JP6064491B2 - Fixing structure and fixing method of stator of rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、ステータコアに通電することによりロータを駆動する回転電機のステータをハウジングに固定する構造及びその固定方法に関する。 The present invention relates to a structure for fixing a stator of a rotating electrical machine that drives a rotor by energizing a stator core to a housing, and a fixing method thereof .
従来、ハイブリッド車や電機自動車に搭載される発電電動機などの回転電機には、コイルを有するステータを外周側に配置し、磁石を有するロータを内周側に配置したインナーロータ回転磁石形のものが多用されている。この種のステータとして、コイルが巻回された複数のステータ片を円環状に配列し、これをステータホルダの内側に圧入して保持し、ステータホルダの軸方向の一端部にハウジングへの取付用のフランジが形成されている回転電機のステータに関する技術があった(特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, rotating electric machines such as a generator motor mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle include an inner rotor rotating magnet type in which a stator having a coil is arranged on the outer peripheral side and a rotor having a magnet is arranged on the inner peripheral side. It is used a lot. As a stator of this type, a plurality of stator pieces each having a coil wound thereon are arranged in an annular shape, and this is press-fitted and held inside the stator holder, and is attached to the housing at one end of the stator holder in the axial direction. There has been a technique related to a stator of a rotating electrical machine in which a flange is formed (Patent Document 1).
この特許文献1に開示された回転電機においては、フランジはステータホルダの外周縁から半径方向外方へと延びており、フランジ上には、複数の組付孔が円周方向に所定の間隔に配置されている。当該フランジをハウジングのボス端面に当接した後、それぞれの組付孔に挿通させた取付ボルト(固定部材)をボスにねじ締めすることによって、ステータはハウジングに固定される。
In the rotating electrical machine disclosed in
しかし、通常、ハイブリッド車両等に搭載される回転電機のハウジングは、軽量化のためにアルミニウム合金のような軽金属によって形成されている。一方、ステータコアが圧入等で取付けられるステータホルダは、磁束をまとめるヨークとして磁性体であることが必要である。また、温度変化によるステータコアに対する保持力の低下を避けるため、熱膨張率の差の小さいステータコアと同質の材質によって形成されている。従って、ステータホルダは、鉄系の材料にて形成され、ハウジングとは異質の金属材料となる場合が多い。 However, usually, a housing of a rotating electrical machine mounted on a hybrid vehicle or the like is formed of a light metal such as an aluminum alloy for weight reduction. On the other hand, the stator holder to which the stator core is attached by press fitting or the like needs to be a magnetic body as a yoke for collecting magnetic flux. Further, in order to avoid a decrease in holding force on the stator core due to temperature change, the stator core is formed of the same material as the stator core having a small difference in thermal expansion coefficient. Therefore, the stator holder is formed of an iron-based material and is often a metal material different from the housing.
これにより、回転電機にジュール熱や摩擦熱によって、温度変化が生じると、ステータホルダとハウジングとの間に相対的な動きが現れる。使用によって回転電機の温度が上昇すると、熱膨張率の大きい軽金属材料によって形成されたハウジングは、ステータホルダよりも半径方向外方に伸長する。したがって、ステータにおいて、ハウジングのボス部がステータホルダのフランジ部に形成された組付孔に対して相対的に移動し、ボス部が締付けられている取付ボルトに剪断方向荷重が働き、フランジ部が取付ボルトのヘッドを摩擦力で回転させて取付ボルトに緩みが発生する虞がある。特に、フランジ部とボス部との間の相対移動によって、ハウジングの表面に摩耗(フレッティング)が発生した後は、取付ボルト(固定部材)による軸力が急激に低下して緩みが生じる。 Thereby, when a temperature change occurs in the rotating electrical machine due to Joule heat or frictional heat, a relative movement appears between the stator holder and the housing. When the temperature of the rotating electrical machine rises due to use, the housing formed of the light metal material having a large coefficient of thermal expansion extends outward in the radial direction from the stator holder. Therefore, in the stator, the boss portion of the housing moves relative to the assembly hole formed in the flange portion of the stator holder, a shear direction load acts on the mounting bolt to which the boss portion is tightened, and the flange portion There is a possibility that the mounting bolt may be loosened by rotating the head of the mounting bolt with a frictional force. In particular, after wear (fretting) occurs on the surface of the housing due to the relative movement between the flange portion and the boss portion, the axial force due to the mounting bolt (fixing member) is rapidly reduced to cause loosening.
この場合、取付ボルトのねじ径をサイズアップして、取付ボルトの締め付けによる軸力を増大させて、その緩みを防止する方法がある。しかしながら、取付ボルトのねじ径を増大させると、ステータホルダのフランジ部およびハウジングが大型化し、回転電機全体が大型化してしまうという問題があった。 In this case, there is a method of preventing the loosening by increasing the screw diameter of the mounting bolt and increasing the axial force by tightening the mounting bolt. However, when the screw diameter of the mounting bolt is increased, there is a problem that the flange portion and the housing of the stator holder are enlarged, and the entire rotating electrical machine is enlarged.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、回転電機に使用されるステータを保持するステータホルダとハウジングとの間の熱膨張差に起因する剪断荷重が生じても、ステータをハウジングに確実に固定する固定構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and even when a shear load is generated due to a difference in thermal expansion between a stator holder for holding a stator used in a rotating electrical machine and a housing, the stator is accommodated in the housing. It aims at providing the fixing structure which fixes reliably.
上述した課題を解決するために、請求項1に係る発明の構成上の特徴は、回転電機のステータの固定構造において、鉄系金属製の筒状のステータホルダおよび該ステータホルダの内周面に保持されたステータコアを含むステータを、前記ステータホルダによって前記鉄系金属より熱膨張率の大きい軽金属製のハウジングに固定する回転電機のステータの固定構造であって、前記ステータホルダに設けられ、筒状の一方の端縁から半径方向外方に延びるとともに円周方向に離隔して複数の組付孔を有するフランジ部と、前記ハウジングの前記フランジ部に対向する位置に設けられ、前記組付孔より内径が小さく形成されるとともに前記組付孔に対向する位置に複数配置された固定孔を有するボス部と、互いに対向する前記固定孔と前記組付孔とに挿通し、前記フランジ部を前記ハウジングの前記ボス部に固定する組付ピン部材と、を備え、前記組付ピン部材は、前記固定孔及び前記取付孔内で拡充された拡充部と、半径方向外側に円板状に前記組付孔の内径より大きく拡張し前記フランジ部に当接する鍔部および前記鍔部から外方に突出し前記組付孔より小径の小径部を備えた掛止部と、を備えることである。
ことである。
In order to solve the above-described problem, the structural feature of the invention according to
That is.
請求項2に係る発明の構成上の特徴は、請求項1において、前記ハウジングには、前記ステータの内周に対向して配置され、前記ステータコアへの通電によって回転するロータと、エンジンに連結され前記ロータと同じ回転軸線上で前記ハウジングの一方の側壁に回転自在に支承される入力軸と、自動変速機に連結され前記ロータと同じ回転軸線上で前記ハウジングの他方の側壁に回転自在に支承される出力軸と、前記ロータの内径側に設けられ、前記入力軸に設けられた第1クラッチプレートと、前記出力軸に連結され前記第1クラッチプレートと対面する第2クラッチプレートとを備え、前記第1クラッチプレートと前記第2クラッチプレートとを互いに圧着状態又は離間状態とするクラッチと、が備えられたことである。
請求項3に係る発明の構成上の特徴は、回転電機のステータの固定方法において、鉄系金属製の筒状のステータホルダおよび該ステータホルダの内周面に保持されたステータコアを含むステータを、前記ステータホルダによって前記鉄系金属より熱膨張率の大きい軽金属製のハウジングに固定する回転電機のステータの固定方法であって、前記筒状のステータホルダの一方の端縁に半径方向外方に延びて設けられたフランジ部に、複数の組付孔を円周方向に離隔して設け、前記ハウジングの前記フランジ部に対向する位置に設けられたボス部に、前記組付孔より内径が小さく形成された複数の固定孔を前記組付孔に対向して設け、前記フランジ部を前記ハウジングの前記ボス部に固定する棒状の組付ピン部材を、互いに対向する前記固定孔と前記組付孔とに同時に、前記組付ピンの被打撃部を前記組付孔より突出させて挿入する組付ピン挿入工程と、打撃面に前記フランジ部の前記組付孔の外径より小さく、かつ前記組付ピン部材の外径より大きい有底の成形穴が形成されたパンチを設け、前記パンチにより、前記組付ピン部材の前記組付孔より突出する前記被打撃部を前記成形穴に嵌入した状態で打撃して、前記組付ピン部材を前記固定孔及び前記組付孔内に半径方向外方に塑性変形により拡充するとともに、前記組付ピン部材の前記被打撃部を半径方向外側に円板状に前記組付孔の内径より大きく拡張させて前記フランジ部に当接する鍔部を備えた掛止部を形成する掛止部形成工程と、を備える。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a structural feature of the first aspect of the present invention, wherein the housing is connected to the engine and a rotor that is disposed to face the inner periphery of the stator and rotates by energizing the stator core. An input shaft that is rotatably supported on one side wall of the housing on the same rotational axis as the rotor, and a rotary shaft that is connected to the automatic transmission and rotatably supported on the other side wall of the housing on the same rotational axis as the rotor. An output shaft, a first clutch plate provided on the inner diameter side of the rotor and provided on the input shaft, and a second clutch plate connected to the output shaft and facing the first clutch plate, And a clutch that brings the first clutch plate and the second clutch plate into a pressure-bonded state or a separated state.
A structural feature of the invention according to claim 3 is a method of fixing a stator of a rotating electrical machine, including a stator including a cylindrical stator holder made of iron-based metal and a stator core held on an inner peripheral surface of the stator holder. A stator fixing method for a rotating electrical machine, wherein the stator holder is fixed to a light metal housing having a coefficient of thermal expansion larger than that of the ferrous metal, and extends radially outward to one end edge of the cylindrical stator holder. A plurality of assembly holes are provided in the flange portion provided in the circumferential direction so as to be spaced apart from each other in the circumferential direction, and a boss portion provided at a position facing the flange portion of the housing has a smaller inner diameter than the assembly hole. A plurality of fixed holes provided opposite to the assembly holes, and rod-shaped assembly pin members for fixing the flange portion to the boss portion of the housing; At the same time as the assembly hole, an assembly pin inserting step for inserting the hit portion of the assembly pin so as to protrude from the assembly hole, and an outer diameter of the assembly hole of the flange portion on the striking surface is smaller. And a punch having a bottomed forming hole larger than the outer diameter of the assembly pin member is provided, and the hit portion protruding from the assembly hole of the assembly pin member is formed by the punch into the molding hole. The assembled pin member is expanded radially by plastic deformation in the fixed hole and the assembled hole, and the hit portion of the assembled pin member is radially expanded. And a latching portion forming step of forming a latching portion having a flange portion that is expanded in a disc shape larger than the inner diameter of the assembly hole on the outer side and abuts against the flange portion .
請求項1に係る発明によれば、ステータのコイルへの通電により生じるジュール熱やロータの回転等に伴う摩擦熱によって、回転電機の温度が上昇すると、熱膨張率の大きい軽金属製のハウジングは、熱膨張率の小さな鉄系金属製のステータホルダよりも半径方向外方に伸長し、ハウジングのボス部とステータホルダのフランジ部とを組み付けている組付ピンに剪断荷重を生じさせる。しかし、組付孔及び固定孔に挿通されている組付ピンは、塑性変形によって組付孔及び固定孔の中で半径方向外方に拡充され、組付孔の内周と組付ピンの外周との間の隙間を無くしている。そのため、剪断荷重が負荷されても、フランジ部とボス部との間で相対移動を生じることが無いため、フランジ部によってハウジング(ボス部)の表面が摩耗して組付ピンに緩みが生じることがない。このようなコンパクトな構造で、回転電機の温度が上昇したとしても、ハウジングとステータホルダの熱膨張率の違いの影響を受けることなくステータをハウジングに確実に固定することができる。 According to the first aspect of the present invention, when the temperature of the rotating electrical machine rises due to the Joule heat generated by energizing the coil of the stator or the frictional heat accompanying the rotation of the rotor, the light metal housing having a large coefficient of thermal expansion is It extends radially outward from a ferrous metal stator holder having a small coefficient of thermal expansion, and generates a shear load on an assembly pin that assembles the boss portion of the housing and the flange portion of the stator holder. However, the assembly pin inserted into the assembly hole and the fixed hole is expanded radially outwardly in the assembly hole and the fixed hole by plastic deformation, and the inner periphery of the assembly hole and the outer periphery of the assembly pin The gap between is eliminated. Therefore, even if a shear load is applied, there is no relative movement between the flange portion and the boss portion, so the surface of the housing (boss portion) is worn by the flange portion and the assembly pin is loosened. There is no. With such a compact structure, even if the temperature of the rotating electrical machine rises, the stator can be securely fixed to the housing without being affected by the difference in thermal expansion coefficient between the housing and the stator holder.
請求項2に係る発明によれば、ハウジングには、ロータ、エンジンに連結される入力軸、自動変速機に連結される出力軸及びクラッチが備えられている。このようなハイブリッド車両においてハウジングは大型となるため、ハウジングの軽量化が必須となるが、ステータコアが圧入等で取付けられるステータホルダは、ヨークとして磁性体であるとともに、温度変化によるステータコアに対する保持力の低下を避けるため、熱膨張率の差の小さいステータコアと同質の材質によって形成することが必須とされる。そして、ステータホルダはロータの回転トルクの反作用として働く力を受け続けるため、ハウジングに対するステータホルダの固定は常に厳しい環境下にある。このようなハイブリッド車両におけるハウジングにおいてもステータを確実に固定することができる。
According to the invention of
(実施例1)
本発明に係るステータの固定構造の第1実施形態を、二つの駆動源を有するハイブリッド車両に使用される電動モータについて説明する。車両の駆動源としてのエンジン(EG)14と電動モータ2との間には、図1に示すように、湿式多板クラッチであるノーマルクローズタイプのクラッチ6が介装されている。クラッチ6は、エンジン14と電動モータ2との間の接続を接離してトルク伝達を断続している。また、電動モータ2には、車両の自動変速機16に直列に接続されており、自動変速機16には、図示しない車両の駆動輪が図示しないディファレンシャル装置を介して接続されている。エンジン14、電動モータ2、自動変速機16は制御装置(ECU)7によって制御されている。クラッチ6には、クラッチ6の接続・遮断状態を作動させる図略の油圧回路、油圧回路への油圧の供給をおこなうオイルポンプ9が設けられ、油圧回路に設けられた電磁切替弁11及びオイルポンプ9を制御装置7が作動させてクラッチ6に適正な油圧を供給する。さらに、制御装置7は、自動変速機16のシフトバルブを作動させる電磁ソレノイド(図示せず)と接続されており、エンジン14の回転速度、車両速度、シフト位置等に基づき、自動変速機の作動を制御している。
Example 1
A first embodiment of a stator fixing structure according to the present invention will be described with respect to an electric motor used in a hybrid vehicle having two drive sources. As shown in FIG. 1, a normally closed
電動モータ(回転電機に該当する)2は、ハイブリッド車両の車輪駆動用の同期モータである。しかしながら、本発明はこれに限定されるべきものではなく、家庭用電器に設けられるモータあるいは、一般的な産業用機械を駆動するモータといったあらゆる電動モータに適用することが可能である。 An electric motor (corresponding to a rotating electric machine) 2 is a synchronous motor for driving wheels of a hybrid vehicle. However, the present invention should not be limited to this, and can be applied to any electric motor such as a motor provided in a home electric appliance or a motor for driving a general industrial machine.
なお、説明中において、回転軸線方向または軸方向という場合、特に断らなければ、電動モータ2に含まれたロータ4の回転軸CLに沿った方向、図2における左右方向を意味する。また、図1および図2において、左方を電動モータ2およびクラッチ6の前方をいい、右方を後方ということがあるが、実際の車両上における方向とは無関係である。
In the description, the direction of the rotational axis or the axial direction means the direction along the rotational axis CL of the rotor 4 included in the
図2に示すように、モータハウジング(ハウジングに該当する)8は、ロータ4およびステータ10を内臓した状態で、前方をモータカバー(ハウジングの一方の側壁に該当する)12により封止されている。モータハウジング8は軽金属として例えばアルミ合金製である。
As shown in FIG. 2, the motor housing (corresponding to the housing) 8 is sealed in front by a motor cover (corresponding to one side wall of the housing) 12 with the rotor 4 and the stator 10 built-in. . The
図1および図2に示した電動モータ2が搭載された車両は、エンジン14により走行する場合、エンジン14が自動変速機16を介して駆動輪を回転させる。また電動モータ2により走行する場合、電動モータ2が自動変速機16を介して駆動輪を回転させる。この時、クラッチ6をレリーズさせて、エンジン14と電動モータ2との間の接続を解除している。さらに、電動モータ2は、クラッチ6を介してエンジン14により駆動され、発電機としても機能する。
When the vehicle equipped with the
モータカバー12の内周端には、軸受18を介してクラッチ6の入力軸20が、回転軸CLを中心に回転可能に取付けられている。回転軸CLは、エンジン14および自動変速機16の出力軸22の回転軸でもある。入力軸20はエンジン14のクランクシャフト(図略)と、図示しないフライホイール及び回転振動を吸収するためのダンパを介して接続されている。
An
また、入力軸20は、クラッチ6の係合部24を介して、クラッチドラム(クラッチアウタ)26と接続されている。係合部24は、クラッチドラム26の押圧部に係合された複数の第1クラッチプレートとしてのセパレートプレート28と、入力軸20の支持部に係合された複数の第2クラッチプレートとしての摩擦プレート30とを有している。セパレートプレート28と摩擦プレート30とが係脱することにより、入力軸20とクラッチドラム26との間が断続される。
Further, the
クラッチドラム26は、電動モータ2のロータ4に連結されるとともに、半径方向内方へと延びて、内端において出力軸22とスプライン嵌合している。また、クラッチドラム26とモータハウジング8の支持壁部(ハウジングの他方の側壁に該当)32との間には双方の間で相対回転が可能なように、複列アンギュラベアリング34が介装されている。
The
電動モータ2のロータ4は、クラッチドラム26を介して、モータハウジング8に回転可能に取付けられている。ロータ4は、ロータコア39、マグネット41及び支持部材40を有している ロータコア39は、磁路の一部を構成するとともに、マグネット41が収容される円環状の部材である。ロータコア39は、積層された複数の円環状の電磁鋼板(珪素鋼板)36が積層されて構成され、複数の電磁鋼板36は一対の保持プレート38により挟持され、これに支持部材40を貫通させて端部がかしめられることで形成されている。ロータコア39には、軸方向(前後方向)に貫通する貫通孔が、周方向に複数形成されている。
The rotor 4 of the
マグネット41は、磁束を発生する棒状の部材である。マグネット41は、ロータコア39の貫通孔に収容されている。マグネット41は、ロータコア39の外周面に、周方向交互に異なる磁極が形成されるように、電磁鋼板36の板厚方向に着磁されている。
The magnet 41 is a rod-shaped member that generates magnetic flux. The magnet 41 is accommodated in the through hole of the
また、モータハウジング8の内周面には、ロータ4の外周側に所定の隙間を置いて半径方向に対向するように、電動モータ2のステータ10が取付けられている。ステータ10は、ステータホルダ42の円筒部44の内周面に、回転磁界発生用の複数のステータコア46が円環状に並ぶように取付けられている(図2及び図3参照)。
A stator 10 of the
各ステータコア46は、複数の珪素鋼板(電磁鋼板)が積層されることにより形成されたティース48を備えている。ティース48には一対のボビン50,51が装着され、ボビン50,51はティース48の外周面を囲むように互いに嵌合している。さらに、ボビン50,51の回りには、回転磁界を発生させるためのコイル52が巻回されている。ボビン50,51は、コイル52とステータコア46との間を絶縁するため樹脂で構成されている。コイル52は、U相コイル、V相コイル、W相コイルからなり、これらをY結線して構成されている。これらのステータコア46の周囲に巻回されたコイル52は図略のバスリングを介して外部のインバータと接続される。
Each
ステータホルダ42は鋼板をプレス成型して形成されており、図3(1)および(2) に示すように、筒状の円筒部44と、円筒部44の軸方向端部から半径方向外方に延びた3箇所のフランジ部54を有している。フランジ部54は、ステータ10をモータハウジング8に取付けるために、円筒部44の端部円周上において、互いに所定の間隔を有するように配置されている。また、フランジ部54同士の間には、フランジ部54よりも幅狭の外周フランジ56が形成されている。
The
フランジ部54には、それぞれ互いに近接して設けられた一対の組付孔58が貫通している。組付孔58は全て同径に形成され、フランジ部54が全て同形状を呈するように、すべてのフランジ部54において同位置に形成されている。
A pair of assembly holes 58 provided close to each other pass through the
ステータコア46はステータホルダ42の内周面に、例えば以下の焼き嵌めにより取付けられる。まず、ステータホルダ42を所定温度に加熱することにより、その内周が拡張する。次に、加熱されたステータホルダ42の円筒部44に対してティース48のバックヨーク部(図示せず)を互いに当接させて複数のステータコア46を円環状に並べた状態で挿入していく。複数のステータコア46が円筒部44内に挿入された後、ステータホルダ42は冷却されて収縮し、それぞれのステータコア46を強固に保持することができる。
The
また、ステータコア46をステータホルダ42に取付ける方法として、常温における圧入を適用してもよい。さらに、圧入によりステータコア46をステータホルダ42内に保持させる場合、ステータコア46と円筒部44との間に接着剤を介在させ、その保持力を増大させてもよい。
Further, as a method of attaching the
ステータコア46が組付けられたステータホルダ42は、図6から図8に示すように、モータハウジング8に固定される。まず、フランジ部54をモータハウジング8のボス部60に当接させ、ボス部60に設けられた複数の固定孔62にそれぞれフランジ部54の組付孔58を対向させる。これらのボス部60の固定孔62は有底の円柱穴状に形成されている(固定孔への組付孔の対向工程)。
The
次に、棒状の組付ピン64を、フランジ部54の組付孔58とボス部60の固定孔62とに同時に挿通する。組付ピン64は、展性延性の高い鉄系材料製で、例えば機械構造用炭素鋼としてS20Cで形成されている。組付ピン64は、組付孔58に対しては遊嵌状態で挿通され、固定孔62に対しては圧入により固定孔62の底部に組付ピン64の先端が当接するまで押し込まれる(組付ピンの挿入工程)(図6参照)。
Next, the rod-
次に、パンチ66にて最初の打撃を行う。パンチ66の打撃面には例えば組付孔58の外径より10パーセント小さく、組付ピンの外径より5パーセント大きい内径の成形穴68が形成されている。組付ピン64の外径は固定孔62の内径に対し、例えば圧入する寸法公差の径で形成されている(初回打撃工程)。
Next, the first strike is performed with the
パンチ66による最初の打撃によって、組付ピン64の軸方向に短く塑性変形し、組付ピン64の半径方向外方に拡張するように塑性変形する(図7参照)。
By the first striking with the
次に、2回目の打撃でさらに組付ピン64の半径方向外方に拡張することで、固定孔62の中で膨張する方向の圧力を生じて固定孔62の内壁面に圧着し、遊嵌状態であった組付孔58の内周との隙間を、組付ピン64の半径方向外方に拡充することでなくす。同時に組付ピン64におけるパンチ66による被打撃部において、半径方向外側に円板状に塑性変形して拡張するとともに、被打撃部の中央部がパンチ66の成形穴68にめり込んで、ハット状の掛止部70を形成する(掛止部形成工程)(図8参照)。
Next, in the second impact, the
ハット状の掛止部70は、ハット状に拡張した鍔部72の外径が組付孔58の内径より大きく拡張し、図4および図5に示すように、鍔部72の内側面がフランジ部54の外側端面54aに当接して鍔部72が組付孔58の外周縁部58aに掛止した状態となる。
In the hat-shaped hooking
従来の取付ボルトは、フランジ部とボス部との接触状態での相対移動により生じるボス部の摩耗によって軸力が低下して、取付ボルトに緩みが発生するが、本件発明は、拡充によってフランジ部54の組付孔58と、ボス部60の固定孔62に固定された組付ピン64との隙間がなくされているので、フランジ部54とボス部60との相対移動を生じない。また、緩まないようねじに軸力による摩擦力を生じさせることで固定する取付ボルトと相違して、例えボス部60に摩耗を生じることがあっても、その摩耗に起因して緩むことがない。
In the conventional mounting bolt, the axial force is reduced due to wear of the boss portion caused by relative movement in the contact state between the flange portion and the boss portion, and the mounting bolt is loosened. Since the clearance between the
次に、上記のように構成されたステータホルダ42がモータハウジング8に固定された使用状態を以下に説明する。ステータホルダ42がモータハウジング8に固定された状態で、電動モータ2に例えば三相交流電流を供給すると、ステータ10において回転磁界が発生し、回転磁界に起因する吸引力または反発力によって、ステータ10に対してロータ4が回転する。そして、ステータ10のコイル52への通電によるジュール熱と、ロータ4の回転等に伴う摩擦熱等によりステータ10が発熱する。このとき、アルミ合金製のモータハウジング8と鋼板のステータホルダ42との間の熱膨張率が異なる{例えば、アルミ23、鉄11.7(×10−6/℃)}として、モータハウジング8のボス部60がフランジ部54に対して半径方向外方に伸長していく。ボス部60とフランジ部54に相対移動が生じるが、ボス部60の固定孔62とフランジ部54の組付孔58との間では、組付ピン64によって隙間無く固定されているので、半径方向に相対移動が規制される。そして組付ピン64には剪断荷重が働く。しかし、相対移動が規制されることから、ボス部60が接触しているフランジ部54によって摩耗することがない。また、剪断荷重に起因する軸力の低下が生じても、組付ピン64には固定力の緩みが生じないので、継続して確実に固定することができる。
Next, the use state in which the
上述の説明から明らかなように、上記実施形態におけるステータ10をモータハウジング8に固定する固定構造によると、ステータ10のコイル52への通電により生じるジュール熱やロータの回転等に伴う摩擦熱によって、回転電機(電動モータ)2の温度が上昇すると、熱膨張率の大きい軽金属製(アルミ合金)のモータハウジング8は、熱膨張率の小さな鉄系金属製のステータホルダ42よりも半径方向外方に伸長し、モータハウジング8のボス部60とステータホルダ42のフランジ部54とを組み付けている組付ピン64に剪断荷重を生じさせる。
As is clear from the above description, according to the fixing structure for fixing the stator 10 to the
しかし、組付孔58及び固定孔62に挿通されている組付ピン64は、塑性変形によって組付孔58及び固定孔62の中で半径方向外方に拡充され、組付孔58の内周と組付ピン64の外周との間の隙間を無くしている。そのため、剪断力が負荷されても、フランジ部54とボス部60との間で相対移動を生じることが無いため、フランジ部54によってモータハウジング(ボス部60)の表面が摩耗することがない。さらに、仮にモータハウジング8の表面が摩耗したとしても、塑性変形によって形成された掛止部70によって、フランジ部54の外側端面で組付孔58の外周縁部58aが掛止されているので、取付ボルトのように締結力の低下によりボス部60に対してフランジ部54の固定が緩むという現象を生じることがない。このようなコンパクトな構造でステータをモータハウジングに確実に固定し続けることができる。
However, the
また、モータハウジング8には、ロータ4、入力軸20、出力軸22及びクラッチ6が備えられている。このようなハイブリッド車両においてモータハウジング8は大型となるため、モータハウジング8は軽量化が必須となり軽金属材料で形成される。ステータコア46が圧入等で取付けられるステータホルダ42は、ヨークとして磁性体であるとともに、温度変化によるステータコア46に対する保持力の低下を避けるため、熱膨張率の差の小さいステータコア46と同質の材質(磁性材料である鉄等)によって形成することが必須とされる。そして、ステータホルダ42はロータ4の回転トルクの反作用として働く力を受け続けるため、モータハウジング8に対するステータホルダ42の固定は常に厳しい環境下にある。しかし、このようなハイブリッド車両におけるモータハウジング8においても、ステータ10に緩みを生じること無くモータハウジング8に確実に固定することができる。
The
(第2実施例)
次に、本発明に係るステータの固定構造の第2実施形態を、図9〜図12に基づいて以下に説明する。モータハウジング8のボス部60は固定孔80が貫通しており、固定孔80の組付ピン64が挿入される側の反対側は、シール剤84が充填されている。そして、組付ピン64が挿入される側の反対側の固定孔80はシール剤84の充填後にキャップ86により蓋がされている。これらの点において第1実施形態と相違し、その他の構成は同様であるので、同じ符号を付与した説明を省略する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the stator fixing structure according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The
組付ピン64を固定孔80に固定する際に、図10〜図12に示すように、パンチ66で打撃する組付ピン64の反対側に第2パンチ82を設け、パンチ66で組付ピン64を打撃するときに合わせて、第2パンチ82で組付ピン64を反対側から打撃する。
When the
まず、図10に示すように、棒状の組付ピン64を、フランジ部54の組付孔58とボス部60の固定孔80とに同時に挿通する。組付ピン64は、組付孔58に対しては遊嵌状態で挿通され、固定孔80に対しては圧入により固定孔80に挿入される。また、固定孔80にはパンチ66の反対側に第2パンチ82が打撃可能に配置されている(組付ピンの挿入工程)。
First, as shown in FIG. 10, the rod-
次に、図11に示すように、パンチ66にて最初の打撃を行う。同時に第2パンチ82により、組付ピン64をパンチ66の反対側から打撃する。パンチ66の打撃面には例えば組付孔58の外径より10パーセント小さく、組付ピンの外径より5パーセント大きい内径の成形穴68が形成されている。組付ピン64の外径は固定孔80の内径に対し、例えば圧入する寸法公差の径で形成されている(初回打撃工程)。
Next, as shown in FIG. At the same time, the
次に、図12に示すように、パンチ66及び第2パンチ82による2回目の打撃でさらに組付ピン64の半径方向外方に拡張することで、固定孔80の中で膨張する方向の圧力を生じて組付ピン64は固定孔80の内壁面に圧着し、遊嵌状態であった組付孔58の内周との隙間を、組付ピン64の半径方向外方に拡充することでなくす。同時に組付ピン64におけるパンチ66による被打撃部において、半径方向外側に円板状に塑性変形して拡張するとともに、被打撃部の中央部がパンチ66の成形穴68にめり込んで、ハット状の掛止部70を形成する(掛止部形成工程)。
Next, as shown in FIG. 12, the pressure in the direction of expanding in the fixing
本実施形態では、モータハウジング8の剛性が低く、一方からのパンチ66では、組付ピン64が半径方向外方に充分拡張しない場合においても、二つのパンチ66,82によって半径方向外方の塑性変形を充分に生じさせることができる。そして、固定孔80の第2パンチ82を取り除いた後には固定孔80の開口にシール剤84を充填するとともに、図9に示すように、金属製キャップ86で蓋をすることでシール剤84の固定孔80における保持を確実にすることができる。
In the present embodiment, the rigidity of the
なお、上記実施形態では、組付ピンを中実ピンとしたが、これに限定されず、例えば中空ピンでもよい。 In the above embodiment, the assembly pin is a solid pin. However, the present invention is not limited to this. For example, a hollow pin may be used.
また、掛止部の形状をハット状としたが、これに限定されず、例えば、円盤状や四角盤状に掛止部を形成してもよい。 Moreover, although the shape of the latching | locking part was made into hat shape, it is not limited to this, For example, you may form a latching part in disk shape or square disk shape.
ハウジングをアルミを母材とするアルミ合金製としたが、これに限定されず、例えば、マグネシウムやチタンを母材とする軽合金製でもよい。 The housing is made of an aluminum alloy whose base material is aluminum, but is not limited to this, and may be made of a light alloy whose base material is magnesium or titanium, for example.
また、上記実施形態における入力軸20と出力軸22とを反転させる構成としてもよい。上記実施形態における出力軸22にエンジンを連結して新入力軸とし、入力軸20を電動モータのロータと一体的に回転する構成とし新出力軸としてもよい。
Moreover, it is good also as a structure which reverses the
また、本発明における自動変速機は、一般的に変速機として用いられる遊星歯車変速機以外にも、無段変速機や、一般的に手動変速機で採用される同期噛合式歯車変速機であってもよい。 In addition to the planetary gear transmission generally used as a transmission, the automatic transmission according to the present invention is a continuously meshed transmission or a synchronous mesh gear transmission generally used in a manual transmission. May be.
また、アンギュラベアリングを複列アンギュラベアリングとしたが、これに限定されず、例えば単列アンギュラベアリングを2つ以上組み合わせたものでもよい。 Moreover, although the angular bearing is a double row angular bearing, it is not limited to this, and for example, a combination of two or more single row angular bearings may be used.
また、第1クラッチプレートをセパレートプレート、第2クラッチプレートを摩擦プレートとしたが、これに限定されず、例えば、第1クラッチプレートを摩擦プレートとし、第2クラッチプレートをセパレートプレートとしてもよい。 Further, although the first clutch plate is a separate plate and the second clutch plate is a friction plate, the present invention is not limited to this. For example, the first clutch plate may be a friction plate and the second clutch plate may be a separate plate.
本発明は、上記しかつ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。 The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications within a range not departing from the gist.
2・・・電動モータ、4・・・ロータ、6・・・クラッチ、8・・・ハウジング(モータハウジング)、10・・・ステータ、12・・・一方の側壁(モータカバー)、14・・・エンジン、16・・・自動変速機、20・・・入力軸、22・・・出力軸、28・・・第1クラッチプレート(セパレートプレート)、30・・・第2クラッチプレート(摩擦プレート)、32・・・他方の側壁(支持壁部)、42・・・ステータホルダ、46・・・ステータコア、54・・・フランジ部、54a・・・外側端面、58・・・組付孔、58a・・・外周縁部、60・・・ボス部、62・・・固定孔、64・・・組付ピン、70・・・掛止部、80・・・固定孔、CL・・・回転軸。 2 ... Electric motor, 4 ... Rotor, 6 ... Clutch, 8 ... Housing (motor housing), 10 ... Stator, 12 ... One side wall (motor cover), 14 ... Engine, 16 ... automatic transmission, 20 ... input shaft, 22 ... output shaft, 28 ... first clutch plate (separate plate), 30 ... second clutch plate (friction plate) 32 ... the other side wall (support wall), 42 ... stator holder, 46 ... stator core, 54 ... flange, 54a ... outer end face, 58 ... assembly hole, 58a ... outer peripheral edge, 60 ... boss, 62 ... fixing hole, 64 ... assembly pin, 70 ... locking part, 80 ... fixing hole, CL ... rotating shaft .
Claims (3)
前記ステータホルダに設けられ、筒状の一方の端縁から半径方向外方に延びるとともに円周方向に離隔して複数の組付孔を有するフランジ部と、
前記ハウジングの前記フランジ部に対向する位置に設けられ、前記組付孔より内径が小さく形成されるとともに前記組付孔に対向する位置に複数配置された固定孔を有するボス部と、
互いに対向する前記固定孔と前記組付孔とに挿通し、前記フランジ部を前記ハウジングの前記ボス部に固定する組付ピン部材と、を備え、
前記組付ピン部材は、
前記固定孔及び前記取付孔内で拡充された拡充部と、
半径方向外側に円板状に前記組付孔の内径より大きく拡張し前記フランジ部に当接する鍔部および前記鍔部から外方に突出し前記組付孔より小径の小径部を備えた掛止部と、
を備える回転電機のステータの固定構造。 Rotation of fixing a stator including a ferrous metal cylindrical stator holder and a stator core held on an inner peripheral surface of the stator holder to a light metal housing having a larger coefficient of thermal expansion than the ferrous metal by the stator holder. An electric stator fixing structure,
A flange portion provided in the stator holder, extending radially outward from one end of the tube and having a plurality of assembly holes spaced circumferentially;
A boss portion provided at a position facing the flange portion of the housing, having a smaller inner diameter than the assembly hole and having a plurality of fixing holes disposed at positions facing the assembly hole;
Together with inserted with the opposite the fixing holes and said assembly hole, the front Symbol flange and a assembly pin member secured to the boss portion of said housing,
The assembly pin member is
An expanded portion expanded within the fixing hole and the mounting hole;
A hook portion that extends radially outward from the inner diameter of the assembly hole in a disk shape and abuts against the flange portion, and has a small diameter portion that projects outward from the flange portion and has a smaller diameter than the assembly hole. When,
A structure for fixing a stator of a rotating electrical machine .
前記ステータの内周に対向して配置され、前記ステータコアへの通電によって回転するロータと、
エンジンに連結され前記ロータと同じ回転軸線上で前記ハウジングの一方の側壁に回転自在に支承される入力軸と、
自動変速機に連結され前記ロータと同じ回転軸線上で前記ハウジングの他方の側壁に回転自在に支承される出力軸と、
前記ロータの内径側に設けられ、前記入力軸に設けられた第1クラッチプレートと、前記出力軸に連結され前記第1クラッチプレートと対面する第2クラッチプレートとを備え、前記第1クラッチプレートと前記第2クラッチプレートとを互いに圧着状態又は離間状態とするクラッチと、
が備えられた回転電機のステータの固定構造。 The housing according to claim 1,
A rotor that is disposed to face the inner periphery of the stator and rotates by energization of the stator core;
An input shaft coupled to the engine and rotatably supported on one side wall of the housing on the same rotational axis as the rotor;
An output shaft coupled to an automatic transmission and rotatably supported on the other side wall of the housing on the same rotational axis as the rotor;
A first clutch plate provided on the inner diameter side of the rotor and provided on the input shaft; and a second clutch plate connected to the output shaft and facing the first clutch plate; A clutch that brings the second clutch plate into a crimped state or a separated state;
A structure for fixing a stator of a rotating electric machine provided with
前記筒状のステータホルダの一方の端縁に半径方向外方に延びて設けられたフランジ部に、複数の組付孔を円周方向に離隔して設け、
前記ハウジングの前記フランジ部に対向する位置に設けられたボス部に、前記組付孔より内径が小さく形成された複数の固定孔を前記組付孔に対向して設け、
前記フランジ部を前記ハウジングの前記ボス部に固定する棒状の組付ピン部材を、互いに対向する前記固定孔と前記組付孔とに同時に、前記組付ピンの被打撃部を前記組付孔より突出させて挿入する組付ピン挿入工程と、
打撃面に前記フランジ部の前記組付孔の外径より小さく、かつ前記組付ピン部材の外径より大きい有底の成形穴が形成されたパンチを設け、
前記パンチにより、前記組付ピン部材の前記組付孔より突出する前記被打撃部を前記成形穴に嵌入した状態で打撃して、前記組付ピン部材を前記固定孔及び前記組付孔内に半径方向外方に塑性変形により拡充するとともに、前記組付ピン部材の前記被打撃部を半径方向外側に円板状に前記組付孔の内径より大きく拡張させて前記フランジ部に当接する鍔部を備えた掛止部を形成する掛止部形成工程と、
を備える回転電機のステータの固定方法。 Rotation of fixing a stator including a ferrous metal cylindrical stator holder and a stator core held on an inner peripheral surface of the stator holder to a light metal housing having a larger coefficient of thermal expansion than the ferrous metal by the stator holder. An electric stator fixing method,
A plurality of assembly holes are provided in a circumferential direction in a flange portion that extends radially outward at one end edge of the cylindrical stator holder,
A boss portion provided at a position facing the flange portion of the housing is provided with a plurality of fixing holes having an inner diameter smaller than the assembly hole, facing the assembly hole,
A rod-like assembly pin member for fixing the flange portion to the boss portion of the housing is simultaneously formed in the fixing hole and the assembly hole facing each other, and the hit portion of the assembly pin is moved from the assembly hole. An assembly pin insertion process for inserting and projecting;
A punch having a bottomed forming hole formed on the striking surface that is smaller than the outer diameter of the assembly hole of the flange portion and larger than the outer diameter of the assembly pin member is provided.
The punched portion is struck in a state where the hit portion protruding from the assembly hole of the assembly pin member is fitted into the molding hole, and the assembly pin member is placed in the fixing hole and the assembly hole. A flange that expands radially outward by plastic deformation, and expands the hit portion of the assembly pin member radially outwardly in a disk shape larger than the inner diameter of the assembly hole, thereby contacting the flange portion A latch part forming step for forming a latch part with
A fixing method of a stator of a rotating electrical machine .
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