JP2001025198A - ハイブリッド車両駆動装置 - Google Patents
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Abstract
れ、取り扱いや生産性に優れたハイブリッド車両駆動装
置を提供する 【解決手段】 交流モータが内燃機関とトランスミッシ
ョンとの間でクランク軸に連結される構造のハイブリッ
ド車両駆動装置において、前記交流モータは、ステータ
コイル514が巻回された複数の独立したステータ片5
01をリング状に配列して構成されたステータ50と、
各相ごとに設けらて同一相のステータ片に巻回されたス
テータコイル514の一端同士を相互に接続する第1リ
ング状バス532U、532V、532Wと、ステータ
コイル514の他端同士を相互に接続する第2リング状
バス530と、前記第1リング状バス532U、532
V、532Wに多相交流電力を供給する給電端子531
とを具備した。
Description
および交流モータの駆動力の双方または一方を選択的に
利用して車両を駆動するハイブリッド車両駆動装置に係
り、特に、交流モータが内燃機関とトランスミッション
との間でクランク軸に連結される構造のハイブリッド車
両駆動装置に関する。
燃機関の駆動力および交流モータの駆動力の双方または
一方を選択的に利用して車両を駆動する方式が、例えば
特開平9−156388号公報に開示されている。ハイ
ブリッド車両用の交流モータに用いられるステータ(固
定子)としては、リング状のステータコアの内周端部か
ら中心方向へステータ歯を円周に沿って突出させたリン
グ状のケイ素鋼板を多数枚積層してステータコアとし、
そのステータ歯の積層部にステータコイル(固定子巻
線)を巻回した構造のものが一般的である。
ステータコイルの線積率を向上させるためには、各ステ
ータ歯にステータコイルを密に巻回することが望まし
く、そのためには、ステータコイルを各ステータ歯に単
独で巻回することが望ましい。しかしながら、上記した
従来のステータコア形状では、ステータ歯が固定的に隣
接配置されているため、各ステータ歯の間隙を通して各
ステータ歯にステータ巻線を密に巻回することができ
ず、高い線積率が得られないという問題があった。
角度(例えば、1スロット相当)分のステータ片をリン
グ状に配列することでステータコアを構成するものと
し、ステータコイルは各ステータ片ごとに予め巻回して
おく構成が考えられる。
に全てのステータ片のうち、同相のステータ片に巻回さ
れたステータコイル同士は1本の導線で連結されている
ため、たとえば、同相である複数のステータ片のいずれ
かが不良であった場合でも、不良のステータ片のみを交
換することができず、同相のステータ片の全てを交換す
るか、あるいはステータコイルを解いてから不良部分を
交換しなければならないという問題があった。また、各
ステータ片をリング状に配列してステータに組み上げる
際も、同相のステータ片同士が1本の導線でつながって
いるために取り扱いが難しいという問題があった。
点を解決し、ステータコイルに関して高い線積率が得ら
れ、取り扱い性や生産性に優れたハイブリッド車両駆動
装置を提供することにある。
ために、本発明は、交流モータが内燃機関とトランスミ
ッションとの間でクランク軸に連結される構造のハイブ
リッド車両駆動装置において、前記交流モータが、ステ
ータコイルが巻回された複数の独立したステータ片をリ
ング状に配列して構成されたステータと、各相ごとに設
けら、同一相のステータ片に巻回されたステータコイル
の一端同士を相互に接続する複数の第1リング状バス
と、前記各ステータ片に巻回されたステータコイルの他
端同士を相互に接続する第2リング状バスと、前記第1
リング状バスに多相交流電力を供給する給電端子とを具
備したことを特徴とする。
回されるステータコイルはそれぞれ独立し、同相のステ
ータ片に巻回されたステータコイル同士はリング状バス
により相互接続される。したがって、各ステータ片はス
テータコイルを含めて単独で取り扱うことができ、その
取り扱い性およびステータに組み上げる際の生産性が向
上する。
細に説明する。図1は、本発明のハイブリッド車両駆動
装置を適用したハイブリッド車両Vの概略を示した図で
ある。
ば、ガソリンを燃焼させることによって駆動力を発生さ
せる内燃エンジンEと、前記内燃エンジンEの出力をア
シストするモータMと、フライホイールを含むクラッチ
機構Cと、前記内燃エンジンEおよび/またはモータM
が発生する駆動力を駆動軸1に伝達するトランスミッシ
ョンTとを備える。
あり、加速時等においてはエンジンの出力をアシスト
し、車両の減速中は回生制動機能を発揮してバッテリ3
を充電する。モータ駆動回路2は、バッテリ3の出力電
圧(直流)を交流電圧に変換して前記交流モータMの各
相へ供給する。エンジンEは、図示しないエンジン制御
手段により制御される。
斜視図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分
を表している。3気筒からなる内燃エンジンEは、オイ
ルパン25、シリンダブロック24およびシリンダヘッ
ド26から構成され、シリンダヘッド26の上部にはヘ
ッドカバー27が装着されている。
から見込んだ斜視図、図4は、前記モータMの組み立て
図、図5は、前記モータMの主要部の断面図であり、前
記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
0、前記ステータアッセンブリ50を収容してエンジン
Eに連結されるモータハウジング60、エンジンのクラ
ンク軸に直結されたロータ70、ミッション側ステータ
カバー80、前記ロータ70のステータアッセンブリ5
0に対する回転位置を検出する回転センサ10、ターミ
ナルホルダ30、ターミナルカバー90およびグロメッ
トカバー40等により構成される。
は、モータM内に侵入した水を外部に排出するためのド
レイン孔61が開設され、当該ドレイン孔61が貫通す
るモータハウジング60の底部外側には、外部からの浸
水を防止しながら前記排出を可能にするためのドレイン
チャンバ62が形成されている。
面図であり、図16は、前記ドレインチャンバ62をモ
ータハウジング60の下方から見込んだ平面図である。
なお、図16では、説明を判りやすくするために、後述
するドレインカバー63を取り外した状態を示し、その
ドレイン口631のみを破線で示している。また、図1
6の左側には、ドレインカバー63の側面図を記載して
いる。
り起こして形成した横向きのドレイン口631を具備
し、当該ドレインカバー63は、ドレインチャンバ62
の内側側面に形成された縁部632に沿って収容され、
ボルト622によりドレインチャンバ62内部を密閉す
るように固定される。
前記ドレイン孔61と連通する2つのドレイン孔651
が開設されると共に、前記ドレインカバー63に形成さ
れたドレイン口631の投影領域を囲むように、前記縁
部632と同じ高さで“U”字型の浸水防止壁656が
形成されている。このU字型浸水防止壁656は、前記
ドレイン口631からドレインチャンバ62内への浸水
を阻止する。さらに、当該U字型浸水防止壁656と前
記ドレイン孔651との間には、所定の角度で斜めに対
向する一対の浸水防止壁657が、前記縁部632およ
び浸水防止壁656と同じ高さで更に設けられている。
よれば、モータM内に侵入した水は前記ドレイン孔6
1、651を経由してドレインチャンバ62内に排水さ
れ、さらに、ドレインカバー63のドレイン口631か
ら外部へ排出される。これに対して、ドレイン口631
からドレインチャンバ62内への浸水は、第1に、U字
型浸水防止壁656により阻止され、第2に、一対の浸
水防止壁657により阻止される。したがって、外部か
らモータM内への浸水は阻止しながらモータMからの排
水は可能になる。
ロータ本体71と、前記ロータ本体71の外周部に交互
に配置された複数のN極およびS極磁石72(72N、
72S)と、前記磁石72を覆うように被せられた樹脂
製のロータカバー73とによって構成され、前記ロータ
本体71の両側面には冷却フィン71aが複数設けられ
ている。
組み立て図であり、図8は、前記ステータアッセンブリ
50の主要構成であるステータ部501の組み立て方法
および構造を示した斜視図である。
に、複数(本実施形態では、18個)のステータ片51
0をリング状に配列し、これをステータ保持リング52
0の開口部に圧入固定することにより構成される。
打ち抜かれたケイ素鋼板を積層して構成されたステータ
コア歯512と、前記ステータコア歯512の歯部を挟
むように対向配置されて相互に嵌合する一対のボビン状
インシュレータ511、513と、前記ボビン状インシ
ュレータ511、513を介して前記ステータコア歯5
12の歯部に巻回されたステータコイル514とにより
構成される。前記ステータ保持リング520およびステ
ータコア歯512は、運転中のエンジンEが発生する熱
により両者の嵌合状態が緩まないように、同一材質また
は熱膨脹係数が実質的に一致する材料同士で形成され
る。
た際にステータコアとして機能するステータコア歯51
2外周部の両端面には、それぞれ回転軸に沿って半円状
凸部512aおよび半円状凹部512bが形成されてい
る。隣接配置された各T型ステータコア歯512の前記
各凸部512aおよび凹部512bは相互に係合(図1
0参照)し、これにより各ステータ片510の軸中心方
向への位置ずれが防止される。
列してステータ保持リング520の開口部に圧入固定す
る際、両者の相対的な位置関係が適正でないと各ステー
タ片510の励磁タイミングにずれが生じてしまう。そ
こで、本実施形態では、前記ステータ保持リング520
の開口部端面の少なくとも1か所に、図9に示したよう
に、前記リング状に配列されたステータ片列(18個の
ステータ片;すなわちステータ)とステータ保持リング
520との相対的な位置関係を規制するための凸状係合
部520cが、軸方向(紙面に対して垂直方向)に沿っ
て長手状に形成されている。
状に配列されたときに外周端面となる曲面には、図10
に示したように、前記凸状係合部520cと係合する凹
状係合部512cが、軸方向に沿って長手状に形成され
ている。なお、図10では説明を解りやすくするため
に、ステータ片510の前記ボビン型インシュレータ5
11、513およびステータコイル514等の図示を省
略している。
(ステータ)は、いずれかのステータ片510の外周端
面に形成された前記凹状係合部512cが、前記ステー
タ保持リング520の開口部端面に形成された凸状係合
部520cと係合するように、前記ステータ保持リング
520に対して位置決めされて圧入される。
よびステータ保持リング520の双方に、相互に係合す
る係合手段512c、520cを設けたので、両者を簡
単かつ正確に位置決めできるようになる。
20へのステータ片列の圧入が完了してステータ部50
1が完成すると、前記図7に示したように、後述する各
ステータコイル514の他端514b同士を接続するた
めの中点接続用バスリング530(第2のリング状バ
ス)、U相のステータ片に巻回されている全てのステー
タコイル514Uに励磁電流を供給するためのバスリン
グ(第1のリング状バス)532U、V相のステータ片
に巻回されている全てのステータコイル514Vに励磁
電流を供給するためのバスリング532V、W相のステ
ータ片に巻回されている全てのステータコイル514W
に励磁電流を供給するためのバスリング532Wを、図
13に示したように、前記ボビン型インシュレータ51
3の端面にセットする。
ジン側端面には、図5、13に示したように、複数の仕
切板513aが立設されており、前記各バスリング53
2U、532V、532Wは、前記仕切板513aによ
り仕切られた所定位置に積み上げるようにセットされ
る。各バスリング532U、532V、532Wには、
図5、7に示したように、給電端子537(537U、
537V、537W)がそれぞれ一か所づつ形成されて
いる。各給電端子537は、前記各バスリング532
U、532V、532Wへ駆動電流を供給するためのバ
スバー531(531U、531V、531W)を介し
てターミナルホルダ30に導かれる。各給電端子537
とバスバー531とは、後述するステータカバー535
に対してボルト602により共締めされる。
イン122の端子121と前記バスバー531の一端と
がボルト123により共締めされている。ターミナルホ
ルダ30の開口部は前記ターミナルカバー90により覆
われている。
32Wの内周端部には、図7に示したように、中心方向
に複数の突起状端子533U、533V、533Wがそ
れぞれ形成され、前記中点接続用バスリング530の外
周端部からは、放射方向に複数の突起状端子534が形
成されている。前記各バスリング532、530の前記
各突起状端子533、534の主要部の除く露出面には
絶縁樹脂が均一に被着されている。前記絶縁樹脂材とし
ては、絶縁膜としての機能のみならず、摩擦抵抗が小さ
いこと、および膜強度が強いことからフッ素系樹脂が好
ましい。
33Uには、図11に示したように、接続端子としての
ターミナル550の一端がかしめられ、ターミナル55
0の他端には、U相のステータ片に巻回されたステータ
コイル514Uの一端514aがかしめられている。し
たがって、2つおきに配置されているU相の各ステータ
片に巻回された各ステータコイル514Uの一端514
a同士は、バスリング532Uを介して共通接続される
ことになる。
各ステータコイル514Vの一端514a同士は、バス
リング532V(およびターミナル550)を介して共
通接続され、W相の各ステータ片に巻回された各ステー
タコイル514Wの一端514a同士は、バスリング5
32W(およびターミナル550)を介して共通接続さ
れることになる。
起状端子534には、同じく図11に示したように、タ
ーミナル550の一端がかしめられ、ターミナル550
の他端には、各相のステータ片に巻回されたステータコ
イルの他端514bがかしめられている。したがって、
全てのステータ片に巻回された各ステータコイル514
の他端514b同士は、バスリング530(およびター
ミナル550)を介して共通接続されることになる。す
なわち、バスリング530はスター結線の中性点に相当
する。
ステータ片510をリング状に配列して構成し、各ステ
ータ片に巻回されるステータコイル514もそれぞれ独
立させ、同相のステータ片に巻回されたステータコイル
同士は第1バスリング532により接続される。したが
って、各ステータ片510はステータコイル514を含
めて単独で取り扱うことができ、その取り扱い性および
ステータに組み上げる際の生産性が向上する。
ンとしてのバスリング532を外側に配置し、各相の中
性点としての第2バスリングを内側に配置したので、給
電ラインと中性点とが交差せず、配線の引き回しが容易
になる。
完了すると、ステータカバー535でコイルを覆い、こ
れをステータアッセンブリ50に対してネジ止めする。
さらに、前記ステータアッセンブリ50は、図5に示し
たように、モータハウジング60に対してボルト601
によりネジ止めする。
より嵌合されるステータおよびステータ保持リング52
0は熱膨脹係数が実質的に一致するので、車両運転中に
内燃機関が発生する熱によりモータが加熱されても、ス
テータとステータ保持リングとの結合部に緩みが生じる
ことがない。そして、ステータ保持リング520とモー
タハウジング60とはネジ止め固定されるので、高温環
境下で使用されるモータのステータをハウジング60に
対して簡単かつ確実に固定できる。
したように、外周部から順に、円周方向に沿って配置さ
れた複数の第1長穴541と、前記第1長穴よりも内側
で円周方向に沿って配置された複数の丸穴542と、前
記丸穴よりも内側で円周方向にそって配置された複数の
第2長穴543とが開設されている。
長穴541、543および丸穴542とステータ片51
0との相対的な位置関係を示した図であり、第1長穴5
41からは、前記タ−ミナル550と各バスリング53
2の突起状端子533およびステータコイル一端514
aとの接続部が露出し、第2長穴からは、前記タ−ミナ
ル550とバスリング530の突起状端子534および
ステータコイル他端514bとの接続部が露出してい
る。
14の一部破断平面図に示したように、各長穴541、
543からステータ内にシール剤201を充填し、前記
各接続部(かしめ部)をシールしている。このシール剤
201としては、たとえば熱硬化性のシリコン系樹脂を
用いることができ、充填後に電気炉等で加熱することに
よりシール剤201を硬化させる。
うに、ステータカバー535の前記各長穴541、54
3の円周方向に沿った両端部の裏面側に突起241、2
42がそれぞれ立設されており、前記各長穴541、5
43から充填されたシール剤201の円周方向への流失
は、前記各突起241、242により阻止される。ま
た、放射および中心方向への流失は、図13にも示した
ように、インシュレータ513のエンジン側端面に立設
された複数の仕切板513a、および積層されたバスリ
ング532の端面により阻止される。
1の流れ止めとして、ボビン状インシュレータ513に
立設した仕切板513aを利用したので、部品点数を増
やすことなく充填剤の流失を効率良く防止することがで
きる。
成される。 (1) ステータはステータ片をリング状に配列して構成さ
れ、各ステータ片に巻回されるステータコイルはそれぞ
れ独立し、同相のステータ片に巻回されたステータコイ
ル同士はリング状バスにより相互接続される。したがっ
て、各ステータ片はステータコイルを含めて単独で取り
扱うことができ、その取り扱い性およびステータに組み
上げる際の生産性が向上する。 (2) 各相への給電ラインとしての第1リング状バスを外
側に配置し、各相の中性点としての第2リング状バスを
内側に配置したので、給電ラインと中性点とが交差せ
ず、配線の引き回しが容易になる。 (3) 各リング状バスに突起状端子を設け、各突起状端子
とステータコイルとを連結端子で連結するようにしたの
で、各リング状バスとステータコイルとの電気的な接続
が容易になり、かつ強固な接続が可能になる。 (4) 第1リング状バスの露出面に絶縁被膜を形成したの
で各第1リング状バスを重ねて配置することができ、モ
ータの小型化が可能になる。 (5) 絶縁被膜材としてフッ素系樹脂を用いたので、高い
絶縁性と耐摩耗性が得られ、モータの組み立て作業中に
絶縁被膜剤に衝撃が加わっても絶縁性が損なわれてしま
うことがない。
ハイブリッド車両Vの概略を示した図である。
図である。
斜視図である。
置決め方法を示した図である。
示した図である。
る。
る。
グ、70…ロータ、80…ステータカバー、201…シ
ール剤、510…ステータ片、511、513…ボビン
状インシュレータ、512…ステータコア歯、514…
ステータコイル、520…ステータ保持リング、530
…中点接続用バスリング、532…バスリング、53
3、534…突起状端子、550…ターミナル
Claims (5)
- 【請求項1】 交流モータが内燃機関とトランスミッシ
ョンとの間でクランク軸に連結される構造のハイブリッ
ド車両駆動装置において、 前記交流モータは、 ステータコイルが巻回された複数の独立したステータ片
をリング状に配列して構成されたステータと、 各相ごとに設けら、同一相のステータ片に巻回されたス
テータコイルの一端同士を相互に接続する複数の第1リ
ング状バスと、 前記各ステータ片に巻回されたステータコイルの他端同
士を相互に接続する第2リング状バスと、 前記第1リング状バスに多相交流電力を供給する給電端
子とを具備したことを特徴とするハイブリッド車両駆動
装置。 - 【請求項2】 前記複数の第1リング状バスがステータ
コイルの外周側に重ねて配置され、前記第2リング状バ
スがステータコイルの内周側に配置されたことを特徴と
する請求項1に記載のハイブリッド車両駆動装置。 - 【請求項3】 前記各第1リング状バスは、内周側端部
から中心方向に突出した複数の突起状端子をそれぞれ有
し、前記各相のステータコイルの一端と前記各第1リン
グ状バスの各突起状端子とが連結端子を介して電気的に
接続され、 前記第2リング状バスは、外周側端部から放射方向に突
出した複数の突起状端子を有し、前記各ステータコイル
の他端と前記第2リング状バスの各突起状端子とが連結
端子を介してそれぞれ電気的に接続されたことを特徴と
する請求項1または2に記載のハイブリッド車両駆動装
置。 - 【請求項4】 前記第1および第2リング状バスの露出
面には、前記突起状端子部を除いて絶縁被膜が形成され
たことを特徴とする請求項3に記載のハイブリッド車両
駆動装置。 - 【請求項5】 前記絶縁被膜剤はフッ素系樹脂であるこ
とを特徴とする請求項4に記載のハイブリッド車両駆動
装置。
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