特開 2024-178645 回転電機のステータの焼き嵌め構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024178645

(43)【公開日】2024-12-25

(54)【発明の名称】回転電機のステータの焼き嵌め構造

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/10 20060101AFI20241218BHJP

   H02K 1/18 20060101ALI20241218BHJP

【ＦＩ】

H02K5/10 Z

H02K1/18 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023096942

(22)【出願日】2023-06-13

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】津田 利昭

【テーマコード（参考）】

5H601

5H605

【Ｆターム（参考）】

5H601AA08

5H601DD01

5H601GA02

5H601JJ04

5H601KK14

5H605CC01

5H605GG04

(57)【要約】

【課題】ケースの内側にステータを嵌合する焼き嵌めにより生じるステータの位置ずれを抑制する。
【解決手段】略円筒形状のステータ２の外周面２ａが焼き嵌めによってケース３の内側へ嵌合される回転電機１のステータ２の焼き嵌め構造１０であって、ケース３は、ステータ２の周囲に、低剛性部３１と、低剛性部３１より径方向の剛性が高い高剛性部３２とを備え、低剛性部３１における焼き嵌め代が高剛性部３２における焼き嵌め代より大きくなるように、ケース３の内径及びステータ２の外径の少なくとも一方が調整されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

略円筒形状のステータの外周面が焼き嵌めによってケースの内側へ嵌合される回転電機のステータの焼き嵌め構造であって、
前記ケースは、前記ステータの周囲に、低剛性部と、前記低剛性部より径方向の剛性が高い高剛性部とを備え、
前記低剛性部における焼き嵌め代が前記高剛性部における焼き嵌め代より大きくなるように、前記ケースの内径及び前記ステータの外径の少なくとも一方が調整されていることを特徴とする回転電機のステータの焼き嵌め構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、略円筒形状のステータの外周面が焼き嵌めによってケースの内側へ嵌合される回転電機のステータの焼き嵌め構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、略円筒形状のステータの外周面が焼き嵌めによってハウジングの内側に嵌合される回転電機のステータの焼き嵌め構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－３５７４７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電気自動車やハイブリッド車などのパワーユニットにおいて、モータジェネレータの略円筒形状のステータの外周面を焼き嵌めによってケースの内側に嵌合する構造が採用されることがある。このようなステータの焼き嵌め構造では、焼き嵌め時にケースの径方向の剛性に応じて反発力が発生する。そのため、ケースの径方向の剛性が全周に渡って均一ではない場合、ケースから径方向内側へ向かう反発力が全周に渡って均一とはならないため、焼き嵌め後のステータに位置ずれが発生することがある。このようなステータの位置ずれが発生すると、ロータとステータの間のエアギャップが周方向に均一とならず、回転軸の芯ずれを引き起こす一因となることもある。

【0005】

このようなステータの位置ずれを回避するために、径方向の剛性が全周に渡って均一なケースを作成し、焼き嵌めを行った後に別体ケースに組み付ける方法が考えられる。しかし、このような方法では、部品点数が増えるためにコストが増加し、パワーユニットの組み立て作業の手間も増えることになる。

【0006】

そこで、本発明は、ケースの内側にステータを嵌合する焼き嵌めにより生じるステータの位置ずれを抑制できる回転電機のステータの焼き嵌め構造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】

【0007】

本発明に係る回転電機のステータの焼き嵌め構造は、略円筒形状のステータの外周面が焼き嵌めによってケースの内側へ嵌合される回転電機のステータの焼き嵌め構造であって、前記ケースは、前記ステータの周囲に、低剛性部と、前記低剛性部より径方向の剛性が高い高剛性部とを備え、前記低剛性部における焼き嵌め代が前記高剛性部における焼き嵌め代より大きくなるように、前記ケースの内径及び前記ステータの外径の少なくとも一方が調整されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明は、ケースの内側にステータを嵌合する焼き嵌めにより生じるステータの位置ずれを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施形態の回転電機のステータの焼き嵌め構造を軸方向に見た状態を示す図である。

【図2】図１におけるＡ－Ａ線断面図である。

【図3】焼き嵌めを行う前の状態のケースを軸方向に見た状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図１～３を参照しながら、本開示の実施形態の回転電機のステータの焼き嵌め構造１０について説明する。図１は、ステータの焼き嵌め構造１０を軸方向に見た状態を示す図である。図２は、図１におけるＡ－Ａ線断面図である。図１～２に示すように、ステータの焼き嵌め構造１０は、焼き嵌めによって回転電機１のステータ２の外周面２ａをケース３の内側へ嵌合している。

【0011】

ステータ２は、ロータ４と組み合わされて回転電機１を構成する。ステータ２及びロータ４は、いずれも略円筒形状を有する。円筒形状の回転軸５はロータ４に嵌合されており、回転軸５とロータ４は一体となって回転することができる。回転電機１は、電動機として用いられてもよいし、発電機として用いられてもよい。回転電機１は、例えば、電気自動車やハイブリッド車に搭載されて走行用動力源を生成する電動機として機能すると共に、回生トルク等で発電を行う発電機として機能する回転電機であってもよい。

【0012】

図１に示すように、ケース３は、ステータ２の周囲に、低剛性部３１と、低剛性部３１より径方向の厚さが大きい高剛性部３２を備える。高剛性部３２の径方向の厚さが低剛性部３１の径方向の厚さより大きいため、高剛性部３２の径方向の剛性は低剛性部３１の径方向の剛性より高くなっている。低剛性部３１はケース３の全周３６０度のうち約２７０度を占め、高剛性部３２はケース３の全周３６０度のうち約９０度を占める。

【0013】

図３は、焼き嵌めを行う前の状態のケース３を軸方向に見た状態を示す図である。図３に示すように、焼き嵌めを行う前の状態のケース３では、ケース３の低剛性部３１の内径ｒ１より高剛性部３２の内径ｒ２の方が大きくなっている。そして、低剛性部３１の内周面３１ａと高剛性部３２の内周面３２ａの境界には、段差３３が設けられている。このように焼き嵌めを行う前の状態のケース３では、低剛性部３１の内径ｒ１より高剛性部３２の内径ｒ２の方が大きくなっているため、ステータ２をケース３に嵌合する焼き嵌めを行う際の焼き嵌め代は、低剛性部３１より高剛性部３２の方が小さい。

【0014】

ステータ２をケース３に嵌合する焼き嵌めを行う際には、ケース３の径方向の剛性に応じて、ケース３から径方向内側へ向かって反発力が生じる。低剛性部３１の径方向の剛性をｋ_１、低剛性部３１の焼き嵌め代をｘ_１とすると、低剛性部３１の焼き嵌めにより生じる反発力ｆ_１について、以下の式１の関係が成り立つ。

【0015】

ｆ_１＝ｋ_１ｘ_１ ・・・式１

【0016】

そして、高剛性部３２の径方向の剛性をｋ_２、高剛性部３２の焼き嵌め代をｘ_２とすると、高剛性部３２の焼き嵌めにより生じる反発力ｆ_２について、以下の式２の関係が成り立つ。

【0017】

ｆ_２＝ｋ_２ｘ_２ ・・・式２

【0018】

低剛性部３１の径方向の剛性ｋ_１と高剛性部３２の径方向の剛性ｋ_２は、ケース３の形状からＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）等により計算することができる。そして、低剛性部３１の反発力ｆ_１と高剛性部３２の反発力ｆ_２が等しくなるように低剛性部３１の内径ｒ１と高剛性部３２の内径ｒ２が調整されている。その結果、焼き嵌めの際にケース３から径方向内側へ向かって生じる反発力は全周に渡って均一となる。このように焼き嵌めの際にケース３から径方向内側へ向かって生じる反発力が全周に渡って均一となるため、ステータの焼き嵌め構造１０は、焼き嵌めにより生じるステータ２の位置ずれを抑制することができる。

【0019】

＜実施形態の補足＞
本開示の回転電機のステータの焼き嵌め構造は、上述した形態に限定されず、本開示の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。例えば、高剛性部の焼き嵌め代を低剛性部の焼き嵌め代より小さくする手段として、ケースの高剛性部の内径と低剛性部の内径を同一として、ステータの外径について、低剛性部に対向する部分の外径を高剛性部に対向する部分の外径より小さくする構造を採用してもよい。また、高剛性部の焼き嵌め代を低剛性部の焼き嵌め代より小さくする手段として、ケースの高剛性部の内径を低剛性部の内径より大きくすると共に、ステータの外径について、低剛性部に対向する部分の外径を高剛性部に対向する部分の外径より小さくする構造を採用してもよい。

【符号の説明】

【0020】

１ 回転電機、２ ステータ、２ａ 外周面、３ ケース、４ ロータ、５ 回転軸、１０ ステータの焼き嵌め構造、３１ 低剛性部、３１ａ 内周面、３２ 高剛性部、３２ａ 内周面、３３ 段差。

【図1】

【図2】

【図3】