(57)【要約】【課題】ハウジングを形成する２つのケース部材間のシール性能を向上させると共に、製作容易、且つ優れた冷却性能を有する回転電機を提供する。【解決手段】回転電機１０のハウジング１６は、内部にウォータジャケット２０を有する。ハウジング１６のケース部材１４は、内周側ケース１８と外周側ケース１９とを有し、ウォータジャケット２０は内周側ケース１８の内周側円筒部２１及び内向フランジ部２２と、外周側ケース１９の外周側円筒部２５及び内向フランジ部２６との間に設けられる。内周側円筒部２１の一端側端部２１ｂと外周側円筒部２５の一端側端部２５ｂとの間は、硬化した液状ガスケット３０で封止され、内向フランジ部２２の内径側端部２２ａと内向フランジ部２６の内径側端部２６ａとの間は、Ｏリング３１により封止される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、
該ステータの内周側に配置されるロータと、
該ロータと一体回転するロータシャフトと、
前記ステータ及び前記ロータを収容し、内部にウォータジャケットを有するハウジングと、を備える回転電機であって、
前記ハウジングは、
有底円筒状のケース部材と、
該ケース部材の一端側の開口部を封止するカバー部材と、を有し、
前記ケース部材は、
内周側円筒部と、該内周側円筒部の他端側端部から径方向内側に延びる内向フランジ部と、を有する第１ケース部材と、
外周側円筒部と、前記外周側円筒部の他端側端部から径方向内側に延びる内向フランジ部と、を有する第２ケース部材と、を有し、
前記ウォータジャケットは、前記第１ケース部材の前記内周側円筒部及び前記内向フランジ部と、前記第２ケース部材の前記外周側円筒部及び前記内向フランジ部との間に設けられ、
前記第１ケース部材の前記内周側円筒部の一端側端部と前記第２ケース部材の前記外周側円筒部の一端側端部との間は、硬化した液状ガスケットで封止され、
前記第１ケース部材の前記内向フランジ部の内径側端部と前記第２ケース部材の前記内向フランジ部の内径側端部との間は、Ｏリングにより封止される、回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機であって、
前記第１ケース部材には、前記内周側円筒部の前記一端側端部に径方向外側に延びる外向フランジ部が設けられ、
前記第２ケース部材には、外周側円筒部の前記一端側端部に突当部が設けられ、
前記硬化した液状ガスケットは、前記第１ケース部材の前記外向フランジ部と前記第２ケース部材の前記突当部との間に配置される、回転電機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転電機であって、
前記ステータは、ステータコアと、該ステータコアに取り付けられるコイルと、を備え、
前記ハウジングには、底部に冷媒を貯留する冷媒貯留部が設けられ、
前記コイルの下方が、前記冷媒貯留部に浸漬している、回転電機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機であって、
前記第２ケース部材の前記内向フランジ部は、複数の歯車を有する動力伝達部に隣接するように配置される、回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機のステータは、ステータコアに巻線が巻回されて構成されている。ステータは、回転電機が作動する際に温度が上昇するため、一般的に冷媒により冷却される。水冷式の回転電機では、ステータコアの外周側に、ウォータジャケットを有するステータハウジングを設け、ウォータジャケットに冷却水を通して冷却している。従来、ステータハウジングのウォータジャケットは、中子を用いた鋳造により製作されていた。しかし、この製造方法によると、手間と時間がかかり、生産性及びコスト面で問題があった。
【０００３】
このため、ステータハウジングを２つの部品に分割し、組み合わせることでウォータジャケットを形成する案が提案されている。具体的には、図４に示すように、従来の回転電機１００は、ステータ１０１と、ロータシャフト１０２で支承されてステータ１０１の内周側で回転自在に配設されたロータ１０３と、ステータ１０１の外周側に配設されたステータハウジング１０４と、ステータハウジング１０４の左右側方に配設されてステータ１０１及びロータ１０３を収容する一対のカバー部材１０５と、を有する。ステータハウジング１０４は、両端に内向きフランジ部１０７を有する円筒状の外周側ハウジング１０６と、外周側ハウジング１０６の内向きフランジ部１０７に内嵌する円筒状の内周側ハウジング１０８と、備え、外周側ハウジング１０６と内周側ハウジング１０８との間の空間をウォータジャケット１０９としている。外周側ハウジング１０６及び内周側ハウジング１０８のシール面は、内周側ハウジング１０８の外径側両端部に装着したＯリング１１０によりシールしている。また、特許文献１には、円筒状のインナーケースをアウターケースに圧入して両者間にウォータジャケットを形成するようにした筒状ケースの製造方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２０８０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図４に示す形式のステータハウジング１０４では、ステータ１０１の外周側に配置されるため外周側ハウジング１０６及び内周側ハウジング１０８のシール面の直径が大きくなり、従ってＯリング１１０も大径となる。大径のＯリング１１０は、均一状態で内周側ハウジング１０８に装着することが難しく、偏りが発生する場合が多い。即ち、Ｏリング１１０が引き伸ばされて装着された側では、Ｏリング１１０の断面径が細くなり、引き伸ばされた側と反対側では、Ｏリング１１０の断面径が太くなって、シール性能の低下が懸念される。さらに、大径のＯリング１１０は製造し難く、生産上の課題があった。また、特許文献１に記載の筒状ケースの製造方法は、インナーケースをアウターケースに圧入してウォータジャケットを有する筒状ケースを形成しているが、インナーケースとアウターケース間のシールは、圧入に頼っており、長期間に亘るシール性能が懸念される。
【０００６】
本発明の目的は、ハウジングを形成する２つのケース部材間のシール性能を向上させると共にも、製作容易、且つ優れた冷却性能を有する回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
ステータ（例えば、後述の実施形態でのステータ１１）と、
該ステータの内周側に配置されるロータ（例えば、後述の実施形態でのロータ１３）と、
該ロータと一体回転するロータシャフト（例えば、後述の実施形態でのロータシャフト１２）と、
前記ステータ及び前記ロータを収容し、内部にウォータジャケット（例えば、後述の実施形態でのウォータジャケット２０）を有するハウジング（例えば、後述の実施形態でのハウジング１６）と、を備える回転電機（例えば、後述の実施形態での回転電機１０）であって、
前記ハウジングは、
有底円筒状のケース部材（例えば、後述の実施形態でのケース部材１４）と、
該ケース部材の一端側の開口部を封止するカバー部材（例えば、後述の実施形態でのカバー部材１５）と、を有し、
前記ケース部材は、
内周側円筒部（例えば、後述の実施形態での内周側円筒部２１）と、該内周側円筒部の他端側端部（例えば、後述の実施形態での他端側端部２１ａ）から径方向内側に延びる内向フランジ部（例えば、後述の実施形態での内向フランジ部２２）と、を有する第１ケース部材（例えば、後述の実施形態での内周側ケース１８）と、
外周側円筒部（例えば、後述の実施形態での外周側円筒部２５）と、前記外周側円筒部の他端側端部（例えば、後述の実施形態での他端側端部２５ａ）から径方向内側に延びる内向フランジ部（例えば、後述の実施形態での内向フランジ部２６）と、を有する第２ケース部材（例えば、後述の実施形態での外周側ケース１９）と、を有し、
前記ウォータジャケットは、前記第１ケース部材の前記内周側円筒部及び前記内向フランジ部と、前記第２ケース部材の前記外周側円筒部及び前記内向フランジ部との間に設けられ、
前記第１ケース部材の前記内周側円筒部の一端側端部（例えば、後述の実施形態での一端側端部２１ｂ）と前記第２ケース部材の前記外周側円筒部の一端側端部（例えば、後述の実施形態での一端側端部２５ｂ）との間は、硬化した液状ガスケット（例えば、後述の実施形態での硬化した液状ガスケット３０）で封止され、
前記第１ケース部材の前記内向フランジ部の内径側端部（例えば、後述の実施形態での内径側端部２２ａ）と前記第２ケース部材の前記内向フランジ部の内径側端部（例えば、後述の実施形態での内径側端部２６ａ）との間は、Ｏリング（例えば、後述の実施形態でのＯリング３１）により封止される。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記第１ケース部材には、前記内周側円筒部の前記一端側端部に径方向外側に延びる外向フランジ部（例えば、後述の実施形態での外向フランジ部２３）が設けられ、
前記第２ケース部材には、外周側円筒部の前記一端側端部に突当部（例えば、後述の実施形態での突当部２７）が設けられ、
前記硬化した液状ガスケットは、前記第１ケース部材の前記外向フランジ部と前記第２ケース部材の前記突当部との間に配置される。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、
前記ステータは、ステータコア（例えば、後述の実施形態でのステータコア１１ａ）と、該ステータコアに取り付けられるコイル（例えば、後述の実施形態でのコイル１１ｂ）と、を備え、
前記ハウジングには、底部に冷媒（例えば、後述の実施形態での冷媒Ｃ）を貯留する冷媒貯留部（例えば、後述の実施形態での冷媒貯留部１７）が設けられ、
前記コイルの下方が、前記冷媒貯留部に浸漬している。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、
前記第２ケース部材の前記内向フランジ部は、複数の歯車（例えば、後述の実施形態でのモータ歯車４４，第１歯車４５，第２歯車４６，第３歯車４７）を有する動力伝達部（例えば、後述の実施形態でのギヤ減速機構４０）に隣接するように配置される。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、ロータシャフトからの距離が遠い部分、即ち第１ケース部材の内周側円筒部の一端側端部と第２ケース部材の外周側円筒部の一端側端部との間は硬化した液状ガスケットで封止され、ロータシャフトからの距離が近い部分、即ち第１ケース部材の内向フランジ部の内径側端部と第２ケース部材の内向フランジ部の内径側端部との間はＯリングにより封止されるので、ウォータジャケットを容易に形成することができるとともに、Ｏリングの大径化を回避することでＯリングの変形を抑制できる。これにより、ウォータジャケットのシール性能を向上できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、硬化した液状ガスケットは、第１ケース部材の外向フランジ部と第２ケース部材の突当部との間に配置されるので、第１ケース部材と第２ケース部材とを軸方向から組み合わせることでウォータジャケットを容易に形成することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、コイルの下方が、ハウジングの底部に設けられた冷媒貯留部に浸漬することで、ウォータジャケットによりステータコアが外周側から冷却されるとともに、コイルも冷媒貯留部の冷媒により冷却される。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、第２ケース部材の内向フランジ部は、複数の歯車を有する動力伝達部に隣接するように配置されるので、ウォータジャケットによって動力伝達部を冷却することができ、歯車の焼き付きを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る一実施形態の回転電機の構成の概略を示す縦断面図である。
【図２】動力伝達部に隣接配置された回転電機の構成の概略を示す横断面図である。
【図３】図２に示す回転電機の縦断面図である。
【図４】従来の回転電機の構成の概略を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の回転電機の構成の概略を示す縦断面図である。図１に示すように、回転電機１０は、ステータ１１と、ロータシャフト１２で支承されてステータ１１の内周側で回転自在に配設されたロータ１３と、ステータ１１の外周側に配設された有底円筒状のケース部材１４と、ケース部材１４の一端側の開口部を封止するカバー部材１５と、を備える。ケース部材１４とカバー部材１５とで形成されたハウジング１６の底部には、冷媒Ｃを貯留する冷媒貯留部１７が設けられている。
【００１７】
ケース部材１４は、第１ケース部材である内周側ケース１８と、第２ケース部材である外周側ケース１９と、を軸方向から組み合わせることで形成され、内周側ケース１８と外周側ケース１９との間の空間にウォータジャケット２０が設けられている。
【００１８】
内周側ケース１８は、有底円筒状の部材であり、内周側円筒部２１と、該内周側円筒部２１の他端側端部２１ａから径方向内側に延びる内向フランジ部２２と、を備える。また、内周側円筒部２１の一端側端部２１ｂには径方向外側に延びる外向フランジ部２３が形成されている。さらに、内向フランジ部２２の内径側端部２２ａには、軸方向外側に突出する円環状突起部２４が形成されている。円環状突起部２４は、内周側ケース１８と外周側ケース１９とが組み合わされたとき、内周側ケース１８と外周側ケース１９との間にウォータジャケット２０となる空間を確保する。
【００１９】
外周側ケース１９は、有底円筒状の部材であり、内周側円筒部２１の外径より大きな内径を有する外周側円筒部２５と、外周側円筒部２５の他端側端部２５ａから径方向内側に延びる内向フランジ部２６と、を備える。また、外周側円筒部２５の一端側端部２５ｂには、突当部２７が設けられている。
【００２０】
そして、外周側ケース１９の外周側円筒部２５に内周側ケース１８が挿入され、外周側ケース１９の突当部２７が内周側ケース１８の外向フランジ部２３に突き当てられると共に、内周側ケース１８の円環状突起部２４と、外周側ケース１９の内向フランジ部２６とが当接して組み付けられる。これにより、内周側ケース１８と外周側ケース１９との間の空間にウォータジャケット２０が形成される。詳細には、内周側ケース１８の内周側円筒部２１及び内向フランジ部２２と、外周側ケース１９の外周側円筒部２５及び内向フランジ部２６との間に断面略Ｌ字形のウォータジャケット２０が形成される。
【００２１】
そして、内周側ケース１８の外向フランジ部２３と、外周側ケース１９の突当部２７との間の大径シール部は、硬化した液状ガスケット３０で封止される。また、内周側ケース１８の内向フランジ部２２の内径側端部２２ａ（円環状突起部２４）と、外周側ケース１９の内向フランジ部２６の内径側端部２６ａとの間の小径シール部は、Ｏリング３１により封止される。
【００２２】
ここで、液状ガスケット３０（ＦＩＰＧ：Formed  In  Place  Gasket）は、液状材料を塗布し、貼り合わせた後に硬化させて接着・シールするものであり、主にＲＴＶシリコーン系の材料が使用されており、シール部の直径の大きさに関係なく同等のシール性能を発揮する。
【００２３】
このように、大径のシール面は、液状ガスケット３０でシールし、比較的小径のシール面は、Ｏリング３１でシールすることにより、図４に示す従来の回転電機１００のように、大径のＯリング１１０の変形によるシール性能低下やＯリング１１０の生産上の問題を解消することができる。即ち、Ｏリング３１は、小径の汎用品を用いることが可能となり、コスト低減だけでなく、シール性能も保証される。
【００２４】
本実施形態の回転電機１０では、ウォータジャケット２０内を流れる冷媒Ｃによりステータ１１が外周側から冷却される。また、ケース部材１４とカバー部材１５とで形成されるハウジング１６の冷媒貯留部１７に貯留した冷却油などの冷媒Ｃにより、ステータ１１のコイル（図示せず）を直接冷却することができる。さらに、冷媒貯留部１７に貯留された冷媒Ｃは、内周側ケース１８の内向フランジ部２２に接触しているので、内向フランジ部２２，２６間のウォータジャケット２０内を流れる冷媒により冷却され、ステータ１１が効率よく冷却される。
【００２５】
なお、大径のシール面及び小径のシール面を共に液状ガスケット３０でシールすることも可能であるが、２か所に液状ガスケット３０を塗布するためには２工程を要し、液状ガスケット３０の塗布に時間がかかり、コストが嵩む虞がある。また、径方向位置の異なる２か所に液状ガスケット３０を塗布可能な専用設備を準備する必要が生じ、好ましくない。
【００２６】
図２及び図３は、本実施形態の回転電機に隣接させて動力伝達部を配置した模式図である。図２及び図３に示す動力伝達部は、複数のギヤからなるギヤ減速機構４０であり、それぞれ軸受４３で回転自在に支承された第１軸４１と第２軸４２とを備える。ロータシャフト１２に固定されたモータ歯車４４は、第１軸４１に配設された第１歯車４５と噛合し、第１軸４１に固定された第２歯車４６を回転させる。第２歯車４６は、第２軸４２に配設された第３歯車４７と噛合し、ロータシャフト１２の回転を減速して第２軸４２から出力する。
【００２７】
一般的に、ギヤ減速機構のギヤ焼き付きは、ギヤの噛み合い面圧（Ｐ）、噛み合い速度（Ｖ）、及び温度（Ｔ）の積（Ｐ×Ｖ×Ｔ）に比例して焼き付きが発生しやすいと言われており、噛み合い速度（Ｖ）が大きい、モータ歯車４４と第１歯車４５との噛み合い部（プライマリ噛み合い）で発生しやすい。
【００２８】
本実施形態の回転電機１０は、モータ歯車４４と第１歯車４５との噛み合い部が、外周側ケース１９の内向フランジ部２６に隣接配置されているので、該噛み合い部がウォータジャケット２０内を流れる冷媒Ｃにより冷却されて、焼き付きタフネスが向上する。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態に係る回転電機１０によれば、ステータ１１及びロータ１３を収容し、内部にウォータジャケット２０を有するハウジング１６は、有底円筒状のケース部材１４と、カバー部材１５と、で構成される。ケース部材１４は、内周側ケース１８と外周側ケース１９とが組み付けられて形成される。内周側ケース１８は、内周側円筒部２１と、該内周側円筒部２１の他端側端部２１ａから径方向内側に延びる内向フランジ部２２と、を有し、外周側ケース１９は、外周側円筒部２５と、該外周側円筒部２５の他端側端部２５ａから径方向内側に延びる内向フランジ部２６と、を有する。ウォータジャケット２０は、内周側ケース１８の内周側円筒部２１及び内向フランジ部２２と、外周側ケース１９の外周側円筒部２５及び内向フランジ部２６との間に設けられており、内周側ケース１８の内周側円筒部２１の一端側端部２１ｂと外周側ケース１９の外周側円筒部２５の一端側端部２５ｂとの間は、硬化した液状ガスケット３０で封止され、内周側ケース１８の内向フランジ部２２の内径側端部２２ａと外周側ケース１９の内向フランジ部２６の内径側端部２６ａとの間は、Ｏリング３１により封止される。これにより、ロータシャフト１２からの距離が遠いシール面は硬化した液状ガスケット３０で封止され、ロータシャフト１２からの距離が近いシール面はＯリング３１により封止されて、ウォータジャケット２０を容易に形成することができるとともに、Ｏリング３１の大径化を回避することでＯリング３１の変形を抑制できる。これにより、ウォータジャケット２０のシール性能が向上する。
【００３０】
また、内周側ケース１８には、内周側円筒部２１の一端側端部２１ｂに径方向外側に延びる外向フランジ部２３が設けられ、外周側ケース１９には、外周側円筒部２５の一端側端部２５ｂに突当部２７が設けられ、硬化した液状ガスケット３０は、内周側ケース１８の外向フランジ部２３と外周側ケース１９の突当部２７との間に配置されるので、内周側ケース１８と外周側ケース１９とを軸方向から組み合わせることでウォータジャケット２０を容易に形成することができる。
【００３１】
また、ステータ１１は、ステータコア１１ａと、該ステータコア１１ａに取り付けられるコイル１１ｂと、を備え、ハウジング１６には、底部に冷媒Ｃを貯留する冷媒貯留部１７が設けられ、コイルの下方が冷媒貯留部１７に浸漬しているので、ウォータジャケット２０によりステータコア１１ａが外周側から冷却されるとともに、コイル１１ｂも冷媒貯留部１７の冷媒Ｃにより冷却される。
【００３２】
また、外周側ケース１９の内向フランジ部２６は、複数の歯車を有するギヤ減速機構４０に隣接するように配置されるので、ウォータジャケット２０によってギヤ減速機構４０を冷却することができ、歯車の焼き付きを防止できる。
【００３３】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０    回転電機
１１    ステータ
１１ａ              ステータコア
１１ｂ              コイル
１２    ロータシャフト
１３    ロータ
１４    ケース部材
１５    カバー部材
１６    ハウジング
１７    冷媒貯留部
１８    内周側ケース（第１ケース部材）
１９    外周側ケース（第２ケース部材）
２０    ウォータジャケット
２１    内周側円筒部
２１ａ        他端側端部
２１ｂ        一端側端部
２２    内向フランジ部
２２ａ        内径側端部
２５    外周側円筒部
２５ａ        他端側端部
２５ｂ        一端側端部
２６    内向フランジ部
２６ａ        内径側端部
２３    外向フランジ部
２５    外周側円筒部
２７    突当部
３０    液状ガスケット
３１    Ｏリング
４０    ギヤ減速機構（動力伝達部）
４４    モータ歯車（歯車）
４５    第１歯車（歯車）
４６    第２歯車（歯車）
４７    第３歯車（歯車）
Ｃ      冷媒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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