JP2020188625A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ステータホルダとハウジングの周壁部の間に複数のシール部材が介装される構造であっても、ハウジングに対してステータホルダを容易に組付けることができる回転電機を提供する。【解決手段】回転電機は、ステータとロータとステータホルダ30とハウジング14と冷却液導入室と複数のシール部材と、を備える。ステータホルダ30の外周面とハウジング14の周壁部14aの内周面のうちの一方は、複数のシール部材を保持するシール保持部を有する。他方は、シール保持部に保持された複数のシール部材が乗り上がって圧縮状態で密接する複数の***部を有する。少なくとも二つの***部の軸方向の一方側の端部と、シール保持部に保持された任意のシール部材とは、ステータホルダ30と周壁部14aの軸方向の仮想相対変位軌道上で同時に接しない位置に配置される。【選択図】図5
Description
本発明は、車両等に搭載される回転電機に関するものである。
車両等に搭載される回転電機として、回転軸と一体に回転するロータと、ロータの径方向外側に配置されるステータと、を備え、ロータの外周に複数の永久磁石が配置されるとともに、ステータにコイルが巻装されたものがある。この種の回転電機は、運転中にステータのコイル部分が発熱し易い。
この対策として、ステータを保持する筒状のステータホルダをハウジングの周壁部の内周面に圧入等によって固定するとともに、ステータホルダの外周面とハウジングの周壁部と間に、冷却液導入室を形成した回転電機が案出されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の回転電機は、ステータホルダの外周面とハウジングの周壁部の内周面との間に冷却液導入室が形成されており、冷却液導入室内に冷却液を流すことにより、コイルによるステータの熱を吸熱する。また、ステータホルダの外周面とハウジングの周壁部の内周面との間には、冷却液導入室から冷却液の漏出を防止するためのシール部材が介装されている。
この種の回転電機において、ステータホルダとハウジングの周壁部との間に複数のシール部材を介装する場合、製造時に、例えば、ステータホルダの外周面に複数のシール部材を予め装着した状態で、ステータホルダをハウジングの周壁部の内周面に圧入することになる。この場合、ステータホルダとハウジングの周壁部の間に介装するシール部材の個数が増加すると、ハウジングに対するステータホルダの圧入荷重が増大し、部品の組付け作業が困難になる。
そこで本発明は、ステータホルダとハウジングの周壁部の間に複数のシール部材が介装される構造であっても、ハウジングに対してステータホルダを容易に組付けることができる回転電機を提供しようとするものである。
本発明に係る回転電機は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明に係る回転電機は、ステータ(例えば、実施形態のステータ11)と、前記ステータに対して回転するロータ(例えば、実施形態のロータ12)と、内周側で前記ステータを保持する筒状のステータホルダ(例えば、実施形態のステータホルダ30)と、内周側に前記ステータホルダが嵌合される周壁部(例えば、実施形態の周壁部14a)を有し、前記ステータ、前記ロータ、及び、前記ステータホルダの外側を覆うハウジング(例えば、実施形態のハウジング14)と、前記ステータホルダと前記周壁部の間に形成された冷却液導入室(例えば、実施形態の冷却液導入室32)と、前記ステータホルダと前記周壁部の間の、前記ステータホルダの軸方向に関して前記冷却液導入室の外側領域に配置された複数のシール部材(例えば、実施形態のシール部材50A,50B)と、を備え、前記ステータホルダの外周面と前記周壁部の内周面のうちの一方は、複数の前記シール部材を保持するシール保持部(例えば、実施形態の第1環状溝51a、及び、第2環状溝51b)を有し、前記ステータホルダの外周面と前記周壁部の内周面のうちの他方は、前記シール保持部に保持された複数の前記シール部材が乗り上がって圧縮状態で密接する複数の***部(例えば、実施形態の第1***部P1,第2***部P2,第3***部P3,第4***部P4)を有し、少なくとも二つの前記***部の前記軸方向の一方側の端部と、前記シール保持部に保持された任意の前記シール部材とは、前記ステータホルダと前記周壁部の前記軸方向の仮想相対変位軌道上で同時に接しない位置に配置されていることを特徴とする。
即ち、本発明に係る回転電機は、ステータ(例えば、実施形態のステータ11)と、前記ステータに対して回転するロータ(例えば、実施形態のロータ12)と、内周側で前記ステータを保持する筒状のステータホルダ(例えば、実施形態のステータホルダ30)と、内周側に前記ステータホルダが嵌合される周壁部(例えば、実施形態の周壁部14a)を有し、前記ステータ、前記ロータ、及び、前記ステータホルダの外側を覆うハウジング(例えば、実施形態のハウジング14)と、前記ステータホルダと前記周壁部の間に形成された冷却液導入室(例えば、実施形態の冷却液導入室32)と、前記ステータホルダと前記周壁部の間の、前記ステータホルダの軸方向に関して前記冷却液導入室の外側領域に配置された複数のシール部材(例えば、実施形態のシール部材50A,50B)と、を備え、前記ステータホルダの外周面と前記周壁部の内周面のうちの一方は、複数の前記シール部材を保持するシール保持部(例えば、実施形態の第1環状溝51a、及び、第2環状溝51b)を有し、前記ステータホルダの外周面と前記周壁部の内周面のうちの他方は、前記シール保持部に保持された複数の前記シール部材が乗り上がって圧縮状態で密接する複数の***部(例えば、実施形態の第1***部P1,第2***部P2,第3***部P3,第4***部P4)を有し、少なくとも二つの前記***部の前記軸方向の一方側の端部と、前記シール保持部に保持された任意の前記シール部材とは、前記ステータホルダと前記周壁部の前記軸方向の仮想相対変位軌道上で同時に接しない位置に配置されていることを特徴とする。
上記の構成により、シール保持部にシール部材を装着した状態で、***部の軸方向の一方側の端部からシール部材が乗り上がる向きでハウジングの周壁部にステータホルダを嵌入すると、その嵌入工程では、すべてのシール部材が***部の軸方向の一方側の端部に同時に乗り上がることがない。ハウジングの周壁部にステータホルダを嵌入する際には、シール部材が***部の端部に乗り上がるときに大きな挿入荷重を必要とする。このため、すべてのシール部材が***部の端部に同時に乗り上がる状況では、同時に乗り上がるシール部材の数に応じて必要な挿入荷重が増大する。しかし、上記の構成の回転電機の場合、すべてのシール部材が***部の端部に同時に乗り上がることがないため、必要な挿入荷重を小さくすることができる。
前記ステータホルダと前記周壁部の間のうちの、前記冷却液導入室の前記軸方向の前記一方側の外側領域である第1領域(例えば、実施形態の第1領域A1)と、前記冷却液導入室の前記軸方向の他方側の外側領域である第2領域(例えば、実施形態の第2領域A2)の各々には、一対の前記シール部材が前記軸方向に離間して各前記シール保持部に保持されるとともに、各前記シール部材が密接する一対の前記***部が配置され、すべての前記***部の前記軸方向の一方側の端部と、前記シール保持部に保持されたすべての前記シール部材とは、前記ステータホルダと前記周壁部の前記軸方向の仮想相対変位軌道上で同時に接しない位置に配置されるようにしても良い。
この場合、第1領域と第2領域の各シール保持部に一対のシール部材を装着した状態で、***部の軸方向の一方側の端部からシール部材が乗り上がる向きでハウジングの周壁部にステータホルダを嵌入すると、その嵌入工程では、二つ以上のシール部材が***部の軸方向の一方側の端部に同時に乗り上がることがない。このため、周壁部の内周面とステータホルダの外周面の間に四つのシール部材が介装される構造でありながら、比較的小さな力でハウジングの周壁部にステータホルダを組み付けることができる。
本発明によれば、ハウジングの周壁部にステータホルダを嵌入するときに、すべてのシール部材が***部の軸方向の一方側の端部に同時に乗り上がることがないため、ステータホルダとハウジングの周壁部の間に複数のシール部材が介装される構造であっても、ハウジングに対してステータホルダを容易に組付けることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態の回転電機10を軸方向に沿って断面にした縦断面図であり、図2は、回転電機10の下端部分を拡大して示した縦断面図である。
本実施形態の回転電機10は、例えば、電動車両の駆動源に用いられる。回転電機10は、回転磁界を発生するステータ11と、ステータ11で発生した回転磁界を受けて回転するロータ12と、ロータ12に同軸に設けらた回転軸13と、ステータ11を内部に保持し、ロータ12とステータ11の外側を覆うハウジング14と、を備えている。
本実施形態の回転電機10は、例えば、電動車両の駆動源に用いられる。回転電機10は、回転磁界を発生するステータ11と、ステータ11で発生した回転磁界を受けて回転するロータ12と、ロータ12に同軸に設けらた回転軸13と、ステータ11を内部に保持し、ロータ12とステータ11の外側を覆うハウジング14と、を備えている。
ステータ11は、複数の電磁鋼板が積層されて成る略円筒状のステータコア16と、ステータコア16の内周側の縁部に巻装されたコイル17(通電用コイル)と、を有している。コイル17は、U相,V相,W相の三相コイルによって構成されている。本実施形態のコイル17は、互いに連結されて使用されるセグメントコイルによって構成されている。セグメントコイルは、ステータコア16のスロット7に挿入される一対の挿入部と、挿入部同士を連結する折り返し連結部と、を有するセグメント導体によって構成されている。一対の挿入部のうちの折り返し連結部と逆側の端部は、隣接する他のセグメント導体と接続される連結部とされている。
コイル17は、ステータ11の軸方向の一端側に各セグメント導体の連結部が配置され、ステータ11の軸方向の他端側に折り返し連結部が配置されている。連結部と折り返し連結部は、ステータ11の軸方向の各端部から外側に突出している(外部に露出している)。コイル17の端部には、外部の電力線が接続されている。コイル17には、電力線を通して電流が通電される。
ロータ12は、回転軸13の外面に一体に結合されたロータコア19と、ロータコア19の外周縁部に円周方向に離間して配置された複数の永久磁石20と、を有している。ロータコア19は、複数の電磁鋼板が積層されて略円筒状に形成されている。回転軸13は、軸受9を介してハウジング14に回転可能に支持されている。回転軸13は、ロータ12がステータ11の回転磁界を受けて回転することにより、ロータ12と一体に回転する。
ハウジング14は、ステータコア16の外周側を覆う周壁部14aと、周壁部14aの軸方向の両側の端部に連接されて、コイル17のコイルエンド17e(ステータ11の軸方向の端面から露出したコイル17の端部)とロータ12の軸方向外側部分を覆う一対の側壁部14b,14cと、を有している。また、ステータ11のステータコア16の外周面には、略円筒状のステータホルダ30が一体に取り付けられている。ステータホルダ30は、ハウジング14の周壁部14aの内周面に嵌入固定されている。ステータホルダ30の外周面には、軸方向に長い環状溝31が形成されている。ステータホルダ30の環状溝31は、ステータホルダ30がハウジング14の周壁部14aに取り付けられた状態において、周壁部14aとの間で冷却液導入室32を構成している。冷却液導入室32は、ステータ11の外周面に略沿う円筒状に形成されている。
ハウジング14の周壁部14aの上部側には、冷却液導入室32内に冷却液を流入するための流入口33が形成されている。また、周壁部14aの下部側には、冷却液導入室32内から冷却液を外部に流出させるための図示しない流出口が形成されている。流入口33には、図示しないポンプから冷却液を冷却液導入室32に導入するための導入配管35が接続され、流出口には、冷却液導入室32から冷却液をポンプに戻すための図示しない戻し配管が接続されている。
さらに、ハウジング14の周壁部14aの上部には、コイル17のコイルエンド17eに潤滑液を滴下してコイルエンド17eを冷却し、さらに滴下した潤滑液を軸受9等の潤滑必要部位に供給するための潤滑液供給孔40が形成されている。潤滑液供給孔40は、周壁部14aのうちの、軸方向一端側のコイルエンド17eの直上位置と軸方向他端側のコイルエンド17eの直上位置とに形成されている。
回転軸13には、回転軸13の軸心に沿うように軸内通路41が設けられている。また、回転軸13には、軸内通路41とハウジング14の内部空間とを連通する分岐通路42a,42bが形成されている。一方の分岐通路42aは、ハウジング14の内部のうちの、ロータ12及びステータ11の軸方向の一端側に臨む第1潤滑液導入室43(潤滑液導入室)に連通している。他方の分岐通路42bは、ロータコア19の内部通路44を経由して、ハウジング14の内部のうちの、ロータ12及びステータ11の軸方向の他端側に臨む第2潤滑液導入室45(潤滑液導入室)に連通している。回転軸13の軸内通路41は、潤滑液の供給装置に接続されている。軸内通路41に導入された潤滑液は、分岐通路42a,42bを通って第1潤滑液導入室43と第2潤滑液導入室45とに吐出される。
第1潤滑液導入室43と第2潤滑液導入室45に導入された潤滑液は、ロータ12やステータ11を冷却するとともに、軸受9等のハウジング14内の潤滑必要部位に供給される。なお、ハウジング14の周壁部14aの各潤滑液供給孔40から滴下された潤滑液も、第1潤滑液導入室43と第2潤滑液導入室45とに導入される。第1潤滑液導入室43と第2潤滑液導入室45に流入した潤滑液は、ハウジング14の下部側に設けられた図示しない排出通路を通って供給装置に戻される。
また、ステータホルダ30の外周面のうちの、環状溝31(冷却液導入室32)を間に挟む軸方向の両側位置には、シール部材50A,50Bから成るシール対50が夫々組付けられている。シール部材50A,50Bは、いずれも環状に形成され、ステータホルダ30がハウジング14の周壁部14aの内周面に組付けられた状態において、周壁部14aの内周面に密接する。各シール対50のシール部材50Aは、ステータホルダ30の軸方向内側寄りに(冷却液導入室寄り位置に)配置され、各シール対50のシール部材50Bは、ステータホルダ30の軸方向外側寄りに(潤滑液導入室寄り位置に)配置されている。各シール対50のシール部材50A,50Bは、周壁部14aの内周面に軸方向に並んで接している。
ステータホルダ30の外周面の軸方向の両側位置には、図2に拡大して示すように、ステータホルダ30の軸方向に離間して第1環状溝51aと第2環状溝51bが形成されている。第1環状溝51aには、シール部材50Aが組付けられ、第2環状溝51bには、シール部材50Bが組付けられている。また、ステータホルダ30の外周面のうちの、第1環状溝51aの形成部と第2環状溝51bの形成部の間には、ステータホルダ30の外周方向に沿って環状の窪み部52が形成されている。
ステータホルダ30の軸方向の一端部側に組付けられたシール対50(シール部材50A,50B)は、ハウジング14の周壁部14aの軸方向の一端部寄りの領域(以下、「第1領域A1」と呼ぶ。)において、周壁部14aの内周面に密接している。また、ステータホルダ30の軸方向の他端部側に組付けられたシール対50(シール部材50A,50B)は、ハウジング14の周壁部14aの軸方向の他端部寄りの領域(以下、「第2領域A2」と呼ぶ。)において、周壁部14aの内周面に密接している。シール部材50Aは、冷却液導入室32から潤滑液導入室方向(第1潤滑液導入室43の方向や第2潤滑液導入室45の方向)への冷却液の漏出を規制する。シール部材50Bは、潤滑液導入室(第1潤滑液導入室43や第2潤滑液導入室45)から冷却液導入室32方向への潤滑液の漏出を規制する。
周壁部14aの第1領域A1と第2領域A2のうちの、シール部材50Aの当接位置とシール部材50Bの当接位置の間には、環状の窪み部53が形成されている。環状の窪み部53の周壁部14aの鉛直下方領域には、周壁部14aの壁を径方向に貫通する漏出液排出孔54が形成されている。漏出液排出孔54は、窪み部53内の底部と周壁部14a(ハウジング14)の外部とを連通している。冷却液導入室32からシール部材50Aを通過して漏出した冷却液は、窪み部53と漏出液排出孔54を経由して周壁部14aの外側に排出される。同様に、第1潤滑液導入室43や第2潤滑液導入室45からシール部材50Bを通過して漏出した潤滑液は、窪み部53と漏出液排出孔54を経由して周壁部14aの外側に排出される。
また、周壁部14a(ハウジング14)の下面には底蓋55が取り付けられている。周壁部14aの下面と底蓋55の間には、漏出液流入室56が形成されている。漏出液流入室56には、漏出液排出孔54を通って周壁部14a(ハウジング14)の外部に排出された漏出液(冷却液や潤滑液)が流入する。底蓋55は、周壁部14aの下面にボルト締結等によって脱着可能に取り付けられている。また、漏出液流入室56には、漏出液が流れ込んだことを検出するためのセンサ57が配置されている。センサ57は、図示しない制御回路の信号入力部に接続されている。制御回路は、例えば、警告表示ランプに電気的に接続され、漏出液流入室56内に漏出液が流れ込んだことがセンサ57によって検出されたときに、警告ランプを点灯させる。
本実施形態の回転電機10は、ハウジング14内の冷却液導入室32に冷却液が導入されることにより、コイル17の発熱によるステータ11の熱がステータホルダ30を通して冷却液によって冷却される。また、ハウジング14内の第1潤滑液導入室43と第2潤滑液導入室45に潤滑液が導入されることにより、ハウジング14内の軸受9等の潤滑必要部位が潤滑されるとともに、ロータ12やステータ11のコイルエンド17e等が潤滑液によって冷却される。
また、ハウジング14の周壁部14aの内周面とステータホルダ30の外周面の間は、第1領域A1と第2領域A2において、シール部材50A,50Bから成るシール対50によって密閉されている。これにより、冷却液導入室32と第1潤滑液導入室43の間や、冷却液導入室32と第2潤滑液導入室45の間での冷却液と潤滑液の相互流入が規制される。
つづいて、ハウジング14の周壁部14aと、ステータホルダ30の組付け部の詳細構造について説明する。図3は、図2のハウジング14とステータホルダ30の組付け部を拡大して示した断面図である。
図3に示すように、ステータホルダ30の第1領域A1における外径(第1環状溝51aの側縁部を構成する部分と第2環状溝51bの側縁部を構成する部分の外径)は、ステータホルダ30の第2領域A2における外径(第1環状溝51aの側縁部を構成する部分と第2環状溝51bの側縁部を構成する部分の外径)よりも大きく設定されている。なお、本実施形態では、第1環状溝51aと第2環状溝51bがシール保持部を構成している。
以下では、説明の便宜上、ステータホルダ30の外周面のうちの、第2領域A2で第2環状溝51bの側縁部を構成する部分を第1ランド部L1と呼び、第2領域A2で第1環状溝51aを構成する部分を第2ランド部L2と呼ぶ。また、ステータホルダ30の外周面のうちの、第1領域A1で第1環状溝51aの側縁部を構成する部分を第3ランド部L3と呼び、第1領域A1で第2環状溝51bを構成する部分を第4ランド部L4と呼ぶ。
さらに、四つのシール部材を区別する場合には、第1ランド部L1に配置されるシール部材50Bを第1シールS1、第2ランド部L2に配置されるシール部材50Aを第2シールS2、第3ランド部L3に配置されるシール部材50Aを第3シールS3、第4ランド部L4に配置されるシール部材50Bを第4シールS4と呼ぶ。
図3に示すように、ステータホルダ30の第1領域A1における外径(第1環状溝51aの側縁部を構成する部分と第2環状溝51bの側縁部を構成する部分の外径)は、ステータホルダ30の第2領域A2における外径(第1環状溝51aの側縁部を構成する部分と第2環状溝51bの側縁部を構成する部分の外径)よりも大きく設定されている。なお、本実施形態では、第1環状溝51aと第2環状溝51bがシール保持部を構成している。
以下では、説明の便宜上、ステータホルダ30の外周面のうちの、第2領域A2で第2環状溝51bの側縁部を構成する部分を第1ランド部L1と呼び、第2領域A2で第1環状溝51aを構成する部分を第2ランド部L2と呼ぶ。また、ステータホルダ30の外周面のうちの、第1領域A1で第1環状溝51aの側縁部を構成する部分を第3ランド部L3と呼び、第1領域A1で第2環状溝51bを構成する部分を第4ランド部L4と呼ぶ。
さらに、四つのシール部材を区別する場合には、第1ランド部L1に配置されるシール部材50Bを第1シールS1、第2ランド部L2に配置されるシール部材50Aを第2シールS2、第3ランド部L3に配置されるシール部材50Aを第3シールS3、第4ランド部L4に配置されるシール部材50Bを第4シールS4と呼ぶ。
ハウジング14の周壁部14aのうちの、第2領域A2側の内周面には、ステータホルダ30側の第1シールS1と第1ランド部L1が対向して配置される第1***部P1と、ステータホルダ30側の第2シールS2と第2ランド部L2が対向して配置される第2***部P2と、が形成されている。第1***部P1と第2***部P2は、周壁部14aの内周面に沿って円環状に***している。第1***部P1と第2***部P2の間には、前述した環状の窪み部53が形成されている。
また、ハウジング14の周壁部14aのうちの、第1領域A1側の内周面には、ステータホルダ30側の第3シールS3と第3ランド部L1が対向して配置される第3***部P3と、ステータホルダ30側の第4シールS4と第4ランド部L4が対向して配置される第4***部P4が形成されている。第3***部P3と第4***部P4は、周壁部14aの内周面に沿って円環状に***している。第3***部P3と第4***部P4の間にも、前述した環状の窪み部53が形成されている。
なお、周壁部14aの第1領域A1における内径(第3***部P3と第4***部P4の各頂部面P3a,P4aの内径)は、周壁部14aの第2領域A2における内径(第1***部P1と第2***部P2の各頂部面P1a,P2aの内径)よりも大きく設定されている。また、本実施形態では、第1***部P1、第2***部P2、第3***部P3、第4***部P4が、シール部材が乗り上がって圧縮状態で密接する複数の***部を構成している。
なお、周壁部14aの第1領域A1における内径(第3***部P3と第4***部P4の各頂部面P3a,P4aの内径)は、周壁部14aの第2領域A2における内径(第1***部P1と第2***部P2の各頂部面P1a,P2aの内径)よりも大きく設定されている。また、本実施形態では、第1***部P1、第2***部P2、第3***部P3、第4***部P4が、シール部材が乗り上がって圧縮状態で密接する複数の***部を構成している。
周壁部14aの内周面のうちの、軸方向の中央領域は、第3***部P3に対して径方向内側に段差状に膨出し、略一定内径のまま第2***部P2まで延びる中内径部60とされている。中内径部60は、第3***部P3と第2***部P2の各一部とともに冷却液導入室32の外周面を構成している。中内径部60及び第3,第4***部P3,P4の内径は、ステータホルダ30の第1,第2ランド部L1,L2の外径よりも大きく設定されている。
本実施形態の回転電機10では、ステータホルダ30は、第2領域A2側の端部(図3中の右側の端部)が周壁部14aの内周面に周壁部14aの第1領域A1側から挿入され、そのまま周壁部14aの内部に嵌入される。この嵌入工程では、上記の中内径部60及び第3,第4***部P3,P4の内径と第1,第2ランド部L1,L2の外径の寸法関係により、ステータホルダ30の第1,第2ランド部L1,L2を、第2***部P2の位置までスムーズに挿入することができる。
図4は、回転電機10の組立時に、ステータホルダ30をハウジング14の周壁部14aに嵌入する際の、シール部材50A,50B(第1シールS1,第2シールS2,第3シールS3,第4シールS4)の潰れ状態を示す断面図である。図4の(A),(B),(C)は、ステータホルダ30を周壁部14aに嵌入するときにおける、ステータホルダ30の嵌入の進行とシール部材50A,50Bの潰れ状態の変化を順に示している。なお、図4中の符号61は、周壁部14a側の***部(第1***部P1,第2***部P2,第3***部P3,第4***部P4)の、ステータホルダ30の進入してくる側の端部(以下、「軸方向の一方側の端部」と呼ぶ)にテーパー状に設けられた面取り部である。
図4の(A)に示すように、周壁部14a側の***部(第1***部P1,第2***部P2,第3***部P3,第4***部P4)がシール部材50A,50B(第1シールS1,第2シールS2,第3シールS3,第4シールS4)と接触しない間は、シール部材50A,50B(第1シールS1,第2シールS2,第3シールS3,第4シールS4)の潰れに伴う挿入荷重は生じない。
図4の(A)に示すように、周壁部14a側の***部(第1***部P1,第2***部P2,第3***部P3,第4***部P4)がシール部材50A,50B(第1シールS1,第2シールS2,第3シールS3,第4シールS4)と接触しない間は、シール部材50A,50B(第1シールS1,第2シールS2,第3シールS3,第4シールS4)の潰れに伴う挿入荷重は生じない。
これに対し、図4の(B)に示すように、***部(第1***部P1,第2***部P2,第3***部P3,第4***部P4)の軸方向の一方側の端部がシール部材50A,50B(第1シールS1,第2シールS2,第3シールS3,第4シールS4)に接触して、シール部材50A,50B(第1シールS1,第2シールS2,第3シールS3,第4シールS4)を圧縮変形させるときには、シール部材50A,50B(第1シールS1,第2シールS2,第3シールS3,第4シールS4)の潰れに伴う挿入荷重が最大になる。このとき、シール部材50A,50B(第1シールS1,第2シールS2,第3シールS3,第4シールS4)は、面取り部61を経由して***部(第1***部P1,第2***部P2,第3***部P3,第4***部P4)の頂部面P1,P2,P3,P4上に乗り上げる。
また、図4の(C)に示すように、シール部材50A,50B(第1シールS1,第2シールS2,第3シールS3,第4シールS4)が頂部面P1,P2,P3,P4上に乗り上げた後には、頂部面P1,P2,P3,P4に乗り上げる際に比較して、挿入荷重は小さくなる。
本実施形態の回転電機10では、上記の考察に鑑み、組立時に、ステータホルダ30をハウジング14の周壁部14aに嵌入する際に、二つ以上の***部(第1***部P1,第2***部P2,第3***部P3,第4***部P4)の軸方向の一方側の端部が、いずれかのシール部材50A,50B(第1シールS1,第2シールS2,第3シールS3,第4シールS4)と同時に接しないように各部が設定されている。
すなわち、本実施形態では、すべての***部(第1***部P1,第2***部P2,第3***部P3,第4***部P4)の軸方向の一方側の端部と、シール保持部(第1環状溝51a,第2環状溝51b)に保持されたすべてのシール部材50A,50B(第1シールS1,第2シールS2,第3シールS3,第4シールS4)とは、ステータホルダ30と周壁部14aの軸方向の仮想相対変位軌道上で同時に接しない位置に配置されている。なお、本明細書において、「仮想相対変位軌道」とは、ステータホルダ30が周壁部14aに対して嵌入開始位置から嵌入完了位置まで変位するものと想定した場合の仮想の変位の軌道を意味する。その仮想の変位の起動上では、二つ以上の***部(第1***部P1,第2***部P2,第3***部P3,第4***部P4)の軸方向の一方側の端部は、いずれのシール部材50A,50B(第1シールS1,第2シールS2,第3シールS3,第4シールS4)とも同時に接しない。
図5は、ハウジング14の周壁部14aにステータホルダ30を嵌入する嵌入工程を(A)〜(F)で順に示した断面図である。
図5の(A)では、周壁部14aに対するステータホルダ30を嵌入を開始し、ステータホルダ30の第2領域A2側の第1シールS1が、図中の(1)部分で第2***部P2の軸方向の一方側の端部に乗り上げる状態が示されている。このとき、他のシール部材(S2,S3,S4)は、いずれの***部にも接していない。
図5の(A)では、周壁部14aに対するステータホルダ30を嵌入を開始し、ステータホルダ30の第2領域A2側の第1シールS1が、図中の(1)部分で第2***部P2の軸方向の一方側の端部に乗り上げる状態が示されている。このとき、他のシール部材(S2,S3,S4)は、いずれの***部にも接していない。
図5の(B)では、第2領域A2側の第1シールS1が周壁部14aの第2***部P2に乗り上げた後に、第1領域A1側の第3シールS3が、図中の(2)で示す部分で第4***部P4の軸方向の一方側の端部に乗り上げる状態が示されている。このとき、第2シールS2と第4シールS4は、いずれの***部にも接していない。
図5の(C)では、第1シールS1が第2領域A2側の窪み部53を通過し、かつ、第3シールS3が第1領域A1側の窪み部53を通過する状況で、第2領域A2側の第2シールS2が、図中の(3)で示す部分で第2***部P2の軸方向の一方側の端部に乗り上げる状態が示されている。このとき、第4シールSは、いずれの***部にも接していない。
図5の(D)では、第2シールS2が第2***部P2に乗り上げた後に、第3シールS3が第1領域A1側の窪み部53を通過する状況で、第1領域A側の第1シールS1が、図中の(4)で示す部分で第1***部P1の軸方向の一方側の端部に乗り上げる状態が示されている。このとき、第4シールSは、いずれの***部にも接していない。
図5の(E)では、第2シールS2が第2***部P2に乗り上げ、かつ、第1シールS1が第1***部P1に乗り上げた後に、第1領域A1側の第3シールS3が、図中の(5)で示す部分で第3***部P3の軸方向の一方側の端部に乗り上げる状態が示されている。このとき、第4シールSは、いずれの***部にも接していない。
図5の(F)では、第1シールS1と第2シールS2が、第1***部P1と第2***部P2とに夫々乗り上げ、かつ、第3シールS3が第3***部P3に乗り上げた後に、第1領域A1側の第4シールS4が、図中の(6)で示す部分で第4***部P4の軸方向の一方側の端部に乗り上げる状態が示されている。
この状態から、ステータホルダ30が周壁部14aにさらに嵌入されると、図3に示すように、すべてのシール(S1,S2,S3,S4)が対応する***部(P1,P2,P3,P4)に乗り上げ、ステータホルダ30の嵌入工程を終了する。
この状態から、ステータホルダ30が周壁部14aにさらに嵌入されると、図3に示すように、すべてのシール(S1,S2,S3,S4)が対応する***部(P1,P2,P3,P4)に乗り上げ、ステータホルダ30の嵌入工程を終了する。
図6は、図5に示すようにハウジング14にステータホルダ30を嵌入したときの、挿入荷重の変化を示したグラフである。図6中の(1),(2),(3),(4),(5),(6)は、図5の(A),(B),(C),(D),(E),(F)の各工程での挿入荷重のピークである。
本実施形態では、二つ以上のシール(S1,S2,S3,S4)が同時に異なる***部(P1,P2,P3,P4)の軸方向の一方側の端部に乗り上がることがないため、図6に示すように、挿入荷重のピークが一部で極端に大きくなることがない。
本実施形態では、二つ以上のシール(S1,S2,S3,S4)が同時に異なる***部(P1,P2,P3,P4)の軸方向の一方側の端部に乗り上がることがないため、図6に示すように、挿入荷重のピークが一部で極端に大きくなることがない。
以上のように、本実施形態の回転電機10は、ハウジング14側のすべての***部(第1***部P1,第2***部P2,第3***部P3,第4***部P4)の軸方向の一方側の端部と、ステータホルダ30側のすべてのシール部材50A,50B(第1シールS1,第2シールS2,第3シールS3,第4シールS4)とが、ステータホルダ30と周壁部14aの軸方向の仮想相対変位軌道上で同時に接しない位置に配置されている。このため、回転電機10の組立時に、ハウジング14の周壁部14aにステータホルダ30を嵌入する際には、二つ以上のシール部材50A,50B(第1シールS1,第2シールS2,第3シールS3,第4シールS4)が***部(第1***部P1,第2***部P2,第3***部P3,第4***部P4)の軸方向の一方側の端部に同時に乗り上がることがない。
したがって、本実施形態の回転電機10は、ステータホルダ30の外周面とハウジング14の周壁部14aの間に四つのシール部材50A,50B(第1シールS1,第2シールS2,第3シールS3,第4シールS4)が介装される構造でありながら、比較的小さな力でハウジング14の周壁部14aにステータホルダ30を組み付けることができる。
したがって、本実施形態の回転電機10は、ステータホルダ30の外周面とハウジング14の周壁部14aの間に四つのシール部材50A,50B(第1シールS1,第2シールS2,第3シールS3,第4シールS4)が介装される構造でありながら、比較的小さな力でハウジング14の周壁部14aにステータホルダ30を組み付けることができる。
ここで、上記の実施形態では、ハウジング14側のすべての***部(P1,P2,P3,P4)の軸方向の一方側の端部と、ステータホルダ30側のすべてのシール部材(S1,S2,S3,S4)とが、ステータホルダ30と周壁部14aの仮想相対変位軌道上で同時に接しない位置に配置されている。
しかし、少なくとも二つの***部(P1,P2,P3,P4)の軸方向の一方側の端部と、ステータホルダ30側の任意のシール部材(S1,S2,S3,S4)とが、ステータホルダ30と周壁部14aの仮想相対変位軌道上で同時に接しない位置に配置されていれば、ある程度の効果を得ることができる。すなわち、このような構成とした場合には、組付け時に、すべてのシール部材(S1,S2,S3,S4)が***部(P1,P2,P3,P4)の軸方向の一方側の端部に同時に乗り上がることがないため、ステータホルダ30の挿入荷重を小さくすることができる。
しかし、少なくとも二つの***部(P1,P2,P3,P4)の軸方向の一方側の端部と、ステータホルダ30側の任意のシール部材(S1,S2,S3,S4)とが、ステータホルダ30と周壁部14aの仮想相対変位軌道上で同時に接しない位置に配置されていれば、ある程度の効果を得ることができる。すなわち、このような構成とした場合には、組付け時に、すべてのシール部材(S1,S2,S3,S4)が***部(P1,P2,P3,P4)の軸方向の一方側の端部に同時に乗り上がることがないため、ステータホルダ30の挿入荷重を小さくすることができる。
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、ステータホルダ30の外周面側に複数のシール部材50A,50B(S1,S2,S3,S4)が保持され、ハウジング14の周壁部14aの内周面側に複数の***部(P1,P2,P3,P4)が設けられているが、逆に、ハウジングの周壁部の内周面側に複数のシール部材を保持させ、ステータホルダの外周面側に複数の***部を形成することも可能である。また、ハウジングの周壁部とステータホルダの間に介装するシール部材の数は、四つに限定されるものでなく、二つ以上であればいくつであっても良い。
10…回転電機
11…ステータ
12…ロータ
14…ハウジング
14a…周壁部
30…ステータホルダ
32…冷却液導入室
50A,50B…シール部材
51a…第1環状溝(シール保持部)
51b…第2環状溝(シール保持部)
A1…第1領域
A2…第2領域
P1…第1***部(***部)
P2…第2***部(***部)
P3…第3***部(***部)
P4…第4***部(***部)
11…ステータ
12…ロータ
14…ハウジング
14a…周壁部
30…ステータホルダ
32…冷却液導入室
50A,50B…シール部材
51a…第1環状溝(シール保持部)
51b…第2環状溝(シール保持部)
A1…第1領域
A2…第2領域
P1…第1***部(***部)
P2…第2***部(***部)
P3…第3***部(***部)
P4…第4***部(***部)
Claims (2)
- ステータと、
前記ステータに対して回転するロータと、
内周側で前記ステータを保持する筒状のステータホルダと、
内周側に前記ステータホルダが嵌合される周壁部を有し、前記ステータ、前記ロータ、及び、前記ステータホルダの外側を覆うハウジングと、
前記ステータホルダと前記周壁部の間に形成された冷却液導入室と、
前記ステータホルダと前記周壁部の間の、前記ステータホルダの軸方向に関して前記冷却液導入室の外側領域に配置された複数のシール部材と、を備え、
前記ステータホルダの外周面と前記周壁部の内周面のうちの一方は、複数の前記シール部材を保持するシール保持部を有し、
前記ステータホルダの外周面と前記周壁部の内周面のうちの他方は、前記シール保持部に保持された複数の前記シール部材が乗り上がって圧縮状態で密接する複数の***部を有し、
少なくとも二つの前記***部の前記軸方向の一方側の端部と、前記シール保持部に保持された任意の前記シール部材とは、前記ステータホルダと前記周壁部の前記軸方向の仮想相対変位軌道上で同時に接しない位置に配置されていることを特徴とする回転電機。 - 前記ステータホルダと前記周壁部の間のうちの、前記冷却液導入室の前記軸方向の前記一方側の外側領域である第1領域と、前記冷却液導入室の前記軸方向の他方側の外側領域である第2領域の各々には、一対の前記シール部材が前記軸方向に離間して各前記シール保持部に保持されるとともに、各前記シール部材が密接する一対の前記***部が配置され、
すべての前記***部の前記軸方向の一方側の端部と、前記シール保持部に保持されたすべての前記シール部材とは、前記ステータホルダと前記周壁部の前記軸方向の仮想相対変位軌道上で同時に接しない位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220405 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20221004 |