JP2012241755A - 回転電機のハウジング - Google Patents

Abstract

【課題】ブリージング通路の開口面積の安定的な確保と、外形の小型化を図ることのできる回転電機のハウジングを提供する。
【解決手段】ステータとロータが内周部に配置される略円筒状の主ハウジングブロック１２Ａの軸方向の端面にサイドハウジングブロック１２Ｂを結合する。回転電機側収容空間２４と外部を連通するブリージング通路２８を主ハウジングブロック１２Ａとサイドハウジングブロック１２Ｂに跨らせて設ける。軸方向に沿った貫通孔３１ａを有する筒状の位置決めピン３１を設ける。主ハウジングブロック１２Ａとサイドハウジングブロック１２Ｂの突き合わせ面の間にシール材３２を介装する。位置決めピン３１は、ブリージング通路２８の主ハウジングブロック１２Ａ側の通路端とサイドハウジングブロック１２Ｂ側の通路端とに跨って嵌合する。
【選択図】図３

Description

この発明は、車両の駆動装置等に用いられる回転電機のハウジングに関するものである。

車両の駆動装置等に用いられる回転電機として、略円環状のステータの内側にロータが回転可能に収容されたものが知られている。この種の回転電機の多くは、ステータとロータを収容するハウジングが複数のブロックによって構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の回転電機のハウジングは、ステータが内周面に固定設置される略円筒状の第１ハウジングブロックの軸方向の端面に別体の第２ハウジングブロックがボルト締結等によって結合され、これらのハウジングブロックによって囲まれた内部空間の底部に潤滑や冷却のためのオイルが貯留されている。そして、内部空間に貯留されたオイルは、ロータの回転に連動するポンプによってハウジング内の各部に供給されるようになっている。

また、この回転電機のハウジングにおいては、内部空間と外部を連通させるブリージング通路が、第１ハウジングブロックと第２ハウジングブロックとに跨って形成されている。
具体的には、第１ハウジングブロックの周壁には、一端側が大気に連通するブリージング孔が軸方向に沿って形成され、第２ハウジングブロックには、一端がハウジングの内部空間に開口し、他端が第１ハウジングブロックとの突合わせ部で第１ハウジングブロック側のブリージング孔に接続されるブリージング孔が形成されている。
こうして構成されたブリージング通路は、ロータの回転や温度の変化によって内部空間内のエアの圧力が変動すると、内部空間と外部との間でエアを流通させ、それによって内部空間の圧力の変動を抑制する。

特開２００９−１２１５４９号公報

ところで、上記従来の回転電機のハウジングにおいては、略円筒状の第１ハウジングブロックの周壁に軸方向に沿うようにブリージング孔が形成されているため、ブリージング孔の周壁の肉厚方向の開口高さを高く設定すると、その分、第１ハウジングブロックの外形が大型化し、装置のコンパクト化を図るうえで望ましくない。このため、現在、ブリージング孔の周壁の肉厚方向の開口高さを低く、例えば、内径の小さい円形形状に形成することを検討しているが、この場合、第１ハウジングブロックと第２ハウジングブロックの突合わせ部において、ブリージング通路の開口面積を安定して確保することが難しくなる。
即ち、第１ハウジングブロックと第２ハウジングブロックの突合わせ部では、内部空間からのオイルの漏出を防止するために、両者の間にシール材が介装されるが、このシール材がブリージング通路方向に押し出されると、ブリージング通路の開口面積がシール材によって大きく狭められることがある。

そこでこの発明は、ブリージング通路の開口面積の安定的な確保と、外形の小型化を図ることのできる回転電機のハウジングを提供しようとするものである。

この発明に係る回転電機のハウジングでは、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、ステータ（例えば、実施形態のステータ１５）と、このステータの内側で回転するロータ（例えば、実施形態のロータ１６）とを収容する回転電機のハウジング（例えば、実施形態のハウジング１２）であって、前記ステータとロータが内周部に配置される略円筒状の第１ハウジングブロック（例えば、実施形態の主ハウジングブロック１２Ａ）と、この第１ハウジングブロックの軸方向の端面にシール材（例えば、実施形態のシール材３２）を介して結合される第２ハウジングブロック（例えば、実施形態のサイドハウジングブロック１２Ｂ）と、を備え、前記第１ハウジングブロックと第２ハウジングブロックとに囲まれた内部空間（例えば、実施形態の回転電機側収容空間２４）を外部と連通させるブリージング通路（例えば、実施形態のブリージング通路２８）が、前記第１ハウジングブロックと第２ハウジングブロックとに跨って形成されているものにおいて、軸方向に沿った貫通孔（例えば、実施形態の貫通孔３１ａ）を有する筒状の位置決めピン（例えば、実施形態の位置決めピン３１）が設けられ、前記ブリージング通路の相互に突き合わされる前記第１ハウジングブロック側の通路端と前記第２ハウジングブロック側の通路端とに、前記位置決めピンが跨って嵌合されていることを特徴とするものである。
これにより、第１ハウジングブロックと第２ハウジングブロックは、位置決めピンによって位置決めされて結合され、ブリージング通路の第１ハウジングブロック側の通路端と第２ハウジングブロック側の通路端は、位置決めピンの貫通孔を通して相互に連通するようになる。また、第１ハウジングブロックと第２ハウジングブロックの間に介装されるシール材は、位置決めピンの周壁に遮られてブリージング通路内に入り込むことがなくなる。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る回転電機のハウジングにおいて、前記位置決めピンの外周面には、前記第１ハウジングブロックと第２ハウジングブロックの間に介装されたシール材の進入を許容する捕捉溝（例えば、実施形態の捕捉溝５０）が設けられていることを特徴とするものである。
これにより、第１ハウジングブロックと第２ハウジングブロックの間に介装されて、ブリージング通路方向に押し出されたシール材は、位置決めピンの外周面の捕捉溝に捕捉されることになる。

請求項１に係る発明によれば、ブリージング通路の第１ハウジングブロック側の通路端と第２ハウジングブロック側の通路端が位置決めピンの貫通孔を通して接続されるため、ブリージング通路内へのシール材の進入を未然に防止することができる。したがって、この発明によれば、ブリージング通路の開口面積を安定的に確保しつつ、外形の小型化を図ることができる。
また、この発明においては、ブリージング通路へのシール材の進入を位置決めピンによって防止するため、部品点数の増加を抑制して、製品コストの低減を図ることができる。

請求項２に係る発明によれば、位置決めピンの外周面に設けられた捕捉溝によって、第１ハウジングブロックと第２ハウジングブロックの間に介装されるシール材が捕捉されるため、第１ハウジングブロックと第２ハウジングブロックの突合わせ部におけるブリージング通路回りの密閉性をより高めることができる。

この発明の一実施形態の回転電機の図２のＢ−Ｂ断面に対応する断面図である。 この発明の一実施形態の回転電機の図１のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。 この発明の一実施形態の回転電機の図１のＣ部の拡大図である。 この発明の他の実施形態の回転電機で用いられる位置決めピンの断面図である。 この発明の他の実施形態の回転電機の図３に対応する断面図である。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この実施形態の回転電機１０を採用した車両の駆動装置１の縦断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。
図１において、１１Ａ，１１Ｂは、車両の後輪側の左右の車軸である。この駆動装置１のハウジング１２は、両車軸１１Ａ，１１Ｂのほぼ中間位置から一方の車軸１１Ｂの外周側を覆うように設けられ、車両の後部下方に車軸１１Ａ，１１Ｂとともに支持固定されている。ハウジング１２の内部には、車軸駆動用の回転電機１０と、この回転電機１０の回転を減速する減速機１３と、この減速機１３の出力を左右の車軸１１Ａ，１１Ｂに分配する差動装置１４とが、車軸１１Ａ，１１Ｂと同軸になるように収容配置されている。

ハウジング１２は、回転電機１０の外周側を囲繞する主ハウジングブロック１２Ａと、この主ハウジングブロック１２Ａの軸方向の一端側に結合されるサイドハウジングブロック１２Ｂと、差動装置１４と減速機１３の一部の外周側を囲繞するミッションハウジングブロック１２Ｃと、主ハウジングブロック１２Ａとミッションハウジングブロック１２Ｃを接続する中間ハウジングブロック１２Ｄと、を備えている。この実施形態では、主ハウジングブロック１２Ａが回転電機１０の第１ハウジングブロックを構成し、サイドハウジングブロック１２Ｂと中間ハウジングブロック１２Ｄが回転電機１０の第２ハウジングブロックを構成している。

主ハウジングブロック１２Ａは、略円筒状に形成され、その内周面には略円筒状のステータ１５が固定設置されている。そして、この略円筒状のステータ１５の内周側には、ロータ１６が回転可能に配置されている。この実施形態の回転電機１０は、ロータ１６がステータ１５の内周側で回転するインナーロータ型の構造とされている。なお、図１中２２は、ステータ１５に巻回されたコイルであり、２３は、ロータ１６の外周部に保持された永久磁石である。

ロータ１６の内周部には車軸１１Ｂの外周側を囲繞するロータシャフト１７が結合され、このロータシャフト１７が車軸１１Ｂと同軸となるように軸受１８ａ，１８ｂを介してハウジング１２に回転可能に支持されている。ロータシャフト１７の軸方向の一端側（図１中右側）の外周部とサイドハウジングブロック１２Ｂの間には、ロータ１６の回転位置情報を回転電機１０の制御コントローラ（図示せず）にフィードバックするためのレゾルバ１９（回転センサ）が設けられている。また、ロータシャフト１７の軸方向の他端側（図１中左側）の外周部には出力ギヤ２０が設けられ、その出力ギヤ２０が減速機１３の入力ギヤ２１に噛合されている。

また、中間ハウジングブロック１２Ｄには、ハウジング１２の内部を、回転電機１０を収容する回転電機側収容空間２４（内部空間）と、減速機１３と差動装置１４を収容するミッション側収容空間２５とに隔成する隔壁２６が設けられている。回転電機側収容空間２４とミッション側収容空間２５の底部には、ハウジング１２内の摺動部を潤滑し、かつ発熱部を冷却するためオイルが貯留されており、回転電機側収容空間２４とミッション側収容空間２５の間は複数のオイル通路２７（図２参照）によって相互に連通している。

ところで、サイドハウジングブロック１２Ｂから主ハウジングブロック１２Ａと中間ハウジングブロック１２Ｄにかけては、回転電機側収容空間２４の上部領域をハウジング１２の外部の大気と連通させるブリージング通路２８が形成されている。
このブリージング通路２８は、主ハウジングブロック１２Ａの周壁の上部に、軸方向に貫通して形成された円形断面の中央のブリージング孔２８ａと、この中央のブリージング孔２８ａの一端に接続されるサイドハウジングブロック１２Ｂのブリージング孔２８ｂと、中央のブリージング孔２８ａの他端に接続される中間ハウジングブロック１２Ｄのブリージング孔２８ｃと、から構成されている。サイドハウジングブロック１２Ｂのブリージング孔２８ｂは、一端がサイドハウジングブロック１２Ｂの回転電機側収容空間２４に臨むように開口し、他端がサイドハウジングブロック１２Ｂの主ハウジングブロック１２Ａとの突合わせ面に開口している。また、中間ハウジングブロック１２Ｄは、一端がハウジング１２の外部に臨むように開口し、他端がサイドハウジングブロック１２Ｂの主ハウジングブロック１２Ａとの突合わせ面に開口している。

図３は、図１のＣ部を拡大して示した図である。
同図に示すように、主ハウジングブロック１２Ａのサイドハウジングブロック１２Ｂに突き合わされる側のブリージング孔２８ａの端部には、ブリージング孔２８ａの一般部の内径よりも径の大きい大径部２９が設けられ、この大径部２９と対向するサイドハウジングブロック１２Ｂ側のブリージング孔２８ｂの端部にも、同様の大径部３０が設けられている。そして、これらの大径部２９，３０には、主ハウジングブロック１２Ａとサイドハウジングブロック１２Ｂのボルト締結時に、位置決めピン３１が跨って嵌合されるようになっている。この両大径部２９，３０に跨って嵌合される位置決めピン３１は、軸芯部に貫通孔３１ａを有する円筒形状に形成されている。

また、主ハウジングブロック１２Ａとサイドハウジングブロック１２Ｂの突合わせ面の間にはシール材３２が介装され、主ハウジングブロック１２Ａとサイドハウジングブロック１２Ｂのボルト締結時に、シール材３２が主ハウジングブロック１２Ａとサイドハウジングブロック１２Ｂの突合わせ面にそれぞれ密接することにより、主ハウジングブロック１２Ａとサイドハウジングブロック１２Ｂの間の密閉が保たれるようになっている。

なお、ここでは詳細な図示は省略するが、主ハウジングブロック１２Ａのブリージング孔２８ａと中間ハウジングブロック１２Ｄのブリージング孔２８ｃの間も、主ハウジングブロック１２Ａのブリージング通路２８ａとサイドハウジングブロック１２Ｂのブリージング通路２８ｂの間と同様に、貫通孔を有する位置決めピン３１を介して接続されており、主ハウジングブロック１２Ａと中間ハウジングブロック１２Ｃの突き合わせ面の間には、やはり同様にシール材が介装されている。
また、図１中の４０は、ステータ１５の熱を冷却するために主ハウジングブロック１２Ａの周壁に形成された冷却水通路である。

以上のように構成されたこの回転電機１０（駆動装置１）においては、回転電機１０のロータ１５の回転や発熱によってハウジング１２内の回転電機側収容空間２４に圧力の変動が生じると、ブリージング通路２８を通して回転電機側収容空間２４と外部との間でエアの流通が生じ、それによって回転電機側収容空間２４内の圧力の変動が抑制される。

この実施形態の回転電機１０（駆動装置１）のハウジング１２においては、主ハウジングブロック１２Ａとサイドハウジングブロック１２Ｂの隣接するブリージング孔２８ａ，２８ｂと、主ハウジングブロック１２Ａと中間ハウジングブロック１２Ｄの隣接するブリージング孔２８ａ，２８ｃとにそれぞれ位置決めピン３１が跨って嵌合され、隣接するブリージング孔２８ａ，２８ｂ、２８ａ，２８ｃ同士が位置決めピン３１の貫通孔３１ａを通して接続されるようになっているため、主ハウジングブロック１２Ａとサイドハウジングブロック１２Ｂ、主ハウジングブロック１２Ａと中間ハウジングブロック１２Ｃの各突き合わせ面の間に介装されるシール材３２がブリージング通路２８内に進入しようとするのを位置決めピン３１の外周面によって未然に防止することができる。したがって、このハウジング１２を採用することにより、ブリージング通路２８の開口面積を安定的に確保しつつ、中央のブリージング孔２８ａを充分に小さな円形断面とし、主ハウジングブロック１２Ａの周壁の外形の小型化を図ることができる。

また、この回転電機１０のハウジング１２においては、主ハウジングブロック１２Ａとサイドハウジングブロック１２Ｂ、主ハウジングブロック１２Ａと中間ハウジングブロック１２Ｄの各位置決めを行う位置決めピン３１を利用して、ブリージング通路２８内へのシール材３２の進入を阻止するようにしているため、部品点数の増加を招くことがなく、その分製品コストの低減を図ることができる。

図４，図５は、この発明の他の実施形態を示すものである。この実施形態の回転電機のハウジング１１２は、位置決めピン１３１の構成のみが上記の実施形態と異なり、他の構成は上記の実施形態と同様とされている。したがって、以下では相違点についてのみ説明し、共通部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
この実施形態で採用される位置決めピン１３１は、軸芯部に軸方向に貫通する貫通孔１３１ａが形成されるとともに、軸方向の略中央の外周面に略コ字状断面の捕捉溝５０が形成されている。この捕捉溝５０は、位置決めピン１３１が、例えば、主ハウジングブロック１２Ａとサイドハウジングブロック１２Ｂの突き合わせ面で大径部２９，３０に嵌合されるときに、突き合わせ面の間の隙間に位置させる。これにより、主ハウジングブロック１２Ａとサイドハウジングブロック１２Ｂの突き合わせ面の間に介装されたシール材３２が、図５に示すように、位置決めピン１３１の外周の捕捉部５０によって捕捉されることになる。

この実施実施の回転電機のハウジング１１２においては、位置決めピン１３１の外周面に設けられた捕捉溝５０によって、シール材３２を積極的に捕捉することができるため、主ハウジングブロック１２Ａとサイドハウジングブロック１２Ｂの突き合わせ面の間や、主ハウジングブロック１２Ａと中間ハウジングブロック１２Ｃの突き合わせ面の間において、ブリージング通路２８の回りに確実にシール材３２を回り込ませ、ブリージング通路２８回りの密閉性をより高めることができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

１０…回転電機
１２，１１２…ハウジング
１２Ａ…主ハウジングブロック（第１ハウジングブロック）
１２Ｂ…サイドハウジングブロック（第２ハウジングブロック）
１２Ｄ…中間ハウジングブロック（第２ハウジングブロック）
１５…ステータ
１６…ロータ
２４…回転電機側収容空間（内部空間）
２８…ブリージング通路
３１，１３１…位置決めピン
３１ａ，１３１ａ…貫通孔
３２…シール材
５０…捕捉溝

Claims (2)

1. ステータと、このステータの内側で回転するロータとを収容する回転電機のハウジングであって、
   前記ステータとロータが内周部に配置される略円筒状の第１ハウジングブロックと、
   この第１ハウジングブロックの軸方向の端面にシール材を介して結合される第２ハウジングブロックと、を備え、
   前記第１ハウジングブロックと第２ハウジングブロックとに囲まれた内部空間を外部と連通させるブリージング通路が、前記第１ハウジングブロックと第２ハウジングブロックとに跨って形成されているものにおいて、
   軸方向に沿った貫通孔を有する筒状の位置決めピンが設けられ、
   前記ブリージング通路の相互に突き合わされる前記第１ハウジングブロック側の通路端と前記第２ハウジングブロック側の通路端とに、前記位置決めピンが跨って嵌合されていることを特徴とする回転電機のハウジング。
2. 前記位置決めピンの外周面には、前記第１ハウジングブロックと第２ハウジングブロックの間に介装されたシール材の進入を許容する捕捉溝が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機のハウジング。

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