车辆用电动机的制作方法

1.本发明涉及设置在车辆中的车辆用电动机的技术领域。


背景技术：

2.如专利文献1所述，关于车辆用电动机，提出了一种外壳壁中在车辆碰撞时所受到的碰撞负荷大于其他部位的外壳接触部的接触面与定子的外周面进行面接触的车辆用电动机。这种车辆用电动机在车辆发生碰撞时，定子会承受碰撞负荷，因此外壳的破损会得到抑制。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2019-88164号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的课题
7.上述车辆用电动机有时会设置在驾驶员等搭乘的车室(
キャビン
)的前方。这种情况下，车辆用电动机可以抑制外壳的破损，但在车辆的碰撞等导致有力从外部施加时，有可能会使车室(搭乘室)破损。因此，需要减少车辆碰撞等所导致的例如施加在车室等其他部件上的来自外部的力。
8.鉴于上述情况，本发明的目的在于减少施加在其他部件上的来自外部的力。
9.解决课题的手段
10.本发明一实施方式的车辆用电动机，具有：形成为环状的定子；配置在所述定子的径向内侧的转子；以及配置在所述转子的径向内侧，与所述转子一同旋转的旋转轴，其中，所述定子和所述转子可以分割成多块。
11.发明效果
12.通过本发明，能够减少施加在其他部件上的来自外部的力。
附图说明
13.图1是表示具有电动机的车辆的组成概要的图；
14.图2是电动机结构的说明图；
15.图3是从外部施加力时的电动机的说明图；
16.图4是碰撞时车辆变形的说明图；
17.图5是碰撞时车室的减速度的说明图；
18.图6是碰撞时车室的变形量的说明图；
19.图7是表示变形例中具有电动机的车辆的组成概要的图。
20.符号说明
21.1车辆
22.2电动机
23.10定子
24.11分割起点部
25.20转子
26.21分割起点部
27.30旋转轴
28.40轮辐部
29.41轮辐。
具体实施方式
30.《1、车辆的概要组成》
31.图1是表示具有电动机2的车辆1的组成概要的图。需要说明的是，图1只从车辆1的组成中主要提取了本发明相关的关键部位的组成进行表示。
32.如图1所示，车辆1具有电动机2、控制装置3、逆变器4和车轮5。车辆1是具有4个电动机2作为动力源的电动汽车。
33.电动机2例如为三相交流电动机。电动机2分别针对4个车轮5中的每一个进行设置。电动机2搭载在车辆1的车体中，是通过旋转轴30与车轮5连接的所谓的车载电动机。
34.当有电力从未图示的电池通过逆变器4供给时，电动机2会产生驱动力(扭矩)，将其驱动力传递到车轮5，从而使车辆1行驶。需要说明的是，车辆1也可以是具有电动机2和发动机作为动力源的混合动力汽车。另外，电动机2例如也可以针对2个车轮设置一个，或者只针对部分车轮5设置。
35.另外，电动机2也可以作为发电机发挥功能，通过进行再生运转来生成电力。电动机2的再生运转所生成的电力通过逆变器4向电池供给。由此，电池得到充电。
36.逆变器4基于控制装置3的控制进行工作，将电池供给的直流电流转换为三相交流电流向电动机2供给。另外，当电动机2进行再生运转时，逆变器4将电动机2供给的交流电流转换为直流电流向电池供给。
37.控制装置3是包括cpu(central processing unit，中央处理器)、rom(read only memory，只读存储器)和ram(random access memory，随机存取存储器)的处理器。控制装置3通过在ram上展开并执行rom或未图示的存储部中存储的程序，来控制整个车辆1。
38.《2、电动机2的结构》
39.图2是电动机2的结构的说明图。图2中的左右方向对应于车辆1的前后方向。
40.如图2所示，电动机2具有定子10、转子20、旋转轴30和轮辐部40。定子10、转子20、旋转轴30和轮辐部40收纳在未图示的外壳内。定子10、转子20和旋转轴30配置在同一个轴上。
41.定子10通过例如层叠电磁钢板而整体形成为环状。定子10形成为可以分割成多块(3块以上)。图2的示例中，定子10可以分割成4块。
42.定子10在周向上以90度间隔设置有分割起点部11。即，分割起点部11设置有4个。例如，分割起点部11设置在车辆1的前方侧、后方侧、上方侧、下方侧。需要说明的是，分割起点部11可以在车辆1的前方侧或后方侧至少设置一个。
43.分割起点部11形成为从定子10的外周面向径向内侧开槽口。分割起点部11是从外部施加力(冲击)时成为定子10被分割的起点的部分。
44.需要说明的是，分割起点部11的形状和结构不限于此，只要来自外部的力能够使定子10以分割起点部11为起点进行分割，则可以是任何形状和结构。
45.定子10在从外部施加力时，会以分割起点部11为起点，例如分割成4个分割芯部(分割
コア
)12。
46.定子10向着径向内侧形成有多个齿状物，齿状物上卷绕有线圈13。从逆变器4(参考图1)向线圈13供给交流电流。
47.转子20设置在定子10的径向内侧，整体形成为环状。转子20形成为可以分割成多块(3块以上)。图2的示例中，转子20可以分割成16块。
48.转子20在周向上以22.5度间隔设置有分割起点部21。即，分割起点部21设置有16个。分割起点部21形成为从转子20的内周面向径向外侧开槽口。分割起点部21是从外部施加力(冲击)时成为转子20被分割的起点的部分。
49.需要说明的是，分割起点部21的形状和结构不限于此，只要来自外部的力能够使转子20以分割起点部21为起点进行分割，则可以是任何形状和结构。
50.转子20在从外部施加力时，会以分割起点部21为起点，例如分割成16个分割套筒22。
51.分割套筒22中配置有磁体23，磁体23与定子10相对。
52.旋转轴30沿着转子20的径向内侧即车辆1的车宽方向(左右方向)配置，与转子20一起旋转。旋转轴30连接有车轮5(参照图1)。
53.轮辐部40例如具有4个轮辐41，通过轮辐41将转子20和旋转轴30之间连结起来。轮辐部40在转子20旋转时，通过轮辐41将其旋转传递到旋转轴30。由此，电动机2中，转子20、旋转轴30和轮辐部40一体旋转。
54.轮辐41例如为板状部件，一端与旋转轴30连接，另一端与转子20连接。
55.轮辐41以沿着旋转轴30的切线方向的方式，一端例如通过焊接等与旋转轴30连接。另外，轮辐41在周向上以90度间隔与旋转轴30连接。
56.轮辐41的另一端与形成在分割套筒22的内周面上的突起部24接合。
57.当有交流电流向线圈13供给时，如此构成的电动机2的转子20、旋转轴30和轮辐部40会在图中逆时针旋转。
58.《3、从外部施加力时的电动机2》
59.图3是从外部施加力时的电动机2的说明图。当车辆1例如发生正面碰撞而从前方施加力(冲击)时，该力会首先输入到电动机2的定子10的分割起点部11。这时，力会特别输入到设置在前方向的分割起点部11。如此一来，如图3所示，定子10以分割起点部11为起点，被分割成多个(4个)分割芯部12。
60.另外，当施加在电动机2的来自外部的力传递到转子20时，该力会输入到转子20的分割起点部21。如此一来，转子20以分割起点部21为起点，被分割成多个(16个)分割套筒22。
61.另外，当施加在电动机2的来自外部的力传递到轮辐41时，与旋转轴30连接的部分(一端)会被破坏，另一端会从突起部24脱离。
62.由此，电动机2的定子10、转子20、轮辐部40会被分别分割成分割芯部12、分割套筒22、轮辐41。因此，电动机2在从外部施加力时，会消耗能量来分割定子10、转子20、轮辐部40。换言之，施加在车辆1上的力的一部分会作为能量被消耗，用以分割电动机2。
63.由此，电动机2能够吸收碰撞产生的外部力，从而抑制车辆1中的其他部件的破损。
64.特别是，为了驱动前轮，电动机2有时会搭载在驾驶员等搭乘的车室(搭乘室)的前方。这种情况下，电动机2能够减少传递到车室的力，从而能够进一步保障驾驶员等的安全性。
65.《4、碰撞时的情形》
66.下面利用图4～图6，与比较例的电动机70进行对比，来说明车辆1从前方发生碰撞时的车室60的减速度和变形量。需要说明的是，比较例的电动机70与电动机2不同，其定子、转子和轮辐部无法分割。
67.图4是碰撞时车辆1变形的说明图。
68.图5是碰撞时车室60的减速度的说明图。需要说明的是，图5的纵轴是碰撞时车室60的减速度(车体g)，图5的横轴是时间(time)。
69.图6是碰撞时车室60的变形量的说明图。需要说明的是，图6的纵轴是碰撞时车室60的减速度(车体g)，图6的横轴是车室60的变形量(stroke)。
70.另外，图5和图6用实线表示比较例的电动机70，用虚线表示电动机2。
71.如图4的上段所示，假设车辆1从前方与障碍物50发生碰撞。需要说明的是，此时的时刻设为t0，变形量设为s0。
72.而且，如图4的第二段所示，随着时间的经过，车辆1的前隔间(
フロントコンパートメント
)61会逐渐压溃。如此，在前隔间61逐渐压溃的期间，如图5所示，车室60的减速度增加，同时如图6所示，车室60的变形量也会逐渐增加。
73.之后，在时刻t1，电动机2(或电动机70)被夹在障碍物50和车室60之间。此时的车室60的变形量设为s1。
74.而且，当车室60要进一步向前方移动时，如图4的第三段所示，比较例的电动机70由于是各部分无法分割的结构，因此电动机70不会压溃。所以，在车室60与电动机70碰撞时，车室60的减速度会上升(图5、图6中的gmax)，之后，在车室60发生压溃的同时车室60的减速度减少，最终在变形量smax的位置车室60停止。
75.另一方面，如图4下段所示，从外部施加的力使电动机2分割。因此，在车室60与电动机2碰撞之后，电动机2被分割(破坏)，同时车室60向前方移动。所以，车室60的减速度与比较例的电动机70相比变小(图5、图6中的gmax’)。另外，由于电动机2被分割而在前后方向上压溃(由于留出了用于车室60移动的空间)，因此车室60的最终变形量(smax’)与比较例的电动机70相比变长。
76.如此，电动机2与比较例的电动机70相比，能够降低施加给车室60的加速度，同时也能通过分割降低车室60压溃的量。由此，电动机2能够降低施加给搭乘在车室60中的驾驶员等的加速度，同时能够降低车室60的破损。
77.另外，即使在从外部有力施加在驱动后轮的电动机2上的情况(后面碰撞的情况)下，电动机2的分割也能够降低电动机2向车室60侧的侵入，可以扩大后座生存空间。此外，在车辆1是混合动力汽车，在后轮附近搭载有高压电池的情况下，即使从外部有力施加在驱
动后轮的电动机2上，电动机2的分割也能够降低输入到高压电池的力，从而能够提高安全性。
78.《5、实施方式的总结》
79.上述实施方式的车辆用电动机(电动机2)具有：形成为环状的定子10；配置在定子10的径向内侧的转子20；以及配置在转子20的径向内侧，与转子20一同旋转的旋转轴30，其中，定子10和转子20可以分割成多块。
80.由此，在车辆1的碰撞等导致有力从外部施加在电动机2上时，定子10和转子20会被分割。
81.因此，电动机2会使用能量来分割定子10和转子20，从而能够减少施加在其他部件(例如车室60)的来自外部的力。
82.另外，电动机2在从外部施加力时定子10和转子20会被分割而压溃，由此能够腾出空间以供其他部件因碰撞而移动，从而能够降低其他部件的破损。
83.定子10和转子20具有成为分割起点的分割起点部11和分割起点部21。
84.由此，当有力从外部施加到电动机2上时，定子10和转子20会以分割起点部为起点而被分割。
85.因此，在有力从外部施加到电动机2上时，定子10和转子20容易被分割。
86.定子10的分割起点部11至少在车辆1的前方侧或后方侧设置一个。
87.由此，在车辆1从行进方向发生碰撞时产生的来自外部的力会输入到分割起点部11，定子10容易被分割。
88.定子10的可分割的分割数少于转子20的可分割的分割数。
89.定子10会用作磁路，因此分割数多会导致磁阻恶化。所以，减少定子10的分割数可以降低磁阻的恶化。
90.具有连结旋转轴30和转子20之间的轮辐41，轮辐41沿着旋转轴30的切线方向配置。
91.由此，当从外部施加力时，力会在旋转轴30的切线方向上向轮辐41输入。
92.因此，轮辐41可以在旋转的同时被压坏，从而使轮辐部40容易被分割。
93.另外，设置轮辐部40(轮辐41)可以使电动机2增大转子半径。由此电动机2可以增大产生的扭矩，提高能效。
94.《6、变形例》
95.以上对本发明的相关实施方式进行了说明，但本发明不限于上述具体例，可以采用多种组成。
96.例如，如图7所示，车辆100可以设置电动机101。电动机101可以是设置在车轮102内部的所谓的轮内电动机。需要说明的是，电动机101的结构与电动机2相同。
97.另外，实施方式的定子10设置有分割起点部11，当有力从外部施加时，会以分割起点部11为起点，被分割成多个分割芯部12。但是，定子10也可以设置成通过组合被预先分割的多个分割芯部12，来形成一个定子10。
98.另外，实施方式的转子20设置有分割起点部21，当有力从外部施加时，会以分割起点部21为起点，被分割成多个分割套筒22。但是，转子20也可以设置成通过组合被预先分割的多个分割套筒22，来形成一个转子20。