JP6190905B1 - 回転電機及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】固定子と回転子との間のエアギャップの軸方向第一側に側方プレートが配置される場合でも、エアギャップの周方向の偏りを低減させることができる回転電機及びその製造方法を提供する。【解決手段】固定子１１と、固定子１１の径方向内側にエアギャップＧを空けて配置された回転子１と、回転子１の軸方向第一側Ｘ１に配置され、回転子１に固定された円盤状の側方プレート３０と、を備え、側方プレート３０は、エアギャップＧの径方向位置よりも径方向外側まで延在している共に、エアギャップＧと軸方向Ｘに見て重複する位置に貫通孔３３を有している回転電機１０。【選択図】図１

Description

本発明は、固定子、回転子、及び回転子に固定された側方プレートを備えた回転電機、及びその製造方法に関するものである。

上記のような回転電機に関連して、例えば、下記の特許文献１及び特許文献２に記載された技術が既に知られている。特許文献１の技術では、回転子１１の軸方向の第二側が内燃機関のクランクシャフト１３に連結され、回転子１１の軸方向の第一側が、回転子１１に固定されたドライブプレート１４を介して変速機の入力軸端面板１８に連結されている。同軸上に配置された内燃機関及びハイブリッド車両用電動機１０の一方又は双方の駆動力が、変速機を介して車輪に伝達される。特許文献１の技術では、回転子１１の軸方向の第一側に固定されたドライブプレート１４は、回転子１１と固定子１２との間のエアギャップの径方向位置よりも径方向外側まで延在している。

特許文献２の技術では、回転子２１の軸方向の第一側にフライホイール７が固定されている。フライホイール７は、エアギャップの径方向位置よりも径方向外側まで延在している。なお、特許文献２の技術では、回転電機が、内燃機関と変速機との間に配置されている。

特開２００４−２４２４９４号公報 特開２００２−１６５４２０号公報

ところで、車両の内燃機関と変速機との間に、固定子及び回転子を組み付ける際に、周方向の各部のエアギャップに偏りが生じると、回転電機の磁気アンバランスが大きくなり、回転電機の振動、電磁音、性能ばらつき等が増加するおそれがある。また、車両の振動、車両用駆動装置の熱変形等により、固定子と回転子とが接触し易くなる。しかしながら、特許文献１及び特許文献２のように、エアギャップの軸方向の第一側にドライブプレート、フライホイールが配置されていると、固定子及び回転子を組み付ける際に、エアギャップの確認、調整を行うことが困難になる。そのため、車両用駆動装置の組み立て後、回転電機を回転させた場合に、異音が生じて初めて不具合を確認することができ、車両用駆動装置の分解、再組み立てを行う必要があった。

そこで、固定子と回転子との間のエアギャップの軸方向第一側に側方プレートが配置される場合でも、エアギャップの周方向の偏りを低減させることができる回転電機及びその製造方法が望まれる。

本発明に係る回転電機は、円筒状の固定子と、前記固定子の径方向内側にエアギャップを空けて配置された円筒状の回転子と、前記回転子の軸方向の一方側である軸方向第一側に配置され、前記回転子に固定された円盤状の側方プレートと、を備え、前記側方プレートは、前記エアギャップの径方向位置よりも径方向外側まで延在している共に、前記エアギャップと軸方向に見て重複する位置に貫通孔を有し、前記貫通孔は、前記回転子の磁極数と前記固定子のティース数との公約数の内の、３以上になる公約数だけ設けられると共に、周方向に均等角度間隔に配置され、前記回転子は、それぞれの磁極位置に対応する外周面の周方向の部分に、径方向外側に突出した磁極突部を設け、前記貫通孔の全ては、前記磁極突部の径方向外側の前記エアギャップの部分と軸方向に見て重複する位置に配置されているものである。

また、上記のように構成された、本発明に係る回転電機の製造方法は、軸方向に見て前記貫通孔と重複する前記エアギャップの部分に、当該エアギャップの調整用の隙間調整部材を挟み込んだ状態の前記固定子、前記回転子及び前記側方プレートを用意する部品用意工程と、前記部品用意工程により用意された前記固定子及び前記回転子を支持機構に固定して、前記固定子及び前記回転子を相互に位置決めする支持機構固定工程と、前記支持機構固定工程の後、前記隙間調整部材を、前記貫通孔を通って前記軸方向第一側に抜き取る抜取り工程と、を実行し、前記貫通孔は、前記回転子の磁極数と前記固定子のティース数との公約数の内の、３以上になる公約数だけ設けられると共に、周方向に均等角度間隔に配置され、前記回転子は、それぞれの磁極位置に対応する外周面の周方向の部分に、径方向外側に突出した磁極突部を設け、前記貫通孔の全ては、前記磁極突部の径方向外側の前記エアギャップの部分と軸方向に見て重複する位置に配置されているものである。

本発明に係る回転電機によれば、側方プレートの軸方向第一側から、貫通孔を通してエアギャップを確認し、調整することができる。よって、エアギャップの周方向の偏りを低減することができる。また、本発明に係る回転電機の製造方法によれば、予めエアギャップに隙間調整部材を挟み込み、エアギャップの偏りを低減した状態の固定子及び回転子を、支持機構に固定し、固定後、隙間調整部材を、貫通孔を通って抜き取る製造方法により、効率的にエアギャップの周方向の偏りを低減することができる。

本発明の実施の形態１に係る、支持機構に固定され、連結部材が固定されていない状態の回転電機の縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る、支持機構に固定され、連結部材が固定されている状態の回転電機の縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る固定子及び回転子の横断面図である。 本発明の実施の形態１に係る側方プレートの平面図である。 本発明の実施の形態１に係る図１の状態の回転電機の平面図である。 本発明の実施の形態１に係る固定子及び回転子の要部横断面図である。 本発明の実施の形態２に係る側方プレートの平面図である。 本発明の実施の形態２に係る回転電機の平面図である。 本発明の実施の形態３に係る回転電機の製造方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る部品用意工程で用意された回転電機の縦断面図である。 本発明の実施の形態３に係る部品用意工程で用意された回転電機の要部横断面図である。 本発明の実施の形態３に係る隙間調整部材の平面図である。 本発明の実施の形態３に係る支持機構固定工程を説明するための回転電機及び支持機構の縦断面図である。 本発明の実施の形態３に係る支持機構固定工程により固定された回転電機及び支持機構の縦断面図である。 本発明の実施の形態３に係る取る抜取り工程を説明するための回転電機及び支持機構の縦断面図である。 本発明の実施の形態３に係る連結部材固定工程を説明するための回転電機、支持機構、及び連結部材の縦断面図である。

１．実施の形態１
実施の形態１に係る回転電機１０について図面を参照して説明する。回転電機１０は、回転子１及び固定子１１を備えている。回転子１の回転軸心Ｃに平行な方向を軸方向Ｘと定義する。軸方向Ｘの一方側を軸方向第一側Ｘ１とし、軸方向Ｘの他方側であり、軸方向第一側Ｘ１とは反対側を軸方向第二側Ｘ２と定義する。周方向、径方向は、回転子１の回転軸心Ｃについての周方向、径方向であるものとする。

図１は、固定子１１及び回転子１が支持機構５１に固定されているが、連結部材４０が側方プレート３０に固定されていない状態の回転電機１０を示す、回転軸心Ｃを通る平面で切断した断面図である。図２は、固定子１１及び回転子１が支持機構５１に固定され、連結部材４０が側方プレート３０に固定された状態の回転電機１０を示す、回転軸心Ｃを通る平面で切断した断面図である。図３は、固定子１１及び回転子１を回転軸心Ｃに垂直な平面で切断した断面図である。図４は、側方プレート３０を軸方向第一側Ｘ１から軸方向第二側Ｘ２に見た平面図である。図５は、図１の状態で、回転電機１０を軸方向第一側Ｘ１から軸方向第二側Ｘ２に見た平面図である。

回転電機１０は、円筒状の固定子１１と、固定子１１の径方向内側にエアギャップＧを空けて配置された円筒状の回転子１と、を備えている。エアギャップＧは、円筒状の隙間とされている。本実施の形態では、回転電機１０は、永久磁石同期型の回転電機とされており、固定子１１には巻線１２が巻装され、回転子１には永久磁石２が設けられている。

固定子１１及び回転子１は、支持機構５１により相互に位置決めされる。固定子１１及び回転子１が支持機構５１により相互に位置決めされている状態で、エアギャップＧの軸方向第二側Ｘ２が、第二側配置部材９により覆われている。本実施の形態では、図２に示すように、回転電機１０は、車輪の駆動力源として、車両用駆動装置５６に組み付けられる。回転電機１０の軸方向第二側Ｘ２に内燃機関５３が配置され、回転子１は、内燃機関５３のクランクシャフト２０に固定されて支持される。固定子１１は、ケース部材２５に固定されて支持される。エアギャップＧの軸方向第二側Ｘ２が、第二側配置部材９としてのケース部材２５又は内燃機関５３（本例では、ケース部材２５の側壁２９）により覆われている。また、回転電機１０の軸方向第一側Ｘ１に、車輪に駆動力を伝達する動力伝達機構５７が配置され、側方プレート３０に固定される連結部材４０は、動力伝達機構５７の入力部材とされている。

＜固定子１１＞
固定子１１は、電磁鋼板が軸方向Ｘに積層された円筒状の固定子鉄心１３を備えている。図３に示すように、固定子鉄心１３には、周方向に均等間隔に配置され、径方向内側に突出する複数のティース１７（本例では２４個）を有している。各ティース１７は、径方向内側及び軸方向Ｘに延びた直方体状に形成されている。周方向に隣り合うティース１７の間の空間は、巻線１２が挿入されるスロットとされている。本実施の形態では、巻線方式は、集中巻とされており、各ティース１７に１つの巻線１２が巻装されている。なお、巻線方式は、分布巻とされてもよい。固定子１１は、固定子鉄心１３から軸方向Ｘの両側に突出した巻線１２の部分であるコイルエンド部１２ａを備えている（図１参照）。

本実施の形態では、固定子鉄心１３は、各スロットの位置で周方向に分割されている（図６参照）。回転電機１０は、固定子鉄心１３を径方向外側から保持する円筒状の外側支持筒状部１５を有する固定子フレーム１４を備えている。固定子鉄心１３の外周面が、外側支持筒状部１５の内周面に嵌合され、固定されている。本例では、固定子フレーム１４は鉄製とされ、固定子鉄心１３は固定子フレーム１４に圧入されている。図１に示すように、固定子フレーム１４は、支持機構５１（本例では、ケース部材２５）に固定される固定子固定部１６を有している。固定子固定部１６は、外側支持筒状部１５の軸方向第一側Ｘ１の端部から径方向外側に延びる円環板状に形成されている。固定子固定部１６には、軸方向Ｘに貫通する複数のボルト貫通孔１９が周方向に分散して設けられている。

ケース部材２５は、固定子１１を固定する固定筒状部２７を備えている。固定筒状部２７の円筒状の内周面に、固定子フレーム１４の外側支持筒状部１５の外周面が嵌合される。固定筒状部２７の軸方向第一側Ｘ１の円環平面状の端面に、固定子フレーム１４の固定子固定部１６の軸方向第二側Ｘ２の端面が当接する。固定筒状部２７の軸方向第一側Ｘ１の端部には、ボルト貫通孔１９に対応する位置に軸方向第一側Ｘ１に開口するボルト穴２８が設けられている。ボルト２６が、軸方向第一側Ｘ１からボルト貫通孔１９に挿入され、ボルト穴２８に螺合されている。ボルト２６によって、固定子１１がケース部材２５に固定されている。ケース部材２５の軸方向第二側Ｘ２の端部は、内燃機関５３のエンジンブロックに固定される。ケース部材２５の軸方向第一側Ｘ１の端部は、動力伝達機構５７を収容するケース部材に固定される。

ケース部材２５は、固定筒状部２７の軸方向第二側Ｘ２の端部から径方向内側に延出している円環板状の側壁２９を有している。側壁２９は、回転電機１０の軸方向第二側Ｘ２に配置され、エアギャップＧの軸方向第二側Ｘ２を覆っており、第二側配置部材９とされている。側壁２９の径方向内側をクランクシャフト２０が軸方向Ｘに貫通している。側壁２９の径方向内側端部が軸受を介してクランクシャフト２０を支持するように構成されてもよい。

＜回転子１＞
回転子１は、円環状の電磁鋼板が軸方向Ｘに積層された円筒状の回転子鉄心１８を備えている。図３に示すように、回転子鉄心１８には、周方向に分散して配置された、複数の永久磁石２（本例では１６個）が設けられている。各永久磁石２は、Ｎ極又はＳ極の磁極が周方向に互い違いに回転子１の外周部に形成されるように配置されている。本実施の形態では、各磁極は、１つの永久磁石２により構成されており、各永久磁石２は、Ｎ極又はＳ極が周方向に互い違いに径方向外側を向く向きで、周方向に均等間隔で配置されている。なお、各磁極は、複数の永久磁石２により構成されてもよい。回転子１は、回転子鉄心１８の内部に永久磁石２を埋め込んだ埋込磁石構造とされている。

回転電機１０は、回転子鉄心１８を径方向内側から保持する円筒状の内側支持筒状部６を有する回転子回転軸４を備えている。回転子鉄心１８の内周面が、内側支持筒状部６の外周面に嵌合され、圧入、焼嵌め、キー溝等により周方向に回り止めされている。内側支持筒状部６の軸方向長さは、回転子鉄心１８の軸方向長さよりも長くされており、回転子鉄心１８よりも軸方向両側に突出している。内側支持筒状部６の軸方向第一側Ｘ１の端部付近には、径方向外側に突出する円筒状の係止突起部４ａが設けられている。内側支持筒状部６の軸方向第二側Ｘ２の端部付近の外周面には、円筒状の係止リング５の内周面が嵌合され、圧入等により固定されている。回転子鉄心１８は、係止突起部４ａ及び係止リング５により軸方向Ｘ両側から支持されている。

回転子回転軸４は、支持機構５１（本例では、内燃機関５３のクランクシャフト２０）に固定される回転子固定部７を有している。回転子固定部７は、内側支持筒状部６の軸方向第二側Ｘ２の端部から径方向内側に延びる円環板状に形成されている。回転子固定部７には、軸方向Ｘに貫通する複数のボルト貫通孔８が周方向に分散して設けられている。本例では、ボルト貫通孔８は、周方向に均等間隔で６つ設けられている。

内燃機関５３は、回転電機１０の軸方向第二側Ｘ２に配置されている。クランクシャフト２０は、エンジンブロックよりも軸方向第一側Ｘ１に延出している。クランクシャフト２０の軸方向第一側Ｘ１の端部には、円筒状のフランジ部５４が設けられている。フランジ部５４には、ボルト貫通孔８に対応する位置に軸方向第一側Ｘ１に開口するボルト穴５５が設けられている。フランジ部５４の軸方向第一側Ｘ１の端面に、回転子固定部７の軸方向第二側Ｘ２の端面が当接している。ボルト２１が、軸方向第一側Ｘ１からボルト貫通孔８に挿入され、ボルト穴５５に螺合されている。ボルト２１によって、回転子１がクランクシャフト２０に固定されている。

固定子１１がケース部材２５に固定されて支持され、回転子１がクランクシャフト２０に固定されて支持されることにより、固定子１１及び回転子１の相対的な径方向位置及び軸方向位置が位置決めされる。よって、固定子１１及び回転子１の間のエアギャップＧの周方向の各位置の間隔が固定される。本実施の形態では、エアギャップＧの軸方向第二側Ｘ２が、第二側配置部材９としてのケース部材２５又は内燃機関５３（本例では、ケース部材２５の側壁２９）により覆われている。

＜側方プレート３０＞
回転電機１０は、回転子１の軸方向第一側Ｘ１に配置され、回転子１に固定された円盤状の側方プレート３０を備えている。図２に示すように、側方プレート３０の軸方向第一側Ｘ１には、連結部材４０が配置され、連結部材４０が側方プレート３０に固定される。本実施の形態では、連結部材４０は、後述する動力伝達機構５７の入力部材４０とされる。

側方プレート３０は、エアギャップＧの径方向位置よりも径方向外側まで延在している。本実施の形態では、側方プレート３０の径方向内側の端部が、回転子回転軸４（内側支持筒状部６）の軸方向第一側Ｘ１の端部に、溶接等により接合されている。側方プレート３０は、回転子回転軸４との接合部から軸方向第一側Ｘ１及び径方向外側に延出している円錐台筒状の斜め延出部３４と、斜め延出部３４の軸方向第一側Ｘ１及び径方向外側の端部から径方向外側に延出している円環板状のストレート延出部３５と、を有している。ストレート延出部３５は、固定子鉄心１３のティース１７よりも径方向外側の径方向位置まで径方向外側に延出している。エアギャップＧの軸方向第一側Ｘ１は、間隔を空けて側方プレート３０により覆われている。

周方向の各位置のエアギャップＧに偏りがあり、回転子１が偏心していると、回転電機１０の磁気アンバランスが大きくなり、回転電機１０の振動、電磁音、性能ばらつき等が増加するおそれがある。そのため、固定子１１及び回転子１を支持機構５１（本例では、ケース部材２５及びクランクシャフト２０）に固定する際に、エアギャップＧを確認し、調整することが望まれる。しかし、図１に示すように、側方プレート３０に動力伝達機構５７の入力部材４０が連結されていない状態で、回転電機１０の軸方向第一側Ｘ１からエアギャップＧを確認しようとすると、側方プレート３０が障害になり、確認し難い問題があった。

そこで、側方プレート３０は、軸方向Ｘに見てエアギャップＧと重複する位置に貫通孔３３を有している。この構成によれば、側方プレート３０の軸方向第一側Ｘ１から、貫通孔３３を通してエアギャップＧを確認し、調整することができる。この際、エアギャップＧを軸方向Ｘに確認し、調整することができるため、エアギャップＧの確認、調整精度が向上する。よって、固定子１１及び回転子１を支持機構５１に固定する際に、エアギャップＧの周方向の偏りを調整し、回転子１の偏心を低減することができる。なお、回転子１を回転すれば、貫通孔３３も回転するため、周方向の各位置のエアギャップＧを確認し、調整することも可能である。

エアギャップＧの確認、調整方法として、例えば、貫通孔３３を通してエアギャップＧを測定し、測定結果に基づいて、回転子１を保持している保持具の位置を調整し、エアギャップＧを調整した後、固定子１１及び回転子１を支持機構５１に固定する方法がある。或いは、調整具を貫通孔３３に通してエアギャップＧを調整し、確認した後、固定子１１及び回転子１を支持機構５１に固定する方法がある。また、後述する実施の形態３のように、予めエアギャップＧに隙間調整部材５０を挟み込んだ状態の固定子１１及び回転子１を、支持機構５１に固定し、固定後、隙間調整部材５０を貫通孔３３を通して抜き取る方法がある。

図４に示すように、貫通孔３３は、周方向に分散して３つ以上設けられ、周方向に隣接する２つの貫通孔３３の角度間隔Ｅ（以下、隣接角度間隔Ｅ）は、それぞれ、１５０度以下に設定されている。この構成によれば、周方向に分散した３つ以上の貫通孔３３により、同時にエアギャップＧを確認し、調整することができる。貫通孔３３の隣接角度間隔Ｅは、１５０度以下に設定されているため、周方向の各位置のエアギャップＧの偏りを同時に低減することができる。

貫通孔３３は、周方向に均等角度間隔に配置されている。貫通孔３３が３つ設けられている場合は、隣接角度間隔Ｅは１２０度になる。本実施の形態では、図４に示すように、貫通孔３３が４つ設けられており、隣接角度間隔Ｅは９０度になっている。この構成によれば、周方向の各位置のエアギャップＧを高精度に均等化させることができる。

ティース１７の先端部１３ａが、固定子１１において最も径方向内側に突出した部分となっている。そのため、ティース１７の先端部１３ａと回転子１の外周面との間のエアギャップＧを確認し、調整することが求められる。なお、貫通孔３３は、ティース１７の先端部１３ａの径方向位置と軸方向Ｘに見て重複している。また、貫通孔３３の周方向の幅は、ティース１７の先端部１３ａの周方向の幅よりも大きくされている。貫通孔３３は、周方向に長い長穴とされている。本実施の形態では、貫通孔３３の角度幅βは、固定子１１のティース１７のピッチ角度α未満にされている。

貫通孔３３は、回転子１の磁極数と固定子１１のティース数との公約数の内の、３以上の数設けられている。本実施の形態では、図３に示すように、磁極数は１６であり、ティース数は２４であり、それらの公約数は、１、２、４、８である。図３に点線で示すように、貫通孔３３は、公約数１、２、４、８の内、３以上の４つ設けられている。そして、上記のように、貫通孔３３は、周方向に均等角度間隔に配置されている。

よって、図３及び図５に示すように、全ての貫通孔３３を、軸方向Ｘに見てティース１７の先端部１３ａと重複する位置に配置させることができる。よって、周方向に均等配置された全ての貫通孔３３により、同時に、ティース１７の先端部１３ａと回転子１の外周面との間のエアギャップＧの確認、調整を行うことができるため、周方向の各位置のエアギャップＧを効率的且つ高精度に均等化させることができる。

なお、貫通孔３３の数は、回転子１の磁極数と固定子１１のティース数との公約数の３以上の数（本例では、４、８）の内の最小値（本例では、４）とされている。最小値を選択することで、側方プレート３０に設ける貫通孔３３の数を最小限に抑えつつ、エアギャップＧを周方向に均等化することができる。

貫通孔３３は、偶数設けられ、一対の貫通孔３３のそれぞれが、回転子１の回転軸心Ｃについて点対称になるように配置されている。この構成によれば、回転子１を各点対象の方向に移動させることで、点対称のエアギャップＧを調整することができ、エアギャップＧを効率的且つ高精度に均等化させることができる。

図３及び図６に示すように、貫通孔３３は、回転子１（本例では、回転子鉄心３）において最も径方向外側に突出した部分である最外周部３ａ（本例では、後述する磁極突部３ａ）の径方向外側のエアギャップＧの部分と軸方向Ｘに見て重複する位置に配置されている。よって、最小間隔となるティース１７の先端部１３ａと回転子１の最外周部３ａとの間のエアギャップＧを、貫通孔３３により確認し、調整することができる。なお、貫通孔３３は、最外周部３ａと軸方向Ｘに見て重複している。貫通孔３３の径方向内側端は、最外周部３ａよりも径方向内側の径方向位置に配置されており、貫通孔３３の径方向外側端は、ティース１７の先端部１３ａよりも径方向外側の径方向位置に配置されている。よって、貫通孔３３の径方向の幅Ｗは、ティース１７の先端部１３ａと回転子１の最外周部３ａとの径方向の幅よりも大きくされている。よって、貫通孔３３により、ティース１７の先端部１３ａと回転子１の最外周部３ａとの間のエアギャップＧを径方向全体に亘って確認することができる。貫通孔３３の径方向の幅Ｗは、ティース１７の先端部１３ａと回転子１の最外周部３ａとの径方向の幅の５倍以下とされている。

回転子１の回転が規制されていなければ、回転子１の磁極が固定子１１のティース１７を引き付けるコギングトルクにより、回転子１は、いずれかの磁極位置がいずれかのティース１７の先端部１３ａと対向する位置で停止する。本実施の形態では、貫通孔３３は、軸方向Ｘに見て回転子１の磁極位置の径方向外側のエアギャップＧの部分と重複する位置に配置されている。よって、図３及び図５に示すように、貫通孔３３を、軸方向Ｘに見てティース１７の先端部１３ａと重複する位置に停止させることが容易になり、ティース１７の先端部１３ａと回転子１の外周面との間のエアギャップＧの確認、調整を容易化できる。なお、磁極位置は、磁極の周方向の中心位置である。

図６に示すように、回転子１は、それぞれの磁極位置に対応する外周面の周方向の部分に、径方向外側に突出した磁極突部３ａを設けており、磁極突部３ａが、最外周部３ａとなっている。よって、最小間隔となるティース１７の先端部１３ａと回転子１の磁極突部３ａとの間のエアギャップＧを、貫通孔３３により確認し、調整することができる。

＜連結部材４０＞
図２に示すように、固定子１１及び回転子１が支持機構５１により相互に位置決めされている状態で、側方プレート３０の軸方向第一側Ｘ１には、連結部材４０が配置され、連結部材４０が締結部材４１により側方プレート３０に固定される。連結部材４０により、貫通孔３３の軸方向第一側Ｘ１が覆われる。本実施の形態では、側方プレート３０の径方向外側の端部には、連結部材４０と連結するための複数の連結部３１が周方向に分散して設けられている。連結部３１は、周方向に均等間隔で４つ設けられ、貫通孔３３の径方向位置よりも径方向外側に配置されている（図４参照）。連結部３１は、側方プレート３０を軸方向Ｘに貫通する貫通孔と、側方プレート３０の軸方向第二側Ｘ２の端面に固定されたナットと、により構成されている。

連結部材４０は、円盤状に形成されている。連結部材４０は、側方プレート３０の連結部３１に対応する位置に、軸方向Ｘに貫通する貫通孔を設けている。締結部材４１はボルトとされている。ボルト４１が、軸方向第一側Ｘ１から連結部材４０及び側方プレート３０の貫通孔に挿入され、側方プレート３０のナットに螺合される。これにより、連結部材４０が側方プレート３０に固定される。

本実施の形態では、連結部材４０は、動力伝達機構５７の入力部材４０とされている。動力伝達機構５７は、車輪に駆動力を伝達する機構であり、回転電機１０の軸方向第一側Ｘ１に配置されている。動力伝達機構５７は、自動変速装置、トルクコンバータ、手動変速装置等とされる。入力部材４０は、回転電機１０及び内燃機関５３の駆動力を動力伝達機構５７に入力する部材である。なお、回転電機１０は、車輪又は内燃機関５３から伝達された駆動力により発電する、発電機としても機能する。

２．実施の形態２
実施の形態２に係る回転電機１０について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る回転電機１０の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、貫通孔３３の角度幅βが異なる。

図７は、本実施の形態に係る側方プレート３０を軸方向第二側Ｘ２に見た平面図である。図８は、連結部材４０が側方プレート３０に固定されていない状態の回転電機１０を軸方向第二側Ｘ２に見た平面図である。本実施の形態では、貫通孔３３の角度幅βは、固定子１１のティース１７のピッチ角度α以上とされている。

この構成によれば、回転子１がいずれの角度で停止しても、貫通孔３３と軸方向Ｘに見て重複する位置に、１つ以上のティース１７の先端部１３ａが配置される。よって、ティース１７の先端部１３ａと回転子１の外周面との間のエアギャップＧの確認、調整を容易化できる。

また、貫通孔３３の角度幅βは、回転子１の磁極位置のピッチ角度γ以上とされている。また、貫通孔３３は、周方向に隣接する２つの磁極位置のそれぞれの径方向外側のエアギャップＧの部分と軸方向Ｘに見て重複する位置に配置されている。この構成によれば、コギングトルクにより、ティース１７の先端部１３ａが、隣接する２つの磁極位置のいずれと対向する位置に、回転子１が停止したとしても、ティース１７の先端部１３ａと回転子１の外周面との間のエアギャップＧの確認、調整することができる。

３．実施の形態３
実施の形態３に係る回転電機１０について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る回転電機１０の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、本実施の形態では、隙間調整部材５０を用いる場合の回転電機１０の製造方法について説明する。

図９に、回転電機１０の製造方法のフローチャートを示す。部品用意工程♯０１、支持機構固定工程♯０２、抜取り工程♯０３、連結部材固定工程♯０４の順に実行される。

＜部品用意工程♯０１＞
部品用意工程♯０１では、図１０及び図１１に示すように、軸方向Ｘに見て貫通孔３３と重複するエアギャップＧの部分に、当該エアギャップＧの調整用の隙間調整部材５０を挟み込んだ状態の固定子１１、回転子１及び側方プレート３０を用意する。なお、部品用意工程♯０１では、支持機構５１及び連結部材４０も用意される。なお、支持機構５１及び連結部材４０は、回転電機１０の一部を構成すると考えることもできる。

このように、回転電機１０は、固定子１１及び回転子１が支持機構５１により相互に位置決めされていない状態で、貫通孔３３と軸方向Ｘに見て重複するエアギャップＧの部分に、当該エアギャップＧの調整用の隙間調整部材５０が挟み込まれている。よって、支持機構５１により相互に位置決めされていない状態の回転電機１０は、貫通孔３３と同数の隙間調整部材５０を備えている。

この構成によれば、固定子１１及び回転子１を支持機構５１に固定する前に、事前に、隙間調整部材５０によりエアギャップＧの偏りを調整することができる。固定子１１及び回転子１の単体で、エアギャップＧを調整することができるため、作業の効率化及び高精度化を図ることができる。また、隙間調整部材５０は、貫通孔３３と軸方向Ｘに見て重複するエアギャップＧの部分に挟み込まれているため、後述する抜取り工程♯３において、隙間調整部材５０を、貫通孔３３を通って軸方向第一側Ｘ１に抜き取り易い。

図１１に示すように、貫通孔３３よりも軸方向第二側Ｘ２に配置されている隙間調整部材５０の部分の断面積は、貫通孔３３の断面積よりも小さくなっている。なお、隙間調整部材５０の径方向の幅は、調整目標とするエアギャップＧの間隔と同等にされている。貫通孔３３は、軸方向Ｘに見てティース１７の先端部１３ａと重複する位置に配置されてお
り、隙間調整部材５０は、ティース１７の先端部１３ａと回転子１の外周面（本例では、磁極突部３ａ）との間に挟み込まれている。

隙間調整部材５０は、エアギャップＧの軸方向Ｘの両端に亘って配置されている。よって、軸方向ＸのエアギャップＧの偏りを減少させることができる。

隙間調整部材５０は、エアギャップＧに挟み込まれている部分から軸方向第一側Ｘ１に延びて、貫通孔３３を貫通しており、側方プレート３０の軸方向第一側Ｘ１に配置されている貫通突出部５２を有している。この構成によれば、後述する抜取り工程♯０３において、側方プレート３０の軸方向第一側Ｘ１において、貫通突出部５２を把持して、軸方向第一側Ｘ１に引っ張ることができるため、隙間調整部材５０をエアギャップＧから容易に引き抜くことができる。

貫通突出部５２の断面積は、貫通孔３３の断面積よりも大きくなっている。この構成によれば、貫通突出部５２を把持し易くなり、引っ張り易くなる。また、貫通突出部５２を、側方プレート３０の軸方向第一側Ｘ１の端面に当接させることにより、隙間調整部材５０の軸方向Ｘの位置を確定することができ、隙間調整部材５０の挟み込み位置を精度よく設定することができる。

図１２に隙間調整部材５０を軸方向第二側Ｘ２から見た平面図を示す。本実施の形態では、各隙間調整部材５０の貫通突出部５２は、互いに連結された１つの円環状の部材とされている。この構成によれば、円環状の貫通突出部５２により、各隙間調整部材５０の周方向の配置精度を向上させられると共に、隙間調整部材５０の挟み込み及び抜取りの作業効率を向上させられる。

＜支持機構固定工程♯０２＞
支持機構固定工程♯０２では、部品用意工程♯０１で用意された固定子１１及び回転子１を支持機構５１に固定して、固定子１１及び回転子１を相互に位置決めする。本実施の形態では、上記のように、固定子１１は、支持機構５１としてのケース部材２５に固定されて支持され、回転子１は、支持機構５１としての内燃機関５３のクランクシャフト２０に固定されて支持される。

図１３に示すように、内燃機関５３に固定された状態のケース部材２５（固定筒状部２７）の内周面に、隙間調整部材５０を挟み込んだ状態の固定子１１及び回転子１における固定子１１（固定子フレーム１４）の外周面が軸方向第一側Ｘ１から挿入され、嵌合される。その後、ボルト２６が、軸方向第一側Ｘ１から、固定子フレーム１４のボルト貫通孔１９に挿入され、ケース部材２５のボルト穴２８に螺合される。また、ボルト２１が、軸方向第一側Ｘ１から、回転子回転軸４のボルト貫通孔８に挿入され、クランクシャフト２０のボルト穴５５に螺合される。これにより、図１４に示すように、固定子１１及び回転子１が、ケース部材２５及びクランクシャフト２０に固定され、径方向及び軸方向Ｘに相互に位置決めされた状態になる。

＜抜取り工程♯０３＞
支持機構固定工程♯０２の後、抜取り工程♯０３では、図１５に示すように、隙間調整部材５０を、貫通孔３３を通って軸方向第一側Ｘ１に抜き取る。本実施の形態では、上記のように、貫通突出部５２が設けられているため、貫通突出部５２を把持して抜き取り易くなっている。隙間調整部材５０を抜き取った後、側方プレート３０の軸方向第一側Ｘ１から、貫通孔３３を通してエアギャップＧを確認し、調整してもよい。

＜連結部材固定工程♯０４＞
抜取り工程♯０３の後、連結部材固定工程♯０４では、図１６に示すように、側方プレート３０の軸方向第一側Ｘ１に連結部材４０を配置し、連結部材４０を側方プレート３０に固定する。本実施の形態では、上記したように、連結部材４０は、動力伝達機構５７の入力部材４０とされている。ボルト４１が、軸方向第一側Ｘ１から、連結部材４０の貫通孔に挿入され、側方プレート３０のナットに螺合される。

〔その他の実施の形態〕
最後に、本発明のその他の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する各実施の形態の構成は、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、他の実施の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）上記の各実施の形態においては、貫通孔３３は、周方向に分散して３つ以上設けられている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、貫通孔３３の数は、１つ又は２つとされてもよい。この場合であっても、回転子１を回転することで、周方向の各部のエアギャップＧを確認、調整することができる。

（２）上記の各実施の形態においては、貫通孔３３は、周方向に均等角度間隔に配置されている場合を例として説明した。しかし、貫通孔３３は、周方向に不均一の角度間隔に配置されていてもよい。例えば、３つの貫通孔３３が、１３５度、９０度、１３５度の角度間隔に配置されてもよい。

（３）上記の各実施の形態においては、貫通孔３３は、回転子１の磁極数と固定子１１のティース数との公約数の内の、３以上の数設けられている場合を例として説明した。しかし、貫通孔３３は、公約数以外の数設けられてもよい。

（４）上記の各実施の形態においては、貫通孔３３は、偶数設けられ、一対の貫通孔３３のそれぞれが、回転子１の回転軸心Ｃについて点対称になるように配置されている場合を例として説明した。しかし、貫通孔３３は、奇数設けられてもよく、また、回転子１の回転軸心Ｃについて点対称にならないように配置されてもよい。

（５）上記の各実施の形態においては、貫通孔３３は、回転子１の磁極位置の径方向外側のエアギャップＧの部分と軸方向Ｘに見て重複する位置に配置されている場合を例として説明した。しかし、貫通孔３３は、回転子１の磁極位置の径方向外側のエアギャップＧの部分と軸方向Ｘに見て重複しない位置に配置されてもよい。

（６）上記の各実施の形態においては、磁極数は１６であり、ティース数は２４である場合を例として説明した。しかし、磁極数及びティース数は任意の数に設定されてもよい。

（７）上記の各実施の形態においては、回転子１は、回転子鉄心１８の内部に永久磁石２を埋め込んだ埋込磁石構造とされている場合を例として説明した。しかし、回転子１は、回転子１の表面に永久磁石を張り付けた表面磁石構造とされてもよい。この場合は、表面の永久磁石が、径方向外側に突出した磁極突部３ａとされてもよい。

（８）上記の各実施の形態においては、回転子１は、それぞれの磁極位置に対応する外周面の周方向の部分に、径方向外側に突出した磁極突部３ａを設けており、磁極突部３ａが最外周部３ａとされている場合を例として説明した。しかし、回転子１の外周面は、凹凸のない円筒にされてもよい。この場合は、回転子１の外周面が、全周に亘って最外周部３ａとなる。

（９）上記の各実施の形態においては、回転電機１０は、永久磁石同期型の回転電機とされており、固定子１１には巻線１２が巻装され、回転子１には永久磁石２が設けられている場合を例として説明した。しかし、回転電機１０は、他の種類の回転電機、例えば、回転子１に永久磁石２を設けていない誘導型の回転電機等とされてもよい。

（１０）上記の各実施の形態においては、回転子１の支持機構５１は、内燃機関５３のクランクシャフト２０とされている場合を例として説明した。しかし、回転子１の支持機構５１は、軸受により支持されたクランクシャフト２０以外の軸体、又はケース部材２５等により支持された軸受等とされてもよい。

（１１）上記の各実施の形態においては、回転電機１０の軸方向第二側Ｘ２に内燃機関５３が配置され、エアギャップＧの軸方向第二側Ｘ２が、第二側配置部材９としてのケース部材２５又は内燃機関５３により覆われている場合を例として説明した。しかし、回転電機１０の軸方向第二側Ｘ２に、内燃機関５３以外の機構、例えば、内燃機関５３と回転電機１０とを連結又は連結解除するクラッチ、又はトルクコンバータ等が配置されてもよい。

（１２）上記の各実施の形態においては、側方プレート３０の軸方向第一側Ｘ１に配置され、側方プレート３０に固定された連結部材４０により、貫通孔３３の軸方向第一側Ｘ１が覆われている場合を例として説明した。しかし、側方プレート３０に連結部材４０が固定されていなくてもよく、或いは、側方プレート３０に連結部材４０が固定されているが、連結部材４０により、貫通孔３３の軸方向第一側Ｘ１が覆われていなくてもよい。

（１３）上記の各実施の形態においては、回転電機１０の軸方向第一側Ｘ１に、車輪に駆動力を伝達する動力伝達機構５７が配置され、連結部材４０が動力伝達機構５７の入力部材である場合を例として説明した。しかし、回転電機１０の軸方向第二側Ｘ２に、動力伝達機構５７以外の機構又は部材が配置されてもよい。

（１４）上記の各実施の形態においては、回転電機１０は、車輪の駆動力源として、車両用駆動装置５６に組み付けられる場合を例として説明した。しかし、回転電機１０は、車輪以外の装置の駆動力源として、駆動装置に組み付けられてもよい。

（１５）上記の実施の形態３においては、隙間調整部材５０は、エアギャップＧの軸方向第二側Ｘ２の端まで配置されている場合を例として説明した。しかし、隙間調整部材５０は、エアギャップＧの軸方向第二側Ｘ２の途中まで配置されてもよい。

（１６）上記の実施の形態３においては、隙間調整部材５０は、貫通孔３３を貫通し、側方プレート３０の軸方向第一側Ｘ１に配置されている貫通突出部５２を有している場合を例として説明した。しかし、隙間調整部材５０は、エアギャップＧから軸方向第一側Ｘ１に突出しているものの、貫通孔３３を貫通するまで、軸方向第一側Ｘ１に延びておらず、貫通突出部５２を有していなくてもよい。

（１７）上記の実施の形態３においては、各隙間調整部材５０の貫通突出部５２は、互いに連結された１つの円環状の部材とされている場合を例として説明した。しかし、各隙間調整部材５０の貫通突出部５２は、互いに連結されておらず、互いに独立した部材とされていてもよい。この場合は、各隙間調整部材５０の貫通突出部５２は、直方体等のブロック状に形成されてもよいし、各隙間調整部材５０は、全体が同一断面の棒状に形成されてもよい。

（１８）上記の実施の形態３においては、エアギャップＧに隙間調整部材５０を挟み込んだ状態の固定子１１、回転子１及び側方プレート３０を支持機構５１に固定し、固定後、隙間調整部材５０を抜き取るように構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、エアギャップＧに隙間調整部材５０を挟み込んでいない状態の固定子１１、回転子１及び側方プレート３０を支持機構５１に固定するように構成され、固定する際に、貫通孔３３を通して、エアギャップＧの確認、調整を行うように構成されてもよい。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

この発明は、固定子、回転子、及び回転子に固定された側方プレートを備えた回転電機、及びその製造方法に好適に利用することができる。

α ティースのピッチ角度、β 貫通孔の角度幅、１ 回転子、３ａ 最外周部（磁極突部）、９ 第二側配置部材、１０ 回転電機、１１ 固定子、１７ ティース、２０ クランクシャフト、２５ ケース部材、３０ 側方プレート、３３ 貫通孔、４０ 連結部材、４１ 締結部材、５０ 隙間調整部材、５１ 支持機構、５２ 貫通突出部、５７ 動力伝達機構、５３ 内燃機関、Ｃ 回転子の回転軸心、Ｅ 貫通孔の角度間隔、Ｇ エアギャップ、Ｘ 軸方向、Ｘ１ 軸方向第一側、Ｘ２ 軸方向第二側

Claims (11)

1. 円筒状の固定子と、
   前記固定子の径方向内側にエアギャップを空けて配置された円筒状の回転子と、
   前記回転子の軸方向の一方側である軸方向第一側に配置され、前記回転子に固定された円盤状の側方プレートと、を備え、
   前記側方プレートは、前記エアギャップの径方向位置よりも径方向外側まで延在している共に、前記エアギャップと軸方向に見て重複する位置に貫通孔を有し、
   前記貫通孔は、前記回転子の磁極数と前記固定子のティース数との公約数の内の、３以上になる公約数だけ設けられると共に、周方向に均等角度間隔に配置され、
   前記回転子は、それぞれの磁極位置に対応する外周面の周方向の部分に、径方向外側に突出した磁極突部を設け、
   前記貫通孔の全ては、前記磁極突部の径方向外側の前記エアギャップの部分と軸方向に見て重複する位置に配置されている回転電機。
2. 前記貫通孔は、偶数設けられ、一対の前記貫通孔のそれぞれが、前記回転子の回転軸心について点対称になるように配置されている請求項１に記載の回転電機。
3. 前記貫通孔の角度幅は、前記固定子の鉄心ティースのピッチ角度以上である請求項１又は２に記載の回転電機。
4. 前記固定子及び前記回転子が支持機構により相互に位置決めされていない状態で、前記貫通孔と軸方向に見て重複する前記エアギャップの部分に、当該エアギャップの調整用の隙間調整部材が挟み込まれている請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機。
5. 前記隙間調整部材は、前記エアギャップに挟み込まれている部分から前記軸方向第一側に延びて、前記貫通孔を貫通しており、前記側方プレートの前記軸方向第一側に配置されている貫通突出部を有する請求項４に記載の回転電機。
6. 前記貫通突出部の断面積は、前記貫通孔の断面積よりも大きくなっている請求項５に記載の回転電機。
7. 前記固定子及び前記回転子が支持機構により相互に位置決めされている状態で、前記エアギャップの前記軸方向第一側の反対側である軸方向第二側が、第二側配置部材により覆われている請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機。
8. 前記回転電機の前記軸方向第二側に内燃機関が配置され、
   前記固定子は、ケース部材に固定されて支持され、
   前記回転子は、前記内燃機関のクランクシャフトに固定されて支持され、
   前記エアギャップの前記軸方向第二側が、前記第二側配置部材としての前記ケース部材又は前記内燃機関により覆われている請求項７に記載の回転電機。
9. 前記固定子及び前記回転子が支持機構により相互に位置決めされている状態で、前記側方プレートの前記軸方向第一側に配置され、締結部材により前記側方プレートに固定された連結部材により、前記貫通孔の前記軸方向第一側が覆われている請求項７又は８に記載の回転電機。
10. 前記回転電機の前記軸方向第一側に、車輪に駆動力を伝達する動力伝達機構が配置され、
    前記連結部材は、前記動力伝達機構の入力部材である請求項９に記載の回転電機。
11. 回転電機の製造方法であって、
    前記回転電機は、円筒状の固定子と、前記固定子の径方向内側にエアギャップを空けて配置された円筒状の回転子と、前記回転子の軸方向の一方側である軸方向第一側に配置され、前記回転子に固定された円盤状の側方プレートと、を備え、前記側方プレートは、前記エアギャップの径方向位置よりも径方向外側まで延在している共に、前記エアギャップと軸方向に見て重複する位置に貫通孔を有し、
    軸方向に見て前記貫通孔と重複する前記エアギャップの部分に、当該エアギャップの調整用の隙間調整部材を挟み込んだ状態の前記固定子、前記回転子及び前記側方プレートを用意する部品用意工程と、
    前記部品用意工程により用意された前記固定子及び前記回転子を支持機構に固定して、前記固定子及び前記回転子を相互に位置決めする支持機構固定工程と、
    前記支持機構固定工程の後、前記隙間調整部材を、前記貫通孔を通って前記軸方向第一側に抜き取る抜取り工程と、を実行し、
    前記貫通孔は、前記回転子の磁極数と前記固定子のティース数との公約数の内の、３以上になる公約数だけ設けられると共に、周方向に均等角度間隔に配置され、
    前記回転子は、それぞれの磁極位置に対応する外周面の周方向の部分に、径方向外側に突出した磁極突部を設け、
    前記貫通孔の全ては、前記磁極突部の径方向外側の前記エアギャップの部分と軸方向に見て重複する位置に配置されている回転電機の製造方法。

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