WO2016035546A1 - 回転電機のハウジング、およびこれを備えた回転電機 - Google Patents

回転電機のハウジング、およびこれを備えた回転電機 Download PDF

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WO2016035546A1
WO2016035546A1 PCT/JP2015/073171 JP2015073171W WO2016035546A1 WO 2016035546 A1 WO2016035546 A1 WO 2016035546A1 JP 2015073171 W JP2015073171 W JP 2015073171W WO 2016035546 A1 WO2016035546 A1 WO 2016035546A1
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housing
stator
cylinder
inner cylinder
rotating electrical
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理一 永尾
山崎　慎司
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators

Definitions

  • the present invention relates to a rotary electric machine housing and a rotary electric machine including the same.
  • a rotating electric machine is used as an auxiliary prime mover of a driving internal combustion engine, a driving prime mover, or the like.
  • the housing used in such a rotating electrical machine can prevent the stator from slipping against the torque reaction force and the inertial force acting on the stator, and can dissipate and transfer the heat generated by the stator conductor to the outside of the machine or to the coolant. Required.
  • the center housing has a stator fastened to the inner diameter side by shrink fitting or press fitting, and the stator is composed of a stator core in which electromagnetic steel plates are laminated, and a stator core.
  • a stator coil is wound around one or more slots provided in the stator and has a rotor that is rotatably held with a predetermined gap on the inner diameter side of the stator.
  • the rotor shaft is rotatably supported via bearings provided on the front housing and rear housing, and the projecting portion of the shaft held on the front housing side transmits power.
  • the outer periphery of the stator is in contact with the inner periphery of the center housing in contact with the entire periphery.
  • the center housing is divided into two parts in the stacking direction, and a taper part is provided to fit into a part of the divided center-housing structure, and the stator and the two-divided center housing structure are press-fitted.
  • a structure has been proposed (for example, Patent Document 1). Further, in order to forcibly cool the rotating electrical machine with the coolant against the increase in the heat generation amount of the stator conductor, a structure (for example, Patent Document 2) in which a coolant flow path is provided inside the center housing or the center housing.
  • Proposed is a structure (for example, Patent Document 3) in which a coolant flow path is recessed in the outer peripheral surface of the steel plate and a cylindrical cover is installed on the outer periphery of the center housing as an outer cylinder to perform forced cooling with the coolant. ing.
  • the coolant flow path is formed inside the center housing, and therefore, the production is performed by casting a die casting or the like in which the flow path is formed with a core made of sand or resin. There is a need. Therefore, there is a concern that the manufacturing cost of the center housing becomes high.
  • Patent Document 3 is suitable for manufacturing because the flow path is formed on the outer periphery of the center housing.
  • the outer cylinder that serves as the cover of the flow path is only installed on the outer periphery of the center housing and airtight for the coolant, the stator is fixed to the external force only by the fastening force between the center housing and the stator. . For this reason, the above-described problems related to the fastening work occur when the center housing and the stator are fastened when the thickness increases.
  • an object of the present invention is to provide a housing for a rotating electrical machine that can reduce the pressure input in each of the two-stage press-fitting processes and has a high cooling effect, and a rotating electrical machine including the housing.
  • the present application includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems.
  • an inner cylinder that is configured so that a stator can be press-fitted on the inner diameter side and has an inner cylinder side tapered surface on the outer diameter side surface.
  • an outer cylinder having an outer cylinder side taper surface fitted on the inner cylinder side taper surface on the inner diameter side.
  • a housing for a rotating electrical machine that can reduce the pressure input in each of the two-stage press-fitting processes and has a high cooling effect, and a rotating electrical machine including the housing.
  • FIG. 3 is an axial sectional view of the first embodiment.
  • FIG. 3 is an axial sectional view before assembling main components of the rotating electrical machine according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an axial cross-sectional view before assembly of the stator and the housing according to the first embodiment.
  • FIG. FIG. 3 is an axial cross-sectional view showing an example in which the stator stopper position of the first embodiment is changed.
  • FIG. 3 is a perspective view before assembling main components of the rotating electrical machine according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is an axial sectional view of the second embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating an example of a flow path of a housing inner cylinder according to a second embodiment. The perspective view which shows the example of the inflow port and outflow port of the housing outer cylinder of Example 2.
  • an electric motor used for driving a hybrid electric vehicle is used as an example of a rotating electric machine.
  • the present invention can also be applied to rotating electric machines other than those for driving hybrid electric vehicles.
  • the present invention can also be used for rotating electrical machines other than those for driving electric vehicles, other rotating electrical machines for automobiles, other transport machinery, industrial machinery, infrastructure equipment, medical equipment, household appliances, inspection / analytical equipment.
  • axial direction refers to a direction along the rotational axis of the rotating electrical machine (the direction of the X axis in the drawing).
  • the circumferential direction refers to the direction along the rotational direction of the rotating electrical machine.
  • the “radial direction” refers to a radial direction (radial direction) when the rotational axis of the rotating electrical machine is the center.
  • Inner circumference side refers to the radially inner side (inner diameter side)
  • outer circumference side refers to the opposite direction, that is, the radially outer side (outer diameter side).
  • Example 1 will be described with reference to FIGS.
  • a housing inner cylinder 10 a housing outer cylinder 11 that is fastened to the outer periphery of the housing inner cylinder 10 by concentric circles, a front housing 12 that closes an opening of the housing inner cylinder 10, and a rear housing 13.
  • the front housing 12 and the rear housing 13 are fastened to the housing inner cylinder 10 and fastened by press fitting, bolts, adhesion, welding, caulking, rivets, and the like.
  • front housing 12 may be manufactured integrally with the housing inner cylinder 10 by casting such as die casting.
  • the housing inner cylinder 11 has a stator 20 on the inner diameter side.
  • the stator 20 is positioned in the axial direction by contacting a stopper 100 provided in the housing inner cylinder 10.
  • the rotor 31 has a rotor shaft 31 that is fastened by shrink fitting or press fitting.
  • the rotor shaft 31 is rotatably held by a bearing 50 fastened to the front housing 12 and the rear housing 13.
  • the stator 20 has a stator iron core formed by laminating electromagnetic steel sheets, and the stator coil is wound around one or more slots provided in the stator iron core.
  • Tapered surfaces are provided on the outer diameter side of the housing inner cylinder 11 and the inner diameter side of the housing outer cylinder 12 so as to be fitted within the range of the stack thickness l 200 of the stator 20.
  • the housing inner cylinder 10 is provided with a tapered surface only within the range of the thickness l 200 of the stator 20, while the housing outer cylinder 11 is provided with a tapered surface over the entire inner diameter.
  • the taper is provided so that the diameter increases from the front housing 12 toward the rear housing 13.
  • the taper may be provided from the rear housing toward the front housing.
  • a taper surface is not provided outside the range of the stacking thickness 200 of the stator 20 and the outer diameter does not contact the inner diameter of the housing outer cylinder 11 when fastened to the housing outer cylinder 11.
  • the housing inner cylinder 10 may be provided with a tapered surface on the entire outer diameter so as to be in contact with the tapered surface of the housing outer cylinder 11.
  • the tapered surface of the housing outer cylinder 11 is the length of the product thickness l 200 of the inner diameter stator 20. A taper may be provided only for the length.
  • the fastening force between the stator 20 and the housing inner cylinder 10 is such that the outer diameter d 201 of the stator 20 is smaller than the inner diameter d 100 of the housing inner cylinder 10 before assembly.
  • a tightening allowance is provided to generate a predetermined surface pressure on the fastening surface.
  • the fastening force between the housing inner cylinder 10 and the housing outer cylinder 11 is such that the outer diameter of the housing inner cylinder 10 at the position where the taper is fitted before the assembly or after the stator 20 is press-fitted into the housing inner cylinder 10 is the housing outer cylinder.
  • a tightening margin is provided so as to be larger than the inner diameter of 11, and a predetermined contact surface pressure is generated on the fastening surface.
  • the tightening allowance provided on the outer diameter of the housing inner cylinder 10 is set to be equal to or larger than the allowance provided on the inner diameter of the housing inner cylinder 10.
  • the pressure input necessary for fastening the housing inner cylinder 10 and the housing outer cylinder 11 is reduced with respect to the pressure input necessary for fastening the stator 20 and the housing inner cylinder 10 due to the taper. Therefore, the fastening force necessary for fixing the stator 20 to the external force generates a part of the necessary value by press-fitting the stator 20 and the housing inner cylinder 10, and the remaining force by taper press-fitting of the housing inner cylinder and the housing outer cylinder. Generate necessary values.
  • the stator 20 and the housing inner cylinder 10 are press-fitted. Since the stator 20 is wound with a stator conductor, the housing inner cylinder 10 is fixed in the axial direction with a jig or the like, and the stator 20 is pressed in the press-fitting direction 20p. It is preferable to carry out until it comes into contact with the stopper 100 in this direction.
  • the stopper 100 may not be provided on the housing inner cylinder 10 but may be replaced with a jig or the like, or a predetermined displacement amount may be press-fitted. Further, as shown in FIG. 6, the stopper 100 may be provided on the rear housing 13 side. This embodiment does not exclude fixing the stator 20 in the axial direction with a jig or the like and press-fitting the housing inner cylinder 10 in the press-fitting direction 10p.
  • the taper press-fitting of the housing inner cylinder 10 and the housing outer cylinder 20 after the stator 20 is press-fitted takes into account the mass of the housing inner cylinder 10 holding the stator 20 and fixes the housing inner cylinder 20 in the axial direction. It is preferable to taper press-fit the cylinder 11 in the press-fitting direction 11pp. In addition, the taper press-fitting is preferably performed until a predetermined pressure input is generated in the axial direction in a range where the entire axial direction of the housing outer cylinder 11 is located on the outer periphery of the housing inner cylinder 10. Also good.
  • the axial length l 110 of the housing outer cylinder 11 is obtained by adding the maximum value l 111 and the minimum value l 112 of the machining tolerance generated when the housing inner cylinder 10 and the housing outer cylinder 11 are manufactured to the stack thickness l 200 of the stator 20.
  • the length l 100 in the axial direction of the housing inner cylinder 10 is equal to the length l 110 in the axial direction of the outer cylinder, and a length l 101 that is the sum of the maximum machining tolerances l 111 and l 112 is added to both ends. It is preferable to set the length or longer.
  • the housing inner cylinder 10 and the housing outer cylinder 11 may have an error in fitting due to the taper angle tolerance, the surface pressure generated between the housing inner cylinder 10 and the housing outer cylinder 11 may vary, and the necessary surface pressure value may not be generated. There is. Even when such an error occurs, the lengths in the axial direction of the housing inner cylinder 10 and the housing outer cylinder 11 are set to the above-described settings by setting l 100 and l 110 to the predetermined taper pressure input, By alleviating the inconvenience due to processing tolerances, the housing outer cylinder 11 is always positioned on the outer peripheral portion of the stator 20, and the contact surface pressure between the housing inner cylinder 10 and the housing outer cylinder 11 is not less than a predetermined value. It is possible to generate a surface pressure necessary for fixing the stator 20 over the entire contact surface of the stator 20 with the housing inner cylinder 10.
  • the housing sheath 11 in which a predetermined surface pressure is pressed into the position that enables generation of 1 or more positions in the axial direction in the outer periphery of the rear housing 13 side of the end portion and the rear housing 13, a bolt 40 in the axial direction, l 101 is The position is fixed leaving a gap of 0 mm or more.
  • the housing inner cylinder 10 and the housing outer cylinder 11 may be fastened by applying a predetermined torque to the bolt 40 and tightening the housing outer cylinder 11 instead of press fitting. Further, one or more flanges, ribs, protrusions, etc. may be provided on the outer diameter of the housing outer cylinder 11.
  • the housing inner cylinder 10 and the housing outer cylinder 11 are preferably manufactured by cutting, casting, or forging with an aluminum-based material in consideration of weight reduction and heat transfer performance. Moreover, as another material which comprises the housing inner cylinder 10 and the housing outer cylinder 11, a steel material, SUS, copper, carbon fiber resin, a glass fiber resin material etc. can be considered.
  • Example 2 will be described with reference to FIGS. However, the description of the same configuration as in the first embodiment is omitted.
  • a part of the tapered surface is recessed toward the inner diameter side on the outer diameter of the housing inner cylinder 10, and the circumferential flow paths 151, 152, 153 and the flow path walls 141, 142, 143, 144 of the coolant are provided.
  • the housing outer cylinder 11 and the flow path walls 141, 142, 143, and 144 are taper-fastened, and a part of contact surface pressure serving as a fixing force is generated in the stator 20 and the housing inner cylinder 10.
  • the circumferential flow paths 151, 152, and 153 are formed in three stages in a belt shape on the outer periphery of the stator 20.
  • the circumferential flow paths 151 and 152 are connected in the axial direction by the connection flow path 161
  • the circumferential flow paths 152 and 153 are connected in the axial direction by the connection flow path 162.
  • the coolant flows into the circumferential flow path from the inlet 171 located at the end of the circumferential flow path 151, flows along the circumferential flow path and the connection flow, and the outlet located at the end of the circumferential flow path 153. 172 is discharged to the outside.
  • the axial widths l 151 , l 152 , and l 153 of the circumferential flow paths 151 , 152 , and 153 are all preferably the same from the viewpoint of processing and manufacturability.
  • L 144 are preferably the same in order to prevent local bias in the fastening force between the stator 20 and the housing inner cylinder 10.
  • the airtightness of the coolant is performed by an O-ring 10a that is provided with a groove recessed in the outer periphery of the housing inner cylinder 10. Further, instead of the O-ring 10a, both ends of the housing inner cylinder 10 and the housing outer cylinder 11 may be filled with a gasket or the like for airtightness. When the airtightness of the cooling liquid is unnecessary, the O-ring 10a, the gasket, and the like can be omitted.
  • the axial length l 110 of the housing outer cylinder 11 is generated when manufacturing the housing inner cylinder 10 and the housing outer cylinder 11 at a distance l 113 between the front housing 12 side end of the O-ring 10a and the rear housing 13 end.
  • the total length of l 101 and l 112 be equal to or longer than the length added to both ends.
  • the housing 11 can be positioned on the two O-rings 10a in the axial direction.
  • the circumferential flow paths 151, 152, and 153 can generate a predetermined contact surface pressure by taper press-fitting of the housing inner cylinder 10 and the housing outer cylinder 11, and the circumferential stress of the housing outer cylinder is 0.2 of the constituent material. If it is below the% proof stress or the yield point, it is not a three-stage spiral, and may be three stages or less or four stages or more.
  • the circumferential flow paths 151, 152, and 153 may be provided independently in the axial direction and may not be connected by the connection flow paths 161 and 162. In that case, the circumferential flow path is C-shaped, and the inflow port 171 and the outflow port 172 are provided at each circumferential flow path end. Further, the circumferential flow path may have a shape extending in the axial direction and meandering in the circumferential direction at the end.
  • some fluid other than the coolant such as a coolant flow such as air or oil may flow through the coolant flow path.
  • a coolant flow such as air or oil
  • One or more protrusions or ribs that contact the inner cylinder of the housing outer cylinder 11 may be provided at any location in the circumferential flow path or the connection flow path.
  • Example 3 will be described with reference to FIGS. However, the description of the same configuration as in the first embodiment is omitted.
  • the widths l 142 and l 143 of the flow path wall 142 and the flow path wall 143 are set larger than the widths l 141 and l 144 of the flow path walls 141 and 144.
  • the interference between the flow path walls 142 and 143 and the housing outer cylinder 11 is set larger than the interference between the flow path walls 141 and 144 and the housing outer cylinder 11.
  • a taper press fit between the flow path wall 142 and the flow path wall 143 generates most of the contact surface pressure necessary for fixing the stator 20 and the housing 10.
  • the outer diameter of the housing outer cylinder 11 located on the outer periphery of the flow path wall 144 on the rear housing 13 side is a place where the stress is maximized.
  • the flow path walls 142 and 143 are thicker in the outer cylinder located on the outer periphery than the flow path wall 144, and increase the axial widths l 142 and l 143 of the flow path wall 142 and the flow path wall 143.
  • the circumferential flow paths 151 , 152 , and 153 have the same width, l 151 , l 152 , and l 153 .
  • “same” here does not exclude tolerances and variations in design and manufacturing.
  • allowance tighten the width l 141 of the channel width 141 may be set large relative allowance tighten the width l 144 144.
  • this invention is not limited to the above-mentioned Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.

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Abstract

　二段階圧入の各圧入工程における圧入力を低減でき、且つ、高冷却効果を持つ回転電機のハウジング、およびこれを備えた回転電機を提供する。　内径側に固定子２０を圧入可能なように構成され、外径側表面に内筒側テーパ面を有する内筒１０と、内筒側テーパ面と嵌合する外筒側テーパ面を内径側に有する外筒１１と、を備え、好ましくは内筒の内径は、固定子の外径より小さく、内筒の外径は、外筒の内径より大きく、内筒の外径と外筒の内径との差が、内筒の内径と固定子の外径との差より大きくなるように回転電機のハウジングを構成する。

Description

回転電機のハウジング、およびこれを備えた回転電機
　本発明は回転電機のハウジング、およびこれを備えた回転電機に関する。
　ハイブリット電気自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）において、回転電機は駆動用内燃機関の補助原動機や駆動用の主原動機等に使用される。
　このような回転電機に用いられるハウジングには、トルク反力や固定子に働く振動による慣性力に対する固定子のすべり防止と固定子導体の発熱を機外や冷却液に放熱・伝熱することが要求される。
　従来の回転電機のハウジング構造としては、略円筒のセンターハウジングと、その開口部を塞ぐフロントハウジングとリアハウジングで構成される構造が知られている。このようなハウジング構造を用いる回転電機の構成としては、センターハウジングは内径側に焼嵌めや圧入により締結された固定子を有し、固定子は電磁鋼板を積層した固定子鉄心と、固定子鉄心に設けられた１箇所以上のスロットに固定子コイルを巻装して成形され、固定子の内径側には所定のギャップを設けて回転可能に保持された回転子を有し、回転子は電磁鋼板を積層したに回転子鉄心と、回転子鉄心に設けられた１箇所以上のスロットに焼嵌めや圧入あるいは接着で締結され固定子導体と、内径側に焼嵌めや圧入により締結された回転子軸により成形され、回転子軸はフロントハウジングとリアハウジングに設けられた軸受を介して回転可能に保持され、フロントハウジング側で保持される軸の突出部が動力を伝達する構成が知られている。固定子の外周部がセンターハウジング内周部と全周域で接触締結することにより、トルク反力や固定子に働く振動による慣性力に対して固定子のすべりが発生しない強固な締結が可能となる。また、固定子外周部が全面でセンターハウジング内周と接触させることにより、固定子導体で発した熱のセンタ－ハウジングへの伝熱面積を最大化可能となる。
　近年、特に電気自動車用の回転電機には高出力化の技術要求が高い。高出力化を行うためには、固定子積厚の増加や電流量の増加が有効である。ただし、固定子積厚の増加は回転電機構造を大型化させる。従来、センターハウジングと固定子は焼嵌めや圧入による締結方法が一般的であったが、積厚増加によるモータ構造大型化により、焼嵌め時間の増加による生産効率の低減や焼嵌め設備大型化の懸念がある。また、固定子積厚増加に伴う圧入距離の増加により必要圧入力が増加し、圧入設備の大型化が必要となる。回転電機の電流増加は固定子導体の発熱量を増加させるため、回転電機冷却には冷却液や油による強制冷却が必要となる。
　このような課題を解決するために、センターハウジンングを積厚方向に二分割構造し、分割したセンタ－ハウジング構造の一部に勘合するテーパ部を設け、固定子と二分割センターハウジング構造を圧入する構造が提案されている（例えば、特許文献１）。また、固定子導体の発熱量増加に対して冷却液による回転電機の強制冷却を行うために、センタ－ハウジング内部に冷却液の流路を設けた構造（例えば、特許文献２）やセンタ－ハウジングの外周面に冷却液の流路を凹ませて設け、円筒状のカバーを外筒としてセンタ－ハウジングの外周に設置して冷却液による強制冷却を行う構造（例えば、特許文献３）が提案されている。
特開２００９－１４８１１５号公報 特開２０１２－１００５２１号公報 特開２０１３－４２６６１号公報
　特許文献１のような構成では、二分割センターハウジング製造時のテーパ角度の加工公差により、テーパ勘合部の締結力が十分に発生せず、トルク反力や振動による慣性力に対して固定子のすべりを発生せずに固定することが出来ない可能性がある。また、必要な締結力を発生させるために、テーパ締め代を加工公差に対して増加させると、ハウジング外周部の周方向応力が増加するため、場合によってはハウジング強度確保のために板厚を径方向に増加させる必要があり、回転電機の大型化につながる。
　特許文献２のような構成では、冷却液流路をセンターハウジングの内部に成形するため、その製造には、砂や樹脂により構成された中子で流路を成形したダイカスト等の鋳造で生産する必要がある。従って、センターハウジングの製造費が高くなることが懸念される。
　特許文献３では特許文献２と異なり、流路がセンターハウジング外周部に成形されるため、製造には好適である。しかし、流路のカバーとなる外筒はセンターハウジンの外周に設置と冷却液の気密のみを行っているため、固定子の外力に対する固定はセンターハウジングと固定子間の締結力のみで行っている。そのため、積厚増加時のセンターハウジングと固定子の締結には上記した締結作業に関する問題が発生する。
　そこで、本発明は、二段階圧入の各圧入工程における圧入力を低減でき、且つ、高冷却効果を持つ回転電機のハウジング、およびこれを備えた回転電機を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、例えば請求の範囲に記載の構成を採用する。
　本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、内径側に固定子を圧入可能なように構成され、外径側表面に内筒側テーパ面を有する内筒と、前記内筒側テーパ面と嵌合する外筒側テーパ面を内径側に有する外筒と、を備えたことを特徴とする。
　本発明によれば、二段階圧入の各圧入工程における圧入力を低減でき、且つ、高冷却効果を持つ回転電機のハウジング、およびこれを備えた回転電機を提供することができる。
　上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
実施例１の軸方向断面図。 実施例１の回転電機の主要部品組付け前の軸方向断面図。 実施例１の固定子及びハウジングの組付け前の軸方向断面図。 実施例１の固定子とハウジング内筒の圧入の概念図。 実施例１のハウジング内筒と外筒の圧入の概念図。 実施例１の固定子ストッパ位置を変えた例を示す軸方向断面図。 実施例１の回転電機の主要部品組付け前の斜視図。 実施例２の軸方向断面図。 実施例２のハウジング内筒とハウジング外筒の寸法を示す軸方向断面図。 実施例２のハウジング内筒の流路の例を示す斜視図。 実施例２のハウジング外筒の流入口・流出口の例を示す斜視図。 実施例３の軸方向断面図
　以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。　
　なお、以下の説明では、回転電機の一例として、ハイブリッド電気自動車の駆動に用いられる電動機を用いる。ただし、本発明はハイブリッド電気自動車の駆動用以外の回転電機に適用することも可能である。例えば、電気自動車の駆動用以外の回転電機、その他自動車の回転電機、その他輸送機械、産業機械、インフラ機器、医療機器、生活家電、検査・分析機器の回転電機などに用いることも可能である。
　また、以下の説明において、「軸方向」は回転電機の回転軸に沿った方向（図面におけるＸ軸の方向）を指す。周方向は回転電機の回転方向に沿った方向を指す。「径方向」は回転電機の回転軸を中心としたときの動径方向（半径方向）を指す。「内周側」は径方向内側（内径側）を指し、「外周側」はその逆方向、すなわち径方向外側（外径側）を指す。
　実施例１について図１から図７を用いて説明する。
　ハウジング内筒１０と、その同心円上でハウジング内筒１０の外周部に圧入により締結されるハウジング外筒１１と、ハウジング内筒１０の開口部を塞ぐフロントハウジング１２とリアハウジング１３を有する。フロントハウジング１２とリアハウジング１３はハウジング内筒１０に焼嵌め、圧入、ボルト、接着、溶接、かしめ、リベット等で締結される。
　なお、フロントハウジング１２はハウジング内筒１０にダイキャスト等の鋳造で一体製造されても良い。
　ハウジング内筒１１は内径側に固定子２０を有する。固定子２０はハウジング内筒１０に設けられたストッパ１００に接触することで軸方向に位置決めする。固定子２０の内径側には、固定子２０と所定のギャップを有し、回転可能に保持された回転子３０を有する。回転子３１には焼嵌めや圧入で締結される回転子軸３１を有する。回転子軸３１はフロントハウジング１２とリアハウジング１３に締結された軸受５０により回転可能に保持される。固定子２０は、電磁鋼板を積層して成形される固定子鉄芯を有し、固定子鉄芯に設けられた１つ以上のスロットに固定子コイルを巻装する。
　ハウジング内筒１１の外径側とハウジング外筒１２の内径側には、固定子２０の積厚ｌ200の範囲内で勘合するテーパ面を設けている。ハウジング内筒１０には固定子２０の積厚ｌ200の範囲内でのみテーパ面を設けているが、ハウジング外筒１１は内径全域にテーパ面を設けている。テーパはフロントハウジング１２からリアハウジング１３に向かって径が増加するように設ける。
　なお、テーパはリアハウジングからフロントハウジングに向かって設けても良い。ハウジング内筒１０外径において、固定子２０の積厚ｌ200範囲外はテーパ面を設けず、外径はハウジング外筒１１と締結した時にハウジング外筒１１の内径と接触しないことが好ましい。
　なお、ハウジング内筒１０は外径全周にテーパ面を設けて、ハウジング外筒１１のテーパ面と接しても良く、ハウジング外筒１１のテーパ面は内径固定子２０の積厚ｌ200の長さ以上のみテーパを設けても良い。
　固定子２０とハウジング内筒１０の締結力は、組付け前の状態で、ハウジング内筒１０の内径ｄ100に対して固定子２０の外径ｄ201が小さくなるようにハウジング内筒１０の内径に締め代を設け、締結面に所定の面圧を発生させる。ハウジング内筒１０とハウジング外筒１１の締結力は組付け前、または、固定子２０をハウジング内筒１０に圧入後の状態で、テーパ勘合する位置のハウジング内筒１０の外径がハウジング外筒１１の内径に対して大きくなるように締め代を設け、締結面に所定の接触面圧を発生させる。このとき、ハウジング内筒１０の外径に設けた締め代はハウジング内筒１０の内径に設けた締め代以上とする。ハウジング内筒１０とハウジング外筒１１の締結に必要な圧入力は、テーパにより、固定子２０とハウジング内筒１０の締結に必要な圧入力に対して減少する。従って、固定子２０の外力に対する固定に必要な締結力は固定子２０とハウジング内筒１０の圧入により、必要値の一部を発生させ、ハウジング内筒とハウジング外筒のテーパ圧入により、残りの必要値を発生させて行う。
　圧入力は接触面圧に比例するため、本実施例のように１回の工程で発生させる面圧を減少させ、複数回の圧入工程を行うことにより、各工程の必要圧入力を減少でき、積厚増加による圧入力の増加を防止可能となる。固定子２０とハウジング内筒１０の圧入は、固定子２０には固定子導線が巻装されているため、ハウジング内筒１０を治具等で軸方向に固定し、固定子２０を圧入方向２０ｐの方向に、ストッパ１００に接触するまで行うことが好ましい。
　なお、ストッパ１００をハウジング内筒１０に設けずに治具等で代用しても良く、所定の変位量を圧入しても良い。また、図６のように、ストッパ１００はリアハウジング１３側に設けても良い。本実施例は固定子２０を軸方向に治具等で固定して、ハウジング内筒１０を圧入方向１０ｐに圧入することを排除しない。
　固定子２０圧入後のハウジング内筒１０とハウジング外筒２０のテーパ圧入は、固定子２０を保持したハウジング内筒１０の質量を考慮し、ハウジング内筒２０を軸方向に固定して、ハウジング外筒１１を圧入方向１１ｐｐにテーパ圧入することが好ましい。また、テーパ圧入はハウジング外筒１１の軸方向の全域がハウジング内筒１０の外周に位置する範囲で、軸方向に所定の圧入力が発生するまで行うことが好ましく、所定の変位を圧入しても良い。
　なお、本実施例はハウジング外筒１１を軸方向に治具等で固定して、固定子２０を保持したハウジング内筒１０を圧入方向１０ｐｐに圧入することを排除しない。
　ハウジング外筒１１の軸方向の長さｌ110は固定子２０の積厚ｌ200にハウジング内筒１０とハウジング外筒１１製作時に発生する加工公差の最大値ｌ111と最小値ｌ112を合計した長さ以上とし、ハウジング内筒１０の軸方向の長さｌ100は外筒軸方向の長さｌ110に加工公差の最大値ｌ111とｌ112を合計した長さｌ101を両端に加えた長さ以上とすることが好ましい。ハウジング内筒１０とハウジング外筒１１はテーパの角度公差により勘合に誤差が生じ、ハウジング内筒１０とハウジング外筒１１間に発生する面圧がばらつき、必要な面圧値を発生出来ない可能性がある。このような誤差が生じた場合においても、ハウジング内筒１０とハウジング外筒１１の軸方向の長さをｌ100とｌ110を前述の設定とすることにより、所定のテーパ圧入力まで圧入し、加工公差による勘合不具合を緩和することにより、固定子２０の外周部にハウジング外筒１１が必ず位置し、ハウジング内筒１０とハウジング外筒１１の接触面圧を所定の値以上を発生させつつ、固定子２０の固定に必要な面圧を固定子２０のハウジング内筒１０との接触面全域に発生させることが可能となる。
　所定の面圧が発生可能となる位置に圧入されたハウジング外筒１１はリアハウジング１３側の端部とリアハウジング１３の外周で軸方向に１箇所以上、軸方向にボルト４０で，ｌ101は０ｍｍ以上の隙間を残して位置を固定される。なお、ハウジング内筒１０とハウジング外筒１１の締結は、圧入に代わり、ボルト４０に所定のトルクを負荷してハウジング外筒１１を締め上げて締結しても良い。また、ハウジング外筒１１の外径に一つ以上のフランジ、リブ、突起部等を設けても良い。
　ハウジング内筒１０とハウジング外筒１１は、軽量化と伝熱性能を考慮し、アルミ系材料による切削、鋳造、または鍛造により製造することが好ましい。また、ハウジング内筒１０とハウジング外筒１１を構成する他の材料としては、鉄鋼材料、ＳＵＳ、銅、炭素繊維樹脂、ガラス繊維樹脂材料等が考えられる。
　実施例２について図８から図１１を用いて説明する。ただし、実施例１と同様の構成については説明を省略する。
　本実施例では、ハウジング内筒１０の外径に、テーパ面の一部分を内径側に凹ませて、冷却液の周方向流路１５１，１５２，１５３と流路壁１４１，１４２，１４３，１４４が設けられる。ハウジング外筒１１と流路壁１４１，１４２，１４３，１４４はテーパ締結され、固定子２０とハウジング内筒１０に固定力となる接触面圧の一部を発生させる。
　周方向流路１５１，１５２，１５３は、固定子２０の外周に帯状に３段で形成されている。周方向流路１５１と１５２は軸方向に接続流路１６１で接続され、周方向流路１５２と１５３は接続流路１６２で軸方向に接続される。冷却液は周方向流路１５１の端部に位置した流入口１７１から周方向流路に流れ込み、周方向流路と接続流に沿って流れ、周方向流路１５３の端部に位置する流出口１７２から外部に放出される。周方向流路１５１，１５２，１５３のそれぞれの軸方向幅ｌ151，ｌ152，ｌ153、は加工・製造性の面から全て同一となっていることが好適である。
　ハウジング外筒１１とテーパ締結し、固定子２０とハウジング内筒１０に固定力となる接触面圧を発生させる流路壁１４１，１４２，１４３，１４４の軸方向幅ｌ141，ｌ142，ｌ143，ｌ144、は、固定子２０とハウジング内筒１０の締結力の局所的な偏りを防止するため、同一となっていることが好ましい。
　なお、これらの「同一」という言葉は、設計上、製造上の、公差やばらつきを排除するものではない。
　冷却液の気密はハウジング内筒１０の外周に溝を凹ませてもうけて配置したＯリング１０ａで行う。また、Ｏリング１０ａに代えて、ハウジング内筒１０とハウジング外筒１１の両端部をガスケット等で埋めて気密を行っても良い。冷却液の気密が不要な場合、Ｏリング１０ａやガスケット等は省略可能である。
　ハウジング外筒１１の軸方向の長さｌ110はＯリング１０ａのフロントハウジング１２側端部とリアハウジング１３側の端部との距離ｌ113のハウジング内筒１０とハウジング外筒１１製作時に発生する加工公差の最大値ｌ111と最小値ｌ112を合計した長さ以上とし、ハウジング内筒１０の軸方向の長さｌ100は外筒軸方向の長さｌ110に加工公差の最大値ｌ111とｌ112を合計した長さｌ101を両端に加えた長さ以上とすることが好ましい。このようにすれば、ハウジング内筒１０とハウジング外筒１１はテーパの角度公差により勘合に誤差が生じて軸方向にハウジング外筒１１が位置ずれを生じた場合においても、流路壁１４１，１４２，１４３，１４４に所定の接触面圧を発生させつつ、ハウジング１１は軸方向の２つのＯリング１０ａ上に位置することが可能となる。
　周方向流路１５１，１５２，１５３は、ハウジング内筒１０とハウジング外筒１１のテーパ圧入により、所定の接触面圧が発生可能であり、ハウジング外筒の周方向応力が構成材料の０．２％耐力または降伏点以下であれば、３段らせん状ではなく、３段以下でも４段以上でも良い。加えて、周方向流路１５１，１５２，１５３は、軸方向に独立して設け、接続流路１６１，１６２により接続させなくても良い。その場合、周方向流路はＣ字形状となり、流入口１７１と流出口１７２は各周方向流路端部に設けることとなる。さらに、周方向流路は、軸方向に延伸し、端部で周方向に蛇行する形状でも良い。
　なお、本実施例は冷却液流路に空気やオイル等冷却液流等冷却液以外の何らかの流体が流れても良い。周方向流路や接続流路にいずれかの場所にハウジング外筒１１の内筒と接触する突起、リブを一つ以上設けても良い。
　実施例３について図３と図１２を用いて説明する。ただし、実施例１と同様の構成については説明を省略する。
　本実施例では、流路壁１４２と流路壁１４３の幅ｌ142とｌ143が、流路壁１４１と１４４の幅ｌ141とｌ144より大きく設定される。流路壁１４２と１４３と、ハウジング外筒１１との締め代は、流路壁１４１と１４４と、ハウジング外筒１１との締め代に対して大きく設定される。流路壁１４２と流路壁１４３でのテーパ圧入により、固定子２０とハウジング１０の固定に必要な接触面圧の大部分を発生させる。特に、流路壁１４４のリアハウジング１３側の外周に位置するハウジング外筒１１の外径が、応力が最大となる箇所である。流路壁１４２と１４３は流路壁１４４に対して外周に位置する外筒の板厚が厚く、流路壁１４２と流路壁１４３の軸方向幅ｌ142とｌ143を増加させ、端部に発生する接触面圧を低下させることにより、流路壁１４４に発生する周方向応を低減可能なため、外筒の板厚低減が可能となる。なお、周方向流路の１５１，１５２，１５３の幅，ｌ151，ｌ152，ｌ153は同一で製作することが好ましい。ただし、ここでいう「同一」は、設計上、製造上の、公差やばらつきを排除するものではない。
　なお、流路幅１４１の幅ｌ141と締め代は１４４の幅ｌ144と締め代に対して大きく設定しても良い。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　　１０　ハウジング内筒
　　１１　ハウジング外筒
　　１２　フロントハウジング
　　１３　リアハウジング
　　２０　固定子
　　３０　回転子
　　３１　回転子軸
　　４０　ボルト
　　５０　軸受
　　１００　ストッパ
　　１４１，１４２，１４３，１４４　流路壁
　　１５１，１５２，１５３　周方向流路
　　１６１，１６２　接続流路
　　１７１　流入口
　　１７２　流出口

Claims (7)

  1. 　内径側に固定子を圧入可能なように構成され、外径側表面に内筒側テーパ面を有する内筒と、
    　前記内筒側テーパ面と嵌合する外筒側テーパ面を内径側に有する外筒と、
    を備えた回転電機のハウジング。
  2. 　請求項１に記載の回転電機のハウジングにおいて、
    　前記内筒の内径は、前記固定子の外径より小さく、
    　前記内筒の外径は、前記外筒の内径より大きく、
    　前記内筒の外径と前記外筒の内径との差が、前記内筒の内径と前記固定子の外径との差より大きい回転電機のハウジング。
  3. 　請求項２に記載の回転電機のハウジングにおいて、
    　前記内筒の軸方向端部に前端板と後端板とが設けられ、
    　前記外筒の軸方向長さが、前記固定子の軸方向長さに前記内筒側テーパ面及び前記外筒側テーパ面の加工公差による最小位置ずれ量と最大位置ずれ量とを加えた長さであり、
    　前記外筒の軸方向端部と、前記前端板及び後端板の前記外筒側の面との間に、前記最小位置ずれ量と前記最大位置ずれ量とを加えた長さ以下となる隙間をそれぞれ設けた回転電機のハウジング。
  4. 　請求項３に記載の回転電機のハウジングにおいて、
    　前記内筒の外径側表面に、冷媒流路が形成された回転電機のハウジング。
  5. 　請求項４に記載の回転電機のハウジングにおいて、
    　前記固定子の軸方向端面を含む面に最も近い前記流路壁を端部流路壁、前記端部流路壁よりも前記固定子の軸方向中心側に位置する前記流路壁を中央部流路壁としたとき、
    　前記中央部流路壁の軸方向長さが、前記面と前記端部流路壁とにより規定される端部流路壁の軸方向長さより長く、前記中央部流路壁の外径側における前記内筒の外径と前記外筒の内径との差が、前記端部流路壁の外径側における前記内筒の外径と前記外筒の内径との差より大きい回転電機のハウジング。
  6. 　請求項５に記載の回転電機のハウジングにおいて、
    　ハウジングがアルミ材、鉄材、銅材、チタン材、樹脂材のいずれかで製作された回転電機のハウジング。
  7. 　請求項１乃至６のいずれかに記載のハウジングを備えた回転電機。
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