JP6324622B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
この場合、冷却通路の気密性確保のために、内筒及び外筒の両端部を全周にわたってOリングを用いてシールしている(例えば、特許文献1参照)。
また、一般的に金型成形で製作されるOリングは、サイズが大きくなると、素材の多くは無駄になり、生産効率が低いので高価格になり、また特に自動車用電動機等の大型電動機にOリングを適用すると、Oリングの価格が飛躍的に上昇してしまう。
さらに、Oリング゛を設置するためには、内筒または外筒にOリング設置用の溝加工を施す必要があり、Oリング゛を溝で保持、気密確保するためには、高精度、低面粗度の溝加工が要求されるので、一般的には機械加工を施さなければならず、その点からも製造コストが嵩むという問題点があった。
また、内筒または外筒に溝を確保するためには、内筒または外筒の肉厚を大きくなり、大型化及び重量化してしまうという問題点もあった。
内筒と、この内筒内に回転可能に設けられたロータと、前記ロータの外周に空隙を介して前記内筒に固定されたステータと、前記内筒の全周を覆い、前記内筒と協同して冷却液通路となる空間を形成した外筒と、を備えた回転電機であって、
前記内筒及び前記外筒の軸線方向の両端部は、溶接で形成された筒溶接部で固定されている。
図1は、この発明の実施の形態1の、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載される電動機1の概略上側側断面図である。
電動機1は、内筒2と、この内筒2内に回転可能に設けられたロータ3と、このロータ3の外周に空隙を介して内筒2に固定された円筒形状のステータ4と、内筒2の全周を覆い、内筒2と協同して冷却液通路となる空間15を形成した外筒8と、を備えている。
内筒2及び外筒8は、それぞれ鉄製であって、板金金型成形で形成されている。
このステータ4は、焼嵌め、または圧入された内筒2により支持されている。
内筒2の軸線方向の両端部は、それぞれ外筒8の軸線方向の両端部と密接している。そして、内筒2及び外筒8の軸線方向の両端部は、外筒8から内筒8に向けてレーザを照射したレーザ打ち抜き溶接で形成された筒溶接部9で固定され、この全周にわたって延びた筒溶接部9により、空間15の気密性が確保されている。
その結果、ステータ4には回転磁界が発生し、この回転磁界に引っ張られるようにしてロータ3が回転する結果、またロータ3と一体のシャフト5も回転し、そのトルクは外部に伝達される。
また、内筒2と外筒8とにより全周にわたって形成された空間15には冷却液が流れ、この冷却液と、回転磁界により発熱したステータコア6との間の熱交換により、ステータ4は、冷却される。
従って、内筒2及び外筒8の両端部の気密性を確保するのに、Oリング等の追加シール部材が不要である。
特に、径が大きなOリングを金型で製造した場合、一金型で製造される数量が限られ、製造コストが高くなってしまうことになるが、シール部材の不要によるコスト削減の効果は大である。
また、Oリングを内筒2と外筒8との間に保持するために、内筒2または外筒8に溝加工を施す必要はなく、加工コストも削減される。
また、溝が不要であり、内筒2及び外筒8の肉厚を薄くすることができるので、加工費が安価で高精度な製作が可能な板金金型成形で内筒2及び外筒8を製造することができる。
また、内筒2及び外筒8は、肉厚の薄い板金で製造されているので、小型、軽量化が図られ、また冷却液と、回転磁界により発熱したステータコア6との間の熱交換効率が向上する。
また、ステータ4は、内筒2に焼嵌め、または圧入で一体化しており、焼嵌め、または圧入による締付け力に起因したステータ4の鉄損が抑制され、電動機1の性能低下を防止することができる。
また、レーザは、肉厚の薄い外筒8から肉厚の厚い内筒2に向かって照射されているので、内筒2も短時間で溶融し、レーザの打ち抜き性が向上する。
図2は、この発明の実施の形態2の電動機1を示す概略上側側断面図、図3は、図2のII-II線に沿った矢視断面図、図4は図3のIV-IV線に沿った管10を視た図である。
この実施の形態では、外筒8の頂部に管10が設けられている。
外筒8には、冷却液の流入口17及び排出口18が形成されている。管10は、冷却液の流入口11及び排出口12を有している。
管10は、外筒8の外側から互いの流入口17,11、排出口18,12が重なるようにして外筒8に密接している。そして、外筒8の内側から流入口17,11、排出口18,12を囲むようにして管10の全周の縁部を外筒8から管10に向けてレーザを照射したレーザ打ち抜き溶接で管溶接部13が形成されている。この管10の全周の縁部に形成された管溶接部13により、外筒8と管10との間の気密性が確保されている。
なお、管10を外筒8の外側から溶接してもよい。また、外筒8には、冷却液の流入口及び排出口がそれぞれ離れて形成されているときには、流入口を有する管、排出口を有する管を別個に外筒8にレーザを照射したレーザ打ち抜き溶接で気密性が確保される。
他の構成は、実施の形態1の電動機1と同じである。
この回転電機の場合、外筒は、ねじを切るための肉厚が必要となり、外筒を板金金型成形で製造することができない。
また、外筒とニップルとの間にOリング、パッキン等のシール部材を介在させなければならず、組立工数、部品点数が増大してしまう。
従って、管10には外筒8にネジ止め固定するためのネジ部が不要となり、管10自体は、コストが低減される。
また、外筒8には、管10を固定するためのネジ穴用のスペース、即ち肉厚が不要となり、外筒8は、加工費が安価で高精度な製作が可能な、肉厚の薄い板金金型成形で製造することができる。
また、外筒8は、肉厚の薄い板金で製造されているので、軽量化が図られる。
また、管10と外筒8との間にシール部材を追加する必要がなくなり、コストが低減される。
また、内筒2と外筒8との固定、及び管10と外筒8との固定は、共通のレーザ溶接設備を用いることができる。
図5は、この発明の実施の形態3の電動機1を示す概略上側側断面図である。
この実施の形態では、管10の全周の縁部の一部に薄肉部14が形成されている。この薄肉部14は、管10の全周の縁部に形成された管溶接部13のうち、管10の流入口11と排出口12との間の部位に相当する。
なお、薄肉部14は、管10の全周の縁部に形成してもよい。
他の構成は、実施の形態2の電動機1と同じである。
また、レーザ打ち抜き溶接は一例であり、例えばアーク溶接、ガス溶接であってもよい。
また、この発明は、電動機以外の発電機、発電電動機にも適用できる。
Claims (5)
- 内筒と、この内筒内に回転可能に設けられたロータと、前記ロータの外周に空隙を介して前記内筒に固定されたステータと、前記内筒の全周を覆い、前記内筒と協同して冷却液の通路となる空間を形成した外筒と、前記空間に連通し、前記冷却液の流入口及び排出口を有する管と、を備えた回転電機であって、
前記内筒及び前記外筒の軸線方向の両端部は、溶接で形成された筒溶接部で固定され、
前記外筒と、前記管とが前記管の周縁部に溶接で形成された管溶接部で固定され、
前記管溶接部は、前記外筒から、前記外筒よりも肉厚の大きい前記管の前記周縁部に向けてレーザを照射して形成されている回転電機。 - 前記管は、前記周縁部に薄肉部が形成されている請求項1に記載の回転電機。
- 前記溶接は、レーザ打ち抜き溶接である請求項1または2の何れか1項に記載の回転電機。
- 前記レーザ打ち抜き溶接は、前記内筒及び前記外筒のうち肉厚の小さい方から大きい方に向かってレーザを照射してなされている請求項3に記載の回転電機。
- 前記内筒、前記外筒は、板金金型成形で形成されている請求項1〜4の何れか1項に記載の回転電機。
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