JP2015065713A

JP2015065713A - 回転電機

Info

Publication number: JP2015065713A
Application number: JP2013196509A
Authority: JP
Inventors: 慶久渡邉; Yoshihisa Watanabe; 藤田　暢彦; Nobuhiko Fujita; 暢彦藤田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2015-04-09

Abstract

【課題】この発明は、外部から水などの異物が侵入しないように防水性を向上させた回転電機を提供することである。
【解決手段】回転電機のリアブラケットに形成された中空筒部２ａに、回転子位置検出センサのセンサ取付板２８に固着されたセンサステータ２７が嵌合されており、その内面に対向する位置にセンサロータ２６が配設されている。中空筒部２ａの後方側端面とセンサ取付板２８との間はリブ２９ｂを有するパッキン２９によって外部から水などの異物が侵入しないように密封されている。
【選択図】図２

Description

この発明は、車両用の回転電機の防水構造に関するものである。

従来の回転電機においては、リアブラケットの後方側に配置されたスリップリング保護板に円周状の突部を設けたラビリンス構造によって、外部からの水などの異物の侵入を防いでいた。（例えば特許文献１）

特開２０１３−１０６３６１号公報

従来の回転電機においては、ラビリンス構造によって外部からの異物の侵入を防いでいるが、ラビリンス構造を形成する部品の形状の歪みや寸法のばらつき及び熱による膨張収縮などの様々な要因により、ラビリンス構造部分に隙間が生じて外部から水などの異物が侵入してしまい、内部に配置されているベアリングや回転子位置検出センサなどの部品に錆が発生したり化学変化を起こすなどして、機能が損なわれる恐れがあるという課題があった。

この発明は以上のような課題を解決するためになされたもので、外部から水などの異物が侵入しないように防水性を向上させた回転電機を提供することを目的とする。

この発明に係る回転電機は、両側にブラケットが取り付けられた筒状の固定子と、上記ブラケットにベアリングを介して回転自在に取り付けられ上記固定子の内面に対向する位置に回転子が設けられた回転軸と、上記ベアリングが取り付けられた近傍の上記ブラケットに形成された中空筒部に配設された回転子位置検出センサとを有する回転電機であって、上記回転子位置検出センサのセンサステータはセンサ取付板に固着されて上記中空筒部に嵌合されており、上記中空筒部の側面と上記センサ取付板との間を密封するパッキンを備えていることを特徴とするものである。

この発明の回転電機によれば、ブラケットの中空筒部の側面とセンサ取付板との間を密封するパッキンを備えているため、外部から水などの異物が侵入しないように防水性を向上させた回転電機を得ることができる効果がある。

この発明の実施の形態１における回転電機の概略構成を示す断面側面図である。この発明の実施の形態１における回転電機の回転子位置検出センサ配設部を示す部分断面図である。この発明の実施の形態２における回転電機の回転子位置検出センサ配設部を示す部分断面図である。この発明の実施の形態３における回転電機の回転子位置検出センサ配設部を示す部分断面図である。この発明の実施の形態４における回転電機の回転子位置検出センサ配設部を示す部分断面図である。この発明の実施の形態５における回転電機の回転子位置検出センサ配設部を示す部分断面図である。

以下、この発明の実施の形態について説明するが、各図において同一、または相当部分については同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における回転電機の概略構成を示す断面側面図、図２はこの発明の実施の形態１における回転電機の回転子位置検出センサ配設部を示す部分断面図である。この実施の形態１では回転電機の一例としてクローポール型巻線界磁型発電電動機について説明する。

図１において、最初にモータ部１の構成について説明する。筒状の固定子鉄心１０と固定子巻線１１とにより構成された固定子の後方側にリアブラケット２が取り付けられ、前方側にフロントブラケット３が取り付けられている。フロントブラケット３の中央部に取り付けられたフロントベアリング５およびリアブラケット２の中央部に取り付けられたリアベアリング６を介して回転軸７が回転自在に取り付けられている。回転軸７には固定子の内面に対向する位置に回転子鉄心８と界磁巻線９とにより構成された回転子が設けられている。回転子鉄心８にはモータ部１の内部を冷却するためのリアファン１５およびフロントファン１６が設置されている。このように構成されたモータ部１の前方側は回転軸７の端部がフロントブラケット３よりも突出しており、プーリー１９が固定されている。また、モータ部１の後方側には以下に詳細説明する制御装置部２０が設けられて、制御装置一体型の回転電機を形成している。

次に制御装置部２０について説明する。複数のパワーモジュール２１によって構成された界磁電流スイッチング回路を制御基板２２で制御しており、界磁電流スイッチング回路からの電力はブラシホルダ１４の内部に設けられたブラシ１３から回転軸７に設置されたスリップリング１２を経由して界磁巻線９に与えられる。また、複数のパワーモジュール２３によって構成された直流交流相互変換回路を制御基板２４で制御しており、直流交流相互変換回路からの位相制御された三相交流電力は固定子巻線１１に与えられる。パワーモジュール２１，２３は冷却用のヒートシンク２５に配置され、ヒートシンク２５はリアブラケット２の後方側に取り付けられている。ヒートシンク２５とリアブラケット２との間の中央部には後で詳しく説明する回転子位置検出センサ配設部４が設けられており、この部分に設置された回転子位置検出センサからの出力信号は制御基板２４に実装されたセンサ信号変換器（図示せず）に与えられて角度信号に変換され直流交流相互変換回路の位相制御に使用される。スリップリング１２の周囲はブラシホルダ１４と一体化されたスリンガ１７によって覆われている。以上のように構成された制御装置部２０はカバー１８によって覆われて、外部から水などの異物が侵入しないように防水されている。

回転子位置検出センサ配設部４の詳細構成について図２にもとづき説明する。リアブラケット２の中央部に位置するリアベアリング６の取り付け位置から後方側に延出する中空筒部２ａが設けられ、回転子の回転速度や回転位置を検出する回転子位置検出センサのセンサステータ２７は外周面が中空筒部２ａの内周面に嵌合されており、制御基板２４に実装されたセンサ信号変換器（図示せず）と電気的に接続されている。センサステータ２７の内周面にセンサロータ２６の外周面が対向するようにセンサロータ２６が回転軸７に取り付けられている。また、センサステータ２７はセンサ取付板２８に固着され一体化されている。中空筒部２ａの後方側端面とセンサ取付板２８との間はパッキン２９によって密封されている。パッキン２９は外周部に縁部２９ａが設けられており、縁部２９ａが中空
筒部２ａの外周に嵌合されている。また、パッキン２９はセンサ取付板２８との接触面の周方向に２個のリブ２９ｂが設けられており、リブ２９ｂがセンサ取付板２８に接触して圧縮されることで密封度が向上して、外部から水などの異物が侵入しにくいものとなっている。なお、図２においては、リブ２９ｂの形状を分かりやすくするため、センサ取付板２８の平面とリブ２９ｂが重なった状態で図示しているが、実際にはセンサ取付板２８の平面によってリブ２９ｂは圧縮されて密封度を向上させるものであり、さらに、リブ２９ｂは圧縮された際に外周側に倒れるように外周側に傾いた傾きが非対称な形状に形成することで、外部から水などの異物がより一層侵入しにくいものとなる。

センサ取付板２８の後方側はカバー３０およびＯリング３１によってスリンガ１７との間を封止されており、センサ取付板２８はヒートシンク２５によって中空筒部２ａの後方側端面に押し付けられている。このように、Ｏリング３１を使用して密封することで嵌合部を樹脂等で硬化させる必要が無いため、モータ部１の後方側に制御装置部２０やブラシホルダ１４を組立分解することが可能となり、組立分解作業が容易となる。なお、この部分の構成については、リアブラケット２の後方側に取り付けられる装置の構造等によって変わるものであり、この構造に限定されるものではない。
以上説明したように、回転子位置検出センサのセンサステータ２７はセンサ取付板２８に固着されてリアブラケット２の中空筒部２ａに嵌合されており、中空筒部２ａの側面とセンサ取付板２８との間を密封するパッキン２９を備えているため、外部から水などの異物が侵入しないように防水性を向上させることができる。

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２における回転電機の回転子位置検出センサ配設部を示す部分断面図である。上記実施の形態１ではパッキン２９の外周部に設けられた縁部２９ａが中空筒部２ａの外周に嵌合されている場合について説明したが、図３に示すように中空筒部２ａの後方側端面に凹部を設けて、その部分にパッキン２９を嵌合する構造であってもよく、上記実施の形態１と同様の効果がある。さらに、中空筒部２ａの後方側端面に接触する部分にもパッキン２９にリブ２９ｂを設けることで、より一層密封度を向上させることができる。また、パッキン２９の内周が中空筒部２ａの側面に設けられた凹部に嵌合されることで、パッキン２９の位置決め精度の向上に伴う防水性向上と組立性向上が可能となる。

実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３における回転電機の回転子位置検出センサ配設部を示す部分断面図である。上記実施の形態１ではパッキン２９は周方向に２個のリブ２９ｂが設けられている場合について説明したが、リブ２９ｂの数は幾らでもよく、例えば図４に示すように３個にすると、２個の場合よりも外部から水などの異物が侵入しにくくなり、密封度をさらに向上させることができる。

実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４における回転電機の回転子位置検出センサ配設部を示す部分断面図である。上記実施の形態１ではパッキン２９に２個のリブ２９ｂが形成されている場合について説明したが、図５に示すように外周側になるリブ２９ｂの高さを内周側のリブ２９ｂの高さよりも高く形成することで、水などの異物が侵入してくる外周側の密封度を向上させて防水性を向上させることができる。

実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５における回転電機の回転子位置検出センサ配設部を示す部分断面図である。上記実施の形態２ではパッキン２９のセンサ取付板２８側に２個、中空筒部２ａ側に１個のリブ２９ｂが形成されている場合について説明したが、図６に示すようにパッキン２９の両側に形成されるリブ２９ｂの数を同じにして対称な形状とすることにより、表裏判別をする必要がなくなるため組立性が向上する。

なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１モータ部、２リアブラケット、２ａ中空筒部、３フロントブラケット、４回転子位置検出センサ配設部、５フロントベアリング、６リアベアリング、７回転軸、８回転子鉄心、９界磁巻線、１０固定子鉄心、１１固定子巻線、１２スリップリング、１３ブラシ、１４ブラシホルダ、１５リアファン、１６フロントファン、１７スリンガ、１８カバー、１９プーリー、２０制御装置部、２１パワーモジュール、２２制御基板、２３パワーモジュール、２４制御基板、２５ヒートシンク、２６センサロータ、２７センサステータ、２８センサ取付板、２９パッキン、２９ａ縁部、２９ｂリブ、３０カバー、３１Ｏリング。

Claims

両側にブラケットが取り付けられた筒状の固定子と、上記ブラケットにベアリングを介して回転自在に取り付けられ上記固定子の内面に対向する位置に回転子が設けられた回転軸と、上記ベアリングが取り付けられた近傍の上記ブラケットに形成された中空筒部に配設された回転子位置検出センサとを有する回転電機であって、上記回転子位置検出センサのセンサステータはセンサ取付板に固着されて上記中空筒部に嵌合されており、上記中空筒部の側面と上記センサ取付板との間を密封するパッキンを備えていることを特徴とする回転電機。
上記パッキンは接触面の少なくとも片側にリブを有していることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
上記パッキンは両側の接触面にリブを有していることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
上記リブは両側で対称に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
上記リブは少なくとも片側に２つ以上設けられていることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の回転電機。
上記リブは外周側に配置されている方が高く形成されていることを特徴とする請求項５に記載の回転電機。
上記リブは圧縮された際に外周側に倒れるように傾きが非対称な形状であることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の回転電機。
上記パッキンは上記中空筒部の側面に設けられた凹部に嵌合されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の回転電機。