JP2012228105A - 外被冷却形回転電機およびそれに用いられるケーシング - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、冷媒通路用の空洞の開口部をインロー凹部として用い、部品同士の径方向の位置決めと空洞の開口部のシールとを同時に行い、部品点数の削減、組立性の向上、さらには高剛性化を図ることができる外被冷却形回転電機およびそれに用いられるケーシングを得る。
【解決手段】センターフレーム５は、第１インロー突起１３および第２インロー突起１４を第１インロー凹部２０および第２インロー凹部２１にインロー嵌合されて、第１ブラケット３および第２ブラケット４に締着固定される。Ｏリング２８が、第１インロー凹部２０および第２インロー凹部２１の外周側内壁面と反対側に、第１ブラケット３の端面とセンターフレーム５の軸方向の一端面との間、および第２ブラケット４の端面とセンターフレーム５の軸方向の他端面との間に挟持されて環状に配設されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、外被に冷媒を流通させて冷却を行う外被冷却形回転電機およびそれに用いられるケーシングに関し、特に自動車用に好適な小型、軽量の外被冷却形回転電機およびそれに用いられるケーシングに関するものである。

例えば、特許文献１に記載の従来の誘導電動機では、ステータコアがステータフレームに保持され、ステータフレームとフロント側エンドブラケットとがインロー嵌合された後、ボルトにより締着固定され、ステータフレームとリヤ側エンドブラケットとがインロー嵌合された後、ボルトにより締着固定されている。そして、ステータフレームの内部に電動機の軸方向にジグザグ状の冷却媒体通路が形成されている。この冷却媒体通路は、ステータフレームを鋳造する際に、ステータフレームの内部にフロント側エンドブラケット側の端面に開口する空洞を形成し、その開口部を封止部材にて封止して構成されている。

特開平６−２６９１４３号公報

従来の誘導電動機では、ステータフレームに形成された空洞の開口部を封止部材で封止して冷却媒体通路を構成しているので、封止部材が必要となり、部品点数が増大し、組立性が低下するという問題があった。
また、ステータフレームとエンドブラケットとがインロー嵌合されているが、そのインロー嵌合部は部品同士の径方向の位置合わせ用である。位置合わせ用のインロー嵌合部は、一般的に、底の浅い凹凸により構成されているので、ステータフレームとエンドブラケットとの組立体の剛性向上に対するインロー嵌合部の寄与が小さく、組立体の剛性が不足する。そこで、走行時の振動などにより、ステータフレームが変形して、冷却媒体が漏洩するという課題もあった。

この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、冷媒通路用の空洞の開口部をインロー凹部として用い、部品同士の径方向の位置決めと空洞の開口部のシールとを同時に行い、部品点数の削減、組立性の向上、さらには高剛性化を図ることができる外被冷却形回転電機およびそれに用いられるケーシングを得ることを目的とする。

この発明による外被冷却形回転電機は、第１ブラケット、第２ブラケット、および軸方向両側から該第１ブラケットおよび該第２ブラケットの端面間に挟持されて締着固定されたセンターフレームを有するケーシングと、上記センターフレームに内嵌状態に保持された円環状の固定子鉄心、および該固定子鉄心に巻装された固定子巻線を有する固定子と、上記第１ブラケットおよび上記第２ブラケットに回転自在に支持されて、上記固定子の内側に回転可能に配設される回転子と、を備え、上記センターフレームに冷媒を流通させて冷却を行う。上記センターフレームは、内周面を円筒面とする筒状体に作製され、第１インロー凹部および第２インロー凹部が、切削加工により、内周側内壁面および外周側内壁面の一方の内壁面をインロー面とするように、上記センターフレームの軸方向の両端面のそれぞれに円環状に凹設され、上記冷媒を流通させる冷媒通路が、上記第１インロー凹部および上記第２インロー凹部の少なくとも一方に開口するように上記センターフレームの内部に形成され、第１インロー突起および第２インロー突起が、切削加工により、上記一方の内壁面とインロー嵌合する内周側壁面および外周側壁面の一方の壁面をインロー面とするように、上記第１ブラケットおよび上記第２ブラケットの端面のそれぞれに円環状に突設されている。そして、上記センターフレームは、上記第１インロー突起および上記第２インロー突起を上記第１インロー凹部および上記第２インロー凹部にインロー嵌合されて、上記第１ブラケットおよび上記第２ブラケットに締着固定され、弾性シール部材が、上記第１インロー凹部および上記第２インロー凹部のうちの上記冷媒通路が開口するインロー凹部の上記一方の内壁面と反対側に、上記第１ブラケットおよび上記第２ブラケットのうちの上記インロー凹部と相対するブラケットの端面と上記センターフレームの端面との間に挟持されて環状に配設されている。

この発明によれば、第１および第２インロー凹部の内周側内壁面および外周側内壁面の一方の内壁面がインロー面となるように、第１および第２インロー突起の内周側壁面および外周側壁面の一方の壁面がインロー面となるように、それぞれ切削により形成されている。そして、第１および第２インロー突起が第１および第２インロー凹部にインロー嵌合されているので、一方の内壁面と一方の壁面とが隙間なくインロー嵌合され、シール部として機能する。そこで、インロー嵌合部の軸方向長さを長くすることができ、ケーシングの高剛性化が図られる。
また、冷媒通路の開口部はインロー凹部にインロー嵌合されるインロー突起により塞口される。そこで、インロー突起が冷媒通路の開口部を塞口する塞口部材として機能するので、封止部材を別部材として用意する必要がなく、部品点数が削減され、組立性が向上される。

この発明の実施の形態１に係る車両用電動機を示す縦断面図である。 この発明の実施の形態１に係る車両用電動機に適用されるセンターフレームを示す端面図である。 この発明の実施の形態１に係る車両用電動機に適用されるセンターフレームを示す端面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。 図２のＶ−Ｖ矢視断面図である。 この発明の実施の形態１に係る車両用電動機における第１ブラケットとセンターフレームとの連結状態を示す要部断面図である。 この発明の実施の形態１に係る車両用電動機における第２ブラケットとセンターフレームとの連結状態を示す要部断面図である。 この発明の実施の形態１に係る車両用電動機における冷媒通路の形状を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る車両用電動機に適用されるセンターフレームの製造方法を説明する工程断面図である。 この発明の実施の形態１に係る車両用電動機に適用されるセンターフレームの製造方法を説明する工程断面図である。 この発明の実施の形態２に係る車両用電動機におけるモータフレームの要部断面図である。 この発明の実施の形態２に係る車両用電動機における冷媒通路の形状を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態３に係る車両用電動機における冷媒通路の形状を説明する展開図である。 この発明の実施の形態３に係る車両用電動機に適用されるセンターフレームの製造方法における金型セット状態を説明する断面図である。 この発明の実施の形態３に係る車両用電動機に適用されるセンターフレームの製造方法を説明する断面図である。

以下、本発明による回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る車両用電動機を示す縦断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る車両用電動機に適用されるセンターフレームを示す端面図、図３はこの発明の実施の形態１に係る車両用電動機に適用されるセンターフレームを示す端面図、図４は図２のＩＶ−ＩＶ矢視断面図、図５は図２のＶ−Ｖ矢視断面図、図６はこの発明の実施の形態１に係る車両用電動機における第１ブラケットとセンターフレームとの連結状態を示す要部断面図、図７はこの発明の実施の形態１に係る車両用電動機における第２ブラケットとセンターフレームとの連結状態を示す要部断面図、図８はこの発明の実施の形態１に係る車両用電動機における冷媒通路の形状を説明する斜視図、図９はこの発明の実施の形態１に係る車両用電動機に適用されるセンターフレームの製造方法を説明する工程断面図、図１０はこの発明の実施の形態１に係る車両用電動機に適用されるセンターフレームの製造方法を説明する工程断面図である。

図１乃至図７において、外被冷却形回転電機としての車両用電動機１は、第１ブラケット３と第２ブラケット４によりセンターフレーム５を挟持して、取付ボルト１２により締着固定されて構成されるケーシングとしてのモータフレーム２と、第１ブラケット３と第２ブラケット４とに軸受６を介して回転可能に支持されたシャフト７と、シャフト７に固定されてモータフレーム２内に配設された回転子８と、円環状の固定子鉄心１０、および固定子鉄心１０に装着された固定子巻線１１を有し、固定子鉄心１０をセンターフレーム５に内嵌状態に保持されて、所定のギャップを介して回転子８を囲繞するように配設される固定子９と、を備える。

第１ブラケット３、第２ブラケット４およびセンターフレーム５は、例えばアルミニウム製であり、ダイカストにより作製されている。そして、第１ブラケット３および第２ブラケット４の相対する端面は、切削加工により軸方向（シャフト７の軸心方向）と直交する環状の平坦面に形成されている。そして、それぞれ所定の径方向幅を有する円環状の第１および第２インロー突起１３，１４が、切削加工により、第１ブラケット３および第２ブラケット４の相対する端面に同軸に突設されている。第１および第２インロー突起１３，１４の外周側壁面１３ａ，１４ａがインロー面となる。また、環状のシール溝１５，１６が、第１インロー突起１３を挟んで第１ブラケット３の端面に凹設されている。

センターフレーム５は、内周面を円筒面とする筒状体に作製されている。そして、８つの肉厚のリブ部１７が、それぞれ、軸方向の一端から他端に至るように軸方向に延在して、センターフレーム５の外周面に突設されて、周方向に等角ピッチに配列されている。締結用のねじ穴１８が、穴方向を軸方向として、リブ部１７の両端面に形成されている。また、センターフレーム５の両端面は、切削加工により、軸方向（シャフト７の軸心方向）と直交する環状の平坦面に形成されている。そして、それぞれ所定の径方向幅を有する環状の第１および第２インロー凹部２０，２１が、切削加工により、センターフレーム５の両端面に同軸に凹設されている。さらに、冷媒通路３０が、センターフレーム５の内部に形成されている。また、環状のシール溝２２，２３が、第２インロー凹部２１を挟んでセンターフレーム５の他端面に凹設されている。

冷媒通路３０は、図８に示されるように、それぞれ、軸方向に所定の長さＬを有し、かつ１つのリブ部１７の真下位置から周方向一側に延びて当該リブ部１７の真下位置に近づくＣ状に形成され、軸方向に並んで同軸に配列された第１通路３１および第２通路３２と、第１通路３１の一端部と第２通路３２の一端部とを軸方向に連通する連通路３３と、から構成されている。そして、冷媒流入ポート２４が第１通路３１の他端部に連通するようにセンターフレーム５のリブ部１７に取り付けられ、冷媒流出ポート２５が第２通路３２の他端部に連通するようにセンターフレーム５のリブ部１７に取り付けられている。

なお、第１および第２通路３１，３２を構成する空洞は、第１および第２インロー凹部２０，２１に開口し、センターフレーム５の軸心を含む断面形状が開口側から軸方向中央に向って先細り形状、すなわち軸方向に関してアンダーカット部を有しない空洞形状に形成されている。第１および第２通路３１，３２の一端部と他端部とが、周方向幅ｄ１を有する第１隔壁部１９ａにより分離されている。第１通路３１と第２通路３２とが、軸方向幅ｄ２を有する第２隔壁部１９ｂにより分離されている。

ここで、センターフレーム５の製造方法について図９および図１０に基づいて説明する。

先ず、図９の（ａ）に示されるように、一対の金型４０，４１をダイカストマシーン（図示せず）に取り付ける。そして、一対の金型４０，４１内に形成されたキャビティ４２に、例えばアルミニウムなどの溶融金属を高圧で注入する。溶融金属が硬化後、図９の（ｂ）に示されるように、一対の金型４０，４１を軸方向に移動させ、センターフレーム５を取り出す。作製されたセンターフレーム５には、周方向の一部が第１隔壁部１９ａ（図示せず）で分離されたＣ字状の第１および第２通路３１，３２が、それぞれ端面に開口して、第２隔壁部１９ｂを挟んで軸方向に並んで配列されている。ついで、切削加工により第１および第２通路３１，３２の一端部同士を連通させる。これにより、図９の（ｃ）に示されるように、第１および第２通路３１，３２が連通路３３により連結され、冷媒通路３０が構成される。

ついで、センターフレーム５の一端面に切削加工が施され、軸方向と直交する環状の平坦面が形成される。ついで、第１通路３１の開口部および第１隔壁部１９ａの一端面に切削加工が施され、図１０の（ａ）に示されるように、円環状の第１インロー凹部２０が形成される。このとき、第１インロー凹部２０の外周側内壁面２０ａを切削加工の基準面、すなわちインロー面とする。

また、センターフレーム５の他端面に切削加工が施され、軸方向と直交する環状の平坦面が形成される。ついで、第２通路３２の開口部および第１隔壁部１９ａの他端面に切削加工が施され、図１０の（ｂ）に示されるように、円環状の第２インロー凹部２１が形成される。さらに、センターフレーム５の他端面に切削加工が施され、円環状のシール溝２２，２３が第２インロー凹部２１の内周側と外周側とに形成される。このとき、第２インロー凹部２１の外周側内壁面２１ａを切削加工の基準面、すなわちインロー面とする。

さらに、図１０の（ｃ）に示されるように、径方向外側から第１および第２通路３１，３２の他端部に開口するように貫通穴３４，３５をセンターフレーム５に形成する。そして、冷媒流入ポート２４が貫通穴３４に挿入されて溶接などによりセンターフレーム５に接合される。さらに、冷媒流出ポート２５が貫通穴３５に挿入されて溶接などによりセンターフレーム５に接合される。

このように構成された車両用電動機１を組立てるには、まず、固定子鉄心１０を圧入などによりセンターフレーム５に内嵌状態に嵌め込み、固定ボルト２６によりセンターフレーム５に締着固定して、固定子９をセンターフレーム５に保持させる。
ついで、弾性シール部材としてのＯリング２８をセンターフレーム５のシール溝２２，２３に装着し、第２インロー突起１４を第２インロー凹部２１に圧入して、第２ブラケット４をセンターフレーム５に組み付ける。そして、取付ボルト１２をねじ穴１８に螺着し、取付ボルト１２を締め付けて、第２ブラケット４とセンターフレーム５とを連結一体化する。

ついで、シャフト７の一端を第２ブラケット４に装着された軸受６に挿入する。さらに、Ｏリング２８をシール溝１５，１６に装着し、シャフト７の他端を第１ブラケット３に装着された軸受６に挿入しつつ、第１インロー突起１３を第１インロー凹部２０に圧入して、第１ブラケット３をセンターフレーム５に組み付ける。そして、取付ボルト１２をねじ穴１８に螺着し、取付ボルト１２を締め付けて、第１ブラケット３とセンターフレーム５とを連結一体化し、車両用電動機１が組立てられる。

そして、車両用電動機１の動作時には、冷媒、例えば冷却水が冷媒流入ポート２４から流入され、図８中矢印で示されるように、第１通路３１内を周方向一側に流れ、連通路３３を介して第２通路３２内に流入し、第２通路３２内を周方向他側に流れ、冷媒流出ポート２５から流出する。これにより、固定子９で発生した熱は、固定子鉄心１０を介してセンターフレーム５に伝達され、冷媒通路３０を流れる冷却水に放熱される。また、軸受６での摩擦熱は、第１および第２ブラケット３，４に伝達され、第１および第２インロー突起１３，１４から冷媒通路３０を流れる冷却水に放熱される。

ここで、第１および第２インロー凹部２０，２１の外周側内壁面２０ａ，２１ａおよび第１および第２インロー突起１３，１４の外周側壁面１３ａ，１４ａが切削加工の基準面（インロー面）となっている。そこで、外周側内壁面２０ａ，２１ａと外周側壁面１３ａ，１４ａとの嵌合部は、寸法公差上、隙間をゼロとすることができ、インロー嵌合部の外周側の主シール部を構成する。さらに、Ｏリング２８が、インロー嵌合部の外周側に形成されたシール溝１６，２３に装着されて、取付ボルト１２の締着力により、第１および第２ブラケット３，４とセンターフレーム５との間に縮設されて、インロー嵌合部の外周側の補助シール部を構成する。

一方、第１および第２インロー凹部２０，２１の内周側内壁面と第１および第２インロー突起１３，１４の内周側壁面との嵌合部は、寸法公差上、隙間をゼロとすることはできず、当該嵌合部には微小な隙間が生じる。そして、当該嵌合部の隙間は微小であるので、インロー嵌合部の内周側の補助シール部を構成する。さらに、Ｏリング２８が、インロー嵌合部の内周側に形成されたシール溝１５，２２に装着されて、取付ボルト１２の締着力により、第１および第２ブラケット３，４とセンターフレーム５との間に縮設されて、インロー嵌合部の内周側の主シール部を構成する。

そこで、冷媒通路３０内を流通する冷却水の漏洩は、外周側内壁面２０ａ，２１ａと外周側壁面１３ａ，１４ａとの嵌合部および第１および第２ブラケット３，４とセンターフレーム５との間のインロー嵌合部の内周側に縮設されているＯリング２８により阻止される。万一、冷却水が外周側内壁面２０ａ，２１ａと外周側壁面１３ａ，１４ａとの嵌合部から漏れ出ても、漏れ出た冷却水の外部への漏洩は、第１および第２ブラケット３，４とセンターフレーム５との間のインロー嵌合部の外周側に縮設されているＯリング２８により阻止される。

この実施の形態１によれば、第１および第２インロー凹部２０，２１がセンターフレーム５の両端面に円環状に凹設され、冷媒通路３０を構成する第１通路３１および第２通路３２がそれぞれ第１および第２インロー凹部２０，２１に開口するようにセンターフレーム５内に形成されている。そして、第１および第２ブラケット３，４が、端面に突設された円環状の第１および第２インロー突起１３，１４を第１および第２インロー凹部２０，２１にインロー嵌合し、取付ボルト１２によりセンターフレーム５に締着固定されて、モータフレーム２を組み立てている。さらに、第１および第２インロー突起１３，１４の外周側壁面１３ａ，１４ａと第１および第２インロー凹部２０，２１の外周側内壁面２０ａ，２１ａとをインロー面とし、インロー面同士の嵌め合い部をシール部としている。

そこで、第１および第２ブラケット３，４に形成された第１および第２インロー突起１３，１４が冷媒通路３０の開口部を塞口する封止部材として機能するので、封止部材を別部材として用意する必要がなく、部品点数を削減でき、組立性を向上させることができる。
また、第１および第２インロー突起１３，１４と第１および第２インロー凹部２０，２１との嵌合部にシール機能を持たせているので、インロー嵌合面の軸方向長さを長くすることができる。そこで、センターフレーム５と第１および第２ブラケット３，４との組立体であるモータフレーム２の剛性を高めることができる。その結果、走行時の振動などにより、センターフレーム５が変形することが抑えられ、センターフレーム５の変形に起因する冷媒の漏洩の発生を抑制できる。

また、冷媒通路３０が軸方向に関してアンダーカット部を有しない流路形状となっているので、センターフレーム５を製造する際に中子が不要となり、センターフレーム５の量産性が向上される。

冷媒通路３０が、それぞれ、第１隔壁部１９ａにより周方向に分離されたＣ状に形成され、かつ第２隔壁部１９ｂにより軸方向に分離されて軸方向に並んで配列された第１通路３１および第２通路３２と、第１通路３１と第２通路３２の端部同士を軸方向に連通する連通路３３と、から構成されている。
そこで、第１通路３１を流れる冷媒の流れと第２通路３２を流れる冷媒の流れとが対向流となっているので、冷媒流入ポート２４から連通路３３に向って第１通路３１を流れる冷媒の温度勾配と連通路３３から冷媒流出ポート２５に向って第２通路３２を流れる冷媒の温度勾配とが逆勾配となる。そこで、周方向における冷媒温度の均一化が図られ、冷却効率が高められる。

また、冷媒流ポート２４と冷媒流出ポート２５が軸方向に近接して周方向に並んで配設されているので、車両の冷却系配管との接続が簡易となる。
また、冷媒通路３０における流路の折り返し部が連通路の１箇所となり、流路の圧損が低減され、冷媒を循環させる動力が軽減される。

また、第２隔壁部１９ｂがセンターフレーム５の軸方向中央部に略リング状に形成されているので、センターリング５の剛性が高められる。そこで、固定子鉄心１０を圧入し、あるいは焼きばめすることによるセンターリング５の変形が抑えられる。
また、肉厚のリブ部１７が周方向の等角ピッチで配列されているので、センターフレーム５の剛性が周方向に関して均一化される。そこで、固定子鉄心１０をセンターフレーム５に圧入し、あるいは焼きばめした際に、センターフレーム５に発生する応力の周方向の分布が均一化され、コギングトルクや鉄損の局所的な発生を抑えることができる。さらに、周方向に等角ピッチで配列されたリブ部１７の軸方向中央部が第２隔壁部１９ｂにより周方向に連結されているので、センターフレーム５の剛性が一層高められる。

また、取付ボルト１２をリブ部１７に締着しているので、締着力が高められ、耐振性を向上させることができる。
また、第１通路３１および第２通路３２がアンダーカット部を有しない空洞形状となっている。そこで、連通路３３を切削加工する加工刃が第１通路３１あるいは第２通路３２に挿入しやすくなり、連通路３３の形成が簡易となる。同様に、第１および第２インロー凹部２０，２１を切削加工する加工刃が第１通路３１および第２通路３２に挿入しやすくなり、第１および第２インロー凹部２０，２１の形成が簡易となる。

なお、上記実施の形態１では、第１通路および第２通路を軸方向に関してアンダーカット部を有しない形状として、ダイカストにより一体に形成した後、切削加工により連通路を形成するものとしているが、第１通路および第２通路のみならず、連通路も軸方向に関してアンダーカット部を有しない形状とし、それらの通路をダイカストにより一体に形成してもよい。

また、上記実施の形態１では、第１および第２インロー突起の外周側壁面、および第１および第２インロー凹部の外周側内壁面をインロー面としているが、第１および第２インロー突起の内周側壁面、および第１および第２インロー凹部の内周側内壁面をインロー面としてもよい。この場合、インロー嵌合部の外周側のＯリングによる弾性シール部が必須の構成となり、内周側のＯリングによる弾性シール部が補助シール部となる。

また、上記実施の形態１では、冷媒が第１通路から連通路を通って第２通路に流通するものとしているが、冷媒が第２通路から連通路を通って第１通路に流通するようにしてもよい。

実施の形態２．
図１１はこの発明の実施の形態２に係る車両用電動機におけるモータフレームの要部断面図、図１２はこの発明の実施の形態２に係る車両用電動機における冷媒通路の形状を説明する斜視図である。

図１１および図１２において、センターフレーム５Ａの第１隔壁部１９ａのインロー凹部２１の深さが、インロー突起１４の第２ブラケット４の端面からの延出量より深くなっており、インロー突起１４とインロー凹部２１の底面との間に微小な隙間を形成している。そこで、冷媒通路３０Ａは、第２通路３２の始端部と終端部とを連通するバイパス通路３６を有する。
なお、他の構成は、上記実施の形態１と同様に構成されている。

このように構成されたセンターフレーム５Ａを組み込んだ車両用電動機は、センターフレーム５Ａの第１隔壁部１９ａが鉛直方向の上方に位置するように車両に搭載される。
そこで、エアが冷媒流入ポート２４から冷媒に混じって第１通路３１に流入すると、エアは、冷媒とともに第１通路３１内を流れて第１通路３１の一端部に到達する。そして、エアは、連通路３３内を第２通路３２側に流れる冷媒の流れによって、連通路３３の第１隔壁部１９ａ側の壁面に沿って第２通路３２側に流れる。さらに、エアは、バイパス通路３６を通って第２通路３２の他端部に流入し、第２通路３２を流れてきた冷媒とともに冷媒流出ポート２５から流出される。

この実施の形態２によれば、第２通路３２の端部間を連通するバイパス通路３６を有しているので、冷媒通路３０Ａ内に流入してきたエアを効果的に流出でき、冷媒通路３０Ａ内のエアの残留量を少なくできる。そこで、エアが冷媒通路３０Ａ内に残留することに起因する熱交換性能の低下を抑制できる。また、冷媒通路３０Ａ内に流入してきたエアを連続的に流出できるので、大量に溜まったエアが、冷媒流出ポート２５から流出して冷媒循環ポンプに入り、冷媒循環ポンプの動作が不能となる事態を未然に回避できる。

また、エア抜きバルブを設置した場合には、冷媒交換の度に、バルブの開閉作業が必要となる。しかし、バルブの開閉作業は、車両用電動機が搭載された狭隘な空間での作業となり、極めて繁雑な作業となる。この実施の形態２では、冷媒通路３０Ａ内に流入してきたエアを自動的に流出できるので、エア抜きバルブを設置する必要がなく、煩雑なバルブの開閉作業を不要にできる。

実施の形態３．
図１３はこの発明の実施の形態３に係る車両用電動機における冷媒通路の形状を説明する展開図、図１４はこの発明の実施の形態３に係る車両用電動機に適用されるセンターフレームの製造方法における金型セット状態を説明する断面図、図１５はこの発明の実施の形態３に係る車両用電動機に適用されるセンターフレームの製造方法を説明する断面図である。なお、図１３はセンターフレームを軸心を含む平面で切り開いて平面上に広げた状態を示し、図１４は金型を軸心を含む平面で切り開いて平面上に広めた状態を示し、図１５はセンターフレームおよび金型を軸心を含む平面で切り開いて平面上に広めた状態を示している。また、図１３中、矢印は冷媒の流れを示している。

図１３において、冷媒通路３０Ｂは、センターフレーム５Ｂの両端面に円環状に凹設された第１および第２インロー凹部２０，２１に開口し、複数の隔壁部４４により軸方向にジグザグ状の流路となるようにセンターフレーム５Ｂの内部に形成されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態１と同様に構成されている。

ここで、センターフレーム５Ｂの製造方法について図１４および図１５に基づいて説明する。

まず、一対の金型４５，４６をダイカストマシーン（図示せず）に取り付ける。そして、図１４に示されるように、一対の金型４５，４６内に形成されたキャビティ４７に、例えばアルミニウムなどの溶融金属を高圧で注入する。溶融金属が硬化後、図１５に示されるように、一対の金型４５，４６を軸方向に移動させ、センターフレーム５Ｂを取り出す。作製されたセンターフレーム５Ｂの内部には、両端面に開口し、隔壁部４４により軸方向にジグザグ状の冷媒通路３０Ｂが形成される。

ついで、センターフレーム５Ｂの両端面に切削加工が施され、軸方向と直交する環状の平坦面が形成される。さらに、冷媒通路３０Ｂの開口部および隔壁部４４の端面に切削加工が施され、円環状の第１および第２インロー凹部２０，２１が形成される。また、センターフレーム５Ｂの端面に切削加工が施され、円環状のシール溝２２，２３が第２インロー凹部２１の内周側と外周側とに形成される。また、冷媒流入ポート２４、冷媒流出ポート２５、ねじ穴１８などがセンターフレーム５Ｂに形成される。

このように作製されたセンターフレーム５Ｂは、図示していないが、Ｏリング２８をシール溝２２，２３に装着し、第２インロー突起１４を第２インロー凹部２１に圧入して、取付ボルト１２をねじ穴１８に螺着し、取付ボルト１２を締め付けて、第２ブラケット４に連結一体化される。さらに、Ｏリング２８をシール溝１５，１６に装着し、第１インロー突起１３を第１インロー凹部２０に圧入して、取付ボルト１２をねじ穴１８に螺着し、取付ボルト１２を締め付けて、第１ブラケット３に連結一体化される。

これにより、第１および第２インロー突起１３，１４と第１および第２インロー凹部２０，２１とのインロー嵌合により冷媒通路３０Ｂのセンターフレーム５Ｂの両端の開口部が塞口され、軸方向にジグザグ状の流路が構成される。そこで、冷媒は、図１３中矢印で示されるように、冷媒流入ポート２４から冷媒通路３０Ｂに流入し、冷媒通路３０Ｂ内を流通し、固定子９で発生した熱を吸熱した後、冷媒流出ポート２５から流出される。

この実施の形態３においても、第１および第２インロー突起１３，１４が冷媒通路３０Ｂの開口部を塞口する封止部材として機能するので、封止部材を別部材として用意する必要がなく、部品点数を削減でき、組立性を向上させることができる。
また、第１および第２インロー突起１３，１４と第１および第２インロー凹部２０，２１との嵌合部にシール機能を持たせているので、モータフレームの剛性を高めることができる。その結果、走行時の振動などにより、センターフレーム５Ｂが変形することが抑えられ、センターフレーム５Ｂの変形に起因する冷媒の漏洩の発生を抑制できる。
また、冷媒通路３０Ｂが軸方向に関してアンダーカット部を有しない流路形状となっているので、ステータフレーム５Ｂを製造する際に中子が不要となり、ステータフレーム５Ｂの量産性が向上される。

なお、上記各実施の形態では、車両用電動機について説明しているが、この発明は、車両用電動機に限らず、車両用交流発電機、車両用発電電動機などの外被冷却形回転電機に適用しても、同様の効果を奏する。
また、上記各実施の形態では、弾性シール部材としてＯリングを用いているが、弾性シール部材は、取付ボルトの締着力により弾性変形してシール機能を発揮できればよく、例えばリング状のゴムシートを用いることができる。

また、上記各実施の形態では、シール溝を第１ブラケットの端面に形成しているが、センターフレームの第１ブラケット側の端面に形成してもよい。同様に、シール溝をセンターフレームの第２ブラケット側の端面に形成しているが、第２ブラケットの端面に形成してもよい。
また、上記各実施の形態では、冷媒通路がセンターフレームの両端面に開口しているが、冷媒通路はセンターフレームの少なくとも一方の端面に開口していればよい。
また、上記各実施の形態では、冷媒通路が軸方向に関してアンダーカット部を有しない空洞形状に形成されているが、冷媒通路の開口部をインロー凹部とすれば、冷媒通路はアンダーカット部を有する空洞形状でもよい。

２ モータフレーム（ケーシング）、３ 第１ブラケット、４ 第２ブラケット、５，５Ａ，５Ｂ センターフレーム、８ 回転子、９ 固定子、１０ 固定子鉄心、１１ 固定子巻線、１３ 第１インロー突起、１３ａ 外周側壁面（インロー面）、１４ 第２インロー突起、１４ａ 外周側壁面（インロー面）、１７ リブ部、２８ Ｏリング（弾性部材）、２０ 第１インロー凹部、２０ａ 外周側内壁面（インロー面）、２１ 第２インロー凹部、２１ａ 外周側内壁面（インロー面）、３０，３０Ａ，３０Ｂ 冷媒通路、３１ 第１通路、３２ 第２通路、３３ 連通路、３６ バイパス通路。

Claims (12)

1. 第１ブラケット、第２ブラケット、および軸方向両側から該第１ブラケットおよび該第２ブラケットの端面間に挟持されて締着固定されたセンターフレームを有するケーシングと、
   上記センターフレームに内嵌状態に保持された円環状の固定子鉄心、および該固定子鉄心に巻装された固定子巻線を有する固定子と、
   上記第１ブラケットおよび上記第２ブラケットに回転自在に支持されて、上記固定子の内側に回転可能に配設される回転子と、を備え、上記センターフレームに冷媒を流通させて冷却を行う外被冷却形回転電機において、
   上記センターフレームは、内周面を円筒面とする筒状体に作製され、
   第１インロー凹部および第２インロー凹部が、切削加工により、内周側内壁面および外周側内壁面の一方の内壁面をインロー面とするように、上記センターフレームの軸方向の両端面のそれぞれに円環状に凹設され、
   上記冷媒を流通させる冷媒通路が、上記第１インロー凹部および上記第２インロー凹部の少なくとも一方に開口するように上記センターフレームの内部に形成され、
   第１インロー突起および第２インロー突起が、切削加工により、上記一方の内壁面とインロー嵌合する内周側壁面および外周側壁面の一方の壁面をインロー面とするように、上記第１ブラケットおよび上記第２ブラケットの端面のそれぞれに円環状に突設され、
   上記センターフレームは、上記第１インロー突起および上記第２インロー突起を上記第１インロー凹部および上記第２インロー凹部にインロー嵌合されて、上記第１ブラケットおよび上記第２ブラケットに締着固定され、
   弾性シール部材が、上記第１インロー凹部および上記第２インロー凹部のうちの上記冷媒通路が開口するインロー凹部の上記一方の内壁面と反対側に、上記第１ブラケットおよび上記第２ブラケットのうちの上記インロー凹部と相対するブラケットの端面と上記センターフレームの端面との間に挟持されて環状に配設されていることを特徴とする外被冷却形回転電機。
2. 上記冷媒通路は、軸方向に関してアンダーカット部を有しない空洞形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の外被冷却形回転電機。
3. 上記冷媒通路は、上記第１インロー凹部および上記第２インロー凹部に開口するように上記センターフレームの内部に形成されていることを特徴とする請求項２記載の外被冷却形回転電機。
4. 上記冷媒通路は、上記第１インロー凹部に開口して周方向に延在するＣ字状の第１通路と、上記第２インロー凹部に開口して周方向に延在し、上記第１通路と軸方向に離間して並んで配設されたＣ字状の第２通路と、上記第１通路と上記第２通路との一端部同士を軸方向に連通する連通路と、を有し、上記冷媒が上記第１通路の他端部から流入し、該第１通路、上記連通路、および上記第２通路を流通した後、該第２通路の他端部から流出するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の外被冷却形回転電機。
5. 上記第２インロー凹部の上記第２通路の一端部と他端部との間の部位の底部と、該第２インロー凹部にインロー嵌合された上記第２インロー突起との間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の外被冷却形回転電機。
6. 複数の肉厚のリブ部が、それぞれ、上記センターフレームの外周面上に、軸方向の一端から他端に至るように軸方向に延在して、周方向に等角ピッチで配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の外被冷却形回転電機。
7. 第１ブラケット、第２ブラケット、および軸方向両側から該第１ブラケットおよび該第２ブラケットの端面間に挟持されて締着固定されたセンターフレームを有し、上記センターフレームに冷媒を流通させて冷却を行う外被冷却形回転電機のケーシングにおいて、
   上記センターフレームは、内周面を円筒面とする筒状体に作製され、
   第１インロー凹部および第２インロー凹部が、切削加工により、内周側内壁面および外周側内壁面の一方の内壁面をインロー面とするように、上記センターフレームの軸方向の両端面のそれぞれに円環状に凹設され、
   上記冷媒を流通させる冷媒通路が、上記第１インロー凹部および上記第２インロー凹部の少なくとも一方に開口するように上記センターフレームの内部に形成され、
   第１インロー突起および第２インロー突起が、切削加工により、上記一方の内壁面とインロー嵌合する内周側壁面および外周側壁面の一方の壁面をインロー面とするように、上記第１ブラケットおよび上記第２ブラケットの端面のそれぞれに円環状に突設され、
   上記センターフレームは、上記第１インロー突起および上記第２インロー突起を上記第１インロー凹部および上記第２インロー凹部にインロー嵌合されて、上記第１ブラケットおよび上記第２ブラケットに締着固定され、
   弾性シール部材が、上記第１インロー凹部および上記第２インロー凹部のうちの上記冷媒通路が開口するインロー凹部の上記一方の内壁面と反対側に、上記第１ブラケットおよび上記第２ブラケットのうちの上記インロー凹部と相対するブラケットの端面と上記センターフレームの端面との間に挟持されて環状に配設されていることを特徴とする外被冷却形回転電機のケーシング。
8. 上記冷媒通路は、軸方向に関してアンダーカット部を有しない空洞形状に形成されていることを特徴とする請求項７記載の外被冷却形回転電機のケーシング。
9. 上記冷媒通路は、上記第１インロー凹部および上記第２インロー凹部に開口するように上記センターフレームの内部に形成されていることを特徴とする請求項８記載の外被冷却形回転電機のケーシング。
10. 上記冷媒通路は、上記第１インロー凹部に開口して周方向に延在するＣ字状の第１通路と、上記第２インロー凹部に開口して周方向に延在し、上記第１通路と軸方向に離間して並んで配設されたＣ字状の第２通路と、上記第１通路と上記第２通路との一端部同士を軸方向に連通する連通路と、を有し、上記冷媒が上記第１通路の他端部から流入し、該第１通路、上記連通路、および上記第２通路を流通した後、該第２通路の他端部から流出するように構成されていることを特徴とする請求項９記載の外被冷却形回転電機のケーシング。
11. 上記第２インロー凹部の上記第２通路の一端部と他端部との間の部位の底部と、該第２インロー凹部にインロー嵌合された上記第２インロー突起との間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の外被冷却形回転電機のケーシング。
12. 複数の肉厚のリブ部が、それぞれ、上記センターフレームの外周面上に、軸方向の一端から他端に至るように軸方向に延在して、周方向に等角ピッチで配設されていることを特徴とする請求項７乃至請求項１１のいずれか１項に記載の外被冷却形回転電機のケーシング。

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