CN101079562B - 电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是得到具有以下轴承结构的电动机，即，可不使电动机大型化以及复杂化、通过简单的结构既抑制成本增大又高效率地冷却轴承。该电动机具有设置在壳体(2)内、同轴地穿透设置有润滑油(16)所穿过的中空孔(17)的转子轴(3)；转子(4)；定子(5)；具有内圈(7)和外圈(8)的一对轴承(6)；旋转支撑转子轴(3)的一对轴承固定部(10)；其中，还具有轴承冷却机构(12a)、形成在轴承(6)的转子(4)侧端面和轴承固定部(10)之间的空间部(19)、形成在散热部(13a)和转子轴(3)之间的环形间隙(18)以及穿透设置在转子轴(3)的半径方向上的连通孔(20a、20b)。该轴承冷却机构(12a)以与内圈(7)的任一方端面接触的方式固定在转子轴(3)上，并具有从内圈(7)的一方端面向轴承侧的相反侧延伸的筒状的散热部(13a)。

Description

电动机
技术领域
本发明涉及用于电动车辆等的电动机，尤其是关于可充分冷却支撑电动机中的转子轴的轴承的轴承结构。
背景技术
目前的电动车辆用驱动装置具有马达、收容马达的壳体、在壳体内为了冷却马达而使油循环的油循环机构、利用热交换对循环的油进行冷却的冷却机构，以经过支撑转子的旋转轴的各轴承部的设置部位的方式使油循环，以此进行轴承的冷却和润滑(例如参照专利文献1)。
并且，目前的电动机一体型泵的冷却润滑结构是在具有加压液体燃料(油)的叶轮、旋转驱动叶轮的转子以及支撑转子的旋转的轴承的电动机一体型泵中，在转子的旋转轴(转子轴)上同轴地设置用于导入加压后的低温油(液体燃料)的油中空孔，而且，设置半径方向孔，为了进行轴承的润滑而从油中空孔导入所需充分量的油。而且，具有从离开轴承的位置向着轴承喷出冷却空气的冷却喷嘴。并且，轴承的冷却以及润滑，是通过利用冷却空气将从半径方向孔导入的油形成雾状的油雾空气向轴承喷射来进行(例如参照专利文献2)。
【专利文献1】日本特开2001-251814号公报
【专利文献2】日本特开平11-166497号公报
在此，在例如目前具有以1万rpm以上的高速旋转的转子的电动车辆用驱动装置中，轴承摩擦损失产生的热或转子上由电磁的损失产生的热，通过热传导经过转子的旋转轴传导到轴承上，从而轴承的温度明显上升。
在目前的电动车辆用驱动装置中，高速旋转的转子产生的大量的热一旦通过热传导经过转子轴传导到轴承上，则具有轴承不能进行充分的冷却、轴承附近的油温度上升且油粘度下降、妨碍轴承的顺畅旋转的问题。
而且，轴承一旦超过由其材料所决定的规定温度，则具有强度降低、有损于轴承本身的可靠性的问题。例如，在轴承材料使用作为一般的轴承材料的SUJ2的情况下，轴承的温度一旦达到120℃左右，则轴承强度降低。
并且，在目前的电动机一体型泵的冷却润滑结构中，通过设置喷出冷却空气的冷却喷嘴，可充分冷却轴承，防止油粘度降低，但却具有电动机大型化以及复杂化且成本增大的问题。
发明内容
本发明正是为了解决上述课题而提出的，其目的是得到具有以下轴承结构的电动机，即，可不使电动机大型化以及复杂化、通过简单的结构既抑制成本增大又高效率地冷却轴承、不妨碍轴承的顺畅旋转、且不导致轴承的强度降低的轴承结构。
本发明的电动机具有：壳体；转子轴，设置在壳体内，同轴地穿透设置有加压以及冷却后的润滑油穿过的中空孔；转子，同轴固定在转子轴上，在壳体内围绕转子轴的轴可自由旋转地设置；以包围转子的方式支撑在壳体上的定子；一对轴承，具有内圈和外圈，将内圈压入安装在转子的转子轴的轴方向的两侧；一对轴承固定部，设置在壳体的转子轴的轴方向的两端部，压入有一对轴承的各个外圈，旋转支撑转子轴；该电动机还具有轴承冷却机构、空间部、环形间隙以及连通孔；所述轴承冷却机构以与一对轴承各自的内圈的任一方端面接触的方式以外嵌状态固定在转子轴上，并具有从内圈的一方端面向轴承侧的相反侧延伸的筒状的散热部；所述空间部分别形成在一对轴承的转子侧的端面和一对轴承固定部之间；所述环形间隙形成在散热部和转子轴之间，在轴承侧的相反侧具有开口；所述连通孔穿透设置在转子轴的半径方向，分别连通中空孔和空间部之间以及中空孔和环形间隙之间。
根据本发明的电动机，结构简单且小型的轴承冷却机构以与轴承的内圈的端面接触的状态、以外嵌状态固定在转子轴上，使穿过转子轴的中空孔的一部分润滑油经过轴承冷却机构进行循环，因此，可既抑制成本增加又有效地冷却温度上升后的轴承。尤其是当电动机的转子高速旋转、转子的发热量大时，也可不使电动机大型化、复杂化地冷却温度上升后的轴承。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的电动机构成的剖视图。
图2是图1中的冷却环的设置部分的放大剖视图。
图3是用于说明本发明的第一实施方式的电动机上的热移动的模式图。
图4是表示本发明的第二实施方式的电动机构成的剖视图。
图5是表示本发明的第三实施方式的电动机构成的剖视图。
图6是表示从冷却环的开口侧看本发明的第四实施方式的电动机的冷却环的剖视图。
具体实施方式
以下参照附图对实施本发明的最佳方式进行说明。
第一实施方式
图1是表示本发明的第一实施方式的电动机构成的剖视图，图2是图1中的冷却环的设置部分的放大剖视图，图2表示冷却环与转子轴的螺纹接合的状态。图3是用于说明本发明的第一实施方式的电动机上的热移动的模式图。
在图1和图2中，电动机1A具有分别设置在壳体2内的转子轴3、圆筒形的转子4、具有比转子4的外径大的内径的圆筒形的定子5、作为轴承的滚珠轴承6、轴承固定部10以及作为轴承冷却机构的冷却环12a。
并且，用于使后述的润滑油16穿过的中空孔17同轴地穿透设置在转子轴3上。
转子4与转子轴3同轴地固定在转子轴3的轴方向上的中央附近的外壁上，与转子轴3一体旋转。并且，与转子4相互作用、用于产生使转子4围绕转子4的轴旋转驱动的旋转力的定子5，以包围转子4的方式与转子4同轴地固定在壳体2上。
并且，滚珠轴承6、轴承固定部10、冷却环12a、作为连通孔的第一通孔20a和第二通孔20b，分别在转子轴3的轴(旋转轴)方向上的转子4的两侧以同样的配置关系形成一对。
以下对设置在旋转轴方向的转子4一侧(以下只称为转子4一侧)的滚珠轴承6、轴承固定部10、冷却环12a、第一通孔20a以及第二通孔20b进行说明。
轴承固定部10固定在壳体2上的旋转轴方向的两端部的内壁上，延伸设置在转子4的一侧附近。轴承固定部10形成为有底圆筒形，在其第一底部11的中央设置直径比转子轴3的外径稍大的第一孔部11a。并且，轴承固定部10是第一底部11向着转子4的一端面、与转子轴3同轴设置。并且，转子轴3以与第一孔部11a的内壁之间稍微具有间隙的方式插通第一孔部11a。
并且，滚珠轴承6的构成是，多个作为滚动体的滚珠9沿着其周方向隔开规定距离地设置在各厚壁圆筒形的内圈7和外圈8之间。并且，滚珠9为了不相互接触，通过保持器(无图示)保持规定的间隔。
并且，滚珠轴承6以与转子轴3同轴的方式设置在转子侧的相反侧距第一底部11隔开规定距离的位置。此时，转子轴3压入内圈7，并且，外圈8压入固定在轴承固定部10的开口中。即，滚珠轴承6以夹在轴承固定部10的内周壁面10和转子轴3的外周壁面之间的方式与转子轴3同轴固定。并且，在滚珠轴承6和轴承固定部10的第一底部11侧之间形成空间部19。
并且，压入滚珠轴承6的内圈7中的转子轴3通过滚珠轴承6由轴承固定部10旋转支撑。
冷却环12a形成具有圆筒形的散热部13a和第二底部14的有底圆筒形，在第二底部14的中央设置第二孔部14a。并且，如图2所示，在冷却环12a的第二孔部14a的内壁形成螺纹牙15，该螺纹牙15与形成在转子轴3上的螺纹槽3a对应。并且，冷却环12a以外嵌状态与转子轴3螺纹接合，同轴固定在转子轴3上。并且，冷却环12a的第二底部14朝向转子4的一端面。
另外，冷却环12a的外径只比滚珠轴承6的内圈7的外径小一点。并且，冷却环12a使第二底部14的外壁紧贴着滚珠轴承6的内圈7的转子侧的相反侧的端面固定。而且，在散热部13a的内周壁面与转子轴3的外周壁面之间形成环形间隙18。
冷却环12a的材料使用与滚珠轴承6相同的或更具有热传导性的材料，例如，使用一般的滚珠轴承6材料的SUJ2等的铁类材料。
冷却环12a的第二底部14与滚珠轴承6的内圈7的端面接触的部分的面积，大于冷却环12a与转子轴3之间的螺纹接合部的接触面积、且小于散热部13a的内周壁面的面积。这样，在对冷却环12a进行了冷却的情况下，滚珠轴承6的内圈7的热迅速传导到散热面积大的冷却环12a侧。
并且，第一通孔20a穿透设置在转子轴3的半径方向，通过第一通孔20a连通中空孔17和空间部19之间。并且，第二通孔20b穿透设置在转子轴3的半径方向，通过第二通孔20b连通滚珠轴承6的内圈7的转子侧的相反侧的端面附近的环形间隙18和中空孔17之间。
另外，电动机1A上的转子4的另一侧也与上述说明同样地构成。
在如上所述构成的电动机1A中，供给润滑油16、使其在壳体2内循环。以下对润滑油16的循环进行说明。
以从转子轴3的轴方向的另一端侧向着一端侧(图中箭头A方向)的方式向转子轴3的中空孔17中供给润滑油16。该润滑油16通过设置在壳体2内的油冷却机构(无图示)冷却，而且通过设置在壳体2内的油供给机构(无图示)加压。并且，冷却和加压后被导入转子轴3的中空孔17的润滑油16的一部分，通过加压力从第一通孔20a和第二通孔20b导向转子轴3的半径方向的外方。
并且，从第一通孔20a导向转子轴3的外部的润滑油16a，通过空间部19后、穿过滚珠轴承6的内圈7和外圈8之间、被导向滚珠轴承6的转子侧的相反侧的开口，然后从滚珠轴承6排出。另外，润滑油16a吸收滚珠轴承6的内圈7、外圈8以及滚珠9的热，并且，消除滚珠轴承6的内圈7以及外圈8与滚珠9之间的摩擦，抑制摩擦损失增加。
并且，从第二通孔20b导入到转子轴3的外部的润滑油16b，一面吸收紧贴在冷却环12a上的滚珠轴承6的内圈7的热、一面通过环形间隙18导向冷却环12a的开口侧，然后从环形间隙18排出。
然后，导向滚珠轴承6的转子侧的相反侧的开口的润滑油16a以及从冷却环12a的环形间隙18排出的润滑油16b靠自重落下，收集在设置于壳体2下端的油收纳盒(无图示)中。并且，收集在油收纳盒内的润滑油16a、16b，与在转子轴3的中空孔17中沿着轴方向从另一端侧引导到一端的润滑油16再次混合，然后，被导入油冷却机构进行冷却。而且，润滑油16从油供给机构被再次从转子轴3的另一端侧导入转子轴3的中空孔17，进行循环。
一面参照图3，一面对如上所述那样循环有润滑油16的电动机1A中、通过冷却环12a冷却滚珠轴承6的内圈7的原理进行说明。
另外，在图3的说明中，转子4产生的热在旋转轴方向上的转子4的两侧同样传导。在此对传导到旋转轴方向的转子4的另一侧的热进行说明，对转子4一侧的热传导也同样进行说明。
在图3中，转子4产生的热的一部分热Q1传导到转子轴3上。热Q1的一部分热Q2被冷却后的润滑油16吸收，与润滑油16一起移动到油冷却机构，通过油冷却机构冷却。并且，从热Q1中去掉热Q2的热Q3沿着转子轴3向转子4的另一侧的方向移动，进一步到达滚珠轴承6的内圈7。
并且，热Q3的一部分热Q4传导到滚珠轴承6的内圈7。
在此，热Q4的一部分热Q5与滚珠轴承6的内圈7和滚珠9之间的摩擦损失产生的热的一部分Q6，被在滚珠轴承6的内圈7与外圈8之间穿过的润滑油16a吸收，与润滑油16a一起带到滚珠轴承6的外部。而且，在热Q4与由滚珠轴承6的内圈7和滚珠9之间的摩擦损失而产生的热中，除了热Q5和热Q6外剩下的热Q7传导到紧贴着滚珠轴承6的内圈7的端面的冷却环12a。
而且，热Q7通过冷却环12a传导到从第二通孔20b导入的润滑油16b中，与润滑油16b一起被带到滚珠轴承6的外部。并且，外圈8与滚珠9之间的摩擦损失产生的热Q8被壳体2和在滚珠轴承6的内圈7与外圈8之间穿过的润滑油16a吸收，与润滑油16a一起被带到滚珠轴承6的外部。
并且，在热Q3中、除了传导到滚珠轴承6的内圈7上的热Q4以外的热Q9，向转子轴3的另一端侧移动。
在该第一实施方式中，冷却环12a以外嵌状态固定在转子轴3上。并且，冷却环12a紧贴着压入有转子轴3的滚珠轴承6的内圈7的转子侧的相反侧的端面，而且，散热部13a从转子侧的相反侧的端面向轴承侧的相反侧延伸设置。冷却环12a是有底圆筒形的简易结构，其大小是比转子轴3的外径稍大一点的小型尺寸。并且，冷却后的润滑油16穿过转子轴3的中空孔17，润滑油16a和润滑油16b从设置在转子轴3的半径方向上的第一通孔20a和第二通孔20b被导向转子轴3的外部。
从第一通孔20a导向转子轴3外部的润滑油16a，穿过滚珠轴承6的内圈7和外圈8之间、吸收滚珠轴承6的热，并且，一面抑制轴承摩擦损失一面从滚珠轴承6的转子侧的相反侧排出。并且，从第二通孔20b导向转子轴3外部的润滑油16b，经过冷却环12a的环形间隙18从冷却环12a的开口排出。滚珠轴承6的内圈7的热，从紧贴有冷却环12a的滚珠轴承6的内圈7的转子侧的相反侧端面被不断地流入环形间隙18的润滑油16b吸收，因此，高效率地冷却滚珠轴承6。
因此，根据该第一实施方式，通过将结构简单且小型的冷却环12a不用复杂的加工地安装在转子轴3上，可得到既抑制成本增加又高效率地冷却发热的滚珠轴承6的内圈7的电动机。尤其是在电动机1A的转子4高速旋转、转子4的发热量多时，也可不使电动机大型化、复杂化地冷却温度上升后的滚珠轴承6。
并且，由于高效率地冷却滚珠轴承6，可防止滚珠轴承6的强度降低。
另外，在该第一实施方式中，对冷却环12a设置在滚珠轴承6的转子侧的相反侧进行了说明，但也可以将冷却环12a设置在滚珠轴承6的转子侧。
第二实施方式
图4是表示本发明的第二实施方式的电动机构成的剖视图。
在图4中，作为电动机1B的轴承冷却机构的冷却环12b上的散热部13a形成为，环形间隙18的半径方向的宽度随着从轴承6的转子侧的相反侧的内圈7的端面向着轴承侧的相反侧、即随着向着冷却环12b的开口而逐渐扩大的开口形。其他构成与第一实施方式的构成相同。
在该第二实施方式中，由于环形间隙18的半径方向的宽度随着向着冷却环12b的开口而逐渐扩大，因此，作为润滑油16b的排出口的冷却环12b的开口面积增大，通过第二通孔20b导入环形间隙18的润滑油16b被更通畅地从冷却环12b排出。
因此，由于从第二通孔20b导入环形间隙18的润滑油16b不断地从环形间隙18排出，因此，可进一步高效率地进行润滑油16b对滚珠轴承6的内圈7的冷却。
而且，由于冷却环12b的外径也随着离开滚珠轴承6而增大，因此，当冷却环12b旋转时，与冷却环12b的外周壁面接触的润滑油16a受到使之向离开滚珠轴承6的转子侧的相反侧的方向移动的离心力。
因此，从第一通孔20a导入空间部19的润滑油16a不断地穿过滚珠轴承6，减少了滞留在空间部19的时间，因此，可高效率地进行冷却后的润滑油16a对滚珠轴承6的冷却。
因此，根据该第二实施方式，由于从第一通孔20a和第二通孔20b向空间部19和环形间隙18导入的润滑油16a和润滑油16b，不停留在空间部19和环形间隙18地通畅移动，因此，可得到比第一实施方式的电动机1A更加高效率地冷却滚珠轴承6的效果。并且，由于实现了高效率地冷却滚珠轴承6，因此，即使对于具有更高速地旋转、发热量多的转子4的电动机，也可以进行对应，而且可使冷却环12b的轴方向的尺寸小型化。
第三实施方式
图5是表示本发明的第三实施方式的电动机构成的剖视图。
在该第三实施方式中的电动机1C中，轴承固定部10的第一底部11和滚珠轴承6之间的距离加大，在旋转轴方向形成大的空间部19。并且，具有与冷却环12a相同形状的作为轴承冷却机构的冷却环12c的开口向着转子4，以外嵌状态与各滚珠轴承6的转子4侧的转子轴3螺纹接合。此时，冷却环12c的第二底部14的外壁紧贴着各滚珠轴承6的内圈7上的转子4侧端面。并且，作为连通孔的第三通孔20c穿透设置在转子轴3的半径方向，在滚珠轴承6的内圈7上的转子4侧的端面附近、通过第三通孔20c连通冷却环12c的环形间隙18和中空孔17之间。此时，第一通孔20a穿透设置在比冷却环12c的环形间隙18更靠转子4侧的转子轴3上。
并且，润滑油16c从第三通孔20c导入冷却环12c的环形间隙18，而且，一面吸收紧贴在冷却环12c上的滚珠轴承6的内圈7的热、一面被导向冷却环12c的转子4侧的开口，然后向空间部19排出。并且，润滑油16c与从第一通孔20a导入空间部19的润滑油16a合流，穿过滚珠轴承6的内圈7和外圈8之间，被导向滚珠轴承6的转子侧的相反侧的开口，然后从滚珠轴承6排出。
其他构成与第一实施方式相同。
在该第三实施方式中，由于冷却环12a和冷却环12c紧贴着滚珠轴承6的内圈7的两端面设置，因此，与冷却环12a和冷却环12c接触的滚珠轴承6的内圈7的整个面积倍增，进一步提高了对滚珠轴承6的内圈7的冷却性能。
因此，根据该第三实施方式，可得到比第一实施方式更加高效率地冷却滚珠轴承6的效果。
另外，在该第三实施方式中，对分别设置第一通孔20a和第三通孔20c进行了说明，但也可不穿透设置第一通孔20a。
并且，固定在滚珠轴承6两侧的冷却环12a或冷却环12c也可使用冷却环12b。
第四实施方式
图6是表示从冷却环的开口侧看本发明的第四实施方式的电动机的冷却环的剖视图。
在图6中，在作为轴承冷却机构的冷却环12d的散热部13b上，在与转子轴3的外周壁面相对的内壁上，沿着其轴方向从开口侧到第一底部11的槽部21以规定的间隔形成在周向上。
并且，槽部21的与冷却环12d的轴方向垂直的剖面形成矩形。
其他构成与第一实施方式形成相同的构成。
根据该第四实施方式，冷却环12d的散热部13b的内周壁面形成凹凸形状，与散热部13a那样的内周壁面平滑的情况相比较，散热部13b的内周壁面的面积增大，因此，与润滑油16b进行热交换的面积增大，可得到比第一实施方式的效果更加有效地冷却滚珠轴承6的效果。
另外，在该第四实施方式中，对槽部21的形状是与冷却环12d的轴方向垂直的剖面为矩形的槽部21进行了说明，但不局限于矩形，也可以是三角形等。
并且，虽然槽部21形成在冷却环12d的轴方向，但并不局限于形成在冷却环12d的轴方向，也可将槽方向设置成螺旋状地向着冷却环12d的轴方向。
另外，在各实施方式中，对冷却环12a～12d的材质使用SUJ2等的铁类材料进行了说明，但并不局限于SUJ2，也可使用热传导性好的铜类合金。通过使用铜类合金，可进一步高效率地进行从滚珠轴承6向冷却环12a～12d的热传导，因此，也可进一步提高滚珠轴承6的冷却效率。
并且，作为轴承，对使用滚珠作为滚动体的滚珠轴承6进行了说明，但轴承并不局限于滚珠轴承6，滚动体使用滚针、圆筒形滚柱、滚锥等各种滚子等的所有的滚动轴承都可适用本发明。
并且，对第一通孔20a～第三通孔20c在转子4的两侧、在转子轴3的半径方向各穿透设置一个进行了说明，但也可在转子轴3的周方向隔开规定距离地穿透设置多个第一通孔20a～第三通孔20c 。

Claims (6)

1.一种电动机，具有：
壳体；
转子轴，设置在所述壳体内，同轴地穿透设置有加压以及冷却后的润滑油穿过的中空孔；
转子，同轴固定在所述转子轴上，在所述壳体内围绕所述转子轴的轴可自由旋转地设置；
以包围所述转子的方式支撑在所述壳体上的定子；
一对轴承，具有内圈和外圈，将所述内圈压入安装在所述转子的所述转子轴的轴方向的两侧；
一对轴承固定部，设置在所述壳体的所述转子轴的轴方向的两端部，压入有所述一对轴承的各个所述外圈，旋转支撑所述转子轴；
其特征在于，还具有轴承冷却机构、空间部、环形间隙、第一连通孔以及第二连通孔；
所述轴承冷却机构以与所述一对轴承各自的所述内圈的任一方端面接触的方式以外嵌状态固定在所述转子轴上，并具有从所述内圈的所述一方端面向轴承侧的相反侧延伸的筒状的散热部；
所述空间部分别形成在所述一对轴承的所述转子侧的端面和所述一对轴承固定部之间；
所述环形间隙形成在所述散热部和所述转子轴之间，在轴承侧的相反侧具有开口；
所述第一连通孔穿透设置在所述转子轴的半径方向，连通所述中空孔和所述空间部之间；
所述第二连通孔穿透设置在所述转子轴的半径方向，连通所述中空孔和所述环形间隙之间；
所述散热部在所述转子轴的轴方向延伸，并且覆盖着穿透设置在所述转子轴的半径方向的第二连通孔；
所述第一连通孔构成为，使润滑油从所述转子轴的所述中空孔通过所述第一连通孔、进而以冷却、润滑的方式流过所述轴承；
所述第二连通孔构成为，使润滑油从所述转子轴的所述中空孔通过所述第二连通孔、进而以冷却、润滑的方式接触流过所述轴承冷却机构。
2.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述轴承冷却机构分别设置在所述内圈的两侧。
3.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述散热部形成为，所述环形间隙的所述转子轴的半径方向的宽度随着从所述内圈的端面起向着轴承侧的相反侧逐渐增大的开口形。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电动机，其特征在于，所述轴承冷却机构的材料为铜合金类材料。
5.如权利要求1至3中任一项所述的电动机，其特征在于，具有凹凸形状的槽部，在所述散热部的内壁，从所述内圈的端面向着所述散热部的轴承侧的相反侧形成。
6.如权利要求1至3中任一项所述的电动机，其特征在于，所述轴承冷却机构与所述内圈的端面的接触面积大于所述轴承冷却机构与所述转子轴的接触面积。
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Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5064992B2 (ja) * 2007-12-13 2012-10-31 アスモ株式会社 ブラシレスモータ及びその製造方法
JP5367276B2 (ja) * 2008-02-20 2013-12-11 本田技研工業株式会社 電動機の潤滑冷却構造
JP4492745B2 (ja) * 2008-10-27 2010-06-30 トヨタ自動車株式会社 回転電機
JP4670942B2 (ja) * 2008-11-21 2011-04-13 トヨタ自動車株式会社 回転電機
JP2010226924A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Tokyo Micro:Kk 空芯ステッピングモータ及び軸支持構造
US8169110B2 (en) * 2009-10-09 2012-05-01 GM Global Technology Operations LLC Oil cooled motor/generator for an automotive powertrain
JP5365880B2 (ja) * 2010-06-08 2013-12-11 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両用駆動装置
US20120013206A1 (en) * 2010-07-19 2012-01-19 Andrew Meyer Cooling System and Method for an Electric Machine Module
US8970074B2 (en) 2010-11-01 2015-03-03 Mission Motor Company Electric motor and method of cooling
CN102468733B (zh) 2010-11-15 2016-06-08 德昌电机(深圳)有限公司 无刷电机
JP5738007B2 (ja) * 2011-03-02 2015-06-17 株式会社小松製作所 電動機の冷却構造及び電動機
CN102723810A (zh) * 2011-03-29 2012-10-10 奇鋐科技股份有限公司 离心式散热结构及具有离心式散热结构的马达
JP5734232B2 (ja) * 2012-03-29 2015-06-17 住友重機械工業株式会社 モータ
US20130320681A1 (en) * 2012-06-04 2013-12-05 TECO Westinghouse Apparatus, system, and method for multi-stage high gear ratio high torque magnetic gear
US20140095002A1 (en) * 2012-10-03 2014-04-03 David Crecelius Electric Hybrid Drive for Retrofitting to Internal Combustion Automobiles
CN102943816A (zh) * 2012-11-21 2013-02-27 无锡三虹重工机械设备有限公司 一种便于对轴承加油的固定轴结构
CN103117152A (zh) * 2013-02-04 2013-05-22 楚德会 变压器专用强油循环器
JP5583254B2 (ja) * 2013-09-10 2014-09-03 本田技研工業株式会社 電動機の潤滑冷却構造
JP6065805B2 (ja) * 2013-10-18 2017-01-25 トヨタ自動車株式会社 電動機
US10439477B2 (en) 2014-01-31 2019-10-08 Tesla, Inc. Pressurized and gravity-fed liquid cooling of electric motor
DE102014215645A1 (de) * 2014-08-07 2016-02-11 Siemens Aktiengesellschaft Kühlvorrichtung und Kühlverfahren zur Kühlung einer Energieumwandlungsvorrichtung mit einem Rotor und wenigstens einer Turbine
CN104214493A (zh) * 2014-09-17 2014-12-17 华北水利水电大学 汽车发电机转子轴承润滑系统
JP5969571B2 (ja) * 2014-10-27 2016-08-17 ファナック株式会社 ハウジング内部への異物侵入を防止可能な電動機
DE102014222241B3 (de) 2014-10-30 2016-03-31 Continental Automotive Gmbh Elektrisch angetriebene Pumpe
SE538824C2 (sv) * 2015-04-02 2016-12-20 BAE Systems Hägglunds AB Förfarande och anordning för vätskekylning av elmotor
CN105162289B (zh) * 2015-10-08 2018-01-05 中国石油天然气集团公司 井下电动钻具驱动电机
CN105162286B (zh) * 2015-10-14 2018-01-09 沈阳航天新光集团有限公司 轴孔冷却润滑系统
DE102017201117A1 (de) * 2017-01-24 2018-07-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Kühlen einer elektrischen Maschine sowie elektrische Maschine
CN110300860B (zh) * 2017-02-22 2021-04-06 沃尔沃卡车集团 轴承装置和包括这种轴承装置的组件
CN107270083A (zh) * 2017-07-03 2017-10-20 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 一种转子轴轴承润滑结构、电机和控制方法
KR101939912B1 (ko) * 2017-07-27 2019-01-17 현대위아 주식회사 모터장치
CN109494935A (zh) * 2017-09-13 2019-03-19 西门子公司 船舶推进装置的冷却系统和船舶推进装置
US10823227B2 (en) * 2018-03-20 2020-11-03 Safran Electrical & Power System to provide reliable flow of low temperature cooling air to an antifriction bearing buried inside a rotating machine
US11489408B2 (en) * 2019-02-13 2022-11-01 Hamilton Sundstrand Corporation Dual fluid rotating shaft
EP3730946B1 (en) 2019-04-23 2023-04-26 Ningbo Geely Automobile Research & Development Co. Ltd. Shaft arrangement for a vehicle
DE102019218088A1 (de) * 2019-11-22 2021-05-27 Zf Friedrichshafen Ag Rotor für eine elektrische Maschine
US11482908B1 (en) * 2021-04-12 2022-10-25 Infinitum Electric, Inc. System, method and apparatus for direct liquid-cooled axial flux electric machine with PCB stator
CN116014984A (zh) * 2023-03-28 2023-04-25 长沙润伟机电科技有限责任公司 一种用于大功率电机的冷却系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2846600A (en) * 1956-02-14 1958-08-05 Bendix Aviat Corp Dynamoelectric machine
US4574210A (en) * 1983-07-07 1986-03-04 Wilhelm Gebhardt Gmbh External rotor motor having a cooling system
US6373158B1 (en) * 2000-10-05 2002-04-16 Industrial Technology Research Institute Motor main shaft provided with fast cooling means
US6903471B2 (en) * 2002-04-01 2005-06-07 Nissan Motor Co., Ltd. Stator cooling structure for multi-shaft, multi-layer electric motor

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2896569A (en) * 1954-01-19 1959-07-28 Jl Ferguson Co Apparatus for applying adhesive to the flaps of cases or cartons
US3466478A (en) * 1967-01-09 1969-09-09 Lear Siegler Inc Bearing gas pressure equalizing structure
JPS58174973U (ja) * 1982-05-18 1983-11-22 トヨタ自動車株式会社 回転機の冷却機構
JP3480122B2 (ja) * 1995-05-29 2003-12-15 株式会社デンソー 発電機
JP3841240B2 (ja) * 1997-07-22 2006-11-01 株式会社デンソー 回転電機
JP4135182B2 (ja) * 1997-12-04 2008-08-20 株式会社Ｉｈｉ 電動機一体型ポンプの冷却潤滑構造
JP2001190047A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Honda Motor Co Ltd 電動モータのロータ冷却装置
US6774514B2 (en) * 2000-02-25 2004-08-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Totally enclosed type driving electric motor
DE20011138U1 (de) * 2000-06-23 2001-10-31 Steinbock Boss Gmbh Foerdertec Elektromotor und Antriebsachse mit einem eingebauten Elektromotor
WO2002037046A2 (en) * 2000-10-30 2002-05-10 Francois Balas Turbogenerator cooling system
JP3806303B2 (ja) * 2000-12-11 2006-08-09 三菱重工業株式会社 発電機における冷却構造
US6727609B2 (en) * 2001-08-08 2004-04-27 Hamilton Sundstrand Corporation Cooling of a rotor for a rotary electric machine
US7091635B1 (en) * 2004-10-20 2006-08-15 Ametek, Inc. Motor/flywheel assembly with shrouded radial cooling fan

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2846600A (en) * 1956-02-14 1958-08-05 Bendix Aviat Corp Dynamoelectric machine
US4574210A (en) * 1983-07-07 1986-03-04 Wilhelm Gebhardt Gmbh External rotor motor having a cooling system
US6373158B1 (en) * 2000-10-05 2002-04-16 Industrial Technology Research Institute Motor main shaft provided with fast cooling means
US6903471B2 (en) * 2002-04-01 2005-06-07 Nissan Motor Co., Ltd. Stator cooling structure for multi-shaft, multi-layer electric motor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007318821A (ja) 2007-12-06
JP4800111B2 (ja) 2011-10-26
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US7456536B2 (en) 2008-11-25
US20070273228A1 (en) 2007-11-29

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