JP6319014B2 - 回転電機の組立方法および回転電機 - Google Patents
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Description
この従来技術では、円環状のステータと有底円筒状のモータケースとを備え、ステータの軸方向一端をモータケースの底部となる壁部に複数のボルトを介して締結することで、スタータをモータケースに片持ち支持した構造となっている。
そこで、ステータとモータケースとの間に熱を伝達する熱伝導部材を介在させる構造が考えられる。この構造の組付方法において、熱伝導部材を、モータケースの内壁部分に導部材を仮保持した状態のモータケースにステータを組み付ける方法では、仮保持用の加工の手間や、保持用の工具設備費用や、作業の手間がかかり、作業性および経済性に問題があった。
ステータの外周に、熱伝導部材を組み付ける熱伝導部材組付工程と、
熱伝導部材を組み付けた前記ステータを、前記熱伝導部材を圧縮方向に変形させつつモータケースに組み付けるステータアッセンブリ組付工程と、
を備えることを特徴とする回転電機の組立方法とした。
(実施の形態1)
実施の形態1の回転電機の組立方法を説明するのにあたり、回転電機の構造、ステータ支持構造、熱伝導部材、組立方法、モータ駆動時の順に説明する。
(回転電機の構造)
実施の形態1の回転電機(以下、モータと称する)Aは、図示を省略した車両の前輪を駆動させるために、車両の懸架装置に接続されたいわゆるインホイール形式のモータユニットに用いた例を示している。
ユニットケース40は、減速機構10を収容する減速機ケース41、モータAを収容するモータケース42、モータケース42の軸方向の一端の開口42cを塞ぐモータカバー43と、を備えている。なお、モータケース42は、モータAの径方向(矢印y方向)の外周を覆う円筒部42aと、モータAの軸方向の一端側を覆う円盤状の底部42bと、により断面略L字状に形成され、円筒部42aの他端側に開口42cが設けられている。
ロータ軸31は、ユニットケース40に回転可能に支持され、このロータ軸31の外周にロータ32が結合されている。
なお、ロータ32は、ロータ軸31の外周に固定され、永久磁石を埋設した積層鋼板により構成されている。
さらに、ステータ33には、ステータコイル(図示省略)を絶縁する樹脂モールド34が設けられている。そして、ステータ33(ステータコア33c)の軸方向(図1において矢印x方向)の一方の端面33a(図1において左方向の端面)は、樹脂モールド34の軸方向の端部であるモールド端縁部34aにより覆われている。
なお、減速機構10は、ロータ軸31の回転をキャリア11から出力軸20に伝達する遊星歯車機構により構成されている。
次に、ステータ33の支持構造について説明する。
ステータ33は、その外周とモータケース42の円筒部42aとの間に隙間37(図5参照)を有した状態で、モータケース42に、片持ち支持されている。
そして、このマウント部材35の内周部を、ボルト36によりモータケース42の底部42bに締結することで、ステータ33の軸方向の一端が、モータケース42に片持ち支持されている。
すなわち、モータAの起振力がモータケース42に伝わると振動が発生する。そこで、上記のようにステータ33を、マウント部材35を介してモータケース42にソフトマウントすることにより、起振力による音・振動の発生を抑えている。
次に、モータケース42とステータ33との間に介在された熱伝導部材50について説明する。
前述のようにステータ33は、軸方向の一端がモータケース42に片持ち支持され、ステータ33の外周とモータケース42の内周との間には、ステータ33の径方向の変位を許容する隙間37が設けられている(図5参照)。
そして、この隙間37に、ステータ33の熱をモータケース42に伝達する熱伝導部材50が、ステータ33とモータケース42とに接触して設けられている。
本体部51は、ステータ33の全周に亘って設けられており、全周に亘って連続した円環形状に形成してもよいし、周方向に複数に分割した構造としてもよいが、本実施の形態1では、周方向に複数に分割した構造としている。
また、板ばね片52は、軸方向に略一定の間隔で並んで設けられているとともに、図示は省略するが、周方向にも略一定の間隔で並んで設けられている。
これらの板ばね片52の先端は、モータケース42の内周に圧力を有して弾性的に接触しており、ステータ33がモータケース42に対して径方向および周方向に変位しても接触状態を保つ。
両係合フランジ53,54は、ステータ33の軸方向の両端面33a,33bの外周縁部にそれぞれ係合して熱伝導部材50をステータ33に保持可能に形成されている。
さらに、第1係合フランジ53は、樹脂モールド34のモールド端縁部34aとステータ33の一方の端面33aとの間に挟持状態で固定されている。
また、第2係合フランジ54は、マウント部材35とステータ33のマウント部材35が取り付けられた側の端面33bとの間に挟持状態で固定されている。
次に、モータAの組立方法を、図2〜図5に基づいて工程順に説明する。
本実施の形態1の組立方法では、ステータ33に熱伝導部材50を組み付けた後、この熱伝導部材50を組み付けたステータアッセンブリ330をモータケース42に組み付ける。
まず、ステータ33に熱伝導部材50を組み付ける工程を説明する。
ステータ33は、予めステータコア33cに熱伝導部材50を組み込む。この組込時に、熱伝導部材50は、板ばね片52の基端側がモータケース42に組み付ける際の軸方向の移動方向(図2において下方)を向ける。そして、この熱伝導部材50を、ステータコア33c(ステータ33)の外径方向から矢印Y2に示すように内径方向に移動させて、ステータコア33cの外周面に装着する。
このとき、熱伝導部材50の軸方向両端部の両係合フランジ53,54を、図2に示すように、ステータコア33c(ステータ33)の軸方向両端面33a,33bに沿わせ、両係合フランジ53,54によりステータコア33cを軸方向に挟持する。これにより、熱伝導部材50をステータコア33cに仮保持する。本実施の形態1では、熱伝導部材50は、周方向に複数に分割されており、この作業を周方向に順に行う。
以上のように、熱伝導部材50は、両係合フランジ53,54により仮保持が可能であり、手などにより熱伝導部材50を、ステータ33に保持した状態を保つことが不要であり、作業性に優れる。
また、ステータコア33cにマウント部材35を組み付ける際に、熱伝導部材50の第2係合フランジ54を、マウント部材35とステータコア33cの端面33bとの間に挟み込み、第2係合フランジ54をステータ33に固定する。
なお、この熱伝導部材組付工程では、樹脂モールド34およびマウント部材35をステータコア33cに組み付け後、ステータコア33cと、モールド端縁部34aおよびマウント部材35と、の間に各係合フランジ53,54を挿入させるようにしてもよい。
次に、上述のステータアッセンブリ330を、図4に示すように、モータケース42の軸方向の一端の開口42cから矢印Y4に示すように、軸方向に沿って移動させながら、モータケース42に組み付ける。
この際に、熱伝導部材50は、板ばね片52を内径方向に圧縮変形させつつ、モータケース42の円筒部42aに沿って移動させる。そこで、モータケース42とステータアッセンブリ330とは、両者の軸心を一致させる芯出しを行った状態で実行することにより、板ばね片52の圧縮変形量を、全周で一定化する。あるいは、板ばね片52による径方向の反力が均一になる位置に配置することにより、両者42,330の軸心が一致する。
ここで、実施の形態の効果を説明するため、図6に示す比較例について説明する。
この図6に示す比較例は、モータケース42に熱伝導部材05を組み付けた後、ステータ33を組み付けるようにした例である。
なお、比較例に用いる熱伝導部材05は、実施の形態1に示した両係合フランジ53,54は有していない。
本実施の形態1では、これらの手間や設備費が不要となり、作業性に優れるとともに、経済性に優れる。
次に、モータAの駆動時について説明する。
モータAの駆動時には、ステータ33で生じた熱は、熱伝導部材50の本体部51から板ばね片52を介してモータケース42に伝達され、モータケース42から外部に放熱される。
なお、熱伝達部材50は、ステータ33を直接支持していないため、その剛性を低く抑えることができ、これにより、ステータ33の径方向の電磁加振力がモータケース42に伝わるのを抑えることができる。また、ステータ33の周方向の電磁加振力は、板ばね片52が、ステータ33に対して摩擦力を持って相対摺動することにより、抑制ないし減衰することができる。
以下に、実施の形態1の回転電機の組立方法の効果を列挙する。
1)実施の形態1の回転電機の組立方法は、
モータケース42の内周との間に円環状の隙間37を介在させて前記モータケース42に収容されるステータ33と、
前記モータケース42と前記ステータ33とに接触状態で前記隙間37に設けられ、前記ステータ33とモータケース42との間で熱伝達を行う熱伝導部材50と、
を備えた回転電機の組立方法であって、
前記ステータ33の外周に、前記熱伝導部材50を組み付ける熱伝導部材組付工程と、
前記熱伝導部材50を組み付けた前記ステータ33を、前記モータケース42の軸方向一端の開口42cから、前記熱伝導部材50を圧縮方向に変形させつつ挿入して前記モータケース42に組み付けるステータアッセンブリ組付工程と、
を備えていることを特徴とする。
したがって、ステータアッセンブリ組付工程では、熱伝導部材50を既にステータ33に組み付けているため、熱伝導部材50の仮保持などの作業や構成が不要であり、作業性に優れると共に経済的にも優れる。
前記熱伝導部材50は、前記ステータ33の軸方向の両端面33a,33bの外周縁部にそれぞれ係合して前記熱伝導部材50の軸方向の移動を規制する第1係合部としての第1係合フランジ53および第2係合部としての第2係合フランジ54を備え、
前記熱伝導部材組付工程では、前記熱伝導部材50を、両係合フランジ53,54を前記ステータ33の軸方向両端面33a,33bに係合させた仮保持状態で前記ステータ33に組み付けることを特徴とする。
したがって、熱伝導部材50を、両係合フランジ53,54を用いてステータ33に保持でき、作業性に優れる。加えて、熱伝導部材50をステータの33の外周のみに接触するものと比較して、熱伝導部材50のステータ33への接触面積が増え、ステータ33の冷却性能が向上し、モータAの高出力化が可能となる。
前記ステータ33は、ステータコイル(図示省略)を絶縁する樹脂モールド34を備え、かつ、前記樹脂モールド34は、前記ステータ33の軸方向の端面33aを覆うモールド端縁部34aを備え、
前記熱伝導部材組付工程では、前記第1係合フランジ53を、前記モールド端縁部34aと前記ステータ33の端面33aとの間に挟持状態として固定することを特徴とする。
したがって、特に固定用の部材を追加することなく、熱伝導部材50のステータ33への固定を簡単、確実とすることができる。
前記ステータ33は、軸方向の一端部に、前記ステータ33の前記一端部を前記モータケース42に片持ち状態で取り付けるマウント部材35を備え、
前記熱伝導部材組付工程では、前記第2係合フランジ54を、前記マウント部材35と前記ステータ33の端面33bとの間に挟持状態として固定することを特徴とする。
したがって、マウント部材35を熱伝導部材50のステータ33への固定に流用できるものであり、固定用の部材を追加することなく、熱伝導部材50のステータ33への固定を簡単、確実とすることができる。
モータケース42の内周との間に円環状の隙間37を介在させて径方向に変位可能な支持状態で前記モータケース42に収容されるステータ33と、
前記モータケース42と前記ステータ33とに接触状態で前記隙間37に設けられ、前記ステータ33とモータケース42との間で熱伝達を行う熱伝導部材50と、
を備えた回転電機であって、
前記熱伝導部材50は、前記ステータ33の軸方向の両端面33a,33bの外周縁部にそれぞれ係合して前記熱伝導部材50の軸方向の移動を規制する第1係合部としての第1係合フランジ53および第2係合部としての第2係合フランジ54を備え、
前記第1係合フランジ53を、前記ステータ33のコイルを絶縁する樹脂モールド34の、前記ステータ33の軸方向の端面33aを覆うモールド端縁部34aと前記ステータ33の端面33aとの間に挟持状態として固定したことを特徴とする。
したがって、上記2)3)に記載したように、熱伝導部材50のステータ33への接触面積が増え、ステータ33の冷却性能が向上し、モータAの高出力化が可能となるとともに、熱伝導部材50のステータ33への固定を簡単、確実とすることができる。
モータケース42の内周との間に円環状の隙間37を介在させて径方向に変位可能な支持状態で前記モータケース42に収容されるステータ33と、
前記モータケース42と前記ステータ33とに接触状態で前記隙間37に設けられ、前記ステータ33とモータケース42との間で熱伝達を行う熱伝導部材50と、
を備えた回転電機であって、
前記熱伝導部材50は、前記ステータ33の軸方向の両端面33a,33bの外周縁部にそれぞれ係合して前記熱伝導部材50の軸方向の移動を規制する第1係合部としての第1係合フランジ53および第2係合部としての第2係合フランジ54を備え、
前記第2係合フランジ54を、前記ステータ33の一端部を前記モータケース42に片持ち状態で取り付けるマウント部材35と前記ステータ33の端面33bとの間に挟持状態として固定したことを特徴とする。
したがって、上記2)4)に記載したように、熱伝導部材50のステータ33への接触面積が増え、ステータ33の冷却性能が向上し、モータAの高出力化が可能となるとともに、熱伝導部材50のステータ33への固定を簡単、確実とすることができる。
また、実施の形態1では、ステータは、モータケースにマウント部材により片持ち支持した例を示したが、ステータの径方向への変位を許容して、振動を吸収可能な支持であれば、片持ち支持に限定されない。
また、実施の形態では、熱伝導部材において、ステータに弾性有して接触する構成として、基端に対して先端側を切り起こした板ばね片を示したが、この弾性を有して接触する構成はこれに限定されない。例えば、熱伝導部材に、軸方向に正弦波形状の凹凸を設けて弾性を有して接触するようにしてもよい。
また、実施の形態では、熱伝導部材の軸方向の両端部に第1・第2係合部としての第1係合フランジおよび第2係合フランジを、それぞれ、モールド端縁部およびマウント部材を用いてステータとの間に挟持した例を示した。しかしながら、この挟持部分は、両フランジの一方のみに適用した構造としてもよい。また、この係合部としては、実施の形態にて示したフランジに限らず、周方向の複数個所に設けた突起など、他の手段を用いてもよい。
33a 端面
33b 端面
34 樹脂モールド
34a モールド端縁部
35 マウント部材
37 隙間
42 モータケース
42c 開口
50 熱伝導部材
51 本体部
52 板ばね片
A モータ
Claims (4)
- モータケースの内周との間に円環状の隙間を介在させて前記モータケースに収容されるステータと、
前記モータケースと前記ステータとに接触状態で前記隙間に設けられ、前記ステータと前記モータケースとの間で熱伝達を行う熱伝導部材と、
を備え、
前記熱伝導部材は、前記ステータの軸方向の両端面の外周縁部にそれぞれ係合して前記熱伝導部材を前記ステータに保持可能な第1係合部および第2係合部を備え、
前記ステータは、コイルを絶縁する樹脂モールドを備え、かつ、前記樹脂モールドは、前記ステータの軸方向の端面を覆うモールド端縁部を備えた回転電機の組立方法であって、
前記ステータの外周に、前記熱伝導部材を組み付ける熱伝導部材組付工程と、
前記熱伝導部材を組み付けた前記ステータを、前記モータケースの軸方向一端の開口から、前記熱伝導部材を圧縮方向に変形させつつ挿入して前記モータケースに組み付けるステータアッセンブリ組付工程と、
を備え、
前記熱伝導部材組付工程では、前記熱伝導部材を、両係合部を前記ステータの軸方向両端面に係合させ、さらに、前記第1係合部を、前記モールド端縁部と前記ステータの端面との間に挟持状態として固定した仮保持状態で前記ステータに組み付けることを特徴とする回転電機の組立方法。 - モータケースの内周との間に円環状の隙間を介在させて前記モータケースに収容されるステータと、
前記モータケースと前記ステータとに接触状態で前記隙間に設けられ、前記ステータと前記モータケースとの間で熱伝達を行う熱伝導部材と、
を備え、
前記熱伝導部材は、前記ステータの軸方向の両端面の外周縁部にそれぞれ係合して前記熱伝導部材を前記ステータに保持可能な第1係合部および第2係合部を備え、
前記ステータは、軸方向の一端部に、前記ステータの前記一端部を前記モータケースに片持ち状態で取り付けるマウント部材を備えた回転電機の組立方法であって、
前記ステータの外周に、前記熱伝導部材を組み付ける熱伝導部材組付工程と、
前記熱伝導部材を組み付けた前記ステータを、前記モータケースの軸方向一端の開口から、前記熱伝導部材を圧縮方向に変形させつつ挿入して前記モータケースに組み付けるステータアッセンブリ組付工程と、
を備え、
前記熱伝導部材組付工程では、前記熱伝導部材を、両係合部を前記ステータの軸方向両端面に係合させ、さらに、前記第2係合部を、前記マウント部材と前記ステータの端面との間に挟持状態として固定した仮保持状態で前記ステータに組み付けることを特徴とする回転電機の組立方法。 - モータケースの内周との間に円環状の隙間を介在させて径方向に変位可能な支持状態で前記モータケースに収容されるステータと、
前記モータケースと前記ステータとに接触状態で前記隙間に設けられ、前記ステータと前記モータケースとの間で熱伝達を行う熱伝導部材と、
を備えた回転電機であって、
前記熱伝導部材は、前記ステータの軸方向の両端面の外周縁部にそれぞれ係合して前記熱伝導部材の軸方向の移動を規制する第1係合部および第2係合部を備え、
前記第1係合部を、前記ステータのコイルを絶縁する樹脂モールドの、前記ステータの軸方向の端面を覆うモールド端縁部と前記ステータの端面との間に挟持状態として固定したことを特徴とする回転電機。 - モータケースの内周との間に円環状の隙間を介在させて径方向に変位可能な支持状態で前記モータケースに収容されるステータと、
前記モータケースと前記ステータとに接触状態で前記隙間に設けられ、前記ステータと前記モータケースとの間で熱伝達を行う熱伝導部材と、
を備えた回転電機であって、
前記熱伝導部材は、前記ステータの軸方向の両端面の外周縁部にそれぞれ係合して前記熱伝導部材の軸方向の移動を規制する第1係合部および第2係合部を備え、
前記第2係合部を、前記ステータの一端部を前記モータケースに片持ち状態で取り付けるマウント部材と前記ステータの端面との間に挟持状態として固定したことを特徴とする回転電機。
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