(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、このロータの外周部位に環状に配設されるとともにケースに固定されるステータとを有し、このステータを、環状に並んだ薄鉄心を複数重ねて形成された積層鉄心とこの鉄心に巻回したコイルとにより設けた発電動機において、前記ステータの少なくともコイル部を覆い防水性・絶縁性を有する樹脂コーティングを設け、前記ステータの各コイル毎に分割された複数の積層鉄心を結合するリング状の結合部材を設け、前記ステータを、前記樹脂コーティングにより可撓性を有するように一体的に形成するとともに、この樹脂コーティングと並び前記積層鉄心の端面に薄鉄心の重ね方向となる両側から重ねて配設した前記結合部材により環状に形成し、かつこの結合部材を介して前記樹脂コーティングの外周位置にて前記ケースに固定し、環状に配設されるステータの両端面に設けられる前記コイルを覆う樹脂コーティングのうち少なくとも一方の樹脂コーティングを前記ケースの端面より突出させ、前記ステータに接続するパワーケーブルを、前記ケースの端面より突出する一方の樹脂コーティングとともに一体的に結合することを特徴とする発電動機。
【請求項２】
前記ケースは、環状に配設されるステータの径方向外側に沿う形状を有するとともに、内部に前記ステータの基部の幅と略同一な幅を有するウォータジャケットを形成した請求項１に記載の発電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は発電動機に係り、特に車両等移動体に搭載される発電動機の防水構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両、例えばハイブリッド車は、エンジンと発電動機との両方を駆動源としている。そして、発電動機をエンジンのフライホイールに取り付けているものがある。
【０００３】
また、発電動機としては、特開昭６３−１９８５５６号公報や特開平５−１７６４０５号公報、特開平６−１８９４９５号公報、特開平８−１００７４７号公報、特開平１０−８０００５号公報、特開平１１−１４６５５９３号公報等に開示されるものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の発電動機においては、特開平１０−８０００５号公報や特開平５−１７６４０５号公報に開示されるものがある。
【０００５】
これらの公報に開示される発電動機は、ケーシングにて防水が行われている。
【０００６】
一般に、ハイブリッド車やＥＶ車などの発電動機は、大電圧が掛かって大電流が流れるために、防水を行う必要がある。
【０００７】
しかし、上述した２つの公報におけるケーシングによる防水方策では、ケース構造のためのスペースが必要となるという不都合がある。
【０００８】
また、ケースとモータシャフトとの接続にシールベアリングを使用していることにより、シールベアリングの許容回転数によってモータシャフトの軸径が小となる方向に制限される惧れがあり、実用上不利であるという不都合がある。
【０００９】
そして、特開平１１−１４６５５９３号公報に開示されるものにおいては、マグネットの表面上に保護層を被覆形成しているが、コイルについての記載は全くされていない。
【００１０】
同様に、特開平６−１８９４９５号公報に開示されるものにおいては、ワイヤリード取出し口の密封性を確保するために、樹脂コーティング方策、所謂「ポッティング」を行っているとともに、特開平８−１００７４７号公報に開示されるものにおいては、基板やリレー、バイリスタ、抵抗、コンデンサ、ハーネス等を有する制御装置のポッティングを行っており、モータのコイル本体へポッティングを施す記載はない。
【００１１】
更に、特開昭６３−１９８５５６号公報に開示されるものにおいては、「また電機子鉄心４、コイル５の外周は電機子鉄心４の界磁極２ａ、２ｂとの対向面を除いて樹脂２８でモールドされている。」の記載があり、型に流してがっちりと固定してしまうものであって、モールド部分でステータを支持している。
【００１２】
なお、この発明は、電機子鉄心に防水性を持たせた樹脂モールドを形成しなければならず、コストアップとなる。また、冷却水が常に樹脂モールドに接しているので、高い耐圧性・耐水性が要求される。更に、樹脂モールドにてステータを支持するので、樹脂モールドに高い強度が要求される。更にまた、コイルは熱膨張をするため、上記の高い強度の樹脂モールドでは割れ等が発生する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、ロータと、このロータの外周部位に環状に配設されるとともにケースに固定されるステータとを有し、このステータを、環状に並んだ薄鉄心を複数重ねて形成された積層鉄心とこの鉄心に巻回したコイルとにより設けた発電動機において、前記ステータの少なくともコイル部を覆い防水性・絶縁性を有する樹脂コーティングを設け、前記ステータの各コイル毎に分割された複数の積層鉄心を結合するリング状の結合部材を設け、前記ステータを、前記樹脂コーティングにより可撓性を有するように一体的に形成するとともに、この樹脂コーティングと並び前記積層鉄心の端面に薄鉄心の重ね方向となる両側から重ねて配設した前記結合部材により環状に形成し、かつこの結合部材を介して前記樹脂コーティングの外周位置にて前記ケースに固定し、環状に配設されるステータの両端面に設けられる前記コイルを覆う樹脂コーティングのうち少なくとも一方の樹脂コーティングを前記ケースの端面より突出させ、前記ステータに接続するパワーケーブルを、前記ケースの端面より突出する一方の樹脂コーティングとともに一体的に結合することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
上述の如く発明したことにより、発電動機のステータのコイル部分をポッティングにて防水し、発電動機の防水ケーシングを不要として防水ケーシングの部品点数の削減やコストダウン、エンジン及び発電動機、トランスミッションの全長短縮等を図るとともに、絶縁性を向上している。
【００１５】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１６】
図１〜図７はこの発明の第１実施例を示すものである。図２において、２は例えばハイブリッド車に搭載されるエンジン、４は発電動機である。
【００１７】
前記エンジン２は、図２に示す如く、シリンダブロック６と、このシリンダブロック６の上面に装着されるシリンダヘッド８と、シリンダブロック６の下面に装着されるオイルパン１０とを有し、前記シリンダヘッド８にウォータケース１２を装着するとともに、このウォータケース１２に支持ステー１４を配設し、支持ステー１４によってエアクリーナ１６を支持している。
【００１８】
また、前記エンジン２のクランク軸１８にトランスミッション２０を連絡して設ける。このとき、トランスミッション２０のクラッチハウジング２２内に配設されるフライホイール２４に前記発電動機４を配設する。
【００１９】
そして、フライホイール２４を、図３に示す如く、エンジン２側に位置する円板状の第１フライホイール２４−１と、トランスミッション２０側、つまり後述するクラッチ３４側に位置し、後述するロータ２６のロータシャフトとして機能する第２フライホイール２４−２とにより形成する。
【００２０】
このとき、第２フライホイール２４−２は、クランク軸１８の端部に第１フライホイール２４−１とともに共締めされるとともに、トランスミッション２０側の軸部２８を軸支する筒状部２４ａ−２と、この筒状部２４ａ−２のトランスミッション２０側の端部に形成されるフランジ部２４ｂ−２とを有している。
【００２１】
前記発電動機４を、フライホイール２４の第１フライホイール２４−１と第２フライホイール２４−２のフランジ部２４ｂ−２間に位置する筒状部２４ａ−２の外周部位に配設する。
【００２２】
更に、前記発電動機４は、第２フライホイール２４−２の筒状部２４ａ−２に固定されるロータ２６と、このロータ２６の外周部位に環状に配設されるとともに、ケース２８に固定されるステータ３０とを有している。
【００２３】
そしてこのとき、前記ロータ２６の外周部位に環状に配設されるステータ３０同士を結合手段αによって結合する構成とする。
【００２４】
詳述すれば、前記ステータ３０は、図１に示す如く、ロータ２６の外周部位に環状、つまり円周等間隔に１２個配設されており、これらのステータ３０を両側から環状の結合手段αによって結合するものである。また、前記ステータ３０は、環状に並んだ薄鉄心を連結した円板状部材を複数重ね、これによって形成された積層鉄心にコイルを巻回して設けられる。
【００２５】
このステータ３０に防水性・絶縁性の良好な樹脂を使用して少々動作可能な可撓性を有するコーティングを施す方策、所謂「ポッティング」３２を行うものである。
【００２６】
そして、前記ポッティング３２は、例えば図４及び図５に示す如く、ステータ３０の外周側に位置する基端３０ａとステータ３０の内周側に位置するロータ対向端３０ｂとを除いたその他の部位に樹脂を充填し、複数個、例えば１２個のステータ３０を一体的にコーティングしている。
【００２７】
また、環状に配設される前記ステータ３０の両端面の少なくとも一方、例えば図３及び図４に示す如く、トランスミッション２０側、つまりクラッチ３４側にパワーケーブル３６を接続して設け、このパワーケーブル３６をも、必要に応じて前記ポッティング３２によって前記ステータ３０に一体的に結合して設ける。
【００２８】
更に、前記ケース２８は、図３に示す如く、環状に配設されるステータ３０の径方向外側に沿う形状を有するとともに、内部にウォータジャケット３８を形成し、このウォータジャケット３８に図示しない冷却水通路を接続して設け、ウォータジャケット３８に冷却水を取り回す構成とする。
【００２９】
このとき、ウォータジャケット３８は、図３に示す如く、ステータ３０の基端３０ａの幅と略同一な幅を有している。
【００３０】
ここで、前記発電動機４に関して更に詳述すると、発電動機４は、図１〜図６に示す如く、ロータ２６とステータ３０とを有し、フライホイール２４にロータ２６の内側を固定するロータ固定ボルト４０を設けるとともに、ステータ３０の外側をケース２８に固定するステータ固定ボルト４２を設け、ロータ２６の一側、つまりエンジン２側にモータセンサ４４のステータ４４−１とロータ４４−２とを配設するとともに、ロータ４４−２にキー溝４６を形成し、モータセンサ４４の信号線４４−３をケース２８外部に取り出している。
【００３１】
このとき、図６及び図７に示す如く、防水ブッシュ４８を介してケース２８の外部にプレート５０に取り付け、このプレート５０に前記信号線４４−３を取り出す信号線取り出し口５２−１や前記発電動機４の図示しない温度センサに連絡するケーブル取り出し口５２−２、前記ステータ３０に連絡するパワーケーブル３４を取り出すパワーケーブル取り出し口５２−３を設ける。
【００３２】
また、前記ケース２８の外周部位に、エンジン２のシリンダブロック６とトランスミッション２０のクラッチハウジング２２に結合させるための結合ボルト孔部５４を複数個形成する。
【００３３】
そして、環状に配設されるステータ３０の径方向外側に沿うケース２８の内部に形成した前記ウォータジャケット３８は、図６に示す如く、ケース２８の略全周をＣ字状に覆うとともに、両端部に冷却水パイプ５６−１、５６−２が接続され、しかもウォータジャケット３８はＯリング５８を収容するＯリング溝６０にて囲繞されている。
【００３４】
なお、前記ウォータジャケット３８を形成する際に、図６に示す如く、前記結合ボルト孔部５４の１箇所のみをウォータジャケット３８の内側部位に位置させている。
【００３５】
更に、ウォータジャケット３８の外周部位には、ケース２８をトランスミッション２０のクラッチハウジング２２に取り付けるための複数個の取付孔部６２を設ける。
【００３６】
なお符号６４は前記ステータ固定ボルト４２に使用されるクランプ、６６は前記ステータ３０よりも内側に位置するケース用ノックピン、６８はステータ３０に配設される絶縁板である。
【００３７】
次に作用を説明する。
【００３８】
前記エンジン２の駆動時には、エンジン２のクランク軸１８からトランスミッション２０に駆動力が伝達される。
【００３９】
そして、エンジン２とトランスミッション２０間のフライホイール２４に発電動機４を配設しており、フライホイール２４の回転に応じて、発電動機４のロータ２６も回転し、発電が行われる。
【００４０】
このとき、発電動機４のステータ３０は、ポッティング３２によって、少々動作可能な可撓性を有する樹脂コーティングが施され、大電流の流れるステータ３０のコイル部分の防水及び絶縁が行われている。
【００４１】
これにより、前記ロータ２６の外周部位に環状に配設されるステータ３０のコイル部分をポッティング３２によって防水する構成によって、発電動機４の防水ケーシングが不要となり、防水ケーシングの部品点数の削減やコストダウン、エンジン２及び発電動機４、トランスミッション２０の全長短縮等の著効を奏することができるとともに、絶縁性を向上し得て、発電動機４のステータ４４とケース２８とのクリアランスを狭めることができ、全長の短縮に更に寄与し得て、しかもモールドのような型が不要であり、樹脂剛性を確保する必要もなく、実用上有利である。
【００４２】
また、前記パワーケーブル３６をも、ポッティング３２によってステータ３０に一体的に結合して設けたことにより、パワーケーブル３６の接続部位の絶縁性を向上し得て、実用上有利である。
【００４３】
更に、前記ケース２８を、環状に配設されるステータ３０の径方向外側に沿う形状とするとともに、内部にウォータジャケット３８を形成したことにより、ステータ３０の外側部位に位置するウォータジャケット３８に冷却水を取り回すことができ、熱伝導性の高い樹脂を使用してポッティングすることで、良好な冷却能力を維持し得るものである。また、鉄心をモールドし、防水する必要もなく、実用上有利である。
【００４４】
図８はこの発明の第２実施例を示すものである。この第２実施例において、上述第１実施例のものと同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。
【００４５】
この第２実施例の特徴とするところは、形状の異なるフライホイール７２に発電動機４を装着した点にある。
【００４６】
すなわち、発電動機４を、第１実施例のものと同様に、ロータ２６と、このロータ２６の外周部位に環状に配設されるとともにケース２８に固定されるコイル状のステータ３０とを有する構成とするとともに、ステータ３０のコイル部分をポッティング３２によって防水する構成とする。
【００４７】
そして、前記フライホイール７２を唯一の部材によって形成する。つまり、フライホイール７２を、エンジン２のクランク軸１８の端部に固定されるとともにトランスミッション２０側の軸部２８を軸支する筒状部７２ａと、この筒状部７２ａのトランスミッション２０側の端部に形成されるフランジ部７２ｂとにより形成する。
【００４８】
このとき、フライホイール７２の筒状部７２ａに前記ロータ２６を固定して設けている。
【００４９】
また、前記発電動機４のケース２８内部には、円周方向に延びる冷却水通路７４を形成している。
【００５０】
さすれば、形状の異なるフライホイール７２を使用しても対処することができ、上述第１実施例のものと同様に、ステータ３０のコイル部分をポッティング３２によって防水する構成によって、発電動機４の防水ケーシングが不要となり、防水ケーシングの部品点数の削減やコストダウン、エンジン２及び発電動機４、トランスミッション２０の全長短縮等の著効を奏することができるとともに、絶縁性を向上し得て、発電動機４のステータ４４とケース２８とのクリアランスを狭めることができ、全長の短縮に更に寄与し得て、しかもモールドのような型が不要であり、樹脂剛性を確保する必要もなく、実用上有利である。
【００５１】
また、前記パワーケーブル３６をも、ポッティング３２によってステータ３０に一体的に結合すれば、上述第１実施例のものと同様に、パワーケーブル３６の接続部位の絶縁性を向上し得て、実用上有利である。
【００５２】
更に、前記ケース２８の内部に冷却水通路７４を形成したことにより、ステータ３０の外側部位に位置する冷却水通路７４に冷却水を取り回すことができ、上述第１実施例のものと同様に、熱伝導性の高い樹脂を使用してポッティングすることで、良好な冷却能力を維持し得るものである。また、鉄心をモールドし、防水する必要もなく、実用上有利である。
【００５３】
なお、この発明は上述第１及び第２実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００５４】
例えば、この発明の実施例においては、発電動機のロータとステータとの対峙する面を直線的に平行な状態としたが、ロータとステータとの対峙する面を曲面状態且つ平行に対峙させる特別構成とすることも可能である。
【００５５】
すなわち、図９に示す如く、発電動機８２のロータ８４側の対峙面８４ｆを凹状に形成するとともに、このロータ８４側の対峙面８４ｆに合致すべく、ステータ８６側の対峙面８６ｆを凸状に形成し、ロータ８４とステータ８６との対峙面積を大とするものである。
【００５６】
さすれば、ロータ８４とステータ８６との対峙面積を大とすることによって、発電動機８２の発電機能の向上に寄与し得る。
【００５７】
なお、対峙面積を大とする方策としては、図１０に示す如く、発電動機９２のロータ９４とステータ９６との各対峙面９４ｆ、９６ｆを複数個の凹凸形状からなる波形状とすることもできる。
【００５８】
また、この発明の実施例においては、ロータの外周部位に環状に配設されるステータのコイル部分をポッティングによって防水した際に、断面四角形状に結合手段を固めていたが、このポッティングの固まる前に、圧力を加え、所定形状に成形する特別構成とすることも可能である。
【００５９】
さすれば、圧力成形によってステータをロータに近接させる構成とすることも可能となり、発電動機の小型・軽量化を図ることもできる。
【００６０】
更に、この発明の実施例においては、１２個のステータを１つにポッティングしたが、２つ１組あるいはそれ以上にポッティングし、発電動機の設計変更時などに対処できる形状とし、取付性の向上を図る特別構成とすることも可能である。
【００６１】
更にまた、この発明の実施例においては、発電動機のケース外周部位にステータを囲繞すべくウォータジャケットを配設したが、このウォータジャケットのステータ側をステータに接近させるべく凸状あるいは溝状に突出変形させ、ステータの冷却効率を向上させる特別構成とすることも可能である。
【００６２】
また、この発明の実施例においては、ロータの外周部位に環状にステータを配設した発電動機に対して、ステータのコイル部分をポッティングによって防水する構成としたが、中心部位にステータを配設し、且つこのステータの外周部位にロータを配設した特別構成の発電動機においても対処し得る。
【００６３】
更に、この発明の実施例においては、１２個の鉄心にコイルを構成すべく説明したが、上述の実施例のもの以外にも、図１１に示す如く、発電動機４のステータ３０において、鉄心１０２を一体化するとともに、この鉄心１０２にコイル１０４を構成するものにおいて、コイル１０４にポッティング３２をする特別構成とすることも可能であるとともに、図１２及び図１３に示す如く、発電動機４のステータ３０及びロータ２６を夫々ケース２８、第２フライホイール２４−２に圧入する構成において、ステータ３０のコイル１１２にポッティング３２を行う特別構成とすることも可能である。なお、この際のステータ３０の鉄心１１４は、積層板で構成されていてもよいものである。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、発電動機の防水ケーシングが不要となり、防水ケーシングの部品点数の削減やコストダウン、エンジン及び発電動機、トランスミッションの全長短縮等の著効を奏することができるとともに、絶縁性を向上し得て、発電動機のステータとケースとのクリアランスを狭めることができ、全長の短縮に更に寄与し得て、しかもモールドのような型が不要であり、樹脂剛性を確保する必要もなく、実用上有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例を示すポッティングを施した発電動機の拡大正面図である。
【図２】発電動機を装着したエンジンの概略断面図である。
【図３】エンジンに発電動機を装着した箇所の概略拡大断面図である。
【図４】装着した発電動機の上部部位の概略拡大断面図である。
【図５】装着した発電動機の下部部位の概略拡大断面図である。
【図６】配線状態を示す発電動機の拡大正面図である。
【図７】図６の矢視７部分の概略図である。
【図８】この発明の第２実施例を示す発電動機を装着したエンジンの概略断面図である。
【図９】この発明の他の第１の実施例を示す発電動機のロータとステータ部分の概略図である。
【図１０】この発明の他の第２の実施例を示す発電動機のロータとステータ部分の概略図である。
【図１１】この発明の他の第３の実施例を示すポッティングを施した発電動機の拡大正面図である。
【図１２】この発明の他の第４の実施例を示す装着した発電動機の上部部位の概略拡大断面図である。
【図１３】装着した発電動機の下部部位の概略拡大断面図である。
【符号の説明】
２    エンジン
４    発電動機
６    シリンダブロック
８    シリンダヘッド
１０    オイルパン
１２    ウォータケース
１４    支持ステー
１６    エアクリーナ
１８    クランク軸
２０    トランスミッション
２２    クラッチハウジング
２４    フライホイール
２４−１    第１フライホイール
２４−２    第２フライホイール
２６    ロータ
２８    ケース
３０    ステータ
３２    ポッティング
α    結合手段
３４    クラッチ
３６    パワーケーブル
３８    にウォータジャケット
４４    モータセンサ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003797410.tif 000013
【図１３】
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