JPH04185244A - ホイールモータのステータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気自動車に用いられるホイールモータのステ
ータに関する。

〔従来の技術〕

一般に、ＤＣブラシレスモータ、交流モータのステータ
は、珪素鋼板、鉄板等を積層してコイルを巻回し、アル
ミ製ケースに圧入固定するようにしている。この場合、
アルミは鉄、珪素鋼板に対して熱膨張率が太きいた狛、
高温時にはアルミケースの方が大きく膨張してステータ
との間の緊縛力が弱まり、ロータ回転の反力によりステ
ータが動いてしまう可能性があり、これを防ぐために締
約化を付ける必要がある。この締め代は、例えば鉄とア
ルミを考えた場合、鉄の熱膨張率は１１゜７　Ｘ　１０
−’／ｌであり、温度２０℃におけるステータの外径を
１８０．０６ｍｍとすると、１００℃においては１８０
．２３ｍｍとなる。そこで、１００℃の時にアルミケー
スの内径がステータの外径と同じになるような温度２０
℃におけるケースの内径を求めると、１７９．９０ｓと
なり、このときの締め代は、 １８０．０６−１７９．９＝０．１．６闘となる。した
がって、高温時においてもステータが回転しないように
するためには、締め代としては０．１６ｕｎ以上必要に
なることが分かる。実際には、圧入の締め代をある程度
とってホルセットボルトで固定してステータが回転しな
いようにしている。

〔発明が解決すべき課題］ ところで、電気自動車のホイールモータでは、位置検出
器、例えばレゾルバの位置検出のズレによるモータの効
率の低下を防ぐため、ステータをケースに完全に固定し
なければならない。しかし、温度上昇時においてもステ
ータが移動しないように締め代を大きくとった場合、冷
えた時にはケースに大きな応力がかかって破壊してしま
う可能性がある。一方、破壊しないように締め代を少な
くすると、高温時にはステータが回転してモータとして
機能しなくなってしまう。そのために、従来、ホルセッ
トボルトを使用しているが、ケースの形状やホイールモ
ータのようにビルトインタイブものでは、工具が入らな
いなどして、構造上ボルトの使用が困難な場合がある。

本発明は上ｇａｒｓ題を解決するためのもので、ホルセ
ットボルトを使用せず、簡単な構成でステータのケース
への固定を確実に行うことができるホイールモータのス
テータを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のホイールモータのステータは、ケース内にステ
ータを圧入して固定するようにしたホイールモータのス
テータにおいて、前記ステータは外周面に１つ以上の切
欠を形成した各積層板の切欠の位置を順次ずらして積１
することにより外周面に螺旋状の溝が形成され、前記ケ
ースは内面に溝が形成され、前記ステータ外周面の螺旋
状の溝とケース内面の溝とで形成されるキー溝内に球体
あるいは弾性体が挿入されてステータがケースに固定さ
れることを特徴とする。

〔作用および発明の効果〕

本発明は、珪素鋼板や鉄板等の積層板の外周面に切欠を
設けておき、この切欠をずらして積層することによりス
テータ外周面に１つ以上のＩＪｘ旋状の溝を形成し、ケ
ース内面に設けた溝と螺旋状の溝とでキー溝を形成する
。ここに球体や弾性体をキーとして挿入し、ステータを
ケースに固定するようにしたので、ホルセットボルトを
使用せずにステータをケースへ固定することができ、ホ
イールモータのようなビルトインタンプのものにも適用
することができる。

また、必要以上に締め代を持たせる必要がないので、低
温時にケースを破壊することもなく、かつ高温時におい
ても確実にステータの回転を防止することができ、特に
位置検出装置の位置検出のズレを防止できるので、モー
タの効率低下を防止することも可能となる。

〔実施例〕

以下、実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明のホイールモータのステータを説明する
ための図、第２図はモータケースの概念図、第３図はケ
ースにステータを固定した時の平面図である。図中、１
０はモータケース、２１はステータ、１０３は溝、１０
５は鋼球、１１１はスナップリング、１１３は珪素鋼板
、１１５は切欠、１１９は内溝である。

ステータ２１は第１図（ｂ）に示すような珪素鋼板１１
３、あるいは鉄板を互いに絶縁して積層し円筒状に構成
したものである。珪素鋼板１１３には櫛歯状の内歯１１
４が設けられて積層したときにスロットを形成するよう
になっている。このスロットが円筒体の軸方向に平行に
１直線にとなるように珪素鋼板を積層すると、ロータの
回転位置によって磁気回路の不均一が生じ、トルクが変
動するコギング現象が起こってしまう。これを防止して
平滑なトルクが得られるように斜めスロットとなるよう
にし、ステータの全長で、例えば１スロツトピツチだけ
ずれるように積層する。

このように形成されたスロット部分を通してコイルが巻
回され、内部に挿入されるロータの、例えば磁石に対向
して磁気回路を形成し、コイルに通電したときにロータ
に対して回転力を発生するようになっている。

この珪素鋼板に、例えば４つの切欠１１５を設けて斜め
スロットになるように積層すると、ステータの円筒表面
においては第１図（ａ）に示すように螺旋状の溝１０３
が形成される。このように積層したステータをばらけな
いように、何らかの方法で固定してコイルを巻回し、４
つの溝に、例えば鋼球１０５のような球体を入れるで頂
部をスナップリング１１１で固定する。

一方、ステータ２１が挿入されるモータケース１０には
、第２図に示すようにステータによって形成される溝１
０３に対応して、４つの内溝１１９を形成する。

ケース１０へのステータの挿入はケースを高温状態にし
て膨張させ、ステータは常温の状態にして行う。こうす
ることによりケースとステツタ間には隙間ができるので
容易に挿入することができる。

第３図はステータ２１をケース１０へ挿入した状態を示
す平面図である。

ステータの溝１０３とケースの内溝１１９とによって形
成された溝内に鋼球１０５が挿入されている。これによ
ってケースとステータとの熱膨張差による隙間ができて
も鋼球により両者間は固定され、ステータが移動するの
を防止することができる。

なお、実際のキー溝への鋼球の挿入は、第１図（ａ）の
状態では鋼球が飛び出してしまう可能性があるので、ケ
ースを高湿にしてステータを挿入し、その状態で鋼球を
上から順次流し込むように入れ、鋼球が頂部から飛び出
さないように頂部をスナップリング１１１で止めて溝の
蓋をするようにすればよい。もちろん、溝１０３を鋼球
が飛び出さないような形状にしておけば予め溝１０３に
入れてからステータをケースに挿入してもよい。

また、上記説明では全ての溝をキー溝として用いるよう
にしたが、その内の、例えば、対向する２つの溝１０３
．１０３を珪素鋼板を固定する溶接部として使用するこ
とも可能であり、その場合には溶接部に対向した部分に
ついてはケースに内湾を設ける必要はない。ステータの
固定は溶接に限らずどのような方法でもよく、例えば各
積層板の間を接着材で固着するようにしてもよい。

また、上記説明ではステータの溝１０３とケースの内溝
１０９とは完全に一致させるようにして鋼球を入れるよ
うにしたが、両方の溝が何処かでクロスするようにして
おき、ケースを高温状態にして両溝のクロスした位置に
のみ鋼球を入れて冷却するようにしてもステータの固定
をすることができる。

また、キー溝に挿入されるものは鋼球に限らず剛性の大
きい球体であればよく、また弾性体、例えばスプリング
のようなものを入れるようにしてもよい。

第４図は、本発明のステータを減速機付ホイールモータ
に適用した１実施例を示す断面図である。

第４図において、ケース本体１０は、円筒状のサポート
側ハウジング１１とホイール側ハウジング１２からなる
２分割構造であり、両者は図示しないボルトで固定され
ている。さらに、サポート側ハウジング１１は、ホイー
ル側ハウジング１２とは反対側にプレート１３、カバー
１４が図示しないボルトで固定され、サポート６１にボ
ルト６２で固定されている。また、底部にはオイルポン
プモータ１６が設けられ、プレー）１３とカバー１４と
の間で構成する油路を通して底部のオイル溜１８からオ
イルが循環冷却されるように構成されており、オイルポ
ンプモータ１６の入口側にはオイルシール１９が設けら
れている。カバー１４の外周面には、多数の冷却用フィ
ン１５とヒートバイブ１７が設けられている。そして、
このケース本体１０の内部には、偏平、中空にしたロー
タ２３を有する電動モータ２０が収容され、そのロータ
２３の中空部に遊星歯車減速装Ｗ３０が収容されている
。

電動モータ２０のステータ２１は、ハウジング１２の内
壁に正大固定され、第１図に示したような螺旋溝が形成
されてハウジングとの間にキー溝が形成されて内部に鋼
球が挿入されており、スナップリング１１１で頂部が止
められている。そしてステータ２１にはコイル２２が巻
回されている。

電動モータ２０のロータ２３は、中空の鉄心で構成され
外周に永久磁石２４が保持バンドで固定されると共に、
その−刃端に永久磁石２４の端部の面から突き出た薄肉
部２６が設けられ、この薄肉部２６及びその反対側の両
端で回転自在に支持されている。図示の例では、その一
端がハウジングｌｌ側でボールベアリング４１により支
持され、他端が遊星歯車減速装置３０のリングギヤ３１
側でボールベアリング４１により支持されており、そし
て、遊星歯車減速装置３０のリングギヤ３１がハウジン
グ１２に圧入、ボルトにより固定されている。また、遊
星歯車減速装置３０のサンギヤ３３は、ハウジング１１
側にボールベアリング４３により支持されると共に、ロ
ータ２３の中空内側にスプライン嵌合されている。サン
ギヤに挿入固定されたレゾルバシャフト３７の回転はレ
ゾルバ３６により検出されるようになっている。また、
サンギヤは中空になってふり、この部分には油路を通し
て潤滑油が供給されるようになっており、油路からサン
ギヤ中空部へ連通する部分はシールリング３８により密
閉されている。ピニオンシャフト３４は、出力回転軸と
なるアウトプットキャリア５１に連結され、ピニオンギ
ヤ３２は、ビニオンシャフト３４にニードルベアリング
４５で回転可能に支持され、リングギヤ３１とサンギヤ
３３に常時噛み合うように配設されている。

アウトプットフランジ５２は、アウトプットキャリア５
１の外周にスプライン嵌合されてナツト５３により軸方
向に移動不能に固定され、リングギヤ３１のピニオンギ
ヤ３２と噛み合う外側で複列アンギュラベアリング４４
によって支持されている。複列アンギュラベアリング４
４のところへは油路を通して潤滑油が供給されるように
なっており、オイルシール３９でシールされるようにな
っている。そして、アウトプット７ランジ５２には、ブ
レーキのディスク板５６がスプライン嵌合される共に、
タイヤ５５を保持したホイール５４がボルト・ナツトに
より取り付けられる。

サポート６１は、アンギュラベアリング４６とナツト６
４によりナックル６３に回転自在に支持され、このナッ
クル６３にカバーインターナル６６がボルトで固定され
ている。そして、インターナルギヤ６５が操舵レバー６
７にボルトで固定され、ボールベアリング４７とニード
ルローラベアリング４８によりカバーインターナル６６
に回転自在に支持されると共に、サポート６１と噛み合
うように配設されている。このようにしてレバー６７の
操舵に伴いインターナルギヤ６５が回転すると、その回
転角を例えば２倍に増幅してサポート６１を回転させる
。また、油圧を伝達するブレーキパイプ１０９は、ブレ
ーキコネクタ７１に接続されてブレーキのディスク板５
６ヘブレーキパツドを押圧する油圧を供給するようにな
っている。

上記のようにモータを組み込み式にしても、ステータと
ケース間は螺旋状のキー溝内に挿入された鋼球によって
固定されているので、ボルトを使用せずに固定すること
ができる。また、ロータ２３の中空部を利用して遊星歯
車減速装置３０を配置したので、軸方向の長さを短縮し
て偏平、小型化か、高速回転を可能にして加減速性能を
良好にすることができ、この場合、ロータを偏平にし径
を大きくすると、２点支持しぞもその支持間隔が必然的
に狭くなって、芯ズレによるシャフトの傾きへの影響が
大きくなり、ロータの傾きによりステータとロータの磁
石との間隔のバラツキが生じ、その結果トルク特憧にバ
ラツキが生じる。この問題に対して、本実施例では、ロ
ータの横に薄肉部を設けその両端のロータ外周に近い方
で両側から挟み込むように２点支持するので、支持部の
径を大きくすることができ、さらに同君性を高め、ロー
タの傾き、ステータとの間隙の変動を少なくすることが
できる。

また、リングギヤ３１をハウジング１２に固定し、その
内側で複列アンギュラベアリング４４によりアウトプッ
トフランジ５２、アウトプットキャリア５１を支持する
と共に、サンギヤ３３をハウジング１１でボールベアリ
ング４３により支持する。ここで、モータ２０のロータ
２３と遊星歯車減速装置３０のサンギヤ３３　（減速装
置の人力ギヤ）を直結構造にすると、ロータの傾きが入
力ギヤであるサンギヤ３３の歯当たりに影響し、ギヤの
耐久性に著しい悪影響を与える。そこで、本実施例では
、上記のようにロータとサンギヤを分割してそれぞれ別
個のベアリングで支持し、両者をスプライン嵌合してい
る。したがって、入力ギヤ同士の自動調芯機能により支
持されることになり、両者の違った軸の傾きを許容する
構造が実現できる。その結果、芯ズレによるシャフトの
傾きをなくし、遊星歯車減速装置３９の同志性を高める
ことができ、ロータの傾きによる性能のバラツキをなく
すことができる。

以上のように、本発明ではトルクのコギング現象が起き
ないように積層板の切欠を少しづつずらして債層してで
きたステータ外周面の螺旋状の溝と、ケース内面に設け
た溝とでキー溝を形成し、ここに球体や弾性体を挿入し
てステータをケースに固定するようにしたので、ホルセ
ットボルトを使用せずにステータをケースへ固定するこ
とができ、ホイールモータのようなビルトインタンプの
ものにも適用することができる。また、必要以上に締め
代を持たせる必要がないので、低温時にケースを破壊す
ることもなく、かつ高温時においても確実にステータの
回転を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第」図は本発明のホイールモータのステータを説明する
ための図、第２図はモータケースの概念図、第３図はケ
ースにステータを固定した時の平面図、第４図は本発明
のステータを減速機付ホイールモータに適用したＩ実施
例を示す断面図である。 ２１・・・ステータ、１０３・・・溝、１０５・・・鋼
球、１１１・・・スナップリング、１１３・・・珪素鋼
板、１１５・・・切欠、１０・・・モータケース、１１
９・・・内溝。 出　願　人　アイシン・エイ・ダブり二株式会社代理人
弁理士　　蛭　川　昌　信（外７名）第１図 （ａ） （ｂ） 第２図 兼３図 １υｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケース内にステータを圧入して固定するようにし
   たホィールモータのステータにおいて、前記ステータは
   外周面に１つ以上の切欠を形成した各積層板の切欠の位
   置を順次ずらして積層することにより外周面に螺旋状の
   溝が形成され、前記ケースは内面に溝が形成され、前記
   ステータ外周面の螺旋状の溝とケース内面の溝とで形成
   されるキー溝内に球体あるいは弾性体が挿入されてステ
   ータがケースに固定されることを特徴とするホィールモ
   ータのステータ。