JP2023014680A - Housing, stator unit, motor and manufacturing method of stator unit - Google Patents
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Abstract
【課題】ステータとハウジングとを接合する際の圧縮応力を低減する。【解決手段】ハウジング22は、筒形状を有し、内周面22Aにステータが接合される。ハウジング22の内周面22Aには、ろう材を充填するための溝31が形成されている。溝31は、螺旋形状を有する。ハウジング22のステータの挿通方向Dにおける端面22Bに、溝31と連通し、溝31にろう材を供給するための供給口32が形成されている。ハウジング22は、冷媒を流通させるための流路を備える。【選択図】図3[Problem] To reduce compressive stress when joining a stator and a housing. [Solution] The housing 22 has a cylindrical shape, and the stator is joined to the inner peripheral surface 22A. A groove 31 for filling with brazing material is formed in the inner peripheral surface 22A of the housing 22. The groove 31 has a spiral shape. A supply port 32 that communicates with the groove 31 and supplies brazing material to the groove 31 is formed in an end face 22B of the housing 22 in the insertion direction D of the stator. The housing 22 has a flow path for circulating a coolant. [Selected Figure] Figure 3
Description
本発明は、ハウジング、ステータユニット、モータ、及びステータユニットの製造方法に関する。 The present invention relates to a housing, a stator unit, a motor, and a method of manufacturing the stator unit.
モータの構造において、巻線を保持するステータの外周面にハウジングを接合する場合がある。ステータとハウジングとを接合する方法として、焼き嵌め、アルミめっきによる金属間接合(アルミめっき工法)等が利用されている。例えば、焼き嵌め又は圧入による接合時におけるステータの変形を抑制するための構造として、ステータに設けられた溶接部とハウジングに設けられたフランジとを互いに対応する位置に配置する構造が開示されている(特許文献1)。 In some motor structures, a housing is joined to the outer peripheral surface of a stator that holds windings. As a method for joining the stator and the housing, shrink fitting, metal-to-metal joining by aluminum plating (aluminum plating method), and the like are used. For example, as a structure for suppressing deformation of the stator at the time of joining by shrink fitting or press fitting, a structure is disclosed in which a weld provided on the stator and a flange provided on the housing are arranged at positions corresponding to each other. (Patent Document 1).
焼き嵌め、アルミめっき工法等によりステータとハウジングとを接合する場合、締り嵌めによる応力負荷やステータとハウジングとの間の熱膨張率差に起因して、ステータに圧縮応力が発生する。このような圧縮応力は、モータの性能低下の要因となる可能性があるため、できる限り低減されるべきものである。 When the stator and housing are joined by shrink fitting, aluminum plating, or the like, compressive stress is generated in the stator due to the stress load due to the interference fit and the difference in coefficient of thermal expansion between the stator and the housing. Such compressive stress should be reduced as much as possible, since it may cause deterioration of the performance of the motor.
そこで、本発明が解決しようとする課題の一つは、ステータとハウジングとを接合する際の圧縮応力を低減可能なハウジング、ステータユニット、モータ、及びステータユニットの製造方法を提供することである。 Therefore, one of the problems to be solved by the present invention is to provide a housing, a stator unit, a motor, and a method of manufacturing a stator unit that can reduce compressive stress when joining the stator and the housing.
本発明の一態様は、筒形状を有し、内周面にステータが接合されるハウジングであって、内周面にろう材を充填するための溝が形成されていることを特徴とするものである。 According to one aspect of the present invention, there is provided a housing having a cylindrical shape and having an inner peripheral surface to which a stator is joined, wherein a groove for filling a brazing material is formed in the inner peripheral surface. is.
また、本発明の一態様は、ステータとハウジングとを含むステータユニットであって、筒形状のハウジングの内周面にろう材を充填するための溝が形成され、ステータの外周面とハウジングの内周面とが溝に充填されたろう材によりろう付けされていることを特徴とするものである。 Another aspect of the present invention is a stator unit including a stator and a housing, wherein a groove for filling a brazing material is formed in the inner peripheral surface of the cylindrical housing, and the outer peripheral surface of the stator and the inner peripheral surface of the housing are formed. It is characterized in that the peripheral surface is brazed with a brazing material filled in the groove.
また、本発明の一態様は、上記ステータユニットを備えることを特徴とするモータである。 Another aspect of the present invention is a motor including the stator unit.
また、本発明の一態様は、筒形状のハウジングの内部にステータを挿通する工程と、ハウジングの内周面に形成された溝にろう材を供給する工程と、ステータとハウジングとを相対的に回転させることにより発生する摩擦熱によりろう材を溶解させる工程と、を含むことを特徴とするステータユニットの製造方法である。 According to another aspect of the present invention, there are provided a step of inserting a stator into a cylindrical housing, a step of supplying a brazing filler metal into a groove formed in an inner peripheral surface of the housing, and a step of placing the stator and the housing relative to each other. and a step of melting the brazing material by frictional heat generated by rotating the stator unit.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下に記載する実施形態の構成、並びに当該構成によってもたらされる作用及び効果は一例であって、本発明は以下の記載内容に限定されるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The configurations of the embodiments described below and the actions and effects brought about by the configurations are examples, and the present invention is not limited to the following descriptions.
図1は、実施形態に係るモータ1の構成の一例を示す分解斜視図である。本実施形態に係るモータ1は、ステータユニット11、巻線12、ロータ13、ベアリング14,15、及びシャフト16を有する。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of a
ステータユニット11は、巻線12を保持する部材である。ステータユニット11は、筒形状を有しており、巻線12は、ステータユニット11の内周部に固定されている。巻線12は、配線を介して電源に接続されており、電源から供給される電力(電流)に応じて磁界を発生させる。ロータ13は、導体から構成される円柱形状の部材であり、永久磁石を内蔵している。ロータ13は、挿通方向Dに沿ってステータユニット11の内部に挿通され、ベアリング14,15により回転可能に支持され、巻線12が発生させる磁界に応じて回転する。シャフト16は、挿通方向Dに沿って延びる円柱形状の部材であり、ロータ13と共に回転し、回転力を所定の機構に伝達する。なお、図1に示される構成は一例であり、モータ1の構成はこれに限定されるものではない。
The
図2は、実施形態に係るステータユニット11の構成の一例を示す一部透過斜視図である。本実施形態に係るステータユニット11は、ステータ21とハウジング22とを含む。図2においては、ハウジング22の一部が透過するように図示されている。
FIG. 2 is a partially see-through perspective view showing an example of the configuration of the
ステータ21は、筒形状の部材であり、例えば電磁鋼を主成分として含む材料から構成される。巻線12は、ステータ21の挿通方向Dにおける端面21Aに接触するように配置されている。ステータ21の外周面21Bには、挿通方向Dに沿って延びる複数の凹部21Cが形成されている。ステータ21は、巻線12と共に磁界を発生させる部材として機能する。
The
ハウジング22は、筒形状の部材であり、例えばアルミニウムを主成分として含む材料から構成される。ハウジング22の内周面22Aは、ステータ21の外周面21Bに接合されている。ハウジング22は、ステータ21及び巻線12の保護、ステータ21の冷却(放熱の促進)等の機能を有する。
The
本実施形態に係るステータユニット11においては、ステータ21とハウジング22とがろう付けにより接合される。以下に、ステータ21とハウジング22とのろう付けによる接合を効果的に行うためのハウジング22の構造について説明する。
In the
図3は、実施形態に係るハウジング22の構造の一例を示す斜視図である。図4は、実施形態に係るハウジング22の構造の一例を示す図3におけるIV-IV断面図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an example of the structure of the
図3及び図4に示されるように、本実施形態に係るハウジング22の内周面22Aには、ろう材を充填するための螺旋形状の溝31が形成されている。溝31にろう材を充填させた状態で、ステータ21とハウジング22とを相対的に回転させて摩擦熱を発生させることにより、溝31内のろう材を溶解させ、ステータ21とハウジング22とをろう付けにより接合することができる。これにより、ステータ21に大きな圧縮応力を発生させることなく、ステータ21とハウジング22とを接合することができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the inner
なお、溝31の形状は図3及び図4に示される形状に限定されるものではなく、ステータ21とハウジング22との摩擦熱を利用して溝31内のろう材を溶解可能であり、実質的に十分な接合強度が得られる形状であればよい。図3及び図4においては、1本の連結した螺旋形状の溝31が例示されているが、例えば、複数に分割された螺旋形状等であってもよい。
The shape of the
また、図3に示されるように、ハウジング22の挿通方向Dにおける環状の端面22Bには、溝31と連通する供給口32が形成されている。供給口32からろう材を溝31内に供給することができる。このような供給口32が形成されていることにより、ステータ21をハウジング22内に挿通した後にろう材を溝31内に充填させることができる。なお、図3においては、端面22Bに1つの供給口32が形成された構成が例示されているが、供給口32の形態はこれに限定されるものではない。例えば、端面22Bに複数の供給口32が形成されてもよい。
Further, as shown in FIG. 3, a
また、図4に示されるように、ハウジング22の本体の内部に、冷媒を流通させるための流路41が形成されてもよい。流路41は、所定の配管を介して冷媒を循環させる機構と連通している。このような流路41が形成されていることにより、ステータ21を冷却する効果を向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 4, a
以下に、上述したような構成を有するステータユニット11の製造方法について説明する。
A method of manufacturing the
図5は、実施形態に係るステータユニット11の製造方法の一例を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flow chart showing an example of a method for manufacturing the
先ず、ハウジング22の内部(内周面22Aの内側の空間)にステータ21を挿通させる挿通工程(S11)が実施される。挿通工程により、ハウジング22の内周面22Aとステータ21の外周面21Bとが密接した状態となる。このとき、ステータ21とハウジング22とは後述するようにろう付けにより接合されるため、従来の締り嵌め(焼き嵌め)にように高い圧入力を必要としない。このような挿通工程を用いることにより、締り嵌めによる組み付けが不要となるため、ステータ21にかかる応力負荷を低減できる。
First, an insertion step (S11) is performed to insert the
その後、ハウジング22の溝31にろう材を充填させるろう材供給工程(S12)が実施される。本実施形態においては、粉末状又は粒状のろう材がハウジング22の供給口32から供給される。ろう材の材質は、特に限定されるべきものではないが、例えば亜鉛錫合金、亜鉛アルミニウム合金等が使用され得る。ろう材の融点は、ステータ21とハウジング22との摩擦熱により溶解可能な温度であればよく、例えば400℃以下であることが好ましい。なお、ろう材の状態は、粉末又は粒状に限定されるものではなく、適度な粘度を有するペースト状であってもよい。
After that, a brazing material supply step (S12) is performed to fill the
その後、ステータ21とハウジング22とを相対的に回転させることにより発生する摩擦熱により、溝31に充填されたろう材を溶解させる摩擦溶解工程(S13)が実施される。このときの回転動作(回転速度等)は、摩擦熱がろう材の融点を超えるように行われる。
After that, a friction melting step (S13) is performed in which the brazing material filled in the
その後、ろう材を冷却して固化させることによりステータ21とハウジング22とを接合させる冷却工程(S14)が実施される。これにより、ステータ21とハウジング22とがろう材により強固に接合される。
After that, a cooling step (S14) is performed to join the
以上のように、本実施形態によれば、ハウジング22の内周面22Aにろう材を充填するための溝31が形成され、ステータ21とハウジング22との摩擦熱により溝31に充填されたろう材が溶解される。これにより、締り嵌めによる応力負荷や熱膨張率差に起因する圧縮応力を低減し、ステータ21とハウジング22とを強固に接合することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態及びその変形例はあくまで例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上述した新規な実施形態及び変形例は、様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、及び変更を行うことができる。上述した実施形態及び変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments and modifications thereof are merely examples, and are not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiments and modifications described above can be embodied in various forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the spirit of the invention. The embodiments and modifications described above are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
1 モータ
11 ステータユニット
12 巻線
13 ロータ
14,15 ベアリング
16 シャフト
21 ステータ
21A 端面
21B 外周面
21C 凹部
22 ハウジング
22A 内周面
22B 端面
31 溝
32 供給口
41 流路
D 挿通方向
Claims (13)
前記内周面にろう材を充填するための溝が形成されている、
ハウジング。 A housing having a cylindrical shape and having a stator joined to its inner peripheral surface,
a groove for filling the brazing material is formed on the inner peripheral surface;
housing.
請求項1に記載のハウジング。 the groove has a helical shape,
A housing according to claim 1.
請求項2に記載のハウジング。 A supply port for supplying the brazing filler metal to the groove is formed in an end face of the stator in the insertion direction, and communicates with the groove.
3. A housing according to claim 2.
請求項1~3のいずれか1項に記載のハウジング。 Having a flow path for circulating the refrigerant,
A housing according to any one of claims 1-3.
筒形状の前記ハウジングの内周面にろう材を充填するための溝が形成され、
前記ステータの外周面と前記ハウジングの前記内周面とが前記溝に充填された前記ろう材によりろう付けされている、
ステータユニット。 A stator unit including a stator and a housing,
A groove for filling a brazing filler metal is formed on the inner peripheral surface of the cylindrical housing,
The outer peripheral surface of the stator and the inner peripheral surface of the housing are brazed with the brazing material filled in the grooves,
stator unit.
請求項5に記載のステータユニット。 the groove has a helical shape,
A stator unit according to claim 5.
請求項6に記載のステータユニット。 A supply port communicating with the groove and for supplying the brazing filler metal to the groove is formed in an end face of the housing in the insertion direction of the stator.
A stator unit according to claim 6.
請求項5~7のいずれか1項に記載のステータユニット。 The housing comprises a flow path for circulating a coolant,
A stator unit according to any one of claims 5-7.
前記ハウジングの内周面に形成された溝にろう材を供給する工程と、
前記ステータと前記ハウジングとを相対的に回転させることにより発生する摩擦熱により前記ろう材を溶解させる工程と、
を含むステータユニットの製造方法。 a step of inserting the stator inside the cylindrical housing;
supplying a brazing material to a groove formed in the inner peripheral surface of the housing;
a step of melting the brazing material by frictional heat generated by relatively rotating the stator and the housing;
A method of manufacturing a stator unit comprising:
請求項10に記載のステータユニットの製造方法。 the groove is helical in shape,
A method of manufacturing a stator unit according to claim 10 .
請求項10又は11に記載のステータユニットの製造方法。 The melting point of the brazing material is 400° C. or less.
A method of manufacturing a stator unit according to claim 10 or 11.
請求項10~12のいずれか1項に記載のステータユニットの製造方法。 The brazing material supplied to the grooves is in the form of powder, granules, or paste.
A method for manufacturing a stator unit according to any one of claims 10 to 12.
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