JPH09322499A - 車両用駆動装置 - Google Patents
車両用駆動装置Info
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- JPH09322499A JPH09322499A JP14021096A JP14021096A JPH09322499A JP H09322499 A JPH09322499 A JP H09322499A JP 14021096 A JP14021096 A JP 14021096A JP 14021096 A JP14021096 A JP 14021096A JP H09322499 A JPH09322499 A JP H09322499A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内燃機関の駆動力を発電機を介して電力に変
換する時、全てを電力に変化しないで、回転エネルギー
を一部、ダイレクトに走行駆動側へ伝達する駆動装置ヘ
の冷却を計り、小型、軽量化を行う。 【解決手段】 T−Sコンバータ1000内には同一軸
上に配置された第1ロータ1210、第2ロータ131
0、ステータ1410が設けられており、第2ロータ1
310には、第1ロータ1210、ステータ1410と
対向するようにして磁気回路を形成する界磁磁石122
0、1420が構成図されている。そして、冷媒は、シ
ャフト内往路1213eからセンターコア1212の穴
1212a内に収納するオイルパイプ1770を介し
て、第1ロータ1210内を冷却する。
換する時、全てを電力に変化しないで、回転エネルギー
を一部、ダイレクトに走行駆動側へ伝達する駆動装置ヘ
の冷却を計り、小型、軽量化を行う。 【解決手段】 T−Sコンバータ1000内には同一軸
上に配置された第1ロータ1210、第2ロータ131
0、ステータ1410が設けられており、第2ロータ1
310には、第1ロータ1210、ステータ1410と
対向するようにして磁気回路を形成する界磁磁石122
0、1420が構成図されている。そして、冷媒は、シ
ャフト内往路1213eからセンターコア1212の穴
1212a内に収納するオイルパイプ1770を介し
て、第1ロータ1210内を冷却する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用駆動装置に関
し、詳しくは内燃機関の発生動力から転換された電力で
車輪軸を駆動するハイブリッド形式の車両用駆動装置に
関する。
し、詳しくは内燃機関の発生動力から転換された電力で
車輪軸を駆動するハイブリッド形式の車両用駆動装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】特開平7-15805 号公報は、内燃機関発生
動力の回転数を変換する電磁カップリングと、トルクを
制御する補助電動機によって内燃機関と電気機械のハイ
ブリッド化を行い、動力機関の省燃費、低公害化を実現
している。
動力の回転数を変換する電磁カップリングと、トルクを
制御する補助電動機によって内燃機関と電気機械のハイ
ブリッド化を行い、動力機関の省燃費、低公害化を実現
している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このシ
ステムでは2つの独立した回転機が必要となり、特に電
磁カップリング駆動装置の可回転磁場を有する回転子の
効率の良い冷却(液冷等)が困難となるため、熱容量等
を増加する必要が有り、そのため回転機本体が大きくな
り、結果としてシステム重量が増加し、省燃費化の実現
が困難となる。また、本機能は従来車両のトルクコンバ
ータ及び変速機に置き換えられるべきものであり、この
スペースに2つの回転機を搭載するのが望ましいが、事
実上困難となる。
ステムでは2つの独立した回転機が必要となり、特に電
磁カップリング駆動装置の可回転磁場を有する回転子の
効率の良い冷却(液冷等)が困難となるため、熱容量等
を増加する必要が有り、そのため回転機本体が大きくな
り、結果としてシステム重量が増加し、省燃費化の実現
が困難となる。また、本機能は従来車両のトルクコンバ
ータ及び変速機に置き換えられるべきものであり、この
スペースに2つの回転機を搭載するのが望ましいが、事
実上困難となる。
【0004】そこで、本発明は、この電磁カップリング
駆動装置の可回転磁場を有する回転子の効率良い冷却を
行うことができる車両用駆動装置を提供することを目的
とする。
駆動装置の可回転磁場を有する回転子の効率良い冷却を
行うことができる車両用駆動装置を提供することを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため請求項1の記載によれば、内燃機関の駆動力に
より、第1及び第2の回転子は相対的に回転駆動され、
第2の回転子は、第1の磁気回路により第1の回転子と
の間で相互電磁作用を発生させるとともにハウジングに
固定された固定子との間で第2の磁気回路により相互電
磁作用を引き起こす。そして内燃機関の回転力に対し、
第1の回転電機で回転数を、第2の回転電機でトルクを
負荷側の要求値に対応させる様これらの相互電磁作用に
より発生する駆動トルク、回転数を制御して負荷出力を
駆動制御する。
するため請求項1の記載によれば、内燃機関の駆動力に
より、第1及び第2の回転子は相対的に回転駆動され、
第2の回転子は、第1の磁気回路により第1の回転子と
の間で相互電磁作用を発生させるとともにハウジングに
固定された固定子との間で第2の磁気回路により相互電
磁作用を引き起こす。そして内燃機関の回転力に対し、
第1の回転電機で回転数を、第2の回転電機でトルクを
負荷側の要求値に対応させる様これらの相互電磁作用に
より発生する駆動トルク、回転数を制御して負荷出力を
駆動制御する。
【0006】また、第1の回転子に冷媒を供給する冷媒
の通路を設けることで、第1の回転子の熱容量を大きく
する必要がなくなり、第1の回転子を小型化にでき、し
いては駆動装置全体の体格を押さえることができる。請
求項2の記載によれば、鋼板に穴を形成し、鋼板を積層
することで、容易に冷媒用の通路を形成することができ
る。また、請求項3の記載によれば、鋼板を積層して形
成した通路にパイプを挿入することで、このパイプを冷
媒の通路とすることもできる。
の通路を設けることで、第1の回転子の熱容量を大きく
する必要がなくなり、第1の回転子を小型化にでき、し
いては駆動装置全体の体格を押さえることができる。請
求項2の記載によれば、鋼板に穴を形成し、鋼板を積層
することで、容易に冷媒用の通路を形成することができ
る。また、請求項3の記載によれば、鋼板を積層して形
成した通路にパイプを挿入することで、このパイプを冷
媒の通路とすることもできる。
【0007】請求項4ないし7の記載によれば、冷媒の
通路をコイルの収納のためのスロットに連通すること
で、コイルの更なる冷却を行うことができる。
通路をコイルの収納のためのスロットに連通すること
で、コイルの更なる冷却を行うことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1に本発明の実施例を示す。1
00は内燃機関等のエンジンであり、1000はエンジ
ン100の出力を入力として受け、車両用の駆動輪等か
ら構成される負荷出力(走行駆動出力)に対応できるよ
うに駆動トルク及び回転数を適宜制御して負荷出力に向
けて出力するトルク−回転数コンバータとして機能する
駆動装置であり、内部に一対のコイルと界磁極により構
成される入出力間の回転数を調整する回転数調整部12
00と入出力間のトルクを調整するトルク調整部140
0とを有する。 このトルク−回転数(speed)コ
ンバータを以下略してT−Sコンバータ1000と呼
ぶ。
00は内燃機関等のエンジンであり、1000はエンジ
ン100の出力を入力として受け、車両用の駆動輪等か
ら構成される負荷出力(走行駆動出力)に対応できるよ
うに駆動トルク及び回転数を適宜制御して負荷出力に向
けて出力するトルク−回転数コンバータとして機能する
駆動装置であり、内部に一対のコイルと界磁極により構
成される入出力間の回転数を調整する回転数調整部12
00と入出力間のトルクを調整するトルク調整部140
0とを有する。 このトルク−回転数(speed)コ
ンバータを以下略してT−Sコンバータ1000と呼
ぶ。
【0009】200はT−Sコンバータ1000の回転
数調整部1200の通電を制御するインバータであり、
本実施例においては、回転数調整部1200は3相の回
転機により構成されていることから、インバータ200
のスイッチング動作により、3相の交流電流が回転数調
整部1200へ向けて通電制御されている。400は同
じくT−Sコンバータ1000のトルク調整部1400
の通電を制御するインバータであり、回転数調整部12
00と同様3相交流電流を通電制御している500はT
−Sコンバータ1000に設けられた回転センサ、その
他の内部情報及び外部情報によりインバータ200及び
400を制御するECUである。600は一般の車両等
に用いられている直流のバッテリーである。700は負
荷出力として車両のタイヤ等により構成される駆動輪で
ある。
数調整部1200の通電を制御するインバータであり、
本実施例においては、回転数調整部1200は3相の回
転機により構成されていることから、インバータ200
のスイッチング動作により、3相の交流電流が回転数調
整部1200へ向けて通電制御されている。400は同
じくT−Sコンバータ1000のトルク調整部1400
の通電を制御するインバータであり、回転数調整部12
00と同様3相交流電流を通電制御している500はT
−Sコンバータ1000に設けられた回転センサ、その
他の内部情報及び外部情報によりインバータ200及び
400を制御するECUである。600は一般の車両等
に用いられている直流のバッテリーである。700は負
荷出力として車両のタイヤ等により構成される駆動輪で
ある。
【0010】さらにエンジン100とT−Sコンバータ
1000間には一般の内燃機関駆動型の車両に広く用い
られているジョイント部及び減速機(増速機含む)等が
構成されるが本実施例では図示を省略、またT−Sコン
バータ1000と駆動輪700間にも同様に減速機80
0,差動ギヤ900等が設けられている。。次にT−S
コンバータ1000の詳細な構造について説明する。
1000間には一般の内燃機関駆動型の車両に広く用い
られているジョイント部及び減速機(増速機含む)等が
構成されるが本実施例では図示を省略、またT−Sコン
バータ1000と駆動輪700間にも同様に減速機80
0,差動ギヤ900等が設けられている。。次にT−S
コンバータ1000の詳細な構造について説明する。
【0011】エンジン100の回転駆動力を伝達出力す
る出力軸110は、図示しないジョイント部、減速機
(増速機)等を介してT−Sコンバータ1000のほぼ
中心に位置するシャフト状の入力軸1213と連結され
ており、エンジン100の回転駆動力を入力軸1213
へ直接伝達する。本実施例においては、出力軸110と
入力軸1213を同一軸状に直線的に配置するようにし
たが、車両の搭載スペースに合わせ、適宜ジョイント等
を介して出力軸110と入力軸1213の軸方向に角度
をもたせて配置させることも可能である。
る出力軸110は、図示しないジョイント部、減速機
(増速機)等を介してT−Sコンバータ1000のほぼ
中心に位置するシャフト状の入力軸1213と連結され
ており、エンジン100の回転駆動力を入力軸1213
へ直接伝達する。本実施例においては、出力軸110と
入力軸1213を同一軸状に直線的に配置するようにし
たが、車両の搭載スペースに合わせ、適宜ジョイント等
を介して出力軸110と入力軸1213の軸方向に角度
をもたせて配置させることも可能である。
【0012】T−Sコンバータ1000は内部に入力軸
1213に一体的に設けられた第1の回転子である第1
ロータ1210と、第2の回転子である第2ロータ13
10及び固定子に相当するステータ1410等が設けら
れている。ステ−タ1410は、回転磁界を作る巻線1
411及びステ−タコア1412より構成されている。
1213に一体的に設けられた第1の回転子である第1
ロータ1210と、第2の回転子である第2ロータ13
10及び固定子に相当するステータ1410等が設けら
れている。ステ−タ1410は、回転磁界を作る巻線1
411及びステ−タコア1412より構成されている。
【0013】又、入力軸1213は複数の異なる径の外
周部を有しており、第1ロータ1210、ベアリング、
電源供給の為のスリップリング、回転センサ等が配置さ
れている。第1ロータ1210は回転磁界を形成する巻
線1211及びロータコア1212から構成されてお
り、巻線1211はブラシホルダ1610、ブラシ16
20、スリップリング1630及び、シャフト1213
内部にモ−ルド等の絶縁部1650を介して設けられて
いるリ−ド部1660及び端子台1670を介して給電
を受けている。スリップリング1630からのリ−ド部
1660及び端子台1670への接続部の断面図は図2
に記載する。
周部を有しており、第1ロータ1210、ベアリング、
電源供給の為のスリップリング、回転センサ等が配置さ
れている。第1ロータ1210は回転磁界を形成する巻
線1211及びロータコア1212から構成されてお
り、巻線1211はブラシホルダ1610、ブラシ16
20、スリップリング1630及び、シャフト1213
内部にモ−ルド等の絶縁部1650を介して設けられて
いるリ−ド部1660及び端子台1670を介して給電
を受けている。スリップリング1630からのリ−ド部
1660及び端子台1670への接続部の断面図は図2
に記載する。
【0014】第1ロータ1210の外周には、第1ロー
タと対向して円筒状の第2ロータ1310が第1ロータ
1210と相対的に回転可能なように同一軸上に回転自
在に配置されている。第2ロータ1310は、中空のロ
−タヨ−ク1311とその内周側にN,S極を作るべく
等間隔に配置された磁石より構成される磁石界磁122
0が設けられており、ロ−タコア1212及び巻線12
11とで回転数調整部1200を構成する。
タと対向して円筒状の第2ロータ1310が第1ロータ
1210と相対的に回転可能なように同一軸上に回転自
在に配置されている。第2ロータ1310は、中空のロ
−タヨ−ク1311とその内周側にN,S極を作るべく
等間隔に配置された磁石より構成される磁石界磁122
0が設けられており、ロ−タコア1212及び巻線12
11とで回転数調整部1200を構成する。
【0015】又、第2ロ−タ1310には中空ロ−タヨ
−ク1311の外周側にN,S極を作るべく等間隔に配
置された磁石より構成される磁石界磁1420も設けら
れており、前記ステ−タコア1412及び巻線1411
と共にトルク調整部1400を構成する。ここでロ−タ
1311の内側或いは、外側に設けられた磁石はそれぞ
れロ−タヨ−ク1311内部に空間部を設けその中に挿
入し固定されている。
−ク1311の外周側にN,S極を作るべく等間隔に配
置された磁石より構成される磁石界磁1420も設けら
れており、前記ステ−タコア1412及び巻線1411
と共にトルク調整部1400を構成する。ここでロ−タ
1311の内側或いは、外側に設けられた磁石はそれぞ
れロ−タヨ−ク1311内部に空間部を設けその中に挿
入し固定されている。
【0016】第2ロ−タ1310のロ−タヨ−ク131
1はロ−タフレ−ム1331、1332及びベアリング
1510、1511を介して外部フレ−ム1710、1
720に回転可能に設けられている。また、第1ロ−タ
1210は、シャフト1213及びベアリング151
2、1513を介して第2ロ−タのロ−タフレ−ム13
31、1332に回転可能に設けられている。
1はロ−タフレ−ム1331、1332及びベアリング
1510、1511を介して外部フレ−ム1710、1
720に回転可能に設けられている。また、第1ロ−タ
1210は、シャフト1213及びベアリング151
2、1513を介して第2ロ−タのロ−タフレ−ム13
31、1332に回転可能に設けられている。
【0017】第2ロ−タ1310のロ−タフレ−ム13
32の端部にはギヤ840がボルト841等で1332
に固定されており、減速部800の連結ギヤ845及び
差動ギヤ部900を介して車両の駆動輪700へエンジ
ン、T−Sコンバ−タ1000の出力を伝達する。。1
911、1912は回転検出センサであり、それぞれ第
1ロ−タ1210、第2ロ−タ1310の回転位置を検
出している。1920はブラシホルダ1610のカバ−
ケ−スである。
32の端部にはギヤ840がボルト841等で1332
に固定されており、減速部800の連結ギヤ845及び
差動ギヤ部900を介して車両の駆動輪700へエンジ
ン、T−Sコンバ−タ1000の出力を伝達する。。1
911、1912は回転検出センサであり、それぞれ第
1ロ−タ1210、第2ロ−タ1310の回転位置を検
出している。1920はブラシホルダ1610のカバ−
ケ−スである。
【0018】次に第1ロータ1210及び第2ロータ1
310、ステータ1410の断面構造について図3に基
づいて説明する。図3は磁気回路断面を示すものである
が、内部の構造は、軸対称であるため、1/4断面のみ
を図示した形で説明する。まず第1ロ−タ1210であ
るが、これは入力軸1213に圧入されたロータコア1
212とその外周側に、断面T字状の複数のロ−タティ
−ス1214が所定の間隔で設けられており、各ロ−タ
ティ−ス1214はそれぞれ基部に形成したダブテ−ル
1214aによりロ−タコア1212の外周の取り付け
溝内に嵌着固定されている。そして各ロ−タティ−ス1
214には3相界磁巻線1211が巻装されている。
310、ステータ1410の断面構造について図3に基
づいて説明する。図3は磁気回路断面を示すものである
が、内部の構造は、軸対称であるため、1/4断面のみ
を図示した形で説明する。まず第1ロ−タ1210であ
るが、これは入力軸1213に圧入されたロータコア1
212とその外周側に、断面T字状の複数のロ−タティ
−ス1214が所定の間隔で設けられており、各ロ−タ
ティ−ス1214はそれぞれ基部に形成したダブテ−ル
1214aによりロ−タコア1212の外周の取り付け
溝内に嵌着固定されている。そして各ロ−タティ−ス1
214には3相界磁巻線1211が巻装されている。
【0019】ロータティ−ス1214の外周にはエアギ
ャップg1を介して円筒状のロータヨーク1311が回
転自在に設けられており、その内周面側の内部に、円周
方向に等間隔で複数の磁石1220が設けられている。
これら磁石1220は内周面側の磁極が、交互にN,S
極となるように配置されている。各磁石1220の両端
には、磁束の漏れを防ぐための開口部1311aがそれ
ぞれ形成されている。また、各磁石1220間のスペ−
スにはボルト穴1311bがロ−タヨ−ク1311を貫
通するように周方向の複数位置に設けられておりロ−タ
ヨ−ク1311を両サイドで支持するフレ−ム133
1、1332を結合するためのボルト1333(図1)
が上記各ボルト穴1311b内に挿入される。
ャップg1を介して円筒状のロータヨーク1311が回
転自在に設けられており、その内周面側の内部に、円周
方向に等間隔で複数の磁石1220が設けられている。
これら磁石1220は内周面側の磁極が、交互にN,S
極となるように配置されている。各磁石1220の両端
には、磁束の漏れを防ぐための開口部1311aがそれ
ぞれ形成されている。また、各磁石1220間のスペ−
スにはボルト穴1311bがロ−タヨ−ク1311を貫
通するように周方向の複数位置に設けられておりロ−タ
ヨ−ク1311を両サイドで支持するフレ−ム133
1、1332を結合するためのボルト1333(図1)
が上記各ボルト穴1311b内に挿入される。
【0020】この界磁極1220とロータコア121
2、ロ−タティ−ス1214及び巻線1211との間で
磁束が形成されることにより一つの磁気回路を形成し、
巻線1211に流れる電流をインバータ200により適
宜制御することによって、負荷出力の回転数を調整する
回転数調整部1200を構成する。また、ロータヨーク
1311の外周面側の内側に円周方向に等間隔に複数の
磁石1420が配置されており、磁石1420の両端部
には、磁束の漏れを防ぐための開口部1311aが磁石
1220の場合と同様に形成されている。磁石1420
の磁極の配置は磁石1220と同様である。
2、ロ−タティ−ス1214及び巻線1211との間で
磁束が形成されることにより一つの磁気回路を形成し、
巻線1211に流れる電流をインバータ200により適
宜制御することによって、負荷出力の回転数を調整する
回転数調整部1200を構成する。また、ロータヨーク
1311の外周面側の内側に円周方向に等間隔に複数の
磁石1420が配置されており、磁石1420の両端部
には、磁束の漏れを防ぐための開口部1311aが磁石
1220の場合と同様に形成されている。磁石1420
の磁極の配置は磁石1220と同様である。
【0021】第2ロータ1310の外径はd2であり、
さらにその外周部に所定のエアギャップg2を介してス
テータ1410が設けられている。ステータ1410の
ステータコア1412の内周面側には巻線1411が巻
装されるための複数のスロット1412aが形成されて
おり、第2ロータの界磁極1420との間で磁束を形成
し、第2の磁気回路を形成する。そして巻線1411に
流れる電流をインバータ400により適宜制御すること
によって負荷出力へ向けてのトルクを調整することが可
能であり、この磁気回路によりトルク調整部1400を
構成する。
さらにその外周部に所定のエアギャップg2を介してス
テータ1410が設けられている。ステータ1410の
ステータコア1412の内周面側には巻線1411が巻
装されるための複数のスロット1412aが形成されて
おり、第2ロータの界磁極1420との間で磁束を形成
し、第2の磁気回路を形成する。そして巻線1411に
流れる電流をインバータ400により適宜制御すること
によって負荷出力へ向けてのトルクを調整することが可
能であり、この磁気回路によりトルク調整部1400を
構成する。
【0022】上記の構成に於いて、エンジン100の出
力を電磁力を介してダイレクトに車両出力側へ伝達し、
モータ出力をアシストするメカニズムを説明する。今エ
ンジン100の出力の回転数が2n〔rpm〕,トルク
がt〔Nm〕である時、これを車両出力(回転数n〔r
pm〕,トルク2t〔Nm〕)としたい場合について説
明する。
力を電磁力を介してダイレクトに車両出力側へ伝達し、
モータ出力をアシストするメカニズムを説明する。今エ
ンジン100の出力の回転数が2n〔rpm〕,トルク
がt〔Nm〕である時、これを車両出力(回転数n〔r
pm〕,トルク2t〔Nm〕)としたい場合について説
明する。
【0023】この回転数調整部1200では入力(第1
ロータ回転エネルギー)と出力(第2ロータ回転エネル
ギー)でトルクは作用、反作用の関係にあり、トルクを
同一トルクt〔Nm〕として、エンジン100の回転数
2n〔rpm〕を車両出力回転数n〔rpm〕に調整す
る。第2ロ−タ1310にまずトルクt〔Nm〕、回転
数n〔rpm〕の出力を得るためには、回転方向と作用
するトルク方向が逆となる制動状態となり、第2ロータ
1310の回転数調整部側の磁石1220の位置を回転
センサ1911、1912の相対角により検出し第1ロ
ータ1210の巻線1211への通電位置を適当に計
算、制御する事により、制動状態に制御し、第1ロータ
より発電出力が得られこれをバッテリー600を介して
トルク調整部1400へ送る。第1ロータ1210の巻
線1211への通電はインバータ200から給電器16
00のブラシホルダ1610のブラシ1620、スリッ
プリング1630、リード部1660及び端子台167
0を経て行われ、通電タイミングは第1ロータ、第2ロ
ータの回転センサ1911、1912の相対角によって
計算される。これにより第2ロ−タ1310側へトルク
t〔Nm〕、回転数n〔rpm〕の出力を得るとともに
エネルギーntが発電出力として得られる。この様に回
転数調整部1200はエンジン100の出力トルクt
〔Nm〕を車両出力側である駆動輪700へそのまま伝
達しながら、エンジン100側と出力側の回転数の差を
発電出力とする機能を持つ。又逆にエンジン100側の
回転数が出力回転数より小さいときは、バッテリー60
0より給電を受け、電動機としての機能を行う。
ロータ回転エネルギー)と出力(第2ロータ回転エネル
ギー)でトルクは作用、反作用の関係にあり、トルクを
同一トルクt〔Nm〕として、エンジン100の回転数
2n〔rpm〕を車両出力回転数n〔rpm〕に調整す
る。第2ロ−タ1310にまずトルクt〔Nm〕、回転
数n〔rpm〕の出力を得るためには、回転方向と作用
するトルク方向が逆となる制動状態となり、第2ロータ
1310の回転数調整部側の磁石1220の位置を回転
センサ1911、1912の相対角により検出し第1ロ
ータ1210の巻線1211への通電位置を適当に計
算、制御する事により、制動状態に制御し、第1ロータ
より発電出力が得られこれをバッテリー600を介して
トルク調整部1400へ送る。第1ロータ1210の巻
線1211への通電はインバータ200から給電器16
00のブラシホルダ1610のブラシ1620、スリッ
プリング1630、リード部1660及び端子台167
0を経て行われ、通電タイミングは第1ロータ、第2ロ
ータの回転センサ1911、1912の相対角によって
計算される。これにより第2ロ−タ1310側へトルク
t〔Nm〕、回転数n〔rpm〕の出力を得るとともに
エネルギーntが発電出力として得られる。この様に回
転数調整部1200はエンジン100の出力トルクt
〔Nm〕を車両出力側である駆動輪700へそのまま伝
達しながら、エンジン100側と出力側の回転数の差を
発電出力とする機能を持つ。又逆にエンジン100側の
回転数が出力回転数より小さいときは、バッテリー60
0より給電を受け、電動機としての機能を行う。
【0024】次に第1ロータ1210よりエンジン10
0の出力トルクt〔Nm〕を電磁力を介して伝えられた
第2ロータ1310においては車両出力を2nt(トル
ク2t、回転数n)とするために、不足となっているト
ルク分及びそれに必要な出力ntを補う必要がある。こ
の場合のトルク調整部1400の働きは通常のモータと
同様でインバータ400からステータ巻線1411へ所
望のトルク、回転数となるように、第2ロータ1310
のトルク調整部1400側の磁石1420の位置を回転
センサ1912で検出し、通電タイミングを計算しなが
ら給電を行う。逆に、エンジン100側トルクが出力側
トルク以上となった時は、トルク調整部1400は、発
電モードで働き、過剰なエネルギーをバッテリ600に
送る機能を持つ。
0の出力トルクt〔Nm〕を電磁力を介して伝えられた
第2ロータ1310においては車両出力を2nt(トル
ク2t、回転数n)とするために、不足となっているト
ルク分及びそれに必要な出力ntを補う必要がある。こ
の場合のトルク調整部1400の働きは通常のモータと
同様でインバータ400からステータ巻線1411へ所
望のトルク、回転数となるように、第2ロータ1310
のトルク調整部1400側の磁石1420の位置を回転
センサ1912で検出し、通電タイミングを計算しなが
ら給電を行う。逆に、エンジン100側トルクが出力側
トルク以上となった時は、トルク調整部1400は、発
電モードで働き、過剰なエネルギーをバッテリ600に
送る機能を持つ。
【0025】以上のように、エンジン100からの入力
(トルクt,回転数2n)をまず回転数調整部1200
により、エンジン100のトルクtは、そのまま第2ロ
ータ1310へ伝達し、エンジン100の回転数2nを
所望の出力回転数nに合わせるが、その時に生ずる回転
数差n×トルクtのエネルギーを電力に変換し、インバ
ータ200、バッテリ600を介してトルク調整部14
00へ送る。トルク調整部1400側では、回転数調整
部1200或いはバッテリ600の出力を受け、そのト
ルクtの車両出力トルクに対する不足分或いは過剰分を
ここで補正する。この時、不足の場合は、1400は電
動機として、過剰であれば発電機として機能する。
(トルクt,回転数2n)をまず回転数調整部1200
により、エンジン100のトルクtは、そのまま第2ロ
ータ1310へ伝達し、エンジン100の回転数2nを
所望の出力回転数nに合わせるが、その時に生ずる回転
数差n×トルクtのエネルギーを電力に変換し、インバ
ータ200、バッテリ600を介してトルク調整部14
00へ送る。トルク調整部1400側では、回転数調整
部1200或いはバッテリ600の出力を受け、そのト
ルクtの車両出力トルクに対する不足分或いは過剰分を
ここで補正する。この時、不足の場合は、1400は電
動機として、過剰であれば発電機として機能する。
【0026】又、回転数調整部1200もエンジン10
0の入力の設定によっては電動機として機能する必要が
ある。又、逆に前記システムを車両の制動時に利用する
場合は、エンジン100をコンプレッサー(或いはエン
ジン100によるブレーキ)として前記回転数調整部1
200の第1ロータの回転抵抗体として利用でき、車両
の制動エネルギーの内、前記回転数調整部1200で制
動エネルギーの一部を吸収するので、トルク調整部14
00が負担する制動エネルギーは減少し、制動時に必要
な容量も小さくする事ができる。
0の入力の設定によっては電動機として機能する必要が
ある。又、逆に前記システムを車両の制動時に利用する
場合は、エンジン100をコンプレッサー(或いはエン
ジン100によるブレーキ)として前記回転数調整部1
200の第1ロータの回転抵抗体として利用でき、車両
の制動エネルギーの内、前記回転数調整部1200で制
動エネルギーの一部を吸収するので、トルク調整部14
00が負担する制動エネルギーは減少し、制動時に必要
な容量も小さくする事ができる。
【0027】以上のような構成によりエンジン100の
回転エネルギーを一部電磁力を介してダイレクトに走行
駆動側へ伝達することで、電力系統及び回転機の容量を
小さくすることができ、さらには2つの回転機を複合化
し内外配置としたので大幅に小型化が可能となった。
又、一部回転エネルギーを電力に、又電力から回転エネ
ルギーに変換する工程が省けるので、その分効率UPも
期待できる。
回転エネルギーを一部電磁力を介してダイレクトに走行
駆動側へ伝達することで、電力系統及び回転機の容量を
小さくすることができ、さらには2つの回転機を複合化
し内外配置としたので大幅に小型化が可能となった。
又、一部回転エネルギーを電力に、又電力から回転エネ
ルギーに変換する工程が省けるので、その分効率UPも
期待できる。
【0028】一般に回転機は多極化することで必要磁路
断面積が減少する。本考案では磁石1220、1420
を複数に分割して多極化することで、第2ロータの厚み
を極端に薄くすることが出来、従って2つの回転機(回
転数調整部1200、トルク調整部1400)を同心円
状に配置し一体化した際の径方向への極大化をさらに軽
減させ、小型化を一層向上させている。
断面積が減少する。本考案では磁石1220、1420
を複数に分割して多極化することで、第2ロータの厚み
を極端に薄くすることが出来、従って2つの回転機(回
転数調整部1200、トルク調整部1400)を同心円
状に配置し一体化した際の径方向への極大化をさらに軽
減させ、小型化を一層向上させている。
【0029】次に、本回転機のハウジング1710と第
1ロ−タ1210との間での冷媒を授受する装置につい
て説明する。第1ロ−タ1210を冷却する冷媒は、図
1における冷媒導入管1752よりT−Sコンバ−タ内
に入る。この導入管1752はオイルハウジング175
0の冷媒取り入れ口1750aに繋がれており、冷媒は
ここからオイルハウジング1750に設けられた溝17
50b及びハウジング1710の端面との間の空間部分
を流れてシャフト1213の円周溝1213dへ到達す
る。この時冷媒は前記オイルハウジング1750とシャ
フト1213及びその間に設けられたオイルシ−ル17
60とハウジング1710とシャフト1213との間の
オイルシール1761によって外部への漏れを防止して
いる。これにより、外部から導入された冷媒はシャフト
1213の溝1213d及びシャフト内往路1213e
を通過し、シャフト1213と第1ロ−タ1210のセ
ンタ−コア1212内のオイルパイプ1770に繋がる
ジョイントハウジング1775を介してセンターコア1
212内のオイルパイプ1770に導入される。センタ
ーコア1212のオイルパイプ1770の往路1770
aに入った冷媒は第1ロ−タ1210より熱を奪い、オ
イルパイプ1770の復路1770bを介し再びジョイ
ントハウジング1775の復路1775bを通ってシャ
フト1213内復路1213f,シャフト1213の円
周溝1213gを介してハウジング1710の外部側に
移る。
1ロ−タ1210との間での冷媒を授受する装置につい
て説明する。第1ロ−タ1210を冷却する冷媒は、図
1における冷媒導入管1752よりT−Sコンバ−タ内
に入る。この導入管1752はオイルハウジング175
0の冷媒取り入れ口1750aに繋がれており、冷媒は
ここからオイルハウジング1750に設けられた溝17
50b及びハウジング1710の端面との間の空間部分
を流れてシャフト1213の円周溝1213dへ到達す
る。この時冷媒は前記オイルハウジング1750とシャ
フト1213及びその間に設けられたオイルシ−ル17
60とハウジング1710とシャフト1213との間の
オイルシール1761によって外部への漏れを防止して
いる。これにより、外部から導入された冷媒はシャフト
1213の溝1213d及びシャフト内往路1213e
を通過し、シャフト1213と第1ロ−タ1210のセ
ンタ−コア1212内のオイルパイプ1770に繋がる
ジョイントハウジング1775を介してセンターコア1
212内のオイルパイプ1770に導入される。センタ
ーコア1212のオイルパイプ1770の往路1770
aに入った冷媒は第1ロ−タ1210より熱を奪い、オ
イルパイプ1770の復路1770bを介し再びジョイ
ントハウジング1775の復路1775bを通ってシャ
フト1213内復路1213f,シャフト1213の円
周溝1213gを介してハウジング1710の外部側に
移る。
【0030】なお、オイルパイプ1770は、図3に示
す如く、センターコア1212の鋼板に穴部1212a
を形成し、これら鋼板を積層することで形成された貫通
孔に挿入されている。また、冷媒は往路と同じようにオ
イルハウジング1750とオイルシ−ル1761とによ
り外部への漏れを防止している。又、ハウジング171
0に設けられた溝1710b及びオイルハウジング17
50との間の空間を通じて、冷媒の出口1750cに繋
がっており、ここから冷媒導出管1753を通って図示
しない熱交換機に通じている。熱を貰った高温の冷媒は
該熱交換機で冷却され再度導入管1752に送られる。
す如く、センターコア1212の鋼板に穴部1212a
を形成し、これら鋼板を積層することで形成された貫通
孔に挿入されている。また、冷媒は往路と同じようにオ
イルハウジング1750とオイルシ−ル1761とによ
り外部への漏れを防止している。又、ハウジング171
0に設けられた溝1710b及びオイルハウジング17
50との間の空間を通じて、冷媒の出口1750cに繋
がっており、ここから冷媒導出管1753を通って図示
しない熱交換機に通じている。熱を貰った高温の冷媒は
該熱交換機で冷却され再度導入管1752に送られる。
【0031】図4に図1の一点鎖線の断面をB側から見
た構造を示す。全体的にはオイルハウジング1750の
内部形状とシャフト1213の断面からなるが、冷媒の
通路に沿って説明すると、1750aが冷媒取り入れ口
であり、1750bが冷媒通路となる溝部であり、17
60がオイルシ−ルであり、これとシャフト1213及
びハウジング1710、オイルハウジング1750の空
間部を介してハウジング1710側から第2ロ−タ12
10側へ冷媒を送る。
た構造を示す。全体的にはオイルハウジング1750の
内部形状とシャフト1213の断面からなるが、冷媒の
通路に沿って説明すると、1750aが冷媒取り入れ口
であり、1750bが冷媒通路となる溝部であり、17
60がオイルシ−ルであり、これとシャフト1213及
びハウジング1710、オイルハウジング1750の空
間部を介してハウジング1710側から第2ロ−タ12
10側へ冷媒を送る。
【0032】冷媒はシャフト1213の円周溝部121
3dからシャフト1213内往路1213eに連絡する
溝1213hを介して往路1213eに入り、第1ロ−
タ1210のコア1212内を通り、シャフト内復路1
213fへ戻ってくる。復路1213fは図5に示す
が、これは図1の一点鎖線の断面をA側から見たもので
ある。復路1213fへ戻ってきた冷媒はシャフト12
13の円周溝1213gと復路1213fを連絡する溝
1213iを通じて第1ロ−タ1210からハウジング
1710側に移る。ハウジング1710側では、ハウジ
ング1710とオイルシ−ル1761、オイルハウジン
グ1750及びシャフト1213で構成される空間に冷
媒を受け、ハウジング1710の溝1710bとオイル
ハウジング1750で構成される空間を通じて冷媒出口
1750cに至る。
3dからシャフト1213内往路1213eに連絡する
溝1213hを介して往路1213eに入り、第1ロ−
タ1210のコア1212内を通り、シャフト内復路1
213fへ戻ってくる。復路1213fは図5に示す
が、これは図1の一点鎖線の断面をA側から見たもので
ある。復路1213fへ戻ってきた冷媒はシャフト12
13の円周溝1213gと復路1213fを連絡する溝
1213iを通じて第1ロ−タ1210からハウジング
1710側に移る。ハウジング1710側では、ハウジ
ング1710とオイルシ−ル1761、オイルハウジン
グ1750及びシャフト1213で構成される空間に冷
媒を受け、ハウジング1710の溝1710bとオイル
ハウジング1750で構成される空間を通じて冷媒出口
1750cに至る。
【0033】上記の構成により外部ハウジング1710
側から回転子である第1ロ−タ1210へ冷媒を漏れな
く送る事ができるので効率良く冷却出来るとともに、回
転力も殆ど損なう事がないので、回転機の効率を向上さ
せる事ができる。また、冷媒授受装置を軸受けと給電器
の間に設けたので給電器のシ−ル(ブラシ粉等)を兼ね
る事も出来、給電器の冷却を兼ねる事もできる。さら
に、冷媒授受装置はシャフトに設けられた円周溝とオイ
ルシ−ルおよびハウジングより構成されるので低コスト
で、軸方向のスペ−スも取らないので小型化となる。ま
た、冷媒授受装置は2つのハウジングの合わせ面を溝加
工することで構成出来るので非常に製造が容易である。
側から回転子である第1ロ−タ1210へ冷媒を漏れな
く送る事ができるので効率良く冷却出来るとともに、回
転力も殆ど損なう事がないので、回転機の効率を向上さ
せる事ができる。また、冷媒授受装置を軸受けと給電器
の間に設けたので給電器のシ−ル(ブラシ粉等)を兼ね
る事も出来、給電器の冷却を兼ねる事もできる。さら
に、冷媒授受装置はシャフトに設けられた円周溝とオイ
ルシ−ルおよびハウジングより構成されるので低コスト
で、軸方向のスペ−スも取らないので小型化となる。ま
た、冷媒授受装置は2つのハウジングの合わせ面を溝加
工することで構成出来るので非常に製造が容易である。
【0034】また、穴を形成した鋼板を積層することに
より、貫通路を簡単に構成することができると共に、こ
の貫通路にパイプを収納することで機密性の良い冷媒通
路を提供することができる。図6に本発明の第2実施例
を示す。この第2実施例は第1実施例に対し、ティース
1214とセンターコア1212を一体的に構成すると
共に、パイプ1770を省略し、穴1212aにて形成
された貫通路を冷媒の通路とするものである。そして、
ティース1214とセンターコア1212を一体とする
ことで、ティース根元部のダブテール1214a構造の
強度を考慮する必要がないので冷媒通路を更に大きく出
来るメリットがある。
より、貫通路を簡単に構成することができると共に、こ
の貫通路にパイプを収納することで機密性の良い冷媒通
路を提供することができる。図6に本発明の第2実施例
を示す。この第2実施例は第1実施例に対し、ティース
1214とセンターコア1212を一体的に構成すると
共に、パイプ1770を省略し、穴1212aにて形成
された貫通路を冷媒の通路とするものである。そして、
ティース1214とセンターコア1212を一体とする
ことで、ティース根元部のダブテール1214a構造の
強度を考慮する必要がないので冷媒通路を更に大きく出
来るメリットがある。
【0035】図7に本発明の第3実施例を示す。この第
3実施例は第1実施例に対して、その積層鋼板の穴12
12aに外周面に通ずる連通路をなすスリット部121
2bを設け、冷媒を冷媒通路から放出させ、ロータティ
ース1214、ロータ巻線1211等に直接接触させる
事により、冷却効率をアップさせるものである。ロータ
より放出された冷媒は、回転機の地方向に重力等で収集
され、図示しない冷媒取り出し口等より回転機外の熱交
換機に導かれる。
3実施例は第1実施例に対して、その積層鋼板の穴12
12aに外周面に通ずる連通路をなすスリット部121
2bを設け、冷媒を冷媒通路から放出させ、ロータティ
ース1214、ロータ巻線1211等に直接接触させる
事により、冷却効率をアップさせるものである。ロータ
より放出された冷媒は、回転機の地方向に重力等で収集
され、図示しない冷媒取り出し口等より回転機外の熱交
換機に導かれる。
【0036】図8および図9に本発明の第4実施例を示
す。この第4実施例では第3実施例に対し、その積層鋼
板の穴部1212aの外周面に通ずるスリット1212
bを1つ置きに設けたもので、これによりティース根元
部の磁束密度を下げる事が出来、又同時にティース根元
部の強度をアップする事が出来る。
す。この第4実施例では第3実施例に対し、その積層鋼
板の穴部1212aの外周面に通ずるスリット1212
bを1つ置きに設けたもので、これによりティース根元
部の磁束密度を下げる事が出来、又同時にティース根元
部の強度をアップする事が出来る。
【0037】また、前記積層鋼板を前記スリット121
2bのある位置と無い位置を、ある一定の積厚で交互に
積層する事により強度及び磁束の均一化を更に改善する
事が出来る。さらに、図10に第5実施例を示す。この
第5実施例では積層鋼板の穴部1212aにパイプ17
70を通す構成のものであるが、パイプ1770から外
に冷媒を放出する穴1770aを図11に示す如く設け
ており、これによりパイプ1770からの放出量及びパ
イプ1770内の流量、圧力を適切な値に設定するよう
にしている。また、1212cはパイプ1770の穴1
770aからの外部への流路を構成する逃げ部である。
2bのある位置と無い位置を、ある一定の積厚で交互に
積層する事により強度及び磁束の均一化を更に改善する
事が出来る。さらに、図10に第5実施例を示す。この
第5実施例では積層鋼板の穴部1212aにパイプ17
70を通す構成のものであるが、パイプ1770から外
に冷媒を放出する穴1770aを図11に示す如く設け
ており、これによりパイプ1770からの放出量及びパ
イプ1770内の流量、圧力を適切な値に設定するよう
にしている。また、1212cはパイプ1770の穴1
770aからの外部への流路を構成する逃げ部である。
【図1】本発明の第1実施例における全体構成及び主要
部の縦断面図である。
部の縦断面図である。
【図2】本発明の実施例における要部を拡大して示す縦
断面図である。
断面図である。
【図3】本発明の実施例における駆動装置の主要部の横
断面図である。
断面図である。
【図4】本発明の図1における一点鎖線に沿う横断面図
である。
である。
【図5】本発明の図1における一点鎖線に沿う横断面図
である。
である。
【図6】本発明の第2実施例における主要部の横断面図
である。
である。
【図7】本発明の第3実施例における主要部の横断面図
である。
である。
【図8】本発明の第4実施例における全体構成及び主要
部の縦断面図である。
部の縦断面図である。
【図9】第4実施例における主要部の横断面図である。
【図10】本発明の第5実施例における主要部の横断面
図である。
図である。
【図11】第5実施例におけるパイプの一部を示す斜視
図である。
図である。
100 エンジン(E/G) 200、400 インバータ 500 ECU 600 バッテリ 1000 トルク−回転数コンバータ 1200 回転数調整部 1210 第1ロータ 1211 巻線 1212 センターコア 1212a 穴 1212b スリット部 1310 第2ロータ 1400 トルク調整部 1410 ステータ 1710 ハウジング 1752 冷媒導入管 1770 オイルパイプ
Claims (7)
- 【請求項1】 内燃機関の出力を入力とし、連結される
負荷出力に対し所定の駆動トルク及び回転数を出力制御
する駆動装置において、 前記駆動装置は、ハウジングと、 前記ハウジングに収容され、前記内燃機関から負荷出力
に回転力を伝える相対回転可能な第1及び第2の回転子
と、 前記ハウジングに固定される固定子とを備えるととも
に、 前記第2の回転子は前記固定子の内側に、前記第1の回
転子は前記第2の回転子の内側に同心円状に配置され、 前記第1の回転子は、第1のコイルを有し、前記固定子
は第2のコイルを有すると共に前記第2の回転子には、
前記第1の回転子と第1のエアギャップを介して前記第
1のコイルと相互電磁作用を行う第1の界磁を有し、前
記第1のエアギャップと共に第1の回転電機を構成し、 前記第2の回転子には、前記固定子と第2のエアギャッ
プを介して前記第2のコイルと相互電磁作用を行う第2
の界磁を有し前記第2のエアギャップと共に第2の回転
電機を構成するとともに、 前記第1の回転子の内部に冷媒を供給する通路を設けた
事を特徴とする車両用駆動装置。 - 【請求項2】 前記第1の回転子は複数の鋼板を積層し
てなり、前記鋼板に穴を形成し鋼板を積層することで、
前記冷媒の通路を構成することを特徴とする請求項1記
載の車両用駆動装置。 - 【請求項3】 前記冷媒の通路は、前記積層された鋼板
の穴によって形成された通路に収納されたパイプである
ことを特徴とする請求項2記載の車両用駆動装置。 - 【請求項4】 前記冷媒の通路の一部が、前記第1のコ
イル側に連通する連通路を有していることを特徴とする
請求項1ないし3のいずれかに記載の車両用駆動装置。 - 【請求項5】 前記第1の回転子は、第1のコイルを収
納する複数のスロットを有し、前記冷媒の通路の数は前
記スロットの数と一致していることを特徴とする請求項
1ないし3のいずれかに記載の車両用駆動装置。 - 【請求項6】 前記冷媒の通路と前記第1のコイル側と
を連通する連通路は、前記冷媒の通路の1つ置き、ある
いはそれ以上の間隔で設けられていることを特徴とする
請求項5に記載の車両用駆動装置。 - 【請求項7】 前記連通路と連結している前記冷媒の通
路と、前記連通路と連結していない前記冷媒の通路とを
周方向に交互に設けたことを特徴とする請求項4ないし
6のいずれかに記載の車両用駆動装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14021096A JPH09322499A (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | 車両用駆動装置 |
| US08/847,609 US5917248A (en) | 1995-01-31 | 1997-04-25 | System and method for driving electric vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14021096A JPH09322499A (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | 車両用駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09322499A true JPH09322499A (ja) | 1997-12-12 |
Family
ID=15263487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14021096A Pending JPH09322499A (ja) | 1995-01-31 | 1996-06-03 | 車両用駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09322499A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100386956C (zh) * | 2005-03-03 | 2008-05-07 | 广州汽车工业集团有限公司 | 电磁偶合无级变速传动系统 |
| JP2009012523A (ja) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Toyota Motor Corp | 車輪駆動装置 |
| JP2014096902A (ja) * | 2012-11-08 | 2014-05-22 | Toyota Motor Corp | 中空ロータ |
| US9673689B2 (en) | 2011-09-13 | 2017-06-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rotating electric machine and power transmission device including rotors and electric power unit |
| JP2020039230A (ja) * | 2018-09-05 | 2020-03-12 | 株式会社明電舎 | 界磁巻線を含む回転子の冷却構造 |
| GR1010690B (el) * | 2023-05-19 | 2024-05-20 | Γεωργιος Ιωαννη Ραπτης | Μηχανισμος υδραυλικου και μαγνητικου κινητηρα |
-
1996
- 1996-06-03 JP JP14021096A patent/JPH09322499A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100386956C (zh) * | 2005-03-03 | 2008-05-07 | 广州汽车工业集团有限公司 | 电磁偶合无级变速传动系统 |
| JP2009012523A (ja) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Toyota Motor Corp | 車輪駆動装置 |
| US9673689B2 (en) | 2011-09-13 | 2017-06-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rotating electric machine and power transmission device including rotors and electric power unit |
| JP2014096902A (ja) * | 2012-11-08 | 2014-05-22 | Toyota Motor Corp | 中空ロータ |
| JP2020039230A (ja) * | 2018-09-05 | 2020-03-12 | 株式会社明電舎 | 界磁巻線を含む回転子の冷却構造 |
| WO2020049830A1 (ja) * | 2018-09-05 | 2020-03-12 | 株式会社明電舎 | 界磁巻線を含む回転子の冷却構造 |
| GR1010690B (el) * | 2023-05-19 | 2024-05-20 | Γεωργιος Ιωαννη Ραπτης | Μηχανισμος υδραυλικου και μαγνητικου κινητηρα |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040316 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041102 |