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公開番号2021069251
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210430
出願番号2019195207
出願日20191028
発明の名称回転電機
出願人アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
代理人個人,個人
主分類H02K 9/19 20060101AFI20210402BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ステータコアとケース部との径方向の間にキー部材を設ける場合にも、油によるステータコアに対する冷却性能が低下するのを防止することが可能な回転電機を提供する。
【解決手段】この回転電機100は、ロータ1およびステータコア21を収容するケース部3と、ケース部3に対するステータコア21の周方向の位置決めをするキー部材4と、を備える。ケース部3には、周方向に沿って形成され、ステータコア21を冷却するための油Lqを流通させる油路51が設けられている。キー部材4には、油路51に周方向に連続するように設けられ、油Lqを周方向に流通させる油路52が設けられている。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項1】
ロータと、
前記ロータの径方向外側に対向して配置されるステータコアを有するステータと、
前記ロータおよび前記ステータコアを収容するケース部と、
前記ケース部と前記ステータコアとの径方向の間に配置されるとともに、前記ケース部に対する前記ステータコアの周方向の位置決めをするキー部材と、を備え、
前記ケース部には、周方向に沿って形成され、前記ステータコアを冷却するための油を流通させるケース部油路が設けられており、
前記キー部材には、前記ケース部油路に周方向に連続するとともに、前記ステータコアを冷却するための油を周方向に流通させるキー部材油路が設けられている、回転電機。
続きを表示(約 1,600 文字)【請求項2】
前記ケース部は、前記キー部材の一部が配置されるケース部キー溝部が設けられているとともに、前記ケース部の内周面の少なくとも一部が前記ステータコアの外周面を支持するように配置されており、
前記ケース部油路は、前記ケース部キー溝部により互いに周方向に隔てて設けられ、前記ケース部の内周面に対して径方向外側に窪む複数の油路用溝部として構成されており、
前記キー部材には、互いに周方向に隔てられた前記複数の油路用溝部を周方向に接続するように、前記キー部材油路が設けられている、請求項1に記載の回転電機。
【請求項3】
前記ステータコアの外周面には、前記ケース部キー溝部に径方向に対向して形成されているとともに、前記キー部材が配置されるコアキー溝部が設けられており、
前記キー部材は、前記コアキー溝部と前記ケース部キー溝部とに跨るように配置されており、
前記キー部材油路は、前記複数の油路用溝部を周方向に接続するように、前記キー部材のうちの前記ステータコアの外周面よりも径方向外側の部分に形成されている、請求項2に記載の回転電機。
【請求項4】
前記キー部材油路は、前記複数の油路用溝部を周方向に接続する切り欠き部、または、前記複数の油路用溝部を周方向に接続する孔部として形成されている、請求項2または3に記載の回転電機。
【請求項5】
前記キー部材油路は、前記切り欠き部により構成されており、
前記油路用溝部の深さは、前記切り欠き部の深さよりも大きい、請求項4に記載の回転電機。
【請求項6】
前記ステータコアの軸方向において、前記キー部材油路の長さは、前記ケース部油路の長さ以上である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の回転電機。
【請求項7】
前記キー部材油路が前記ケース部油路に周方向に連続することにより、前記ステータコアの外周面の全周を取り囲むように油路が形成されるように構成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の回転電機。
【請求項8】
前記キー部材油路が前記ケース部油路に周方向に連続することにより、前記ステータコアを冷却するための油を供給する供給口から前記ステータコアを冷却するための油を排出する排出口まで連続したらせん形状を有する油路が形成されるように構成されている、請求項7に記載の回転電機。
【請求項9】
前記キー部材は、前記ステータコアを冷却するための油を供給する供給口の周方向位置と異なる周方向位置に設けられているとともに、前記ステータコアを冷却するための油を排出する排出口の周方向位置と異なる周方向位置に設けられている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の回転電機。
【請求項10】
前記ケース部は、前記キー部材の一部が配置されるケース部キー溝部が設けられているとともに、前記ケース部の内周面の少なくとも一部が前記ステータコアの外周面を支持するように配置されており、
前記ステータコアは、前記ケース部に対して隙間嵌めされた状態で、前記ケース部内に収容されている、請求項1〜9のいずれか1項に記載の回転電機。
【請求項11】
前記ケース部は、前記ケース部油路が形成された単一のケース部材からなり、
前記キー部材油路は、前記単一のケース部材と前記ステータコアとの径方向の間に配置された前記キー部材に設けられている、請求項1〜10のいずれか1項に記載の回転電機。
【請求項12】
前記キー部材は、前記ステータコアの中心軸線方向に見て、前記中心軸線を中心として等角度間隔に複数設けられており、
前記複数のキー部材の各々に、前記キー部材油路が設けられている、請求項1〜11のいずれか1項に記載の回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、回転電機に関する。
続きを表示(約 7,000 文字)【背景技術】
【0002】
従来、ステータを備える回転電機が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
【0003】
上記特許文献1には、ステータとロータとケースとを備える回転電機が開示されている。この回転電機では、ステータのステータコアがケースに焼き嵌めにより固定されている。そして、ケースの内周面には、周方向に沿って設けられ、冷却液が流される冷却溝が形成されている。また、ステータコアには、外周面から径方向外側に突出するとともに、ケースに対する周方向の位置決めを行うための位置決め突部が設けられている。また、ケースには、位置決め突部に対応する位置に、径方向外側に窪む位置決め溝が形成されている。そして、位置決め突部と位置決め溝との間に、軸方向に冷却液を流す冷却液流路が形成されている。そして、この回転電機では、冷却溝において周方向に流れる冷却液が位置決め突部に突き当たるとともに、冷却液が位置決め突部を径方向外側に迂回するように冷却液流路に流れる。そして、冷却液流路において、冷却液が流れる方向が周方向から軸方向に変化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2009−22145号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献1に記載の回転電機では、冷却溝において周方向に流れる冷却液が位置決め突部に突き当たるとともに、冷却液が位置決め突部を径方向外側に迂回するように冷却液流路に流れる。このため、冷却液が位置決め突部を迂回する分、冷却液の流れが阻害されるとともに、冷却液が迂回された部分(位置決め突部)よりも径方向内側の部分においては冷却されにくくなると考えられる。この結果、位置決め突部を冷却液が迂回することに起因して、冷却液によるステータコアに対する冷却の性能が低下すると考えられる。ここで、ステータコアをケースに対して周方向の位置決めを行うために、位置決め突部に代えて、ステータコアとケースとの径方向の間にキー部材を回転電機に設けることが考えられる。しかしながら、回転電機にキー部材を設けた構成においても、キー部材を冷却液が迂回する必要が生じるので、位置決め突部が設けられた上記特許文献1に記載の回転電機と同様に、冷却液によるステータコアに対する冷却の性能が低下すると考えられる。したがって、ステータコアとケース(ケース部)との径方向の間にキー部材を設ける場合にも、冷却液(冷却するための油)によるステータコアに対する冷却性能が低下するのを防止することが可能な回転電機が望まれている。
【0006】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、ステータコアとケース部との径方向の間にキー部材を設ける場合にも、油によるステータコアに対する冷却性能が低下するのを防止することが可能な回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における回転電機は、ロータと、ロータの径方向外側に対向して配置されるステータコアを有するステータと、ロータおよびステータコアを収容するケース部と、ケース部とステータコアとの径方向の間に配置されるとともに、ケース部に対する前記ステータコアの周方向の位置決めをするキー部材と、を備え、ケース部には、周方向に沿って形成され、ステータコアを冷却するための油を流通させるケース部油路が設けられており、キー部材には、ケース部油路に周方向に連続するとともに、ステータコアを冷却するための油を周方向に流通させるキー部材油路が設けられている。
【0008】
この発明の一の局面における回転電機では、上記のように、ケース部油路に周方向に連続するとともに、ステータコアを冷却するための油を周方向に流通させるキー部材油路を、キー部材に設ける。これにより、回転電機にキー部材が設けられる場合でも、周方向に油を流通させるケース部油路に周方向に連続するキー部材油路により、周方向に油を流通させる(油がキー部材を周方向に通過する)ことができる。この結果、キー部材を設ける場合でも、キー部材に対して油を迂回させることが不要になるので、油の流れが阻害されるのを防止することができるとともに、キー部材油路を流れる油によりキー部材の径方向内側の部分(ステータコア)を冷却することができる。この結果、ステータコアとケース部との径方向の間にキー部材を設ける場合にも、ステータコアを冷却するための油によるステータコアに対する冷却性能が低下するのを防止することができる。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ステータコアとケース部との径方向の間にキー部材を設ける場合にも、ステータコアを冷却するための油によるステータコアに対する冷却性能が低下するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
第1実施形態による回転電機の構成を示す平面図である。
第1実施形態によるケース部およびキー部材の構成を示す径方向に沿った断面図である。
第1実施形態による油路の構成を説明するための模式図である。
第1実施形態によるキー部材の切り欠き部の構成を示す断面図である。
第1実施形態による油路の構成を示す平面図である。
第2実施形態による回転電機の構成を示す平面図である。
第2実施形態によるキー部材の構成を示す断面図である。
第1および第2実施形態の第1変形例による回転電機(キー部材)の構成を示す図である。
第1および第2実施形態の第2変形例による回転電機(キー部材)の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0012】
[第1実施形態]
(回転電機の構成)
図1〜図5を参照して、第1実施形態による回転電機100の構成について説明する。
【0013】
本願明細書では、「軸方向」とは、ロータ1(ステータ2)の回転軸線(中心軸線C1)に沿った方向を意味し、図中のZ方向を意味する。また、「径方向」とは、ロータ1の径方向を意味し、「径方向内側」は、図中のR1方向、「径方向外側」は図中のR2方向を意味する。また、「周方向」は、ロータ1の周方向(E1方向またはE2方向)を意味する。
【0014】
図1に示すように、回転電機100は、ロータ1とステータ2とケース部3とキー部材4とを備える。たとえば、回転電機100は、モータ、ジェネレータ、または、モータ兼ジェネレータとして構成されており、車両に搭載されるように構成されている。また、ロータ1およびステータ2は、それぞれ、円環状に形成されている。そして、ロータ1は、ステータ2の径方向内側に対向して配置されている。すなわち、第1実施形態では、回転電機100は、インナーロータ型の回転電機として構成されている。
【0015】
(ステータの構成)
ステータ2は、ステータコア21と、ステータコア21に配置されたコイル22とを含む。ステータコア21は、たとえば、複数の電磁鋼板(珪素鋼板)が軸方向に積層されており、磁束を通過可能に構成されている。また、ステータコア21は、バックヨーク21aと、バックヨーク21aから径方向内側に突出する複数のティース部21bと、周方向に隣り合うティース部21bの間に形成されるスロット部21cとを含む。
【0016】
図2に示すように、ステータコア21には、キー部材4が配置されるコアキー溝部23が設けられている。具体的には、コアキー溝部23は、ステータコア21の外周面24に対して径方向内側に窪むように形成されている。また、コアキー溝部23は、ステータコア21の軸方向の一方側の端面21dから軸方向の他方側の端面21eに亘って形成されている。また、図3に示すように、コアキー溝部23の外周面24に対する窪み深さは、d1である。そして、図1に示すように、コアキー溝部23は、軸方向に見て、中心軸線C1を中心で同一の径方向位置において、等角度間隔に設けられている。
【0017】
コイル22は、複数のティース部21bに巻回されている。そして、コイル22は、各スロット部21cに配置されている。そして、コイル22は、外部の電源部に接続されており、電力(たとえば、3相交流の電力)が供給されるように構成されている。そして、コイル22は、電力が供給されることにより、磁界を発生させるように構成されている。なお、図1では、コイル22の一部のみを図示しているが、コイル22は、ステータコア21の全周に亘って配置されている。
【0018】
(ケース部の構成)
図1に示すように、ケース部3は、ロータ1およびステータコア21を収容するように構成されている。また、ケース部3は、ケース部3の内周面31の少なくとも一部がステータコア21の外周面24を支持するように配置されている。そして、ステータコア21は、ケース部3に対して隙間嵌めされた状態で、ケース部3内に収容されている。すなわち、図3に示すように、ケース部3の内周面31とステータコア21の外周面24との径方向の間(のうちの少なくとも一部)には、隙間CL1が設けられている。
【0019】
また、第1実施形態では、ケース部3は、油路51が形成された単一の部材(ケース部材)から構成されている。たとえば、ケース部3は、アルミ合金からなり、鋳造により構成されている。また、油路51は、ケース部3の周方向に沿って形成され、ステータコア21を冷却するための油Lq(図5参照)を流通させるように構成されている。また、油Lqは、たとえば、ATF(Automatic Transmission Fluid)である。なお、油路51の詳細な説明は後述する。また、油路51は、特許請求の範囲の「ケース部油路」の一例である。
【0020】
具体的には、ケース部3には、ケース部3の内周面31に対して径方向外側に窪む油路51を構成する複数の溝部32が形成されている。また、複数の溝部32は、内周面31に沿って、周方向に延びるように形成されている。そして、複数の溝部32は、後述するケース部キー溝部35により互いに周方向に隔てて設けられている。すなわち、複数の溝部32は、周方向に互いに分断されている。たとえば、図1に示すように、軸方向に見て、3つのケース部キー溝部35により周方向に3つの溝部32に分断されている。たとえば、溝部32は、鋳造されたケース部3に対して、切削加工を施すことにより形成されている。また、溝部32の内周面31に対する径方向の溝深さ(底部までの深さ)は、d2である。溝部32は、たとえば、矩形状に形成されている。なお、溝部32は、矩形状に限られず、U字状(円弧状)等に形成されていてもよい。なお、溝部32は、特許請求の範囲の「油路用溝部」の一例である。
【0021】
また、ケース部3には、油Lqを外部から油路51に供給するための供給口33が設けられている。たとえば、供給口33は、ケース部3を径方向に貫通する貫通孔として形成されている。また、ケース部3には、油Lqを油路51から外部に排出するための排出口34が設けられている。たとえば、排出口34は、ケース部3を径方向に貫通する貫通孔として形成されている。たとえば、供給口33は、ケース部3のうちの軸方向一方側の部分に設けられ、排出口34は、ケース部3のうちの軸方向他方側の部分に設けられている。
【0022】
また、ケース部3には、キー部材4が配置されるケース部キー溝部35が設けられている。具体的には、ケース部キー溝部35は、ケース部の内周面31に対して径方向内側に窪むように形成されている。また、ケース部キー溝部35の内周面31に対する窪み深さは、d3である。たとえば、ケース部キー溝部35の窪み深さd3は、溝部32の溝深さd2よりも大きい。また、ケース部キー溝部35は、コアキー溝部23に径方向に対向する位置に形成されている。
【0023】
(キー部材の構成)
図2に示すように、キー部材4は、ケース部3およびステータコア21とは別個に設けられている。そして、キー部材4は、ケース部3とステータコア21との径方向の間に配置されるとともに、ケース部3に対するステータコア21の周方向の位置決め(位相決め)をする機能を有する。
【0024】
また、キー部材4は、軸方向に延びる柱状に形成されている。たとえば、キー部材4は、ステータコア21の軸方向の一方側の端面21d(の近傍)から軸方向の他方側の端面21e(の近傍)に亘って形成されている。そして、第1実施形態では、キー部材4は、ステータコア21の外周面24よりも径方向内側の位置から外周面24よりも径方向外側の位置に跨るように配置されている。すなわち、キー部材4は、ステータコア21の外周面24およびケース部3の内周面31を径方向に跨るように配置されている。詳細には、キー部材4は、ケース部キー溝部35とコアキー溝部23とに跨るように配置されている。
【0025】
図5に示すように、キー部材4には、油路51に周方向に連続するように設けられ、油Lqを周方向に流通させる油路52が設けられている。すなわち、油路52は、キー部材4に対して油Lqを周方向に通過させる機能を有する。なお、油路52は、特許請求の範囲の「キー部材油路」の一例である。
【0026】
また、キー部材4は、供給口33の周方向位置と異なる周方向位置に設けられているとともに、排出口34の周方向位置と異なる周方向位置に設けられている。具体的には、キー部材4は、軸方向に見て、中心軸線C1を中心で同一の径方向位置において、等角度間隔に複数設けられている。複数のキー部材4の各々に、油路52が設けられている。たとえば、キー部材4は、3つ設けられている。
【0027】
(油路の構成)
図4および図5に示すように、油路52と油路51とは、周方向に連続するように形成されている。また、油路52は、互いに周方向に隔てられた複数の溝部32(油路51)を周方向に接続するように形成されている。ここで、第1実施形態では、回転電機100は、キー部材4の油路52がケース部3の油路51に周方向に連続することにより、ステータコア21の外周面24の全周を取り囲むように油路5が形成されるように構成されている。すなわち、油路5は、供給口33から、油路51および52、排出口34までに亘る、外周面24を取り囲む油Lqの流通路である。また、第1実施形態では、油路5は、油路52が油路51に周方向に連続することにより、供給口33から排出口34まで連続したらせん形状を有するように構成されている。言い換えると、油路5は、供給口33から排出口34まで一筆書き状に形成されている。
【0028】
図3に示すように、油路52は、キー部材4のうちのステータコア21の外周面24よりも径方向外側の部分4aに形成されている。すなわち、油路52は、キー部材4のうちのケース部キー溝部35に配置されている部分4aに設けられている。具体的には、キー部材4には、油路52を構成する複数の切り欠き部41が形成されている。そして、油路52は、切り欠き部41により構成されている。たとえば、切り欠き部41は、矩形状に形成されている。
【0029】
ここで、第1実施形態では、溝部32の深さd2は、切り欠き部41の深さd4よりも大きい。また、ステータコア21の軸方向において、油路52の長さL2は、油路51の長さL1以上(図4参照)である。たとえば、長さL2と長さL1とは、等しい大きさである。
【0030】
[第2実施形態]
次に、図6および図7を参照して、第2実施形態による回転電機200の構成について説明する。第2実施形態では、油路52が切り欠き部41により構成されていた第1実施形態とは異なり、油路252が孔部241により構成されている。なお、上記第1実施形態と同一の構造および工程については、同じ符号(ステップ番号)を付し、その説明を省略する。
(【0031】以降は省略されています)

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