JPH07241050A - 電気自動車用モータのギャップ調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 簡単な操作によって正確なエアギャップが得
られるようにした電気自動車用モータのギャップ調整装
置を提供することを目的とする。 ［構成］ ステータコア４２を支持する支持部材１２に
複数本のギャップ調整用ボルト４６を設け、これらのボ
ルト４６によってステータコア４２の外周側を押してそ
のねじ込み量によってギャップ調整を行なうようにし、
ギャップが正確に得られた段階で固定用ボルト４４によ
ってステータコア４２を支持部材１２に固定するように
したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気自動車用モータのギ
ャップ調整装置に係り、とくにリング状をなすステータ
コアの中にロータを配し、ステータ側に設けられている
コイルに通電することによってロータを回転駆動して出
力を取出すようにした電気自動車用モータのギャップ調
整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンのフライホイールの部分に発電
機を兼用するモータを組込み、このモータの出力によっ
てエンジンをアシストするようにしたハイブリッド型の
電気自動車が提案されている。このような電気自動車に
よれば、フライホイールハウジングの部分に組込まれて
いるモータによってエンジンのアシストを行なうことに
より、加速時の排気ガス中の有害物質の低減を図ること
が可能になる。

【０００３】さらに上記モータを発電機として利用する
ことにより、発電制動によって車両に制動力を発生さ
せ、リターダとして利用することが可能になる。あるい
はまた制動時における車両の慣性エネルギを電気的に回
生できるようになり、これをバッテリに蓄えておくこと
によって、加速時のエンジンアシストのエネルギとして
利用できるようになる。さらにこのようなモータはエン
ジンの起動のために用いることができ、これによってエ
ンジンのスタータモータを省略できる。また上記モータ
を発電機として利用し、電気負荷を駆動することによっ
てオルタネータの省略が可能になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなエンジンと
組合わせて用いられる電気自動車において、そのモータ
の出力トルクあるいは発電の効率は、ステータとロータ
との間のギャップに依存する。ギャップが大きいとモー
タとして用いた場合に大きな出力が得られない。また発
電機として利用する場合における発電効率が低下すると
ともに、制動力を得る場合においても、大きな制動力が
得られない問題がある。

【０００５】ところが従来は組付けのばらつきを考慮し
たギャップをステータとロータとの間に設定するように
しており、比較的大きなギャップで組立てられるように
なっていた。従ってモータの出力が低下するばかりでな
く、発電効率が悪かった。

【０００６】このような問題点に鑑みて、一旦組付けて
ボルトで締付けた後にハンマでステータヨークを叩き、
これによってギャップを調整する方法がとられていた。
ところがこのような方法は工数を要するばかりでなく、
作業に熟練を要する欠点があった。

【０００７】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、ギャップ調整が容易に行なわれ得るよ
うにした電気自動車用モータのギャップ調整装置を提供
することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、リング状をな
すステータコアの中にロータを配し、ステータ側に設け
られているコイルに通電することによってロータを回転
駆動して出力を取出すようにした電気自動車用モータに
おいて、ステータコアを支持する支持部材に放射状に複
数のギャップ調整用ボルトを設け、前記ギャップ調整用
ボルトによってステータコアの外周部をそれぞれ中心側
に押すようにし、前記複数のギャップ調整用ボルトのね
じ込み量によってギャップ調整を行なうようにした電気
自動車用モータのギャップ調整装置に関するものであ
る。

【０００９】

【作用】従ってまず反対側の位置のギャップ調整用ボル
トを弛めておき、次に所定の位置のギャップ調整用ボル
トをねじ込むことにより、ステータコアをロータに対し
て移動できるようになり、ギャップ調整用ボルトのねじ
込み操作によってギャップ調整が行なわれることにな
る。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係るモータを備え
るエンジン１０を示すものであって、バス、トラック、
乗用車等の各種の車両に用いられるディーゼルエンジン
から構成されている。そしてエンジン１０とトランスミ
ッション１１との間にはフライホイールハウジング１２
が設けられており、このフライホイールハウジング１２
内にフライホイール１３が回転可能に収納されている。

【００１１】このフライホイール１３がモータのロータ
を構成するとともに、このロータの外周部に対向するよ
うにハウジング１２内にはステータ１４が設けられてい
る。すなわちロータ１３とステータ１４とによって誘導
発電機を兼用する誘導モータ１５が構成されるようにな
っており、このモータ１５によってエンジン１０のアシ
ストを行なうようにしている。

【００１２】上記誘導モータの具体的な構成について図
２および図３につき説明する。エンジンのクランクシャ
フト３８の先端部にはフライホイール１３が取付けられ
るとともに、このフライホイール１３の外周側の部分で
あって前端面にはリング状をなすロータヨーク３７がボ
ルトによって固着されている。そしてこのようなロータ
ヨーク３７の外周側には所定のピッチで突極から成る誘
導子２６が設けられている。

【００１３】これに対してフライホイールハウジング１
２の内周側にはステータコア４２が配されている。この
ステータコア４２はステータリング４１を介してフライ
ホイールハウジング１２に支持されている。そしてステ
ータコア４２の内周側の部分にはとくに図３および図４
に示すように、ステータコイル３１〜３４を巻装した突
極から成るポール２７が半径方向中心側へ突出するよう
に設けられている。そしてロータヨーク３７の誘導子２
６の先端部とステータコア４２のポール２７の先端部と
がエアギャップ５０を介して互いに対向するようになっ
ている。

【００１４】上記ステータコア４２の固定はこのステー
タコア４２をステータリング４１を介してフライホイー
ルハウジング１２に固定するようにしている。固定用ボ
ルト４４は図３に示すように、フライホイールハウジン
グ１２の円周方向に所定の間隔で複数本設けられてお
り、このようなボルト４４が図２に示すようにクラッチ
ハウジング４０とステータリング４１とを共締めしてフ
ライホイールハウジング１２に固定するようにしてい
る。また仮止め用ボルト４５が上記固定用ボルト４４の
間に複数本設けられており、これらのボルト４５によっ
てエアギャップを調整した後の仮止めを行なうようにな
っている。

【００１５】さらにフライホイールハウジング１２の外
周側には半径方向中心側へ延びるように放射状に４本の
調整ボルト４６が設けられており、これらのボルト４６
によってリング状をなすステータコア４２の外周側の部
分を中心側に向って押圧するようになっている。このよ
うなボルト４６の調整によって、上記エアギャップ５０
の調整を行なうようにしている。

【００１６】上記モータ１５のステータコイル３１〜３
４は図１に示すインバータ１６に接続されるようになっ
ている。インバータ１６には負荷抵抗１７とバッテリ１
８とが接続されている。そしてバッテリ１８に対して並
列に車両負荷１９が接続されている。またインバータ１
６はコントローラ２０によって位相と電流の制御が行な
われるようになっている。コントローラ２０の入力側に
はエンジン１０の回転数を検出する回転検出センサ２１
とラック位置センサ２２とが接続されている。ラック位
置センサ２２はエンジン１０の燃料噴射ポンプ２３のコ
ントロールラック２４の位置を検出するようにしてい
る。

【００１７】図４は上記モータ１５のロータ１３とステ
ータ１４とを展開して示したものであって、フライホイ
ール１３の外周側に固着されているロータヨーク３７に
は誘導子２６が設けられている。これに対してフライホ
イールハウジング１２側にはステータコア４２が設けら
れるとともに、ステータコア４２に所定の間隔でポール
２７が形成されている。しかもポール２７には４相のス
テータコイル３１〜３４がそれぞれ巻装されている。

【００１８】４相のコイル３１〜３４は、誘導子２６と
ａ相のコイル３１を巻装したポールコア２７とが一致す
る場合に、ｃ相のコイル３３を巻装したポール２７は誘
導子２６よりも電気角で９０°遅れるようになってい
る。またｂ相のコイル３２を巻装したポール２７は誘導
子２６に対して電気角で１８０°遅れるようになってい
る。またｄ相のコイル３４を巻装したポール２７は誘導
子２６に対して電気角で２７０°遅れるようになってい
る。

【００１９】すなわちステータコア４２のポール２７を
ロータヨーク３７の誘導子２６とピッチをずらすように
しており、ロータヨーク３７の誘導子２６の倍数にせ
ず、相によってずれる構造にしており、コイル３１〜３
４の切換えを行なうことによって回転磁界を作り、モー
タとして用いたり、あるいはまた発電を行なうようにな
っている。

【００２０】次にこのような発電機を兼用する誘導モー
タ１５の動作について説明する。このモータ１５を発電
機として利用して制動を行なう場合の動作をまず説明す
る。図４においてａ相はギャップが最小であってリラク
タンスが最小になっている。またｂ相はリラクタンスが
最大値をとる。ｃ相およびｄ相はそれらの中間の値にな
っている。このようにロータ１３の回転に応じ、各相の
コイル３１〜３４のリラクタンスは変化する。

【００２１】そして図４においてｄ相のコイル３４を励
磁すると、ロータ１３の誘導子２６が回転方向と逆方向
に磁力によって引張られることになる。従ってこの場合
にはロータ１３がステータ１４によって制動力を受ける
ことになり、制動モードになる。従って各相のコイル３
１〜３４に発電出力が誘起されとともに、外部から加え
られるトルクがこの発電機によって吸収されることにな
り、制動が行なわれ、リターダとしての機能を発生す
る。なおこのときの発電出力はバッテリ１８の充電に用
いられ、その余剰電力は負荷抵抗１７によって消費され
る。あるいはまた車両負荷１９の駆動に上記発電出力が
利用される。

【００２２】次にこのモータ１５によってエンジン１０
のアシストを行なう場合には、図４においてｃ相のコイ
ル３３を励磁する。するとロータ１３の誘導子２６を磁
力によって回転方向に引張ることになる。従ってこの場
合にはコイル３２によってロータ１３を回転駆動するこ
とになる。すなわちａ相〜ｄ相のコイル３１〜３４をリ
ラクタンスが次第に減少するように励磁することによっ
て、このモータがトルクを発生し、エンジン１０の出力
をアシストすることになる。

【００２３】コントローラ２０はエンジン１０の回転数
および燃料噴射ポンプ２３のコントロールラック２４の
位置をそれぞれセンサ２１、２２によって読込むように
している。そして図５に示すプラストルク領域において
は、コントローラ２０がインバータ１６を介してバッテ
リ１８からステータコイル３１〜３４に流れる電流のタ
イミングを制御することによりモータ１５を起動させ
て、エンジン１０のアシストを行なうことになる。従っ
てエンジン１０が最大トルクを発生する近傍において
は、モータ１５によるアシストが行なわれることにな
り、このときにハイブリッドエンジンが成立することに
なる。

【００２４】そして所定の負荷を越え、エンジン１０の
アシストが行なわれた場合には、それ以上エンジン１０
の負荷が増大しないために、エンジン１０の燃費は一定
の値以下に抑えられる。また排気ガス中の煙や窒素酸化
物、一酸化窒素、および炭化水素についてもそれぞれモ
ータ１５によるアシストが行なわれることによって、エ
ンジン１０のみによって走行する場合に比べて大幅に低
減されることになる。なおこの車両は図５に示すよう
に、コントロールラック２４の位置が低負荷側にある場
合には、このモータ１５を発電機として利用し、バッテ
リ１８のチャージを行なうようにしており、これによっ
て貯えられた電力を利用して発進時や加速時等にエンジ
ン１０のアシストをモータ１５で行なうようにしてい
る。

【００２５】このように本実施例に係る車両用ディーゼ
ルエンジン１０は、誘導発電機を兼用するモータ１５を
装備し、高負荷時にバッテリ１８からモータ１５のコイ
ル３１〜３４に電流を流して駆動することにより、エン
ジン１０を全負荷領域で使用することなく走行するよう
にしたものである。従ってエンジン１０の排気ガス中の
窒素酸化物、一酸化炭素の排出力が少なくなり、しかも
車両減速時のエネルギを回生してバッテリ１８をチャー
ジすることにより、燃費の改善が図られることになる。

【００２６】またエンジン１０は図６に示すように全負
荷領域を使用しないために、騒音の低減が図られること
になり、市街地用の車両として好適となる。減速時のみ
のバッテリチャージではエネルギバランスが成立しない
場合には、図５に示すように軽負荷走行時あるいはアイ
ドリング回転で停車しているときにモータ１５を発電機
として用い、バッテリ１８をチャージすればよい。また
夜間稼動しない車両の場合には、商用電源からのバッテ
リ１８のチャージを併用することも可能である。

【００２７】次に上記発電機を兼用するモータ１５のエ
アギャップの調整の動作について説明する。このエアギ
ャップの調整動作は、図２および図３に示す固定用ボル
ト４４を弛めるとともに、さらに仮止め用ボルト４５を
も少し弛める。そしてこの状態において放射状に延びる
調整ボルト４６で調整を行なう。すなわち移動方向の調
整ボルト４６を弛めるとともに、反対側の調整ボルト４
６をねじ込むことによって、ステータコア４２をロータ
ヨーク３７に対して相対的に移動させ、ロータヨーク３
７の誘導子２６の先端部とステータコア４２のポール２
７の先端部との間のエアギャップ５０が所定の値になる
ように調整する。

【００２８】そしてこの後に４本の仮止め用ボルト４５
をまず締付ける。そしてさらにフライホイールハウジン
グ１２の円周方向に沿って配されている複数本の固定用
ボルト４４を締付けることによって、エアギャップの調
整を完了する。これによってエアギャップ５０の組付け
によるばらつきがなくなるために、適切なエアギャップ
が得られるようになる。そしてエアギャップ５０を適正
に設定することによって、このモータの出力が有効に発
揮できるばかりでなく、発電機として利用した場合にお
ける効率が改善されるとともに、制動力を得る場合にお
いて、高い制動力が得られることになる。

【００２９】なお上記実施例においては、フライホイー
ルハウジング１２に４本の調整ボルト４６を設け、これ
らのボルト４６によってエアギャップ５０の調整を行な
うようにしているが、調整ボルト４６の本数は必ずしも
４本である必要はなく、３本の調整ボルト４６を１２０
°間隔で配するようにしてもよい。あるいはまた５本以
上の調整ボルト４６によってより多くの点からエアギャ
ップの調整を行なうようにしてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明は、ステータコアを
支持する支持部材に放射状に複数のギャップ調整用ボル
トを設け、これらのギャップ調整用ボルトによってステ
ータコアの外周部をそれぞれ中心側に押すようにし、複
数のギャップ調整用ボルトのねじ込み量によってギャッ
プ調整を行なうようにしたものである。従って組立て後
にハンマで叩いてギャップ調整をすることを必要とせ
ず、容易にギャップ調整が行なわれるようになり、しか
も正確なギャップが得られることになる。このようなギ
ャップ調整によって、モータの出力トルクを最大限に引
出すことがが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関から成るエンジンとモータとを組合せ
て成るハイブリッドエンジンのブロック図である。

【図２】フライホイールハウジングに組込まれている誘
導モータの縦断面図である。

【図３】同一部を破断した正面図である。

【図４】モータの要部の展開正面図である。

【図５】プラストルク領域を示すグラフである。

【図６】エンジンの出力トルクとモータによるプラスト
ルク領域の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ エンジン １１ トランスミッション １２ フライホイールハウジング １３ フライホイール（ロータ） １４ ステータ １５ 誘導モータ兼発電機 １６ インバータ １７ 負荷抵抗 １８ バッテリ １９ 車両負荷 ２０ コントローラ ２１ 回転検出センサ ２２ ラック位置センサ ２３ 燃料噴射ポンプ ２４ コントロールラック ２６ 誘導子 ２７ ポール ３１ ステータコイル（ａ相） ３２ ステータコイル（ｂ相） ３３ ステータコイル（ｃ相） ３４ ステータコイル（ｄ相） ３７ ロータヨーク ３８ クランクシャフト ４０ クラッチハウジング ４１ ステータリング ４２ ステータコア ４４ 固定用ボルト ４５ 仮止め用ボルト ４６ 調整ボルト ５０ エアギャップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リング状をなすステータコアの中にロータ
   を配し、ステータ側に設けられているコイルに通電する
   ことによってロータを回転駆動して出力を取出すように
   した電気自動車用モータにおいて、 ステータコアを支持する支持部材に放射状に複数のギャ
   ップ調整用ボルトを設け、 前記ギャップ調整用ボルトによってステータコアの外周
   部をそれぞれ中心側に押すようにし、前記複数のギャッ
   プ調整用ボルトのねじ込み量によってギャップ調整を行
   なうようにした電気自動車用モータのギャップ調整装
   置。