JP2006158083A - Mounting structure of rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は回転電機の搭載構造に関し、特に車両用の回転電機の搭載構造に関するものである。 The present invention relates to a mounting structure for a rotating electrical machine, and more particularly to a mounting structure for a rotating electrical machine for a vehicle.
従来回転電機の搭載構造は、たとえば特許第2942381号公報(特許文献1)、特開平4−185245号公報(特許文献2)および実用新案登録第3014309号公報(特許文献3)に開示されている。
特許文献1では、ステータとケースの間に熱膨張係数の高い振動減衰部材を充填した交流発電機が開示されている。
特許文献2では、ケースとステータとの間に、熱膨張差を吸収する緩衝材を設けたホイルモータのステータが開示されている。
特許文献3では、永久磁石の両端部対面と回転子鉄芯間に、シリコンオイルで膨潤した架橋シリコンポリマーのゲル(緩衝材)を設ける技術が開示されている。 Patent Document 3 discloses a technique in which a gel (buffer material) of a crosslinked silicon polymer swollen with silicon oil is provided between opposite ends of a permanent magnet and a rotor iron core.
しかしながら、従来の技術では生産性が低下するという問題があった。 However, the conventional technique has a problem that productivity is lowered.
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、生産性の向上と、回転電機の振動伝達低減の両立化を図ることができる回転電機の搭載構造を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a mounting structure for a rotating electrical machine capable of achieving both improvement in productivity and reduction in vibration transmission of the rotating electrical machine. For the purpose.
この発明に従った回転電機の搭載構造は、内部空間を有するケースと、内部空間に収納される回転電機のステータと、ケースに向かってステータをスラスト方向に押圧することでステータをケース内で位置決めする押圧部と、ケースの内表面とステータの外周面との間に介在する膨潤性を有する振動減衰部材とを備える。 The rotating electrical machine mounting structure according to the present invention includes a case having an internal space, a stator of the rotating electrical machine housed in the internal space, and positioning the stator in the case by pressing the stator in the thrust direction toward the case. And a vibration damping member having swelling property interposed between the inner surface of the case and the outer peripheral surface of the stator.
このように構成された回転電機の搭載構造では押圧部よりもステータのラジアル方向外側に位置し、ケースの内表面とステータの外周面との間に介在する膨潤性を有する振動減衰部材が設けられるため、この振動減衰部材により振動の伝達を低減することができる。 In the rotating electrical machine mounting structure configured as described above, a vibration damping member having a swellability located between the inner surface of the case and the outer peripheral surface of the stator is provided outside the pressing portion in the radial direction of the stator. Therefore, vibration transmission can be reduced by the vibration damping member.
さらに、振動減衰部材は膨潤性を有するため組付ける状態では小さく、組付けられて液体を吸収して大きくなる。その結果生産性を低下させることもない。 Furthermore, since the vibration damping member has swelling property, it is small in the assembled state, and is assembled to absorb the liquid and become large. As a result, productivity is not reduced.
好ましくは、回転電機の搭載構造は振動減衰部材とステータまたはケースとの間に介在する、振動減衰部材よりも大きな減衰率を有する高振動減衰部材をさらに備える。 Preferably, the mounting structure of the rotating electric machine further includes a high vibration damping member that is interposed between the vibration damping member and the stator or the case and has a larger attenuation factor than the vibration damping member.
この場合、高振動減衰部材により、より確実に回転電機の振動の伝達を低減することができる。ここで、減衰率とは、振動を振幅で表わし、その振幅の隣り合うピークの振幅比を示す。すなわち、回転電機の振動を振幅で表わし、この振幅の隣り合うピークの振幅比が減衰率となる。 In this case, the vibration transmission of the rotating electrical machine can be more reliably reduced by the high vibration damping member. Here, the attenuation rate represents vibration in amplitude and indicates the amplitude ratio of adjacent peaks of the amplitude. That is, the vibration of the rotating electrical machine is represented by an amplitude, and the amplitude ratio of adjacent peaks of this amplitude is the attenuation rate.
好ましくは、回転電機の搭載構造は振動減衰部材に液体を供給する液体供給部をさらに備える。この場合、液体供給部から振動減衰部材に液体を供給し、振動減衰部材を膨潤させることで振動減衰部材をステータとケースとの間に確実に嵌め合わせることができる。 Preferably, the mounting structure of the rotating electric machine further includes a liquid supply unit that supplies the liquid to the vibration damping member. In this case, it is possible to securely fit the vibration damping member between the stator and the case by supplying the liquid from the liquid supply unit to the vibration damping member and swelling the vibration damping member.
好ましくは、ステータのラジアル端面はケースの内表面から離隔している。この場合、ステータのラジアル端面はケースの内表面から離隔し、膨潤性を有する振動減衰部材のみと接触するため、ステータから直接ケースへ振動が伝わることがない。その結果、さらに振動を減衰させることができる。 Preferably, the radial end surface of the stator is separated from the inner surface of the case. In this case, since the radial end face of the stator is separated from the inner surface of the case and contacts only the vibration damping member having swelling property, vibration is not directly transmitted from the stator to the case. As a result, vibration can be further attenuated.
好ましくは、ステータ自由端側の外周面に振動減衰部材が接触する。この場合、ステータの自由端の振動を振動減衰部材が減衰させることが可能となる。 Preferably, the vibration damping member is in contact with the outer peripheral surface on the stator free end side. In this case, the vibration damping member can attenuate the vibration of the free end of the stator.
この発明に従えば、生産性を低下させることなく、回転電機の振動の伝達を低減することが可能な回転電機の搭載構造を提供することができる。 According to this invention, it is possible to provide a mounting structure for a rotating electrical machine that can reduce the transmission of vibrations of the rotating electrical machine without reducing productivity.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照番号を付し、その説明については繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1に従った回転電機の搭載構造の正面図である。図2は、図1中のII−II線に沿った断面図である。図1および図2を参照して、回転電機の搭載構造1は、内部空間72を有するケース70と、内部空間72に収納される回転電機50のステータ53と、ケース70に向かってステータ53を矢印2で示すスラスト方向に押圧することでステータ53をケース70内で位置決めする押圧部としてのボルト10と、ボルト10よりもステータ53のラジアル方向(矢印3で示す方向)外側に位置し、ケース70の内表面71とステータ53の外周面(ラジアル端面58)との間に介在する膨潤性を有する振動減衰部材90とを備える。
(Embodiment 1)
1 is a front view of a rotating electrical machine mounting structure according to
ステータ53の自由端側の外周面に振動減衰部材90が設けられる。
A
回転電機の搭載構造1は、振動減衰部材90に液体としてのオイル111を供給する液体供給部110をさらに備える。ステータ53のラジアル端面58はケース70の内表面71から離隔している。
The rotating electrical
回転電機50のステータ53はボルト10で固定されるとともに、膨潤性を有する振動減衰部材90をボルト10の固定位置とは周方向の反対側に少なくとも1つ設けられている。
The
図1で示されるように、ケース70は円筒形状であり、その内表面71で囲まれる空間にステータ53が配置される。なお、ケース70の形状としては円筒形状でなく角筒形状であってもよい。さらに、内周面としての内表面71も円筒形状である必要はなく角形状であってもよい。ケース70の中にはステータ53が収納される。
As shown in FIG. 1, the
ステータ53には複数のコイル52が巻かれており、巻線方法としては、分布巻および集中巻のいずれをも採用することが可能である。磁性材料(たとえば鉄)で構成されるステータ53内にはロータ54が嵌め合わせられており、ロータ54はステータ53に対して自由に回転することが可能である。図1で示すようにステータ53およびロータ54は同心円上に配置される。
A plurality of
これに対して、内表面71は楕円形状とされており、ステータ53から離れて配置される。ステータ53は3本のボルト10によりケース70に固定される。なお、ボルト10の本数は3本に限らず、複数本のボルトを配置してもよい。ボルト10はステータ53を貫通し、軸力によりステータ53をケース70に取付ける。
On the other hand, the
ステータ53とケース70との間の隙間には振動減衰部材90が充填される。振動減衰部材90はポリマー、ゴムなどにより構成され、たとえばオイルを含むことで膨潤し、これにより体積が大きくなる。すなわち、図1および図2で示す状態では振動減衰部材90はオイルを含んだ状態であり十分に膨張した状態となる。なお、ケース70にステータ53を収納する前は振動減衰部材90は液体を含んでいないため小さな体積であり、ステータ53とケース70との間に挿入しやすい大きさとなっている。
A
振動減衰部材90は図1では1箇所のみ設けられているが、これに限られるものではなく、複数個の振動減衰部材90をステータ53とケース70との間に配置してもよい。また、その配置の方法としても等間隔で配置するだけでなく、不等間隔で振動減衰部材90を配置してもよい。
Although only one
図2で示すように、ケース70は内部空間72を有し、その中に回転電機50などが配置されている。回転電機50は固定子としてのステータ53と、回転子としてのロータ54とを有する。ステータ53はさらに鉄芯により構成されるステータコア51と、ステータコア51に巻付けられる銅線からなるコイル52とを有する。ここで示すモータは3相モータであり、U相、V相およびW相を有する3相モータにより構成される。なお、本発明の回転電機50を3相モータに限定する必要はなく、他の種類のモータとしてもよい。また、回転電機50はモータとしてでなく発電機(ジェネレータ)として用いられてもよい。
As shown in FIG. 2, the
ドーナツ形状のステータ53の中にロータ54が配置される。ロータ54には永久磁石が埋込まれ、この永久磁石とステータ53により生じる磁力との吸引力および反発力によりロータ54が回転する。ロータ54は回転シャフト56に取付けられる。回転シャフト56は出力軸であり、回転シャフト56の回転がギア22,21を介してシャフト23へ伝えられる。
A
ステータ53を貫通するようにボルト10が設けられる。ボルト10の先端部がケース70に捻じ込まれてボルト10によりケース70にステータ53が固定される。なお、固定方法としてはボルト10に限定されるものではない。たとえばケース70側に埋込ボルトが配置され、この埋込ボルトがステータ53を貫通し、そのボルトにナットを捻じ込むことでステータ53をケース70に取付けてもよい。
また弾性体によりステータ53を矢印2で示すスラスト方向に押圧し、この押圧力によりステータ53をケース70に固定してもよい。
Alternatively, the
ステータ53はラジアル端面58およびスラスト端面57を有する。スラスト端面57がボルト10によりケース70の内表面71に押付けられている。これに対して、ラジアル端面58の大部分はケース70の内表面71と接触しておらず、一部分のみに振動減衰部材90が接触する。振動減衰部材90はケース70の内表面71とステータ53の外表面としてのラジアル端面58との両方に接触し、ステータ53とケース70の振動を吸収する。振動減衰部材90にはオイル供給口としての液体供給部110から液体としてのオイル111が供給される。
The
なお、液体供給部110は必ずしも設ける必要はなく、ロータ54がオイルをかきあげ、このオイルが振動減衰部材90に供給されるような構成としてもよい。車両を駆動するためのモータ/ジェネレータとしての回転電機50ではモータノイズといった振動が発生する。ギア21,22によってギアノイズが発生する。矢印30,40は、振動の伝達経路を示す。
The
ステータ53のケース70に対する位置決めはインローで行ないボルト10を用いて固定した場合、ステータ53はいわゆる片持ち状態となる。ステータ53の自由端側において、ステータ53とケース70との間に膨潤性を有する振動減衰部材90を任意の方向に配置することにより、ステータ53とケース70の振動を減衰しつつ、振動を車室100内に浸入しやすい方向に伝達させない。これにより、車室100内に伝達される振動を大きく低減することができる。
When the
また、振動減衰部材90をドライ状態で組付けることにより、ステータ53やケース70と振動減衰部材90との間に大きな隙間を確保できるため組付け性を悪化させることなく使用時は膨潤させて振動を低減できる。
In addition, by assembling the
すなわち、使用時には潤滑油または冷却用油などのオイル111を振動減衰部材90に含ませて膨潤させることによりステータ53と振動減衰部材90とケース70とを密着させて振動を低減できる。
That is, when used, the
以上のように、この発明の実施の形態1に従った回転電機の搭載構造1では、組付け性を悪化させることなく、振動を減衰できる構造を提供することができる。
As described above, the rotating electrical
(実施の形態2)
図3は、この発明の実施の形態2に従った回転電機の搭載構造の正面図である。図4は、図3中のIV−IV線に沿った断面図である。図3および図4を参照して、この発明の実施の形態2に従った回転電機の搭載構造1では振動減衰部材90とケース70との間に、より高い減衰率を有する高振動減衰部材91を設けている点で、実施の形態1に従った回転電機の搭載構造と異なる。高振動減衰部材91としては、膨潤性を有するものまたは膨潤性を有しないもののいずれをも採用することができる。さらに、図3および図4ではケース70と振動減衰部材90との間に高振動減衰部材91を設けているが、これに限られず振動減衰部材90とステータ53との間に高振動減衰部材91を設けてもよい。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a front view of a rotating electrical machine mounting structure according to the second embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. Referring to FIGS. 3 and 4, in rotary electric
すなわち、実施の形態2に従った回転電機の搭載構造1では、振動減衰部材90と、ステータ53またはケース70との間に介在する振動減衰部材90よりも大きな減衰率を有する高振動減衰部材91をさらに備える。高振動減衰部材91は、振動減衰部材90の両側に設けられてケース70およびステータ53の両方に接触していてもよい。
That is, in the rotating electrical
高振動減衰部材91は振動減衰部材90よりも高い減衰率を有する。これにより、より効果的に振動を低減できる。振動減衰部材90および高振動減衰部材91の形状については、ステータ53を固定するという機能が必要ないために、自由度が高く、振動減衰に効果的な形状に加工することができる。
The high
このように構成された、実施の形態2に従った回転電機の搭載構造1でも、実施の形態1に従った回転電機の搭載構造と同様の効果がある。
The thus configured rotating electrical
以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態はさまざまに変形することが可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the embodiment shown here can be variously modified.
まず、本発明を適用する回転電機の搭載構造としては、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車に限られず、自動車以外の回転電機(たとえば自転車、電車)などで適用することが可能である。また、発電機の搭載構造に本発明を適用することが可能である。 First, the mounting structure of a rotating electrical machine to which the present invention is applied is not limited to an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a fuel cell vehicle, and can be applied to a rotating electrical machine (for example, a bicycle or a train) other than an automobile. Moreover, it is possible to apply this invention to the mounting structure of a generator.
さらに、この例ではたとえばハイブリッド自動車などの電動車両の駆動装置として本発明を適用する例を示している。これに限られず電動自動車の発電装置として本発明を適用してもよい。 Further, in this example, an example in which the present invention is applied as a driving device for an electric vehicle such as a hybrid vehicle is shown. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied as a power generator for an electric automobile.
また、インホイルモータなどの構造に本発明を適用することも可能である。 In addition, the present invention can be applied to a structure such as an in-foil motor.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
この発明はたとえば車両用の回転電機の搭載構造に適用することが可能である。 The present invention can be applied to a mounting structure of a rotating electrical machine for a vehicle, for example.
1 回転電機の搭載構造、50 回転電機、53 ステータ、54 ロータ、70 ケース、71 内表面、72 内部空間、90 振動減衰部材。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記内部空間に収納される回転電機のステータと、
前記ケースに向かって前記ステータをスラスト方向に押圧することで前記ステータを前記ケース内で位置決めする押圧部と、
前記ケースの内表面と前記ステータの外周面との間に介在する膨潤性を有する振動減衰部材とを備えた、回転電機の搭載構造。 A case having an internal space;
A rotating electric machine stator housed in the internal space;
A pressing portion for positioning the stator within the case by pressing the stator in a thrust direction toward the case;
A rotating electrical machine mounting structure comprising a vibration damping member having swelling property interposed between an inner surface of the case and an outer peripheral surface of the stator.
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