CN103975510A - 电动机 - Google Patents

Abstract

电动机(1)包括：轴(10)，其安装于转子铁芯(20)，沿着转子铁芯(20)的旋转中心轴线Zr的方向延伸且在一端部(10C)侧能安装齿轮(71)；轴承(4A)，其在比转子铁芯(20)靠齿轮(71)侧的位置处将轴(10)能够旋转地支承于框体(3)；筒状的轴环(50)，其安装于轴(10)的外周部且安装于轴承(4A)与齿轮(71)之间；轴承安装构件(12)，其从转子铁芯(20)侧安装于框体(3)的内侧，从而将轴承(4A)安装于框体(3)。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及电动机。

背景技术

电动机被用于车辆的行驶用等各种各样的用途。电动机的输出多借助齿轮来传递(例如、专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-178436号公报

发明内容

发明要解决的课题

在将电动机的输出向减速装置等传递的情况下，由于振动等使安装有齿轮的轴摆动而产生齿轮的旋转中心轴方向的推力。尤其就建筑机械而言，由于振动大，因此上述的推力变大。另外，在将斜齿轮安装于轴的情况下，由于斜齿轮的旋转而产生斜齿轮的旋转中心轴方向的推力。在与电动机的转子铁芯一起旋转的轴上安装有齿轮的情况下，由于齿轮的旋转所产生的推力，可能会在轴承与轴之间产生晃动。本发明的目的在于减少因推力引起的轴承与轴之间的晃动的产生。

用于解决课题的方案

本发明涉及的电动机具有安装于筒状的框体的内侧的环状的定子及配置于所述定子的径向内侧的转子铁芯，所述电动机的特征在于，该电动机包括：轴，其安装于所述转子铁芯，该轴沿着所述转子铁芯的旋转中心轴线的方向延伸且在一端部侧能安装齿轮；轴承，其在比所述转子铁芯靠所述齿轮侧的位置处将所述轴能够旋转地支承于所述框体；筒状的轴环，其安装于所述轴的外周部且安装于所述轴承与所述齿轮之间；轴承安装构件，其从所述转子铁芯侧安装于所述框体的内侧，从而将所述轴承安装于所述框体。

在本发明中，优选的是，在所述轴环的外周部设有密封构件。

在本发明中，优选的是，所述轴环具有从所述轴环的内周部朝向外周部延伸的通路。

在本发明中，优选的是，在所述轴环的外周部设有密封构件，所述轴环具有从所述轴环的内周部朝向外周部延伸的通路，所述外周部侧的所述通路的开口部连在所述轴承与所述密封构件之间。

在本发明中，优选的是，所述密封构件沿着所述旋转中心轴线的方向设置两个。

在本发明中，优选的是，两个所述密封构件之间的空间与气体积存部连接。

在本发明中，优选的是，在所述框体上安装有减速装置，所述齿轮为所述减速装置的输入部。

在本发明中，优选的是，所述减速装置具有行星齿轮装置，所述齿轮为所述行星齿轮装置的太阳轮。

本发明涉及的电动机具有安装于筒状的框体的内侧的环状的定子及配置于所述定子的径向内侧的转子铁芯，所述电动机的特征在于，该电动机包括：轴，其安装于所述转子铁芯，该轴沿着所述转子铁芯的旋转中心轴线的方向延伸且在一端部侧能安装齿轮；轴承，其在比所述转子铁芯靠所述齿轮侧的位置处将所述轴能够旋转地支承于所述框体；筒状的轴环，其安装于所述轴的外周部且安装于所述轴承与所述齿轮之间，具有从内周部朝向外周部延伸的通路；轴承安装构件，其从所述转子铁芯侧安装于所述框体的内侧，从而将所述轴承安装于所述框体；密封构件，其设置在所述轴环与所述框体之间，从而抑制所述框体与所述框体的外部之间的流体的流动，所述轴环的外周部侧的所述通路的开口部连在所述轴承与所述密封构件之间。

在本发明中，优选的是，所述框体的内部由冷却介质冷却。

本发明能够减少因推力引起的轴承与轴之间的晃动的产生。

附图说明

图1是表示本实施方式涉及的电动机的剖视图。

图2是本实施方式涉及的电动机所具有的轴的一端部侧的放大图。

图3是本实施方式涉及的电动机所具有的轴环的立体图。

图4是本实施方式涉及的电动机所具有的轴环的立体图。

图5是表示轮式装载机的说明图。

图6是表示轮式装载机的驱动系统的示意图。

具体实施方式

参照附图，对用于实施本发明的方式(实施方式)详细地进行说明。本发明并不局限于以下的实施方式所记载的内容。另外，以下所记载的构成要素包括本领域技术人员能够容易想到的要素、实质上相同的要素。而且，以下所记载的构成要素可以适当组合。另外，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行构成要素的各种省略、置换或变更。接着，对本实施方式涉及的电动机进行说明。

＜电动机＞

图1是表示本实施方式涉及的电动机的剖视图。图2是本实施方式涉及的电动机所具有的轴的一端部侧的放大图。图3、图4是本实施方式涉及的电动机所具有的轴环的立体图。电动机1包括框体3、作为动力传递轴的轴10、转子铁芯20及定子6。框体3将转子铁芯20、安装有转子铁芯20的轴10及定子6收纳在内部。框体3是筒状的结构体。在本实施方式中，框体3具有圆板形状的轴取出侧构件3T、圆筒形状的侧部3S、圆板形状的轴取出侧相反侧构件3R。由轴取出侧构件3T、侧部3S和轴取出侧相反侧构件3R包围的空间成为框体3的内部。

轴取出侧构件3T具有用于将轴10向框体3的外部取出的贯通孔3HA。收纳在框体3的内部的轴10从贯通孔3HA取出。在本实施方式中，轴取出侧构件3T和侧部3S作为分体构件制造而成，并通过螺钉等连结构件将两者结合，但例如也可以通过铸造等将两者一体成形。轴取出侧相反侧构件3R安装在侧部3S的与轴取出侧构件3T相反侧的端部。轴取出侧相反侧构件3R通过螺钉等连结构件安装于侧部3S。轴取出侧构件3T也是将润滑后述的减速装置60的润滑油与框体3的内部的冷却介质分离的隔壁。

在框体3的内侧、更具体而言在侧部3S的内周部安装有环状的定子6。定子6安装在侧部3S的内周部整周上。在定子6的径向内侧配置有转子铁芯20。在本实施方式中，转子铁芯20是将圆板形状的钢板(电磁钢板)21层叠而成的圆筒形状的结构体。转子铁芯20在内部埋入有多个永久磁铁。这样，在本实施方式中，电动机1是IPM(Interior Permanent Magnet)，但也可以是SPM(Surface Permanent Magnet)。转子铁芯20绕着旋转中心轴线Zr旋转。

定子6是具有定子铁芯6Y和线圈6C的环状的结构体，在定子铁芯6Y上卷绕线圈6C。线圈6C的从定子铁芯6Y突出的部分是线圈端6CE。定子铁芯6Y是将多个钢板(电磁钢板)层叠而成的结构体。需要说明的是，电动机1也可以是不具有永久磁铁的电动机，例如为感应电动机等。

转子铁芯20是将多个钢板21安装于轴10并层叠多个钢板21而成的结构体。在多个钢板21安装于轴10的状态下，所述多个钢板21层叠的方向(层叠方向)为轴10的轴向，即与旋转中心轴线Zr平行的方向。在层叠方向上的转子铁芯20的两端部设置平衡板30A、30B。需要说明的是，平衡板30A、30B为环状的构件，安装在轴10的外周部。层叠所述多个钢板21而成的转子铁芯20由两个平衡板30A、30B夹持。在一方的平衡板30A侧，轴10具有外径比平衡板30A的内径大的转子铁芯固定部14。因此，从轴10的另一端部10R侧安装于轴10的平衡板30A在与转子铁芯固定部14相接时，进一步的移动受到限制。通过将平衡板30A、转子铁芯20、平衡板30B按顺序向轴10安装，并将转子铁芯固定螺母10NR拧到轴10上，由此将转子铁芯20安装于轴10。在该状态下，平衡板30A、30B对转子铁芯20、即层叠着的所述多个钢板21赋予压缩力。平衡板30A、30B的直径与钢板21的直径相同或小于钢板21的直径。

轴10安装于转子铁芯20。轴10沿着转子铁芯20的旋转中心轴线Zr方向延伸，且能够在一端部10C侧安装齿轮71。在本实施方式中，齿轮71为斜齿轮，但并不局限于此，可以为正齿轮。轴10承担着电动机1的输出及向电动机1的输入。在本实施方式中，在轴10的一端部10C侧安装有减速装置60的齿轮71。轴10与转子铁芯20共用旋转中心轴线Zr，轴10与转子铁芯20一起绕着旋转中心轴线Zr旋转。这样，轴10将电动机1产生的动力向电动机1的外部输出，或者在电动机1被用作发电机的情况下向电动机1输入动力。安装在轴10上的齿轮71也以轴10的旋转中心轴线Zr为中心与轴10一起旋转。齿轮71是具有从与旋转中心轴线Zr正交的方向观察时相对于旋转中心轴线Zr倾斜的齿(斜齿)HG的齿轮。

在电动机1用于轮式装载机等建筑机械的行驶用的情况下，优选使其高速旋转来进行小型化。这种情况下，电动机1的输出经由减速装置60向变速装置107输入。在电动机1进行高速旋转(例如每分钟10000转以上)的情况下，若为正齿轮的话则噪声变大。因此，在轴10上安装齿轮71来向减速装置60输入电动机1的输出，从而抑制减速装置60的噪声。

轴10在两侧分别安装有轴承4A、4B。在本实施方式中，轴承4A、4B均为球轴承。两个轴承4A、4B安装于框体3，将轴10支承为能够旋转。在本实施方式中，轴承4A安装于轴取出侧构件3T，轴承4B安装于与轴取出侧构件3T相反侧的轴取出侧相反侧构件3R。即，轴承4A在比转子铁芯20靠齿轮71侧的位置处将轴10能够旋转地支承于框体3，轴承4A在比转子铁芯20靠另一端部10R侧的位置处将轴10能够旋转地支承于框体3。通过这样的结构，框体3借助轴承4A、4B将轴10支承为能够旋转。以下，根据需要，将轴承4A称作第一轴承4A，将轴承4B称作第二轴承4B。在轴10的一端部10C侧的外周面上形成有花键10SL。

轴10的一端部10C从轴取出侧构件3T的贯通孔3HA突出。在轴10的一端部10C侧如上述那样安装有齿轮71。齿轮71在内周面上形成有与形成于轴10的一端部10侧的花键10SL结合的花键，两方的花键啮合。通过这样的结构，借助齿轮71从轴10取出电动机1的动力，或者借助齿轮71向电动机1输入动力而使电动机1产生电力。轴10的一端部10C侧成为轴10的输入输出侧。

在本实施方式中，在电动机1的框体3上安装有减速装置60。减速装置60是将电动机1的轴10的旋转速度减小并将转矩增加而从输出部输出的装置。减速装置60的输入部为安装于电动机1的轴10上的齿轮71。减速装置60的输入部为被输入来自电动机1等动力源的动力的部分。减速装置60使用行星齿轮装置70将轴10的旋转速度减小并输出。减速装置60并不局限于使用行星齿轮装置70的结构。

减速装置60在框体61内收纳有行星齿轮装置70。减速装置60的框体61安装于电动机1的框体3，在本实施方式中安装于轴取出侧构件3T。行星齿轮装置70具有作为太阳轮的齿轮71、与齿轮71啮合的多个小齿轮72、供将多个小齿轮72支承为能够旋转的小齿轮轴72S安装的托架73、与多个小齿轮72啮合的内齿轮74。如上所述那样，齿轮71的形成在内周面上的内齿为与轴10的花键SL结合的花键，外齿为斜齿。多个小齿轮72配置在齿轮71与内齿轮74之间。

托架73安装为例如通过使打进电动机1的轴取出侧构件3T中的销与安装于托架73的孔嵌合，而避免相对于轴取出侧构件3T绕着旋转中心轴线Zr相对地旋转。这样，在减速装置60中，行星齿轮装置70的托架73被固定，来自作为太阳轮的齿轮71的输入经由小齿轮72从内齿轮74输出。内齿轮74成为减速装置60的输出部。减速装置60也可以将内齿轮74固定而将托架73作为输出部。

内齿轮74在与电动机1的距离较远这一方的端部具有连结构件76。连结构件76与减速装置60的动力传递轴65连结。动力传递轴65借助安装于自身上的两个减速器轴承64A、64B而能够旋转地支承于减速装置60的框体61。减速器轴承64A、64B通过将轴承固定螺母65N拧到动力传递轴65上而安装于动力传递轴65。动力传递轴65例如与轮式装载机等这样的建筑机械的变速装置的输入部连结。

减速装置60的框体61具有供给用于对减速器轴承64A、64B及行星齿轮装置70进行润滑的润滑油(流体)的润滑油通路62、63。润滑油通路62、63从电动机1的框体3、在本实施方式中为轴取出侧构件3T所具有的润滑油通路15、16接受润滑油的供给。另外，行星齿轮装置70的托架73及安装于托架73的小齿轮轴72S具有从轴取出侧构件3T所具有的润滑油通路17接受润滑油的供给的润滑油通路75。润滑油通路75向小齿轮72与齿轮71之间供给润滑油。

如图1、图2所示，在轴10的外周部10S且在第一轴承4A与齿轮71之间安装有筒状、更具体而言为圆筒形状的轴环50。如图3、图4所示，轴环50具有主体部51和设于主体部51的一端部且向径向外侧伸出的凸缘部52。凸缘部52侧的端部(凸缘侧端部)50Tb与第一轴承4A对置，与凸缘部52相反侧的端部(凸缘相反侧端部)50Tg与齿轮71对置。如图3、图4所示，轴环50具有从凸缘侧端部50Tb朝向凸缘相反侧端部50Tg贯通的贯通孔50H。在贯通孔50H中嵌入轴10。轴环50与轴10通过过盈配合来安装，两者绕着旋转中心轴线Zr一体地旋转。

在本实施方式中，轴10的材料例如为铬·钼钢，轴环50的材料例如为碳钢。这样，在本实施方式中，使轴10和轴环50的材料不同。这样，能够选择适于轴10和轴环50的功能的材料。例如，在本实施方式中，轴10选择适于动力传递的材料。轴环50不需要动力传递的功能，如后所述，选择适于形成用于实现将作为流体的冷却介质及润滑油密封的功能的密封面的材料。

第一轴承4A与轴10的从外周部10S向径向外侧伸出的轴承卡止部18抵接。在本实施方式中，如图2所示，第一轴承4A的内圈4i与轴承卡止部18抵接。另外，安装于轴10上的轴环50的凸缘侧端部50Tb与第一轴承4A的内圈4i抵接。轴环50的凸缘相反侧端部50Tg与安装于轴10的一端部10C侧的齿轮71的一端部71Ta抵接。并且，如图1所示，从轴10的一端部10C侧将齿轮挡圈10NG安装于轴10。齿轮挡圈10NG与齿轮71的另一端部71Tb抵接。通过将齿轮挡圈10NG安装于轴10，由此，在齿轮挡圈10NG与轴承卡止部18之间，将第一轴承4A、轴环50和齿轮71安装于轴10。如上所述那样，齿轮71和轴10例如通过花键来连结，从而能进行周向上的两者之间的定位。另外，齿轮挡圈10NG与齿轮71之间形成有微小的间隙。通过该间隙，能允许齿轮71向旋转中心轴线Zr方向的移动。

第一轴承4A的外圈4e安装于在轴取出侧构件3T设置的轴承安装部3TB。轴承安装部3TB为形成于轴取出侧构件3T的圆形的孔。轴承安装部3TB的内径比贯通孔3HA的内径大，两者相连。因此，在轴承安装部3TB与贯通孔3HA的连接部形成有台阶部19。安装于轴承安装部3TB的第一轴承4A的外圈4e与台阶部19抵接。在第一轴承4A安装于轴承安装部3TB的状态下，在轴取出侧构件3T上安装轴承安装构件12。轴承安装构件12通过作为连结部件的螺栓13安装于轴取出侧构件3T。

轴承安装构件12在贯通孔12H中贯通轴10，从转子铁芯20侧安装于框体3的内侧、在本实施方式中为轴取出侧构件3T的内侧。贯通孔12H的内径比第一轴承4A的外圈4e的外径小，比外圈4e的内径大。因此，轴承安装构件12仅与第一轴承4A的外圈4e对置。因而，即使将轴承安装构件12安装于轴取出侧构件3T，轴承安装构件12也不会与内圈4i及滚动体4b发生干涉，因此轴承安装构件12不会妨碍这些构件的移动。通过这样的结构，第一轴承4A通过轴承安装构件12安装于轴取出侧构件3T。

轴承安装构件12以从轴取出侧构件3T向第一轴承4A的外圈4e侧(相对于定子6而言为轴10侧)突出的形式设置。并且，轴承安装构件12以轴取出侧构件3T侧的面与外圈4e的端面位于同一面的方式安装。通过这样来限制第一轴承4A的移动。通过在第一轴承4A的与轴承安装构件12相反的一侧将轴环50压入轴10，由此将第一轴承4A定位成不能移动。

如图2、图4所示，轴环50具有从轴环50的内周部朝向外周部延伸的作为通路的槽53。在本实施方式中，轴环50在与第一轴承4A对置的部分、即凸缘部52的凸缘侧端部50Tb具有槽53。设置槽53的部位并不局限于该部分。如图2所示，槽53在轴环50的内径侧朝向轴10的外周部10S的周向设置的冷却介质供给槽10p开口。在本实施方式中，轴环50的外周部侧的槽53的开口部连在第一轴承4A与密封构件5A之间。

从轴10所具有的冷却介质供给通路11向冷却介质供给槽10p供给冷却介质。槽53与轴10及轴环50一起旋转，而将从冷却介质供给槽10p供给的冷却介质向轴环50的径向外侧放出，由此将冷却介质向第一轴承4A供给。冷却介质对电动机1的定子6所具有的线圈6C及转子铁芯20等进行冷却，并且对滑动部进行润滑。在本实施方式中，作为从轴环50的内周部朝向外周部延伸的通路，可以使用从轴环50的内周部朝向外周部贯通轴环50的贯通孔。

在安装于轴10上的轴环50的外周部设有密封构件5A。在本实施方式中，在轴环50与框体3、更具体而言为轴取出侧构件3T之间设有密封构件5A。密封构件5A设置在轴环50的外周部即可，也可以设置在轴环50与框体3之间以外的部位。例如，密封构件5A可以设置在轴环50与减速装置60的框体61之间。

在另一端部10R侧的轴10与框体3、在本实施方式中为轴取出侧相反侧构件3R之间设有密封构件5B。在本实施方式中，密封构件5A、5B为油封。另外，在第二轴承4B与密封构件5B之间设有作为密封构件的油封5C。在轴10与框体3、在本实施方式中为轴取出侧相反侧构件3R之间设有检测轴10的转速的转速传感器5I。需要说明的是，转速传感器5I配置在第二轴承4B与密封构件5B之间。

密封构件5A安装于轴取出侧构件3T的贯通孔3HA中，且安装在第一轴承4A与轴10的一端部10C之间，更具体而言安装于与轴环50对置的位置。密封构件5B配置得比第二轴承4B靠轴10的另一端部10R侧，并且安装于轴取出侧相反侧构件3R的贯通孔3HB中。在本实施方式中，电动机1通过冷却介质(例如油)来冷却内部且润滑轴承4A、4B，因此，为了抑制从轴10向框体3的外部泄漏的所述冷却介质，而将密封构件5A、5B设置在框体3与轴10之间。

在本实施方式中，由于在电动机1的轴取出侧构件3T安装有减速装置60，因此用于润滑减速装置60的润滑油可能会经由与减速装置60相邻的第一轴承4A而进入电动机1的内部(框体3的内部)。减速装置60的润滑油含有行星齿轮装置70的磨损粉末等，因此若进入电动机1的内部，则可能会降低第一轴承4A、转子铁芯20及定子6的耐久性。另外，将减速装置60应用于轮式装载机等那样的建筑机械的情况比连续高负载下的运转应用于机动车的情况多，从而存在减速装置侧的油的温度成为构成电动机1的部件的耐热温度以上的高温或者磨损粉末的产生量变多的可能性。在电动机1与减速装置60之间的轴环50的部分设置的密封构件5A减少减速装置60的润滑油进入电动机1的内部的可能性。这样，密封构件5A能够抑制框体3与框体3的外部之间的作为流体的润滑油及冷却介质的流动。其结果是，密封构件5A能够减少含有较多磨损粉末且成为高温的减速装置60的润滑油进入电动机1的内部的可能性，从而使电动机1稳定地运转，抑制电动机1的耐久性降低。

在本实施方式中，密封构件5A沿着旋转中心轴线Zr的方向设置两个。通过这样，密封构件5A能够更为有效地抑制减速装置60的润滑油进入电动机1的内部的可能性。另外，即使在电动机1的转子铁芯20及轴10高速旋转的情况下，也能够可靠地抑制减速装置60的润滑油进入电动机1的内部的可能性。在本实施方式中，两个密封构件5A之间的空间(密封构件空间)与气体积存部16连接。气体积存部16在本实施方式中设于轴取出侧构件3T，但气体积存部16也可以设于除此以外的部分。气体积存部16为保持一定量的气体(空气)的部分，可以向大气开放。通过将密封构件空间与气体积存部16连接，由此即使在因轴10的旋转而使密封构件空间内的压力发生了变化的情况下，也能够通过保持在气体积存部16内的气体来缓和所述压力的变化。其结果是，能够抑制密封构件空间的压力变化，因此能够维持密封构件5A的密封功能。尤其是在轴10高速旋转的情况下，将密封构件空间连接于气体积存部16的效果变大。需要说明的是，密封构件5A可以为一个。这种情况下，气体积存部16没有亦可。

在本实施方式中，轴10在一端部10C侧安装有齿轮71。并且，轴10从齿轮71向减速装置60传递动力，并且经由齿轮71将来自减速装置60的动力向电动机1传递。在搭载有减速装置60及电动机1的轮式装载机等行驶或进行作业时，产生振动。由于该振动，而在电动机1的轴10上产生推力。另外，在齿轮71为斜齿轮的情况下，若齿轮71旋转，则除了因上述的振动而引起的推力以外，还会产生因斜齿轮的旋转而引起的推力。上述的推力有时会经由轴10而使第一轴承4A或第二轴承4B向旋转中心轴线Zr的方向移动，随之使转子铁芯20沿旋转中心轴线Zr的方向移动。因此，可能在第一轴承4A或第二轴承4B与轴10之间产生晃动。在本实施方式中，在齿轮71与第一轴承4A之间夹设轴环50，经由轴环50将所述推力在第一轴承4A与齿轮71之间传递。另外，第一轴承4A通过轴承安装构件12从转子铁芯20侧安装于轴取出侧构件3T。

通过这样的结构，从齿轮71朝向第一轴承4A的推力按顺序向轴环50、第一轴承4A、轴承安装构件12传递，由供轴承安装构件12安装的轴取出侧构件3T来承受。另外，从第二轴承4B朝向第一轴承4A的推力按顺序向轴10、第一轴承4A、台阶部19传递，由形成有台阶部19的轴取出侧构件3T来承受。任一方向的推力都由构成电动机1的框体3的轴取出侧构件3T来承受，因此能够抑制因推力引起的第一轴承4A及第二轴承4B在旋转中心轴线Zr方向上的偏移。其结果是，能够减少第一轴承4A或第二轴承4B与轴10之间的晃动。

轮式装载机频繁地反复进行前进后退，因此电动机1的旋转方向也被频繁地切换。因此，齿轮71的旋转方向也被频繁地切换，因此，在齿轮71为斜齿轮的情况下，作用于轴10的推力的方向也被频繁地切换。在旋转方向切换时，齿轮71以旋转中心轴线Zr方向上的游隙量沿着旋转中心轴线Zr方向移动，因此作为推力的冲击力作用于轴10。在本实施方式中，通过上述的结构，构成电动机1的框体3的轴取出侧构件3T承受来自齿轮71的推力，因此即使在作用有作为推力的冲击力的情况下，轴取出侧构件3T也能可靠地承挡住冲击力，从而将向轴承4A、4B施加的负载抑制为最小限度。因此，电动机1尤其优选用于例如像轮式装载机的行驶用电动机及对液压挖掘机的上部回旋体进行驱动的回旋电动机等那样旋转方向被频繁地切换的用途。

在本实施方式中，通过一个齿轮挡圈10NG将齿轮71、轴环50和第一轴承4A固定于轴10。在不使用轴环50的情况下，除了齿轮挡圈10NG以外，还需要用于将第一轴承4A固定于轴10的螺母。该螺母会使旋转中心轴线Zr方向上的轴10的尺寸增加，因此除了旋转中心轴线Zr方向上的电动机1的尺寸增加以外，还可能会降低轴10的抗弯刚性。而且，就轴10而言，拧入该螺母的部分的直径需要比安装齿轮71的部分的直径大。因此，若不使用轴环50，则除了齿轮挡圈10NG以外还需要螺母，此外还会导致轴10的直径增加。其结果是，在不使用轴环50的情况下，由于轴10的直径的增加及追加的螺母而会导致轴10的惯性力矩增加。在本实施方式中，通过使用轴环50，能够利用一个齿轮挡圈10NG将齿轮71、轴环50和第一轴承4A向轴10固定。其结果是，能够抑制旋转中心轴线Zr方向上的电动机1的尺寸增加、轴10的抗弯刚性的降低及惯性力矩的增加。

另外，在不使用轴环50的情况下，考虑将齿轮71的未形成有斜齿的部分向第一轴承4A的方向延长，而将与轴环50相当的部分设置在齿轮71上。这种情况下，为了在轴10上安装齿轮，需要将花键延长至第一轴承4A的附近。于是，所述花键以超过密封构件5A的方式形成在轴10上，因此减速装置60的润滑油可能会通过所述花键移动至第一轴承4A。在本实施方式中，将轴环50以过盈配合的方式安装于轴10，且在轴环50与轴取出侧构件3T之间配置密封构件5A。因此，能够避免减速装置60的润滑油通过轴环50与轴10之间的现象。

另外，在本实施方式中，通过使用轴环50，能够利用一个齿轮挡圈10NG将齿轮71、轴环50和第一轴承4A固定于轴10，因此能够抑制旋转中心轴线Zr方向上的轴10的尺寸增加。因此，能够抑制轴10的抗弯刚性的降低，因此，还能减少因齿轮71旋转时产生的振动而引起的轴10的摇晃。其结果是，能够可靠地维持密封构件5A与轴10的密封状态。尤其是在轴10高速进行旋转的情况下有利。接着，对电动机1的冷却结构2进行说明。

＜电动机的冷却结构＞

电动机1的框体3的内部由冷却介质来冷却。因此，如图1所示，轴10具有用于使从内部冷却电动机1的冷却介质通过的冷却介质供给通路11。在本实施方式中，冷却介质供给通路11沿着旋转中心轴线Zr设置。优选冷却介质供给通路11设置在旋转中心轴线Zr上。另外，也可以是将轴10形成为中空轴且在轴10内还贯通其它轴这样的结构。这种情况下，可以将在轴10与贯通轴10内的其它轴之间形成的空间作为冷却介质供给通路11。冷却介质供给通路11在轴10的内部从另一端部10R朝向轴10的轴向、即旋转中心轴线Zr方向延伸。因此，在轴10的另一端部10R设有供冷却介质向冷却介质供给通路11流入的冷却介质入口11I。这样，轴10的另一端部10R侧成为冷却介质入口侧。

从冷却介质供给通路11分支出多个冷却介质通路40A、40B。需要说明的是，图1示出了用与轴10的旋转中心轴线Zr平行且包括旋转中心轴线Zr的平面剖切轴10的情况下的截面，为了便于说明，在同一截面上表现出了多个冷却介质通路40A、40B。然而，实际上，冷却介质通路40A、40B出现在用以旋转中心轴线Zr为中心的中心角错开90度的平面剖切轴10的情况下的各个截面上。

多个冷却介质通路40A、40B从冷却介质供给通路11分支出来，相对于轴10的轴向而言使冷却介质不分支而向一方向流动并冷却转子铁芯20之后，将冷却介质从开设在转子铁芯20的表面上的放出口40AH、40BH放出。并且，多个冷却介质通路40A、40B中，从供所述冷却介质流入冷却介质供给通路11中的冷却介质入口11I至放出口40AH、40BH的距离(通路距离)相同。从放出口40AH、40BH放出的冷却介质从平衡板30B、30A所具有的冷却介质出口31B、31A向框体3的内部流出。在转子铁芯20旋转的情况下，由于所述旋转引起的离心力，而使从冷却介质出口31B、31A流出的冷却介质向转子铁芯20的径向外侧飞溅。并且，向所述径向外侧飞溅的冷却介质对线圈端6CE进行冷却。

在框体3的侧部3S设有冷却介质回收通路7B。冷却介质回收通路7B在电动机1被使用的状态下设于下方(重力作用的方向侧，在图1中为箭头G所示的方向侧)。例如，在电动机1搭载于轮式装载机的情况下，将轮式装载机与水平面相接的状态作为电动机1被使用的状态，在该状态下成为下方的位置处设置冷却介质回收通路7B。

在本实施方式中，框体3在与线圈端6CE对置且避开冷却介质回收通路7B的部分具有线圈端冷却用通路7T。并且，从线圈端冷却用通路7T也向线圈端6CE供给冷却介质，而对线圈端6CE进行冷却。需要说明的是，线圈端冷却用通路7T不一定非要设置，例如可以根据电动机1或电动机1所搭载的对象等的规格或运转条件来决定是否将线圈端冷却用通路7T设置于框体3。在以轴10的旋转中心轴线Zr与铅垂方向(重力的作用方向)正交的方式配置电动机的情况下，线圈端冷却用通路7T优选配置在上方(铅垂方向的相反侧)，更优选配置在最上方(即顶部的位置)。

在本实施方式中，冷却介质由作为冷却介质循环机构的泵8向电动机1供给，并且在对电动机1进行冷却等之后，被泵8吸引。泵8的吸引口通过第一冷却介质配管CL1与冷却介质回收通路7B连接。另外，泵8的喷出口通过第二冷却介质配管CL2与电动机1连接。在本实施方式中，第二冷却介质配管CL2分支为轴侧供给配管CLA和线圈端侧供给配管CLB。轴侧供给配管CLA与冷却介质供给通路11的冷却介质入口11I连接，线圈端侧供给配管CLB与线圈端冷却用通路7T连接，而向各自的连接对象供给从泵8喷出的冷却介质。

在本实施方式中，冷却结构2包括冷却介质供给通路11和多个冷却介质通路40A、40B。从泵8喷出的冷却介质通过第二冷却介质配管CL2，一部分向轴侧供给配管CLA流动，其余的部分向线圈端侧供给配管CLB流动。流到轴侧供给配管CLA的冷却介质通过冷却介质入口11I后，一部分向各冷却介质通路40A、40B流入。并且，冷却介质在通过冷却介质通路40A、40B的过程中对转子铁芯20进行冷却，从放出口40AH、40BH向框体3的内部放出。向框体3的内部放出的冷却介质在转子铁芯20的离心力的作用下到达线圈端6CE并对该线圈端6CE进行冷却。流到线圈端侧供给配管CLB的冷却介质在流入线圈端冷却用通路7T之后，向线圈端6CE供给来对该线圈端6CE进行冷却。即使在从冷却介质出口31B、31A流出的冷却介质所进行的线圈端6CE的冷却容易变得不充分的运转条件下运转电动机1，也能够利用线圈端冷却用通路7T对线圈端6CE进行冷却。因此，线圈端冷却用通路7T在各种各样的运转条件下都能使电动机1稳定地运转。

冷却线圈端6CE后的冷却介质和冷却并润滑轴承4A、4B后的冷却介质在重力的作用下流向框体3的下方。这些冷却介质通过冷却介质回收通路7B而向框体3的外部排出。排出到框体3外部的冷却介质通过第一冷却介质配管CL1而被泵8吸引。泵8将吸引的冷却介质向第二冷却介质配管CL2喷出。这样，在冷却结构2中，利用泵8使冷却介质在电动机1与第一冷却介质配管CL1、第二冷却介质配管CL2、轴侧供给配管CLA及线圈端侧供给配管CLB之间循环。并且，冷却结构2反复进行上述的转子铁芯20及线圈端6CE的冷却和轴承4A、4B的润滑及冷却。需要说明的是，可以在第一冷却介质配管CL1及第二冷却介质配管CL2上设置除去冷却介质中的杂质的过滤器，在第一冷却介质配管CL1上设置对冷却转子铁芯20及线圈端6CE后升温了的冷却介质进行冷却的冷却器。需要说明的是，向线圈端冷却用通路7T供给冷却介质的机构除了上述那样的冷却介质的循环结构以外，还可以是新设置与泵8不同的冷却介质的供给泵来向线圈端冷却用通路7T供给冷却介质的循环结构。即，电动机1可以具有线圈端冷却用通路7T专用的冷却回路。另外，冷却结构2无论电动机1有无磁铁都可以应用。

接着，对应用了本实施方式涉及的电动机的作业车辆的一例、作为建筑车辆的一种的轮式装载机进行说明。本实施方式的电动机的应用对象并不局限于建筑车辆，应用于建筑车辆的话也不局限于轮式装载机。

＜轮式装载机＞

图5是表示轮式装载机的说明图。轮式装载机100具备车身101、安装在车身101的前部的起重臂(作业机)102、安装在起重臂102的前端的铲斗(作业机)103、在支承车身101的状态下旋转而使车身101行驶的两个前轮104F及两个后轮104R、搭载于车身101的上部的驾驶室105。

图6是表示轮式装载机的驱动系统的示意图。在本实施方式中，轮式装载机100作为动力产生源而具有柴油发动机或汽油发动机等内燃机106和电动机1。这样，轮式装载机100的驱动方式是所谓的混合动力方式。在本实施方式中，轮式装载机100具备一台电动机1，但电动机1的数目并不局限于此。

内燃机106的输出向变速装置107输入。在本实施方式中，电动机1的输出经由减速装置60向变速装置107输入。变速装置107将内燃机106及电动机1的输出合成之后向前轮侧传动轴108F及后轮侧传动轴108R输出。前轮侧传动轴108F的输出经由前轮侧差动齿轮109F及前轮侧主动轴110F向两个前轮104F传递。另外，后轮侧传动轴108R的输出经由后轮侧差动齿轮109R及后轮侧主动轴110R向两个后轮104R传递。这样，内燃机106及电动机1的输出向前轮104F及后轮104R传递，而使轮式装载机100行驶。

在轮式装载机100运转时，也存在仅电动机1的输出或内燃机106的输出向变速装置107传递这样的情况。即，在轮式装载机100运转时，并非电动机1的输出及内燃机106的输出始终向变速装置107传递。另外，电动机1并不局限于一台，可以为多台。而且，轮式装载机100具有控制电动机1的动作(动力运转或再生)的变换器、蓄积通过电动机1的再生而得到的能量(电力)的电容器或二次电池等蓄电装置。需要说明的是，在本实施方式中，轮式装载机100可以是不具有内燃机而通过蓄电装置的电力将电动机1作为驱动源的电动车辆(作业车辆或建筑车辆)。即，本实施方式涉及的电动机1可以适用于混合动力车辆、电动车辆。

在本实施方式中，电动机1及内燃机106被横置。即，电动机1及内燃机106配置成电动机1及内燃机106的动力传递轴与轮式装载机100直线前进时的行进方向正交、更具体而言与前轮侧传动轴108F及后轮侧传动轴108R正交。需要说明的是，电动机1及内燃机106的配置并不局限于横置，可以纵置，即配置成电动机1及内燃机106的动力传递轴与前轮侧传动轴108F及后轮侧传动轴108R平行。

以上，本实施方式涉及的电动机具备：在一端部侧能安装齿轮的轴；在比转子铁芯靠齿轮侧的位置处将轴能够旋转地支承于框体的轴承；安装在轴的外周部且安装在轴承与齿轮之间的筒状的轴环；从转子铁芯侧安装于所述框体的内侧而将轴承安装于框体的轴承安装构件。因此，因齿轮旋转而产生的推力被向电动机的框体传递，因此能够抑制旋转中心轴方向上的轴承的移动。这样，本实施方式涉及的电动机能够减少因齿轮旋转而产生的推力给电动机带来的影响。

另外，通过上述那样的结构，能够抑制轴的抗弯刚性的降低，另外，能够避免润滑油通过轴环与轴之间，因此能够减少润滑油经由轴承进入到电动机的内部的可能性。因此，本实施方式涉及的电动机适用于想要避免润滑油进入电动机的用途，例如适用于电动机和减速装置相邻配置的用途(例如轮式装载机等建筑机械的行驶用等)。

符号说明

1 电动机

2 冷却结构

3 框体

3R 轴取出侧相反侧构件

3S 侧部

3T 轴取出侧构件

3TB 轴承安装部

4A 第一轴承(轴承)

4B 第二轴承(轴承)

4b 滚动体

4e 外圈

4i 内圈

5A、5B 密封构件

6 定子

10 轴

10C 一端部

10NG 齿轮挡圈

10NR 转子铁芯固定螺母

10R 另一端部

10S 外周部

10p 冷却介质供给槽

11 冷却介质供给通路

12 轴承安装构件

14 转子铁芯固定部

15、17 润滑油通路

18 轴承卡止部

19 台阶部

20 转子铁芯

50 轴环

53 槽

60 减速装置

61 框体

65 动力传递轴

70 行星齿轮装置

71 齿轮

72 小齿轮

73 托架

74 内齿轮

100 轮式装载机

Claims (10)

1.一种电动机，其具有安装于筒状的框体的内侧的环状的定子及配置于所述定子的径向内侧的转子铁芯，所述电动机的特征在于，

该电动机包括：

轴，其安装于所述转子铁芯，该轴沿着所述转子铁芯的旋转中心轴线的方向延伸且在一端部侧能安装齿轮；

轴承，其在比所述转子铁芯靠所述齿轮侧的位置处将所述轴能够旋转地支承于所述框体；

筒状的轴环，其安装于所述轴的外周部且安装于所述轴承与所述齿轮之间；

轴承安装构件，其从所述转子铁芯侧安装于所述框体的内侧，从而将所述轴承安装于所述框体。

2.根据权利要求1所述的电动机，其中，

在所述轴环的外周部设有密封构件。

3.根据权利要求1或2所述的电动机，其中，

所述轴环具有从所述轴环的内周部朝向外周部延伸的通路。

4.根据权利要求1所述的电动机，其中，

在所述轴环的外周部设有密封构件，所述轴环具有从所述轴环的内周部朝向外周部延伸的通路，

所述外周部侧的所述通路的开口部连在所述轴承与所述密封构件之间。

5.根据权利要求2所述的电动机，其中，

所述密封构件沿着所述旋转中心轴线的方向设置两个。

6.根据权利要求5所述的电动机，其中，

两个所述密封构件之间的空间与气体积存部连接。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的电动机，其中，

在所述框体上安装有减速装置，所述齿轮为所述减速装置的输入部。

8.根据权利要求6所述的电动机，其中，

所述减速装置具有行星齿轮装置，所述齿轮为所述行星齿轮装置的太阳轮。

9.一种电动机，其具有安装于筒状的框体的内侧的环状的定子及配置于所述定子的径向内侧的转子铁芯，所述电动机的特征在于，

该电动机包括：

轴，其安装于所述转子铁芯，该轴沿着所述转子铁芯的旋转中心轴线的方向延伸且在一端部侧能安装齿轮；

轴承，其在比所述转子铁芯靠所述齿轮侧的位置处将所述轴能够旋转地支承于所述框体；

筒状的轴环，其安装于在所述轴的外周部且安装于所述轴承与所述齿轮之间，具有从内周部朝向外周部延伸的通路；

轴承安装构件，其从所述转子铁芯侧安装于所述框体的内侧，从而将所述轴承安装于所述框体；

密封构件，其设置在所述轴环与所述框体之间，从而抑制所述框体与所述框体的外部之间的流体的流动，

所述轴环的外周部侧的所述通路的开口部连在所述轴承与所述密封构件之间。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的电动机，其中，

所述框体的内部由冷却介质冷却。