JP2005176559A - Motor for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はエンジン内に設けられた車両用電動機に関するものである。 The present invention relates to a vehicle electric motor provided in an engine.
従来の車両用電動機においては、特許文献1、2に示されるように、エンジンのクランクシャフトに円板を固定し、クランクシャフトを回転可能に支持するベアリングキャップのクランクシャフト回転軸方向両側面にコイルを有するステータを設け、コイルに対応して円板に永久磁石を設けている。
In conventional vehicle electric motors, as shown in
しかし、このような車両用電動機においては、ステータがベアリングキャップのクランクシャフト回転軸方向両側面に設けられているから、車両用電動機のクランクシャフト回転軸方向の寸法が大きく、エンジンの大型化を招く原因となる可能性がある。また、ロータはクランクシャフトに固定された円板とステータのコイルに対応して円板に設けられた永久磁石とから構成されており、ステータはロータ外周半分程度でしか設定できないから、ロータ全周に対して均一なトルクを発生することができず、振動が発生する可能性がある。 However, in such a vehicular electric motor, since the stator is provided on both sides of the bearing cap in the crankshaft rotation axis direction, the dimension of the vehicular electric motor in the crankshaft rotation axis direction is large, leading to an increase in the size of the engine. It can be a cause. The rotor is composed of a disc fixed to the crankshaft and a permanent magnet provided on the disc corresponding to the stator coil, and the stator can be set only about half the rotor outer circumference. However, a uniform torque cannot be generated and vibration may occur.
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、コンパクトで振動が発生しない車両用電動機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a vehicle electric motor that is compact and does not generate vibration.
この目的を達成するため、本発明においては、エンジンのクランクシャフトの外周にロータを固定し、上記エンジンのシリンダブロックに上記ロータの外周面全周に渡って対向する内周面を備えたステータを固定し、上記ステータの外周面と上記ロータの内周面とに接触する回転体を設ける。 In order to achieve this object, in the present invention, a rotor is fixed to the outer periphery of an engine crankshaft, and a stator having an inner peripheral surface facing the entire outer peripheral surface of the rotor on the cylinder block of the engine is provided. A rotating body that is fixed and is in contact with the outer peripheral surface of the stator and the inner peripheral surface of the rotor is provided.
本発明に係る車両用電動機においては、車両用電動機のクランクシャフト回転軸方向の寸法が大きくなることがないから、コンパクトであり、またステータの内周面がロータの外周面全周に渡って対向するから、振動が発生しない。 The vehicle electric motor according to the present invention is compact because the size of the vehicle electric motor in the direction of the rotation axis of the crankshaft does not increase, and the inner peripheral surface of the stator faces the entire outer peripheral surface of the rotor. Therefore, vibration does not occur.
(第1の実施の形態)
図1は本発明に係る車両用電動機を有するエンジンの一部を示す概略断面図、図2は図1の拡大A−A断面図、図3は図2のB−B断面図、図4は図1〜図3に示した車両用電動機を示す概略正断面図、図5は図4に示した車両用電動機の一部を示す概略拡大平面図である。図に示すように、上側のアッパブロック1と下側のロアブロック2とからシリンダブロック3が構成されており、アッパブロック1とロアブロック2との位置決めを行なうピン13が設けられている。また、アッパブロック1にシリンダ4が設けられ、シリンダブロック3の両側の軸受部20aにクランクシャフト5の軸部が回転可能に支持され、シリンダ4内にピストン6が設けられ、ピストン6に連結されたコンロッド7の先端がクランクシャフト5のクランクピンに回動可能に取り付けられている。また、シリンダブロック3の中央部の3つの軸受部20bにステータ8が固定され、クランクシャフト5の軸部の外周にロータ9が固定され、ロータ9はクランクシャフト5と一体で回転する。そして、ステータ8の内周面はロータ9の外周面全周に渡って所定の間隔を隔てて対向している。すなわち、ステータ8は円周方向に2分割された半円環形状の2つの分割ステータ8a、8bで構成され、分割ステータ8a、8bに取付ブラケット11a、11bが固定され、取付ブラケット11a、11bがボルト12によりアッパブロック1、ロアブロック2に固定されている。つまり、分割ステータ8aがアッパブロック1に固定され、分割ステータ8bがロアブロック2に固定されている。また、ロータ9が円周方向に2分割された半円環形状の2つの分割ロータ9a、9bで構成され、分割ロータ9a、9bでクランクシャフト5の回転軸方向に直交する方向からクランクシャフト5の軸部を挟んで、かつロータ9の外周面にステンレス鋼、アルミニウム等の非磁性体からなるバンド16が設けられ、ロータ9がクランクシャフト5の軸部に固定されており、クランクシャフト5の軸部、ロータ9に溝が設けられ、それらの溝内にキー14が挿入され、また分割ロータ9a、9bの位置決めを行なうピン15が設けられている。また、ロータ9の内部外周に沿って複数の永久磁石17が設けられ、またロータ9の外周部に複数の凹部18が設けられ、凹部18は永久磁石17に対応して設けられ、凹部18の断面形状の円弧の中心角は180度を越えており、各凹部18に磁性体からなる回転体19が収容されている。すなわち、ロータ9の外周に、回転体19の少なくとも一部を収容することよって、回転体19のロータ9の外周に沿う方向への移動を規制するとともに、回転体19をロータ9の回転軸方向を軸として回転可能に支持する凹部18が設けられ、回転体19はステータ8の外周面とロータ9の内周面とに接触するとともに、回転体19はロータ9の回転に伴って回転可能である。
(First embodiment)
1 is a schematic cross-sectional view showing a part of an engine having a vehicular electric motor according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 5 is a schematic front sectional view showing the vehicle motor shown in FIGS. 1 to 3, and FIG. 5 is a schematic enlarged plan view showing a part of the vehicle motor shown in FIG. As shown in the figure, a
つぎに、図1〜図5に示した車両用電動機を有するエンジンの組立て方法について説明する。まず、分割ロータ9a、9bでクランクシャフト5の回転軸方向に直交する方向からクランクシャフト5の軸部を挟んで、ロータ9の外周面にバンド16を設けることにより、ロータ9をクランクシャフト5の軸部に固定する。この場合、クランクシャフト5の軸部、ロータ9の溝内にキー14を挿入し、また分割ロータ9a、9bとの間にピン15を設ける。つぎに、凹部18に回転体19を収容する。つぎに、取付ブラケット11a、11bをボルト12によりアッパブロック1、ロアブロック2に固定することにより、分割ステータ8a、8bをアッパブロック1、ロアブロック2に固定する。つぎに、コンロッド7の先端をクランクシャフト5のクランクピンに回動可能に取り付ける。つぎに、アッパブロック1にロアブロック2を取り付ける。この場合、シリンダブロック3の両側の軸受部20aにクランクシャフト5の軸部を回転可能に支持し、またアッパブロック1とロアブロック2との間にピン13を設ける。
Next, a method for assembling the engine having the vehicle electric motor shown in FIGS. 1 to 5 will be described. First, the
この車両用電動機においては、ステータ8の巻線(図示せず)に通電すると、ロータ9、クランクシャフト5が回転する。また、回転体19はステータ8の外周面とロータ9の内周面とに接触するとともに、回転体19はロータ9の回転に伴って回転可能であるから、ロータ9はステータ8に対して回転可能であるので、車両用電動機は軸受部20bにクランクシャフト5を回転可能に支持することができる。
In this vehicle electric motor, when the winding (not shown) of the
このような車両用電動機においては、車両用電動機のクランクシャフト5の回転軸方向の寸法が大きくなることがないから、コンパクトである。また、ステータ8の内周面がロータ9の外周面全周に渡って対向するから、滑らかなトルクを発生することができるので、振動が発生しない。また、回転体19は磁性体からなるから、鎖交磁束数が多くなるので、発生トルクが大きくなるから、スペースの小さい軸受部20bに設けたとしても、十分なトルクを発生することができる。また、ステータ8が分割ステータ8a、8bで構成され、ロータ9が分割ロータ9a、9bで構成されているから、エンジンの組立工順を最大限流用可能であり、製造コストを安価にすることができる。また、バンド16が非磁性体からなるから、交番磁界による誘導加熱を防止することができる。また、凹部18の断面形状の円弧の中心角が180度を越えているから、凹部18に回転体19を収容したときには、回転体19がロータ9からロータ9の半径方向に抜けることがないので、組立て時に回転体19がロータ9から外れることがないため、組立てを容易に行なうことができる。
Such a vehicular motor is compact because the dimension of the
(第2の実施の形態)
図6は本発明に係る他の車両用電動機の一部を示す概略正断面図、図7は図6に示した車両用電動機の一部を示す概略平面図である。図に示すように、分割ロータ9aに複数の切欠き部21が設けられ、分割ロータ9aの各切欠き部21の底部にボルト用穴22が設けられ、ボルト用穴22は分割ロータ9aの分割ロータ9bとの接合面に達しており、ボルト用穴22の中心線は分割ロータ9aの分割ロータ9bとの接合面と直角である、また、分割ロータ9bの分割ロータ9bとの接合面に複数の雌ネジ23が設けられ、雌ネジ23の中心線とボルト用穴22の中心線とは一致している。また、ステンレス鋼等の非磁性体からなるボルト24が各ボルト用穴22を貫通しかつ各雌ネジ23と螺合しており、分割ロータ9aと分割ロータ9bとはボルト24により連結されている。
(Second Embodiment)
6 is a schematic front sectional view showing a part of another vehicle motor according to the present invention, and FIG. 7 is a schematic plan view showing a part of the vehicle motor shown in FIG. As shown in the figure, the divided
このような車両用電動機においては、回転体19をクランクシャフト5の回転軸方向に分割する必要がないから、鎖交磁束数をさらに多くすることができるので、発生トルクをさらに大きくすることができる。また、ボルト24が非磁性体からなるから、交番磁界による誘導加熱を防止することができる。
In such a vehicular electric motor, since it is not necessary to divide the rotating
(第3の実施の形態)
図8は本発明に係る他の車両用電動機を示す概略断面図である。図に示すように、複数の回転体19がステータ8の内周面とロータ9の外周面との間に設けられている。すなわち、ステータ8の内周面とロータ9の外周面とには凹部が設けられていない。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a schematic sectional view showing another vehicle electric motor according to the present invention. As shown in the figure, a plurality of
なお、この車両用電動機を有するエンジンを組み立てるときには、ロータ9の外周部に回転体19を位置させたのち、板厚の極薄い円環状の回転体外れ止め治具を用いてロータ9の外周部に回転体19を保持し、アッパブロック1にロアブロック2を取り付けるときに、回転体外れ止め治具を取り外す。
When assembling the engine having this vehicle electric motor, after the
このような車両用電動機においては、永久磁石17をロータ9のより外側に配置することができ、またロータ9の円周方向に永久磁石17を最大限配置することができるから、出力トルクを大きくすることができる。
In such a vehicular electric motor, the
(第4の実施の形態)
図9は本発明に係る他の車両用電動機を示す概略断面図である。図に示すように、ステータ8の内周部に複数の凹部31が設けられ、凹部31の断面形状の円弧の中心角は180度を越えており、凹部31に回転体19が収容されている。すなわち、ステータ8の内周に、回転体19の少なくとも一部を収容することよって、回転体19のロータ9の外周に沿う方向への移動を規制するとともに、回転体19をロータ9の回転軸方向を軸として回転可能に支持する凹部31が設けられ、回転体19はステータ8の外周面とロータ9の内周面とに接触するとともに、回転体19はロータ9の回転に伴って回転可能である。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a schematic sectional view showing another vehicle electric motor according to the present invention. As shown in the figure, a plurality of
このような車両用電動機においては、凹部31の断面形状の円弧の中心角が180度を越えているから、凹部31に回転体19を収容したときには、回転体31がステータ8からステータ8の半径方向に抜けることがないので、組立て時に回転体19がステータ8から外れることがないため、組立てを容易に行なうことができる。また、永久磁石17をロータ9のより外側に配置することができ、またロータ9の円周方向に永久磁石17を最大限配置することができるから、出力トルクを大きくすることができる。
In such a vehicular electric motor, the central angle of the arc of the cross-sectional shape of the
(第5の実施の形態)
図10は本発明に係る他の車両用電動機を示す概略断面図である。図に示すように、ロータ9に凹部18が設けられ、凹部18内に回転体19が収容されている。また、磁性体からなるロータ9の外周部の凹部18の間に非磁性体からなる複数の埋込み材41が設けられている。すなわち、少なくともロータ9の外周部が磁性体部と非磁性体部とで構成され、凹部18がロータ9の外周部の磁性体部に対応して設けられ、回転体19がロータ9の外周部の磁性体部に対応して設けられている。
(Fifth embodiment)
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing another vehicle electric motor according to the present invention. As shown in the figure, a
この車両用電動機においては、ロータ9が突極性を有するから、シンクロナスリラクタンスモータとして機能する。
In this vehicle electric motor, since the
このような車両用電動機においては、永久磁石を備えていないから、エンジンの内部で発生する鉄粉等がロータ9に付着するのを防止することができ、またエンジンの内部が高温となっても性能が低下することがない。
Since such a vehicular electric motor does not include a permanent magnet, iron powder or the like generated inside the engine can be prevented from adhering to the
(第6の実施の形態)
図11は本発明に係る他の車両用電動機を示す概略断面図である。図に示すように、ステータ8に凹部31が設けられ、凹部31内に回転体19が収容されている。また、磁性体からなるロータ9の外周部に非磁性体からなる複数の埋込み材41が設けられており、少なくともロータ9の外周部が磁性体部と非磁性体部とで構成されている。
(Sixth embodiment)
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing another vehicle electric motor according to the present invention. As shown in the figure, a
この車両用電動機においては、ロータ9が突極性を有するから、シンクロナスリラクタンスモータとして機能する。
In this vehicle electric motor, since the
このような車両用電動機においては、永久磁石を備えていないから、エンジンの内部で発生する鉄粉等がロータ9に付着するのを防止することができ、またエンジンの内部が高温となっても性能が低下することがない。また、ロータ9の円周方向に埋込み材41を最大限配置することができる。
Since such a vehicular electric motor does not include a permanent magnet, iron powder or the like generated inside the engine can be prevented from adhering to the
(第7の実施の形態)
図12は本発明に係る他の車両用電動機を示す概略断面図である。図に示すように、ロータ9に凹部18が設けられ、凹部18内に回転体19が収容されている。また、磁性体からなるロータ9の外周部の凹部18の間に複数の空隙51が設けられており、少なくともロータ9の外周部が磁性体部と空隙部とで構成されている。
(Seventh embodiment)
FIG. 12 is a schematic sectional view showing another vehicle electric motor according to the present invention. As shown in the figure, a
この車両用電動機においては、ロータ9が突極性を有するから、シンクロナスリラクタンスモータとして機能する。
In this vehicle electric motor, since the
このような車両用電動機においては、永久磁石を備えていないから、エンジンの内部で発生する鉄粉等がロータ9に付着するのを防止することができ、またエンジンの内部が高温となっても性能が低下することがない。また、埋込み材を設ける必要がないから、製造コストが安価である。
Since such a vehicular electric motor does not include a permanent magnet, iron powder or the like generated inside the engine can be prevented from adhering to the
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、以上の実施の形態のいずれかを組み合わせてもよい。 In addition, this invention is not limited to the above embodiment, You may combine either of the above embodiment.
また、上述実施の形態においては、車両用電動機について説明したが、車両用発電機にも本発明を適用することができる。すなわち、車両用回転電機に本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the vehicle motor has been described. However, the present invention can also be applied to a vehicle generator. That is, the present invention can be applied to a vehicular rotating electrical machine.
1…アッパブロック 2…ロアブロック
3…シリンダブロック 5…クランクシャフト
8…ステータ 8a…分割ステータ
8b…分割ステータ 9…ロータ
9a…分割ロータ 9b…分割ロータ
10…車両用電動機 16…バンド
17…永久磁石 18…凹部
19…回転体 24…ボルト
31…凹部 41…埋込み体
51…空隙
DESCRIPTION OF
Claims (17)
上記ロータの外周面全周に渡って所定の間隔を隔てて対向する内周面を備え、上記エンジンのシリンダブロックに固定されたステータと、
上記ステータの内周面と上記ロータの外周面とに接触するとともに、上記ロータの回転に伴って回転可能な回転体と
を備えたことを特徴とする車両用電動機。 A rotor fixed to the outer periphery of the crankshaft of the engine and rotating integrally with the crankshaft;
A stator fixed to a cylinder block of the engine, including an inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the rotor across the entire circumference at a predetermined interval;
An electric motor for a vehicle comprising: a rotating body that is in contact with an inner peripheral surface of the stator and an outer peripheral surface of the rotor and is rotatable with the rotation of the rotor.
上記ロータが円周方向に2分割された半円環形状の2つの分割ロータで構成され、上記分割ロータで上記クランクシャフトの回転軸方向に直交する方向から上記クランクシャフトを挟んで、上記ロータが上記クランクシャフトに固定され、
上記ステータは円周方向に2分割された半円環形状の2つの分割ステータで構成され、上記分割ステータの一方が上記アッパブロックに固定され、上記分割ステータの他方が上記ロアブロックに固定された
ことを特徴とする請求項1ないし14のいずれかに記載の車両用電動機。 The cylinder block is composed of an upper upper block and a lower lower block.
The rotor is composed of two semi-annular divided rotors divided into two in the circumferential direction, and the rotor is sandwiched by sandwiching the crankshaft from a direction perpendicular to the rotation axis direction of the crankshaft. Fixed to the crankshaft,
The stator is composed of two semi-annular split stators divided into two in the circumferential direction, one of the split stators being fixed to the upper block, and the other of the split stators being fixed to the lower block. The vehicular electric motor according to claim 1, wherein the vehicular electric motor is provided.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008045913A (en) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Toyota Motor Corp | Rotation angle detector |
JP2015204706A (en) * | 2014-04-15 | 2015-11-16 | 株式会社神戸製鋼所 | switched reluctance motor |
CN113098217A (en) * | 2021-05-07 | 2021-07-09 | 恒大恒驰新能源汽车研究院(上海)有限公司 | Motor and equipment equipped with motor |
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2003
- 2003-12-15 JP JP2003415985A patent/JP2005176559A/en active Pending
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