JP2019054623A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
Description
一方、例えば、回転電機を電気自動車やハイブリット自動車に使用する場合、回転電機のモータ音を、例えば乗員に心地よい感覚を与えるモータ音を回転電機から発生させることが好ましい。
しかし、特許文献1の回転電機では、回転電機のモータ音を聞いた乗員が心地よい感覚を得ることは難しい。
加えて、振動板をステータコアの周方向に沿って延ばすことにより、振動板の長さ寸法を大きく確保できる。これにより、振動板から発生する振動周波数(共振周波数)を低周波域に調整でき、振動板の振動により低音を発生させ易くなる。
したがって、車内の乗員や車外の人間に対して高揚感や心地よい感覚を得ることができる音を演出できる。
図1に示すように、回転電機1は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車のような車両に搭載される走行用モータである。回転電機1は、ハウジング2と、ステータ10と、ロータ20と、シャフト4と、音発生装置30とを備えている。ハウジング2は、ステータ10およびロータ20を収容するとともに、シャフト4を回転可能に支持している。なお、ステータ10、ロータ20およびシャフト4は、それぞれ軸線Cを共通軸線として配置されている。
以下、軸線Cの延びる方向を軸方向と称し、軸線Cに直交する方向を径方向と称し、軸線C回りに周回する方向を周方向と称して説明する。また、各図中において矢印Zは軸方向、矢印Rは径方向、矢印θは周方向をそれぞれ示している。
なお、図4においては、音発生装置30の構成の理解を容易にするために、取付ブラケット31および取付ボルト37を除去した状態で示す。
取付ボルト37は、例えば仕切壁27のボス28に締結されている。よって、取付ブラケット31は、仕切壁27のボス28に取付ボルト37で取り付けられる。仕切壁27は、ハウジング2(図1参照)の内部に配置されている。
具体的には、例えば、第1支え基部44に第1振動板33の基端部がインサート成形により一体に取り付けられている。第1振動板33は、第1支え基部44の第1対向面44aからステータコア11の側面11aに向けて延びるように延在されている。第1振動板33は、例えば一対の平坦面33aで平板状に加工され、平面視において矩形状に形成された電磁鋼板(金属片)である。第1振動板33は、第1対向面44aから先端33bまでの長さ寸法がL1に形成されている。
さらに、第1振動板33は、一対の平坦面33aが径方向に対して交差(直交)するように配置されている。さらに、第2振動板34は、一対の平坦面34aが径方向に対して交差(直交)するように配置されている。また、第3振動板35は、一対の平坦面35aが径方向に対して交差(直交)するように配置されている。
また、第1振動板33、第2振動板34、および第3振動板35は、ステータコア11の軸方向に延びて、ステータコア11の周方向に並んで配置されている。
よって、第1振動板33の先端33b、第2振動板34の先端34b、および第3振動板35の先端35bは、ステータコア11の側面11aに対して同じ距離に配置されている。すなわち、第1振動板33、第2振動板34および第3振動板35は、ステータコア11の側面11aに対して同一の距離に隣接して配置されている。
さらに、第1振動板33、第2振動板34および第3振動板35は、外部に漏れた磁束で加振しやすいように、平板状の平坦面33a,34a,35aを磁束に対して交差する方向を向けて配置されている。
よって、外部に漏れた磁束による電磁力により、第1振動板33、第2振動板34、および第3振動板35を、それぞれ加振させて振動させることができる。
さらに、第1振動板33、第2振動板34、および第3振動板35の長さ寸法L1,L2,L3を相互に異ならせることにより、例えば各振動板33〜35の振動周波数(共振周波数)を変えることができる。これにより、第1振動板33、第2振動板34、および第3振動板35の振動により発生する音で、モータ音の音色を微妙に調整できる。
図5に示すように、漏れ磁束によりステータコア11やロータコア21から外向きに発生する電磁力が発生する。
漏れ磁束により発生する電磁力により、第1振動板33、第2振動板34、および第3振動板35を加振させて振動させることができる。
図6に示すように、第1振動板33、第2振動板34および第3振動板35の長さ寸法L1,L2,L3が大きくなると、共振周波数が小さくなる。一方、第1振動板33、第2振動板34および第3振動板35の長さ寸法L1,L2,L3が小さくなると、共振周波数が大きくなる。このように、第1振動板33、第2振動板34、および第3振動板35の長さ寸法L1,L2,L3を異ならせることにより、共振周波数を変えることができる。これにより、第1振動板33、第2振動板34、および第3振動板35の振動により発生する音で、モータ音の音色を微妙に調整できる。
特に、共振周波数をエンジン音のような低周波域に演出するためには振動板を長くする必要がある。
これにより、ステータコア11の外部に漏れ出した磁束で第1振動板33、第2振動板34、および第3振動板35を効率よく振動させることができる。すなわち、ステータコア11の外部に漏れ出した磁束を効果的に利用可能な箇所に、第1振動板33、第2振動板34、および第3振動板35を配置できる。
図7、図8に示すように、回転電機60は、第1実施形態の音発生装置30を音発生装置62に代えたもので、その他の構成は第1実施形態の回転電機1と同様である。
音発生装置62は、取付ブラケット64と、複数の振動板66〜68と、取付ボルト37とを備えている。第2実施形態では、複数の振動板66〜68として、例えば第1振動板66、第2振動板67および第3振動板68を例示するが、これに限定しない。
第1振動板66は、長さ寸法がL4である。第2振動板67は、長さ寸法がL5である。第3振動板68は、長さ寸法がL6である。第1振動板66の長さ寸法L4、第2振動板67の長さ寸法L5、および第3振動板68の長さ寸法がL6は、L4>L5>L6に設定されている。すなわち、第1振動板66、第2振動板67、および第3振動板68は、長さ寸法L4,L5,L6が相互に異なっている。
ここで、例えば、回転電機60において、ステータコア11の側面11aの軸方向側の空間を大きく確保することが難しいことが考えられる。一方、ステータコア11の側面11aに沿った周方向には比較的大きな空間75が確保されている。そこで、第2実施形態の回転電機60において、第1振動板66、第2振動板67および第3振動板68を、ステータコア11の周方向に沿って延びるよう延在させた。
さらに、第1振動板66、第2振動板67および第3振動板68を、ステータコア11の周方向に沿って延びるよう延在させることにより、各振動板66〜68の長さ寸法L4,L5,L6を大きく確保できる。
よって、第1振動板66、第2振動板67および第3振動板68(特に、第1振動板66、第2振動板67)から発生する共振周波数(Hz)を低周波域に調整でき(図6参照)、各振動板66〜68の振動により低音を発生させ易くなる。
図9、図10に示すように、回転電機80は、第1実施形態の音発生装置30を音発生装置82に代えたもので、その他の構成は第1実施形態の回転電機1と同様である。
音発生装置82は、取付ブラケット83と、複数の振動板85〜89と、一対の取付ボルト37とを備えている。第3実施形態では、複数の振動板85〜89として、例えば第1振動板85、第2振動板86、第3振動板87、第4振動板88および第5振動板89を例示するが、これに限定しない。
また、第1〜第5の振動板85〜89の長さ寸法L7〜L11は、L7>L8>L9>L10>L11に設定されている。そして、第1振動板85が第1支え基部91に支持されている。第2振動板86が第2支え基部92に支持されている。第3振動板87が第3支え基部93に支持されている。第4振動板88が第4支え基部94に支持されている。第5振動板89が第5支え基部95に支持されている。
よって、第1〜第5の振動板85〜89は、ステータコア11の側面11aに対して同じ距離に配置されている。すなわち、第1〜第5の振動板85〜89は、ステータコア11の側面11aに対して同一の距離に隣接して配置されている。
ここで、ステータコア11の側面11aに沿った周方向には比較的大きな空間75が確保されている。よって、第1〜第5の振動板85〜89を周方向に多数配置することが可能になる。これにより、第1〜第5の振動板85〜89で多数の音色を発生させることができる。
よって、ステータコア11の外部に漏れ出した磁束(すなわち、電磁力)で第1〜第5の振動板85〜89を効率よく振動させることができる。これにより、第1〜第5の振動板85〜89の振動により発生する多数の音色で、回転電機80のモータ音を心地よい様々な音色に調整できる。
図11に示すように、回転電機110は、第3実施形態の音発生装置82をトランスミッションケース(ケース)112に直接取り付けたもので、その他の構成は第3実施形態の回転電機80と同様である。
トランスミッションケース112は、例えばステータコア11を側面11a(図10参照)側から覆うケースである。トランスミッションケース112は、ステータコア11の側面11aに対向するケース壁部114を有する。
よって、ステータコア11の外部に漏れ出した磁束(すなわち、電磁力)で第1〜第5の振動板85〜89を効率よく振動させることができる。これにより、第1〜第5の振動板85〜89の振動により発生する多数の音色で、回転電機110のモータ音を心地よい様々な音色に調整できる。
よって、第1〜第5の振動板85〜89の振動を第1〜第5の支え基部91〜95(具体的には、取付ブラケット83)を介してケース壁部114に伝えることができる。これにより、第1〜第5の振動板85〜89の振動により発生する音をトランスミッションケース112を介して回転電機の外部に聞こえるようにできる。
したがって、回転電機110をハイブリッド自動車や電気自動車などの駆動ユニットに採用した場合に、第1〜第5の振動板85〜89の振動音をトランスミッションケース112を介して車外に聞こえるようにできる。この結果、車内の乗員や車外の人間に対して高揚感や心地よい感覚を得ることができる音を演出できる。
図12、図13に示すように、回転電機130は、第1実施形態の音発生装置30を音発生装置131に代えて、さらに、音発生装置131をステータコア11に取り付けたもので、その他の構成は第1実施形態の回転電機1と同様である。
音発生装置131は、取付ブラケット132と、複数の振動板135〜139とを備えている。第3実施形態では、複数の振動板135〜139として、例えば第1振動板135、第2振動板136、第3振動板137、第4振動板138および第5振動板139を例示するが、これに限定しない。
よって、第1〜第5の振動板135〜139は、それぞれの基端側がステータコア11の側面11aに対して同一の距離に隣接して配置されている。
この状態において、第1〜第5の振動板135〜139は、ステータコア11の側面11aに隣接して配置されている。
これにより、第1〜第5の振動板135〜139がステータコア11とともに取付ボルト142で一体に共締めされている。
ここで、ステータコア11の側面11aに沿った周方向には比較的大きな空間75が確保されている。よって、第1〜第5の振動板135〜139を周方向に多数配置することが可能になる。これにより、第1〜第5の振動板135〜139で多数の音色を発生させることができる。
よって、ステータコア11の外部に漏れ出した磁束(すなわち、電磁力)で第1〜第5の振動板135〜139を効率よく振動させることができる。これにより、第1〜第5の振動板135〜139の振動により発生する多数の音色で、回転電機130のモータ音を心地よい様々な音色に調整できる。
ここで、回転電機130の駆動により発生するモータ音はステータコア11に伝達されるステータコア11に伝えられた。モータ音は取付ボルト142に矢印Dの如く伝達される。
一方、第1〜第5の振動板135〜139の振動により発生した音は、取付ボルト142に矢印Eの如く伝達される。
これにより、回転電機130の駆動により発生するモータ音を、ステータコア11からハウジング144に伝わる前に、第1〜第5の振動板135〜139の振動音で打ち消すことができる。
例えば、前記第1実施形態〜第5実施形態では、第1〜第3の振動板33〜35,66〜68として3個の振動板や、第1〜第5の振動板85〜89,135〜139として5個の振動板を例示したが、これに限らない。その他の例として、振動板を2個や4個などの他の個数とすることも可能である。
10……ステータ
11……ステータコア
13……コイル
13a…コイルエンド
30,62,82,131…音発生装置
33〜35,66〜68…第1〜第3の振動板(振動板)
41,133…基部
71〜73…第1〜第3の支え基部(基部)
85〜89,135〜139…第1〜第5の振動板(振動板)
91〜95…第1〜第5の支え基部(基部)
112…トランスミッションケース(ケース)
C………ステータ、ロータ、シャフトの軸線方向(ステータコアの軸方向)
L1〜L16…振動板の長さ寸法
θ………軸線回りに周回する方向(ステータコアの周方向)
Claims (8)
- ステータコアにコイルが装着され、前記コイルに通電することにより磁束を発生するステータと、
前記ステータコアに振動板が隣接して設けられ、前記磁束による電磁力で前記振動板が振動することにより所定の音を発生する音発生装置と、
を備えることを特徴とする回転電機。 - 前記音発生装置は、複数の振動板を備えたことを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- 前記複数の振動板は、各振動板の長さ寸法を相互に異ならせることを特徴とする請求項2に記載の回転電機。
- 前記振動板は、コイルエンドに沿って配置されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転電機。
- 前記複数の振動板は、
前記ステータコアの軸方向に延びて、前記ステータコアの周方向に並んで配置されることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の回転電機。 - 前記振動板は、前記ステータコアの周方向に沿って延びるよう配置されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の回転電機。
- 前記音発生装置は、前記振動板を支持する基部を備え、
前記基部は、前記ステータコアを覆うケースに取り付けられることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の回転電機。 - 前記音発生装置は、前記振動板を支持する基部を備え、
前記基部は前記ステータコアに取り付けられることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の回転電機。
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JP2006067726A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Minebea Co Ltd | モータ状態報知方法及びモータ駆動装置 |
JP2012228138A (ja) * | 2011-04-22 | 2012-11-15 | Toyota Motor Corp | 車両駆動装置 |
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