(57)【要約】【課題】部品点数を大幅に増加させたり重量を大きく増大させたりすることなく良好な防音効果を得る。【解決手段】ハウジング１０と、左右方向に延びた軸部３１がハウジング１０に支承されて回転自在なロータ３０と、ロータ３０の外周部を取り囲むようにハウジング１０の内壁面に固定して設けられたステータ４０とを有し、ステータ４０の左右両側部に形成されたコイル巻線部４４，４５とハウジング１０の左右の内壁面との間の空間内に吸音材５１，５２が充填される。ハウジング１０は、ステータ４０の外周部を覆うセンターハウジング１１と、センターハウジング１１の左右両側部に接合されてステータ４０及びロータ３０の両側部を覆う左右のサイドハウジング１２，１３とからなり、左右のサイドハウジング１２，１３の内壁面に吸音材５１，５２を密着させる左右のスティフナプレート２１，２５がセンターハウジング１１及び左右のサイドハウジング１２，１３により挟持される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、左右方向に延びた軸部が前記ハウジングに支承されて回転自在なロータと、前記ロータの外周部を取り囲むように前記ハウジングの内壁面に固定して設けられたステータとを有して構成されたモータの防音構造であって、
前記ステータの左右両側部に形成されたコイル巻線部と前記ハウジングの左右の内壁面との間の空間内に吸音材が充填されたことを特徴とするモータの防音構造。
【請求項２】
前記ハウジングが、前記ステータの外周部を覆うセンターハウジングと、前記センターハウジングの左右両側部に接合されて前記ステータ及び前記ロータの両側部を覆う左右のサイドハウジングとを有して構成されており、前記左右のサイドハウジングの内壁面に前記吸音材を密着させる左右のプレート部材が前記センターハウジング及び前記左右のサイドハウジングにより挟持されたことを特徴とする請求項１記載のモータの防音構造。
【請求項３】
前記ステータより延びる電線を引き出すための開口が前記左右のプレート部材の少なくとも一方に設けられており、前記電線が引き出された状態の前記開口が前記吸音材により遮蔽されたことを特徴とする請求項２記載のモータの防音構造。
【請求項４】
前記電線の中間部が前記吸音材の内部を通って延びていることを特徴とする請求項３記載のモータの防音構造。
【請求項５】
前記コイル巻線部は絶縁材により覆われた状態で前記左右のプレート部材に接触していることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のモータの防音構造。
【請求項６】
前記モータが車両の走行駆動用に用いられ、前記車両の前進走行時に進行方向となる前記ハウジングの外表面に襞状部が形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のモータの防音構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車の走行駆動用等モータを始めとして種々の動力機械の動力源として用いられるモータの防音構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータ（電動機）、特に交流モータは種々の動力機械の動力源として用いられており、三相交流、単層交流などの違いはあるが、工場における工作機械や家庭の洗濯機・扇風機などの家電製品に多用されている。このようなモータは自動車の走行駆動用にも用いられており、排気ガスを排出しないクリーンな乗り物として知られる電気自動車の動力源となっている。
【０００３】
このような電気自動車の走行駆動用として用いられるモータは主として三相交流モータであり、ハウジング内にロータ（回転子）とステータ（固定子）とを有している。ロータの軸部はハウジングによりベアリングを介して回転自在に支承されており、ハウジングの外部に設けられたバッテリよりインバータを介してステータコイル（ステータに巻き付けられたコイル）に電気を供給して回転磁界を作ることによりロータを回転させる構成となっている。ロータと一体となって回転する軸部はトランスミッションの入力軸と連結されており、ディファレンシャル機構及びアクスルシャフトを介して回転動力が走行輪に伝達される。
【０００４】
ところで、このようなモータを動力機械の駆動用として用いられる場合、ステータコイルより発生した磁歪振動がハウジング及びハウジング内の空気中を伝播してハウジング外に放出され、不快な騒音の原因となることがある。このような問題の対策として従来、ハウジングの外周面を吸音材（インシュレータ）により覆う方法、或いはハウジング全体をゴム等の弾性体を介して支持する方法が知られている（例えば、下記の特許文献１，２参照）。これらの方法によれば、発生した振動のハウジング外への拡散が防止されるとともに振動発生の抑制（制振）を行うことができるので、騒音による害を効果的に抑えることが可能となる。また、ハウジングの剛性や肉厚を上げて防音及び制振を行う方法もあり、特に小型のモータに対しては大きな効果を得ることができる。
【０００５】
【特許文献１】
実公昭６３−５０７１８号公報
【特許文献２】
特開平１０−１４１６２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両の走行駆動用に用いられるような大型のモータに上記方法を適用しようとした場合には、下のような不都合な面が発生してしまう。先ず、ハウジングの外周面を吸音材により覆う方法では、モータが大型であればその外周部に取り付けられる吸音材が占めるスペースも大きくなるが、車両走行駆動用のように狭いボンネット空間内ではこのようなスペースを確保することは大変困難である。また、ハウジングにこの吸音材を固定するための部品も多数必要となり、部品点数が増加して製造及び取り付け工数が増大するほか、重量が大幅に増加してしまうという問題もある。更に、吸音材とハウジング外周面との間に水（例えば雨水）が溜まった場合には腐食が発生し易くなるため、点検及びメンテナンスを頻繁に行う必要が生じる。一方、ハウジングの剛性や肉厚を上げる方法では部品点数の増加はないが、ハウジングの大型化による締結部品のサイズアップや重量の大幅増加などの問題が生じてしまう。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、部品点数を大幅に増加させたり重量を大きく増大させたりすることなく良好な防音効果が得られる構成のモータの防音構造を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ハウジングと、左右方向に延びた軸部がハウジングに支承されて回転自在なロータと、ロータの外周部を取り囲むようにハウジングの内壁面に固定して設けられたステータとを有して構成されたモータの防音構造であって、ステータの左右両側部に形成されたコイル巻線部とハウジングの左右の内壁面との間の空間内に吸音材が充填される。このような構成によれば、ステータのコイル巻線部において発生した磁歪振動の伝達媒体となるハウジングに吸音材が密着して接触するとともに、これら吸音材が振動の根源であるコイル巻線部に近接して位置するため、大きな防音効果が得られる。しかも、吸音材がハウジングの外部に設けられた場合のようにモータの装置全体が大型化することがなく、部品点数の増加や重量の増大も少ないため、製造コストを安価にできる。更には、吸音材がハウジングの内部に設けられることから、吸音材がハウジングの外部に設けられた場合のように、吸音材とハウジングとの間に水が溜まるようなことがなく、点検及びメンテナンスも大変容易である。
【０００９】
また、本発明に係るモータの防音構造においては、ハウジングが、ステータの外周部を覆うセンターハウジングと、センターハウジングの左右両側部に接合されてステータ及びロータの両側部を覆う左右のサイドハウジングとを有して構成されており、左右のサイドハウジングの内壁面に吸音材を密着させる左右のプレート部材がセンターハウジング及び左右のサイドハウジングにより挟持されていることが好ましい。また、ステータより延びる電線を引き出すための開口が左右のプレート部材の少なくとも一方に設けられており、電線が引き出された状態の開口が吸音材により遮蔽されていることが好ましい。また、このとき電線の中間部が吸音材の内部を通って延びていることが好ましい。更に、コイル巻線部は絶縁材（電気的絶縁材）により覆われた状態で左右のプレート部材に接触していることが好ましい。また更に、このような防音構造においては、モータが車両の走行駆動用に用いられているときには、車両の前進走行時に進行方向となるハウジングの外表面に襞状部が形成されることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１に示すモータ１は電気自動車（図示せず。以下、車両と称する）の走行駆動用として使用されるものであり、車両を構成するシャシーフレーム上（ボンネット内）に固定される。このモータ１は上記シャシーフレーム上に複数のボルト（図示せず）により固定される中空のハウジング１０と、左右に延びた軸部３１がハウジング１０に支承されて回転自在なロータ（回転子）３０と、このロータ３０の外周部を取り囲むようにハウジング１０の内壁面に固定して設けられたステータ（固定子）４０とを有して構成される。
【００１１】
ハウジング１０はアルミニウム等の金属材料から鋳型成形により形成され、ステータ４０の外周部を覆うセンターハウジング１１と、このセンターハウジング１１の左右両側部に複数のボルト１４（図１には１本のみ示されている。図３も参照）により接合されてステータ４０及びロータ３０の軸方向両側方を覆う左右のサイドハウジング１２，１３とを有して構成されている。センターハウジング１１と左サイドハウジング１２との間には円盤状に形成された左側スティフナプレート２１の周辺部が挟持されており、センターハウジング１１と右サイドハウジング１３との間には同じく円盤状に形成された右側スティフナプレート２５の周辺部が挟持されている。これら左右のスティフナプレート２１，２５は、センターハウジング１１に左サイドハウジング１２及び右サイドハウジング１３を締結（ボルト締め）するときに一緒に締め付けられて固定される。
【００１２】
ロータ３０は軸部３１と、この軸部３１の外周部に設けられた円筒格子状のコア支持体３２と、コア支持体３２の外周部に取り付けられた強磁性体からなる中空円筒状のコア３３とからなる。軸部３１は、左サイドハウジング１２のほぼ中央に取り付けられた左ベアリング１５と、右サイドハウジング１３のほぼ中央に取り付けられた右ベアリング１６とにより両端が支持されてハウジング１０内を左右方向に延びて設けられている。軸部３１の左端にはボス３１ａが形成されており、ここには図示しないトランスミッション（このトランスミッションのケースは左サイドハウジング１２をその一部としている）の入力軸がスプライン嵌合により連結される。コア支持体３２の内周面は軸部３１の外周面とスプライン結合されており、これによりコア支持体３２とコア３３は、軸部３１と一体となって軸部３１を中心に回転することができる。また、軸部３１の右端には、軸部３１の（すなわちロータ３０の）回転数を検出するための回転数検出センサ３４が設けられている。
【００１３】
ステータ４０は円筒状に形成された基部４１と、この基部４１の内周面より内方に突出して延びた複数のコイル支持突起４２を有して構成されており、基部４１の外周面をセンターハウジング１１の内周面に接触させるようにしてセンターハウジング１１の内部に固定されている。複数のコイル支持突起４２は基部４１の内周面上において等角度ずつ離間して設けられており、各コイル支持突起４２には導線が幾重にも巻きつけられてコイル４３を形成している。各コイル支持突起４２の内周側端部はコア３３の外周面と所定間隔をおいて対向して位置しており、コア３３が各コイル４３と非接触の状態で軸部３１まわりに回転できるようになっている。
【００１４】
ステータ４０の左右両側部には上記コイル支持突起４２に巻き付けられてコイル４３を形成する導線の束であるコイル巻線部４４，４５が突出して位置している。これら左右のコイル巻線部４４，４５は絶縁紙や樹脂等の絶縁材（電気的絶縁材）５３，５４により外周が覆われており、この絶縁材５３，５４を介してスティフナプレート２１，２５に当接接触している。
【００１５】
ステータ４０の左右両側部に形成されたコイル巻線部４４，４５とハウジング１０の左右の内壁面との間の空間内には、発泡ゴム材やスポンジ等からなる吸音材５１，５２が充填される。具体的には、左側スティフナプレート２１と左サイドハウジング１２との間の空間内及び右側スティフナプレート２５と右サイドハウジング１３との間の空間内に吸音材５１，５２が充填されており、左右のスティフナプレート２１，２５により吸音材５１，５２が左右のサイドハウジング１２，１３の内壁面に押し付けられた状態となっている。
【００１６】
ステータ４０の各コイル４３からは通電用の電線（三相線）４６が延びており、この電線４６を引き出すための開口２２が左側スティフナプレート２１に形成されている。電線４６は更に、左側スティフナプレート２１により左サイドハウジング１２の内壁面に押し付けられている吸音材５１の内部を通って延びており、中間部が吸音材５１により保持された状態となっている。なお、このように電線４６を吸音材５１の内部を通って延ばす方法としては、吸音材５１に小径の穴を設けてこの穴に電線４６を通すようにしてもよいし、吸音材５１に設けた切り込みに電線４６を挟み込ませるようにしてもよい。
【００１７】
左サイドハウジング１２の上部には電線ターミナル６２が螺子６１により固定されており、電線４６はこの電線ターミナル６２に接続されている。左サイドハウジング１２の上部には作業用開口１２ａが設けられており、左サイドハウジング１２への電線ターミナル６２の取り付け及び電線ターミナル６２への電線４６の取り付け作業はこの作業用開口１２ａを介して行われるようになっている。また、この作業用開口１２ａには、雨水等の浸入を防止するための蓋部材１７が螺子１８により着脱自在に取り付けられている。
【００１８】
センターハウジング１１の外周面にはウォータージャケット７１が取り付けられており、更にこのウォータージャケット７１は、センターハウジング１１の外周面に取り付けられたウォータージャケットカバー１９によりカバーされている。ウォータージャケットカバー１９の上部に形成された通路１９ａ及びセンターハウジング１１の下部に取り付けられた円筒状の金具７２の内部に形成された通路７２ａはそれぞれウォータージャケット７１の内部と連通しており、これら両通路１９ａ，７２ａより供給排出する水をウォータージャケット７１内で還流させることにより、モータ１の稼動により発生した熱をハウジング１０の外部に放出することができるようになっている。
【００１９】
このような構成を有するモータ１においては、ステータ４０のコイル巻線部４４，４５において発生した磁歪振動の伝達媒体となるハウジング１０に吸音材５１，５２が密着して接触するとともに、これら吸音材５１，５２が振動の根源であるコイル巻線部４４，４５に近接して位置するため、大きな防音効果が得られる。しかも、吸音材がハウジング１０の外部に設けられた場合のようにモータ１の装置全体が大型化することがなく、部品点数の増加や重量の増大も少ないため、製造コストを安価にできる。更には、吸音材５１，５２がハウジング１０の内部に設けられることから、吸音材がハウジング１０の外部に設けられた場合のように、吸音材５１，５２とハウジング１０との間に水が溜まるようなことがなく、点検及びメンテナンスも大変容易である。
【００２０】
また、このモータ１では、ハウジング１０が３つのハウジング部材、すなわちステータ４０の外周部を覆うセンターハウジング１１と、センターハウジング１１の左右両側部に接合されてステータ４０及びロータ３０の両側部を覆う左右のサイドハウジング１２，１３とを有して構成されており、これら３つのハウジング部材をボルト締めするときにスティフナプレート２１，２５を一緒に締め付けるだけで容易に吸音材５１，５２を左右のサイドハウジング１２，１３の押し付けるための部材（プレート部材）を取り付けることができる。また、このようにプレート部材をセンターハウジング１１と左右のサイドハウジング１２，１３との間に挟み込む構成であるため、ハウジング１０全体の強度及び剛性が向上する。そして、このようなハウジング１０全体の剛性の向上により、ステータ４０のコイル巻線部４４，４５より発生した磁歪振動に起因してハウジング１０全体が大きな変形をしつつ振動する事態を防止することができるので、騒音の拡大と、振動に起因するハウジング１０の疲労破壊を未然に防止することができる。
【００２１】
更にこのモータ１では、上述したように、ステータ４０より延びる電線４６を引き出すための開口２２が左側スティフナプレート２１に設けられているが、この開口２２は電線４６が引き出された状態で吸音材５１により遮蔽されているので、コイル巻線部４４，４５において発生した振動がこの開口２２より放出されて騒音が拡散するのが防止される。また、上述したように、電線４６の中間部は吸音材５１の内部を通って延びているので、電線４６が吸音材５１により保持されずにハウジング１０内にぶら下がっている場合に起こり得る、電線４６の共振による振動の増幅が防止される。
【００２２】
また、上記開口２２より引き出した電線４６を電線ターミナル６２へ取り付ける作業、及びこの電線ターミナル６２を螺子６１により左サイドハウジング１２に取り付ける作業は、前述のように左サイドハウジング１２に設けられた作業用開口１２ａより行われるが、このモータ１では上記開口２２が吸音材５１により遮蔽されており、更に吸音材５１が図１及び図２に示すように左側スティフナプレート２１と左サイドハウジング１２との間の空間を埋めているため、電線ターミナル６２を左サイドハウジング１２に取り付ける作業を行っているときに万一螺子６１を落下させてしまったとしても、この螺子６１は吸音材５１の上に落ちるのみでハウジング１０の内部にまで転がり落ちてしまうことがない。これにより作業性を向上させることができ、製造コストの低減に資することができる。また、左側スティフナプレート２１と左サイドハウジング１２との間の空間が吸音材５１により埋められているので、この空間内の空気が振動することによる騒音の増幅が防止される。
【００２３】
ここで、左右のサイドハウジング１２，１３の内壁面に押し付けられる吸音材５１，５２の材料は、前述したような発泡ゴム材やスポンジ等のほか、吸音性（遮音性）を有するものであれば特に限定されないが、防音（制振）対象となる周波数、特にステータ４０のコイル巻線部４４，４５より発生する振動の周波数と共振しないようにその大きさ及び形状等を勘案して材料を選択する必要がある。
【００２４】
また、このモータ１では、ハウジング１０内に吸音材５１，５２が充填されることからハウジング１０内の保温性が高まり、効率よく放熱する必要がでてくる。しかし、本モータ１では、上述のように、ステータ４０の左右両側部に位置するコイル巻線部４４，４５が絶縁材５３，５４により覆われた状態で左右のスティフナプレート２１，２５に密着しているので、コイル巻線部４４，４５とスティフナプレート２１，２５との間の電気絶縁性が確保された状態で、コイル巻線部４４，４５において発生した熱は、図２に示すような経路でハウジング１０の外部空気中に放出される。すなわち、コイル巻線部４４，４５において発生した熱は、ハウジング１０の内部空気中に放出されることなく、スティフナプレート２１，２５及びハウジング１０経由で外部に放出される。これにより、ステータ４０の中央部のようにウォータージャケット７１の近傍に位置していないコイル巻線部４４，４５を効率よく冷却することができる。また、図３に示すように本モータ１では、車両の前進走行時に進行方向となるハウジング１０の外表面に多数の襞状部８１が形成されたフィン８０が設けられており、走行風が当たる上記フィン８０を介して左右のコイル巻線部４４，４５において発生した熱が放出されるので、左右のコイル巻線部４４，４５の冷却効果は極めて高いものとなる。
【００２５】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態において示したものに限定されない。例えば、上述の実施形態では、ハウジングが３つのハウジング部材（センターハウジング１１及び左右のサイドハウジング１２，１３）からなるとともに、これら３つのハウジング部材により吸音材５１，５２をハウジング１０の左右の内壁面に密着させるプレート部材が固定保持される構成であったが、ステータの左右両側部に形成されたコイル巻線部と対向するハウジングの内壁面に吸音材を効率よく密着させることができるのであれば、他の構成を有していてもよい。すなわち、ハウジングが２つ或いは４つ以上に分割される構成であってもよいし、吸音材をプレート部材によらず、ハウジング内に形成したポケット部に押し込む方法等によりハウジング１０の内壁面に密着させる構成であってもよい。更には、プレート部材を設けることなく、単に吸音材をコイル巻線部とハウジングの左右の内壁面との間の空間内に充填するだけでもよい。また、上述の実施形態では、本発明に係る防音構造を持ったモータが車両の走行駆動用に用いられる例を示したが、これは一例であり、他の動力機械の駆動用として用いられる場合でも良好な防音効果を得ることができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るモータの防音構造によれば、ステータのコイル巻線部において発生した磁歪振動の伝達媒体となるハウジングに吸音材が密着して接触するとともに、これら吸音材が振動の根源であるコイル巻線部に近接して位置するため、大きな防音効果が得られる。しかも、吸音材がハウジングの外部に設けられた場合のようにモータの装置全体が大型化することがなく、部品点数の増加や重量の増大も少ないため、製造コストを安価にできる。更には、吸音材がハウジングの内部に設けられることから、吸音材がハウジングの外部に設けられた場合のように、吸音材とハウジングとの間に水が溜まるようなことがなく、点検及びメンテナンスも大変容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る防音構造を備えたモータの構成を示す断面図である。
【図２】図１における領域ＩＩを拡大して示す図である。
【図３】図１における矢視ＩＩＩより見たモータの部分断面図である。
【符号の説明】
１      モータ
１０    ハウジング
１１    センターハウジング
１２    左サイドハウジング
１３    右サイドハウジング
２１    左側スティフナプレート
２２    開口
２５    右側スティフナプレート
３０    ロータ
３１    軸部
４０    ステータ
４４，４５    コイル巻線部
４６    電線
５１，５２    吸音材
５３，５４    絶縁材
【図１】
2004248373.tif 000003
【図２】
2004248373.tif 000004
【図３】
2004248373.tif 000005