JP2017131078A - Cooling structure of motor - Google Patents
Cooling structure of motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017131078A JP2017131078A JP2016010598A JP2016010598A JP2017131078A JP 2017131078 A JP2017131078 A JP 2017131078A JP 2016010598 A JP2016010598 A JP 2016010598A JP 2016010598 A JP2016010598 A JP 2016010598A JP 2017131078 A JP2017131078 A JP 2017131078A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- oil
- winding
- cooling
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 105
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 62
- 230000002940 repellent Effects 0.000 claims description 19
- 239000005871 repellent Substances 0.000 claims description 19
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 5
- 230000001846 repelling effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 23
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Description
この発明は、例えばインホイールモータ等のモータの冷却構造に関する。 The present invention relates to a cooling structure for a motor such as an in-wheel motor.
モータは車両、産業用機械等に広く利用されており、小型、軽量で、高効率、高出力であることが求められる。一方、モータの出力は、モータの温度によって制限される。従って、モータの出力を向上させるためには、モータの温度上昇、特に発熱源であるステータのコイルの温度上昇を抑えることが重要である。 Motors are widely used in vehicles, industrial machines, etc., and are required to be small, light, high efficiency, and high output. On the other hand, the output of the motor is limited by the temperature of the motor. Therefore, in order to improve the output of the motor, it is important to suppress the temperature rise of the motor, in particular, the temperature rise of the stator coil as a heat source.
コイルを冷却する手法として、以下の提案がなされている。
(1)特許文献1
この提案は、ステータコアの周囲を覆い巻線(特許文献1では「導線」)が巻回される絶縁ボビンに切欠部を設け、この切欠部に露出した巻線と絶縁ボビンの巻回面との間に含浸材を滴下する。油による冷却ではなく、含浸材をコイル全体に行き渡らせることにより、冷却性能を向上させる構成である。
The following proposals have been made as a method for cooling the coil.
(1)
In this proposal, a notch portion is provided in an insulating bobbin that covers the periphery of the stator core and is wound with a winding ("conductor" in Patent Document 1), and the winding exposed in the notch and the winding surface of the insulating bobbin The impregnating material is dropped in between. Instead of cooling with oil, the cooling performance is improved by spreading the impregnating material over the entire coil.
(2)特許文献2
この提案は、ボビンに冷却油を通すための貫通孔(特許文献2では「供給孔」)を設け、外部から供給される冷却油をコイル全体に行き渡らせるようにしている。
(2)
In this proposal, a through hole for passing cooling oil through a bobbin (“supply hole” in Patent Document 2) is provided so that the cooling oil supplied from the outside is spread over the entire coil.
(3)特許文献3
この提案は、ロータの軸芯から径方向へ拡散される冷却油(特許文献3では「オイル」)を、ケーシングの内壁に設けられた案内面によってステータ(特にコイル)へ案内して、コイルを冷却する。
(3) Patent Document 3
In this proposal, cooling oil ("oil" in Patent Document 3) diffused in the radial direction from the axis of the rotor is guided to a stator (particularly a coil) by a guide surface provided on the inner wall of the casing, and the coil is Cooling.
特許文献1では、絶縁ボビンに溝を設け、毛細管現象を利用することにより、コイルの隙間を含めたステータの全体にワニスを行き渡らせることが記載されている。しかし、油、水等の冷却媒体を用いて冷却することについては言及されていない。
In
特許文献2では、ボビンに貫通孔を設けることにより、モータの外部から供給される冷却油でコイルを効率的に冷却することが記載されている。しかし、モータの内部から供給される冷却油を用いてコイルを冷却することについては言及されていない。
一般に、モータの冷却性能を向上させるためには、十分に冷却された冷却媒体をモータに供給すればよい。但し、モータが、車両の足回りに用いられるインホイールモータである場合、小型化、軽量化が不可欠であり、モータに冷却媒体を導く配管をモータの外部に設置することは困難である。 In general, in order to improve the cooling performance of the motor, a sufficiently cooled cooling medium may be supplied to the motor. However, when the motor is an in-wheel motor used for the undercarriage of the vehicle, it is indispensable to reduce the size and weight, and it is difficult to install a pipe for guiding a cooling medium to the motor outside the motor.
そこで、インホイールモータでは、モータの内部で冷却媒体を循環させる内部循環方式が採用されている。内部循環方式は、例えば図12に示すように、ロータ10の回転軸6からモータ1のハウジング8内に冷却媒体を拡散させることにより、ステータ9のステータコア30およびコイル31を冷却する構成である。他に、内部循環方式として、ロータ10の回転に伴う遠心力で冷却媒体を掻き上げたり、跳ね掛けたりすることにより、ステータ9のステータコア30およびコイル31を冷却する構成もある。いずれの構成であっても、掻き上げたり跳ね掛けたりされた冷却媒体、または拡散された冷却媒体のすべてがステータ9のステータコア30およびコイル31に届いているか否かは不明である。なお、図12は、モータ1と、減速機2と、車輪用軸受5とを組み合わせたモータ駆動装置を示している。
Therefore, in-wheel motors employ an internal circulation system in which a cooling medium is circulated inside the motor. For example, as shown in FIG. 12, the internal circulation system cools the
特許文献3は、インホイールモータに内部循環方式を適用した提案であり、モータの外部から供給される冷却油を、ロータの回転軸に設けられた油路からケーシングの内部に吐出させ、その吐出された冷却油を、ケーシングの内壁に設けられた凹曲面形状の案内面に沿わせてコイルに導くことにより、ステータを均一に冷却することが記載されている。この特許文献3は、ステータコアにコイルを巻回するためのボビンを用いないモータに適用されている。 Patent Document 3 is a proposal in which an internal circulation system is applied to an in-wheel motor. Cooling oil supplied from the outside of the motor is discharged from an oil passage provided on the rotating shaft of the rotor to the inside of the casing. It is described that the stator is uniformly cooled by guiding the cooled cooling oil to a coil along a concave curved guide surface provided on the inner wall of the casing. This patent document 3 is applied to a motor that does not use a bobbin for winding a coil around a stator core.
コイルの巻回方式が集中巻である場合、コイルとステータコア間の絶縁を行うために、コイルボビンが用いられる。このようにコイルボビンが用いられたモータに特許文献3の構成を適用した場合、ケーシングの内壁の案内面によって導かれる冷却油の進路がコイルボビンによって阻害されて、冷却油がコイルにうまく届かず、ステータの冷却を十分に行えないことが懸念される。 When the coil winding method is concentrated winding, a coil bobbin is used to provide insulation between the coil and the stator core. When the configuration of Patent Document 3 is applied to a motor using a coil bobbin in this way, the path of the cooling oil guided by the guide surface of the inner wall of the casing is obstructed by the coil bobbin, so that the cooling oil does not reach the coil well, and the stator There is a concern that the cooling of the water cannot be sufficiently performed.
この発明の目的は、コイルボビンを用いたモータに適用され、ロータの回転軸から拡散される冷却油でステータのコイルを効率良く冷却することができ、モータの出力向上を図ることができるモータの冷却構造を提供することである。 An object of the present invention is applied to a motor using a coil bobbin, and can cool a stator coil efficiently with cooling oil diffused from a rotating shaft of the rotor, thereby cooling the motor capable of improving the output of the motor. Is to provide a structure.
この発明のモータの冷却構造は、ステータコアおよびコイルからなるステータと、このステータを覆って固定するハウジングと、複数の軸受を介して前記ハウジングに回転自在に支持される回転軸と、この回転軸に一体に固定されたロータと、油冷式冷却装置とを備え、前記ステータコアは前記回転軸の軸心回りに放射状に並ぶ複数の歯部を有し、前記コイルは、前記各歯部に設けられた複数の個別コイルからなり、これら個別コイルは、前記歯部の外周を囲むコイルボビンと、このコイルボビンに巻かれた巻線とでなるモータの冷却構造であって、
前記油冷式冷却装置は、前記回転軸の軸心を通って冷却油を給油する軸心給油路と、この軸心給油路に連通して前記ハウジングの内部空間に前記冷却油を吐出する吐出油路とを有し、
前記各コイルボビンは、モータ径方向の外径端に、前記巻線の巻径よりも少なくともモータ軸方向に張り出す張出部を有し、この張出部に、前記吐出油路から吐出されて前記ハウジングの内部空間をモータ径方向の外径側へ拡散される前記冷却油を前記巻線に向けて撥ね返す撥返し面が形成されていることを特徴とする。
A cooling structure for a motor of the present invention includes a stator including a stator core and a coil, a housing that covers and fixes the stator, a rotating shaft that is rotatably supported by the housing via a plurality of bearings, and a rotating shaft. The stator includes an integrally fixed rotor and an oil cooling type cooling device, the stator core has a plurality of teeth arranged radially around the axis of the rotating shaft, and the coils are provided on the teeth. A plurality of individual coils, and these individual coils are a cooling structure for a motor including a coil bobbin that surrounds the outer periphery of the tooth portion, and a winding wound around the coil bobbin.
The oil cooling type cooling device includes a shaft center oil supply passage that supplies cooling oil through an axis of the rotating shaft, and a discharge that discharges the cooling oil to an internal space of the housing in communication with the shaft center oil supply passage. An oil passage,
Each of the coil bobbins has an overhang portion that protrudes at least in the motor axial direction from the winding diameter of the winding at the outer diameter end in the motor radial direction, and is discharged from the discharge oil passage to the overhang portion. A repellent surface is formed that repels the cooling oil diffused in the inner space of the housing toward the outer diameter side in the motor radial direction toward the winding.
この構成によると、軸心給油路と吐出油路とを通って冷却油がハウジングの内部空間に吐出される。内部空間に吐出された冷却油は、ロータの回転に伴う遠心力によってモータ径方向の外径側に拡散され、その後、コイルボビンの張出部における撥返し面で撥ね返されて巻線に当たる。これにより、各個別コイルの巻線が効率良く冷却されるため、モータの出力を向上させることができる。 According to this configuration, the cooling oil is discharged into the internal space of the housing through the axial oil supply passage and the discharge oil passage. The cooling oil discharged to the internal space is diffused to the outer diameter side in the motor radial direction by the centrifugal force accompanying the rotation of the rotor, and then rebounds at the repellent surface at the projecting portion of the coil bobbin and hits the winding. Thereby, since the winding of each individual coil is efficiently cooled, the output of the motor can be improved.
この発明において、前記吐出油路から前記冷却油がモータ軸方向に対して、モータ径方向の外径側でかつ前記ロータからモータ軸方向に離れる方向に傾斜する角度を持って吐出されるように、前記吐出油路が設けられていると良い。
前述のように、吐出油路からハウジングの内部空間に吐出された冷却油は、ロータの回転に伴う遠心力によって外径側に拡散される。吐出油路から冷却油がモータ軸方向に対して角度を持って吐出されると、ハウジングの内部空間において冷却油がスムーズの外径側に拡散する。
In this invention, the cooling oil is discharged from the discharge oil passage at an angle inclined with respect to the motor shaft direction on the outer diameter side in the motor radial direction and away from the rotor in the motor shaft direction. The discharge oil passage is preferably provided.
As described above, the cooling oil discharged from the discharge oil passage to the internal space of the housing is diffused to the outer diameter side by the centrifugal force accompanying the rotation of the rotor. When the cooling oil is discharged from the discharge oil passage at an angle with respect to the motor axial direction, the cooling oil diffuses smoothly to the outer diameter side in the internal space of the housing.
この発明において、前記コイルボビンは、前記巻線が巻回される中央部と、この中央部のモータ径方向の外径端からモータ軸方向に突出し前記ハウジングと前記巻線とを絶縁する外径側凸部と、前記中央部のモータ径方向の内径端からモータ軸方向に突出し前記ロータと前記巻線とを絶縁する内径側凸部とを有し、前記外径側凸部の一部が前記張出部であっても良い。
コイルボビンが上記構成であると、コイルボビンの中央部に巻回された巻線の外径側および内径側への位置ずれを外径側凸部および内径側凸部によって防止することができ、かつ外径側凸部によってハウジングと巻線とを絶縁すると共に、内径側凸部によってロータと巻線とを絶縁することができる。
In the present invention, the coil bobbin includes a central portion around which the winding is wound, and an outer diameter side that protrudes in the motor axial direction from an outer diameter end of the central portion in the motor radial direction and insulates the housing and the winding. A convex portion and an inner diameter side convex portion that protrudes in the motor axial direction from the inner diameter end of the central portion in the motor radial direction and insulates the rotor and the winding, and a part of the outer diameter side convex portion is the It may be an overhang part.
When the coil bobbin has the above-described configuration, the outer diameter side convex portion and the inner diameter side convex portion can prevent the displacement of the winding wound around the central portion of the coil bobbin toward the outer diameter side and the inner diameter side. The housing and the winding can be insulated from each other by the radial convex portion, and the rotor and the winding can be insulated from each other by the radial convex portion.
コイルボビンが上記構成である場合、前記外径側凸部は前記内径側凸部よりもモータ軸方向に大きく突出していると良い。
外径側凸部が内径側凸部よりもモータ軸方向に大きく突出していると、吐出油路から吐出されて外径側へ拡散する冷却油が、内径側凸部によって遮られることなく、外径側凸部まで届くため、冷却油を効率良く各個別コイルの巻線に導くことができる。
In the case where the coil bobbin has the above-described configuration, it is preferable that the outer diameter-side convex portion protrudes larger in the motor axial direction than the inner diameter-side convex portion.
If the outer diameter convex part protrudes larger in the motor axial direction than the inner diameter convex part, the cooling oil discharged from the discharge oil passage and diffusing to the outer diameter side is not blocked by the inner diameter side convex part. Since it reaches the radial convex part, the cooling oil can be efficiently guided to the winding of each individual coil.
前記張出部の前記撥返し面を前記回転軸の軸心を通る平面で切断した断面形状が、前記巻線からモータ軸方向に遠ざかるに従いモータ径方向の内径側に位置するように傾斜していても良い。
この場合、ハウジングの内部空間をモータ外径側に拡散される冷却油を、撥返し面で直接撥ね返して各個別コイルの巻線に導くことができる。
A cross-sectional shape obtained by cutting the repellent surface of the projecting portion along a plane passing through the axis of the rotating shaft is inclined so as to be positioned on the inner diameter side in the motor radial direction as the distance from the winding in the motor axial direction increases. May be.
In this case, the cooling oil diffused in the inner space of the housing to the motor outer diameter side can be directly repelled by the repellent surface and guided to the winding of each individual coil.
前記張出部が上記構成である場合前記張出部のモータ軸方向先端のモータ径方向位置が、前記コイルボビンの前記中央部に巻回された前記巻線の前記外径側凸部側端のモータ径方向位置と同じか、または外径側であると良い。
張出部のモータ軸方向先端と巻線の外径側凸部側端とが上記位置関係であると、コイルボビンの中央部に巻線を巻回する際に張出部が邪魔にならない。
When the overhanging portion has the above-described configuration, the motor radial direction position of the overhanging portion in the motor axial direction is the position of the outer diameter side convex portion side end of the winding wound around the central portion of the coil bobbin. It may be the same as the position in the motor radial direction or on the outer diameter side.
When the motor axial direction front end of the overhanging portion and the outer diameter side convex portion side end of the winding are in the above positional relationship, the overhanging portion does not get in the way when winding the winding around the central portion of the coil bobbin.
また、前記張出部の前記撥返し面を前記回転軸の軸心を通る平面で切断した断面形状が、前記巻線からモータ軸方向に遠ざかるに従いモータ径方向の外径側に位置するように傾斜していても良い。
この場合、ハウジングの内部空間に拡散されハウジングの壁面に当たって向きを変えた冷却油を、撥返し面で撥ね返して各個別コイルの巻線に導くことができる。
In addition, a cross-sectional shape obtained by cutting the repellent surface of the projecting portion along a plane passing through the axis of the rotating shaft is positioned on the outer diameter side in the motor radial direction as the distance from the winding in the motor axial direction increases. It may be inclined.
In this case, the cooling oil that has been diffused into the internal space of the housing and changed its direction upon striking the wall surface of the housing can be repelled by the repellent surface and guided to the winding of each individual coil.
この発明のモータの冷却構造は、ステータコアおよびコイルからなるステータと、このステータを覆って固定するハウジングと、複数の軸受を介して前記ハウジングに回転自在に支持される回転軸と、この回転軸に一体に固定されたロータと、油冷式冷却装置とを備え、前記ステータコアは前記回転軸の軸心回りに放射状に並ぶ複数の歯部を有し、前記コイルは、前記各歯部に設けられた個別コイルからなり、これら個別コイルは、前記歯部の外周を囲む複数のコイルボビンと、このコイルボビンに巻かれた巻線とでなる冷却構造であって、前記油冷式冷却装置は、前記回転軸の軸心を通って冷却油を給油する軸心給油路と、この軸心給油路に連通して前記ハウジングの内部空間に前記冷却油を吐出する吐出油路とを有し、前記各コイルボビンは、モータ径方向の外径端に、前記巻線の巻径よりも少なくともモータ軸方向に張り出す張出部を有し、この張出部に、前記吐出油路から吐出されて前記ハウジングの内部空間をモータ径方向の外径側へ拡散される前記冷却油を前記巻線に向けて撥ね返す撥返し面が形成されているため、ロータの回転軸から拡散される冷却油でステータのコイルを効率良く冷却することができ、モータの出力向上を図ることができる。 A cooling structure for a motor of the present invention includes a stator including a stator core and a coil, a housing that covers and fixes the stator, a rotating shaft that is rotatably supported by the housing via a plurality of bearings, and a rotating shaft. The stator includes an integrally fixed rotor and an oil cooling type cooling device, the stator core has a plurality of teeth arranged radially around the axis of the rotating shaft, and the coils are provided on the teeth. These individual coils have a cooling structure comprising a plurality of coil bobbins surrounding the outer periphery of the tooth portion and windings wound around the coil bobbins. An axial oil supply passage for supplying cooling oil through an axial center of the shaft; and a discharge oil passage for discharging the cooling oil to the internal space of the housing in communication with the axial oil supply passage. Has an overhanging portion that protrudes at least in the motor axial direction beyond the winding diameter of the winding at the outer diameter end in the motor radial direction, and is discharged from the discharge oil passage to the overhanging portion of the housing. Since a repelling surface is formed to repel the cooling oil diffused from the inner space to the outer diameter side in the motor radial direction toward the winding, the stator coil is formed by the cooling oil diffused from the rotating shaft of the rotor. Can be efficiently cooled, and the output of the motor can be improved.
この発明の実施形態に係るモータの冷却構造を備えたモータ駆動装置を図1ないし図7と共に説明する。
図1に示すように、モータ駆動装置は、車輪を駆動するモータ1と、このモータ1の回転を減速する減速機2と、この減速機2の入力軸3(減速機入力軸3と称す)と同軸の出力部材4によって回転される車輪用軸受5と、油冷式冷却装置Rとを備える。車輪用軸受5とモータ1との間に減速機2を介在させ、車輪用軸受5で支持される駆動輪である車輪のハブと、モータ1の回転軸6とを同軸心上で連結してある。このモータ駆動装置は、一部または全体が車輪内に配置されるインホイールモータ駆動装置である。
A motor drive apparatus having a motor cooling structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the motor drive device includes a
減速機2を収納する減速機ハウジング7には、車両における図示外のサスペンションが連結される。なお、この明細書において、モータ駆動装置を車両に設けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の車幅方向の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
A suspension (not shown) in the vehicle is connected to the
モータ1は、モータハウジング8に固定したステータ9と、回転軸6に固定したロータ10との間にラジアルギャップを設けたIPMモータ(いわゆる埋込み磁石型同期モータ)である。モータハウジング8には、軸方向に離隔して転がり軸受11,12が設けられ、これら転がり軸受11,12に回転軸6が回転自在に支持されている。
The
回転軸6は、モータ1の駆動力を減速機2に伝達するものである。ロータ10は、ロータコア10a、このロータコア10aの内部の開口部に配置された磁石(図示せず)と、ロータコア10aを回転軸6に固定する固定体13とで構成される。固定体13は、回転軸6と一体に形成されており、回転軸6の軸方向中間付近部から径方向外方に延びるフランジ部13aと、このフランジ部13aの外径端からアウトボード側およびインボード側に延びる円筒部13bと、この円筒部13bのアウトボード側端およびインボード側端から外径側に延びる一対の鍔部13c,13cとからなる。ロータコア10aは、固定体13の一対の鍔部13c,13c間に固定されている。
The
減速機入力軸3は、軸方向一端が回転軸6内に延びて、回転軸6とスプライン嵌合(セレーション嵌合も含む。以下、同じ)されている。出力部材4のカップ部内に転がり軸受14aが嵌合され、前記カップ部に固定された内ピン22を介して連結される筒状の連結部材4a内に転がり軸受14bが嵌合されている。転がり軸受11,12,14a,14bによって減速機入力軸3および回転軸6は、一体に且つ同心に回転自在に支持されている。減速機入力軸3の外周面には、偏心部15,16が設けられる。これら偏心部15,16は偏心運動による遠心力が互いに打ち消されるように180°位相をずらして設けられている。減速機2は、曲線板17,18と、複数の外ピン19と、カウンタウェイト21とを有するサイクロイド減速機である。
One end of the reduction gear input shaft 3 extends in the
図3は、図1のIII-III線断面となる減速機部分の断面図である。減速機2は、外形がなだらかな波状のトロコイド曲線で形成された2枚の曲線板17,18が、それぞれ転がり軸受85を介して、各偏心部15,16に装着してある。これら各曲線板17,18の偏心運動を外周側で案内する複数の外ピン19を、それぞれ減速機ハウジング7の内側に設け、前記複数の内ピン22を、各曲線板17,18の内部に設けられた複数の円形の貫通孔89に挿入状態に係合させてある。
3 is a cross-sectional view of the speed reducer portion taken along the line III-III in FIG. In the
図4に拡大して示すように、各外ピン19と各内ピン22には針状ころ軸受92,93が装着される。各外ピン19は、それぞれ針状ころ軸受92で両端支持され、これら針状ころ軸受92の外輪92aが減速機ハウジング7に固定され外ピン19は回転自在に支持され、各曲線板17,18の外周面と転接し、それぞれ各曲線板17,18の外周との接触抵抗を低減する。また各内ピン22は、針状ころ軸受93の外輪93aが、それぞれ各曲線板17,18の各貫通孔89の内周と各内ピン22との接触抵抗を低減する。
As shown in an enlarged view in FIG. 4,
よって、図1に示すように、各曲線板17,18の偏心運動をスムーズに車輪用軸受5の内方部材(回転輪)5aに回転運動として伝達し得る。回転軸6が回転すると、この回転軸6と一体回転する減速機入力軸3に設けられた各曲線板17,18が偏心運動を行う。このとき外ピン19が偏心運動する各曲線板17,18の外周面と転がり接触するように係合すると共に、各曲線板17,18が、内ピン22と貫通孔89(図4)との係合によって、各曲線板17,18の自転運動のみが出力部材4および車輪用軸受5の内方部材5aに回転運動として伝達される。回転軸6の回転に対して内方部材5aの回転は減速されたものとなる。
Therefore, as shown in FIG. 1, the eccentric motion of the
車輪用軸受5は内方部材5aと外方部材5bの間にボールを組み込んだ複列アンギュラ玉軸受であり、外方部材5bはフランジ5cにより減速機ハウジング7にボルト固定されている。内方部材5aは、出力部材4にスプライン嵌合(セレーション嵌合も含む)している。内方部材5aに伝達された回転運動は、内方部材5aにおけるアウトボード側の外周面に設けられた車輪取付フランジ5dからタイヤに伝達される。
The wheel bearing 5 is a double-row angular contact ball bearing in which a ball is incorporated between the
図5はモータのステータ9をモータ軸心と平行な方向から見た図である。図5に示すように、ステータ9は、ステータコア30とコイル31とからなる。ステータコア30は、鉄系材料等の磁性材料からなり、円環状部30aから複数の歯部30bが内径側に突出している。複数の歯部30bは、前記回転軸6(図1)の軸心回りに放射状に並んでいる。歯部30bを径方向と垂直な平面で切断した断面の形状は、例えば矩形である。ステータコア30は、円環状部30aがモータハウジング8(図1)の内周面に嵌合しており、この円環状部30aが図示外のボルトにて軸方向に締め付けて固定されている。
FIG. 5 is a view of the
コイル31は、巻回形式が集中巻であって、ステータコア30の前記各歯部30bにそれぞれ巻回された複数の個別コイル33を有する。図6は個々の個別コイルの正面図、図7はその斜視図である。各個別コイル33は、前記歯部30bの外周を囲むように設けられた複数のコイルボビン34と、このコイルボビン34に巻かれた巻線35とでなる。コイルボビン34は、樹脂材等の絶縁材料からなる。なお、図6、図7にはステータコア30の歯部30bも図示されている。
The
コイルボビン34は、内側にステータコア30の歯部30bが挿入される断面矩形の貫通孔36(図6に図示)を有する筒状の中央部34aと、この中央部34aのモータ径方向の外径端(図6の上端)からモータ軸方向の両側にそれぞれ突出した2つの外径側凸部34bと、前記中央部34aのモータ径方向の内径端(図6の下端)からモータ軸方向の両側にそれぞれ突出した2つの内径側凸部34cとからなる。外径側凸部34bは、内径側凸部34cよりもモータ軸方向に大きく突出しており、その突出部分が張出部34baとなっている。張出部34baは、巻線35の巻径よりも少なくともモータ軸方向に張り出している。
The
このコイルボビン34の張出部34baは、先端側に行くに従いモータ径方向の内径側に位置するように傾斜した形状である。張出部34baの内径面に、平面状の撥返し面37が形成されている。撥返し面37のモータ軸心に対する傾斜角θ1(図6)は、例えば15°以下である。このように、張出部34baは先端側に行くに従い、つまり巻線35から遠ざかるに従いモータ径方向の内径側に位置するように傾斜した形状であるが、張出部34baの基端に段部38を設けたことにより、張出部34baのモータ軸方向先端Pのモータ径方向位置が、コイルボビン34の中央部34aに巻回された巻線35の外径側凸部側端のモータ径方向位置と同じか、または外径側にある。図の例の場合、張出部34baのモータ軸方向先端Pのモータ径方向位置が、巻線35の外径側凸部側端のモータ径方向位置とほぼ同じである。
The projecting portion 34ba of the
また、コイルボビン34は、モータ軸方向に2分割された互いに対称形状の2つのボビン分割体34A,34Bからなる。中央部34aは、2つのボビン分割体34A,34Bを組み合わせることで筒状に形成される。外径側凸部34bおよび内径側凸部34cは、ボビン分割体34A,34Bにそれぞれ1つずつ設けられている。
The
このようにコイルボビン34を2つのボビン分割体34A,34Bに分割することで、図5に示すように、複数の個別コイル34が周方向に互いに広い隙間を開けずに並んで配置されていても、コイルボビン34をステータコア30の歯部30bの外周を囲む状態で取付けることが可能である。具体的には、2つのボビン分割体34A,34Bでステータコア30の歯部30bをモータ軸方向両側から挟み込み、中央部34aの貫通孔36(図6)内に歯部30bを配置させる。その後、ねじ等の図示しない固定手段で2つのボビン分割体34A,34Bを互いに固定する。
By dividing the
上記のようにステータコア30の歯部30bにコイルボビン34を取付けた後、図6、図7のようにコイルボビン34の中央部34aに巻線35を巻回する。前述したように、張出部34baのモータ軸方向先端Pのモータ径方向位置が、巻線35の外径側凸部側端のモータ径方向位置と同じか、または外径側にあるため、巻線35を巻回する際に張出部34baが邪魔にならない。
After the
次に、図1と共に油冷式冷却装置Rについて説明する。
この油冷式冷却装置Rは、モータ1および減速機2の冷却と、減速機2および回転軸6を支持する軸受11,12,14a,14bの潤滑とを兼ねている。油冷式冷却装置Rは、減速機ハウジング7とモータハウジング8の境界部に設けられたポンプ50と、減速機ハウジング7の底部に設けられた油溜り51と、モータ1および減速機2の各部に設けられた油路52〜60とで構成される。
Next, the oil-cooled cooling device R will be described with reference to FIG.
The oil-cooled cooling device R serves as both cooling of the
ポンプ50は、例えばサイクロイドポンプであって、油溜り51の冷却油を、吸込み油路52を介して吸い込み、送出し油路53に送り出す。送出し油路53は、モータハウジング8内に設けられ、上方へ延びている。送出し油路53の上端は、モータハウジング8内を軸方向に沿って延びる軸方向油路54のアウトボード側端に連通している。軸方向油路54のインボード側端は、モータハウジング8のモータカバー8aに設けられた連絡油路55の上端に連通している。連絡油路55の下端はモータ軸心の位置まで延び、その下端が、モータ軸心給油路56に連通している。モータ軸心給油路56は、回転軸6の軸心に沿って、インボード側からアウトボード側へ延びている。連絡油路55の下端は、モータ軸心給油路56のインボード側に連通している。
The
モータ軸心給油路56は、そのアウトボード側端で減速機入力軸3内の減速機軸心給油路57に連通すると共に、その軸方向中間部で吐出油路60に連通している。
The motor shaft center
減速機軸心給油路57から説明する。減速機軸心給油路57は、減速機入力軸3内に軸心に沿って設けられ、インボード側からアウトボード側へ延びている。そして、減速機軸心給油路57における前記偏心部15,16が設けられる軸方向位置から、減速機供給油路58が減速機ハウジング7内へ延びている。また、減速機ハウジング7の内部と油溜り51とが、排出油路59で連通されている。
The reduction gear shaft center
図1の部分拡大図である図2に示すように、前記吐出油路60は、以下の径方向孔61、隙間62、油溝63、および油孔64で構成される。径方向孔61は、回転軸6と固定体13のフランジ部13aとに亘ってモータ径方向に設けられ、内径端がモータ軸心給油路56(図1)に連通し、外径端が隙間62に開口している。隙間62は、固定体13の円筒部13bとロータコア10aの内周面との間に形成された間隙部分である。油溝63は、固定体13の鍔部13cにおけるロータコア10aの端面に接する内側面に沿って設けられ、モータ径方向の内径端が隙間62に連通している。油孔64は、油溝63のモータ径方向の外径端からモータ軸方向外側かつモータ径方向の外径側に向かって斜めに延び、先端がモータハウジング8の内部空間Sに開口している。
As shown in FIG. 2, which is a partially enlarged view of FIG. 1, the
図1において、内部空間Sの下端となるモータハウジング8の底部には、排油溝65が設けられている。この排油溝65は、前記油溜り51に連通している。
In FIG. 1, an
ポンプ50から送りだされた冷却油は、送出し油路53、軸方向油路54、および連絡油路55を順に通って、モータ軸心給油路56へ流れる。モータ軸心給油路56を流れる冷却油の一部は減速機軸心給油路57に流れ、残りは吐出油路60に流れる。
The cooling oil fed from the
減速機軸心給油路57に流れた冷却油は、ポンプ50の圧力と減速機入力軸3の回転に伴う遠心力とによって、減速機供給油路58を通って減速機ハウジング7の内部へ供給される。この冷却油によって、減速機2内の各部が潤滑および冷却される。潤滑および冷却に供された冷却油は重力によって下方に移動して、排出油路59を介して油溜り51に戻される。
The cooling oil that has flowed into the reduction gear shaft center
吐出油路60に流れた冷却油は、図2に示すように、径方向孔61、隙間62、油溝63、および油孔64を順に通って、モータハウジング8の内部空間Sに吐出される。ロータコア10aに接する隙間62および油溝63を冷却油が通る際に、ロータコア10aが冷却される。
As shown in FIG. 2, the cooling oil that has flowed into the
油孔64から吐出された冷却油は、油孔64の傾斜に従って、モータハウジング8の内部空間Sをモータ軸方向の外側かつモータ径方向の外径側へ拡散する。拡散した冷却油は、コイルボビン34の張出部34baに当たる。コイルボビン34の張出部34baに当たった冷却油は、撥返し面37で撥ね返されて個別コイル33の巻線35に当たり、個別コイル33を効率良く冷却する。
The cooling oil discharged from the
モータ1が定格回転数で回転するときに、油孔64から吐出された冷却油がコイルボビン34の張出部34baに当たるように、油孔64の位置および角度が定められている。また、撥返し面37で撥ね返された冷却油が個別コイル33の巻線35に導かれるように、撥返し面37の傾斜角θ1(図6)が定められている。このように冷却油で個別コイル33を効率良く冷却することにより、モータ1の出力を向上させることができる。
The position and angle of the
モータハウジング8でモータ1の冷却に供された油は、モータハウジング8の底部の排油溝65に集められ、この排油溝65から油溜り51に戻される。
The oil used for cooling the
図8〜図11はこの発明の異なる実施形態を示す。このモータ駆動装置は、図1〜図7に示す先の実施形態と比べて、個別コイル33のコイルボビン34の形状が異なる。すなわち、図10に示すように、コイルボビン34の外径側凸部34bにおける張出部34baの内径面に形成された撥返し面37´が、先端側に行くに従い、つまり巻線35から遠ざかるに従いモータ径方向の外径側に位置するように傾斜している。張出部34baの外径面は、モータ軸方向に沿っている。つまり、張出部34baは、モータ軸方向の先端側に行くに従い肉厚が薄くなっている。
8 to 11 show different embodiments of the present invention. This motor drive device differs in the shape of the
また、図8の部分拡大図である図9に示すように、吐出油路60の油孔64は、先の実施形態の油孔64(図2参照)と比べて、モータ径方向の外径側に位置し、かつモータ軸方向に対する外径側への傾斜角度が緩やかである。
以上の点を除けば、図1ないし図7に示す先の実施形態と同じ構成である。構成が同じ箇所については、図面に同一符号を付して表わし、説明を省略する。
Further, as shown in FIG. 9 which is a partially enlarged view of FIG. 8, the
Except for the above points, the configuration is the same as that of the previous embodiment shown in FIGS. Parts having the same configuration are denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof is omitted.
前記のように油孔64の位置および傾斜角度を定めたことにより、油孔64から吐出された冷却油は、モータハウジング8の壁面Fに向かって吹き付けられる。冷却油は、壁面Fで撥ね返されて、コイルボビン34の張出部34baの撥返し面37´に当たる。さらに、この撥返し面37´でも撥ね返されて、個別コイル33の巻線35に当たり、個別コイル33を効率良く冷却する。
By determining the position and the inclination angle of the
モータ1が定格回転数で回転するときに、油孔64から吐出された冷却油が、モータハウジング8の壁面Fに当たってから、コイルボビン34の張出部34baに当たるように、油孔64の位置および角度が定められている。また、撥返し面37´で撥ね返された冷却油が個別コイル33の巻線35に導かれるように、撥返し面37´のモータ軸心に対する傾斜角θ2(図10)が定められている。この場合も、冷却油で個別コイル33を効率良く冷却することにより、モータ1の出力を向上させることができる。
When the
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 As mentioned above, although the form for implementing this invention based on embodiment was demonstrated, embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1…モータ
6…回転軸
8…モータハウジング
9…ステータ
10…ロータ
11,12…軸受
30…ステータコア
30b…歯部
31…コイル
33…個別コイル
34…コイルボビン
34a…中央部
34b…外径側凸部
34c…内径側凸部
34ba…張出部
35…巻線
37,37´…撥返し面
56…モータ軸心給油路
60…吐出油路
R…油冷式冷却装置
S…内部空間
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記油冷式冷却装置は、前記回転軸の軸心を通って冷却油を給油する軸心給油路と、この軸心給油路に連通して前記ハウジングの内部空間に前記冷却油を吐出する吐出油路とを有し、
前記各コイルボビンは、モータ径方向の外径端に、前記巻線の巻径よりも少なくともモータ軸方向に張り出す張出部を有し、この張出部に、前記吐出油路から吐出されて前記ハウジングの内部空間をモータ径方向の外径側へ拡散される前記冷却油を前記巻線に向けて撥ね返す撥返し面が形成されていることを特徴とするモータの冷却構造。 A stator including a stator core and a coil, a housing that covers and fixes the stator, a rotary shaft that is rotatably supported by the housing via a plurality of bearings, a rotor that is integrally fixed to the rotary shaft, and an oil The stator core has a plurality of teeth arranged radially around the axis of the rotating shaft, and the coil is composed of a plurality of individual coils provided on each of the teeth. The individual coil is a cooling structure for a motor including a coil bobbin that surrounds the outer periphery of the tooth portion, and a winding wound around the coil bobbin.
The oil cooling type cooling device includes a shaft center oil supply passage that supplies cooling oil through an axis of the rotating shaft, and a discharge that discharges the cooling oil to an internal space of the housing in communication with the shaft center oil supply passage. An oil passage,
Each of the coil bobbins has an overhang portion that protrudes at least in the motor axial direction from the winding diameter of the winding at the outer diameter end in the motor radial direction, and is discharged from the discharge oil passage to the overhang portion. A motor cooling structure, wherein a repellent surface is formed to repel the cooling oil diffused in the inner space of the housing toward the outer diameter side in the motor radial direction toward the winding.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016010598A JP2017131078A (en) | 2016-01-22 | 2016-01-22 | Cooling structure of motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016010598A JP2017131078A (en) | 2016-01-22 | 2016-01-22 | Cooling structure of motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017131078A true JP2017131078A (en) | 2017-07-27 |
Family
ID=59396315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016010598A Pending JP2017131078A (en) | 2016-01-22 | 2016-01-22 | Cooling structure of motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2017131078A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019039060A1 (en) * | 2017-08-25 | 2019-02-28 | 日本電産株式会社 | Drive device |
| WO2019117229A1 (en) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | イーグル工業株式会社 | Electric motor |
| CN111555503A (en) * | 2020-06-09 | 2020-08-18 | 天津市松正电动汽车技术股份有限公司 | Concentrated winding axial cooling motor stator and motor |
| CN112311152A (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-02 | 华擎机械工业股份有限公司 | Electromechanical device with internal cooling mechanism |
| CN113489176A (en) * | 2021-07-16 | 2021-10-08 | 鉴丰电子科技有限公司 | Treadmill direct current brushless motor control system and adopt treadmill of this system |
| CN121193007A (en) * | 2025-11-18 | 2025-12-23 | 四川旅游学院 | A high-speed oil-cooled motor and cooking robot |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52123610U (en) * | 1976-03-18 | 1977-09-20 | ||
| JP2005073351A (en) * | 2003-08-22 | 2005-03-17 | Toyota Motor Corp | Cooling structure of rotating electric machine |
| JP2010172069A (en) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Ntn Corp | Motor driving device, in-wheel motor driving device, and motor driving device for vehicles |
| JP2010213543A (en) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Toyota Motor Corp | Stator of rotating electric machine and rotating electric machine |
| JP2014107874A (en) * | 2012-11-22 | 2014-06-09 | Toyota Motor Corp | Rotary electric machine |
-
2016
- 2016-01-22 JP JP2016010598A patent/JP2017131078A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52123610U (en) * | 1976-03-18 | 1977-09-20 | ||
| JP2005073351A (en) * | 2003-08-22 | 2005-03-17 | Toyota Motor Corp | Cooling structure of rotating electric machine |
| JP2010172069A (en) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Ntn Corp | Motor driving device, in-wheel motor driving device, and motor driving device for vehicles |
| JP2010213543A (en) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Toyota Motor Corp | Stator of rotating electric machine and rotating electric machine |
| JP2014107874A (en) * | 2012-11-22 | 2014-06-09 | Toyota Motor Corp | Rotary electric machine |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019039060A1 (en) * | 2017-08-25 | 2019-02-28 | 日本電産株式会社 | Drive device |
| WO2019117229A1 (en) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | イーグル工業株式会社 | Electric motor |
| CN111492565A (en) * | 2017-12-15 | 2020-08-04 | 伊格尔工业股份有限公司 | Electric motor |
| JPWO2019117229A1 (en) * | 2017-12-15 | 2020-12-03 | イーグル工業株式会社 | Electric motor |
| US11476736B2 (en) | 2017-12-15 | 2022-10-18 | Eagle Industry Co., Ltd. | Electric motor |
| JP7214653B2 (en) | 2017-12-15 | 2023-01-30 | イーグル工業株式会社 | Electric motor |
| CN111492565B (en) * | 2017-12-15 | 2023-08-22 | 伊格尔工业股份有限公司 | electric motor |
| CN112311152A (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-02 | 华擎机械工业股份有限公司 | Electromechanical device with internal cooling mechanism |
| CN111555503A (en) * | 2020-06-09 | 2020-08-18 | 天津市松正电动汽车技术股份有限公司 | Concentrated winding axial cooling motor stator and motor |
| CN113489176A (en) * | 2021-07-16 | 2021-10-08 | 鉴丰电子科技有限公司 | Treadmill direct current brushless motor control system and adopt treadmill of this system |
| CN113489176B (en) * | 2021-07-16 | 2022-04-19 | 鉴丰电子科技有限公司 | Treadmill direct current brushless motor control system and adopt treadmill of this system |
| CN121193007A (en) * | 2025-11-18 | 2025-12-23 | 四川旅游学院 | A high-speed oil-cooled motor and cooking robot |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10840768B2 (en) | Drive device for vehicle with stator coil temperature detector | |
| JP2017131078A (en) | Cooling structure of motor | |
| US9729027B2 (en) | Cooling structure of rotary electric machine | |
| JP4483948B2 (en) | Rotating electric machine | |
| US9154006B2 (en) | Rotor for rotating electric machine | |
| JP5957879B2 (en) | Cooling structure of rotating electric machine | |
| JP2010172069A (en) | Motor driving device, in-wheel motor driving device, and motor driving device for vehicles | |
| JP2011240772A (en) | In-wheel motor drive device | |
| JP2014107905A (en) | Rotary electric machine | |
| JP2018038099A (en) | Electric motor | |
| JP2018014857A (en) | Cooling structure of electric motor | |
| JP2015116900A (en) | Wheel drive device | |
| JP2020014285A (en) | Rotary electric machine | |
| JP2017093002A (en) | Motor drive unit | |
| JP2017192224A (en) | Vehicular driving device | |
| JP2016086495A (en) | In-wheel motor drive | |
| WO2017141867A1 (en) | Motor cooling structure | |
| JP2014092216A (en) | Driving device | |
| JP5730740B2 (en) | Rotating electric machine | |
| JP2019154156A (en) | Outer rotor type rotary electric machine | |
| JP2019004557A (en) | Motor generator device | |
| CN113691060B (en) | Rotating motor | |
| US12218559B2 (en) | Drive apparatus | |
| JP2016021839A (en) | Rotary electric machine | |
| US12395043B2 (en) | Cooling device for electric motor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181226 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191024 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191112 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200512 |