JP2009254149A - Vehicle motor with speed-reduction mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用減速機構付きモータ、特にロータを冷却するための構造に関する。 The present invention relates to a motor with a deceleration mechanism for a vehicle, and more particularly to a structure for cooling a rotor.
回転軸に固定され、永久磁石を有するロータと、ロータの周囲に配置されたステータとを備えるモータ本体と、回転軸に接続され、回転軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機構とを有する減速機構付きモータが知られている。 A motor body including a rotor fixed to the rotating shaft and having a permanent magnet, and a stator disposed around the rotor, and a speed reducing mechanism connected to the rotating shaft and decelerating the rotation of the rotating shaft and transmitting it to the output shaft There is known a motor with a speed reduction mechanism having the following.
従来、減速機構付きモータは、小さな動力で大きな出力を発生させて被駆動対象物を駆動する目的で使用される。例えば、減速機構付きモータは、車両の限られた設置スペースに搭載され、車両を駆動するために大きな出力を必要とする原動機として採用されている。 Conventionally, a motor with a speed reduction mechanism is used for the purpose of driving a driven object by generating a large output with small power. For example, a motor with a speed reduction mechanism is installed in a limited installation space of a vehicle, and is employed as a prime mover that requires a large output to drive the vehicle.
下記特許文献1には、モータの回転軸にファンを設けたモータが記載されている。このモータによれば、回転軸の回転とともにファンが回転することで、ステータとロータとの間を空気が流れ、ステータとロータを冷却することができる。
上述のような車両の原動機として用いられる減速機構付きモータが備えるモータ本体においては、高出力を得るために高回転化が図れるとともに、省スペース化の要求により小型化が図られている。この結果、高回転化により内部発熱が増大する一方で、小型化により放熱面積が小さくなってしまい、モータ本体の冷却を十分に行うことができないという問題があった。特に、ロータに永久磁石を有するモータにおいては、ロータが冷却されずに高温になると、永久磁石が減磁してしまい、モータの性能が低下してしまうという問題があった。 In the motor body provided in the motor with a speed reduction mechanism used as a motor for the vehicle as described above, high rotation speed can be achieved in order to obtain high output, and miniaturization is achieved due to a demand for space saving. As a result, while the internal heat generation increases due to the high rotation speed, the heat dissipation area becomes small due to the miniaturization, and the motor body cannot be sufficiently cooled. In particular, in a motor having a permanent magnet in the rotor, there is a problem that when the rotor is heated to a high temperature without being cooled, the permanent magnet is demagnetized and the performance of the motor is deteriorated.
この問題に対して上記特許文献1のモータにおいては、ファンが送る空気によりステータとロータとを冷却することができる。しかしながら、ファンを設けるために回転軸を長くする必要があり、その分モータ本体が大きくなってしまうという問題があった。
With respect to this problem, in the motor of
本発明の目的は、モータ本体の小型化を維持しつつ、簡易な構造で、ロータを冷却することができる車両用減速機構付きモータを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a motor with a deceleration mechanism for a vehicle that can cool a rotor with a simple structure while maintaining a reduction in size of a motor body.
本発明は、回転軸に固定され、永久磁石を有するロータと、ロータの周囲に配置されたステータとを備えるモータ本体と、回転軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機構と、を有する車両用減速機構付きモータにおいて、回転軸に設けられ、減速機構に接続する回転軸歯車と、減速機構の一部を構成して前記回転軸歯車に噛み合う減速歯車であって、前記回転軸歯車の径より大きいまたは同じ径で形成される減速歯車と、ロータに対向する、前記減速歯車の側面に設けられるフィンと、を有し、前記フィンは前記減速歯車の回転によりロータに向けて空気を送って、ロータを冷却することを特徴とする。 The present invention includes a motor main body including a rotor fixed to a rotating shaft and having a permanent magnet, a stator disposed around the rotor, and a speed reducing mechanism that decelerates the rotation of the rotating shaft and transmits it to the output shaft. A motor with a reduction mechanism for a vehicle having a rotation shaft gear provided on a rotation shaft and connected to the reduction mechanism, and a reduction gear that forms part of the reduction mechanism and meshes with the rotation shaft gear, the rotation shaft gear And a fin provided on a side surface of the speed reduction gear that faces the rotor, and the fin causes air toward the rotor by rotation of the speed reduction gear. It is characterized by sending and cooling a rotor.
また、モータ本体は、さらに、電線が接続される端子台を有し、前記フィンは前記減速歯車の回転により端子台にも空気を送ることができる。 The motor body further includes a terminal block to which an electric wire is connected, and the fin can send air to the terminal block by the rotation of the reduction gear.
本発明の車両用減速機構付きモータによれば、モータ本体の小型化を維持しつつ、簡易な構造で、ロータを冷却することができる。 According to the motor with a speed reduction mechanism for a vehicle of the present invention, the rotor can be cooled with a simple structure while maintaining the miniaturization of the motor body.
以下、本発明に係る車両用減速機構付きモータの実施形態について図に従って説明する。なお、一例として、電気で駆動する電気自動車を挙げ、これに原動機として搭載される車両用減速機構付きモータについて説明する。なお、本発明は、電気自動車の車両用減速機付きモータに限らず、エンジンとモータとの出力で走行するハイブリッド車両に用いられる車両用減速機構付きモータにも適用できる。 Embodiments of a motor with a deceleration mechanism for a vehicle according to the present invention will be described below with reference to the drawings. As an example, an electric vehicle driven by electricity will be described, and a motor with a vehicle speed reduction mechanism mounted on the electric vehicle will be described. The present invention is not limited to a motor with a vehicle speed reducer for an electric vehicle, but can also be applied to a motor with a vehicle speed reducing mechanism used in a hybrid vehicle that travels with the output of an engine and a motor.
図1は、本実施形態に係る電気自動車の概略構成を示す図である。電気自動車10は、原動機として車両用減速機構付きモータ(以降、単にモータと記す)12を有する。モータ12は、出力軸14と差動機構16を介して左右の駆動輪18に接続される。モータ12の動力が、差動機構16で左右の駆動輪18にそれぞれ分配、伝達され、電気自動車10が走行する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an electric vehicle according to the present embodiment. The
モータ12は、回転軸20を備えモータ本体22と、回転軸20の回転を減速して出力軸14に伝達する減速機構24とを有する。
The
モータ本体22について図1および図2を用いて説明する。図2は、本実施形態に係るモータ12の概略構成を示す断面図である。モータ本体22は、回転軸20に固定されたロータ26と、ロータ26を囲うようにモータ12のケース34に固定されたステータ28とを有する。
The
ロータ26は、回転軸20と同心の円筒状の磁性体であり、例えば鋼板を軸線方向に積層して構成される。ロータ26には、複数の永久磁石32が周方向に配置される。永久磁石32は、ロータ26の外周で配置されてもよいし、ロータ26に軸線方向に延びる孔を形成し、この孔内に埋め込まれてもよい。
The
回転軸20は、ケース34が有する第一軸受36により回転可能に支持される。回転軸20は、軸線方向に延びる孔が形成された中空軸であり、その孔に出力軸14が貫通している。出力軸14は、ケース34が有する第二軸受38により回転可能に支持される。出力軸14と回転軸20とは、相対的に回転可能となっている。回転軸20には、回転軸歯車42が設けられており、出力軸14には、出力軸歯車44が設けられている。回転軸歯車42と出力軸歯車44は、後述する減速機構24を介して接続される。
The rotating
ステータ28は、ロータ26の周囲に僅かな隙間を空けて配置される。ステータ28には、これの内周側に突出し、周方向に所定の間隔を空けて配置される磁極(図示せず)を有する。この磁極の間の空間であるスロット(図示せず)には、導線を磁極に巻きつけて形成される励磁コイル30が配置される。この励磁コイル30の通電により、ステータ28に回転磁界が発生し、この回転磁界に吸引される力が永久磁石32を有するロータ26に発生して、ロータ26が回転する。
The
モータ本体22は、電源からの電線が接続される端子台40を有する。本実施形態における端子台40は、ステータ28より径方向の外側にあり、ケース34の内部側に固定される。端子台40は、励磁コイル30と電気的に接続され、電源からの電力を励磁コイル30に通電する。
The
次に、減速機構24について図2を用いて説明する。減速機構24は、回転軸20から出力軸14に動力を伝達する仲介軸46を有する。仲介軸46は、ケース34が有する第三軸受48により回転可能に支持される。仲介軸46には、回転軸歯車42に噛み合う減速歯車50と、出力軸歯車44に噛み合う仲介歯車52が設けられている。減速歯車50は、回転軸歯車42の径より大きい径で形成される。よって、回転軸歯車42から減速歯車50においては、回転速度が低下して動力が伝達される。一方、仲介歯車52は、出力軸歯車44の径より小さい径で形成される。よって、仲介歯車52から出力軸歯車44においては、回転速度が低下して動力が伝達される。この構成により、減速機構24は、回転軸20の回転を減速して出力軸14に伝達することができる。
Next, the
本実施形態におけるケース34は、モータ本体22と減速機構24とを隔てる壁58を有している。この壁58には、開口部58aが形成されている。開口部58aは、図2に示すように、減速歯車50とモータ本体22との間に二個設けられる。一方の開口部58aは、減速歯車50とロータ26との間に設けられ、他方の開口部58aは、減速歯車50と端子台40との間に設けられる。なお、開口部58aの個数は例示であり、この個数に限定されない。
The
本発明に係る減速歯車50には、ロータ26に対向する側面50aにフィン60が設けられている。フィン60は、薄板状であり、側面50aから軸線方向に突出するように、側面50aの周方向に複数設けられている。なお、フィン60は、減速歯車50の回転により軸線方向に向けて空気を送ることができれば、形状は限定されず、個数も限定されない。
The
本実施形態に係るモータ12の動作について説明する。上述したように、励磁コイル30の通電により、ロータ26が回転する。このロータ26の回転に同期して回転軸20が回転し、この回転は減速機構24により減速されて出力軸14に伝達される。このとき、減速機構24の一部を構成する減速歯車50の回転によりフィン60が回転する。このフィン60の回転により、減速歯車50からモータ本体22側に向けて空気が送られる。詳しく説明するとフィン60とモータ本体22との間の壁58には開口部58aが設けられているので、フィン60の回転により発生する空気の流れは、開口部58aを通過してモータ本体22に向けられる。モータ本体22でも、特に、図2の矢印に示されるように、ロータ26と端子台40に向けられる。
The operation of the
本実施形態に係るモータ12によれば、ロータ26が高回転して発熱しても、フィン60の回転により、ロータ26に空気が送られてロータ26を冷却することができる。この結果、ロータ26の高温度化による永久磁石32の減磁を防止することができる。また、フィン60の回転により、端子台40に空気が送られる。これにより、端子台40に付着した付着物を風圧により除去することができるので、端子台40の端子部の相間の短絡や地絡を未然に防止することができる。
According to the
本実施形態において、減速歯車50は、回転軸歯車42の径より大きい径で形成される場合について説明したが、減速歯車50と回転軸歯車42の径を同径にすることもできる。この場合においても、仲介歯車52が出力軸歯車44の径より小さい径で形成されているため、仲介歯車52から出力軸歯車44に回転速度が低下して動力が伝達されるので、減速機構24としての機能を果すことができる。
In the present embodiment, the case where the
12 車両用減速機構付きモータ、14 出力軸、20 回転軸、22 モータ本体、24 減速機構、26 ロータ、28 ステータ、32 永久磁石、42 回転軸歯車、50 減速歯車、50a 側面、60 フィン。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
回転軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機構と、
を有する車両用減速機構付きモータにおいて、
回転軸に設けられ、減速機構に接続する回転軸歯車と、
減速機構の一部を構成して前記回転軸歯車に噛み合う減速歯車であって、前記回転軸歯車の径より大きいまたは同じ径で形成される減速歯車と、
ロータに対向する、前記減速歯車の側面に設けられるフィンと、
を有し、
前記フィンは前記減速歯車の回転によりロータに向けて空気を送って、ロータを冷却する、
ことを特徴とする車両用減速機構付きモータ。 A motor main body including a rotor fixed to the rotating shaft and having a permanent magnet, and a stator disposed around the rotor;
A deceleration mechanism that decelerates the rotation of the rotation shaft and transmits it to the output shaft;
In a motor with a deceleration mechanism for a vehicle having
A rotary shaft gear provided on the rotary shaft and connected to the speed reduction mechanism;
A reduction gear that constitutes a part of a reduction mechanism and meshes with the rotation shaft gear, and is formed with a diameter larger than or equal to the diameter of the rotation shaft gear;
A fin provided on a side surface of the reduction gear facing the rotor;
Have
The fins send air toward the rotor by rotation of the reduction gear to cool the rotor.
A motor with a deceleration mechanism for a vehicle.
モータ本体は、さらに、電線が接続される端子台を有し、
前記フィンは前記減速歯車の回転により端子台にも空気を送ることを特徴とする車両用減速機構付きモータ。 The motor with a deceleration mechanism for a vehicle according to claim 1,
The motor body further has a terminal block to which the electric wire is connected,
The motor with a speed reduction mechanism for a vehicle, wherein the fin sends air to the terminal block by the rotation of the speed reduction gear.
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