JP7164447B2 - Rotating machine pipe mounting structure - Google Patents
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Description
本発明は回転機のパイプ取付構造に係り、特に、ケースに設けられた流体通路との間で流体が流通させられるパイプを、弾性部材を介してケース内に取り付ける構造に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pipe mounting structure for a rotating machine, and more particularly to a structure for mounting a pipe through which fluid flows between a fluid passage provided in a case and an elastic member in the case.
(a) 電動モータや発電機等の回転機のケース内に配設されて、そのケースに設けられた流体通路との間で潤滑および/または冷却用の流体が流通させられるパイプと、(b) 前記パイプの少なくとも外周面が円筒形状の接続端部に装着されるとともに、前記ケースの内側面に開口する前記流体通路の開口周縁部に押圧されてその流体通路に前記パイプを連通させる円筒形状の弾性部材と、を有する回転機のパイプ取付構造が知られている。特許文献1に記載の装置はその一例で、パイプの接続端部の外周側に弾性部材が嵌合されているとともに、その弾性部材の外周面はテーパ形状を成しており、ケースの内側面に設けられた流体通路の開口周縁部のテーパ面に押圧されて同心に位置決めされるようになっている。
(a) A pipe arranged in a case of a rotating machine such as an electric motor or a generator, through which a lubricating and/or cooling fluid flows between a fluid passage provided in the case, and (b ) A cylindrical shape in which at least the outer peripheral surface of the pipe is attached to a cylindrical connecting end portion and pressed against the peripheral edge of the opening of the fluid passage opening on the inner surface of the case so that the pipe communicates with the fluid passage. There is known a pipe mounting structure for a rotating machine having an elastic member of The device described in
しかしながら、このような従来のパイプ取付構造においては、流体通路の開口周縁部に設けられたテーパ面に弾性部材が押圧される際に、寸法のばらつき等で軸方向の圧縮変形量が大きくなると、テーパの作用で弾性部材を縮径させる方向に荷重が作用するため、その荷重がパイプの接続端部の外周面に加えられてパイプが損傷(変形や割れなど)する可能性があった。 However, in such a conventional pipe mounting structure, when the elastic member is pressed against the tapered surface provided on the periphery of the opening of the fluid passage, if the amount of compressive deformation in the axial direction increases due to dimensional variations, etc., Since the load acts in a direction that reduces the diameter of the elastic member due to the action of the taper, the load may be applied to the outer peripheral surface of the connecting end of the pipe, causing damage (deformation, cracking, etc.) to the pipe.
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、寸法のばらつき等で弾性部材の軸方向の圧縮変形量が大きくなった場合でも、パイプの損傷が抑制されるようにすることにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and its object is to suppress damage to the pipe even when the amount of compressive deformation in the axial direction of the elastic member increases due to dimensional variations. It is to make
かかる目的を達成するために、第1発明は、(a) 回転機のケース内に配設されて、そのケースに設けられた流体通路との間で潤滑および/または冷却用の流体が流通させられるパイプと、(b) 前記パイプの少なくとも外周面が円筒形状の接続端部に装着されるとともに、前記ケースの内側面に開口する前記流体通路の開口周縁部に押圧されてその流体通路に前記パイプを連通させる円筒形状の弾性部材と、を有する回転機のパイプ取付構造において、(c) 前記流体通路の前記開口周縁部は平坦面で、前記弾性部材の先端部はその平坦面に垂直に押圧されるとともに、(d) 前記弾性部材は、前記パイプの前記接続端部の外周側に嵌合される嵌合部と、前記接続端部の端面から軸方向へ突き出すように前記嵌合部に連続して一体に設けられた突出部と、を備えており、(e) 前記突出部の内径は前記嵌合部の内径よりも小さく、その突出部とその嵌合部との境界に形成される内周面の段差部が前記接続端部の端面に当接させられるとともに、(f) 前記突出部の外周面は、前記嵌合部との境界部分から前記先端部側へ向かうに従って径寸法が小さくなる先細形状を成している一方、(g) 前記パイプは合成樹脂製の樹脂パイプであり、(h) 前記パイプには、少なくとも前記弾性部材が前記開口周縁部に押圧される組付状態において、前記嵌合部の前記突出部と反対側の端部が当接させられる外向きフランジが設けられており、(i) 前記嵌合部は、内周面および外周面がそれぞれ一定の径寸法の円筒形状を成していて、その嵌合部の肉厚は一定で、前記境界部分における前記突出部の最大肉厚よりも薄肉であり、(j) 前記弾性部材は、前記嵌合部が前記接続端部に嵌合されることにより接着剤を用いることなくその接続端部に装着されており、前記組付状態では、前記弾性部材に押圧荷重が加えられることにより前記嵌合部が外周側へ膨出するように撓み変形させられることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the first invention provides (a) a rotary machine which is disposed in a case of a rotating machine so that a lubricating and/or cooling fluid flows between it and a fluid passage provided in the case. (b) at least the outer peripheral surface of the pipe is attached to a cylindrical connection end portion, and is pressed against the opening peripheral edge portion of the fluid passage opening on the inner surface of the case to enter the fluid passage; and a cylindrical elastic member communicating with the pipes, wherein: (c) the peripheral edge of the opening of the fluid passage is flat, and the tip of the elastic member is perpendicular to the flat surface. (d) the elastic member includes a fitting portion fitted to the outer peripheral side of the connecting end portion of the pipe and the fitting portion protruding axially from the end face of the connecting end portion; (e) the inner diameter of the protrusion is smaller than the inner diameter of the fitting portion, and is formed at the boundary between the protrusion and the fitting portion; (f) the outer peripheral surface of the protruding portion has a diameter increasing from the boundary portion with the fitting portion toward the tip portion side; (g) the pipe is a resin pipe made of synthetic resin; (i) the fitting portion has an inner peripheral surface and an outer peripheral surface that are constant; and the thickness of the fitting portion is constant and thinner than the maximum thickness of the projecting portion at the boundary portion; It is attached to the connection end without using an adhesive by fitting the joint portion to the connection end, and in the assembled state, the fitting is performed by applying a pressing load to the elastic member. It is characterized in that the portion is flexurally deformed so as to bulge to the outer peripheral side .
第2発明は、第1発明の回転機のパイプ取付構造において、前記パイプは、前記回転機の各部を冷却するとともに潤滑する冷却流体が供給される冷却パイプであることを特徴とする。 A second invention is characterized in that, in the pipe mounting structure for a rotating machine according to the first invention, the pipe is a cooling pipe supplied with a cooling fluid that cools and lubricates each part of the rotating machine.
第3発明は、第1発明または第2発明の回転機のパイプ取付構造において、(a) 前記弾性部材は、前記突出部の先端部が前記流体通路の開口周縁部に押圧されることにより、その開口周縁部との間をシールしつつその流体通路に前記パイプを連通させるもので、(b) 前記突出部の先細形状は、外径が直線的に小さくなるテーパ形状で、そのテーパ形状のテーパ半角は20°~40°の範囲内であることを特徴とする。なお、本明細書におけるテーパ形状は、円錐形状と同義である。 A third invention is the pipe mounting structure for a rotary machine according to the first invention or the second invention , wherein: (b) the tapered shape of the protruding portion is a tapered shape in which the outer diameter linearly decreases; The taper half angle is characterized by being in the range of 20° to 40°. In addition, the tapered shape in this specification is synonymous with the conical shape.
第4発明は、第1発明~第3発明の何れかの回転機のパイプ取付構造において、(a) 前記ケースは、前記回転機の中心線と平行な方向の中間位置で分割された第1ケース部材および第2ケース部材を備えており、(b) 前記第2ケース部材に前記流体通路が設けられて、その第2ケース部材の前記中心線と直角な内側面にその流体通路が開口させられており、(c) 前記パイプは一直線形状を成していて、前記中心線と平行になる姿勢で前記第1ケース部材に取り付けられて保持されており、(d) 前記パイプの前記接続端部に装着された前記弾性部材が、前記第2ケース部材の前記流体通路の開口周縁部に押圧される状態で、その第2ケース部材と前記第1ケース部材とが前記中心線と平行な方向に突き合わされて互いに一体的に組み付けられていることを特徴とする。 A fourth invention is the pipe mounting structure for a rotating machine according to any one of the first to third inventions, wherein: (a) the case is divided at an intermediate position in a direction parallel to the center line of the rotating machine; (b) the second case member is provided with the fluid passage, and the fluid passage opens on the inner surface of the second case member perpendicular to the center line; (c) the pipe has a straight shape and is attached to and held by the first case member in a posture parallel to the center line; (d) the connecting end of the pipe The second case member and the first case member move in a direction parallel to the center line in a state in which the elastic member attached to the portion is pressed against the peripheral edge of the opening of the fluid passage of the second case member. characterized in that they are butted against each other and integrally assembled with each other.
このような回転機のパイプ取付構造においては、嵌合部を介してパイプの接続端部に装着される弾性部材は、パイプの接続端部の端面に当接させられる段差部と、その接続端部の端面から軸方向へ突き出す突出部とを備えており、その突出部がケースの内側面に開口する流体通路の平坦な開口周縁部に垂直に押圧されることにより、弾性部材を介して流体通路にパイプが連通させられる。その場合に、弾性部材が開口周縁部に押圧される際の押圧荷重の一部は、接続端部の端面で受け止められるため、寸法のばらつき等で弾性部材の軸方向の圧縮変形量が比較的大きくなった場合でも、その押圧荷重が接続端部の端面で適切に受け止められる。また、押圧荷重によって軸方向へ圧縮される突出部は先細形状を成しており、先細分だけ体積が少なくなって圧縮に伴う押圧荷重の増加が軽減されるため、その押圧荷重が端面で受け止められることと相まって、パイプの損傷が適切に抑制される。 In such a pipe mounting structure for a rotating machine, the elastic member attached to the connection end of the pipe via the fitting portion includes a stepped portion that is brought into contact with the end surface of the connection end of the pipe, and the connection end. and a protruding portion protruding axially from the end face of the case, and the protruding portion presses perpendicularly against the flat opening peripheral edge of the fluid passage opening on the inner surface of the case, thereby causing the fluid to flow through the elastic member. A pipe communicates with the passage. In this case, since part of the pressing load when the elastic member is pressed against the opening peripheral portion is received by the end surface of the connecting end portion, the amount of compressive deformation of the elastic member in the axial direction due to dimensional variations is relatively large. Even if it becomes large, the pressing load can be properly received by the end face of the connection end. In addition, the protruding portion that is compressed in the axial direction by the pressing load has a tapered shape. Coupled with that, damage to the pipe is appropriately suppressed.
また、パイプに外向きフランジが設けられて嵌合部の端部が当接させられるため、前記接続端部の端面に加えて外向きフランジによっても押圧荷重が受け止められるようになり、その押圧荷重によって流体通路とパイプとを確実に連通させることができる。外向きフランジに当接させられる嵌合部は、内周面および外周面がそれぞれ一定の径寸法の円筒形状で、その肉厚が突出部の最大肉厚よりも薄肉であり、外周側へ膨出するように撓み変形させられることにより圧縮に伴う押圧荷重の増加が軽減され、外向きフランジに過大な荷重が加えられることが抑制される。 In addition, since the pipe is provided with an outward flange and the end of the fitting portion is brought into contact with the pipe, the pressing load is received by the outward flange in addition to the end face of the connecting end. , the fluid passage and the pipe can be reliably communicated with each other. The fitting portion that is brought into contact with the outward flange has cylindrical inner and outer peripheral surfaces each with a constant diameter, a thickness that is thinner than the maximum thickness of the protruding portion, and an expansion toward the outer peripheral side. By bending and deforming so as to protrude, an increase in pressing load accompanying compression is reduced, and application of an excessive load to the outward flange is suppressed.
また、パイプとして樹脂パイプが用いられているが、樹脂パイプは金属製パイプに比較して一般に強度が低くて損傷し易いため、本発明を適用することによってパイプの損傷を抑制する、という効果が一層適切に得られる。樹脂パイプは軽量で且つ絶縁体であるため、回転機を軽量化できるとともに、電気関係部品の処理が容易になる。 In addition, resin pipes are used as pipes , but since resin pipes generally have lower strength than metal pipes and are easily damaged, the application of the present invention has the effect of suppressing damage to the pipes. obtained more appropriately. Since the resin pipe is lightweight and an insulator, it is possible to reduce the weight of the rotating machine and facilitate the processing of electrical parts.
第3発明は、弾性部材によって流体通路の開口周縁部との間をシールしつつ流体通路にパイプを連通させる場合で、その弾性部材の突出部は外径が直線的に小さくなるテーパ形状で、そのテーパ形状のテーパ半角が20°~40°の範囲内であるため、所定のシール性能を確保しつつ圧縮に伴う押圧荷重の増加を軽減してパイプの損傷を適切に抑制することができる。すなわち、弾性部材の材質や突出部の突出寸法、軸方向の圧縮変形量のばらつきなどによっても異なるが、テーパ半角が20°よりも小さいと、圧縮に伴う押圧荷重の増加を軽減する作用が十分に得られなくなるとともに、テーパ半角が40°を超えると、突出部の先端部の面積が小さくなってシール性能が損なわれる。 A third aspect of the invention is a case in which a pipe is communicated with a fluid passage while sealing a gap between it and the peripheral edge of the opening of the fluid passage by an elastic member, and the protruding portion of the elastic member has a tapered shape in which the outer diameter linearly decreases, Since the taper half angle of the tapered shape is within the range of 20° to 40°, it is possible to reduce the increase in pressing load due to compression while ensuring the predetermined sealing performance, and to appropriately suppress damage to the pipe. That is, if the taper half angle is smaller than 20°, the effect of reducing the increase in pressing load due to compression is sufficient, although it varies depending on the material of the elastic member, the projecting dimension of the projecting portion, and the variation in the amount of compressive deformation in the axial direction. In addition, if the taper half angle exceeds 40°, the area of the tip of the protruding portion becomes small, impairing the sealing performance.
第4発明では、回転機の中心線と平行な方向の中間位置で分割された第1ケース部材および第2ケース部材を備えており、一直線形状のパイプが中心線と平行になる姿勢で第1ケース部材に取り付けられて保持されているとともに、そのパイプの接続端部に装着された弾性部材が第2ケース部材の流体通路の開口周縁部に押圧される状態で、その第2ケース部材と第1ケース部材とが突き合わされて一体的に組み付けられている。この場合、第1ケース部材に対するパイプの取付誤差や各部の寸法誤差などで、弾性部材の軸方向の圧縮変形量がばらつくため、本発明を適用することによってパイプの損傷を抑制する、という効果が適切に得られる。 In the fourth aspect of the invention, the first case member and the second case member are separated at an intermediate position in the direction parallel to the center line of the rotating machine, and the first case member is arranged so that the straight pipe is parallel to the center line. The second case member and the second case member are connected to each other in a state in which the elastic member attached to and held by the case member and attached to the connection end of the pipe is pressed against the opening peripheral edge of the fluid passage of the second case member. 1 and the case member are abutted and integrally assembled. In this case, the amount of compressive deformation of the elastic member in the axial direction varies due to mounting errors of the pipe with respect to the first case member and dimensional errors of each part. properly obtained.
また、第1ケース部材に取り付けられたパイプの接続端部に弾性部材が装着され、その状態で各種の部品の組付等が行われると、作業者の手や部品などが弾性部材に接触する可能性がある。その場合に、弾性部材が嵌合部において接続端部に嵌合されているだけであると、パイプから脱落する恐れがあるが、突出部は先細形状を成しているため、中心線に対して直角な横方向から外力が加えられた場合、パイプに接近する方向の分力が生じて脱落が抑制される。 In addition, when an elastic member is attached to the connection end of the pipe attached to the first case member, and various parts are assembled in that state, the operator's hand or parts come into contact with the elastic member. there is a possibility. In that case, if the elastic member is only fitted to the connection end at the fitting portion, it may fall off the pipe. When an external force is applied from a lateral direction perpendicular to the pipe, a force component is generated in the direction of approaching the pipe, which prevents the pipe from falling off.
本発明は、例えば車両の駆動力源として用いられる回転機(電動モータやモータジェネレータ)のパイプ取付構造に好適に適用されるが、車両以外の回転機に適用することもできる。専ら発電機として用いられる回転機に適用することも可能である。パイプには、例えば回転機のステータ等を冷却したり回転機の各部を潤滑したりするためにオイルクーラによって冷却された冷却流体が供給されるが、潤滑を主目的として潤滑油等の流体がオイルクーラを経由することなく供給されても良い。流体は、冷却のみを目的とするものでも、潤滑のみを目的とするものでも、その両方を目的とするものでも良い。このパイプは、例えば一直線形状に構成されるが、途中で折れ曲がったり湾曲したり分岐したりしていても良いなど、種々の態様が可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitably applied, for example, to a pipe mounting structure for a rotating machine (electric motor or motor generator) used as a driving force source for a vehicle, but can also be applied to rotating machines other than vehicles. It is also possible to apply it to a rotating machine that is exclusively used as a generator. Cooling fluid cooled by an oil cooler is supplied to the pipe to cool , for example, the stator of the rotating machine or to lubricate each part of the rotating machine. It may be supplied without passing through an oil cooler. The fluid may be for cooling only, lubrication only, or both. For example, this pipe is configured in a straight line shape, but various modes are possible, such as bending, curving, or branching in the middle.
パイプの接続端部の外周面は、例えば一定の外径寸法の円筒形状とされるが、弾性部材の嵌合部が抜け難いように軸方向の中間部分が外周側へ膨出する太鼓型の円筒形状や、環状溝或いは環状突起が軸方向に所定の間隔を隔てて複数の設けられた円筒形状など、種々の態様が可能である。接続端部の内周面の形状は、円筒形状や角筒形状など適当に定めることができる。接続端部以外の部分の外周面および内周面の形状についても、円筒形状や角筒形状など適当に定めることができる。 The outer peripheral surface of the connecting end of the pipe is, for example, a cylindrical shape with a constant outer diameter. Various modes are possible, such as a cylindrical shape and a cylindrical shape in which a plurality of annular grooves or annular projections are provided at predetermined intervals in the axial direction. The shape of the inner peripheral surface of the connection end portion can be determined appropriately, such as a cylindrical shape or a square tubular shape. The shape of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the portion other than the connection end portion can also be determined appropriately, such as a cylindrical shape or a square tubular shape.
パイプは、接続端部から反対側の端部まで流体を流通させるだけでも良い。すなわち、長手方向の両端に接続端部が設けられ、ケースの両側の側面に開口する流体通路に接続することもできる。その場合、少なくとも何れか一方の取付構造に本発明が適用されれば良い。また、接続端部と反対側の端部を閉塞するとともに、途中に吐出孔等を設けて流体を流出させるようになっていても良い。例えば略水平に配設される回転機のステータの外周側であって、回転機の中心線よりも上方位置に略水平にパイプを配置し、吐出孔から流出した流体がステータコイルや軸受等に供給されて、それ等を冷却、或いは潤滑するように構成される。パイプの配置姿勢は、必ずしも水平や回転機の中心線と平行である必要はなく、適宜定めることができる。回転機の配置姿勢についても、適宜定められる。 The pipe may only allow fluid to flow from the connecting end to the opposite end. That is, connection ends are provided at both ends in the longitudinal direction, and can be connected to fluid passages that open on both side surfaces of the case. In that case, the present invention may be applied to at least one of the mounting structures. Further, the end opposite to the connection end may be closed and a discharge hole or the like may be provided in the middle to allow the fluid to flow out. For example, a pipe is arranged substantially horizontally above the center line of the rotating machine on the outer peripheral side of the stator of the rotating machine which is arranged substantially horizontally, and the fluid flowing out from the discharge hole flows into the stator coil, the bearing, etc. supplied to cool or lubricate them. The arrangement posture of the pipe does not necessarily have to be horizontal or parallel to the center line of the rotating machine, and can be determined as appropriate. The arrangement posture of the rotating machine is also determined as appropriate.
弾性部材はゴム等の弾性体にて構成され、突出部が流体通路の開口周縁部に押圧されることにより、例えば開口周縁部との間から流体が漏れ出さないようにシールしつつ、弾性部材を介して流体通路にパイプが連通させられるように用いられる。シール性能については必ずしも要求されず、突出部の先端部に溝等を設けて流体の一部を積極的に流出させることも可能である。弾性部材の突出部の先細形状は、外径が直線的に小さくなるテーパ形状が望ましいが、突出部の外周面がテーパ形状に比較して内周側へ凹む凹形状や外周側へ膨出する凸形状とすることもできる。テーパ形状のテーパ半角は20°~40°程度の範囲内が適当であるが、弾性部材の材質(弾性率など)や突出部の突出寸法などによっては、テーパ半角を20°より小さくしたり40°より大きくしたりすることもできる。テーパ形状以外の先細形状についても、テーパ半角に相当する勾配角の平均値が例えば20°~40°程度の範囲内になるようにすることが望ましい。突出部の内周面は、例えば内径が一定寸法の円筒形状とされるが、突出部の体積を少なくして圧縮変形し易くする上で、先端部側へ向かうに従って内径が大きくなる拡径形状、例えば内径が直線的に大きくなるテーパ形状を設けることもできる。 The elastic member is made of an elastic material such as rubber, and when the projecting portion is pressed against the peripheral edge of the opening of the fluid passage, the elastic member is sealed so that the fluid does not leak from the peripheral edge of the opening, for example. The pipe is used to communicate with the fluid passage through the . Sealing performance is not necessarily required, and it is also possible to provide a groove or the like at the tip of the protruding portion to actively flow out part of the fluid. The tapered shape of the protruding portion of the elastic member is preferably a tapered shape in which the outer diameter linearly decreases, but the outer peripheral surface of the protruding portion has a recessed shape that is recessed toward the inner peripheral side or bulges toward the outer peripheral side compared to the tapered shape. A convex shape is also possible. The taper half angle of the tapered shape is suitable to be within the range of about 20° to 40°, but depending on the material of the elastic member (elastic modulus, etc.) and the projection dimension of the projection, the taper half angle may be set to less than 20° or 40°. It can also be larger than °. Also for tapered shapes other than tapered shapes, it is desirable that the average value of the gradient angle corresponding to the taper half angle is within a range of, for example, about 20° to 40°. The inner peripheral surface of the protruding portion is, for example, a cylindrical shape with a constant inner diameter. For example, it is also possible to provide a tapered shape in which the inner diameter increases linearly.
弾性部材は、少なくとも軸方向に圧縮変形させられた状態で、外向きフランジおよび接続端部の端面の両方に押圧されれば良く、押圧荷重が加えられる前の自然状態では、何れか一方に隙間があっても良い。 It suffices that the elastic member is pressed against both the outward flange and the end face of the connecting end portion in a state of being compressed and deformed at least in the axial direction. There may be gaps.
以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において、図は説明のために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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following examples, the drawings are appropriately simplified or modified for the sake of explanation, and the dimensional ratios, shapes, etc. of each part are not necessarily drawn accurately.
図1は、本発明の一実施例であるパイプ取付構造を有する回転機10を説明する図で、回転機10の中心線である第1軸線S1に沿って上下方向に切断した縦断面図である。この回転機10は、第1軸線S1が略水平になる姿勢で車両に搭載されて走行用の駆動力源として用いられるもので、本実施例では電動モータおよび発電機として択一的に機能するモータジェネレータである。回転機10は、ケース12内に第1軸線S1と同軸に配設された円筒形状のロータ14およびステータ16を備えており、ロータ14の中心部分には円筒形状のモータ軸18が固定されている。
FIG. 1 is a diagram for explaining a rotating
ケース12は、第1軸線S1と平行な方向の中間位置で分割された一対の第1ケース部材20および第2ケース部材22を備えている。これ等の第1ケース部材20および第2ケース部材22は、何れも有底円筒形状を成しており、第1軸線S1と平行な方向から接近させられて開口部が互いに突き合わされた状態で、図示しない複数のボルトにより互いに一体的に組み付けられ、内部に前記ロータ14およびステータ16等を収容している。ロータ14に固定されたモータ軸18は、一対のベアリング24、26を介して第1軸線S1まわりに回転可能にケース12によって支持されており、ステータ16は複数のボルト28によって第1軸線S1と同軸に第1ケース部材20に固定されている。ステータ16を、圧入によって第1ケース部材20に固定することもできる。
The
ケース12内には、冷却パイプ30が配設されている。この冷却パイプ30は、回転機10の各部を冷却したり潤滑したりする潤滑油等の冷却流体が供給されるパイプである。冷却パイプ30は、一体成形された合成樹脂製の樹脂パイプで一直線形状を成しており、第1軸線S1と平行で第1軸線S1の上方に定められた第2軸線S2上に同軸に配置されている。すなわち、冷却パイプ30は、回転機10の中心線である第1軸線S1と平行になる姿勢でケース12内に配設されている。冷却パイプ30は長尺の円筒形状を成しており、一端部32は底部により閉塞されているとともに、第1ケース部材20に設けられた取付穴34内に嵌合されて位置決めされている。また、冷却パイプ30の長手方向の中間位置には、インサート成形によって金属製の取付ブラケット36が一体的に設けられており、その取付ブラケット36がボルト38により第1ケース部材20に固定されている。この取付ブラケット36および上記取付穴34により、冷却パイプ30が、第1軸線S1と平行な第2軸線S2と同軸になる一定の姿勢で第1ケース部材20に一体的に取り付けられている。冷却パイプ30を、例えば長手方向に沿って分割した半割形状等の複数の樹脂部材を一体的に接合して構成することもできる。
A cooling
取付ブラケット36によって第1ケース部材20に取り付けられた冷却パイプ30の先端部(他端部)は、その第1ケース部材20の開口部よりも第2ケース部材22側へ突き出しており、弾性部材40を介して第2ケース部材22の押圧部42に押圧されることにより、第2軸線S2と略同軸になる姿勢に位置決めされている。押圧部42は、有底円筒形状の第2ケース部材22の底部に設けられている。図2は、図1におけるII部分、すなわち本実施例の冷却パイプ取付構造の主要部品である弾性部材40が配設された部分を、拡大して示した断面図であり、第2ケース部材22の押圧部42の押圧座面44には流体通路46が開口させられている。流体通路46には、図1に示される接続ポート48に接続される外部配管50から、オイルクーラ52によって冷却された潤滑油等の冷却流体が供給されるようになっており、その冷却流体が流体通路46から冷却パイプ30内に供給される。冷却パイプ30の長手方向の中間位置には複数の吐出孔が設けられており、その吐出孔から流出した冷却流体がステータ16のコイルやベアリング24、26等に供給されて、それ等を冷却したり潤滑したりする。第2ケース部材22には、流体通路46の他にも流体通路54等が設けられており、接続ポート48に供給された冷却流体の一部は、流体通路54等から回転機10の各部へ供給されるようになっている。なお、モータ軸18等によって回転駆動される機械式オイルポンプをケース12に一体的に配設し、ケース12内の油溜等に還流した潤滑油等の流体を吸入して、外部配管50やオイルクーラ52を経由することなく流体通路46、54等へ供給するようにしても良い。
The tip (other end) of the cooling
図2において、冷却パイプ30の先端部には、外周面および内周面がそれぞれ一定の径寸法の円筒形状の接続端部60が設けられており、その接続端部60に円筒形状の弾性部材40が装着されている。弾性部材40は、押圧部42の押圧座面44に押圧されて圧縮変形させられることにより、冷却パイプ30の接続端部60を第2軸線S2と略同軸に位置決めして、冷却パイプ30を流体通路46に連通させるとともに、弾性部材40と押圧座面44との間から冷却流体が漏れ出すことを抑制するようにシールする。流体通路46は、第2軸線S2上に設けられているとともに、押圧座面44は第2軸線S2と略直角、すなわち回転機10の中心線である第1軸線S1と略直角な平坦面であり、弾性部材40の先端部72は押圧座面44に対して略垂直に押圧される。押圧座面44は、第2ケース部材22の内側面を構成しており、流体通路46の開口周縁部に相当する。
In FIG. 2, the cooling
図3は、弾性部材40を単独で示した図で、中心線S3に沿って切断した断面図であり、図2に示されるように冷却パイプ30に装着された状態において、その冷却パイプ30の軸線と略等しい第2軸線S2に沿って切断した断面図に相当する。この弾性部材40はゴムにて構成されており、冷却パイプ30の接続端部60の外周側に嵌合される嵌合部62と、接続端部60の端面60aから軸方向へ突き出すように嵌合部62に連続して一体に設けられた突出部64とを備えている。嵌合部62は、内周面および外周面がそれぞれ一定の径寸法の円筒形状を成しており、肉厚が略一定であるとともに、内周面の径寸法は接続端部60の外径寸法と略同じか僅かに小さい寸法で、その接続端部60の外周面に略密着するように嵌合される。この嵌合部62により、弾性部材40が接着剤を用いることなく冷却パイプ30の接続端部60に装着される。また、嵌合部62の軸方向長さは、接続端部60の軸方向長さと略同じで、接続端部60の軸方向に連続して外周側へ突き出すように設けられた円環形状の外向きフランジ66に対し、少なくとも弾性部材40が軸方向に圧縮される組付状態において、その嵌合部62の突出部64と反対側の端部が外向きフランジ66に当接して押圧されるようになっている。
FIG. 3 is a diagram showing the
前記突出部64の内径は嵌合部62の内径よりも小さく、突出部64と嵌合部62との境界に形成される内周面の段差部68が、接続端部60の端面60aに当接させられる。突出部64の内径は、接続端部60の内径よりも小さく、弾性部材40が押圧座面44に押圧された組付状態では、端面60aの全域に段差部68が押圧されて押圧荷重が受け止められる。すなわち、本実施例の弾性部材40は、例えば図6の(b) に示されるように、押圧座面44に押圧されて軸方向に圧縮変形させられる組付状態において、段差部68が端面60aに押圧されるとともに、嵌合部62の端部が外向きフランジ66に押圧され、その両方で押圧荷重F1が受け止められるようになっている。図6の(a) に示されるように押圧座面44に押圧される前の自然状態では、段差部68と端面60aとの間、および嵌合部62と外向きフランジ66との間の、何れか一方に隙間があっても良い。図2の弾性部材40は、図3や図6(a) と略同じで圧縮変形前の自然状態の形状であるが、実際の組付状態では、各部の寸法誤差や組付誤差に拘らず押圧荷重F1により軸方向に圧縮変形させられ、押圧座面44との間をシールしつつ冷却パイプ30を流体通路46に連通させる。
The inner diameter of the
突出部64の外周面70は、嵌合部62との境界部分から先端部72へ向かうに従って外径が直線的に小さくなるテーパ形状を成しているとともに、突出部64の内周面にも、先端部72へ向かうに従って内径が直線的に大きくなるテーパ形状の拡径部74が設けられている。このように外周面70がテーパ形状を成しているとともに、内周面に拡径部74が設けられることにより、突出部64の肉厚が先端部72側ほど薄くなり、突出部64の全体の体積が小さくなるため、軸方向に圧縮変形させられる際の押圧荷重F1の増加が軽減される。外周面70のテーパ形状のテーパ半角θ、すなわち中心線S3に対する勾配角は、20°~40°の範囲内で定められ、本実施例では約30°である。テーパ半角θが大きい程、体積が小さくなって押圧荷重F1の増加が軽減されるが、先端部72のストレート長Lが短くなってシール性能が損なわれるため、40°以下が適当である。図4は、一定の押圧荷重F1で突出部64の先端部72に押圧座面44を押圧して内部に流体を供給し、ストレート長Lとシール性能(内部の流体が漏れ出す圧力)との関係を調べた結果の特性図で、所定の要求性能が得られるL1以上のストレート長を確保する必要がある。また、テーパ半角θが小さくなると、体積減少による押圧荷重F1の増加軽減効果が十分に得られなくなるため、テーパ半角θは20°以上が望ましい。
The outer
図5は、本実施例品と、突出部64が一定の外径寸法(テーパ半角θ=0°)の円筒形状の比較品とを用意し、図6に示されるように軸方向に押圧荷重F1を加えて、その押圧荷重F1と圧縮変形量Cとの関係を調べた結果である。この結果から明らかなように、本実施例品では比較品に比べて押圧荷重F1の増加が軽減され、各部の寸法誤差や組付誤差を考慮して定められる圧縮変形量Cが例えば1.5mm~3.0mm程度の使用範囲では、冷却パイプ30が損傷する恐れがある上限値F1max よりも十分に低い荷重値に収まる。これ対し、比較品は圧縮変形量Cが3.0mmに達する前に、押圧荷重F1が上限値F1max を上回るようになり、冷却パイプ30が損傷する可能性がある。圧縮変形量Cが3.0mm以上における比較品の押圧荷重F1の低下は、冷却パイプ30の損傷によるものである。
FIG. 5 shows an example product and a cylindrical comparative product having a
弾性部材40は、段差部68が端面60aに押圧されるとともに、嵌合部62の端部が外向きフランジ66に押圧され、その両方で押圧荷重F1が受け止められるが、外向きフランジ66に当接させられる嵌合部62は内周面および外周面がそれぞれ一定の径寸法の円筒形状で、その肉厚が一定であり、内径が小さい突出部64の最大肉厚よりも薄肉である。突出部64の最大肉厚は、嵌合部62との境界部分で外径が最も大きい部分の肉厚である。また、この嵌合部62の肉厚は、嵌合部62の軸方向長さよりも小さい。これにより、図6の(b) に矢印Aで示すように、嵌合部62が外周側へ膨出するように撓み変形するなどして圧縮に伴う押圧荷重F1の増加が軽減され、外向きフランジ66に過大な荷重が加えられることが抑制される。言い換えれば、嵌合部62の外周面の半径寸法r(図3参照)は、押圧荷重F1が加えられた場合に嵌合部62が外周側へ膨出するように撓み変形する肉厚となるように定められる。
The
このように、本実施例の回転機10のパイプ取付構造においては、嵌合部62を介して冷却パイプ30の接続端部60に装着される弾性部材40が、接続端部60の端面60aに当接させられる段差部68と、その接続端部60の端面60aから軸方向へ突き出す突出部64とを備えており、その突出部64の先端部72が第2ケース部材22の押圧座面44に略垂直に押圧されることにより、押圧座面44との間をシールしつつ第2ケース部材22に設けられた流体通路46に冷却パイプ30が連通させられる。その場合に、弾性部材40が押圧座面44に押圧される際の押圧荷重F1の一部は、接続端部60の端面60aで受け止められるため、寸法のばらつき等で弾性部材40の軸方向の圧縮変形量Cが比較的大きくなった場合でも、その押圧荷重F1が端面60aで適切に受け止められる。また、押圧荷重F1によって軸方向へ圧縮される突出部64は先細のテーパ形状を成しており、先細分だけ体積が少なくなって圧縮に伴う押圧荷重F1の増加が軽減されるため、その押圧荷重F1が端面60aで受け止められることと相まって、冷却パイプ30の損傷が適切に抑制される。
As described above, in the pipe mounting structure of the rotating
また、冷却パイプ30には外向きフランジ66が設けられており、嵌合部62の端部がその外向きフランジ66に当接させられるため、接続端部60の端面60aに加えて外向きフランジ66によっても押圧荷重F1が受け止められるようになり、その押圧荷重F1によって所定のシール性能を適切に確保しつつ、流体通路46と冷却パイプ30とを確実に連通させることができる。外向きフランジ66に当接させられる嵌合部62は、内周面および外周面がそれぞれ一定の径寸法の円筒形状で、その肉厚が突出部64の最大肉厚よりも薄肉であるため、図6の(b) に示されるように外周側へ膨出するように撓み変形させられるなど、圧縮に伴う押圧荷重F1の増加が軽減され、外向きフランジ66に過大な荷重が加えられることが抑制される。
In addition, the cooling
また、冷却パイプ30として樹脂パイプが用いられており、樹脂パイプは金属製パイプに比較して強度が低くて損傷し易いため、嵌合部62および突出部64を有する弾性部材40が用いられることによって冷却パイプ30の損傷を抑制する、という効果が一層適切に得られる。樹脂パイプは軽量で且つ絶縁体であるため、回転機10を軽量化できるとともに、電気配線等の電気関係部品の処理が容易になる。
In addition, a resin pipe is used as the cooling
また、弾性部材40によって押圧座面44との間をシールしつつ流体通路46に冷却パイプ30が連通させられるが、その弾性部材40の突出部64の外周面は外径が直線的に小さくなるテーパ形状で、そのテーパ形状のテーパ半角θが20°~40°の範囲内であるため、所定のシール性能を確保しつつ圧縮に伴う押圧荷重F1の増加を軽減して冷却パイプ30の損傷を適切に抑制することができる。
The cooling
また、ケース12は、回転機10の中心線である第1軸線S1と平行な方向の中間位置で分割された第1ケース部材20および第2ケース部材22を備えており、一直線形状の冷却パイプ30が第1軸線S1と平行になる姿勢で第1ケース部材20に取り付けられて保持されているとともに、その冷却パイプ30の接続端部60に装着された弾性部材40が、第2ケース部材22の流体通路46の開口周縁部である押圧座面44に押圧される状態で、その第1ケース部材20と第2ケース部材22とが突き合わされて図示しないボルトにより一体的に組み付けられている。この場合、第1ケース部材20に対する冷却パイプ30の取付誤差や各部の寸法誤差などで、弾性部材40の軸方向の圧縮変形量Cがばらつくため、嵌合部62および突出部64を有する弾性部材40が用いられることによって冷却パイプ30の損傷を抑制する、という効果が適切に得られる。
Further, the
また、第1ケース部材20に取り付けられた冷却パイプ30の接続端部60に弾性部材40が装着され、その状態で各種の部品の組付等が行われると、作業者の手や部品などが弾性部材40に接触する可能性がある。その場合に、本実施例では弾性部材40の嵌合部62が接続端部60に嵌合されているだけであるため、その接続端部60から抜け落ちる恐れがある。例えば、図1において第2ケース部材22を第1ケース部材20に組み付ける前に、第1軸線S1が略垂直になる縦置き状態の姿勢、具体的は図1における右側が上向きになる姿勢で、ステータ18やロータ14等を第1ケース部材20内に組み付ける際に、冷却パイプ30が第1ケース部材20の開口部よりも上方へ突き出していることから、接触等により弾性部材40が接続端部60から抜け落ちると、第1ケース部材20の底部に落下して取り出すことが困難である。
In addition, when the
これに対し、本実施例の弾性部材40の突出部64は先細のテーパ形状を成しているため、図3に示すように中心線S3に対して直角な横方向から外力F2が加えられた場合、接続端部60に接近する方向(図3における下方向)の分力が生じて脱落が抑制される。図7は、接続端部60に装着された弾性部材40の突出部64に対して横方向から外力F2を加え、その外力F2と突出部64における中心線S3の傾斜角度、すなわち冷却パイプ30の中心線である第2軸線S2に対する折れ曲がり角度、との関係を調べた結果の特性図で、傾斜角度が45°を超えた部分のグラフであり、外力F2が比較的高い上限値F2max を超えると、嵌合部62が接続端部60から抜け出して弾性部材40が冷却パイプ30から脱落する可能性が高くなる。すなわち、外力F2が上限値F2max よりも低ければ、接続端部60に対する弾性部材40の装着状態が適切に維持される。図7において、突出部64の傾斜角度が大きい部分の外力F2の低下は、接続端部60からの弾性部材40の抜け出し~脱落によるものである。
On the other hand, since the projecting
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、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, this is only one embodiment, and the present invention can be implemented in a mode in which various modifications and improvements are added based on the knowledge of those skilled in the art. can be done.
10:回転機 12:ケース 20:第1ケース部材 22:第2ケース部材 30:冷却パイプ(パイプ、樹脂パイプ) 40:弾性部材 44:押圧座面(内側面、開口周縁部) 46:流体通路 60:接続端部 60a:端面 62:嵌合部 64:突出部 66:外向きフランジ 68:段差部 70:外周面 72:先端部 S1:第1軸線(回転機の中心線) F1:押圧荷重 θ:テーパ半角
10: Rotating Machine 12: Case 20: First Case Member 22: Second Case Member 30: Cooling Pipe (Pipe, Resin Pipe) 40: Elastic Member 44: Pressing Seat (Inner Side, Opening Periphery) 46: Fluid Passage 60:
Claims (4)
前記パイプの少なくとも外周面が円筒形状の接続端部に装着されるとともに、前記ケースの内側面に開口する前記流体通路の開口周縁部に押圧されて該流体通路に前記パイプを連通させる円筒形状の弾性部材と、
を有する回転機のパイプ取付構造において、
前記流体通路の前記開口周縁部は平坦面で、前記弾性部材の先端部は該平坦面に垂直に押圧されるとともに、
前記弾性部材は、前記パイプの前記接続端部の外周側に嵌合される嵌合部と、前記接続端部の端面から軸方向へ突き出すように前記嵌合部に連続して一体に設けられた突出部と、を備えており、
前記突出部の内径は前記嵌合部の内径よりも小さく、該突出部と該嵌合部との境界に形成される内周面の段差部が前記接続端部の端面に当接させられるとともに、
前記突出部の外周面は、前記嵌合部との境界部分から前記先端部側へ向かうに従って径寸法が小さくなる先細形状を成している一方、
前記パイプは合成樹脂製の樹脂パイプであり、
前記パイプには、少なくとも前記弾性部材が前記開口周縁部に押圧される組付状態において、前記嵌合部の前記突出部と反対側の端部が当接させられる外向きフランジが設けられており、
前記嵌合部は、内周面および外周面がそれぞれ一定の径寸法の円筒形状を成していて、該嵌合部の肉厚は一定で、前記境界部分における前記突出部の最大肉厚よりも薄肉であり、
前記弾性部材は、前記嵌合部が前記接続端部に嵌合されることにより接着剤を用いることなく該接続端部に装着されており、前記組付状態では、前記弾性部材に押圧荷重が加えられることにより前記嵌合部が外周側へ膨出するように撓み変形させられる
ことを特徴とする回転機のパイプ取付構造。 a pipe disposed in a case of the rotating machine, through which a lubricating and/or cooling fluid flows between a fluid passage provided in the case;
At least the outer peripheral surface of the pipe is attached to a cylindrical connecting end portion, and is pressed against the peripheral edge of the opening of the fluid passage opening on the inner surface of the case to connect the pipe to the fluid passage. an elastic member;
In a pipe mounting structure for a rotating machine having
The peripheral edge of the opening of the fluid passage is a flat surface, and the tip of the elastic member is pressed perpendicularly to the flat surface,
The elastic member includes a fitting portion fitted to the outer peripheral side of the connecting end portion of the pipe, and a fitting portion continuously integrally provided so as to protrude from the end surface of the connecting end portion in the axial direction. and a protrusion,
The inner diameter of the projection is smaller than the inner diameter of the fitting portion, and the stepped portion of the inner peripheral surface formed at the boundary between the projection and the fitting portion is brought into contact with the end surface of the connection end. ,
The outer peripheral surface of the protruding portion has a tapered shape in which the diameter dimension decreases from the boundary portion with the fitting portion toward the tip portion side ,
The pipe is a resin pipe made of synthetic resin,
The pipe is provided with an outward flange with which an end portion of the fitting portion opposite to the projecting portion abuts at least in an assembled state in which the elastic member is pressed against the opening peripheral portion. ,
The fitting portion has a cylindrical shape with an inner peripheral surface and an outer peripheral surface each having a constant diameter dimension, and the thickness of the fitting portion is constant and is larger than the maximum thickness of the protrusion at the boundary portion. is also thin ,
The elastic member is attached to the connecting end portion without using an adhesive by fitting the fitting portion to the connecting end portion, and in the assembled state, a pressing load is applied to the elastic member. By being applied, the fitting portion is flexurally deformed so as to bulge to the outer peripheral side.
A pipe mounting structure for a rotating machine, characterized by:
ことを特徴とする請求項1に記載の回転機のパイプ取付構造。 The pipe mounting structure for a rotating machine according to claim 1 , wherein the pipe is a cooling pipe supplied with a cooling fluid that cools and lubricates each part of the rotating machine.
前記突出部の先細形状は、外径が直線的に小さくなるテーパ形状で、該テーパ形状のテーパ半角は20°~40°の範囲内である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の回転機のパイプ取付構造。 The elastic member communicates the pipe with the fluid passage while sealing a gap with the opening rim of the fluid passage when the tip of the projecting portion is pressed against the rim of the opening of the fluid passage.
3. The tapered shape according to claim 1 or 2 , wherein the tapered shape of the projecting portion is a tapered shape in which the outer diameter linearly decreases, and the taper half angle of the tapered shape is within the range of 20° to 40°. Rotating machine pipe mounting structure.
前記第2ケース部材に前記流体通路が設けられて、該第2ケース部材の前記中心線と直角な内側面に該流体通路が開口させられており、
前記パイプは一直線形状を成していて、前記中心線と平行になる姿勢で前記第1ケース部材に取り付けられて保持されており、
前記パイプの前記接続端部に装着された前記弾性部材が、前記第2ケース部材の前記流体通路の開口周縁部に押圧される状態で、該第2ケース部材と前記第1ケース部材とが前記中心線と平行な方向に突き合わされて互いに一体的に組み付けられている
ことを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の回転機のパイプ取付構造。 The case includes a first case member and a second case member divided at an intermediate position in a direction parallel to the center line of the rotating machine,
The second case member is provided with the fluid passage, and the fluid passage is opened on an inner surface of the second case member perpendicular to the center line,
The pipe has a straight shape and is attached to and held by the first case member in a posture parallel to the center line,
The second case member and the first case member are connected to each other in a state in which the elastic member attached to the connection end portion of the pipe is pressed against the opening peripheral edge portion of the fluid passage of the second case member. The pipe mounting structure for a rotary machine according to any one of claims 1 to 3 , characterized in that the pipe mounting structures are integrally assembled with each other by butting each other in a direction parallel to the center line.
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