JP2014068496A - 車載用回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の目的は、組立工数が少なく、振動の少ない車載用回転電機を提供することにある。
【解決手段】
固定子１０と、回転子１１と、前記固定子１０と前記回転子１１とを収容するハウジング１２を備えた第一の部材２と、前記第一の部材２と軸方向に隣接する第二の部材３と、前記第二の部材３の軸方向に対して前記第一の部材２と反対側に隣接する第三の部材１とを備える車載用回転電機において、前記第一の部材２と第二の部材３と第三の部材１とを軸方向に貫通する通しボルト５で固定したことを特徴とする車載用回転電機。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車載用回転電機に係り、特に、振動を抑制し、騒音が低減できる車載用回転電機の取付け構造に関する。

従来の技術として、以下の２件の文献が上げられる。特許文献１は、電動パワーステアリング装置の減速ギヤボックスに、電動モータと制御ユニットが装着されていて、駆動モータ（第１の部材）とインバータ部（第２の部材）と制御コネクタ部（第３の部材）とがこの順で軸方向に隣接しているが、電動モータと減速ギヤボックスとが通しボルトで連結される構造である。

また特許文献２では、電動パワーステアリング装置のモータハウジングとＥＣＵケーシングとが、ボルトで締結されている。モータハウジングのボルト穴の中に、円筒状の弾性支持部材が挿入されていて、モータの震動がＥＣＵに伝わることを抑制する構造である。

特開２００８−２９０６１４号公報 特開２０１１−０７９４９５号公報

特許文献１に記載の装置は、電気式動力操舵装置の、駆動モータ（第１の部材）とインバータ部（第２の部材）と制御コネクタ部（第３の部材）とが隣接している。しかし、各々の部材は相互に締結を行なっている為、締結用ボルトの本数が多く、締め付け方向も様々な為、組立工数がかかり、安価な構造とは言えない課題が有る。

また、特許文献２に記載の装置は、電動パワーステアリング装置のモータハウジングとＥＣＵケーシングとがボルトで締結されており、モータハウジングのボルト穴の中に、円筒状の弾性支持部材が挿入されており、モータの振動がＥＣＵに伝わることを抑制している。この構造では、弾性支持部材を別部材として準備する必要がある為、安価な構造とは言えず、また振動そのものを低減することについての配慮がない。

以上の課題を解決するために、駆動モータ（第１の部材）とインバータ部（第２の部材）と制御コネクタ部（第３の部材）とを同軸上に配置して、被駆動部に対して通しボルトで全体をまとめて固定する構成とする。この構成により、取付ボルトの本数が減少し、固定方向も一方向となるため、組立工数が減り、安価な構造を提供できる。また同軸上に第１の部材と第２の部材と第３の部材とを３段に重ねる構成は、非駆動部に対して片持ち構造の保持となるため、振動発生時、非駆動部を基として、先端側の電気接続コネクタ側が振れ回る振動モードが発生する懸念があるが、通しボルトを使用することでこの振れ回り振動を抑制でき、騒音も抑制できる。

更に、長い通しボルトが共振して騒音を発生する懸念に関しては、通しボルト中央付近と、電動機、ドライバユニットの勘合フランジ間に弾性部材を介する構成とすることで、こちらも解決できる。

本発明によれば、組立工数が少なく、振動の少ない車載用回転電機を提供することができる。

本発明の実施形態による車載用回転電機の構造説明図である。 本発明を実施形態による通しボルト固定状態の一例の説明図である。 本発明の実施形態による車載用回転電機の構造説明図である。 本発明を実施形態による弾性部材がボルトに付けられた一例の構造図である。 本発明を実施形態による弾性部材が予めフランジ部に挿入された一例の構造図である。

本発明に係る一実施例を図１に示す。
車載用回転電機として、駆動モータ部２とインバータ部３と制御部コネクタ４とが、被駆動部ケース１に対して順に積み重ねられ、例えば３本の通しボルト５で、制御部取付フランジ４ａ、インバータ部取付フランジ（インバータ側）３ｂ、インバータ部取付フランジ（駆動モータ側）３ａ、駆動モータ部取付フランジ（インバータ側）２ｂ、駆動モータ部取付フランジ（被駆動側）２ａを通して、ねじ加工された被駆動部ケースの取付フランジ１ａに固定され、機電一体となって機能する。

電力がコネクタ部８に供給されると、連結された制御部４で制御されて、インバータ部３に送られる。電力はインバータ部３で交流化され、駆動モータ部２に供給される。ここでハウジング１２に収容された固定子１０に回転磁界が発生して、回転子１１が回転し、被駆動側にギヤ等を介して動力伝達する。

制御部４は、コネクタ部８を含めて電気絶縁の為に樹脂ケースで形成される。樹脂ケースは、直接通しボルト５の締付荷重に耐えられない為、取付ブッシュ６をインサート成形した構成とし、取付ブッシュ６が締付荷重を受ける。

すなわち、３本の通しボルト５は、被駆動部ケースフランジ１ａに対して最も離れた位置の取付ブッシュ６との間で、張力を発生しており、周方向に概ね等間隔でバランスしながら固定している。この形態を図２、図３に示す。よって片持ち構造であっても振れ回りの先端付近を支持している為、外力としての振動や回転子１１の回転による振動を抑制できる。

ここで通しボルト５の本数は、バランス上２本以上が必要である。また、ボルトはスタッドボルトを用いて、ナットで固定することも考えられる。

機電一体構造実現の為、長い通しボルト５で固定していることにより、ボルトそのものが振動してしまい、騒音が出る懸念がある。この為、通しボルト５の長さの中央付近に位置するフランジ内径部〔駆動モータ部取付フランジ（インバータ側）２ｂと、インバータ部取付フランジ（駆動モータ側）３ａ）〕と通しボルト５の間にゴム等の弾性部材７を設置して、ボルトの腹部の振動を抑制する構成とする。このフランジ部に、通しボルト５挿入時に抜けない様に段差を設けて、予め弾性部材７を設置した状態を図４に示す。

また図５に予め通しボルト５に弾性部材７に付与した事例を示す。この弾性部材は、接着剤等で代替することも考えられる。更に弾性部材７を設置することにより、通しボルト５の緩み止めとしての機能もある。

以上の構成とすることにより、駆動モータ部２とインバータ部３と制御部コネクタ４が、被駆動部ケース１に対して順に積み重ねられた機電一体として、電気的なロスの少ない構成を確保した状態で、３本の通しボルト５で固定することにより、取付ボルト数を低減でき、組立工数を低減した安価な構造を取れる。また、振れ回る先端方向を支持している為、振動を抑制可能である。更に通しボルトの中央部とボルトの貫通するフランジ部の間に弾性支持部材を設けることにより、長い通しボルト５の振動が抑制され、騒音を発生する可能性も抑えられている。

本発明に係る上記実施例の作用効果をまとめると、以下のようになる。

駆動モータ（第1の部材）とインバータ部（第２の部材）と制御コネクタ部（第３の部材）とを同軸上に配置し、この間は機電一体の構成とし、電気接続を各筐体内部で行うことにより、外側に特別な電気配線等が必要無くなるため、抵抗が増えるなどの電気的なロスが無く効率的な構造、配置にすることができる。

この構成を実現するために、非駆動部に対して通しボルトで全体をまとめて固定する構成とする。これにより取付ボルトの本数が減少し、固定方向も一方向となるため、組立工数が減少し、安価な構造を提供できる。また、（第1の部材）と（第２の部材）と（第３の部材）とを同軸上に３段に重ねる構成は、非駆動部に対して片持ち構造の保持となるため、振動発生時、非駆動部を基として、先端側の電気接続コネクタ側が振れ回る振動モードが発生する懸念があるが、通しボルトを使用することでこの振れ回り振動を抑制でき、騒音も抑制できる。

更に、長い通しボルトが共振して騒音を発生する懸念に関しては、通しボルト中央付近と、電動機、ドライバユニットの勘合フランジ間に弾性部材を介する構成とすることで、こちらも解決できる効果がある。

１…被駆動部ケース、１ａ…被駆動部ケースの取付フランジ、２…駆動モータ部、２ａ…駆動モータ部取付フランジ（被駆動側）、２ｂ…駆動モータ部取付フランジ（インバータ側）、３…インバータ部、３ａ…インバータ取付フランジ（駆動モータ側）、３ｂ…インバータ取付フランジ（ＥＣＵ側）、４…制御コネクタ部、４ａ…制御コネクタ部取付フランジ、５…通しボルト、６…取付ブッシュ、７…弾性部材、８…コネクタ部、９…ハウジング、１０…固定子、１１…回転子、１２…ハウジング。

Claims (4)

1. 固定子と、回転子と、前記固定子と前記回転子とを収容するハウジングを備えた第一の部材と、前記第一の部材と軸方向に隣接する第二の部材と、前記第二の部材の軸方向に対して前記第一の部材と反対側に隣接する第三の部材とを備える車載用回転電機において、前記第一の部材と第二の部材と第三の部材とを軸方向に貫通する通しボルトで固定したことを特徴とする車載用回転電機。
2. 請求項1に記載の車載用回転電機において、前記第一の部材或いは第二の部材、または第一の部材と第二の部材との両部材に対して前記通しボルトが貫通又は隣接するフランジ周辺部に弾性部材を設けたことを特徴とする車載用回転電機。
3. 請求項1に記載の車載用回転電機において、前記通しボルトに弾性部材を設けたことを特徴とする車載用回転電機。
4. 固定子と、回転子と、前記固定子と前記回転子とを収容するハウジングとを備えた車載用回転電機において、部材を軸方向に積み上げて、通しボルトで締結する構造を有し、通しボルトが隣接する部材のフランジ部と、軸力がかかる範囲内のボルト部との間に弾性部材を設けたことを特徴とする車載用回転電機。