JP2020167751A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ステータを収容して固定するケースが、ステータの振動に共振することを抑制する。【解決手段】回転電機20のケース10は、内側ケース部1と外側ケース部2とを備える。内側ケース部1は、ステータ24に接する第1筒状部11と、第1筒状部11から径方向Rへ突出する第1突出部13とを備える。外側ケース部2は、第1筒状部11を覆う第2筒状部12と、第2筒状部12から径方向Rへ突出する第2突出部14とを備え、第1突出部13と第2突出部14とが互いに固定される。第1突出部13及び第2突出部14の少なくとも一方における周方向Cの複数箇所に、軸方向L及び径方向Rの少なくとも一方に窪む凹溝7が形成されている。【選択図】図1
Description
本発明は、ステータ及びロータを収容するケースを備えた回転電機に関する。
特開2005−278319号公報には、ステータ(21)が収容されるケースとしてのモータハウジング(11)の内周面と、ステータ(21)の外周面との間に、冷媒を循環させて回転電機(20)を冷却するウォータージャケット(71)が形成された回転電機(20)が開示されている(背景技術において括弧内の符号は参照する文献のもの。)。ウォータージャケット(71)を形成するモータハウジング(11)とステータ(21)とは、ステータ(21)の軸方向端部から径方向外側に張り出した部分において締結部材(BT)によって固定されている。
上記のように、ステータとケースとを固定した場合、ケースがステータの振動と共振し、ノイズが大きくなる可能性がある。
そこで、ステータを収容するケースが、ステータの振動に共振することを抑制することが望まれる。
上記に鑑みた回転電機は、1つの態様として、ステータと、ロータと、前記ステータ及び前記ロータを収容するケースと、を備え、前記ケースは、前記ステータが固定された内側ケース部と、前記内側ケース部を収容する外側ケース部と、を備え、前記内側ケース部は、前記ステータの外周面に接する内周面を有する第1筒状部と、前記ステータに対して軸方向の一方側である軸方向第1側において前記第1筒状部から径方向へ突出する第1突出部と、を備え、前記外側ケース部は、前記第1筒状部の外周面を覆う筒状の第2筒状部と、前記第1突出部に対して前記軸方向第1側において前記第2筒状部から径方向へ突出する第2突出部と、を備え、前記第1突出部と前記第2突出部とが互いに固定され、前記第1突出部及び前記第2突出部の少なくとも一方における周方向の複数箇所に、前記軸方向及び前記径方向の少なくとも一方に窪む凹溝が形成されている。
第1突出部が周方向に連続し、第2突出部が周方向に連続しており、第1突出部と第2突出部とが固定された場合には、第1突出部と第2突出部とが周方向の全域にわたって途切れなく接合されることになる。そして、この接合部分を介して伝達される振動により、ケースが、ステータにおいて生じた振動或いはその高調波成分と共振し、ノイズが大きくなる可能性がある。しかし、本構成によれば、凹溝が形成されることによって、第1突出部と第2突出部とが、周方向の全周にわたって途切れなく接合されるのではなく、周方向に断続的に接合されることになる。これにより、第1突出部と第2突出部との接合部分を介した振動の伝達の程度を変化させ、ケースがステータにおいて生じた振動或いはその高調波成分と共振する可能性を低減させることができる。凹溝は、後加工によって第1突出部及び第2突出部の一方又は双方に形成することができ、その配置位置は容易に変更可能である。従って、回転電機の特性に応じて容易にチューニングが可能である。このように本構成によれば、ステータを収容するケースが、ステータの振動に共振することを抑制することができる。
回転電機のさらなる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。
以下、回転電機及び回転電機を備えた車両用駆動装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、回転電機20を備えた車両用駆動装置100の一例を示す軸方向断面図であり、図2は、回転電機20を備えた車両用駆動装置100のスケルトン図である。車両用駆動装置100は、例えば、内燃機関(不図示)及び回転電機20を第1車輪501及び第2車輪502の駆動力源とするハイブリッド自動車や、回転電機20を第1車輪501及び第2車輪502の駆動力源とする電気自動車に搭載される駆動装置である。図1及び図2に示すように、本実施形態の車両用駆動装置100は、第1車輪501及び第2車輪502の駆動力源として回転電機20のみを備えている。2輪駆動の4輪車の場合には、これによって電気自動車が実現できる。また、4輪駆動の4輪車の場合には、他の2輪を内燃機関の駆動力によって駆動することでハイブリッド車両が実現できる。当然ながら、4輪駆動の4輪車の場合には、本実施形態の車両用駆動装置100を他の2輪にも適用することで、4輪駆動の電気自動車を実現することもできる。
尚、以下の説明において、「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該2つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該2つの回転要素が1つ又は2つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。尚、伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置、例えば、摩擦係合装置、噛み合い式係合装置等が含まれていても良い。但し、下記において説明する減速装置30及び差動歯車装置40において、各回転要素について「駆動連結」という場合には、当該装置が備える3つ以上の回転要素に関して互いに他の回転要素を介することなく駆動連結されている状態を指すものとする。
また、以下の説明において、「筒状」、「円筒状」などと表現した場合、多少の異形部分を有していたとしてもその全体としての概略形状が筒や円筒であることを意味する。これらに限らず、形状等に関して「状」を付して用いる他の表現に関しても同様である。
図1及び図2に示すように、車両用駆動装置100は、ケース10と、駆動力を出力するためのロータ軸27を有する回転電機20と、遊星歯車機構を含む減速装置30と、差動歯車装置40とを備えている。詳細は後述するが、減速装置30は、回転電機20から伝達された回転を減速して差動歯車装置40へ駆動力を伝達する。差動歯車装置40は、回転電機20からの駆動力を複数の車輪(501,502)のそれぞれに分配する。本実施形態では、差動歯車装置40は、減速装置30を介して伝達された回転電機20からの駆動力を、第1ドライブシャフト51及び第2ドライブシャフト52のそれぞれに分配する。尚、本実施形態では、第1ドライブシャフト51は、分配出力軸53に駆動連結されている。差動歯車装置40は、第2ドライブシャフト52及び分配出力軸53に駆動力を分配し、第1ドライブシャフト51には、分配出力軸53を介して分配された駆動力が伝達される。
本実施形態の車両用駆動装置100においては、回転電機20、減速装置30、差動歯車装置40、第1ドライブシャフト51、第2ドライブシャフト52、及び分配出力軸53が、回転電機20のロータ軸27を基準として同軸配置されている。従って、回転電機20のロータ軸27に沿った方向は、車両用駆動装置100の回転軸に沿った方向と等価であり、回転電機20のロータ軸27の径に沿った方向は、車両用駆動装置100の径に沿った方向と等価である。本実施形態では、回転電機20のロータ軸27に沿った方向を回転電機20及び車両用駆動装置100の軸方向Lと称し、回転電機20のロータ軸27の径に沿った方向を回転電機20及び車両用駆動装置100の径方向Rと称する。また、軸方向Lにおいて、減速装置30に対して差動歯車装置40が配置される側を軸方向第1側L1と称し、減速装置30に対して回転電機20が配置される側を軸方向第2側L2と称する。また、径方向Rにおいて、ロータ軸27とは反対の外側を径方向外側R1と称し、ロータ軸27側の内側を径方向内側R2と称する。
また、本実施形態の車両用駆動装置100においては、動力伝達経路の順で、回転電機20、減速装置30、差動歯車装置40の順に並んで配置されている。後述するように、減速装置30は、第1遊星歯車機構31と第2遊星歯車機構32とを有している。これを考慮すると、動力伝達経路の順で、回転電機20、第1遊星歯車機構31、第2遊星歯車機構32、差動歯車装置40が記載の順に並んで配置されている。また、軸方向に沿った配置順においても、回転電機20と減速装置30(第1遊星歯車機構31及び第2遊星歯車機構32)と差動歯車装置40とは、回転電機20、第1遊星歯車機構31、第2遊星歯車機構32、差動歯車装置40の順に並んで配置されている。
ケース10は、回転電機20、減速装置30、及び差動歯車装置40を内部に収容している。ケース10は、二重筒構造の内側ケース部1及び外側ケース部2を備える。内側ケース部1は、径方向視で、内側ケース部1の全ての領域が外側ケース部2と重複するように、外側ケース部2の径方向内側R2に収容されている。二重筒構造の内側ケース部1及び外側ケース部2の径方向内側R2には、主に回転電機20が収容される。
回転電機20は、ロータコア22の内部に永久磁石23を備えたロータ21と、ステータコア25にステータコイル26が巻き回されたステータ24と、ロータコア22に連結されたロータ軸27とを備えた永久磁石型回転電機である。ロータコア22の径方向内側R2で、ロータ軸27がロータコア22に連結され、ロータ21とロータ軸27とが一体的に回転する。尚、本実施形態においては、回転電機20は永久磁石型回転電機であるが、例えば誘導型回転電機など他の方式の回転電機であっても良い。
ロータ軸27は、円筒状に形成されている。ロータ軸27における軸方向Lに沿ってロータコア22よりも軸方向第1側L1に突出した部分は、ロータ軸受61(第1ロータ軸受)を介して、回転可能に支持されている。尚、ロータ軸27における軸方向Lに沿ってロータコア22よりも軸方向第2側L2に突出した部分は、不図示のロータ軸受(第2ロータ軸受)を介して回転可能に支持されている。
即ち、回転電機20は、ステータ24と、ロータ21と、ステータ24及びロータ21を収容するケース10とを備えており、ケース10は、ステータ24が固定された内側ケース部1と、内側ケース部1を収容する外側ケース部2とを備えている。内側ケース部1は、ステータ24の外周面24bに接する内周面11aを有する第1筒状部11と、ステータ24に対して軸方向第1側L1において第1筒状部11から径方向R(ここでは径方向内側R2)へ突出する第1突出部13とを備えている。外側ケース部2は、内側ケース部1の第1筒状部11の外周面11bを覆う筒状の第2筒状部12と、内側ケース部1の第1突出部13に対して軸方向第1側L1において第2筒状部12から径方向R(ここでは径方向内側R2)へ突出する第2突出部14とを備えている。内側ケース部1と外側ケース部2とは、第1突出部13と第2突出部14とが固定部9において互いに固定されることによって連結されている。本実施形態では、第1突出部13と第2突出部14とが、固定部9においてボルト19などの締結部材によって固定されている。
減速装置30は、回転電機20よりも軸方向第1側L1において外側ケース部2の径方向内側R2に形成された内部空間に配置されている。本実施形態においては、減速装置30は、第1遊星歯車機構31と、第2遊星歯車機構32とを含む。尚、第1遊星歯車機構31と第2遊星歯車機構32とが一体的に構成されて、1つの減速装置30が形成されていてもよい。
第1遊星歯車機構31は、第1サンギヤS31と、第1リングギヤR31と、第1キャリヤC31と、複数の第1ピニオンギヤP31とを有するシングルピニオン型の遊星歯車機構である。第1サンギヤS31は、第1遊星歯車機構31の入力要素であり、回転電機20のロータ軸27と一体回転するように連結されている。第1キャリヤC31は、第1遊星歯車機構31の出力要素であり、後述する第2遊星歯車機構32の第2サンギヤS32に連結されている。第1リングギヤR31は、第1遊星歯車機構31の固定要素であり、回転しないようにケース10(第1突出部13)に支持されている。
第1ピニオンギヤP31は、第1サンギヤS31と第1リングギヤR31とに噛み合うように配置され、第1キャリヤC31により回転可能に支持されている。第1ピニオンギヤP31は、第1ピニオンギヤP31の軸心回りに回転(自転)すると共に、第1サンギヤS31の軸心回りに回転(公転)するように構成されている。図示は省略するが、第1ピニオンギヤP31は、第1ピニオンギヤP31の公転軌跡に沿って、互いに間隔を空けて複数設けられている。
第2遊星歯車機構32は、第1遊星歯車機構31に対して軸方向第1側L1に配置、つまり、第1遊星歯車機構31に対して回転電機20側とは反対側に配置されている。第2遊星歯車機構32は、第2サンギヤS32と、第2リングギヤR32と、第2キャリヤC32と、複数の第2ピニオンギヤP32とを有するシングルピニオン型の遊星歯車機構である。
第2サンギヤS32は、第2遊星歯車機構32の入力要素である。上述したように、第2サンギヤS32は、第1遊星歯車機構31の出力要素である第1キャリヤC31に、例えばスプライン係合によって連結されている。或いは、第1キャリヤC31と第2サンギヤS32とが一つの部品で構成されていてもよいし、溶接によって連結されてもよい。
第2リングギヤR32は、第2遊星歯車機構32の固定要素であり、周方向へ回転しないようにケース10に支持されている。第2キャリヤC32は、第2遊星歯車機構32の出力要素である。例えば、第2キャリヤC32は、差動歯車装置40の不図示の差動ケースと一体的に形成されている。
第2ピニオンギヤP32は、第2サンギヤS32と第2リングギヤR32とに噛み合うように配置され、第2キャリヤC32により回転可能に支持されている。第2ピニオンギヤP32は、第2ピニオンギヤP32の軸心回りに回転(自転)すると共に、第2サンギヤS32の軸心回りに回転(公転)するように構成されている。図示は省略するが、第2ピニオンギヤP32は、第2ピニオンギヤP32の公転軌跡に沿って、互いに間隔を空けて複数設けられている。
差動歯車装置40は、減速装置30を介して伝達される回転電機20からの駆動力を第1車輪501と第2車輪502とに分配する。具体的には、差動歯車装置40は、減速装置30を介して伝達される回転電機20からの駆動力を、分配出力軸53に駆動連結された第1ドライブシャフト51と、第2ドライブシャフト52とを介して、それぞれ第1車輪501と第2車輪502とに分配する。例えば、差動歯車装置40は、傘歯車型のギヤ機構を備えた差動歯車装置である。上述したように、差動歯車装置40の差動ケースが、第2遊星歯車機構32の第2キャリヤC32と一体的に形成され、第2キャリヤC32が差動ケースの一部として構成されていると好適である。
上述したように、内側ケース部1と外側ケース部2とは、第1突出部13と第2突出部14とが互いに固定されることによって連結されている。本実施形態のように、第1筒状部11よりも径方向内側R2において、内側ケース部1と外側ケース部2とが固定されていると、第1筒状部11よりも径方向外側R1で、内側ケース部1と外側ケース部2とが固定されている場合に比べて、ステータ24から内側ケース部1を介して外側ケース部2に伝達される振動を減衰させることができる。その結果、外側ケース部2から外部に伝わる音や振動を小さく抑えることができる。
また、本実施形態では、第1突出部13は、第1筒状部11と一体的に形成されており、第2突出部14は、第2筒状部12と一体的に形成されている。第1突出部13と第1筒状部11とが別体で形成されて連結されている場合に比べて、内側ケース部1の剛性が高くなる。後述するように、本実施形態では、第1突出部13に凹溝7を設けることによって、第1突出部13と第2突出部14との接合部分における剛性を変えている。内側ケース部1の剛性を高くして、個体差を少なくすることで、凹溝7による剛性の調整精度を高くすることができる。
また、第1突出部13と第2突出部14とは、軸方向Lに当接した状態で固定されている。これにより、内側ケース部1と外側ケース部2とを適切に位置決めした状態で互いに固定することができる。尚、このような形態に限らず、第1突出部13が第1筒状部11と別体で形成され、第2突出部14が第2筒状部12と別体で形成されることを妨げるものではない。また、第1突出部13と第2突出部14とが、径方向Rに当接した状態で固定されていることを妨げるものでもない。
さらに、本実施形態では、第1突出部13は、ロータ21に対して軸方向第1側L1において、ロータ21を回転可能に支持するロータ軸受61を支持している。つまり、第1突出部13は、第2突出部14と固定されて、外側ケース部2とステータ24が固定された内側ケース部1とを固定すると共に、ロータコア22よりも軸方向第1側L1においてロータ軸受61を介してロータ軸27を回転可能に支持している。内側ケース部1と外側ケース部2とを固定する第1突出部13によりロータ21も支持することができるので、回転電機20及び車両用駆動装置100の構造を簡素化することができる。
内側ケース部1の第1筒状部11の外周面11bには、第2筒状部12の内周面12aに当接する部分と第2筒状部12の内周面12aから離間する部分とを有するように、溝部15が形成されている。これにより、第1筒状部11と第2筒状部12との間には、冷媒が流通する冷媒流路16が形成される。溝部15は、第1筒状部11の外周面11bにおいて螺旋状に連続するように形成されていても良いし、それぞれ独立した溝として形成されていても良い。また、このような溝部15ではなく、第1筒状部11の外周面11bに径方向内側R2に凹んだ凹部が周方向に亘って形成されて、1つの大きな冷媒流路16が形成される形態であってもよい。
上述したように、ステータ24は、その外周面24bが第1筒状部11の外周面11bに当接するように、内側ケース部1に固定されている。本実施形態では、第1筒状部11の内周面11aに、ステータ24の外周面24bが嵌合している。ステータ24と内側ケース部1とが密着するので、第1筒状部11と第2筒状部12との間に形成された冷媒流路16との熱交換の効率が高くなり、ステータ24を効率的に冷却することができる。
ところで、本実施形態では、第1突出部13は、周方向Cの全周に亘って周壁状に形成され、第2突出部14は、周方向Cの全周に亘ってフランジ状に形成されている。ここで、第1突出部13が周方向Cに途切れなく連続した周壁部であり、第2突出部14が周方向Cに途切れなく連続したフランジ部である場合、第1突出部13と第2突出部14とは、周方向Cの全域にわたって途切れなく一体的に接合される。このため、この一体化された接合部分を介して伝達される振動により、ケースが、ステータ24において生じた振動或いはその高調波成分と共振し、大きなノイズを発生させる可能性がある。
そこで、本実施形態においては、第1突出部13及び第2突出部14の少なくとも一方における周方向Cの複数箇所に、軸方向Lに窪む凹溝7が形成され、第1突出部13と第2突出部14と接合部分における剛性を低下させている。図3は、軸方向第1側L1から軸方向第2側L2の方向に向かって内側ケース部1を見た軸方向視の平面図を示している。符号9aは、上述した固定部9に設けられ、ボルト19が締結されるボルト孔9aである。図3は、内側ケース部1の第1突出部13の軸方向第1側端面11cにおいて、周方向Cの複数箇所に軸方向Lに窪む凹溝7が形成されている形態を例示している。
図1に示すように、本実施形態では、内側ケース部1の第1突出部13と、外側ケース部2の第2突出部14とが軸方向Lに対向して接合されている。そして、凹溝7は、第1突出部13と第2突出部14とが互いに固定された状態で対向して接合される接合部分、すなわち、第1突出部13の軸方向第1側端面11cと第2突出部14の軸方向第2側端面12cとの少なくとも一方に形成されている。従って、この凹溝7により、内側ケース部1の第1突出部13の軸方向第1側端面11cと、外側ケース部2の第2突出部14の軸方向第2側端面12cとの間に、隙間が形成される。つまり、凹溝7を設けることで、第1突出部13と第2突出部14とは周方向Cの全域にわたって途切れなく一体的に接合されるのではなく、周方向Cに断続的に接合されることになる。これにより、第1突出部13と第2突出部14との接合部分の剛性を変化させ、当該接合部分を介した振動の伝達の程度を変化させることで、外側ケース部2の特に第2筒状部12が、ステータ24において生じた振動或いはその高調波成分と共振する可能性を低減させることができる。
上述したように、第1突出部13と第2突出部14とは、固定部9においてボルト19等の締結部材によって固定される。この固定部9は、周方向Cの複数個所に設けられている。図3に示すように、凹溝7は、複数の固定部9のそれぞれに対して、周方向Cの両側に配置されている。つまり、凹溝7は、複数の固定部9のそれぞれに対して一対設けられている。具体的には、複数の固定部9のそれぞれに対して、周方向Cの一方側である周方向第1側C1に第1凹溝71が配置され、周方向Cの他方側である周方向第2側C2に第2凹溝72が配置されている。
本実施形態では、固定部9と第1凹溝71との周方向Cの距離(第1距離D1)と、固定部9と第2凹溝72との周方向Cの距離(第2距離D2)とが等しい。尚、第1距離D1及び第2距離D2は、周方向Cに沿った距離である。第1凹溝71及び第2凹溝72がロータ軸27の中心を基準とした円の半径に沿って放射状に形成されている場合には、ロータ軸27の中心と固定部9とを結ぶ半径を基準として、第1凹溝71及び第2凹溝72が同じ角度、離間することになる。第1凹溝71と第2凹溝72とがこのように配置されると、凹溝7を形成する際の加工や精度管理が容易となる。
上述したように、固定部9において、第1突出部13と第2突出部14とが固定され、一体化される。周方向Cにおいて固定部9を挟んで一対の凹溝7を配置することで、第1突出部13と第2突出部14との一体化された接合部分を固定部9ごとに分離することができる。即ち、第1突出部13の軸方向第1側端面11cは、凹溝7によって、固定部9を含む第1端面部11dと、固定部9を含まない第2端面部11eとに分割される。第1端面部11dは、ボルト19等の締結部材によって第2突出部14の軸方向第2側端面12cと圧接される。一方、第2端面部11eは、第2突出部14の軸方向第2側端面12cと当接するが、ボルト19によって固定されてはいないため、第1端面部11dに比べて弱い圧力で当接されることになる。このように、第1突出部13と第2突出部14との当接圧が、周方向Cの位置に応じて異なるため、第1突出部13と第2突出部14との接合部分よりも第2突出部14(外側ケース部2)側がステータ24と一体的に振動することが抑制される。これにより、第1突出部13と第2突出部14との接合部分を介した振動の伝達の程度を変化させることができる。
また、図3に示すように、本実施形態では、第1端面部11dと第2端面部11eとの周方向Cに沿った長さ(角度)が異なる。このため、第1端面部11dの共振点と、第2端面部11eの共振点とは異なる。従って、これによっても、第1突出部13と第2突出部14との接合部分を介した振動の伝達の程度を変化させ、外側ケース部2がステータ24と共振することが抑制される。尚、上述したように、凹溝7を設けることによって、第1突出部13と第2突出部14との接合部分の剛性を変化させ、外側ケース部2がステータ24と共振することが抑制される。従って、第1端面部11dと第2端面部11eとの周方向Cに沿った長さ(角度)が同一であることを妨げるものではない。
尚、凹溝7は、ステータ24の固有振動数に応じて形成されると好適である。例えば、固定部9と第1凹溝71との周方向Cの距離(第1距離D1)と、固定部9と第2凹溝72との周方向Cの距離(第2距離D2)とは、ステータ24の固有振動数に応じて設定されていると好適である。また、例えば、それぞれの凹溝7の周方向Cの幅7w(図3参照)、それぞれの凹溝7の軸方向Lの深さ7d(図1参照)、前記凹溝7の数、及び、複数の凹溝7の周方向Cの配置間隔7p(図3参照)も、ステータ24の固有振動数に応じて設定されていると好適である。
尚、凹溝7の配置間隔7pは、第1筒状部11の径方向Rに沿った、凹溝7の中心線を基準として周方向Cに沿った長さ(或いは角度)である。つまり、配置間隔7pは、凹溝7の周方向Cの幅7wには依存しない、周方向Cに沿った凹溝7のピッチ(繰り返し周期)を表す。凹溝7が、周方向Cにおいて固定部9を挟んで配置される場合、配置間隔7pは、当該固定部9を挟んで配置される一対の凹溝7の間の間隔(固定部9を挟んだ第1凹溝71と第2凹溝72との間隔)である第1配置間隔7p1と、周方向Cにおいて隣接する一対の凹溝7と一対の凹溝7との間の間隔(固定部9を挟まない第1凹溝71と第2凹溝72との間隔)である第2配置間隔7p2とを含む。また、配置間隔7pは、第1配置間隔7p1及び第2配置間隔7p2を含む第3配置間隔7p3(周方向Cにおける第1凹溝71同士、或いは第2凹溝72同士の間隔)も含む。
ステータ24の振動と、ケース10との共振点は、ステータ24の電気的仕様や機械的仕様に応じた固有振動数によって異なる場合がある。上述したように、ステータ24の固有振動数に応じて凹溝7を形成することで、ステータ24を収容していると共に当該ステータ24が固定されているケース10が、ステータ24の振動に共振することを効率良く抑制することができる。
凹溝7は、後加工によって形成することができ、その配置位置や形状等は容易に変更可能である。従って、回転電機20に応じて容易にチューニングが可能である。例えば、回転電機20の機種や使用目的等に応じて、それぞれの凹溝7の周方向Cの幅7w(図3参照)、それぞれの凹溝7の軸方向Lの深さ7d(図1参照)、前記凹溝7の数、及び、複数の凹溝7の周方向Cの配置間隔7p(図3参照)等を調整することで、それぞれの回転電機20に応じて、ケース10がステータ24の振動に共振することを適切に抑制することができる。
〔その他の実施形態〕
以下、その他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
以下、その他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
(1)上記においては、第1筒状部11の第1突出部13が、第2筒状部12の第2突出部14よりも径方向内側R2まで延在し、第1突出部13が、ロータ21に対して軸方向第1側L1において、ロータ21を回転可能に支持するロータ軸受61を支持している構造を例示して説明した。しかし、図4に例示するように、第2筒状部12の第2突出部14が、第1筒状部11の第1突出部13よりも径方向内側R2まで延在し、第2突出部14が、ロータ21に対して軸方向第1側L1において、ロータ軸受61を支持していてもよい。
(2)上記においては、内側ケース部1と外側ケース部2との間、つまり、第1筒状部11と第2筒状部12との間に、冷媒流路16が形成されている形態を例示した。しかし、ケース10が、内側ケース部1と外側ケース部2とによって構成される場合であっても、内側ケース部1と外側ケース部2との間(第1筒状部11と第2筒状部12との間)に、冷媒流路16が形成されていなくてもよい。
(3)上記においては、凹溝7が第1突出部13に形成されている形態を例示した。しかし、図示は省略するが、凹溝7は、第2突出部14に形成されていてもよい。また、同様に図示は省略するが、凹溝7は、第1突出部13及び第2突出部14の双方に形成されていてもよい。この場合、第1突出部13に形成される凹溝7と、第2突出部14に形成される凹溝7とが周方向Cにおける同じ位置に形成されて、第1突出部13と第2突出部14とが当接して固定された際に、一対の凹溝7が軸方向Lに対向する形態であってもよいし、周方向Cにおいて異なる位置に形成されて、第1突出部13と第2突出部14とが当接して固定された際に、一対の凹溝7が軸方向Lに対向しない形態であってもよい。
(4)上記においては、内側ケース部1の第1突出部13と、外側ケース部2の第2突出部14とが軸方向Lに対向して接合され、第1突出部13及び第2突出部14の少なくとも一方における周方向Cの複数箇所に、軸方向Lに窪む凹溝7が形成されている構成を例として説明した。しかし、これには限定されず、例えば、内側ケース部1の第1突出部13と、外側ケース部2の第2突出部14とが径方向Rに対向して接合される構成であってもよい。この場合、第1突出部13及び第2突出部14の少なくとも一方における周方向Cの複数箇所に、径方向Rに窪む凹溝7が形成されていると好適である。また、この凹溝7は、第1突出部13と第2突出部14とが互いに固定された状態で径方向Rに対向して接合される接合部分、すなわち、第1突出部13と第2突出部14とが対向する内周面及び外周面の少なくとも一方に形成されると好適である。このように、凹溝7は、第1突出部13と第2突出部14とが互いに固定された状態で対向して接合される接合部分に少なくとも形成されていると好適である。但し、このような接合部分以外の部分に凹溝7が形成されていてもよい。
(5)上記においては、第1突出部13が第1筒状部11から径方向内側R2に突出し、第2突出部14が第2筒状部12から径方向内側R2に突出する形態を例示した。しかし、図示は省略するが、第1突出部13が第1筒状部11から径方向外側R1に突出し、第2突出部14が第2筒状部12から径方向外側R1に突出するように構成されていてもよい。
〔実施形態の概要〕
以下、上記において説明した回転電機(20)の概要について簡単に説明する。
以下、上記において説明した回転電機(20)の概要について簡単に説明する。
回転電機(20)は、1つの態様として、ステータ(24)と、ロータ(21)と、前記ステータ(24)及び前記ロータ(21)を収容するケース(10)と、を備え、前記ケース(10)は、前記ステータ(24)が固定された内側ケース部(1)と、前記内側ケース部(1)を収容する外側ケース部(2)と、を備え、前記内側ケース部(1)は、前記ステータ(24)の外周面(24b)に接する内周面(11a)を有する第1筒状部(11)と、前記ステータ(24)に対して軸方向(L)の一方側である軸方向第1側(L1)において前記第1筒状部(11)から径方向(R)へ突出する第1突出部(13)と、を備え、前記外側ケース部(2)は、前記第1筒状部(11)の外周面(11b)を覆う筒状の第2筒状部(12)と、前記第1突出部(13)に対して前記軸方向第1側(L1)において前記第2筒状部(12)から径方向(R)へ突出する第2突出部(14)と、を備え、前記第1突出部(13)と前記第2突出部(14)とが互いに固定され、前記第1突出部(13)及び前記第2突出部(14)の少なくとも一方における周方向(C)の複数箇所に、前記軸方向(L)及び前記径方向(R)の少なくとも一方に窪む凹溝(7)が形成されている。
第1突出部(13)が周方向(C)に連続し、第2突出部(14)が周方向(C)に連続しており、第1突出部(13)と第2突出部(14)とが固定された場合には、第1突出部(13)と第2突出部(14)とが周方向(C)の全域にわたって途切れなく接合されることになる。そして、この接合部分を介して伝達される振動により、ケース(10)が、ステータ(24)において生じた振動或いはその高調波成分と共振し、ノイズが大きくなる可能性がある。しかし、本構成によれば、凹溝(7)が形成されることによって、第1突出部(13)と第2突出部(14)とが、周方向(C)の全周にわたって途切れなく接合されるのではなく、周方向(C)に断続的に接合されることになる。これにより、第1突出部(13)と第2突出部(14)との接合部分を介した振動の伝達の程度を変化させ、ケース(10)がステータ(24)において生じた振動或いはその高調波成分と共振する可能性を低減させることができる。凹溝(7)は、後加工によって第1突出部(13)及び第2突出部(14)の一方又は双方に形成することができ、その配置位置は容易に変更可能である。従って、回転電機(20)の特性に応じて容易にチューニングが可能である。このように本構成によれば、ステータ(24)を収容するケース(10)が、ステータ(24)の振動に共振することを抑制することができる。
ここで、前記第1筒状部(11)と前記第2筒状部(12)との間に、冷媒流路(16)が形成されていると好適である。
回転電機(20)が収容されるケース(10)を内側ケース部(1)と外側ケース部(2)とによって構成することで、内側ケース部(1)と外側ケース部(2)との間、つまり、第1筒状部(11)と第2筒状部(12)との間に、冷媒流路(16)を形成し易い。本構成によれば、回転電機(20)に対する高い冷却効率を確保しつつ、ケース(10)の振動や音を抑制することができる。
また、前記第1突出部(13)と前記第2突出部(14)との固定は、前記周方向(C)の複数個所に設けられた固定部(9)により行われ、複数の前記固定部(9)のそれぞれに対して、前記周方向(C)の一方側である周方向第1側(C1)に第1凹溝(71)が配置され、前記周方向(C)の他方側である周方向第2側(C2)に第2凹溝(72)が配置されていると好適である。
固定部(9)において、第1突出部(13)と第2突出部(14)とが固定され、一体化される。周方向(C)において固定部(9)を挟んで一対の凹溝(7)を配置することで、第1突出部(13)と第2突出部(14)との一体化された接合部分を固定部(9)ごとに分離することができる。
上記のように前記第1凹溝(71)と前記第2凹溝(72)とが配置される場合、前記固定部(9)と前記第1凹溝(71)との前記周方向(C)の距離(D1)と、前記固定部(9)と前記第2凹溝(72)との前記周方向(C)の距離(D2)とが等しいと好適である。
第1凹溝(71)と第2凹溝(72)とがこのように配置されると、凹溝(7)を形成する際の加工や精度管理が容易となる。
上記のように前記第1凹溝(71)と前記第2凹溝(72)とが配置される場合、前記固定部(9)と前記第1凹溝(71)との前記周方向(C)の距離(D1)と、前記固定部(9)と前記第2凹溝(72)との前記周方向(C)の距離(D2)とは、前記ステータ(24)の固有振動数に応じて設定されていると好適である。
ステータ(24)の振動と、ケース(10)との共振点は、ステータ(24)の電気的仕様や機械的仕様に応じた固有振動数によって異なる場合がある。この構成によれば、ステータ(24)の固有振動数に応じて適切に凹溝(7)を形成することができるので、ステータ(24)を収容して固定するケース(10)が、ステータ(24)の振動に共振することを効率良く抑制することができる。
また、それぞれの前記凹溝(7)の前記周方向(C)の幅(7w)、それぞれの前記凹溝(7)の前記軸方向(L)の深さ(7d)、前記凹溝(7)の数、及び、複数の前記凹溝(7)の前記周方向(C)の配置間隔(7p)は、前記ステータ(24)の固有振動数に応じて設定されていると好適である。
ステータ(24)の振動と、ケース(10)との共振点は、ステータ(24)の電気的仕様や機械的仕様に応じた固有振動数によって異なる場合がある。この構成によれば、ステータ(24)の固有振動数に応じて適切に凹溝(7)を形成することができるので、ステータ(24)を収容して固定するケース(10)が、ステータ(24)の振動に共振することを効率良く抑制することができる。
ここで、前記第1筒状部(11)の内周面(11a)に、前記ステータ(24)の外周面(24b)が嵌合していると好適である。
この構成によれば、第1筒状部(11)の内周面(11a)に、ステータ(24)の外周面(24b)が密着するため、冷媒流路(16)を利用したステータ(24)の冷却効率を高く確保できる。一方、ステータ(24)から第1筒状部(11)には、振動が伝達され易くなるが、上述したように共振の発生が抑制されるので、高い冷却効率を確保しつつ、振動や音を抑制することができる。
また、前記第1突出部(13)は、前記第1筒状部(11)と一体的に形成されていると好適である。
この構成によれば、第1突出部(13)と第1筒状部(11)とが別体で形成されて連結されている場合に比べて、内側ケース部(1)の剛性が高くなる。第1突出部(13)と第1筒状部(11)とが別体で形成されていると、第1突出部(13)と第1筒状部(11)との接合強度に応じて、共振点が変化する可能性がある。本構成のように、第1突出部(13)と第1筒状部(11)とが一体的に形成されていると、共振点が変化しないため、適切に凹溝(7)を配置することができる。
また、前記第1突出部(13)と前記第2突出部(14)とが前記軸方向(L)に当接した状態で固定されていると好適である。
この構成によれば、内側ケース部(1)と外側ケース部(2)とを適切に位置決めした状態で互いに固定することができる。
また、前記第1突出部(13)又は前記第2突出部(14)は、前記ロータ(21)に対して前記軸方向第1側(L1)において、前記ロータ(21)を回転可能に支持するロータ軸受(61)を支持していると好適である。
この構成によれば、内側ケース部(1)と外側ケース部(2)とを固定する第1突出部(13)又は第2突出部(14)によりロータ(21)も支持することができるので、回転電機(20)の構造を簡素化することができる。
1 :内側ケース部
2 :外側ケース部
7 :凹溝
7d :凹溝の軸方向の深さ
7p :配置間隔
7p1 :第1配置間隔(配置間隔)
7p2 :第2配置間隔(配置間隔)
7p3 :第3配置間隔(配置間隔)
7w :凹溝の周方向の幅
9 :固定部
10 :ケース
11 :第1筒状部
11a :内周面
11b :外周面
12 :第2筒状部
12a :内周面
13 :第1突出部
14 :第2突出部
16 :冷媒流路
20 :回転電機
21 :ロータ
24 :ステータ
24b :外周面
27 :ロータ軸
61 :ロータ軸受
71 :第1凹溝
72 :第2凹溝
C :周方向
C1 :周方向第1側
C2 :周方向第2側
L :軸方向
L1 :軸方向第1側
R :径方向
2 :外側ケース部
7 :凹溝
7d :凹溝の軸方向の深さ
7p :配置間隔
7p1 :第1配置間隔(配置間隔)
7p2 :第2配置間隔(配置間隔)
7p3 :第3配置間隔(配置間隔)
7w :凹溝の周方向の幅
9 :固定部
10 :ケース
11 :第1筒状部
11a :内周面
11b :外周面
12 :第2筒状部
12a :内周面
13 :第1突出部
14 :第2突出部
16 :冷媒流路
20 :回転電機
21 :ロータ
24 :ステータ
24b :外周面
27 :ロータ軸
61 :ロータ軸受
71 :第1凹溝
72 :第2凹溝
C :周方向
C1 :周方向第1側
C2 :周方向第2側
L :軸方向
L1 :軸方向第1側
R :径方向
Claims (10)
- ステータと、ロータと、前記ステータ及び前記ロータを収容するケースと、を備え、
前記ケースは、前記ステータが固定された内側ケース部と、前記内側ケース部を収容する外側ケース部と、を備え、
前記内側ケース部は、前記ステータの外周面に接する内周面を有する第1筒状部と、前記ステータに対して軸方向の一方側である軸方向第1側において前記第1筒状部から径方向へ突出する第1突出部と、を備え、
前記外側ケース部は、前記第1筒状部の外周面を覆う筒状の第2筒状部と、前記第1突出部に対して前記軸方向第1側において前記第2筒状部から径方向へ突出する第2突出部と、を備え、
前記第1突出部と前記第2突出部とが互いに固定され、
前記第1突出部及び前記第2突出部の少なくとも一方における周方向の複数箇所に、前記軸方向及び前記径方向の少なくとも一方に窪む凹溝が形成されている、回転電機。 - 前記第1筒状部と前記第2筒状部との間に、冷媒流路が形成されている、請求項1に記載の回転電機。
- 前記第1突出部と前記第2突出部との固定は、前記周方向の複数個所に設けられた固定部により行われ、
複数の前記固定部のそれぞれに対して、前記周方向の一方側である周方向第1側に第1凹溝が配置され、前記周方向の他方側である周方向第2側に第2凹溝が配置されている、請求項1又は2に記載の回転電機。 - 前記固定部と前記第1凹溝との前記周方向の距離と、前記固定部と前記第2凹溝との前記周方向の距離とが等しい、請求項3に記載の回転電機。
- 前記固定部と前記第1凹溝との前記周方向の距離と、前記固定部と前記第2凹溝との前記周方向の距離とは、前記ステータの固有振動数に応じて設定されている、請求項3又は4に記載の回転電機。
- それぞれの前記凹溝の前記周方向の幅、それぞれの前記凹溝の前記軸方向の深さ、前記凹溝の数、及び、複数の前記凹溝の前記周方向の配置間隔は、前記ステータの固有振動数に応じて設定されている、請求項1から5の何れか一項に記載の回転電機。
- 前記第1筒状部の内周面に、前記ステータの外周面が嵌合している、請求項1から6の何れか一項に記載の回転電機。
- 前記第1突出部は、前記第1筒状部と一体的に形成されている、請求項1から7の何れか一項に記載の回転電機。
- 前記第1突出部と前記第2突出部とが前記軸方向に当接した状態で固定されている、請求項1から8の何れか一項に記載の回転電機。
- 前記第1突出部又は前記第2突出部は、前記ロータに対して前記軸方向第1側において、前記ロータを回転可能に支持するロータ軸受を支持している、請求項1から9の何れか一項に記載の回転電機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019063168A JP2020167751A (ja) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019063168A JP2020167751A (ja) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 回転電機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020167751A true JP2020167751A (ja) | 2020-10-08 |
Family
ID=72717483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2019063168A Pending JP2020167751A (ja) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 回転電機 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2020167751A (ja) |
-
2019
- 2019-03-28 JP JP2019063168A patent/JP2020167751A/ja active Pending
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