(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個のロータと、これらロータに共用する１個のステータとをケース内に収納して具えた回転電機において、
前記ステータを筒型とし、前記２個のロータを円盤状として該ステータの軸線方向両側に配置し、
前記ステータは必要個数のエレメントを共通なステータブラケットに組み付けたステータ組み立て体として構成し、
各ステータエレメントの軸線方向両端における磁極部を前記ステータブラケットの軸線方向両側のケースブラケットに嵌合してステータの径方向位置決めを行い、
前記ケースの周壁に接してケース内に設けたケースブラケットを介しステータをケースに支持し、ケースブラケットとステータブラケットとの衝接によりステータの軸線方向位置決めを行ったことを特徴とする回転電機のステータ支持構造。
【請求項２】
請求項１において、前記各ステータエレメントをステータブラケットの外周側から径方向内方へ嵌め込んで取り付けるようステータブラケットを形成し、この嵌め込み時にステータエレメントがステータブラケットに対し軸線方向に位置決めされるようにする段差部をステータエレメントに設けたことを特徴とする回転電機のステータ支持構造。
【請求項３】
請求項１または２において、ステータブラケットの内周をケースブラケットに嵌合し、この嵌合部でもステータの径方向位置決めを行うよう構成したことを特徴とする回転電機のステータ支持構造。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項において、前記ケースブラケットを軸直角な面で分割した２個のケースブラケット部分により構成し、これらケースブラケット部分間に前記ステータを挟んで前記ケース内に収納する時、ステータエレメントの軸線方向両端における磁極部が前記ケースブラケット部分に嵌合されると共にステータブラケットがケースブラケット部分に対し軸線方向に衝接した状態にされるよう構成したことを特徴とする回転電機のステータ支持構造。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項において、前記ケースの周壁と接するケースブラケットの外周に、冷却媒体が通る冷媒通路を形成したことを特徴とする回転電機のステータ支持構造。
【請求項６】
請求項５において、前記冷媒通路をステータの軸線方向両端における磁極部の近くに配置したことを特徴とする回転電機のステータ支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２個のロータと、これらロータに共用する１個のステータとをケース内に収納して具えた回転電機内におけるステータの支持構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回転電機としては例えば、ステータに複合電流を給電して２個のロータを駆動し、該複合電流を制御することにより両ロータからの出力回転を個別に制御し得るようにした多層モータが、特開２０００−１４０８６号公報などにより知られている。
【０００３】
ところで従来は上記の文献に記載のごとく、ステータおよび２個のロータを全て筒型に構成し、ステータの内外周に２個のロータを配置した径方向３層構造にするのが普通であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこの場合、２個のロータのうち外周ロータからの回転を取り出すため、ステータの軸線方向一端を横切るよう径方向内方に延在する出力回転取り出し部材が必要であり、しかもこの部材が外周ロータと共に回転するものであることから、当該軸線方向一端においてステータをケースに支持することができない。
従って、ロータを反対側の軸線方向端部において片持ち梁型式でケースに支持するしかなく、ステータの支持剛性を確保するのに複雑な構成が必要となり、コスト的に不利になりやすかった。
【０００５】
また上記のステータ支持構造は、ステータの冷却構造についてもこれを複雑にする原因となり、この点でもコスト上の不利益を招くとともに冷却効率の点でも不利となる。
更に、ステータの収納空間がロータ、とりわけ外周ロータの直径により決まってしまい、ステータを大きくすることができないという問題も生ずる。
【０００６】
本発明は、２個のロータをステータに対して径方向に積層する代わりに軸線方向の両側に配置する構成を採用し、これによりステータをケースの端壁ではなく周壁に支持し得るようにすることで上記の問題を解消することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的のため請求項１に記載の発明による回転電機のステータ支持構造は、
２個のロータと、これらロータに共用する１個のステータとをケース内に収納して具えた回転電機において、
前記ステータを筒型とし、前記２個のロータを円盤状として該ステータの軸線方向両側に配置し、
前記ステータは必要個数のエレメントを共通なステータブラケットに組み付けたステータ組み立て体として構成したものである。
【０００８】
そして、各ステータエレメントの軸線方向両端における磁極部を前記ステータブラケットの軸線方向両側のケースブラケットに嵌合してステータの径方向位置決めを行い、
前記ケースの周壁に接してケース内に設けたケースブラケットを介しステータをケースに支持し、ケースブラケットとステータブラケットとの衝接によりステータの軸線方向位置決めを行ったことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明による回転電機のステータ支持構造は、請求項１に記載の発明における構成を以下のごとくに進展させる。
各ステータエレメントをステータブラケットの外周側から径方向内方へ嵌め込んで取り付けるようステータブラケットを形成し、この嵌め込み時にステータエレメントがステータブラケットに対し軸線方向に位置決めされるようにする段差部をステータエレメントに設ける。
【００１０】
請求項３に記載の発明による回転電機のステータ支持構造は、請求項１または２に記載の発明における構成を以下のごとくに進展させる。
ステータブラケットの内周をケースブラケットに嵌合し、この嵌合部でもステータの径方向位置決めを行うよう構成する。
【００１１】
請求項４に記載の発明における回転電機のステータ支持構造は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明における構成を以下のごとくに進展させる。
ケースブラケットを軸直角な面で分割した２個のケースブラケット部分により構成し、これらケースブラケット部分間に前記ステータを挟んでケース内に収納する時、ステータエレメントの軸線方向両端における磁極部がケースブラケット部分に嵌合されると共にステータブラケットがケースブラケット部分に対し軸線方向に衝接した状態にされるよう構成する。
【００１２】
請求項５に記載の発明における回転電機のステータ支持構造は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、
前記ケースの周壁と接するケースブラケットの外周に、冷却媒体が通る冷媒通路を形成する。
【００１３】
請求項６に記載の発明における回転電機のステータ支持構造は、請求項５に記載の発明において、
前記冷媒通路をステータエレメントの軸線方向両端における磁極部の近くに配置する。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明においては、ケース内にあって回転電機を構成する２個のロータと、これらロータに共用する１個のステータのうち、ステータを筒型とし、２個のロータを円盤状としてステータの軸線方向両側に配置する。
そしてステータの支持に当たっては、ケースの周壁に接してケース内に設けたケースブラケットを介しステータをケースに支持する。
【００１５】
かかる請求項１の発明によれば、２個のロータをステータに対して径方向に積層するのでなく軸線方向の両側に配置し、また、ステータをケースの端壁ではなく周壁に支持することから、
従来のようにステータをケース端壁に対し片持ち梁型式に支持せざるを得なかった構成よりも、一層簡単な構成でステータの支持剛性を所定通りに確保することができ、コスト上大いに有利である。
【００１６】
また請求項１の発明によるステータ支持構造は、冷却媒体のステータへのアクセスが容易となり、ステータの冷却構造についてもこれを簡単なものとしてコスト上の不利益をなくし得ると共に、冷却効率の向上も期待することができる。
更に請求項１の発明によれば、ステータの収納空間がロータの大きさに左右されることがなくて、ステータを自由に大きくすることができる。
【００１７】
さらに請求項１に記載の発明によれば、必要個数のステータエレメントを共通なステータブラケットに組み付けたステータ組み立て体としてステータを構成するから、ステータエレメントが多数であってもこれらを１ユニットに予備組み立てし得てステータの組み立て作業性を向上させることができ、
また各ステータエレメントの軸線方向両端における磁極部をケースブラケットに嵌合してステータの径方向位置決めを行い、ケースブラケットとステータブラケットとの衝接によりステータの軸線方向位置決めを行うため、
各ステータエレメントの両端磁極部を直接的に径方向に位置決めすることとなって当該磁極部の要求通りの径方向位置決め精度を確保することができると共に、多数のステータエレメントがあってもこれらをひとまとめにして軸線方向へ簡単且つ安価に位置決めすることができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、各ステータエレメントをステータブラケットの外周側から径方向内方へ嵌め込んで取り付けるようステータブラケットを形成し、この嵌め込み時にステータエレメントがステータブラケットに対し軸線方向に位置決めされるようにする段差部をステータエレメントに設けたから、
ステータエレメントの予備組み立て作業が簡単になると共に、ステータエレメントが反力により軸線方向へ変位する弊害を確実に防止することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、ステータブラケットの内周をケースブラケットに嵌合し、この嵌合部でもステータの径方向位置決めを行うため、ステータの径方向における支持剛性が向上して有利である。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、軸直角面で分割した２個のケースブラケット部分間にステータを挟んでケース内に収納する時、ステータエレメントの軸線方向両端における磁極部がケースブラケット部分に嵌合されると共にステータブラケットがケースブラケット部分に対し軸線方向に衝接した状態にされるよう構成したため、
必要個数のステータエレメントを上記したようにステータ組み立て体としてケース内に組み付ける場合でも、該ステータ組み立て体の組み付け作業性が悪化することがない。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、ケースの周壁と接するケースブラケットの外周に、冷却媒体が通る冷媒通路を形成するから、
簡単な構成で回転電機の冷却を行うことができると共に、該通路への冷媒の供給を、例えばケースの周壁に設けた透孔を経て容易に行うことができ、冷媒供給回路も簡単なものとなる。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、上記の冷媒通路をステータの軸線方向両端における磁極部の近くに配置したから、熱の集まりやすい当該磁極部の冷却を確実に行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態になるステータ支持構造を具えた回転電機を縦断として示す。
この回転電機は、ケース本体１と、その開口端を塞ぐ端蓋２とよりなるケース３を具え、このケース内にステータ４と、第１ロータ５と、第２ロータ６とを以下のように組み込んで構成する。
【００２４】
先ずステータ４を説明するに、これは環状のステータブラケット７を具える。このステータブラケット７は、内周壁７ａとその両端から径方向外方へ延在するフランジ７ｂを有した断面Ｕ字状の環状体で構成し、フランジ７ｂの外周に図２〜図４のごとく、必要個数のステータエレメント８を挿入するための切り欠き７ｃを形成する。
【００２５】
ステータエレメント８は、ステータブラケット７の径方向に積層した強磁性板よりなるコア９と、これに巻装したコイル１０とで構成し、当該ステータエレメント８をステータブラケット７の外周側より切り欠き７ｃ内に向かうよう径方向内方へ挿入してステータ組み立て体となし、これにより筒型のステータ４を構成する。
上記の挿入時にコア９、従ってステータエレメント８が、ステータブラケット７に対して軸線方向に位置決めされて同方向へ変位することのないようにするため、コア９を構成する各強磁性板に図４に明示するごとく切り欠き７ｃの側縁に係合する段差部９ａを形成する。
【００２６】
上記の構成になるステータ４は図１に示すごとく、ケース本体１の周壁１ａに接してケース３内に設けたケースブラケット１１を介しケース３内に支持する。ケースブラケット１１は、軸直角面で分割した２個のケースブラケット部分１２，１３により構成し、これらｃ、これらで構成されるケースブラケット１１が軸線方向にも固定されるよう該ケースブラケットの軸線方向長さを決定する。
【００２７】
上記の収納に際しては、ケースブラケット部分１２，１３間にステータ４を挟んで当該ステータ４の取り付けを行うこととし、この時、ステータブラケット７の両側フランジ７ｂがケースブラケット部分１２，１３の対向面に衝接してステータ４の軸線方向位置決めが行われると共に、ステータエレメント８の軸線方向両端における磁極部８ａがケースブラケット部分１２，１３の開口１２ａ，１３ａに嵌合してステータ４の径方向位置決めがなされるようにする。
【００２８】
これがためケースブラケット部分１２，１３には、ステータエレメント８の磁極部８ａが嵌合するための開口１２ａ，１３ａを、ケースブラケット部分１３について図５および図６に示したごとく円周方向等間隔に配置して形成し、ケースブラケット部分１２，１３には更に、ステータブラケット７の内周部７ａが嵌合する環状段部１２ｂ、１３ｂを形成し、ここにおける嵌合部によってもステ４を径方向に支持する。
【００２９】
ケース本体１の周壁１ａと接するケースブラケット部分１２，１３の外周に、冷却媒体が通る環状の冷媒通路１２ｃ、１３ｃを形成し、これら通路１２ｃ、１３ｃをステータエレメント８の軸線方向両端における磁極部８ａの近くに配置すると共に、磁極部８ａとの間で所定の熱交換を行い得るよう接近させるべく、強度上の問題が生じない範囲でできるだけ深く形成する。
冷媒通路１２ｃ、１３ｃに対する冷却媒体の流入は、ケース本体１の周壁１ａに形成した入口孔１ｂから矢で示すように行い、冷却媒体の流出は、ケース本体１の周壁１ａに形成した出口孔１ｃから矢で示すように行うこととする。
【００３０】
第１ロータ５および第２ロータ６はそれぞれ同様な構成の円盤状とし、上記のごとく筒型に形成したステータ４の軸線方向両側に配置して、これら３者を軸線方向に積層する。
【００３１】
図７は、第２ロータ６を分解して示すもので、磁石ホルダー１４を具え、その開口１４ａ内に磁石１５を嵌合した状態でこれらをロータ本体１６の環状凹所１６ａ内に嵌め合わせる。
この状態で、ロータ本体１６から遠い磁石ホルダー１４の側に蓋板１７をあてがい、ボルト１８により磁石ホルダー１４、ロータ本体１６および蓋板１７を合体させることで、磁石１５を円周方向等間隔に配置して具えた第２ロータ６を構成する。
【００３２】
第１ロータ５も第２ロータ６と同様のものとし、磁石ホルダー１９と、磁石２０と、ロータ本体２１と、蓋板２２と、ボルト２３とで構成する。
ただし第１ロータ５は、ロータ本体２１を第１出力軸２４に一体成形し、この第１出力軸２４を軸受２５によりケース本体１に回転自在に支持すると共に、軸受２６によりケースブラケット部分１３を介してケース本体１に回転自在に支持する。
そして第１出力軸２４をケース端蓋２に貫通させて外部に突出させ、これから第１ロータ５の回転を取り出し得るようになす。
【００３３】
第２ロータ６は、ロータ本体１６の内周ボス部１６ａを軸受２７でケース端蓋２に回転自在に支持すると共に、軸受２８によりケースブラケット部分１３を介してケース本体１に回転自在に支持する。
そしてロータ本体１６の内周ボス部１６ａには内周スプライン１６ｂを形成し、外部からケース端蓋２に貫通させて挿入した第２出力軸（図示せず）を当該内周スプライン１６ｂに回転係合させることで、第２ロータ６の回転を内周ボス部１６ａ（第２出力軸）から取り出し得るようになす。
【００３４】
上記実施の形態になるステータ支持構造を具えた回転電機の作用を次に説明する。
図１に示すごとくケース本体１およびケースブラケット１２に貫通して形成した整列孔２９におけるリード線（図示せず）からコイル１０に複合電流を給電すると第１および第２ロータ５，６が駆動され、複合電流を制御することにより両ロータ５，６から第１軸２４および内周ボス部１６ａ（第２出力軸）への出力回転を個別に制御することができる。
【００３５】
ところで本実施の形態においては、ケース３内にあって回転電機を構成する２個のロータ５，６と、これらロータ５，６に共用する１個のステータ４のうち、ステータ４を筒型とし、２個のロータ５，６を円盤状としてステータ４の軸線方向両側に配置する他、
ステータ４の支持に当たっては、ケース周壁１ａに接してケース内に設けたケースブラケット１１（１２，１３）を介しステータ４をケース３に支持することから、
従来のようにステータをケース端壁に対し片持ち梁型式に支持する必要がなくてケース周壁に支持し得ることとなり、従来よりも簡単な構成でステータ４の支持剛性を所定通りに確保することができ、コスト上大いに有利である。
【００３６】
また、ケース周壁１ａと接するケースブラケット１１（１２，１３）の外周に、冷却媒体が通る冷媒通路１２ｃ、１３ｃを形成するなどの簡単な構成で回転電機の冷却を行うことができると共に、該通路１２ｃ、１３ｃへの冷媒の供給をケース周壁１ａに設けた透孔１ｂを経て容易に行うことができ、冷媒供給回路も簡単なものとなる。
従って、ステータ４の冷却構造についてもこれを簡単なものとしてコスト上の不利益をなくし得ると共に、冷却効率の向上も期待することができる。
【００３７】
更に本実施の形態によれば、ステータ４の軸線方向両側にロータ５，６を配置するために、ステータ４の収納空間がロータ５，６の大きさに左右されることがなくて、ステータ４を自由に大きくすることができる。
【００３８】
しかも本実施の形態によれば、必要個数のステータエレメント８を共通なステータブラケット７に組み付けたステータ組み立て体としてステータ４を構成するから、ステータエレメント８が多数であってもこれらを１ユニットに予備組み立てし得てステータ４の組み立て作業性を向上させることができ、
また各ステータエレメント８の軸線方向両端における磁極部８ａをケースブラケット１１（１２，１３）に嵌合してステータ４の径方向位置決めを行い、ケースブラケット１１（１２，１３）とステータブラケット７との衝接によりステータ４の軸線方向位置決めを行うため、
各ステータエレメント８の両端磁極部８ａを直接的に径方向に位置決めすることとなって当該磁極部８ａの要求通りの径方向位置決め精度を確保することができると共に、多数のステータエレメント８があってもこれらをひとまとめにして軸線方向へ簡単且つ安価に位置決めすることができる。
【００３９】
また、各ステータエレメント８をステータブラケット７の外周側から径方向内方へ嵌め込んで取り付けるようステータブラケット７を図２〜図４のごとくに形成し、この嵌め込み時にステータエレメント８がステータブラケット７に対し軸線方向に位置決めされるようにする段差部９ａ（図４参照）をステータエレメント８に設けたから、
ステータエレメント８の予備組み立て作業が簡単になると共に、ステータエレメント８が反力により軸線方向へ変位する弊害を確実に防止することができる。
【００４０】
さらに、ステータブラケット７の内周７ａをケースブラケット１１（１２，１３）の段部１２ｂ、１３ｂに嵌合し、この嵌合部でもステータ４の径方向位置決めを行うため、ステータ４の径方向における支持剛性が向上して有利である。
【００４１】
さらに加えて、ケースブラケット１１を軸直角面で分割した２個のケースブラケット部分１２，１３で構成し、これらケースブラケット部分１２，１３間にステータ４を挟んでケース３内に収納する時、ステータエレメント８の両端磁極部８ａがケースブラケット部分１２，１３に嵌合されると共にステータブラケット７がケースブラケット部分１２１，１３に対し軸線方向に衝接した状態にされるよう構成したため、
必要個数のステータエレメント８を上記したようにステータ組み立て体としてケース３内に組み付ける場合でも、このステータ組み立て体の組み付け作業性が悪化することがない。
【００４２】
なお、ケース周壁１ａと接するケースブラケット１１の外周に設ける媒通路１２ｃ、１３ｃを、ステータエレメント８の両端磁極部８ａの近くに配置し、これにできるだけ接近するような深さとしたから、熱の集まりやすい当該磁極部８ａの冷却を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態になるステータ支持構造を具えた回転電機の縦断側面図である。
【図２】  同回転電機内におけるステータを、軸線方向に見て示す正面図である。
【図３】  同ステータを図２のIII-III線上で断面とし、矢の方向に見て示す縦断側面図である。
【図４】  同ステータを図３の上方から見て、その一部分のみを示す要部平面図である。
【図５】  同回転電機内におけるケースブラケット部分を示す縦断側面図である。
【図６】  同ケースブラケット部分を、軸線方向に見て示す正面図である。
【図７】  同回転電機内におけるロータを分解して示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１  ケース本体
２  ケース端蓋
３  ケース
４  ステータ
５  第１ロータ
６  第２ロータ
７  ステータブラケット
7a  同内周壁
7b  同フランジ
7c  同切り欠き
８  ステータエレメント
8a  磁極部
９  コア
9a  段差部
10  コイル
11  ケースブラケット
12  ケースブラケット部分
12c  冷媒通路
13  ケースブラケット部分
13c  冷媒通路
14  磁石ホルダー
15  磁石
16  ロータ本体
17  蓋板
18  ボルト
19  磁石ホルダー
20  磁石
21  ロータ本体
22  蓋板
23  ボルト
24  第１出力軸
29  リード線挿通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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