JP2020068540A - 車両用電動機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ロータシャフトとロータコアとを簡素な構造で隙間なく嵌合させることができる車両用電動機を提供する。【解決手段】本実施例の車両用電動機12によれば、ロータシャフト34の外周面に第1溝部が形成され、ロータコア46の内周面に突出部54が形成されている。第1溝部50の一対の内壁面50aに圧接するように嵌め入れられた突出部54は、ロータシャフト34の弾性変形に基づいて、内壁面50aによって弾性的に挟時されている。これにより、車両用電動機12は、ロータコア46に種々の加工を施すとともに車両用電動機12に新たな構成部品を用いてロータシャフト34とロータコア46とを嵌合させる場合と比べて、簡素な構造でロータシャフト34とロータコア46とを隙間なく嵌合させることができる。【選択図】図3
Description
本発明は、車両用電動機に関し、特にロータシャフトとロータコアとの嵌合構造に関するものである。
長手のロータシャフトと、ロータシャフトが挿通され、ロータシャフトによって回転可能に支持されるロータコアとを備える車両用電動機が知られている。たとえば特許文献1に記載の車両用電動機である。特許文献1に記載の車両用電動機では、ロータシャフトの外周に溝部が形成され、溝部に嵌め入れられる突出部がロータコアの内周に形成されている。ロータコアには、ピン挿入孔が突出部の近傍に形成され、ピン挿入孔から突出部の先端へ向かってロータコアの回転方向すなわち周方向に突出部を分断する分断溝が形成されている。これにより、特許文献1に記載の車両用電動機は、たとえばピン挿入穴にピンが圧入されることにより周方向に分離された突出部が外側へ拡開し、突出部が溝部の内壁面にそれぞれ接触させられるので、ロータコアおよびロータシャフトの周方向にかしめが行われる。そのため、ロータシャフトとロータコアとが周方向に隙間なく嵌合させられる。
しかしながら、上記特許文献1に記載の車両用電動機では、前記ロータシャフトと前記ロータコアとを隙間なく嵌合させる場合に、前記ロータコアに種々の加工を施すとともに、車両用電動機に新たな構成部品が必要になる。そのため、上記特許文献1に記載の車両用電動機では、コストが増加する可能性があった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ロータシャフトとロータコアとを簡素な構造で隙間なく嵌合させることができる車両用電動機を提供することにある。
本発明の要旨とするところは、長手状のロータシャフトと、前記ロータシャフトが挿通され、前記ロータシャフトによって回転可能に支持されるロータコアとを備える車両用電動機であって、前記ロータシャフトの外周面には、前記ロータシャフトの長手方向に沿った第1溝部が形成され、前記ロータコアには、前記第1溝部が前記第1溝部の相対向する一対の内壁面に圧接するように前記ロータシャフトの一端から嵌め入れられる突出部が形成され、前記圧接による前記第1溝部の幅が広がる方向の前記ロータシャフトの弾性変形に基づいて、前記突出部が前記第1溝部の一対の内壁面によって弾性的に挟持されていることにある。
本発明の車両用電動機によれば、前記第1溝部の内壁面に圧接するように嵌め入れられた前記突出部は、前記ロータシャフトの弾性変形に基づいて、前記第1溝部の一対の内壁面によって弾性的に挟持されている。これにより、車両用電動機は、前記ロータコアに種々の加工を施すとともに新たな構成部品を用いて前記ロータシャフトと前記ロータコアとを嵌合させる場合と比べて、簡素な構造で前記ロータシャフトと前記ロータコアとを隙間なく嵌合させることができる。
本発明の一実施形態では、前記ロータシャフトには、前記第1溝部の両側において前記第1溝部に沿って第2溝部が形成されている。これにより、前記ロータシャフトは、剛性が低下させられて外周がたわみ易くなるので、前記突出部が前記第1溝部の一対の内壁面によってより弾性的に挟持され易くなる。そのため、前記ロータシャフトと前記ロータコアとをより確実に隙間なく嵌合させることができる。
また、本発明の一実施形態では、前記突出部は、前記ロータシャフトの断面において、前記ロータシャフトの回転中心軸に向かうほど周方向の幅寸法が小さくなるように形成されている。これにより、前記ロータシャフトと前記ロータコアとが嵌合させられた状態において前記突出部と前記第1溝部の一対の内壁面との接触面積を小さくすることができる。そのため、たとえば嵌合する前記ロータシャフトと前記ロータコアとが回転させられた場合に、前記ロータシャフトと前記ロータコアとが接触する部分の摩耗を抑制することができる。
本発明は、走行用の駆動力源としてエンジンの他に走行用回転機すなわち駆動用電動機を有するハイブリッド車両等や駆動力源として電動モータのみを備えている電気自動車などに適用され得る。動力伝達装置は、FR(フロントエンジン・リヤドライブ)型のトランスアクスルが好適に用いられるが、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)型や4輪駆動型の動力伝達装置であってもよい。
以下、本発明の一実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、車両の動力伝達装置10の一部を示す断面図であり、動力伝達装置10に設けられる車両用電動機12の要部の断面図を示している。この動力伝達装置10は、たとえば車両においてFR型車両に好適に用いられるものであり、走行用の動力源としての内燃機関である図示しないエンジンと図示しない駆動輪との間に設けられる。動力伝達装置10は、前記エンジンから前記駆動輪への動力伝達経路上においてたとえば図示しない差動部の出力軸として機能する伝達部材を介して、前記エンジンからの駆動力を前記駆動輪へ伝達する。車両用電動機12は、前記伝達部材に一体的に回転可能に連結されている。本実施例では、前記伝達部材は、後述の入力側回転軸30および出力側回転軸32に対応している。
車両用電動機12は、走行用の駆動力源であって、駆動力を出力する走行用電動機として機能するためモータ機能を備えるとともに発電機能を少なくとも備える。
車両用電動機12は、図1に示すように、車両に設けられる非回転部材としてのトランスミッションケース14内に備えられる。車両用電動機12は、図1に示すように、回転軸線Cまわりに回転可能なロータシャフト34と、ロータシャフト34に挿通されて、ロータシャフト34によって回転軸線Cまわりに回転可能に支持されるロータコア46とを備えている。
ロータシャフト34は、回転軸線C方向に延伸する円筒状に形成されている。ロータシャフト34は、たとえば前記差動部に設けられた図示しない差動部のリングギヤに連結されている入力側回転軸30と、図示しない自動変速機の入力軸としても機能する出力側回転軸32とに連結されている。ロータシャフト34、入力側回転軸30および出力側回転軸32は、それぞれ回転軸線Cまわりに回転可能に配設されている。ロータシャフト34は、回転軸線C方向の一端が軸受36を介してトランスミッションケース14に連結された電動機カバー38に回転可能に支持されているとともに、軸線C方向の他端が軸受40を介してトランスミッションケース14に回転可能に支持されている。
ロータシャフト34の外周面には、車両用電動機12を構成するロータコア46が固定され、そのロータコア46の外周側に、車両用電動機12を構成するステータコア48が配置されている。ロータコア46は、回転軸線C方向に複数枚の電磁鋼板が積層されて円筒状に構成される。ステータコア48は、回転軸線C方向に複数枚の電磁時鋼板が積層されて円筒状に構成され、トランスミッションケース14に図示しないボルトによって回転不能に固定されている。
図2は、ロータシャフト34とロータコア46とが嵌合している状態を回転軸線C方向から見た概略図である。図3は、図2の破線で囲まれるE部を拡大して示す拡大図である。図2では、ロータコア46は、内周側の形状が示されており、外周側の形状が省略されている。また、図2に示すロータコア46は、回転軸線C方向に積層された複数枚の電磁鋼板のうちの一の電磁鋼板を示す。ロータシャフト34およびロータコア46は、図2に示す矢印方向に回転可能となっている。
図2および図3に示すように、ロータシャフト34には、ロータシャフト34の長手方向に沿うとともに、ロータシャフト34の外周面から回転軸線Cに向かって所定の深さを有する有底の第1溝部50が形成されている。第1溝部50は、図2に示すように、ロータシャフト34の周方向に略等間隔に合計2箇形成されている。第1溝部50は、相対向する一対の内壁面50aと底面50bとを有している。第1溝部50の一対の内壁面50aは略平行に形成されており、一対の内壁面50a間の幅寸法すなわち第1溝部50の開口幅寸法は、第1溝部50の深さ方向に略一定に形成されている。
ロータシャフト34の外周面には、図2および図3に示すように、第1溝部50の両側すなわち第1溝部50の周方向両側に第1溝部50に沿って一対の第2溝部52がそれぞれ形成されている。第2溝部52は、ロータシャフト34の長手方向に沿うとともに、ロータシャフト34の外周面から回転軸線Cに向かって所定の深さを有する有底の溝である。具体的には、第2溝部52は、第1溝部50を構成する一対の内壁面50aに沿って第1溝部50の周方向外側に形成されている。本実施例では、第2溝部52は、第1溝部50の両側にそれぞれ1個形成され、合計4個形成されている。第2溝部52の深さ寸法は、第1溝部50の深さ寸法よりも小さくなるように形成され、且つ第2溝部52の周方向の開口幅寸法は、第1溝部50の周方向の開口幅寸法よりも小さくなるよう形成されている。
ロータコア46には、図2および図3に示すように、内周面から回転軸線Cに向かって突出する突出部54が形成されている。突出部54は、たとえばロータシャフト34の回転軸線C方向の一端側から嵌め入れられて、第1溝部50に嵌合させられる。本実施例では、突出部54は、ロータシャフト34とロータコア46とが嵌合された状態で、ロータシャフト34の回転中心線である回転軸線Cに向かうほど周方向の幅寸法が小さくなるような略台形状に形成されている。突出部54が略台形状に形成されていることにより、本実施例では、車両用電動機12は、内壁面50aの外周側端部に応力がかかる構造となっている。突出部54が略台形状に形成されていることにより、たとえば突出部54が矩形状に形成されている場合と比べて、突出部54と第1溝部50の内壁面50aとの接触面積が小さくなる。そのため、本実施例では、たとえば嵌合するロータシャフト34とロータコア46とが回転させられた場合に、ロータシャフト34とロータコア46とが接触する部分である第1溝部50および突出部54の摩耗が抑制される。
ロータシャフト34とロータコア46とが嵌合される場合には、突出部54は、第1溝部50の内壁面50aに圧接されながら嵌め入れられている。第1溝部50の近傍に第2溝部52が形成されていることによって、本実施例のロータシャフト34の剛性が低下させられており、ロータシャフト34の外周は第2溝部52が形成されていない場合と比べてたわみ易くなっている。そのため、第1溝部50に突出部54が圧接により嵌め入れられることによって、ロータシャフト34は第1溝部50の開口の幅方向に弾性変形させられる。すなわち突出部54が第1溝部50に圧接させられることによって、ロータシャフト34は、第1溝部50の開口が広がる方向に弾性変形させられる。突出部54は、ロータシャフトの弾性変形に基づいて、第1溝部50の一対の内壁面50aによって弾性的に挟持させられる。そのため、たとえばロータシャフト34の周方向において、ロータシャフト34とロータコア46との間に隙間を発生させることなく、ロータシャフト34とロータコア46とが嵌合させられる。突出部54と第1溝部50とが嵌合させられることにより、ロータシャフト34とロータコア46とが嵌合して、ロータシャフト34にロータコア46が固定させられる。ローシャフト34の第1溝部50およびロータコア46の突出部54の寸法は、温間ばめ設計されている。
ロータシャフト34とロータコア46とを嵌合させる場合には、たとえば突出部54の最大幅寸法を第1溝部50の開口幅寸法よりもわずかに大きく形成し、ロータシャフト34の加熱膨張によって第1溝部50の開口幅寸法を突出部54の最大幅寸法よりも一時的に大きくした状態で第1溝部50に突出部54を嵌め入れる、いわゆる温間ばめが用いられる。第1溝部50は、ロータシャフト34が冷却されることによって開口幅寸法が加熱膨張前の元の寸法に戻されるため、第1溝部50の内壁面50aによって突出部54が弾性的に挟時させられる。
このように、本実施例の車両用電動機12によれば、第1溝部50の一対の内壁面50aに圧接するように嵌め入れられた突出部54は、ロータシャフト34の弾性変形に基づいて、内壁面50aによって弾性的に挟時されている。これにより、車両用電動機12は、ロータコア46に種々の加工を施すとともに車両用電動機12に新たな構成部品を用いてロータシャフト34とロータコア46とを嵌合させる場合と比べて、簡素な構造でロータシャフト34とロータコア46とを隙間なく嵌合させることができる。
また、本実施例の車両用電動機12によれば、ロータシャフト34には、第1溝部50の両側において第1溝部50に沿って第2溝部52が形成されている。これにより、ロータシャフト34は、剛性が低下させられて外周がたわみ易くなるので、突出部54が第1溝部50の一対の内壁面50aによってより弾性的に挟持され易くなる。そのため、ロータシャフト34とロータコア46とをより隙間なく嵌合させることができる。
また、本実施例の車両用電動機12によれば、突出部54は、ロータシャフト34の断面において、ロータシャフト34の回転軸線Cに向かうほど周方向の幅寸法が小さくなるように形成されている。これにより、ロータシャフト34とロータコア46とが嵌合させられた状態において突出部54と第1溝部50の一対の内壁面50aとの接触面積を小さくすることができる。そのため、たとえば嵌合したロータシャフト34とロータコア46とが回転させられた場合に、ロータシャフト34およびロータコア46の摩耗を抑制することができる。
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、前述の実施例1と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
図4は、車両用電動機100に設けられた、ロータシャフト102とロータコア104とが嵌合している状態の要部を回転軸線C方向から見た断面図であって、実施例1の図3に対応する図である。図4に示すように、ロータシャフト102には、ロータシャフト102の長手方向に沿うとともに、ロータシャフト102の外周面から回転軸線Cに向かって所定の深さを有する有底の第1溝部106が形成されている。さらに、ロータシャフト102には、ロータシャフト102の長手方向に沿うとともに、第1溝部106の両側において第1溝部106に沿った所定の深さを有する有底の第2溝部108が形成されている。第2溝部108は、ロータシャフト102の外周面から回転軸線Cに向かって所定の深さを有する有底の溝である。具体的には、第2溝部108は、第1溝部106の一対の内壁面106aに沿って第1溝部106の周方向外側に形成されている。第1溝部106は、相対向する一対の内壁面106aと底面106bとを有している。第2溝部108は、一対の内壁面106aに沿って第1溝部106の深さ寸法と略同じ深さ寸法を有して形成され、且つ第1溝部106の開口幅寸法と略同じ寸法の開口幅寸法を有して形成されている。すなわち、第2溝部108は、第1溝部106周辺の肉厚を実施例1よりも大きな円弧を形成してなだらかに削った形状となっている。
ロータコア104には、図4に示すように、内周面から回転軸線Cに向かって突出する突出部110が形成されている。突出部108は、たとえばロータシャフト102の回転軸線C方向の一端側から嵌め入れられて、第1溝部50に嵌合させられる。本実施例では、突出部110は、ロータシャフト102とロータコア104とが嵌合された状態で、第1溝部106の形状に沿った略矩形に形成されている。
このように、本実施例の車両用電動機100によれば、第1溝部106の周辺の肉厚を削った第2溝部108を形成することによって、ロータシャフト102の剛性をより低下させることができるので、ロータシャフト102をよりたわみ易やすくすることができる。これにより、たとえばロータシャフト102とロータコア104とをより容易に温間ばめで嵌め合わせることができ、簡素な構造でロータシャフト102とロータコア104とを隙間なく嵌合させることができる。
図5は、車両用電動機200に設けられた、ロータシャフト202とロータコア204とは嵌合している状態の要部を回転軸線C方向から見た断面図であって、実施例1の図3および実施例2の図4に対応する図である。図5に示すように、ロータシャフト202には、外周面から回転軸線Cに向かって所定の深さを有する有底の第1溝部206が形成されている。第1溝部206は、相対向する一対の内壁面206aと底面206bとを有している。また、ロータコア204には、内周面から回転軸線Cに向かって突出する突出部208が形成されている。突出部208は、たとえばロータシャフト202の回転軸線C方向の一端側から嵌め入れられて、第1溝部206に嵌合させられる。本実施例では、突出部208は、ロータシャフト202とロータコア204とが嵌合された状態で、ロータシャフト202の回転軸線Cに向かうほど周方向の幅寸法が小さくなるような略台形形状に形成されている。
このように、本実施例の車両用電動機200によれば、ロータシャフト202とロータコア204とが嵌合させられた状態において突出部208と第1溝部206の一対の内壁面206aとの接触面積を小さくすることができる。そのため、たとえば嵌合したロータシャフト202とロータコア204とが回転させられた場合に、ロータシャフト202およびロータコア204の摩耗を抑制することができる。
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
たとえば、前述の実施例においては、第2溝部52の深さ寸法は、第1溝部50の深さ寸法よりも小さくなるように形成され、第2溝部108の深さ寸法は、第1溝部106の深さ寸法と略同じ深さ寸法を有して形成されていたが、必ずしもこれに限らず、第2溝部52、108の深さ寸法は、第1溝部50、106の深さ寸法よりも大きくなるように形成されていてもよい。また、第2溝部52の周方向の開口幅寸法は、第1溝部50の周方向の開口幅寸法よりも小さくなるように形成され、第2溝部108の周方向の開口幅寸法は、第1溝部106の開口幅寸法と略同じ寸法を有して形成されていたが、必ずしもこれに限らず、第2溝部52、108の周方向の開口幅寸法は、第1溝部50、106の周方向の開口幅寸法よりも大きくなるように形成されていてもよい。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
12、100、200:車両用電動機
34、102、202:ロータシャフト
46、104、204:ロータコア
50、106、206:第1溝部
50a、106a、206a:内壁面
52、108:第2溝部
54、110、208:突出部
34、102、202:ロータシャフト
46、104、204:ロータコア
50、106、206:第1溝部
50a、106a、206a:内壁面
52、108:第2溝部
54、110、208:突出部
Claims (1)
- 長手状のロータシャフトと、前記ロータシャフトが挿通され、前記ロータシャフトによって回転可能に支持されるロータコアとを備える車両用電動機であって、
前記ロータシャフトの外周面には、前記ロータシャフトの長手方向に沿った第1溝部が形成され、
前記ロータコアには、前記第1溝部が前記第1溝部の相対向する一対の内壁面に圧接するように前記ロータシャフトの一端から嵌め入れられる突出部が形成され、
前記圧接による前記第1溝部の幅が広がる方向の前記ロータシャフトの弾性変形に基づいて、前記突出部が前記第1溝部の一対の内壁面によって弾性的に挟持されている
ことを特徴とする車両用電動機。
Priority Applications (1)
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JP2018197970A JP2020068540A (ja) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | 車両用電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018197970A JP2020068540A (ja) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | 車両用電動機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2020068540A true JP2020068540A (ja) | 2020-04-30 |
Family
ID=70388713
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2018197970A Pending JP2020068540A (ja) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | 車両用電動機 |
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2018
- 2018-10-19 JP JP2018197970A patent/JP2020068540A/ja active Pending
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