(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両へ搭載する際に要する煩雑な手間や費用を削減すると共に、薄型化により搭載性を向上させ、軽量化する。【解決手段】変速機に接続されたドライブプレート１５の内周部１５ｃには、回転子１１の各スロット２２，…，２２に臨んで連通すると共に各ロータ導体２３，…，２３を挿通させる複数の挿通孔４１，…，４１を設け、ロータ鉄心２１の一方の側面２１Ｂとエンドリング２４とによって両側から挟み込むように配置した。回転子１１のスロット２２およびドライブプレート１５の内周部１５ｃの挿通孔４１に挿通されたロータ導体２３を鋳造によってエンドリング２４，２４と一体に成形し、回転子１１とドライブプレート１５とを固定した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円環板状の電磁鋼板が回転軸方向に積層されてなる略円筒状のロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の外周面上で周方向に所定間隔をおいた位置で径方向内方に向かう複数のスロットと、前記スロット内に設けられた導体バーと、鋳造加工により前記導体バーと一体に形成され、前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端面の外周部を両側から挟み込むようにして覆う略円環状のエンドリングとを備えた電動機の回転子であって、
前記電磁鋼板の表面上には複数のかしめ凸部およびかしめ凹部が形成され、積層される前記電磁鋼板間で互いの前記かしめ凸部が前記かしめ凹部に嵌合されて前記ロータ鉄心が形成され、
前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端に位置する前記電磁鋼板の前記かしめ凸部および前記かしめ凹部を、前記エンドリングにより覆われるエンドリング装着部に配置したことを特徴とする電動機の回転子。
【請求項２】
内燃機関と変速機との間に連結配置されるロータと、前記ロータの外周または内周に対向配置されるステータと、前記変速機に連結されて駆動力を伝達するドライブプレートとを備えたハイブリッド車両用電動機であって、
前記ロータは、略円筒状のロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の外周面上で周方向に所定間隔をおいた位置で径方向内方に向かう複数のスロットと、前記スロット内に設けられた導体バーと、鋳造加工により前記導体バーと一体に形成され、前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端面の外周部を両側から挟み込むようにして覆う略円環状のエンドリングとを備え、
前記ドライブプレートは、前記ロータ鉄心の一方の端面と前記エンドリングとの間に配置され、鋳造加工により前記エンドリングと一体に固定されたことを特徴とするハイブリッド車両用電動機。
【請求項３】
前記ドライブプレートは締結部材によって前記変速機に連結されており、前記導体バーを挿通させる複数の挿通孔を、前記締結部材の締結位置よりも内周側の位置に設けたことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両用電動機。
【請求項４】
前記ドライブプレートの表面に絶縁塗料が塗布されてなる絶縁皮膜を備えたことを特徴とする請求項２または請求項３の何れかに記載のハイブリッド車両用電動機。
【請求項５】
前記ロータ鉄心は略円環板状の電磁鋼板が回転軸方向に積層されてなり、
前記電磁鋼板の表面上には複数のかしめ凸部およびかしめ凹部が形成され、積層される前記電磁鋼板間で互いの前記かしめ凸部が前記かしめ凹部に嵌合されて前記ロータ鉄心が形成され、
前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端に位置する前記電磁鋼板の前記かしめ凸部および前記かしめ凹部を、前記エンドリングにより覆われるエンドリング装着部に配置したことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両用電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機の回転子およびハイブリッド車両用電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関と変速機との間に連結配置されたロータを備え、このロータが内燃機関のクランクシャフト、および、ドライブプレートを介して変速機に連結されたハイブリッド車両用電動機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このハイブリッド車両用電動機においては、例えば、ロータ内に圧入される連結用のシャフト等を備え、このシャフトの一方の端部がボルト締結等によって内燃機関のクランクシャフトに連結され、他方の端部がボルト締結等によってドライブプレートに連結されると共に、このシャフトの外径に対して所定の締め代を有するようにしてロータの内径が設定され、このシャフトがロータ内に圧入されて、締まりばめされた状態で固定されることによって、ロータが内燃機関と変速機とに挟み込まれるようにして連結されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３３２０１０号公報  （第４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなハイブリッド車両用電動機をハイブリッド車両へ搭載する際には、組み付けに要する部品点数を削減して組み付け作業に要する煩雑な手間や費用を削減することが望まれている。また、ハイブリッド車両用電動機を挟み込む内燃機関および変速機からなるパワープラントを薄型化して、ハイブリッド車両への搭載性を向上させると共に、軽量化させることが望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ハイブリッド車両へ搭載する際に要する煩雑な手間や費用を削減すると共に、薄型化により搭載性を向上させ、軽量化することが可能なハイブリッド車両用電動機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明の電動機の回転子は、略円環板状の電磁鋼板が回転軸方向に積層されてなる略円筒状のロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の外周面上で周方向に所定間隔をおいた位置で径方向内方に向かう複数のスロットと、前記スロット内に設けられた導体バーと、鋳造加工により前記導体バーと一体に形成され、前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端面の外周部を両側から挟み込むようにして覆う略円環状のエンドリングとを備えた電動機の回転子であって、前記電磁鋼板の表面上には複数のかしめ凸部（例えば、後述する実施の形態でのかしめ凸部５１）およびかしめ凹部（例えば、後述する実施の形態でのかしめ凹部５２）が形成され、積層される前記電磁鋼板間で互いの前記かしめ凸部が前記かしめ凹部に嵌合されて前記ロータ鉄心が形成され、前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端に位置する前記電磁鋼板の前記かしめ凸部および前記かしめ凹部を、前記エンドリングにより覆われるエンドリング装着部（例えば、後述する実施の形態でのエンドリング装着部２１Ｃ）に配置したことを特徴としている。
【０００６】
上記構成の電動機の回転子によれば、ロータ鉄心の回転軸方向の各端面をなす各電磁鋼板の表面上に形成されたかしめ凸部およびかしめ凹部を、各電磁鋼板の表面上のうち、各エンドリングにより覆われるエンドリング装着部に配置したことにより、例えばダイカスト等の鋳造方法によりエンドリングをロータ鉄心に装着し、導体バーと一体に成形する際に、各かしめ凸部およびかしめ凹部に嵌合する凹部および凸部がエンドリングに形成される。これにより、かしめ凸部はエンドリングに食い込み、かしめ凹部にはエンドリングが係合するよう突出する構造になるので、エンドリングをロータ鉄心に強固に固着することができエンドリングの飛散を防止することができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明のハイブリッド車両用電動機は、内燃機関と変速機との間に連結配置されるロータと、前記ロータの外周または内周に対向配置されるステータと、前記変速機に連結されて駆動力を伝達するドライブプレートとを備えたハイブリッド車両用電動機であって、前記ロータは、略円筒状のロータ鉄心（例えば、後述する実施の形態でのロータ鉄心２１）と、前記ロータ鉄心の外周面上で周方向に所定間隔をおいた位置で径方向内方に向かう複数のスロットと、前記スロット内に設けられた導体バー（例えば、後述する実施の形態でのロータ導体２３）と、鋳造加工により前記導体バーと一体に形成され、前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端面の外周部を両側から挟み込むようにして覆う略円環状のエンドリング（例えば、後述する実施の形態でのエンドリング２４）とを備え、前記ドライブプレートは、前記ロータ鉄心の一方の端面（例えば、後述する実施の形態での側面２１Ｂ）と前記エンドリングとの間に配置され、鋳造加工により前記エンドリングと一体に固定されたことを特徴としている。
【０００８】
上記構成のハイブリッド車両用電動機によれば、例えばロータ鉄心に回転軸方向に貫通する締結孔を設け、この締結孔に臨んで連通するドライブプレートの連通孔にボルトやリベット等を挿着してロータ鉄心とドライブプレートとを固定する場合等に比べて、専用の部材を備える必要無しにロータ鉄心とドライブプレートとを固定することができ、ハイブリッド車両用電動機を軽量化することができると共に、構成に要する費用を削減することができる。
しかも、例えば、ロータ鉄心に対し、エンドリングを避けるようにしてドライブプレートを固定する場合に比べて、ロータ鉄心の回転軸方向におけるドライブプレートの幅を低減することができ、ハイブリッド車両用電動機を薄型化することができる。
【０００９】
さらに、請求項３に記載の発明のハイブリッド車両用電動機は、前記ドライブプレートは締結部材（例えば、後述する実施の形態でのリベット３４）によって前記変速機に連結されており、前記導体バーを挿通させる複数の挿通孔（例えば、後述する実施の形態での挿通孔４１）を、前記締結部材の締結位置（例えば、後述する実施の形態での貫通孔１５ｄ）よりも内周側の位置に設けたことを特徴としている。
【００１０】
上記構成のハイブリッド車両用電動機によれば、ロータ鉄心のスロットおよびドライブプレートの挿通孔に挿通された導体バーが鋳造によってエンドリングと一体に成形されることで、ロータ鉄心とドライブプレートとを所望の強度で固定することができる。
【００１１】
さらに、請求項４に記載の発明のハイブリッド車両用電動機は、前記ドライブプレートの表面に絶縁塗料が塗布されてなる絶縁皮膜を備えたことを特徴としている。
【００１２】
上記構成のハイブリッド車両用電動機によれば、一体に成形された導体バーおよびエンドリングに発生する渦電流が、ドライブプレートを導通経路として回り込むことを抑制し、渦電流の導通経路が長くなることを防止することで、渦電流がジュール熱を発生することによるエネルギーの損失、すなわち渦電流損が増大することを防止することができる。
【００１３】
さらに、請求項５に記載の発明のハイブリッド車両用電動機では、前記ロータ鉄心は略円環板状の電磁鋼板が回転軸方向に積層されてなり、前記電磁鋼板の表面上には複数のかしめ凸部（例えば、後述する実施の形態でのかしめ凸部５１）およびかしめ凹部（例えば、後述する実施の形態でのかしめ凹部５２）が形成され、積層される前記電磁鋼板間で互いの前記かしめ凸部が前記かしめ凹部に嵌合されて前記ロータ鉄心が形成され、前記ロータ鉄心の回転軸方向の両端に位置する前記電磁鋼板の前記かしめ凸部および前記かしめ凹部を、前記エンドリングにより覆われるエンドリング装着部（例えば、後述する実施の形態でのエンドリング装着部２１Ｃ）に配置したことを特徴としている。
【００１４】
上記構成のハイブリッド車両用電動機によれば、ロータ鉄心の回転軸方向の各端面をなす各電磁鋼板の表面上に形成されたかしめ凸部およびかしめ凹部を、各電磁鋼板の表面上のうち、各エンドリングにより覆われるエンドリング装着部に配置したことにより、例えばダイカスト等の鋳造方法によりエンドリングをロータ鉄心に装着し、導体バーと一体に成形する際に、各かしめ凸部およびかしめ凹部に嵌合する凹部および凸部がエンドリングに形成される。これにより、例えば専用の部材等を備える必要無しに、ロータ鉄心の回転軸線と交差する平面内において電磁鋼板の位置ずれが生じることを防止することができ、例えば積層された複数の電磁鋼板がばらけてしまうことを確実に防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電動機の回転子およびハイブリッド車両用電動機の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態によるハイブリッド車両用電動機１０は、例えば図１に示すように、かご型の回転子１１と、この回転子１１の外周部に対向配置される略円筒形の固定子１２とを備えた誘導モータであって、回転子１１の内周部が内径保持部材１３を介して内燃機関（図示略）のクランクシャフト１４に連結され、回転子１１の回転軸方向における一端がドライブプレート１５を介して変速機（図示略）の入力軸１６に連結され、少なくとも内燃機関またはハイブリッド車両用電動機１０の何れか一方の駆動力が変速機を介して車両の駆動輪（図示略）に伝達されるようになっている。
また、車両の減速時に駆動輪側からハイブリッド車両用電動機１０に駆動力が伝達されると、ハイブリッド車両用電動機１０は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー（回生エネルギー）として回収する。さらに、内燃機関の出力がハイブリッド車両用電動機１０に伝達された場合にもハイブリッド車両用電動機１０は発電機として機能して発電エネルギーを発生する。
【００１６】
回転子１１は、後述するように珪素鋼板等の電磁鋼板２１ａが積層されてなる略円筒状のロータ鉄心２１と、例えば図２から図４に示すように、ロータ鉄心２１の外周面上において周方向に所定間隔をおいて配置され、径方向内方に向かう複数のスロット２２，…，２２と、各スロット２２，…，２２内に設けられたロータ導体２３，…，２３と、各ロータ導体２３，…，２３と一体に形成され、ロータ鉄心２１の外周部の両側面２１Ａ，２１Ｂを挟み込むようにして覆う略円環状のエンドリング２４，２４と、スロット２２とを備えて構成されている。
ロータ導体２３は、例えば絶縁層が設けられたスロット２２内に、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等の溶湯を圧し込んで成形するダイカスト等の鋳造方法により形成されたアルミ導体をなし、同等の導体材料からなるエンドリング２４，２４と一体に成形されている。
【００１７】
内径保持部材１３は、例えば図１に示すように、略円板状の底部１３ａおよび略円筒状の圧入部１３ｂからなる有底円筒状に形成され、クランクシャフト１４の外周面よりも大きな外径を有する底部１３ａがクランクシャフト１４の端面１４Ａに面接触させられ、クランクシャフト１３と底部１３ａとは、互いの回転軸線が同軸に配置された状態で複数の締結ボルト３１，…，３１によって固定されている。さらに、内径保持部材１３の略円筒状の圧入部１３ｂは、圧入部１３ｂの外周面が回転子１１の内周面に面接触するようにして回転子１１内に圧入されており、この圧入部１３ｂの外径に対して所定の締め代を有するようにして回転子１１の内径が設定されており、圧入部１３ｂが回転子１１の内周部によって締まりばめされた状態で固定されることによって、回転子１１とクランクシャフト１４とが連結されている。
【００１８】
また、変速機の入力軸１６の端面１６Ａには、入力軸１６の外周面よりも大きな外径を有する略円板状の入力軸端面板３２の一方の表面３２Ａが面接触させられ、入力軸１６と入力軸端面板３２とは、互いの回転軸線が同軸に配置された状態で複数の締結ボルト３３，…，３３によって固定されている。
ドライブプレート１５は、例えば、変速機の入力軸端面板３２に連結される外周部１５ａと、この外周部１５ａから屈曲部１５ｂを介して、回転軸線方向に内燃機関のクランクシャフト１４側に向かい突出する内周部１５ｃとを備える略多段円筒状に形成されている。
【００１９】
ここで、ドライブプレート１５の外周部１５ａの表面は入力軸端面板３２の外周部の他方の表面３２Ｂに面接触させられ、例えばドライブプレート１５の外周部１５ａおよび入力軸端面板３２の外周部を貫通する各貫通孔１５ｄ，３２ａに挿通されるリベット３４によって、ドライブプレート１５が入力軸端面板３２に固定されている。
そして、ドライブプレート１５の内周部１５ｃには、回転子１１の各スロット２２，…，２２に臨んで連通すると共に各ロータ導体２３，…，２３を挿通させる複数の挿通孔４１，…，４１が設けられ、ロータ鉄心２１の一方の側面２１Ｂとエンドリング２４とによって両側から挟み込まれるように配置されている。
すなわち、回転子１１のスロット２２およびドライブプレート１５の内周部１５ｃの挿通孔４１に挿通されたロータ導体２３が鋳造によってエンドリング２４，２４と一体に成形されることで、回転子１１とドライブプレート１５とが固定されている。
なお、ドライブプレート１５の表面、少なくともロータ導体２３およびエンドリング２４と接触する表面上には、絶縁塗料が塗布されてなる絶縁皮膜が設けられている。
【００２０】
そして、例えば図５に示すように、回転子１１のロータ鉄心２１は、珪素鋼板等の複数の電磁鋼板２１ａ，…，２１ａが積層されて構成され、各電磁鋼板２１ａの一方の表面上には複数のかしめ凸部５１，…，５１が設けられ、他方の表面上には複数のかしめ凹部５２，…，５２が設けられ、積層される電磁鋼板２１ａ，２１ａ間で互いのかしめ凸部５１がかしめ凹部５２に嵌合されている。
ここで、ロータ鉄心２１の両側面２１Ａ，２１Ｂをなす各電磁鋼板２１ａの表面上に設けられたかしめ凸部５１およびかしめ凹部５２は、各電磁鋼板２１ａの表面上のうち、各エンドリング２４により覆われるエンドリング装着部２１Ｃに配置されている。
【００２１】
例えば図５に示すように、ロータ鉄心２１の他方の側面２１Ａのエンドリング装着部２１Ｃに配置されたかしめ凹部５２には、エンドリング２４の表面上に形成されたエンドリングかしめ凸部２４ａが嵌合されている。
そして、例えばロータ鉄心２１の一方の側面２１Ｂのエンドリング装着部２１Ｃに配置されたかしめ凸部５１は、この側面２１Ｂに当接するドライブプレート１５の内周部１５ｃの一方の表面１５Ａに形成されたドライブプレートかしめ凹部１５ｆに嵌合され、さらに、ドライブプレート１５の内周部１５ｃの他方の表面１５Ｂに形成されたドライブプレートかしめ凸部１５ｇは、エンドリング２４の表面上に形成されたエンドリングかしめ凹部２４ｂに嵌合されている。
【００２２】
上述したように、本実施の形態によるハイブリッド車両用電動機１０によれば、例えばロータ鉄心２１に回転軸方向に貫通する締結孔を設け、この締結孔に臨んで連通するドライブプレート１５の連通孔にボルトやリベット等を挿着してロータ鉄心２１とドライブプレート１５とを固定する場合等に比べて、専用の部材を備える必要無しにロータ鉄心２１とドライブプレート１５とを固定することができ、ハイブリッド車両用電動機１０を軽量化することができると共に、構成に要する費用を削減することができる。
しかも、例えば、ロータ鉄心２１に対し、エンドリング２４を避けるようにしてドライブプレート１５を固定する場合に比べて、ロータ鉄心２１の回転軸方向におけるドライブプレート１５の幅を低減することができ、ハイブリッド車両用電動機１０を薄型化することができる。
さらに、本実施の形態による回転子１１によれば、ロータ鉄心２１の回転軸方向の各端面、つまり側面２１Ａ，２１Ｂとされる各電磁鋼板２１ａの表面上に形成されたかしめ凸部５１およびかしめ凹部５２を、各電磁鋼板２１ａの表面上のうち、各エンドリング２４により覆われるエンドリング装着部２１Ｃに配置したことにより、例えば専用の部材等を備える必要無しに、電磁鋼板２１ａの位置ずれが生じることを防止することができ、例えば積層された複数の電磁鋼板２１ａ，…，２１ａがばらけてしまうことを確実に防止することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明の電動機の回転子によれば、かしめ凸部はエンドリングに食い込み、かしめ凹部にはエンドリングが係合するよう突出する構造になるので、エンドリングをロータ鉄心に強固に固着することができエンドリングの飛散を防止することができ、例えば専用の部材等を備える必要無しに、ロータ鉄心の回転軸線と交差する平面内において電磁鋼板の位置ずれが生じることを防止することができ、例えば積層された複数の電磁鋼板がばらけてしまうことを確実に防止することができる。
【００２４】
また、請求項２に記載の発明のハイブリッド車両用電動機によれば、専用の部材を備える必要無しにロータ鉄心とドライブプレートとを固定することができ、ハイブリッド車両用電動機を軽量化することができると共に、構成に要する費用を削減することができる。しかも、例えばエンドリングを避けるようにしてドライブプレートをロータ鉄心に固定する場合に比べて、ロータ鉄心の回転軸方向におけるドライブプレートの幅を低減することができ、ハイブリッド車両用電動機を薄型化することができる。
さらに、請求項３に記載の発明のハイブリッド車両用電動機によれば、ロータ鉄心とドライブプレートとを所望の強度で固定することができる。
【００２５】
さらに、請求項４に記載の発明のハイブリッド車両用電動機によれば、一体に成形された導体バーおよびエンドリングに発生する渦電流が、ドライブプレートを導通経路として回り込むことを抑制し、渦電流の導通経路が長くなることを防止することで、渦電流がジュール熱を発生することによるエネルギーの損失、すなわち渦電流損が増大することを防止することができる。
さらに、請求項５に記載の発明のハイブリッド車両用電動機によれば、例えば専用の部材等を備える必要無しに、ロータ鉄心の回転軸線と交差する平面内において電磁鋼板の位置ずれが生じることを防止することができ、例えば積層された複数の電磁鋼板がばらけてしまうことを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両用電動機の回転軸線を含む断面図である。
【図２】図１に示すドライブプレートのＡ―Ａ線矢視図である。
【図３】図１に示す回転子およびドライブプレートを分解して示す斜視図である。
【図４】図１に示す回転子およびドライブプレートの斜視図である。
【図５】図１に示す回転子およびドライブプレートの周方向に直交する要部断面図である。
【符号の説明】
１０  ハイブリッド車両用電動機
１１  回転子
１５ｄ  貫通孔
２１  ロータ鉄心
２１Ｂ  一方の側面（一方の端面）
２１Ｃ  エンドリング装着部
２４  エンドリング
３４  リベット（締結部材）
４１  挿通孔
５１  かしめ凸部
５２  かしめ凹部
【図１】
2004208362.tif 000003
【図２】
2004208362.tif 000004
【図３】
2004208362.tif 000005
【図４】
2004208362.tif 000006
【図５】
2004208362.tif 000007