JPWO2013121590A1

JPWO2013121590A1 - 回転電機

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Publication number: JPWO2013121590A1
Application number: JP2014500025A
Authority: JP
Inventors: 則久岩崎; 博洋床井; 榎本　裕治; 裕治榎本
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Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2015-05-11
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Abstract

ステータとハウジングの間は長期にわたってその位置関係を維持しておく必要が有ることから、相互にステータとハウジングの間の接着強度を向上させて固定させておく必要が有る。この種の回転電機では量産品であることからその固定方法も量産に適した簡単な構造が求められている。この要請に応えるため、回転電機のステータとこのステータを覆うハウジングの間を合成樹脂で接着固定するに際し、ハウジングの内周に複数の凸部を形成すると共に、ステータとハウジングの間に合成樹脂を流しこんでステータとハウジングを接着固定するようにした。

Description

本発明は回転電機に係り、特にステータとこれを覆うハウジングの間を合成樹脂で固定した回転電機に関するものである。

アキシャルギャップ型の回転電機は、コイルが巻回された固定子鉄心を周方向にスロット数分配置してステータを構成し、コイルを含む固定子鉄心は合成樹脂による樹脂モールド成形により一体的に固定してステータを形成することが一般的である。

ただし、モールドされた状態のままでは合成樹脂が剥き出しのため、外部からの応力で合成樹脂の割れや破損が起きる可能性がある。よって、アルミニウム等よりなる金属製のハウジングによって覆うことで、外部からの応力に対して合成樹脂を傷つけないようにしていた。

一般にステータとハウジングの固定方法として焼嵌めがあるが、焼嵌めは圧縮したハウジングの内周とステータが固定されているだけなので、合成樹脂が経年劣化した場合に焼嵌め部分に隙間が生じ、結果的にステータとハウジングの間に微小な隙間が生じて両者の間に相対的な動きやずれを起こすなどの問題を引き起こしてしまうという課題があった。このため、このような相対的な動きやずれを防止するための対策が必要となる。

こうした課題を解決するために、特開２００６-２５４５６２号公報（特許文献１）では、ハウジングの内周からモールドされた合成樹脂へ突出した係止部を設け、これらを位置決めして固定する手法が提案されている。

また、特開２００６-２９６１４０号公報（特許文献２）では、ハウジング内周に凹凸のあるリング状の部材を組み合わせて構成することで、これらを固定する手法が提案されている。尚、特許文献１、特許文献２においては突出部の形状が角状に形成されている。

特開２００６-２５４５６２号公報特開２００６-２９６１４０号公報

特許文献１においては、ステータコアがモールド樹脂によりハウジングの内部に固定され、ハウジング内面からモールド樹脂内へ突出した係止突起がステータコアの周方向および軸方向への移動を規制している。しかしながら、ハウジング内面にある突起部が角形状となっており機械加工での製造となる。実際の量産品向けとしてはアルミニウム材の押し出し加工または引き抜き加工での製造が望ましい。

また特許文献２においては、ハウジングの内周面に支持フレームを設け、ステータコアがモールド樹脂により支持フレームに固定される構造となっている。支持フレームはハウジングの内周側に固定される外周側が円筒形状となり、樹脂モールドにより固定される側が多角形の形状となっている。多角形状により周方向の固定強度は保たれるものの、軸方向に関しては開示がなされていない。また、支持フレームはネジなど固定手段を介してハウジングに一体的に固定されると記載があるが製造工数の増加につながり現実的ではない。

回転電機においては、ステータとハウジングの間は長期にわたってその位置関係を維持しておく必要が有ることから、相互にステータとハウジングの間の接着強度を向上させて固定させておく必要が有る。しかも、この種の回転電機では量産品であることからその固定方法も量産に適した簡単な構造が求められている。

本発明の目的は、ステータとハウジングの間の接着強度を向上させ、しかも量産に適した簡単な構造で実現できる回転電機を提供することにある。

本発明の特徴は、回転電機のステータとこのステータを覆うハウジングの間を合成樹脂で接着固定するに際し、ハウジングの内周に複数の凸部を形成すると共に、ステータとハウジングの間に合成樹脂を流しこんでステータとハウジングを接着固定する、ところにある。

本発明によれば、簡単な構造で、しかも凸部によってステータとハウジングが互いに周方向及び軸方向に動くのが規制されて、両者の間に相互の動きやずれを起こすのを防止することができる。

本発明の一実施例になるアキシャルギャップ型の回転電機の縦断面図である。本発明の一実施例になるハウジングの外観斜視図である。本発明の他の実施例になるハウジングの外観斜視図である。図３Ａに示すハウジング内にステータを収納した状態のハウジングの外観斜視図である。本発明の他の実施例になるハウジングの外観斜視図である。図４Ａに示したピン状凸部の外観斜視図である。本発明の他の実施例になるハウジングの外観斜視図である。本発明の他の実施例になるハウジングの外観斜視図である。本発明の他の実施例になるハウジングの外観斜視図である。図７Ａに示すハウジング内にステータを収納した状態のハウジングの断面図である。図７Ｂに示すハウジングの一部断面斜視図である。一般的なアキシャルギャップ型の回転電機の縦断面図である。

まず本発明の説明に先立ち、回転電電機としての一例であるアキシャルギャップ型回転電機の一般的な構成とその課題について説明する。

図８において、アキシャルギャップ型回転機はリアブラケット１１ａ、後述するステータを覆う円筒状のハウジング１２、フロントブラケット１１ｂで筺体を構成している。

図面の左端に突出する軸１４は回転子軸であり、この回転子軸１４はリアブラケット１１aの内周部に配置される軸受１３ａと、フロントブラケット１１ｂの内周部に配置される軸受１３ｂによって回転可能に支持されている。

回転子軸１４の中央付近には、回転子軸１４に接触しない程度に隙間を開けてステータＳＴが配置される。ステータＳＴは導体コイル２０と、導体コイル２０が巻回された固定子鉄心１９によって構成され、これらの固定子鉄心１９と導体コイル２０とは合成樹脂によってモールド成型されて樹脂モールド部２１として一体化されている。

固定子鉄心１９は良く知られた材料であるところの鉄、電磁鋼板、圧紛磁心、アモルファス金属、パーメンジュールなどの軟磁性材料で構成されるもので、固定子鉄心１９は渦電流対策のため、径方向または周方向に積層された鉄心であることが望ましい。

また、合成樹脂によって一体化された固定子鉄心１９と導体コイル２０は特許文献１や特許文献２に示された方法でハウジング１２の内周部に固定される。

ステータＳＴに対して軸方向に所定の空隙を有して回転子ＲＴが回転子軸１４に固定されている。回転子ＲＴは鉄、電磁鋼板、圧紛磁心、アモルファス金属、パーメンジュールなどの軟磁性材料で構成されるバックコア１６と、バックコアの軸方向表面または内部に周方向に配置された永久磁石１７と、バックコア16と永久磁石17を支持する支持部材１８によって構成されている。

支持部材１８は回転子軸１４に固定されて、回転子ＲＴの回転を回転子軸１４に伝えるものである。支持部材１８と回転子軸１４は固定する際にはキー溝１５を入れておくと位置決めがし易く、また支持部材１８が周方向に移動するのを規制することができる。この他にスプライン等を用いて結合しても良い。

周方向に配置された永久磁石１７は各々の極の向きが隣合わさる永久磁石で軸方向のステータ側向きとその反対向きが交互になるように配置されている。

永久磁石１７がバックコア１６の表面に貼り付けで固定されている場合、これの組立は簡単であるが、永久磁石１７をバックコア１６の表面に貼り付けているだけなので、支持部材１８の回転によって生じる遠心力に対して永久磁石１７が飛散するのを防止する必要がある。

このため、一般には永久磁石１７の内周側と外周側を支持部材18によって移動しないように覆って飛散防止をおこなっている。また、永久磁石１７がバックコア１６の内部に収納された場合、永久磁石１７をバックコア１６の軸方向から挿入するものとし、内周側と外周側がバックコア１６の収納壁で覆われるように配置する。この時、永久磁石１７はバックコア１６よりも軸方向で見てステータＳＴ側に近いように配置される。

永久磁石１７がバックコア１６の内部に挿入された場合には、支持部材１８の回転によって生じる遠心力に対する永久磁石の飛散防止を備えていると同時に、突極比の関係からからリラクタンストルクを利用することも可能となる。

以上のような回転電機は既に周知の構成であるが、このような回転電機においてはステータとハウジングの間は長期にわたってその位置関係を維持しておく必要が有ることから、相互にステータとハウジングの間の接着強度を向上させて固定させておく必要が有る。しかも、この種の回転電機では量産品であることからその固定方法も量産に適した簡単な構造が求められている。

以下、このような要請に応える本発明になる回転電機の実施例について図面を用いて説明する。尚、以下の実施形態では、アキシャルギャップ型を用いて説明するが、他の型式、例えばラジアル型の一般的な回転電機に関しても同様に適用することができる。

次に、本発明の第１の実施形態について図１及び図２を用いて説明する。図１は図８で示したアキシャルギャップ型回転機とほぼ同じ構造であるが、ハウジング１２とステータＳＴの固定の構造が異なっている。図２は図１に示すハウジング１２のステータＳＴとの接合面部分を切り取った内周面側の形状を示している。

図２にあるように、ハウジング１２の内周面には、ハウジング１２の軸方向に進む螺旋状の凸部２２Ａが設けられている。螺旋状の凸部２２は螺旋状の溝２３の間に形成され、この螺旋状の凸部２２Ａは螺旋状の溝２３をハウジング１２の内周面に機械加工してハウジング１２と一体で構成するか、或いは素材を一定速度で回転させながら、押し出し成形することによりハウジング１２と一体で構成することができる。尚、図２は図１に比べてそのピッチを広くした状態を示している。

したがって、合成樹脂をハウジング１２とステータＳＴの間に流し込んで固定した場合、この螺旋状の凸部２２Ａによって、周方向及び軸方向の動きを規制する機能を備えることになる。また、この螺旋状の凸部２２Ａにより、ステータＳＴとハウジング１２の間の接着強度を向上することができ、軸方向と周方向に対してステータＳＴとハウジング１２の間の動きやずれを防止することができる。

螺旋状の凸部２２の形状については、図１にあるように螺旋状の凸部２２Ａのピッチが狭いほど、ステータＳＴとハウジング１２の間の接着強度を向上することができるが、周方向のトルクに対しての強度は効果が薄まる。逆に、図２にあるように螺旋のピッチが広いほど、ステータＳＴとハウジング１２の間の接着強度は低下するが、周方向のトルクに対しての強度は向上する。よって螺旋の形状やピッチは回転電機の、トルク、回転速度などを見極め適切に設計して決められる。

次に、ハウジング１２とステータＳＴ間の固定方法について説明すると、まず導体コイル２０と固定子鉄心１９をエポキシ樹脂のような合成樹脂によって樹脂モールド部２１で固定することでステータＳＴを構成し、できあがったステータＳＴとハウジング１２の間にこれもエポキシ樹脂のような合成樹脂を流し込んで一体的に固定する二段モールドによって製造することができる。また、導体コイル２０と固定子鉄心１９とハウジング１２を組み上げて同時に合成樹脂を流し込んで樹脂モールドで一体的に固定することができる。

ここで、導体コイル２０と固定子鉄心１９を一体化する合成樹脂とハウジング１２と一体化する合成樹脂は相互の馴染みの関係から同一の合成樹脂を用いることが望ましい。

次に本発明の第２の実施形態について図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明すると、図３Ａは図１に示すハウジング１２のステータＳＴとの接合面部分を切り取った内周面側の形状を示している。

図３Ａにおいて、ハウジング１２の内周面には凸部２２が設けられ、この凸部２２は周方向にステータＳＴを構成する磁極片のスロット数分だけ設けられている。また、ハウジング１２の軸方向に延びる一つの凸部２２Ｂは２分割されて凸部２２Ｂａ及び２２Ｂｂより構成されている。

そして、図３ＢにあるようにステータＳＴは導体コイル２０が巻回された固定子鉄心１９よりなる複数の磁極片が周方向にスロット数分だけ配置されている。このとき、隣り合う導体コイル２０の径方向外側には隙間ＳＰが結果的に形成される。

この隙間ＳＰに図３Ａに示す凸部２２Ｂが合致して位置するようにして組み立てることによって、ハウジング１２とステータＳＴの間の空いたスペースを有効活用できるようになる。これによって、樹脂モールドのための隙間を最小限に抑えられるため、導体コイル２０からハウジング１２へ流れる熱の伝導が良くなるので放熱性能の向上にも寄与できる。

また、凸部２２Ｂを隙間ＳＰに設けることにより、凸部２２Ｂが導体コイル２０の最外周位置よりも径方向内周側に位置することになり、これによっても放熱性能の向上に寄与できる。

上記のような放熱性能の向上により、熱に関連した損失を低減することができ、効率が向上する。

ハウジング１２の軸方向に延びる一つの凸部２２Ｂは２分割されて凸部２２Ｂａ及び２２Ｂｂより構成されているが、この分割された部分に合成樹脂が侵入することで、周方向及び軸方向の動きを規制する機能を備えることになる。

また、凸部２２Ｂの四辺の長さ、及び高さは回転電機のトルクや設置される環境によって異なり、適切な値に設計的に決定することができる。

凸部２２Ｂはハウジング１２の内周面を機械加工することによりハウジング１２の内周面に一体で構成する。

この他に、凸部２２はハウジング１２と同一材料、または異なる材料で形成して、ハウジング１２の内周面にねじなどの固定手段を用いて取り付けることにより一体的に構成することもできる。

また、樹脂モールド部２１が熱や機械的な応力によって経年劣化すると、ハウジング１２の内周面と樹脂モールド部２１との間に微小な隙間が生じてハウジング１２の軸方向および周方向に対してステータＳＴとハウジング１２の間に動きやずれを起こす可能性がある。

特に、周方向に対しては回転子ＲＴとステータＳＴの間に回転トルクが働くので、このトルクがステータＳＴとハウジング１２の間に働くことになる。よって両者の間に力が作用するため、ハウジング１２と樹脂モールド部２１の固定強度は重要となる。

本実施例によれば、合成樹脂をハウジング１２とステータＳＴの間に流し込んで固定した場合、ここの周方向と軸方向に設けられた複数の凸部２２Ｂにより、ステータＳＴのモールド樹脂２１とハウジング１２内周の接着強度を向上することができる。よって、ハウジング１２の内周側の凸部２２Ｂはこうした軸方向と周方向にステータＳＴとハウジング１２の間に動きやずれを起こすのを防止することができる。

次に、ハウジング１２とステータＳＴ間の固定方法について説明すると、まず導体コイル２０と固定子鉄心１９をエポキシ樹脂のような合成樹脂によって樹脂モールド部２１で固定することでステータＳＴを構成し、できあがったステータＳＴとハウジング１２の間にエポキシ樹脂のような合成樹脂を流し込んで一体的に固定する二段モールドによって製造することができる。また、導体コイル２０と固定子鉄心１９とハウジング１２を組み上げて同時に合成樹脂を流し込んで樹脂モールドで一体的に固定することができる。

次に本発明の第３の実施形態について図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明すると、図４Ａは図１に示すハウジング１２のステータＳＴとの接合面部分を切り取った内周面側の形状を示している。

図４Ａにおいて、略円筒形状のハウジング１２の内周面に複数の四角柱のピン状凸部２２Ｃを設けている。ピン状凸部２２Ｃは円周方向に一定または不定の間隔を置いて設けられ、軸方向にも一定または不定の間隔を置いて設けられている。

この図面においては一定の間隔で設けた例を示しており、ピン状凸部２２Ｃを構成する四角柱は円周方向に直交し、かつ軸方向に直交する各辺を有している。したがって、このピン状凸部２２Ｃによって、周方向及び軸方向の動きを規制する機能を備えることになる。

また、ピン状凸部２２Ｃの四辺の長さ、及び高さは回転電機のトルクや設置される環境によって異なり、適切な値に設計的に決定することができる。

合成樹脂をハウジング１２とステータＳＴの間に流し込んで固定した場合、この周方向と軸方向に設けられたピン状凸部２２Ｃにより、ステータＳＴとハウジング１２の間の接着強度を向上することができ、軸方向と周方向に対してステータＳＴとハウジング１２の間の動きやずれを防止することができる。

このピン状凸部２２Ｃはハウジング１２の内周面から外側に向けて差し込み固定されている。この差し込むピン状凸部２２Ｃが長手方向に一様な定型形状であれば、ハウジング１２の内周面側から外側に向けて形成された貫通しない収納孔を設け、この収納孔にピン状凸部２２Ｃを差し込んで固定することができる。

また、製造を簡単にするための方法として、図４Ｂに示すような取付板２４を途中に設けたピン状凸部２２Ｃを準備し、ハウジング１２に形成した貫通する取付孔に取付板２４を溶接のような手法によって取り付けて構成しても良いものである。また、ピン状凸部２２Ｃを差し込む位置は、第２の実施形態で示したように導体コイル２０の間の隙間ＳＰ（図３Ｂ参照）を活用するのが望ましい。これによって、第２の実施形態と同様に、樹脂モールドのための隙間を最小限に抑えられるため、導体コイル２０からハウジング１２へ流れる熱の伝導が良くなるので放熱性能の向上にも寄与できる。また、ピン状凸部２２Ｃを隙間ＳＰに設けることにより、ピン状凸部２２Ｃが導体コイル２０の最外周位置よりも径方向内周側に位置することになり、これによっても放熱性能の向上に寄与できる。上記のような放熱性能の向上により、熱に関連した損失を低減することができ、効率が向上する。

また、渦電流を抑制する効果を高めるために、ピン状凸部２２Ｃを、ハウジング１２の軸方向中央部に設け、固定子鉄心１９の両端面に対して、ピン状凸部２２Ｃを固定子鉄心１９の軸方向中央寄りに配置するとよい。すなわち、ピン状凸部２２Ｃを固定子鉄心１９の両端面から離して配置する。これにより、固定子鉄心１９の端面から流れ出た磁束がピン状凸部２２Ｃに漏れ磁束として流れるのを抑制することができ、結果としてハウジング１２に流れる渦電流を抑制する効果が得られる。

また、図４Ａでは軸方向にピン状凸部２２Ｃを３つ配置しているが、３つのピン状凸部２２Ｃが連なるように形成することにより、ステータＳＴと対向するハウジング１２の内周面部分において、軸方向に一つのピン状凸部２２Ｃが配置されるようにしてもよい。

次に、ハウジング１２とステータＳＴ間の固定方法について説明すると、まず導体コイル２０と固定子鉄心１９をエポキシ樹脂のような合成樹脂によって樹脂モールド部２１で固定することでステータＳＴを構成し、できあがったステータＳＴとハウジング１２の間に合成樹脂を流し込んで一体的に固定する二段モールドによって製造することができる。また、導体コイル２０と固定子鉄心１９とハウジング１２を組み上げて同時にエポキシ樹脂のような合成樹脂を流し込んで樹脂モールドで一体的に固定することができる。

次に本発明の第４の実施形態について図５を用いて説明すると、図５は図１に示すハウジング１２のステータＳＴとの接合面部分を切り取った内周面側の形状を示している。

ハウジング１２の内周側には複数の凸部２２Ｄが突出するように設けられており、凸部２２Ｄは円周方向に一定または不定の間隔を置いて設けられ、軸方向にも一定または不定の間隔を置いて設けられている。

この図面においては一定の間隔で設けた例を示しており、凸部２２Ｄは四角形状に決められている。この四角形状の凸部２２Ｄは円周方向に直交し、かつ軸方向に直交する各辺を有している。したがって、合成樹脂をハウジング１２とステータＳＴの間に流し込んで固定した場合、この凸部２２Ｄによって、周方向及び軸方向の動きを規制する機能を備えることになる。

また、凸部２２Ｄの四辺の長さ、及び高さは回転電機のトルクや設置される環境によって異なり、適切な値に設計的に決定することができる。

凸部２２Ｄはハウジング２２の内周面を機械加工することによりハウジング１２の内周面に一体で構成するか、或いは素材を一定速度で回転・停止を繰り返させながら，押し出し成形によりハウジング１２の内周面に一体に構成することができる。押し出し成形の場合、回転と停止の間が若干滑らかに変化せざるを得ないため，凸部２２Ｄの角は丸みを帯び、凸部２２Ｄとハウジング１２の内周面が滑らかに繋がるようになる。

この他に、凸部２２Ｄはハウジング１２と同一材料、または異なる材料で形成して、ハウジング１２の内周面にねじなどの固定手段を用いて取り付けることにより一体的に構成することもできる。この周方向と軸方向に設けられた複数の凸部２２Ｄにより、ステータＳＴのモールド樹脂２１とハウジング１２内周の接着強度を向上することができる。

また、上述したように樹脂モールド部２１が熱や機械的な応力によって経年劣化したことを想定すると、ハウジング１２の内周面と樹脂モールド部２１との間に微小な隙間が生じてハウジング１２の軸方向および周方向に対してステータＳＴとハウジング１２の間に動きやずれを起こす可能性がある。

特に、周方向に対しては回転子ＲＴとステータＳＴの間に回転トルクが働くので、このトルクがステータＳＴとハウジング１２の間に働くことになる。よって両者の間に力が作用するため、ハウジング１２と樹脂モールド部２１の固定強度は重要となる。よって、ハウジング１２の内周側の凸部２２Ｄはこうした軸方向と周方向にステータＳＴとハウジング１２の間に動きやずれを起こすのを防止することができる。

本実施形態では、凸部２２Ｄの四辺の長さ寸法が高さ寸法よりも大きくなっている。すなわち、高さ寸法に対してハウジング１２の内周面に沿う方向の寸法が大きい、扁平な形状をしている。これにより、周方向及び軸方向におけるステータＳＴとハウジング１２の間に動きやずれを防止する効果を高めると共に、ハウジング１２の径が不必要に大きくなるのを防ぎ、装置の小型化に寄与している。

また、ハウジング１２にはステータＳＴで生じる磁束が漏れることによって渦電流が生じるようになるが、この渦電流が生じると回転電機としての効率が低下する問題があり、この渦電流を減少させることも大きな課題であった。

これに対して実施例４では四角形状の凸部２２Ｄが周方向及び軸方向に間隔を置いて、望ましくは凸部２２Ｄをコイルの間に跨って配置されるように設けられているため、これらの凸部２２Ｄの間のハウジング内周面と固定子鉄心１９との距離が大きくなるので、渦電流の流れが抑制或いは減少される作用を生じさせる。このため、ハウジング１２に生じる渦電流が抑制されて回転電機の効率を向上する効果が期待できる。
渦電流を抑制する効果を高めるためには、凸部２２Ｄを、コイルの間に跨って、かつ固定子鉄心１９の両端面から離して、固定子鉄心１９の軸方向中央寄りに配置するとよい。これにより、固定子鉄心１９の端面から流れ出た磁束が凸部２２Ｄに漏れ磁束として流れるのを抑制することができ、結果としてハウジング１２に流れる渦電流を抑制する効果が得られる。

このとき、凸部２２Ｄの四辺の長さ寸法を大きくするために、凸部２２Ｄを、ステータＳＴと対向するハウジング１２の内周面部分において、軸方向に一つだけ設けるとよい。凸部２２Ｄの四辺の長さ寸法を大きくすることにより、周方向及び軸方向におけるステータＳＴとハウジング１２の間に生じる動きやずれを防止する効果を高めることができ、凸部２２Ｄを軸方向において一つだけ設けることにより、凸部２２Ｄの形成が容易になり、ハウジング１２の量産性が高まる。

次に、ハウジング１２とステータＳＴ間の固定方法について説明すると、図７の説明で述べたようにステータＳＴは導体コイル２０が巻回された固定子鉄心１９の各磁極片が周方向に配置されて樹脂モールド部２１部によって一体的に固定されている。

したがって、まず導体コイル２０と固定子鉄心１９をエポキシ樹脂のような合成樹脂によって樹脂モールド部２１で固定することでステータＳＴを構成し、できあがったステータＳＴとハウジング１２の間にエポキシ樹脂のような合成樹脂を流し込んで一体的に固定する二段モールドによって製造することができる。また、導体コイル２０と固定子鉄心１９とハウジング１２を組み上げて同時に合成樹脂を流し込んで樹脂モールドで一体的に固定することができる。

次に本発明の第５の実施形態について図６を用いて説明すると、図６は図１に示すハウジング１２のステータＳＴとの接合面部分を切り取った内周面側の形状を示している。

図６にあるように、ハウジング１２の内周側に軸方向に低い凸部２２Ｅａと高い凸部２２Ｅｂを連続して有した凸部２２Ｅを周方向に複数個だけ設けている。

凸部２２Ｅは周方向に一定または不定の間隔で設けられが、本図面では一定間隔で設けられている。また、軸方向には低い凸部２２Ｅａと高い凸部２２Ｅｂが少なくとも一つずつ交互に設けられるようにする。

この低い凸部２２Ｅａと高い凸部２２Ｅｂは四角形状であり、低い凸部２２Ｅａと高い凸部２２Ｅｂは円周方向に直交し、かつ軸方向に直交する各辺を有している。したがって、合成樹脂をハウジング１２とステータＳＴの間に流し込んで固定した場合、この凸部２２Ｅによって、周方向及び軸方向の動きを規制する機能を備えることになる。

また、低い凸部２２Ｅａと高い凸部２２Ｅｂの四辺の長さ、及び高さは回転電機のトルクや設置される環境によって異なり、適切な値に設計的に決定することができる。

低い凸部２２Ｅａと高い凸部２２Ｅｂはハウジング２２の内周面を機械加工することによりハウジング１２の内周面に一体で構成する。

この他に、凸部２２Ｅはハウジング１２と同一材料、または異なる材料で形成して、ハウジング１２の内周面にねじなどの固定手段を用いて取り付けることにより一体的に構成することもできる。この周方向と軸方向に設けられた複数の凸部２２により、ステータＳＴのモールド樹脂２１とハウジング１２内周の接着強度を向上することができる。

また、上述したように樹脂モールド部２１が熱や機械的な応力によって経年劣化するとハウジング１２の内周面と樹脂モールド部２１との間に微小な隙間が生じてハウジング１２の軸方向および周方向に対してステータＳＴとハウジング１２の間に動きやずれを起こす可能性がある。

特に、周方向に対しては回転子ＲＴとステータＳＴの間に回転トルクが働くので、このトルクがステータＳＴとハウジング１２の間に働くことになる。よって両者の間に力が作用するため、ハウジング１２と樹脂モールド部２１の固定強度は重要となる。ハウジング１２の内周側の凸部２２Ｅはこうした軸方向と周方向にステータＳＴとハウジング１２の間に動きやずれを起こすのを防止することができる。

本実施形態では、凸部２２Ｅａ，２２Ｅｂの四辺の長さ寸法が凸部２２Ｅｂの高さ寸法よりも大きくなっている。すなわち、高さ寸法に対してハウジング１２の内周面に沿う方向の寸法が大きい、扁平な形状をしている。これにより、周方向及び軸方向におけるステータＳＴとハウジング１２の間に動きやずれを防止する効果を高めると共に、ハウジング１２の径が不必要に大きくなるのを防ぎ、装置の小型化に寄与している。

また、上述したように、ハウジング１２にはステータＳＴのコイルによって渦電流が生じるようになるが、この渦電流が生じると回転電機としての効率が低下する問題があり、この渦電流を減少させることも大きな課題であった。

これに対して実施例５では四角形状の高低を有する凸部２２Ｅが周方向に間隔を置いて、望ましくは凸部２２Ｅをコイルの間に跨って配置されるように設けられているため、これらの間のハウジング内周面と固定子鉄心１９との距離が大きくなるので、渦電流の流れが抑制或いは減少される作用を生じさせる。このため、ハウジング１２に生じる渦電流を抑制されて回転電機の効率を向上する効果が期待できる。

渦電流を抑制する効果を高めるためには、高さの高い凸部２２Ｅｂを、コイルの間に跨って、かつ固定子鉄心１９の両端面から離して、固定子鉄心１９の軸方向中央寄りに配置するとよい。これにより、固定子鉄心１９の端面から流れ出た磁束が凸部２２Ｅｂに漏れ磁束として流れるのを抑制することができ、結果としてハウジング１２に流れる渦電流を抑制する効果が得られる。

このとき、凸部２２Ｅの四辺の長さ寸法を大きくするために、凸部２２Ｅｂを、ステータＳＴと対向するハウジング１２の内周面部分において、軸方向に一つだけ設けるとよい。凸部２２Ｅの四辺の長さ寸法を大きくすることにより、周方向及び軸方向におけるステータＳＴとハウジング１２の間に生じる動きやずれを防止する効果を高めることができ、凸部２２Ｅｂを軸方向に一つだけ設けることにより、凸部２２Ｅの形成が容易になり、ハウジング１２の量産性が高まる。

次に本発明の第６の実施形態について図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃを用いて説明する。図７Ａは図１に示すハウジング１２の内周面側の形状を示している。

ハウジング１２の内周側の中央付近には複数の凸部２２Ｆが突出するように設けられており、凸部２２Ｆは円周方向に望ましくは一列で一定の間隔を置いて設けられている。凸部２２Ｆは角錐台の形状に決められており、軸方向断面で見ると四角形状であり、径方向断面で見ると台形状である。そして、その根元（ハウジング１２と繋がる側）の方が細くなった角錐台である。

この角錐台形状の凸部２２Ｆは円周方向に直交し、かつ軸方向に直交する各辺を有している。したがって、合成樹脂をハウジング１２とステータＳＴの間に流し込んで固定した場合、この凸部２２Ｆによって、周方向及び軸方向の動きを規制する機能を備えることになる。

また、凸部２２Ｆの四辺の長さ、及び高さは回転電機のトルクや設置される環境によって異なり、適切な値に設計的に決定することができる。

凸部２２Ｆはハウジング２２の内周面を機械加工することによりハウジング１２の内周面に一体で構成する。

この他に、凸部２２Ｆはハウジング１２と同一材料、または異なる材料で形成して、ハウジング１２の内周面にねじなどの固定手段を用いて取り付けることにより一体的に構成することもできる。この周方向と軸方向に設けられた複数の凸部２２Ｆにより、ステータＳＴのモールド樹脂２１とハウジング１２内周の接着強度を向上することができる。

特に、周方向に対しては回転子ＲＴとステータＳＴの間に回転トルクが働くので、このトルクがステータＳＴとハウジング１２の間に働くことになる。よって両者の間に力が作用するため、ハウジング１２と樹脂モールド部２１の固定強度は重要となる。よって、ハウジング１２の内周側の凸部２２Ｆはこうした軸方向と周方向にステータＳＴとハウジング１２の間に動きやずれを起こすのを防止することができる。

本実施形態では、凸部２２Ｆの四辺の長さ寸法（少なくとも先端面の四辺の長さ寸法）が高さ寸法よりも大きくなっている。すなわち、高さ寸法に対してハウジング１２の内周面に沿う方向の寸法が大きい、扁平な形状をしている。これにより、周方向及び軸方向におけるステータＳＴとハウジング１２の間に生じる動きやずれを防止する効果を高めると共に、ハウジング１２の径が不必要に大きくなるのを防ぎ、装置の小型化に寄与している。

また、ハウジング１２にはステータＳＴの個々の導体コイルによって渦電流が生じるようになるが、この渦電流が生じると回転電機としての効率が低下する問題があり、この渦電流を減少させることも大きな課題であった。

これに対して実施例６では図７Ｂ及び図７Ｃにあるように角錐台形状の凸部２２Ｆが周方向に一定間隔を置いて、隣り合う導体コイル２０の間に跨って固定鉄心１９の数と同数の数だけ配置されるように設けられている。このため、これらの凸部２２Ｆの間のハウジング内周面と固定子鉄心１９との距離が大きくなるので、渦電流の流れが抑制或いは減少される作用を生じさせる。このため、ハウジング１２に生じる渦電流が抑制されて回転電機の効率を向上する効果が期待できる。

渦電流を抑制する効果を高めるためには、凸部２２Ｆを、コイルの間に跨って、かつ固定子鉄心１９の両端面から離して、固定子鉄心１９の軸方向中央寄りに配置するとよい。これにより、固定子鉄心１９の端面から流れ出た磁束が凸部２２Ｆに漏れ磁束として流れるのを抑制することができ、結果としてハウジング１２に流れる渦電流を抑制する効果が得られる。

このとき、凸部２２Ｆの四辺の長さ寸法を大きくするために、凸部２２Ｆを、ステータＳＴと対向するハウジング１２の内周面部分において、軸方向に一つだけ設けるとよい。凸部２２Ｆの四辺の長さ寸法を大きくすることにより、周方向及び軸方向におけるステータＳＴとハウジング１２の間に生じる動きやずれを防止する効果を高めることができ、凸部２２Ｆを軸方向に一つだけ設けることにより、凸部２２Ｆの形成が容易になり、ハウジング１２の量産性が高まる。

上述した各実施形態では、一つの部材で構成された一体物のハウジング１２の内側に、回転子ＲＴとステータＳＴとが配置されている。このとき、回転子ＲＴはステータＳＴの軸方向両側に設けられている。このような回転子ＲＴとステータＳＴとを内包するハウジング１２を上述の各実施形態のように構成することにより、量産性の高いハウジング１２、更には回転電機を生産することができる。

更には、第２乃至第６の各実施形態（第３の実施形態においてはその変形例）では、少なくとも高さ寸法が軸方向長さ寸法に対して小さく（軸方向長さ寸法が高さ寸法に対して大きく）なっているので、周方向及び軸方向におけるステータＳＴとハウジング１２の間に生じる動きやずれを防止することができ、ハウジング１２の径が不必要に大きくなるのを防ぎ、装置を小型化することができる。高さ寸法が軸方向及び周方向の長さ寸法に対して小さく、すなわち軸方向及び周方向の長さ寸法が高さ寸法に対して大きくなるようにしても、この効果は同様に得られる。

また、周方向寸法を適切に調整することにより、すなわち、周方向寸法を、隣り合う固定子鉄心１９及び導体コイル２０の組立体間に生じる隙間ＳＰに納まる寸法に調整することにより、第４乃至第６の各実施形態においても、凸部を隙間ＳＰに設けることができる。この場合、固定子鉄心１９がハウジング１２の内周面に近づく分、渦電流の抑制効果は小さくなる。尚、隙間ＳＰは、主として導体コイル２０を曲げることにより生じるＲ部によって発生するが、凸部の配置を考慮して、Ｒ部の形状を適切に形成することも可能である。

１１ａ…リアブラケット、１１ｂ…フロントブラケット１２…ハウジング、１３ａ…リアブラケット側軸受、１３ｂ…フロントブラケット側軸受、１４…回転軸、１５…キー溝、１６…バックコア、１７…永久磁石、１８…構造部材、１９…固定子鉄心、２０…導体コイル、２１…モールド樹脂、２２Ａ〜２２Ｆ…凸部、２３…螺旋溝。

Claims

少なくともロータとステータを備え、前記ステータを構成する複数の固定鉄心とこれに巻回された導体コイルを合成樹脂で一体的に固定すると共に、前記ステータを覆う金属製のハウジングと前記ステータとの間に合成樹脂を注入して前記ステータと前記ハウジングを一体的に固定した回転電機において、
前記ステータと固定される前記ハウジングの内周面に、前記ハウジングの内周面から突出して周方向に配置された複数の凸部を設けたことを特徴とする回転電機。
請求項１に記載の回転電機において、
前記凸部は、高さ寸法が軸方向寸法に対して小さいことを特徴とする回転電機。
請求項２に記載の回転電機において、
前記凸部は、前記ステータと対向するハウジング内周面の軸方向に一つだけ設けられ、軸方向における両端部が、前記固定鉄心の軸方向両端部に対して、軸方向中央側に位置していることを特徴とする回転電機。
請求項３に記載の回転電機において、
前記凸部は、隣り合う２つの導体コイル及び固定鉄心の組立体の間に設けられ、前記凸部の最内径部が前記組立体の最外径部よりも中心側に位置していることを特徴とする回転電機。
請求項１に記載の回転電機において、
前記凸部は四角錐台の形状であり、前記ハウジングの内周面に繋がる根元側が細くなっていることを特徴とする回転電機。
請求項５に記載の回転電機において、
前記凸部は隣り合う前記導体コイルを跨ぐように前記ハウジングの内周面に設けられていることを特徴とする回転電機。
請求項６に記載の回転電機において、
前記凸部は前記複数の固定鉄心と同じ数だけ前記ハウジングの内周面に設けられていることを特徴とする回転電機。
請求項７のいずれかに記載の回転電機において、
前記凸部の四角形状の相対する辺とこれ以外の相対する辺はそれぞれ周方向及び軸方向で平行になるように前記ハウジングの内周面から突出していることを特徴とした回転電機。
請求項１に記載の回転電機において、
前記凸部は前記ハウジングの内周面に、軸方向にも複数設けられていることを特徴とする回転電機。
請求項１に記載の回転電機において、
前記凸部は四角形状の凸部であり、前記ハウジングの内周面に周方向に一定間隔、或いは不定間隔で間隔を置いて配置されていることを特徴とする回転電機。
請求項１に記載の回転電機において、
前記凸部は四角形状の凸部であり、前記ハウジングの内周面に周方向及び軸方向に一定間隔、或いは不定間隔で間隔を置いて配置されていることを特徴とする回転電機。
請求項１０乃至請求項１１のいずれかに記載の回転電機において、
前記凸部の四角形状の相対する辺とこれ以外の相対する辺はそれぞれ周方向及び軸方向で平行になるように前記ハウジングの内周面から突出していることを特徴とした回転電機。
請求項１０に記載の回転電機において、
前記凸部は四角形状の凸部であり、前記ハウジングの内周面に周方向に一定間隔で平行に間隔を置いて、しかも前記導体コイルを跨ぐ位置に配置されていることを特徴とする回転電機。
請求項１３に記載の回転電機において、
前記凸部は前記導体コイルの数だけ配置されていることを特徴とする回転電機。
請求項１０に記載の回転電機において、
前記凸部は四角形状の凸部であり、前記ハウジングの内周面に周方向に一定間隔、或いは不定間隔で間隔を置いて配置され、しかも軸方向に高い部分と低い部分が形成されていることを特徴とする回転電機。
請求項１に記載の回転電機において、
前記ステータの隣り合う前記導体コイルの間の前記ハウジング内周面に軸方向に分割された凸部を設けたことを特徴とする回転電機。
請求項１に記載の回転電機において、
前記ハウジング内周面に周方向及び軸方向には一定または不定の間隔で取付孔を設け、前記取付孔に前記ハウジングとは別に作られたピン状凸部を取り付けたことを特徴とする回転電機。
少なくともロータとステータを備え、前記ステータを構成する複数の固定鉄心とこれに巻回された導体コイルを合成樹脂で一体的に固定すると共に、前記ステータを覆う金属製のハウジングと前記ステータとの間に合成樹脂を注入して前記ステータと前記ハウジングを一体的に固定した回転電機において、
前記ステータと固定される前記ハウジングの内周面に軸方向に向かって延びる螺旋状の凸部を設けることを特徴としたハウジングを有する回転電機。
請求項１８に記載の回転電機において、
前記螺旋状凸部は前記ハウジングの内周面に形成された螺旋状の溝の間に設けられたことを特徴としたハウジングを有する回転電機。