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自動車電動モーターのステーターマウントソリューション
レンコールトレランスリング は、モーターのステーターをハウジングにシンプルに固定することができます。
自動車業界での重要なトレンドは、軽量設計へのシフトです。このシフトにより、アルミニウムなどの多様な素材が使用されるようになっています。電動モーター市場では、異種材間の熱膨張係数の違いから問題が発生する場合があります。アルミのハウジングは鉄ベースのステーターよりも大きく膨張するため、保持力が低下し、最悪の場合、ステーターが脱落してしまいます。
その他の問題は組み付け工程に関するもので、接着剤や焼きばめなどのステーター固定方法における加熱処理は、エネルギーを大量に消費します。
レンコールの技術は、システムレベルのシミュレーションによってステーターの接合設計を最適化し、これらの問題に解決策を提示します。サンゴバンの技術は、ステーターとハウジングの組み付け工程を簡素化し、作動温度範囲にわたって優れた保持力を実現し、適用可能な温度範囲も拡大します。
これらのうれしさは、ステーターやローターの同心度を犠牲にすることなく、入力および出力の観点から効率的なシステムを実現します。
レンコールトレランスリング
- はめ合い部品の優れた公差吸収
- 異種材料の使用
- 固定部品/モーター部品の数を削減
- 組み付けの簡素化
利点
組み付け力
レンコール製品は、ステーターとともにアルミニウムハウジングに圧入し組みつけられます。組み付けが完了したあとの、硬化や整定時間は必要ありません。
変位と組み付け力の関係。レンコールトレランスリングソリューションの組み付けに必要な力は、圧入ソリューションに比べて大幅に小さくなります。
温度変化に対する保持力の安定性
ステーターとハウジング間の寸法は、通常、熱膨張によるものだけでなく、製造公差の累積によっても変化しますが、トレランスリングの波形状が一貫した保持力を提供します。
製造公差の影響を含む、温度変化と保持力の関係。レンコールトレランスリングでは、温度が上昇したときも圧入よりも高い保持力が得られます。
レンコール トレランスリングを2つ使用した、ステーターの組付け
自動車産業の電動化は、航続距離を伸ばすためのシステム軽量化、CO2排出量削減のためのEV化によって推進されています。どちらの場合も、できるだけ効率の良いモーターを搭載することが重要で、そうでなければ、必要な電力に対応するためにモーターが必要以上に大きくなったり、重くなったりしてしまいます。
モーターの効率を低下させる要因のひとつに、ステーターのミスアライメントがあります。ミスアライメントは、ローターとステーターのクリアランスのバランスを崩し、さらには、大きなノイズや摩耗を引き起こす可能性があります。
従来、ミスアライメントの問題を解決するには、トレランスリングを幅の細いものから広いものに変更する必要がありました（いずれも図1に示す）。長いステーターを持つ大型のモーターでは、トレランスリングの幅が広くなるため、リングを作るために多くの材料が必要となり、重量と材料費が増加するため、この方法は別の問題を引き起こします。さらに、幅の広いリングは長い組立てストロークを必要とするため、電子システムで問題を引き起こす可能性のある金属粒子の発生リスクが高くなります。
図1. ハウジングに装着されたステーター： (左）細いトレランスリング、（右）広いトレランスリング
このような問題を解決するため、２つの異なる形状のトレランスリングを使用することができます(図2のように一端がSV、他端がHV)。組立てストロークを短くすることにより、金属粒子発生のリスクを小さくできるということです(図3)。
図2. ステーターは、SVタイプとHVタイプの2つのトレランスリングでハウジングに取り付けられている。
図3 （左）幅の広いトレランスリングの組立ストローク、（右）幅の細いトレランスリング２つを使用した場合の組立ストローク。
2つのトレランスリングを使用したシステムは、ステーターの両端に異なるデザインのリングを使用することができるため、新たな可能性を開きます。例えば、ステーターの一端を高剛性・高保持力設計とし、他端のトレランスリングを低剛性設計にして、ミスアライメント補正やクリアランス、ラトルフリー性能を持たせることができます。
駆動モーター、ハイブリッド駆動モーター、48Vシステム、KERS、オルタネーター、スターターモーター、オイルポンプモーター、エンジン/バッテリー冷却ポンプモーター、Eターボ、電動スクーター/自転車/オートバイ、ワイパーモーターなど、本システムが有効な用途は幅広く存在します。
レンコールトレランスリングの詳細については、「トレランスリングとは」をご覧ください。