JP2015076981A

JP2015076981A - 回転電機のステータマウント構造

Info

Publication number: JP2015076981A
Application number: JP2013211764A
Authority: JP
Inventors: 英洋荒井; Hidehiro Arai
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2015-04-20

Abstract

【課題】ステータとケースの間の音振動の遮断と熱伝導性の確保を両立させる。
【解決手段】回転電機１の有底の円筒形状のケース３の内周面に臨むように、インナフレーム７をケース３の底面に固定する。インナフレーム７の内側にステータ２を保持する、ケース３の内周面とインナフレーム７の外周面とを弾性材８を介して接触させることで、音振動を遮断できるとともに、放熱性も高められる。
【選択図】図３

Description

この発明は、電動モータやジェネレータなどの回転電機のステータのケースへのマウントに関する。

電動モータやジェネレータなどの回転電機においては、ステータをケース内に固定するために様々な方法が採られている。

特許文献１は、組み立てられた複数の分割部材からなるステータコアが、回転電機の運転に伴う磁気吸引力や反発力で歪みを生じ、音振動の原因となることに着目し、ケースの外周にリング部材を圧入または焼嵌めして、ケースの剛性を高めることを提案している。

特開２００９−１８３０５８号公報

引用文献１のステータの固定構造においては、ステータがケース内周面に直線接している。そのため、例えば電動モータの場合、モータの起振力が直接ケースに伝達され、音振動の原因となることは避けられない。

音振動対策として、ステータをケースに対してフローティング状態で支持することが考えられる。この場合にはステータからケースへの音振動伝達は遮断できるが、ステータの発熱の放熱に関する性能が低下することは避けられない。

この発明は、従来技術の上記の問題を解決すべくなされたもので、音振動の遮断と放熱性の確保を両立させることのできる回転電機のステータマウント構造を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するために、この発明は、有底の円筒形状のケースの内周面に臨み、ケースの底面に固定されたインナフレーム、の内側にステータ_を保持する回転電機のステータマウント構造を提供する。ステータマウント構造は、ケースの内周面とインナフレームの回収面とを弾性部材を介して接触させている。

ケースの内周面とインナフレームの回収面とを弾性部材を介して接触させることで、ステータからケースへの音振動の伝達が遮断される。一方、ケースとインナフレームとが弾性部材を介して接触することで、ケースとステータ間にフローティング構造のような隙間が生じない。そのため、ステータからケースへの熱伝導性も確保される。このステータマウント構造によれば、音振動の遮断と放熱性の確保とを簡易な構成で実現できる。

ケースとステータとロータとの位置関係を説明する回転電機の要部縦断面図である。この発明の第１の実施形態によるステータマウント構造を含む回転電機の要部を拡大した縦断面図である。この発明の第１の実施形態によるステータマウント構造の特徴を示す回転電機の要部概略縦断面図である。この発明の第２の実施形態によるステータマウント構造の特徴を示す回転電機の要部概略縦断面図である。この発明の第２の実施形態によるインナフレームの要部縦断面図である。

図１を参照すると、電動モータまたはジェネレータからなる回転電機１は、円筒状のケース3の内側に固定されたステータ２_と、ステータ２の内側に回転自由に収装されたロータ４と、を備える。ケース３の開口部にはカバー５が固定される。

図２を参照すると、ステータ２はインナフレーム７を介してケース３の内側に固定される。

インナフレーム７は円筒部７Ａと底面部７Ｂからなる有底の筒状部材である。底面部７Ｂはケース３にボルト９で固定される。この発明の第１の実施形態によれば、円筒部７Ａは弾性部材８を介してケース３の内周に嵌合する。この発明の第２の実施形態によれば、円筒部７Ａは弾性部材８と外筒１０とを介してケース３の内周に嵌合する。

図３を参照すると、この発明の第１の実施形態の回転電機のステータマウント構造によれば、円筒部７Ａは弾性部材８を介してケース３の内周に嵌合する。円筒部７Ａの内側にはステータ２があらかじめ圧入などの方法で固定される。

円筒部７Ａの外径は、ケース３の内径より若干小さく設定される。インナフレーム７は内側にステータ２を圧入した状態でケース３内に挿入され、底面部７Ｂを貫通するボルト９によりケース３に固定される。

この状態で円筒部７Ａとケース３の内周面との間には環状隙間が生じる。

この環状隙間にケース３の開口部から樹脂を注入する。注入する樹脂には、固化した後に弾性材８として機能すること、及び熱伝導性に優れていること、という２つの条件を満たす材質のものを選択する。

このようにしてインナフレーム７とケース３の間に弾性材８を充填することで、インナフレーム７がケース３に直接接する場合と比べて次のような好ましい効果が得られる。

すなわち、回転電機１の運転に伴う磁気吸引力や反発力でステータ２のステータコアに歪みを生じ、これが回転電機１の音振動の原因となる。この実施形態のマウント構造によれば、インナフレーム７とケース３との間に樹脂が充填される。その結果、樹脂の固化により形成される弾性材８がステータコアとインナフレーム７の音振動を吸収し、インナフレーム７からケース３への音振動の伝達を遮断する。そのため、ケース３にはステータ２の音振動が伝わらない。

一方、回転電機１の運転中はステータ２のスロットに巻かれたステータコイルが発熱する。この発熱はステータ２の外側のインナフレーム７と弾性材８を介してケース３に達し、ケース３から空気中に放熱される。

インナフレーム７とケース３とは熱伝導性の高い樹脂材料からなる弾性材８を介して接しているため、インナフレーム７の高熱はケース３に速やかに伝達される。したがって、インナフレーム７をケース３に対してフローティング状態とする場合と比べてステータ２の放熱性が著しく改善される。この実施形態では、樹脂を隙間に充填することで弾性材８を得るので、隙間の壁面に密着した弾性材８を得ることができる。これは放熱性の確保に関して好ましい効果をもたらす。

図４と図５を参照すると、この発明の第２の実施形態の回転電機のステータマウント構造は、インナフレーム７の外側に配置された外筒１０を備える。外筒１０の内径はインナフレーム７の外径より若干大きく設定される。その結果、外筒１０とインナフレーム７との間に環状断面の隙間が生じる。インナフレーム７をケース３に固定するのに先立ち、この隙間に樹脂を充填して弾性材８を形成する。この段階ではインナフレーム７がケース３に挿入されていないので、樹脂の充填は図５の矢印に示すように、軸方向の両側から行なうことができる。したがって、樹脂の充填に要する時間を短縮できる。

インナフレーム７と外筒１０の隙間に充填された樹脂が固化して弾性材８が形成された後に、外筒１０を内側の弾性材８及びステータ２とともにケース３の内側に嵌合させ、インナフレーム７をボルト９でケース３に固定する。

この実施形態によっても、外筒１０とインナフレーム７の間への樹脂の充填により形成された弾性材８が、第１の実施形態と同様に音振動の遮断性と放熱性の双方に関して、第１の実施形態と同様に優れたステータマウント構造を得ることができる。

この実施形態では、外筒１０とインナフレーム７の環状隙間に樹脂を充填する構造のため、ケース３に固定する前の段階で、インナフレーム７を外筒１０と弾性材８を含むアッセンブリとして組み立てておくことができる。したがって、隙間への樹脂の注入が容易に行える。言い換えれば、インナフレーム７をケース３に固定してから環状隙間への樹脂注入作業を行なう場合と比べて、弾性材８の形成のための作業効率を改善することができる。

以上のように、この発明をいくつかの特定の実施形態を通じて説明して来たが、この発明は上記の各実施形態に限定されるものではない。当業者にとっては、特許請求の範囲でこれらの実施形態にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。

１回転電機
２ステータ
３ケース
４ロータ
５カバー
７インナフレーム
７Ａ円筒部
７Ｂ底面部
８弾性材
９ボルト
１０外筒

Claims

有底の円筒形状のケースの内周面に臨んでケースの底面に固定されたインナフレームの内側にステータを保持する、回転電機のステータマウント構造において、前記ケースの内周面と前記インナフレームの外周面とを弾性材を介して接触状態に保持したことを特徴とする回転電機のステータマウント構造。
前記弾性材は樹脂で構成される、請求項１の回転電機のステータマウント構造。
前記インナフレームは前記弾性材の外周を覆う外筒を備え、前記ケースの内周面と前記インナフレームの外周面とを前記弾性材と前記外筒を介して前記ケースの内周面と接触状態に保持した、請求項１または２の回転電機のステータマウント構造。