JP7158816B2 - モータ支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、モータ支持構造に関する。

ハイブリッド車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）や電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）には、走行用の駆動源としてのモータが搭載されている。モータには、永久磁石同期モータ（ＰＭＳＭ：Permanent Magnet Synchronous Motor）が広く採用されている。永久磁石同期モータは、ロータに強磁性体である永久磁石を用いた同期電動機である。

モータは、ケースおよびカバー内に収容されて、そのケースおよびカバーに支持されている。具体的には、モータは、支持部材を備えている。支持部材は、カバーにボルトで締結されている。支持部材には、ベアリングの外輪が固定されており、ロータは、そのベアリングの内輪に挿通されて、ベアリングを介して支持部材に回転可能に支持されている。

回転子、ベアリング、支持部材、ケースおよびカバーは、いずれも金属製である。そのため、ロータの回転角度による磁気抵抗の変化などにより、回転子の永久磁石が発生する磁束が変化すると、電磁誘導による電圧が生じ、回転子、ベアリング、支持部材、ケースおよびカバーで形成される閉回路に誘導電流が流れる。その結果、ベアリングなどに電食が発生するおそれがある。

そこで、支持部材とカバーとの間に絶縁板を介在させて、支持部材とカバーとの間で絶縁を図ることが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許第６３６３５３３号公報

しかしながら、支持部材とカバーとの間に絶縁板を介在させただけでは、支持部材とカバーとの絶縁が十分ではないことが判った。そして、本願発明者らは、支持部材とカバーとが十分に絶縁されない原因を探求し、その結果、本発明に至った。

本発明は、かかる背景の下になされたものであり、その目的は、支持部材とカバーとを良好に絶縁できる、モータ支持構造を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明の一の局面に係るモータ支持構造は、モータのロータを回転可能に支持する支持部材とモータを収容するカバーとの間に、プレート状の基材の両面に絶縁層を設けた絶縁部材が介在されて、支持部材がカバーに支持され、支持部材またはカバーの少なくとも一方に、絶縁部材の縁部との接触を回避する逃がし空間が形成されている。

この逃がし空間が形成されていることにより、絶縁部材の縁部と支持部材またはカバーとの接触が回避されるので、絶縁部材の絶縁性能を確保することができる。その結果、支持部材とカバーとを良好に絶縁でき、電食の発生を抑制することができる。

すなわち、絶縁部材の縁部には、図８に示されるようにその加工時にバリが発生する。そのバリを有する縁部が支持部材とカバーとに挟まれて、支持部材またはカバーによりバリが押されると、応力が発生し、図９に示されるように、絶縁部材におけるバリが突出する側と反対側の絶縁層が局所的に圧縮変形する。そして、その圧縮変形により、絶縁層のインピーダンスが局所的に低下し、絶縁部材の絶縁性能が低下するのではないかと、本願発明者らは考えて本発明に至った。

逃がし空間により、絶縁部材の縁部に生じているバリが支持部材またはカバーと接触することが回避されるので、バリが支持部材またはカバーに押されることによる絶縁層の局所的な圧縮変形を防止できる。その結果、絶縁層のインピーダンスが局所的に低下することを抑制でき、絶縁部材の絶縁性能を確保することができる。

絶縁部材には、第１ノック穴および第２ノック穴が形成されており、第２ノック穴は、第１ノック穴の中心と第２ノック穴の中心とを通る直線の方向に長い長穴であることが好ましい。

この構成によれば、第２ノック穴が長穴に形成されているので、絶縁部材に加工による反りが生じていても、組付時に第２ノック穴にノックピンを挿通させることができる。そのため、絶縁部材に要求される反りの規格を緩和することができる。その結果、絶縁部材の製造コストを低減することができる。

また、第１ノック穴が丸穴に形成されていれば、第１ノック穴に挿通されるノックピンにより絶縁部材を支持部材およびカバーに対して精度よく位置決めすることができる。そのため、支持部材またはカバーの少なくとも一方に形成される逃がし空間のサイズの縮小を図ることができる。これにより、逃がし空間が形成される支持部材および／またはカバーと絶縁部材との接触面積を大きく確保して、その接触部分に生じる面圧の増大を抑制することができる。

本発明の他の局面に係るモータ支持構造は、モータのロータを回転可能に支持する支持部材とモータを収容するカバーとの間に、プレート状の基材の両面に絶縁層を設けた絶縁部材が介在されて、支持部材がカバーに支持され、絶縁部材の縁部は、支持部材における絶縁部材との接触領域のエッジよりも外側に位置している。

この構成によれば、絶縁部材の縁部が支持部材と接触することを回避できる。よって、絶縁部材の絶縁性能を確保することができ、支持部材と支持部材とを良好に絶縁できるので、電食の発生を抑制することができる。

本発明によれば、支持部材とカバーとを良好に絶縁でき、電食の発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るモータ支持構造の構成部品を分解して示す斜視図である。 図１に示される各構成部品を所定の平面で切断したときの端面を示す図である。 絶縁プレートを支持部材側から見た図である。 モータ支持構造の断面図であり、絶縁プレートのボルト挿通穴の周縁部を示す。 モータ支持構造の断面図であり、第１ノック穴の周縁部を含む部分を示す。 モータ支持構造の断面図であり、第２ノック穴３７の周縁部を含む部分を示す。 モータ支持構造の断面図であり、絶縁プレート３１の外周縁部を含む部分を示す。 絶縁プレートにバリが生じている状態を示す断面図である。 絶縁プレートの絶縁層が局所的に圧縮変形している状態を示す断面図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜モータ支持構造＞
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ支持構造３の構成部品を分解して示す斜視図である。図２は、図１に示される各構成部品を所定の平面で切断したときの端面を示す図である。

たとえば、ハイブリッド車では、走行用の駆動源としてのモータ１がケースおよびカバー２内に収容される。モータ支持構造３は、モータ１をカバー２により支持する構造である。

モータ１は、支持部材１１を備えている。支持部材１１には、有底円筒状のベアリング収容部１２が形成されている。ベアリング収容部１２の内側には、ベアリング１３が嵌められ、そのベアリング１３を介して、モータ１のロータ（図示せず）が回転可能に支持される。ベアリング収容部１２の周囲には、３個のボルト挿通部１４と、２個のノックピン挿入部１５とが形成されている。各ボルト挿通部１４には、締結用のボルトＢが挿通されるボルト挿通穴１６がベアリング収容部１２の中心線の方向に貫通して形成されている。各ノックピン挿入部１５には、ノックピンＮが挿入されるノック穴１７がノックピンＮの外径に応じた径を有する円形の凹部として形成されている。

なお、ノックピンＮの外径に応じた径とは、ノックピンＮがノック穴１７に挿入されたときに、ノックピンＮとノック穴１７との間でガタが生じないような径をいう。後述する絶縁円筒部材２５および第１ノック穴３６についても同様である。

カバー２には、支持部材１１の各ボルト挿通部１４と重なる位置に、カバー２の内面から突出するボス２１が形成されている。各ボス２１には、ボルトＢの先端部がねじ込まれるボルト穴２２が形成されている。ボルト穴２２の周面には、雌ねじが切られている。また、カバー２には、支持部材１１の各ノックピン挿入部１５と重なる位置に、カバー２の内面から突出するボス２３が形成されている。各ボス２３には、ノックピンＮが挿入されるノック穴２４が円形の凹部として形成されている。ノック穴２４の内周面には、絶縁材料からなる円筒状の絶縁円筒部材２５が嵌められている。絶縁円筒部材２５の内径は、ノックピンＮの外径に応じた径に設定されている。

カバー２と支持部材１１との間には、絶縁プレート３１が介在される。絶縁プレート３１は、図８に示されるように、プレート状の基材となる鋼板３２の両面に絶縁層３３，３４を設けた構成を有している。絶縁層３３，３４の材料としては、たとえば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）を用いることができる。

図３は、絶縁プレート３１を支持部材１１側から見た図である。

絶縁プレート３１には、支持部材１１の各ボルト挿通部１４と重なる位置に、ボルト挿通穴３５が厚さ方向に貫通して形成されている。また、支持部材１１の各ノックピン挿入部１５と重なる位置に、第１ノック穴３６および第２ノック穴３７が厚さ方向に貫通して形成されている。第１ノック穴３６は、丸穴であり、その径は、ノックピンＮの外径に応じた径に設定されている。第２ノック穴３７は、第１ノック穴３６の中心と第２ノック穴３７の中心とを通る直線Ｌの方向に長い長穴に形成されている。

かかる構成の絶縁プレート３１は、鋼板３２および絶縁層３３，３４の積層体をプレス加工（打ち抜き加工）することにより作製される。そのため、ボルト挿通穴３５、第１ノック穴３６および第２ノック穴３７の各周縁部、ならびに絶縁プレート３１の外周縁部には、図８に示されるように、バリ３８が生じる。

絶縁プレート３１は、バリ３８が突出する側を支持部材１１側に向けて、カバー２と支持部材１１との間に介在される。そして、絶縁プレート３１の第１ノック穴３６および第２ノック穴３７にそれぞれ挿通されるノックピンＮの一端部がカバー２のノック穴２４に挿入され、他端部が支持部材１１のノック穴１７に挿入されることにより、絶縁プレート３１がカバー２と支持部材１１との間でそれらに対して位置決めされる。そして、締結用のボルトＢが絶縁材料からなる絶縁ワッシャ３９に挿通された後、そのボルトＢが支持部材１１の各ボルト挿通部１４および絶縁プレート３１の各ボルト挿通穴３５に順に挿通されて、各ボルトＢの先端部がカバー２のボルト穴２２にねじ込まれることにより、支持部材１１および絶縁プレート３１がカバー２に締結される。

図４、図５、図６および図７は、モータ支持構造３の断面図であり、それぞれ絶縁プレート３１のボルト挿通穴３５の周縁部、第１ノック穴３６の周縁部、第２ノック穴３７の周縁部および外周縁部を含む部分を示す。

絶縁プレート３１のボルト挿通穴３５、第１ノック穴３６および第２ノック穴３７の各周縁部には、バリ３８が生じているので、支持部材１１のボルト挿通穴１６およびノック穴１７の各周縁部には、面取りまたは座ぐりにより、バリ３８との接触を回避する逃がし空間４１が形成されている。言い換えれば、バリ３８と支持部材１１との接触を回避すべく、支持部材１１のボルト挿通穴１６およびノック穴１７の各周縁部に逃がし空間４１が形成されることにより、絶縁プレート３１のボルト挿通穴３５、第１ノック穴３６および第２ノック穴３７の各周縁部は、支持部材１１における絶縁プレート３１との接触領域のエッジよりも外側にはみ出している。

また、絶縁プレート３１の外周縁部にも、バリ３８が生じているので、バリ３８と支持部材１１との接触を回避すべく、絶縁プレート３１の外周縁部は、支持部材１１の外周にはみ出している。

＜作用効果＞
以上のように、絶縁プレート３１に生じているバリ３８と支持部材１１との接触が回避されるので、絶縁プレート３１の絶縁性能を確保することができる。すなわち、絶縁プレート３１の縁部に生じているバリ３８が支持部材１１と接触することが回避されるので、バリ３８が支持部材１１に押されることによる絶縁層３４の局所的な圧縮変形を防止できる。その結果、絶縁層３４のインピーダンスが局所的に低下することを抑制でき、絶縁プレート３１の絶縁性能を確保することができる。そして、カバー２と支持部材１１とを良好に絶縁できるので、ベアリング１３などに電食が発生することを抑制できる。

しかも、支持部材１１とバリ３８との接触を回避するためにバリ３８を除去する必要がないので、製造コストが安価ですむ。

また、絶縁プレート３１の第２ノック穴３７が長穴に形成されているので、絶縁プレート３１に加工による反りが生じていても、第２ノック穴３７にノックピンＮを挿通させることができる。そのため、絶縁プレート３１に要求される反りの規格を緩和することができる。その結果、絶縁プレート３１の製造コストを低減することができる。

一方、第１ノック穴３６が丸穴に形成されているので、第１ノック穴３６に挿通されるノックピンＮにより絶縁プレート３１を支持部材１１およびカバー２に対して精度よく位置決めすることができる。そのため、支持部材１１に形成される逃がし空間４１のサイズの縮小を図ることができる。これにより、逃がし空間４１が形成される支持部材１１と絶縁プレート３１との接触面積を大きく確保して、その接触部分に生じる面圧の増大を抑制することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、絶縁プレート３１は、バリ３８が突出する側を支持部材１１側に向けて、カバー２と支持部材１１との間に介在されるとしたが、バリ３８が突出する側をカバー２側に向けて、カバー２と支持部材１１との間に介在されてもよい。この場合、カバー２にバリ３８との接触を回避するための逃がし空間が形成されるとよい。

また、本発明では、カバー２と支持部材１１との絶縁について説明したが、モータ１を収納するケース側に同様の構造を設けてもよい。

また、モータ支持構造３は、ハイブリッド車に限らず、電気自動車に適用されてもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：モータ
２：カバー
３：モータ支持構造
１１：支持部材
３２：鋼板（基材）
３３，３４：絶縁層
３６：第１ノック穴
３７：第２ノック穴
４１：逃がし空間
Ｌ：直線

Claims (3)

1. モータのロータを回転可能に支持する支持部材と前記モータを収容するカバーとの間に、プレート状の基材となる鋼板の両面に絶縁層を設けてプレス加工された絶縁部材が介在されて、前記支持部材が前記カバーに支持され、
   前記支持部材または前記カバーの少なくとも一方に、前記絶縁部材の縁部との接触を回避する逃がし空間が形成されている、モータ支持構造。
2. 前記絶縁部材には、第１ノック穴および第２ノック穴が形成されており、
   前記第２ノック穴は、前記第１ノック穴の中心と前記第２ノック穴の中心とを通る直線の方向に長い長穴である、請求項１に記載のモータ支持構造。
3. モータのロータを回転可能に支持する支持部材と前記モータを収容するカバーとの間に、プレート状の基材となる鋼板の両面に絶縁層を設けてプレス加工された絶縁部材が介在されて、前記支持部材が前記カバーに支持され、
   前記絶縁部材の縁部は、前記支持部材における前記絶縁部材との接触領域のエッジよりも外側に位置している、モータ支持構造。

Images