JP2010239725A

JP2010239725A - 車両用回転電機

Info

Publication number: JP2010239725A
Application number: JP2009083980A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Umezaki; 洋介梅崎; Hisaya Shimizu; 尚也清水
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-21

Abstract

【課題】電磁音低減、尚且つ固定子巻線の発熱をブラケットに逃がし、冷却効果も備わった車両用回転電機を提供する。
【解決手段】界磁巻線を有する回転子２と、回転子２の外周側に微小隙間を保って配置された固定子１と、固定子１を覆うブラケットを有し、ブラケットは、プーリ側のベアリングを収納するフロント側ブラケット３と、スリップリング側のベアリングを収納するリア側ブラケット４と、固定子を覆うセンターブラケット５を有し、センターブラケット５は複数の部品に分割されており、センターブラケット５と固定子１の間に微小隙間を設け、微小隙間に振動吸収可能な柔軟性のあるシート状材料６を配置させた車両用回転電機。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用回転電機に係り、特に、発電機として用いるに好適な回転電機に関する。

従来、固定子を持つ回転電機は、固定子鉄心の内径部に複数のスロット開口部を備えており、この開口部が原因で、交番磁界が交差した場合にスロットリップルが発生する。このリップルの大きさは３相巻線を有するステータと比較すると、５相の３倍や、６相の４倍にもなり、電磁加振力もその差に比例し、３相巻線の回転電機は磁気騒音が大きいという問題があった。

この問題に対し、固定子と固定子を覆うブラケット間に微小隙間を設けて、その微小隙間に吸音性の部材を貼り付けたものが知られている（例えば特許文献１参照）。

仏国特許出願公開第２８０３１２６号明細書

しかしながら上記従来技術では、ブラケットに組み込む際に発生するであろう、剥がれやめくれ等の対策については考慮されていなかった。

本発明の目的は、電磁音低減、尚且つ固定子巻線の発熱をブラケットに逃がし、冷却効果も備わった車両用回転電機を提供することにある。

本発明は、界磁巻線を有する回転子と、前記回転子の外周側に微小隙間を保って配置された固定子巻線を有する固定子と、前記固定子を覆うブラケットを有する車両用回転電機であって、前記ブラケットは、プーリ側のベアリングを収納するフロント側ブラケットと、スリップリング側のベアリングを収納するリア側ブラケットと、前記固定子を覆うセンターブラケットを有し、前記センターブラケットは複数の部品に分割されており、前記センターブラケットと前記固定子の間に微小隙間を設け、前記微小隙間に振動吸収可能な柔軟性のあるシート状材料を配置させた車両用回転電機である。

本発明によれば、３相巻線を有する回転電機の磁気騒音を低減し、尚且つ放熱性を高めることができる。

本発明の回転電気装置を搭載した車両のパワートレインシステムの概略構成例である。本発明の一実施例形態による２つに分割したブラケットの構成を示す図である。本発明の一実施例形態による２つに分割したブラケットにフィンを配置した構造を示す図である。本発明の一実施例形態による３つに分割したブラケットの構成を示す図である。本発明の一実施例形態による２つに分割したブラケットの別形状を示す図である。

以下、図１〜図５を用いて、本発明の一実施形態による発電電動装置について説明する。

図１を用いて、本実施形態による回転電機装置１００の全体構成について説明する。

図１は、本発明の一実施形態による回転電機装置１００の全体構成を示す断面図である。本実施形態の回転電機装置１００は、回転電機本体１０と、整粒装置９０とからなる。本実施形態の回転電機本体１０は、爪型磁極回転子を有する３相同期回転電機であり、発電機兼エンジン始動装置である。回転電機本体１０の後部には、バッテリー等の直流電力を３相交流電力に変換する整流装置９０が、一体化された構成を有している。

回転電機本体１０の固定子１は、固定子鉄心１１のスロットに波巻された３相分の固定子コイル１２を備えている。回転電機本体１０の固定子１は、フロント側ブラケット３と、リア側ブラケット４によって挟み込まれており、固定子１の外周はセンターブラケット５に覆われた構造になっている。固定子１の外周とセンターブラケット５の間には微小隙間を設けており、振動吸収可能な柔軟性のあるシート状材料６を配置させている。

回転子２は、固定子１の内周側に微小隙間を保って対向配置されている。回転子２は、第１の爪型磁極２１ａと、第２の爪型磁極２１ｂ，継鉄部２２とからなるルンデル型のロータコア２０を備えており、シャフト７に固定されている。継鉄部２２の外周には、ボビン２６を介して、界磁コイル２３が巻回されている。ボビン２６は樹脂製または絶縁性を持つものである。界磁コイル２３には、ブラシ１７及びスリップリング１８を介して、界磁電流が供給される。界磁コイル２３に通電される界磁電流によって、発電や駆動に必要な界磁磁束が発生する。

第１の爪型磁極２１ａと第２の爪型磁極２１ｂの間には、永久磁石２４が挿入されており、界磁電流を通電することにより発生する界磁磁束の出力を向上させている。

回転子２は、フロント側ブラケット３に取り付けられているフロント側ベアリング８及び、リア側ブラケット４に取り付けられているリア側ベアリング９によって回転可能に支持されている。シャフト７の一方の端部には、プーリ１５が固定されている。プーリ１５は、エンジンのクランクシャフトプーリに掛けられているベルトで連れ回されることによって、回転電機が発電機として動作する。回転電機が始動機として動作する時には、シャフト７に発生した駆動力が、プーリ１５を介して、エンジンに伝達され、エンジンを始動するのに用いられる。

また、回転子２の両端面には、フロント側ファン１６ａ，リア側ファン１６ｂが取り付けられている。

回転電機本体の反プーリ側端面には、樹脂製または、絶縁性を持つケース９１が取り付けられる。樹脂製ケース９１には、整流装置９０が収納されている。

次に図２を用いて、本実施形態によるセンターブラケット５と振動吸収可能な柔軟性のあるシート６と固定子鉄心１１の構成について説明する。

図２は、本発明の一実施形態によるセンターブラケット５の構造を示した図である。センターブラケット５は、分割されたブラケット５１ａ，５１ｂで構成され、固定子鉄心１１とで振動吸収可能な柔軟性のあるシート状材料６を挟み込むように組み立てられる。分割されたブラケット５１ａ，５１ｂには軸方向にインローを設けてある。このインローによって、フロント側ブラケット３とリア側ブラケット４に径方向に対して固定している。分割されたブラケット５１ａ，５１ｂを、それぞれ同一形状とすると、製造コストを低減できる。また、固定子鉄心１１は、フロント側ブラケット３とリア側ブラケット４で軸方向に対して固定される構造である。分割されたブラケット５１ａ，５１ｂと固定子鉄心１１の間には、微小な空間を設けており、その微小空間に振動吸収可能な柔軟性のあるシート状材料６が分割されたブラケット５１ａ，５１ｂの内周側もしくは、固定子鉄心１１の外周側に貼り付けられており、分割されたブラケット５１ａ，５１ｂと固定子鉄心１１で挟み込む構造である。分割されたブラケット５１ａ，５１ｂで固定子鉄心１１を挟み込むため、振動吸収可能な柔軟性のあるシート状材料６は隙間無く分割されたブラケット５１ａ，５１ｂと固定子鉄心１１の間に収まり、振動低減に十分な効果を発揮する。また、熱伝導性の良いシート材を使用すれば、固定子１で発生した熱をブラケットに効率良く伝熱させることができるため、放熱効果も高まる。

また、図３にはセンターブラケット５の別の一実施形態を示す。センターブラケット５の外径側にフィン部を設けて、放熱効果を高めている。そのため、固定子鉄心１１とセンターブラケット５の微小空間には、伝熱性の良い素材のシート状材料を使用すると、放熱効果が更に高まる。

図４には、センターブラケット５を３つに分割した場合の構造を示している。３つに分割されたブラケット５２ａ，５２ｂ，５３ｃには軸方向にインローを設けてある。このインローによって、フロント側ブラケット３とリア側ブラケット４に径方向に対して固定している。３つに分割されたブラケット５２ａ，５２ｂ，５３ｃをすべて同一形状とすると、製造コストを低減できる。また、固定子鉄心１１は、フロント側ブラケット３とリア側ブラケット４で軸方向に対して固定される構造である。分割されたブラケット５１ａ，５１ｂと固定子鉄心１１の間には、微小な空間を設けており、その微小空間に振動吸収可能な柔軟性のあるシート状材料６が分割されたブラケット５１ａ，５１ｂの内周側もしくは、固定子鉄心１１の外周側に貼り付けられており、分割されたブラケット５１ａ，５１ｂと固定子鉄心１１で挟み込む構造である。分割されたブラケット５１ａ，５１ｂで固定子鉄心１１を挟み込むため、振動吸収可能な柔軟性のあるシート状材料６は隙間無く分割されたブラケット５１ａ，５１ｂと固定子鉄心１１の間に収まり、振動低減に十分な効果を発揮する。また、熱伝導性の良いシート材を使用すれば、固定子１で発生した熱をブラケットに効率良く伝熱させることができるため、放熱効果も高まる。

図５には、２つに分割されたセンターブラケット５の別の一実施形態を示す。２つに分割されたブラケット５１ａの内周側には、微小な空間が設けられている部分５１１と設けられていない部分５１２があり、微小空間５１１には振動吸収可能な柔軟性のあるシート状材料６が配置され、微小空間が設けられていない部分５１２は、固定子鉄心１１の外周側に直接接触する。部分的に振動吸収可能な柔軟性のあるシート状材料６を配置することで、円環振動を抑えることができる。また、熱伝導性の良いシート材を使用すれば、固定子１で発生した熱をブラケットに効率良く伝熱させることができるため、放熱効果も高まる。

以上説明したように、本実施形態によれば、界磁巻線を有する回転子と、回転子の外周側に微小隙間を保って配置された固定子巻線を有する固定子と、固定子を覆うブラケットで構成される車両用回転電機において、ブラケットは、プーリ側のベアリングを収納するフロント側ブラケットと、スリップリング側のベアリングを収納するリア側ブラケットと、固定子を覆うセンターブラケットで構成され、センターブラケットは２つの部品に分割されており、センターブラケットと固定子の間に微小隙間を設け、微小隙間に振動吸収可能な柔軟性のあるシート状材料を配置させたことによって、電磁音低減、尚且つ固定子巻線の発熱をブラケットに逃がし、冷却効果も備わった車両用回転電機が得られる。

また、熱電性の良いシート材を使用すれば、固定子で発生した熱をブラケットに効率良く伝熱させることのできる車両用回転電機が得られる。

１固定子
２回転子
３フロント側ブラケット
４リア側ブラケット
５センターブラケット
６シート状材料

Claims

界磁巻線を有する回転子と、前記回転子の外周側に微小隙間を保って配置された固定子巻線を有する固定子と、前記固定子を覆うブラケットを有する車両用回転電機であって、
前記ブラケットは、プーリ側のベアリングを収納するフロント側ブラケットと、スリップリング側のベアリングを収納するリア側ブラケットと、前記固定子を覆うセンターブラケットを有し、
前記センターブラケットは複数の部品に分割されており、前記センターブラケットと前記固定子の間に微小隙間を設け、前記微小隙間に振動吸収可能な柔軟性のあるシート状材料を配置させた車両用回転電機。
請求項１に記載の車両用回転電機であって、
複数の前記センターブラケットは、互いに同じ形状である車両用回転電機。
請求項１に記載の車両用回転電機であって、
前記センターブラケットは、ブラケット内周部が固定子外周部に接触する部分と、微小隙間を設けた部分があり、前記微小隙間に振動吸収可能な柔軟性のあるシート状材料を配置させた車両用回転電機。
請求項１に記載の車両用回転電機であって、
前記シート状材料は、ステータ外周に貼付けられている車両用回転電機。
請求項１に記載の車両用回転電機であって、
前記シート状材料は、ステータ外周に部分的に貼付けられている車両用回転電機。
請求項１に記載の車両用回転電機であって、
前記シート状材料は、センターブラケット内周に貼付けられている車両用回転電機。
請求項１に記載の車両用回転電機であって、
前記シート状材料は、センターブラケット内周に部分的に貼付けられている車両用回転電機。
請求項１に記載の車両用回転電機であって、
前記固定子を覆い、振動吸収可能な柔軟性のあるシート状材料を挟み込むセンターブラケットの外周部に、フィンが設けられている車両用回転電機。
請求項１に記載の車両用回転電機であって、
前記センターブラケットは、２つの部品に分割されている車両用回転電機。
請求項１に記載の車両用回転電機であって、
前記センターブラケットは、３つの部品に分割されている車両用回転電機。