、ダミーコイル２６の材料・線種・線径を必ずしも規定するものではないが、通電コイル２２の材料よりも外力により変形しやすい柔らかく伝熱性の良い材料を選択し、かつ、製造容易性を確保するように、通電コイル２２と同じ断面丸形で同じ線径のものを用いている。
【００４２】
次に、作用を説明する。
【００４３】
［ステータ製造作用］
ステータ２３の製造時、同形の薄い鋼鈑を軸方向に重ね合わせて積層鋼鈑２１を製造し、この積層鋼鈑２１に対する通電コイル２２の巻き付け工程時に、通電していない線材によるダミーコイル２６を通電コイル２２と同時に巻き付ける。
【００４４】
すなわち、積層鋼鈑２１に対するコイル巻き付けの開始工程では、通電コイル２２のみを巻き付け、中間工程では、通電コイル２２の巻き付けを複数回行う動作とダミーコイル２６の巻付けを通電コイル２２より少ない回数行う動作とを交互に繰り返し、終了工程では、通電コイル２２のみを巻き付けることで、図７に示すように、ダミーコイル２６が通電コイル２２により周りを囲まれるように、ダミーコイル２６を通電コイル２２の内部位置に配置する。
【００４５】
よって、通電コイル２２の巻き付け工程にてダミーコイル２６の同時巻き付けを行うことができ、ダミーコイル２６を通電コイル２２の内部位置に配置しながらも、良好な組み付け作業性を確保することができる。
【００４６】
［ステータ抜熱作用］
例えば、高負荷状態で回転電機MGの通電コイル２２に駆動電流を印加することにより、駆動電流の一部が熱に変換されて通電コイル２２が発熱した場合、通電コイル２２と共に巻き付けられたダミーコイル２６が、互いの接触部より通電コイル２２の熱を奪い、奪った熱はダミーコイル２６を経過し、コイル端部に接続された熱容量の高いトランスミッションケース２０に吸収される。ここで、ダミーコイル２６の剛性を通電コイル２２の剛性より低く設定していることで、コイル巻き付けにより両コイル２２，２６に接触力が作用した場合には、図７に示すように、ダミーコイル２６のみが変形して互いの接触面積を拡大する。このため、通電コイル２２の変形が抑えられると共に、ダミーコイル２６の巻数を少なくしてモータ性能を確保しながらも、通電コイル２２の熱を有効に奪うことができる。
【００４７】
特に、ハイブリッド変速機の動力源として回転電機MGを適用した場合、高負荷運転が継続することがしばしばあることから、通電コイルの発熱量が大きく、電気エネルギー損失によるモータ性能低下や通電コイルが許容温度を超えるのを繰り返すことで早期にモータ耐久性の低下を招く。この対策としては、一般に、トランスミッションケースにウォータージャケットを設け、強制水冷によりステータを冷却するという手法を採用していて、この場合には、構造が複雑になって高コストとなるし、モータが大型化する。加えて、漏電防止のために水を漏らさないというシール性にも留意する必要がある。
【００４８】
これに対し、実施例１では、抜熱部材としてダミーコイル２６を採用し、通電コイル２２の熱をダミーコイル２６により直接奪うという高い抜熱効率を確保することができることで、強制水冷によるステータ冷却手法を採用することなく、通電コイル２２の発熱を確実に抑えることができる。
【００４９】
次に、効果を説明する。
実施例１の回転電機の抜熱構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５０】
(1) トランスミッションケース２０と、該トランスミッションケース２０に固定された積層鋼鈑２１に対し軸方向に通電コイル２２を複数回巻き付けたステータ２３と、該ステータ２３に対し微小隙間を介して配置されたロータ２４と、該ロータ２４に設けられた回転電機軸２５と、を備えた回転電機MGにおいて、前記通電コイル２２のうち、少なくとも積層鋼鈑２１の両端部から突出するコイルエンド２２ａ，２２ａに、通電コイル２２と共に巻き付けられた通電していない線材によるダミーコイル２６を配置し、かつ、該ダミーコイル２６の端部を前記トランスミッションケース２０に接続したため、高い抜熱効率の確保と、良好な組み付け作業性と、の両立を図ることができる。
【００５１】
(2) 前記ダミーコイル２６を、積層鋼鈑２１に対し通電コイル２２と共に全周にわたって巻き付けたため、通電コイル２２とダミーコイル２６との同時巻き付けが可能であり、ステータ製造容易性を達成することができる。
【００５２】
(3) 前記ダミーコイル２６を、コイル断面図にてダミーコイル断面が通電コイル断面により周りを囲まれるように、通電コイル２２の内部位置に配置したため、ダミーコイル２６による通電コイル２２からの抜熱を高効率にて達成することができる。
【００５３】
(4) 前記ダミーコイル２６の剛性を、前記通電コイル２２の剛性より低く設定したため、積層鋼鈑２１に対するコイル巻き付け状態でダミーコイル２６のみの変形により通電コイル２２との接触面積を広く確保することができ、通電コイル２２の変形を抑えると共に、少ない巻数のダミーコイル２６によりモータ性能の低下を最小限に抑えながらも、高い抜熱効率を達成することができる。
【００５４】
(5) 前記回転電機MGを、差動歯車変速機を備えたハイブリッド変速機の動力源としてエンジンＥと共に適用したため、電気エネルギーの損失低減や耐久信頼性の確保のために要求される高いステータ冷却性を、低コストで、かつ、両モータジェネレータMG1,MG2のコンパクト性を確保しながら、ダミーコイル２６による抜熱にて達成することができる。
【００５５】
(6) トランスミッションケース２０と、該トランスミッションケース２０に固定された積層鋼鈑２１に対し軸方向に通電コイル２２を複数回巻き付けたステータ２３と、該ステータ２３に対し微小隙間を介して配置されたロータ２４と、該ロータ２４に設けられた回転電機軸２５と、を備えた回転電機MGにおいて、前記積層鋼鈑２１に対する通電コイル２２の巻き付け工程時に、通電していない線材によるダミーコイル２６を通電コイル２２と同時に巻き付けるため、ダミーコイル２６の巻き付け工数増を抑えた高い組み付け作業性による回転電機MGの製造方法を提供することができる。
【実施例２】
【００５６】
実施例２は、ダミーコイル２６を、積層鋼鈑２１の両端部から突出するコイルエンド２２ａ，２２ａの位置にのみ配置した例である。
【００５７】
すなわち、図８及び図９に示すように、前記ダミーコイル２６を、積層鋼鈑２１の両端部から突出するコイルエンド２２ａ，２２ａの位置にのみ配置している。ここで、ダミーコイル２６をコイルエンド２２ａ，２２ａの位置にのみ配置する方法としては、例えば、積層鋼鈑２１に対し通電コイル２２のみを巻き付け、後工程にての両端部から突出するコイルエンド２２ａ，２２ａの位置にダミーコイル２６を差し込むことで配置する等の方法によりなされる。なお、他の構成は実施例１と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。
【００５８】
次に、実施例２の抜熱作用を説明すると、通電コイル２２が発熱すると、通電コイル２２のうち、積層鋼鈑２１の側部に巻き付けられている部分の通電コイル熱は、積層鋼鈑２１を経過して熱容量の高いトランスミッションケース２０にて吸収される。しかし、通電コイル２２のうち、積層鋼鈑２１の両端部から突出するコイルエンド２２ａ，２２ａの部分の通電コイル熱は、積層鋼鈑２１から離れていることで積層鋼鈑２１を経過しての熱移動を望めなく、周囲の空気により冷却されるだけである。つまり、周囲の空気が時間の経過と共に高温になると、ほとんど冷却されることが無く、通電コイル２２のうちコイルエンド２２ａ，２２ａの部分が最も発熱することになる。
【００５９】
これに対し、実施例２では、積層鋼鈑２１の側部に対しては通電コイル２２のみが巻き付けられることで、この部分の通電コイル熱は、積層鋼鈑２１を経過し熱容量の高いトランスミッションケース２０にて吸収され、通電コイル２２の巻数に応じた電磁石によるモータ性能がそのまま確保される。加えて、通電コイル２２のうち最も発熱するコイルエンド２２ａ，２２ａの部分のみにダミーコイル２６を配置することで、このダミーコイル２６が、最も発熱した通電コイル２２の熱を奪い、奪った熱はダミーコイル２６を経過し、コイル端部に接続された熱容量の高いトランスミッションケース２０に吸収される。
【００６０】
次に、効果を説明する。
実施例２の回転電機の抜熱構造にあっては、実施例１の(1),(3),(4),(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００６１】
(7) 前記ダミーコイル２６を、積層鋼鈑２１の両端部から突出するコイルエンド２２ａ，２２ａの位置にのみ配置したため、モータ性能をそのまま確保しながらも、最も発熱するコイルエンド２２ａ，２２ａの部分のみに着目した効果的な抜熱を達成することができる。
【実施例３】
【００６２】
実施例３は、ダミーコイル２６のケース側端部位置に、抜熱部品（屈曲銅板２８やヒートパイプ２９等）を結合した例である。
【００６３】
すなわち、実施例３では、図１０に示すように、前記ダミーコイル２６のケース側端部位置に、三角波形状に屈曲させることで広い放熱面積を確保した屈曲銅板２８やヒートパイプ２９（減圧したパイプ内部に水あるいはアルコール等の液体を詰めたもの）による抜熱部品を結合した。ここで、抜熱部品を、屈曲銅板２８とした場合、放熱部（例えば、トランスミッションケース２０）への伝熱構造の具体例について、図１１に基づいて説明する。
・前記屈曲銅板２８を、トランスミッションケース２０の雰囲気内にケース接触状態で放置した（図１１(a)）。
・前記屈曲銅板２８を、トランスミッションケース２０に鋳ぐるみ状態で固定した（図１１(b)）。
・前記屈曲銅板２８を、トランスミッションケース２０に形成されたウォータージャケット３０内に封じ込んだ（図１１(c)）。
・前記屈曲銅板２８を、トランスミッションケース２０に固定しつつ、トランスミッションケース２０に形成した冷却油路３１を介してオイル供給した（図１１(d)）。
・前記屈曲銅板２８を、トランスミッションケース２０内のオイル溜まり３２に浸漬した（図１１(e)）。
なお、他の構成は、実施例１と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。
【００６４】
実施例３の作用を説明すると、抜熱部品を、屈曲銅板２８とした場合、ダミーコイル２６により加熱されると放熱面積が拡大され、下記に列挙するように、放熱部に熱を伝送して抜熱される。図１１(a),(b)の場合は、空冷によりトランスミッションケース２０へ熱を伝送する。また、図１１(c)の場合は、水冷によりウォータージャケット３０へ熱を伝送する。また、図１１(d)の場合は、空冷によりトランスミッションケース２０へ熱を伝送すると共に強制油冷により供給オイルに熱を伝送する。また、図１１(e)の場合は油冷によりオイル溜まり３２に熱を伝送する。
【００６５】
なお、抜熱部品を、ヒートパイプ２９とした場合には、トランスミッションケース２０やウォータージャケット３０内に少なくとも一部が埋め込まれる。これによって、ヒートパイプ２９の一端部が加熱部（ダミーコイル２６）により加熱されると、液体が蒸気となり他端部、すなわち、放熱部（トランスミッションケース２０やウォータージャケット３０）に流れ、そこで放熱して液体となり、液体となった後、毛細管現象により再び加熱部へ戻り、これが繰り返されて熱を伝送する。
【００６６】
次に、効果を説明する。
実施例３の回転電機の抜熱構造にあっては、実施例１及び実施例２の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００６７】
(8) 前記ダミーコイル２６のケース側端部位置に、抜熱部品を結合したため、ダミーコイル２６により放熱部へ伝送された熱の抜熱効率を高めることができる。
【００６８】
(9)前記抜熱部品を、屈曲銅板２８としたため、広い放熱面積と高伝熱性により抜熱効率を高めることができる。
【００６９】
(10) 前記屈曲銅板２８を、トランスミッションケース２０の雰囲気内にケース接触状態で放置したため、トランスミッションケース２０との接触部から空冷により屈曲銅板２８の熱を抜熱することができる。
【００７０】
(11) 前記屈曲銅板２８を、トランスミッションケース２０に鋳ぐるみ状態で固定したため、トランスミッションケース２０との鋳ぐるみ接触部から空冷により屈曲銅板２８の熱を抜熱することができる。
【００７１】
(12) 前記屈曲銅板２８を、トランスミッションケース２０に形成されたウォータージャケット３０内に封じ込んだため、ウォータージャケット３０内の冷却水による水冷により屈曲銅板２８の熱を抜熱することができる。
【００７２】
(13) 前記屈曲銅板２８を、トランスミッションケース２０に固定しつつオイル供給したため、トランスミッションケース２０との固定部から空冷と、オイル供給による強制油冷により屈曲銅板２８の熱を抜熱することができる。
【００７３】
(14) 前記屈曲銅板２８を、トランスミッションケース２０内のオイル溜まり３２に浸漬したため、オイル溜まり３２内の冷却油による油冷により屈曲銅板２８の熱を抜熱することができる。
【００７４】
(15) 前記抜熱部品を、ヒートパイプ２９とし、トランスミッションケース２０やウォータージャケット３０内に少なくとも一部を埋め込んだため、ダミーコイル２６によるヒートパイプ２９の加熱部と、トランスミッションケース２０やウォータージャケット３０によるヒートパイプ２９の放熱部との間での熱伝送作用により効果的に抜熱することができる。
【００７５】
以上、本発明の回転電機の抜熱構造を実施例１〜実施例３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。
【００７６】
例えば、実施例３では抜熱部品として屈曲銅板とヒートパイプの例を示したが、抜熱に有効な部品であればこれらの抜熱部品に限定されることはない。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の回転電機の抜熱構造は、１つのエンジンと２つのモータジェネレータを動力源とし、３つの単純遊星歯車列による差動歯車変速機を持つハイブリッド変速機への適用例を示したが、ハイブリッド変速機用回転電機に限らず、ステータコイルの発熱を抑えたいという要求のある様々な用途の回転電機に対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】実施例１の回転電機が適用されたハイブリッド変速機のを示す全体システム図である。
【図２】ハイブリッド変速機において各走行モードでの３つの係合要素の締結・解放状態を示す図である。
【図３】ハイブリッド変速機において電気自動車モードでの５つの走行モードとハイブリッド車モードでの５つの走行モードでのエンジン・エンジンクラッチ・モータジェネレータ・ローブレーキ・ハイクラッチ・ハイローブレーキの各作動表を示す図である。
【図４】ハイブリッド変速機において電気自動車モードでの５つの走行モードを示す共線図である。
【図５】ハイブリッド変速機においてハイブリッド車モードでの５つの走行モードを示す共線図である。
【図６】実施例１の回転電機の抜熱構造を示す全体図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線によるコイル断面図である。
【図８】実施例２の回転電機の抜熱構造を示す全体図である。
【図９】コイルエンドを示す図８のＺ方向矢視図と、図９(a)のＢ−Ｂ線によるコイルエンド断面図である。
【図１０】実施例３の回転電機の抜熱構造を示す全体図である。
【図１１】抜熱部品として屈曲銅板を採用した場合の放熱部への伝熱構造の具体例を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
Ｅ  エンジン
MG1  第１モータジェネレータ（回転電機）
MG2  第２モータジェネレータ（回転電機）
OUT  出力軸
PG1  第１遊星歯車
PG2  第２遊星歯車
PG3  第３遊星歯車
EC  エンジンクラッチ
LB  ローブレーキ
HC  ハイクラッチ
HLB  ハイローブレーキ
MG  回転電機
２０  トランスミッションケース（ケース）
２１  積層鋼鈑
２２  通電コイル
２２ａ，２２ａ  コイルエンド
２３  ステータ
２４  ロータ
２５  電動機軸
２６  ダミーコイル
２７  ボルト
２８  屈曲銅板（抜熱部品）
２９  ヒートパイプ（抜熱部品）
３０  ウォータージャケット
３１  冷却油路
３２  オイル溜まり
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005130554.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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