CN100365920C - 双转子单定子型电动马达的轴承润滑结构 - Google Patents

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Abstract

在一个双转子单定子型电动马达中，限定出了一个轴承润滑结构。该轴承润滑结构包括一条油流通道，该油流通道形成于马达的后端部分处，并且在马达工作的情况下被送入一种润滑油。在该油流通道的内部，设置有一个第一轴承，该第一轴承被操作性地设置在一个外侧转子的旋转轴与一个内侧转子的旋转轴之间，和一个第二轴承，该第二轴承被操作性地设置在所述外侧转子的转子后盘与一个定子的固定定子后盘之间。一条第一油分配通道暴露于所述油流通道的一个径向内侧部分中，以便允许润滑油从该油流通道流向所述定子和内侧转子，而一条第二油分配通道暴露于所述油流通道的一个径向外侧部分中，以便允许润滑油从该油流通道流向所述定子和外侧转子。

Description

双转子单定子型电动马达的轴承润滑结构
技术领域
本发明总体上涉及电动马达，尤其是涉及双转子单定子型电动马达，其包括环绕单个共用定子进行旋转的外侧转子和在该共用定子内部进行旋转的内侧转子。更具体地说，本发明与一种实际应用在这种电动马达中的轴承润滑结构有关。
背景技术
在日本已公开专利申请JP(特开)2000-014086中示出了前述类型电动马达中的一种轴承润滑结构。在该已公告申请中的轴承润滑结构内，一个轴承被操作性地设置在一个支撑着定子的定子后盘(astator rear disc)与一个支撑着转子的转子后盘(a rotor rear disc)之间，并且另外一个轴承操作性地支撑起所述内侧转子的输出轴的后部，它们均属于浸润有润滑酯的油封类型。
发明概述
但是，已经发现，所述已公告申请中的轴承润滑结构由于其固有的构造而无法显现出令人满意的承载和润滑性能。
因此，本发明的目的在于提供一种双转子单定子型电动马达中的轴承润滑结构，其可以显现出令人满意的轴承润滑性能。
根据本发明，在此提供了一种双转子单定子型电动马达中的轴承润滑结构，其能够对马达中的两个主要轴承进行充分润滑，并且能够对马达中的定子、内侧转子以及外侧转子进行充分冷却。
根据本发明，在此提供了一种双转子单定子型电动马达中的轴承润滑结构。所述马达包括：一个固定的圆环状定子；一个固定的后盘，该后盘从所述定子的后端部径向向内延伸；一个圆环状内侧转子，该内侧转子被可旋转地设置在所述定子中；一个圆环状外侧转子，该外侧转子被可旋转地环绕所述定子设置；一根中空的第一旋转轴，该第一旋转轴被同心地紧密容置在所述内侧转子中，以便如同一个单元那样一起环绕一根共用轴线进行旋转；一根第二旋转轴，该第二旋转轴被同心地可旋转容置在所述第一旋转轴中；一个转子后盘，该后盘径向延伸来将所述外侧转子的后端部连接到第二旋转轴的后端部上，从而使得所述外侧转子、转子后盘以及第二旋转轴如同一个单元那样一起环绕一根共用轴线进行旋转；一个第一轴承，该第一轴承被操作性地设置在所述转子后盘的第一部分与第一旋转轴之间；以及一个第二轴承，该第二轴承被操作性地设置在所述转子后盘的第二部分与定子后盘之间。这种轴承润滑结构包括一条形成于所述第二旋转轴中的第一油道，一种润滑油被导入其中；一个在所述第二旋转轴与第一旋转轴之间限定而成的圆环状油腔，该圆环状油腔与所述第二旋转轴中的第一油道相连通；一条主要由所述第一旋转轴的后端部、定子后盘以及转子后盘限定而成的第二油道，该第二油道中容置有所述第一和第二轴承；一个由所述转子后盘形成的排出口，用于将所述第二油道与转子后盘的外部连通起来；一条第一油分配通道，用于使得油从所述第二油道流向一个其中设置有所述定子和内侧转子的空腔(a space)；以及一条第二油分配通道，用于使得油从所述第二油通道流向一个其中设置有所述定子和外侧转子的空腔。
附图简述
图1是一个双转子单定子型电动马达的剖视图，该电动马达具有一个根据本发明的轴承润滑结构；
图2A和2B是两个放大的剖视图，分别示出了在本发明中的轴承润滑结构内采用的第一油分配通道的两种形状；而
图3A和3B也是两个放大的剖视图，分别示出了在本发明中的轴承润滑结构内采用的第二油分配通道的两种形状。
优选实施例
下面，将参照附图对本发明进行详细描述。
为了便于理解起见，在下面的描述中使用了各种方向性词语，比如右、左、上、下、向右以及类似词语。但是，这些词语必须仅针对一个或者多个其上图示有相应部件或者部分的附图进行理解。
参照图1，在此示出了一个双转子单定子型电动马达100，其中结合有一个本发明中的经过改进的轴承润滑结构200。
需要指出的是，在图1中，附图的左侧和右侧分别示出了电动马达100的后侧和前侧。
电动马达100总体上包括：一个圆环状内侧转子3，该内侧转子3被同心地紧密安装在一根中空的第一旋转轴2上，来与第一旋转轴2一同旋转；一个固定的圆环状定子4，该定子4同心地环绕内侧转子3设置；以及一个圆环状外侧转子6，该外侧转子6被同心可旋转地环绕圆环状定子4设置，并且通过一个转子后盘11连接在一根第二旋转轴5上，该第二旋转轴5被同心地容置在中空的第一旋转轴2内。
也就是说，内侧转子3和外侧转子6分别与相关的第一旋转轴2和第二旋转轴5一起独立地在定子4的内部和环绕该定子4进行旋转。
如图所示，圆环状定子4的前端部(或者附图中的右端部)被连接在一个固定的定子轴7上的圆环状凸缘部分上，并且圆环状定子4的后端部被连接在一个固定的定子后盘8上。
外侧转子6被紧密地安装在一个转子壳体9中，该转子壳体9的前端部通过螺栓被连接在一个转子前盘10上，并且其后端部通过螺栓被连接在前述的转子后盘11上。
如图所示，外侧转子6的转子前盘10具有一个径向内侧端部，该端部通过一个轴承12被可旋转地设置在定子轴7上的一个圆环状台阶部分上，并且外侧转子6的转子后盘11具有一个径向内侧端部，该端部键合在第二旋转轴5的后端部上。由此，外侧转子6、转子壳体9、转子前盘10、转子后盘11以及第二旋转轴5构成了一个单元，该单元环绕一根共用轴线“O”进行旋转，也就是说，环绕第二旋转轴5的轴线进行旋转。
第一旋转轴2的后部通过一个径向轴承(或者第一轴承)13被可旋转地支撑在一个圆柱形台阶上，该圆柱形台阶由转子后盘11的径向内侧端部限定而成，所述径向内侧端部键合在第二旋转轴5上，而第一旋转抽2的前部通过一个轴承14被可旋转地支撑在一个圆柱形凹槽上，该圆柱形凹槽由固定的定子轴7的径向内侧端部限定而成。就功能而言，径向轴承13被设置在第一旋转轴2的后部与第二旋转轴5的后部之间，并且轴承14被设置在固定的定子轴7的径向内侧端部与第一旋转轴2的前部之间。各个轴承13或者14均包括内侧座圈、外侧座圈以及大量的轴承滚珠，抽承滚珠被操作性地设置在内侧座圈与外侧座圈之间。
如图所示，外侧转子6的转子后盘11的径向内侧端部，被制成带有一个圆柱形台阶部分11a，该台阶部分11a由内侧径向轴承15和外侧径向轴承16可旋转地支撑起来，并且被夹持在它们之间。尽管在附图中未予示出，但是内侧轴承15在其内侧座圈处被设置在一个形成于马达后壳体上的圆柱形台阶上，同时外侧轴承(或者第二轴承)16在其外侧座圈处被容置在一个圆柱形凹槽中，该圆柱形凹槽由固定的定子后盘8的径向内侧端部限定而成。
圆环状定子4包括一个定子芯体18，该定子芯体18包括大量的定子齿20，这些定子齿20环绕共用轴线“O”周向设置。在每两个相邻的定子齿20之间，设置有一根支撑柱17，该支撑柱17沿着与共用轴线“O”平行的方向延伸。各个定子齿20均包括大量的扁平磁钢板，这些磁钢板沿着与共用轴线“O”平行的方向直线排列，同时相互之间密切接触。各个定子齿20均具有一个线圈19，该线圈19环绕定子齿20设置，沿着一个与共用轴线“O”平行的方向进行往返。
大量的第一固定板21被设置在定子芯体18的前端部上，各个第一固定板21均横跨两个相邻的齿20，并且大量的第二固定板22被设置在定子芯体18的左端部上，各个第二固定板22也均横跨两个相邻的齿20。第一固定板21和第二固定板22均由一种高强度金属制成，并且均呈扇状。这些第一固定板21和第二固定板22通过螺栓23和24以及螺母25和26连接起来。通过紧固螺母25和26，定子芯体18，也就是说一个包括定子齿20和支撑柱17在内的单元，被紧密地夹持在一个包括第一固定板21在内的前部卡圈装置与一个包括第二固定板22在内的后部卡圈装置之间。
各个内侧转子3和外侧转子6均包括大量的永久磁体。但是，由这些内侧转子3和外侧转子6固定起来的磁体的数目不同，以便使得转子3和6的极性对(polar pairs)不同。
由相应的定子齿20固定起来的线圈19被分成三组，即第一组、第二组和第三组，第一组包括一个流过U相电流的线圈，第二组包括一个流过V相电流的线圈，而第三组包括一个流过W相电流的线圈。在马达100工作的情况下，向线圈19送出一个包括U相、V相以及W相电流的合成电流。由此，内侧转子3和外侧转子6受迫以不同的转速独立地进行旋转。
下面，将参照图1对本发明中的轴承润滑结构200进行详细描述。
轴承润滑结构200包括一条在第二旋转轴5中轴向延伸的油道27。在第二旋转轴5与第一旋转轴2之间，限定出一个圆环状油腔28，该油腔28通过一条径向油道29与油道27相连通，径向油道29被形成在第二旋转轴5中。
还有，由第一旋转轴2的后端部、定子后盘8以及转子后盘11限定出一条油道30，该油道30在其径向内侧部分处通过外侧径向轴承16和径向轴承13与圆环状油腔28相连通。油道30具有一个排出口31，该排出口31形成于外侧转子6的转子后盘11的径向外侧部分上。
如附图中所示，定子后盘8在其径向内侧端部处成形有一个圆环状凸缘(或者第一导油元件)32，该圆环状凸缘32径向向内延伸，而第一旋转轴2在其后端部处成形有一个圆环状凸缘(或者第二导油元件)33，该圆环状凸缘33径向向外延伸，也就是说，朝向定子后盘8的圆环状凸缘32延伸。在两个圆环状凸缘32与33上的相互面对边缘之间，限定出一个圆环状狭缝(或者第一油分配通道)34，该圆环状狭缝34在一个位于两个径向轴承13与16之间的位置处暴露于油道30中。由于圆环状狭缝34的存在，允许油道30中的润滑油流入一个其中设置有定子4和内侧转子3的空腔内。
还有，如附图中所示，外侧转子6的转子后盘11在一个靠近排出口31的部分处成形有一个圆锥形突起(或者第三导油元件)35，该圆锥形突起35径向向内延伸，并且定子后盘8在一个靠近排出口31的部分处成形有一个圆环状突起(或者第四导油元件)36，该圆环状突起36径向向后突起，也就是说，朝向圆锥形突起35突起。在两个突起35和36上的相互面对边缘之间，限定出一个圆环状狭缝(或者第二油分配通道)37，该圆环状狭缝37在一个位于排出口31与外侧径向轴承16之间的位置处暴露于油道30中。由于圆环状狭缝37的存在，允许油道30中的润滑油流入一个设置有定子4与外侧转子6的空腔内。
在电动马达100工作的情况下，润滑油被从一个油泵(未示出)导入第二旋转轴5中的油道27内，并且这些油受迫通过径向油道29、圆环状油腔28以及径向轴承13和16流向油道30，并且油道30中的润滑油被从排出口31排出。由此，两个径向轴承(也就是说，第一和第二轴承)13和16可以被润滑油充分润滑。
在所述润滑油流向排出口31的过程中，部分润滑油会通过第一油分配通道34流入用于定子4和内侧转子3的空腔内，由此有效并且充分地对这些器件4和3进行冷却，并且通过油分配通道37流入用于定子4和外侧转子6的空腔内，由此有效并且充分地对这些器件4和6进行冷却。
通过合适地设定各个第一油分配通道34和第二油分配通道37的尺寸和/或形状，可以对输送至定子4、内侧转子3以及外侧转子6的润滑油的量加以控制，以便减小施加在这些器件4、3和6上的粘滞阻力，同时显现出对器件4、3和6的最大冷却作用。
在图2A和2B中示出了用于对输送至定子4和内侧转子3的润滑油的量加以控制的措施，并且在图3A和3B中示出了用于对输送至定子4和外侧转子6的润滑油的量加以控制的措施。
如从图2A中看出的那样，当第二导油元件33的边缘相对于第一导油元件32的边缘向后偏移时，第一油分配通道34仅允许较少的油流向定子4和内侧转子3。相反，如从图2B中看出的那样，当第二导油元件33的边缘相对于第一导油元件32的边缘向前偏移时，第一油分配通道34允许较多的油流向定子4和内侧转子3。
如从图3A中看出的那样，当第四导油元件36的边缘相对于第三导油元件35的边缘向后偏移时，第二油分配通道37仅允许较少的油流向定子4和外侧转子6。相反，如从图3B中看出的那样，当第四导油元件36的边缘相对于第三导油元件35的边缘向前偏移时，第二油分配通道37允许较多的油流向定子4和外侧转子6。
当然，通过改变第一导油元件32与第二导油元件33的边缘之间的径向距离，可以对流过第一油分配通道34的油量进行调节。同样，通过改变第三导油元件35与第四导油元件36的边缘之间的径向距离，可以对流过第二油分配通道37的油量进行调节。
下面，将对本发明的优点进行描述。
由于在送入润滑油的油道30中设置有两个轴承(即第一和第二轴承)13和16，所以可以实现对这些轴承13和16的充分润滑。
由于第一油分配通道34的存在，定子4和内侧转子3可以得以充分冷却。由于第二油分配通道37的存在，定子4和外侧转子6可以得以充分冷却。
通过合适地设定各个第一油分配通道34和第二油分配通道37的尺寸和/或形状，可以对输送至定子4、内侧转子3以及外侧转子6的润滑油的量加以控制，以便减小施加在这些器件4、3和6上的粘滞阻力，同时显现出对器件4、3和6的最大冷却作用。
通过引用，日本专利申请JP2003-160718(于2003年6月5日提交)中的全部内容被结合入本发明。
尽管在前面已经参照本发明的实施例对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于如前所述的这些实施例。在前述内容的启示下，本技术领域中的那些熟练人员可以对这些实施例进行多种改进和改变。

Claims (9)

1.一种双转子单定子型电动马达中的轴承润滑结构，所述马达包括一个固定的圆环状定子；一个固定的定子后盘，该定子后盘从所述定子的后端部径向向内延伸；一个圆环状内侧转子，该内侧转子被可旋转地设置在所述定子中；一个圆环状外侧转子，该外侧转子被可旋转地环绕所述定子设置；一根中空的第一旋转轴，该第一旋转轴被同心地紧密容置在所述内侧转子中，以便如同一个单元那样一起环绕一根共用轴线进行旋转；一根第二旋转轴，该第二旋转轴被可旋转地同心容置在所述第一旋转轴中；一个转子后盘，该转子后盘径向延伸来将所述外侧转子的后端部连接到第二旋转轴的后端部上，从而使得所述外侧转子、转子后盘以及第二旋转轴如同一个单元那样一起环绕所述共用轴线进行旋转；一个第一轴承，该第一轴承可操作地设置在所述转子后盘的第一部分与第一旋转轴之间；以及一个第二轴承，该第二轴承可操作地设置在所述转子后盘的第二部分与所述定子后盘之间，所述第一部分与所述第二部分是不同的部分，
所述轴承润滑结构包括：
一条形成于所述第二旋转轴中的第一油道，一种润滑油被导入其中；
一个在所述第二旋转轴与第一旋转轴之间限定而成的圆环状油腔，该圆环状油腔与所述第二旋转轴中的第一油道相连通；
一条主要由所述第一旋转轴的后端部、定子后盘以及转子后盘限定而成的第二油道，该第二油道中容置有所述第一和第二轴承；
一个由所述转子后盘形成的排出口，用于将所述第二油道与转子后盘的外部连通起来；
一条第一油分配通道，用于使得油从所述第二油道流向一个其中设置有所述定子和内侧转子的空腔；以及
一条第二油分配通道，用于使得油从所述第二油通道流向一个其中设置有所述定子和外侧转子的空腔。
2.如权利要求1中所述的轴承润滑结构，其特征在于：所述第一油分配通道是一个圆环状狭缝，该圆环状狭缝限定于所述第一旋转轴的后端部与所述定子后盘的径向内侧端部之间。
3.如权利要求1中所述的轴承润滑结构，其特征在于：所述第二油分配通道是一个圆环状狭缝，该圆环状狭缝限定于一个形成于所述转子后盘上的突起与一个形成于所述定子后盘上的突起之间。
4.如权利要求1中所述的轴承润滑结构，其特征在于：所述第一油分配通道限定于一个由所述定子后盘的径向内侧端部形成的圆环状凸缘的径向向内边缘与一个由所述第一旋转轴的后端部分形成的圆环状凸缘的径向外侧边缘之间。
5.如权利要求1中所述的轴承润滑结构，其特征在于：所述第二油分配通道限定于一个由所述转子后盘形成的圆锥形突起的径向向内边缘与一个由所述定子后盘形成的圆环状突起的径向向外边缘之间。
6.如权利要求4中所述的轴承润滑结构，其特征在于：沿着一个与所述共用轴线平行的方向，由所述第一旋转轴的后端部分形成的圆环状凸缘的径向外侧边缘相对于由所述定子后盘的径向内侧端部形成的圆环状凸缘的径向向内边缘偏移一个给定的距离。
7.如权利要求5中所述的轴承润滑结构，其特征在于：沿着一个与所述共用轴线平行的方向，由所述定子后盘形成的圆环状突起的径向向外边缘相对于由所述转子后盘形成的圆锥形突起的径向向内边缘偏移一个给定的距离。
8.如权利要求1中所述的轴承润滑结构，其特征在于：所述第一油分配通道在一个位于第一轴承与第二轴承之间的位置处暴露于所述第二油道中。
9.如权利要求1中所述的轴承润滑结构，其特征在于：所述第二油分配通道在一个位于第二轴承与排出口之间的位置处暴露于所述第二油道中。
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