JP2008271680A - モータ駆動装置及びモータ駆動装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータケースMCと、ステータSと、ロータRとを備え、モータケースMCの内周面MRsとステータSの外周面との間に隙間が設けられ、ステータSの外周面の周方向特定位相領域U内に設定された所定の当接部p3がモータケースMCの内周面MRsに当接するように、ステータSを径方向一方側に押し当てた状態で、ステータSがモータケースMRに固定されるモータ駆動装置及び、モータケースMC内にステータSを収容し、所定の当接部p3がモータケースの内周面MRsに当接するように、ステータSを径方向一方側に押し当てる押し当て工程と、当接部p3がモータケースMCの内周面MRsに当接した状態で、ステータSをモータケースMCに固定するステータ固定工程とを実行するモータ駆動装置の製造方法。
【選択図】図2
Description
そこで、車室内の静粛性の向上や車外騒音の低減などのために、特にステータの振動に起因する騒音を抑制することが要求されている。
つまり、このモータ駆動装置では、モータケースの内周面の周方向の4箇所に、当該内周面から径方向内側へ突出する凸部が略90°のピッチで形成してある。そして、この4つの凸部の内周側にステータが圧入され、さらにモータケースの軸方向一端側の開口部の付近で4つの凸部と同位相の位置に締結ボルトが締結され、この締結ボルトの頭部(又はこのボルトに設けた座金)によりステータの端部が押さえられステータの径方向における抜け止めがなされる。
上述の構成により、ステータは、モータケース内の4つの凸部に当接して、その径方向の位置が固定されるとともに、締結ボルトにより軸方向位置が固定される。また、前記凸部以外の領域では、モータケースの内周面とステータの外周面の間に隙間が形成される。
一方、この種のモータ駆動装置は、その品質管理上、複数の個体を製造した場合に、夫々の個体間において、騒音の出方にばらつきがあるのは好ましくない。
従って、ステータをモータケース内に圧入した後に、ステータとモータケースとの相対位置関係を所期の位置に調節することが困難であった。また、凸部によるステータの外周面への圧接力によりステータが変形する場合があった。このため、複数のモータ駆動装置を製造する場合に夫々の個体間でステータの形状及びステータとモータケースとの相対位置関係を一定に保つことができず、夫々の個体間で騒音の出方にばらつきが生じ易いという問題があった。
さらに、上述のように、ステータをモータケース内に圧入する必要があることや圧入後のステータの位置の調節が困難なことから、モータ駆動装置の製造自体も困難なものとなった。
また、モータケースの外周面とステータの内周面との間に隙間が設けてあるので、ステータを径方向一方側に押し当ててモータケースの内周面に当接させた状態で、当該当接箇所以外では、ステータの外周面とモータケースの内周面とが接しないようにすることができる。また、ステータがモータケースに圧接することもないので、ステータの変形が生じることもなく、ステータの形状を複数の個体間で一定に保つことができる。
この結果、モータ駆動装置の複数の個体間で、ステータとモータケースとの当接状態及びステータの状態を均一にすることができる。したがって、当該複数の個体間での騒音の程度を一定にすることができる。
この結果、モータ駆動装置の複数の個体間で、ステータとモータケースとの当接状態を均一にすることができる。したがって、当該複数の個体間での騒音の程度を一定にすることができる。
また、締結部は一見してその位置が明確であることから、締結部の近傍に当接部を設定することにより、モータケースへのステータの組み付けに際し、当接部を確実にモータケースの内周面に当接させることができる。
本実施形態においては、本発明をハイブリッド車両用のモータ駆動装置に適用した場合の例について説明する。
図1〜3に本発明に係るモータ駆動装置の構成を示した。
図1は、ミッションケースMC(モータケースの一例)内に収納され、組付け状態にあるモータ駆動装置M周りの断面構造を示す図面であり、図2は図1のII−II断面図である。図3は、モータ駆動装置Mを構成するステータSの支持及びロータRの支持構造を明らかにすべく、分解して示した図面である。図1において、左側がエンジンEが配設されるエンジン室ER側の部位であり、右側が図示しない第2モータ駆動装置や変速機構Tが配設される変速機構室TR側の部位である。先にも示したように、モータ駆動装置MのロータRは、エンジンE及び変速機構Tと駆動連結可能に構成されており、それぞれに対して駆動力の授受が可能となっている。
また、このステータコイルSWは、ワニスが含浸されて、絶縁状態で固定されている。更に、鋼板p間も、ワニスが含浸されて、水等の浸入を防止した状態で固定されている。また、このようにワニスが含浸されていることで、熱伝導率が向上され、放熱性が向上されている。
逃がし部MR2、引退部MR3及び被当接部MR4は、軸方向D1に沿って、開口端面MCOと座面MC1とに亘って形成されている。
ここで、図2に示すように、「周方向特定位相領域U」とは、ステータSの外周面の周方向の特定位相範囲内に設定される領域であり、ステータSを押し当てる径方向一方側の方向が決っている場合には、ステータSを当該径方向一方側に押し当てた場合にミッションケースMCの内周面MRsと当接することができるステータSの外周面の領域に対応する領域として設定される。ここでは、押し当ての方向d2を中心として±90°の間の180°の位相領域を周方向特定位相領域Uに設定している。そして、ステータSの外周面の当接部p3は、この周方向特定位相領域U内の任意の位置に設定することが可能である。但し、当接部p3のミッションケースMCへの当接のし易さを考慮すると、当接部p3は、周方向特定位相領域U内における、押し当ての方向d2を基準とした±60°の間の120°の位相領域に設定してあると好適である。
そして、夫々の当接部p3が被当接部MR4に当接するように、ステータSが径方向一方側に押し当てられた状態で、ステータSがミッションケースMCに締結固定されている。また、2つの被当接部MR4の間の領域に形成された第2逃がし部MR3と、ステータSの外周面のうち2つの当接部の間の領域とが対向している。
このため、ステータSの外周面のミッションケースMCの内周面MR1への当接箇所が異なると、ミッションケースMCに伝達される振動の振幅も異なることとなり、モータ駆動装置Mからの騒音の程度が異なることとなる。
つまり、上述したとおり、ミッションケースMC内に形成されたステータ収納空間は、軸径方向D2(図1において上下方向)において、所定の余裕を見込むものとされており、締結ボルトb1の締結後、ミッションケースMCに対する軸径方向D2におけるステータSの位置が定まることとなる。このため、締結ボルトb1が緩んだ場合には、ステータSがミッションケースMC内のステータ収納空間を移動することとなる。そこで、上述のように、ステータSの外周面とミッションケースMCの内周面との間の隙間g1を、ステータSとロータRのギャップg2よりも小さく設定することにより、ステータSの移動範囲がロータ軸心を中心に隙間g1の範囲内に制限されるので、ステータSが軸径方向D2に移動しても、ロータRとステータSとが当接する前に、ステータSの外周面とミッションケースMCの内周面とが当接することとなり、ロータRとステータSとが当接することが防止される。したがって、万が一、モータ駆動装置Mの動作中にミッションケースMCへのステータSの固定が解除された場合であっても、モータ駆動装置Mが損傷することを防止できる。
本発明に係るモータ駆動装置Mとして図1〜3に示すものを用いた。また、従来のモータ駆動装置として、本発明に係るモータ駆動装置Mと同様に図3に示す部品を備えて構成されるが、上述のようなステータ位置の調整を行うことなくミッションケースMCに固定したものを用いた。従って、従来のモータ駆動装置においては、夫々の個体間で、ミッションケースMCとステータSとの相対位置関係が一定にはならない。
上述のように、ステータSの外周面に設定された所定の当接部p3をミッションケースMCの内周面MRsの所定の当接部p3に当接することにより、複数のモータ駆動装置Mの夫々の個体間における騒音の程度のばらつきを低減できることが示された。
図6〜10に、上述のモータ駆動装置Mの製造に用いるステータ位置調整手段としての調整装置1の構成を示した。
図6は、調整装置1の構成を示すための要部断面図であり、ミッションケースMC内にステータSを挿入した状態で、ステータSの位置を測定及び調整可能に調整装置1を配設した状況を示している。
図7は図6に対応する平面図であり、図8は図6のVIII−VIII断面を、図9は調整装置1のみを示した図面である。さらに、図10は、その分解図である。
なお、調整装置1に備えられるステータ位置調整機構4の本数及び配置は上述の構成に限定されものではない。例えば、ステータSの内周面のうち、押し当て方向d2側の領域のみにステータ位置調整機構4が位置するように、周方向の一部の領域のみに単数又は複数のステータ位置調整機構4を設けてもよい。
即ち、装置1は、上記ケース側軸支部RAS2により軸径方向D2において位置決めされ、上記ノックピンnp及び位置決め孔18aにより軸方向D1及び軸周方向D3において位置決めされる。
尚、装置1をミッションケースMCに位置決めするための位置決め手段としては、上記ノックピンnp及び位置決め孔18aの代わりに、ボルト及びボルト穴等の別の手段を採用しても構わない。
図6、図8、図9、図10に示す様に、軸周方向D3の4箇所に均等に備えられるカム軸5には、夫々、偏心カム6が備えられている。ここで、偏心カム6は、図6に示す様に、カム軸5の軸心5zに対して偏心したカム面6sを備えたものである。従って、カム軸5の回転に伴って、そのカム面6sは、カム軸の軸心5zに近接した位置から離間した位置まで取ることができる。図6、図8からも判明するように、このカム面6sは、その離間した位置近傍で、ステータコアSCの内周面に当接するように配設されることで、ステータコアSCの内周面(ティースtの内径側端面t1)を押圧し、ステータSを軸径方向D2に移動させることが可能とされている。
図6、図9に示す様に、カム6の配設位置は、軸方向D1において、ステータコアSCの下端部に対応する位置とされている。この位置は、ステータコアSCがミッションケースMCに挿入された状態で、その座面MC1に当接する位置である。本例では、具体的には、カム6の下端面(底面)が、ステータコアSC(ステータS)の下端面を支持するミッションケースMCの座面MC1と略同一面上に位置するように、カム6を配置している。
後述するように、調整装置1を使用したステータ位置の調整は、ミッションケースMCの開口MCOが上側に開口した縦姿勢で行う。この状況では、ステータSの荷重は、座面MC1近傍にあるステータコアを構成する鋼板pにかかっており、この部位にある鋼板pの位置を調整することが最も好ましい。発明者らの検討では、調整において、縦姿勢が維持された状態で、ステータコアSCの鉛直方向(軸方向D1)上側部位をカム6で押動させた場合、ステータS自体が全体的に軸方向D1に対して傾くだけで、座面MC1に当接している鋼板pは移動し難く、偏心カム6による調整後、元の状態に戻り調整不良となる場合も発生した。
従って、調整装置1にあっては、上述のようにステータコアSCの下端近傍にカム位置を設定することで、軸周方向D3に均等配置された偏心カム6を利用して、軸周方向D3の各部において軸径方向D2のステータSの位置を適切に調整することができる。
以下、調整装置1を使用して、ステータSの外周面に設定された所定の当接部がミッションケースの内周面に当接するようにステータの位置を調節し、ステータSをミッションケースMCに固定する一連の作業に関して説明する。
以下、順に説明する。
1 縦配置工程
作業装置10上に、ミッションケースMCを縦姿勢で配設する工程である。即ち、図11に示されているように、ミッションケースMCの端部開口MCOが上側に、ミッションケースMCに設けられるケース側軸支部RAS2が下側に来るように、ミッションケースMCを配設する。
図12に示す様に、ステータSを、縦姿勢にあるミッションケースMC内に挿入して収容する。この挿入操作は、ステータSをミッションケースMC内に落とし込む状態で行われることとなり、ステータSは、ミッションケースMCに設けられている座面MC1から支持される。挿入完了状態で、ステータSは、その上下方向位置(軸方向D1位置)は確定し、ミッションケースMCとステータSとの間における相対位相(軸周方向D3位置)関係もほぼ定まる。一方、これまでも説明したように、水平方向(軸径方向D2位置)に関しては、ミッションケースMCの内周面MRsとステータSの外周面との間に僅かの隙間が存在する状態となる。
図13に示す様に、調整装置1を、ステータSが締付け状態にあるミッションケースMC内に配設する。この配設は、第2センター軸9bを使用して、調整装置1を搬送部14aで吊り下げながら、第1センター軸9aをガイド軸8に挿入した状態で行う。
この下降操作時、下側に位置されるガイド軸8の嵌込部8bは、ケース側軸支部RAS2を構成する軸支ベアリングBRG2により案内され、心出しされる。一方、上側に位置される方形プレート12の両端部位に設けられたピン係合部材18が、ノックピンnpにより位置決めされる。
この構造では、装置1全体が端面開口MCOにより下側から支持される。
ステータSの外周面の周方向特定位相領域U内に設定された所定の当接部p3がミッションケースMCの内周面MRsに設定された所定の被当接部MR4当接するように、内周面MRsに対してステータSを径方向D2の一方側に押し当てる。
具体的には、図14に示す様に、ステータの外周面に設定された所定の当接部p3がミッションケースMCの内周面MRsに設定された所定の被当接部MR4に当接するように、適正に調整装置1のカム軸5を回転操作することにより、ステータSを径方向D2の一方側の押し当て方向d2(図2参照)に移動させ、ミッションケースMCの内周面MRsにステータSの外周面を当接させる。このステータSの移動は、カム軸5を回転操作して偏心カム6のカム面6sによりステータコアSCの内周面における軸周方向D3の一部を径方向外側へ押圧することで行う。この際、偏心カム6はステータコアSCの下端部に対応する位置に配置されているので、ステータSの最下部の円心位置が好適に移動され、調整される。
つまり、図15(a)に示す状態のステータSが、偏心カム6により図15(a)において左上の方向に移動される。この結果、図15(b)に示すようにステータSの外周面に設定された所定の当接部p3が、ミッションケースMCの内周面MRsに設定された所定の被当接部MR4に当接する。
上記の調整工程を経た後、ステータSの外周面に設定された所定の当接部がミッションケースMCの内周面に設定された所定の被当接部に当接した状態で、図13に示す様に、締結ボルトb1を使用して再度ステータSをミッションケースMCに締結固定する。これにより、ステータSがミッションケースMCに対して軸方向D1及び径方向D2の双方で固定される。
そして、このようにロータRの軸心RsとステータSの軸心Ssとが一致すれば、調整装置1をミッションケースMCから取り外し、ロータRを組み付けて、モータ駆動装置Mが完成する。
本発明のモータ駆動装置Mは、上述の構成に限定されるものではなく、ステータの外周面に設定された所定の当接部がミッションケースの内周面に当接した状態で、ステータがミッションケースに固定されていれば何れの構成であってもよい。以下、本発明に係るモータ駆動装置Mの別実施形態について説明する。
図18に当接部を1箇所設定した例を示す。図18に示す例の場合、1つ被当接部MR4が、モータケースMRの内周面MRsから突出して形成され、この被当接部MR4と、2つの突出部p1の間の領域に設定された当接部p3とが当接している。
すなわち、引退部MR3を円周面MR1よりも径が小さく、円周面MR1に対してステータSの押し当ての方向d2に偏心した円弧とし、引退部MR3の周方向における両端の端部に当接部p3が設定されている。
また、ステータ位置調整手段を用いることなく押し当て工程を実行しても良い。
例えば、ミッションケースMCを、被当接部MR4が径方向D2下方に位置するように傾斜状態若しくは横倒し状態にして、当接部p3を被当接部MR4に当接させた状態でステータSを組み付けてもよい。
また、ミッションケースMCの外周面をハンマーで叩くなどしてミッションケースMC内でのステータSの位置を移動させ、当接部p3を被当接部MR4に当接させても良い。
2 端面プレート
4 ステータ位置調整機構
5 カム軸
6 偏心カム
7 ピン
8 ガイド軸
10 作業装置
12 方形プレート
13 連結プレート
14 搬送用ハンドル
18 ピン係合部材
BRG 軸支ベアリング
E エンジン
M モータ駆動装置
MC ミッションケース(モータケース)
np ノックピン
p 鋼板
R ロータ
RAS 軸支部
S ステータ
SC ステータコア
SW ステータコイル
T 変速機構
t ティース
Claims (13)
- モータケースと、前記モータケースの内部に収納されるステータと、前記モータケースから軸支されステータの内部で回転するロータとを備え、
前記モータケースの内周面と前記ステータの外周面との間に隙間が設けられているとともに、前記ステータの外周面の周方向特定位相領域内に設定された所定の当接部が前記モータケースの内周面に当接するように、前記モータケースの内周面に対して前記ステータを径方向一方側に押し当てた状態で、前記ステータが前記モータケースに固定されているモータ駆動装置。 - 前記ステータは、周方向の複数箇所に配された締結手段によって前記モータケースに締結され、軸方向及び径方向の双方に固定されている請求項1に記載のモータ駆動装置。
- 前記当接部は、前記ステータの外周面の中で、当該ステータが振動する際の変位量が他の領域と比較して小さい領域内に設定されている請求項1又は2に記載のモータ駆動装置。
- 前記当接部は、前記ステータの外周面の前記周方向特定位相領域内の一箇所又は二箇所に設定されている請求項1から3のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
- 前記当接部は、前記モータケースの内周面に設定された所定の被当接部に当接する請求項1から4のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
- 前記モータケースの内周面における周方向の一部の領域に、他の部分よりも径方向外側に引退した引退部が形成され、
前記被当接部は、前記引退部の周方向両端部に設定されている請求項5に記載のモータ駆動装置。 - 前記被当接部が前記モータケースの内周面から突出して形成されている請求項5又は6に記載のモータ駆動装置。
- 前記当接部は、前記締結手段による締結部近傍の前記ステータの外周面に設定されている請求項2に記載のモータ駆動装置。
- 前記当接部は、前記周方向特定位相領域内における、互いに隣接する2つの前記締結手段による締結部の間の領域内に設定されている請求項2又は8に記載のモータ駆動装置。
- 前記ステータは、周方向の複数箇所に、外周面が径方向外側に突出形成された突出部を備え、前記突出部のそれぞれが、前記締結手段による締結部とされている請求項2、8又は9に記載のモータ駆動装置。
- 前記ステータの外周面と前記モータケースの内周面との間の隙間が、前記ステータと前記ロータのギャップよりも小さく設定されている請求項1から10のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
- モータケースと、前記モータケースの内部に当該モータケースの内周面との間に隙間を設けて収納されるステータと、前記モータケースから軸支されステータの内部で回転するロータとを備えたモータ駆動装置の製造方法であって、
前記モータケース内に前記ステータを収容し、
前記ステータの外周面の周方向特定位相領域内に設定された所定の当接部が前記モータケースの内周面に当接するように、前記モータケースの内周面に対して前記ステータを径方向一方側に押し当てる押し当て工程と、
前記当接部が前記モータケースの内周面に当接した状態で、前記ステータを前記モータケースに固定するステータ固定工程と、を実行するモータ駆動装置の製造方法。 - 前記押し当て工程において、前記ステータ内に前記ロータが収容されていないロータ未収納状態で、前記ステータ内に挿入した所定のステータ位置調整手段により前記ステータを径方向一方側に移動させて前記モータケースの内周面に押し当てる請求項12に記載のモータ駆動装置の製造方法。
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