CN113872374A - 马达单元 - Google Patents
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Abstract
本发明的马达单元包括:转子,具有能够以旋转轴为中心旋转的转轴;定子,从径向外侧包围转子;壳体,收容马达;轴承,固定于壳体且能够旋转地支撑转轴;以及连接部,由具有导电性的材料形成。连接部配置于转轴的端部,将转轴的内表面与壳体电连接。根据本发明的马达单元,可在抑制输出损失的同时长期稳定地驱动。
Description
技术领域
本发明涉及一种马达单元。
背景技术
在以往的马达中,轴构件通过轴承相对旋转自如地设置于壳体。而且,在轴构件与壳体之间设置有与轴构件及壳体接触的密封构件,由轴构件、壳体及密封构件划定油路。密封构件具有导电性,通过密封构件将轴构件与壳体电相连。由此,防止固定于轴承的壳体的外圈与固定于轴构件的内圈的电位差增大,抑制轴承发生电蚀(例如,参照日本专利第6437993号公报)。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开第6437993号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
然而,密封构件具有对轴构件的内部的油加以密封的作用,密封构件与轴构件密接。因此,当利用密封构件将轴构件与壳体电相连时,轴构件的旋转时的摩擦阻力变大,会导致马达的输出损失。
因此,本发明的目的在于提供一种可在抑制输出损失的同时长期稳定地驱动的马达单元。
[解决问题的技术手段]
本发明的示例性的马达单元包括:马达,具有转子及定子,所述转子具有能够以旋转轴为中心旋转的转轴,所述定子从径向外侧包围所述转子;壳体,收容所述马达;轴承,固定于所述壳体,且能够旋转地支撑所述转轴;以及连接部,由具有导电性的材料形成。所述连接部配置于在所述转轴的至少一端部设置的中空部,将所述转轴的内表面与所述壳体电连接。
[发明的效果]
根据本发明的示例性的马达单元,可在抑制输出损失的同时长期稳定地驱动。
附图说明
图1是一实施方式的马达单元的概念图。
图2是以包含马达单元的马达轴的平面进行切断而得的剖视图。
图3是转轴的轴向其中一侧的端部的放大剖视图。
图4是连接部的立体图。
图5是从连接部的轴向观察而得的图。
图6是第一变形例的马达单元的概念图。
图7是第二变形例的马达单元的概念图。
图8是安装有连接部的转轴的轴向其中一侧的端部的放大剖视图。
[附图标记说明]
1:马达单元
2:马达
21:转子
22:转轴
220:中空部
23:转子芯
24:转子磁铁
25:定子
26:定子芯
27:线圈
271:线圈末端
28:旋转变压器
3:齿轮部
31:减速部
311:第一齿轮
312:第二齿轮
313:第三齿轮
314:中间转轴
32:差动部
321:内齿圈
33:输出转轴
41:第一轴承
411:外圈
412:内圈
413:滚珠
42:第二轴承
421:外圈
422:内圈
423:滚珠
43:第三轴承
431:外圈
432:内圈
433:滚珠
44:第四轴承
441:外圈
442:内圈
443:滚珠
5:壳体
501:马达收容空间
502:齿轮部收容空间
51:马达收容部
510:侧板部
511:第一筒部
512:间隔壁部
513:突出部
514:贯通孔
515:第一驱动轴通过孔
516:第二轴承保持部
517:第四轴承保持部
52:盖部
521:第一轴承保持部
522:连接部配置部
53:齿轮部收容部
531:第二筒部
532:闭塞部
533:第三轴承保持部
534:连接部配置部
535:第二驱动轴通过孔
54:储油盘
55:轴承按压部
6:连接部
61:柱部
611:凹部
62:凸缘部
621:曲面板部
622:脚部
63:中间部
631:导电部
632:弹性部
633:弯曲部
634:第一平板部
635:第二平板部
7:冷却液循环部
71:配管部
72:泵
73:油冷却器
74:马达储油器
1a:马达单元
5a:壳体
52a:盖部
1b:马达单元
5b:壳体
51b:马达收容部
52b:盖部
72b:泵
6c:连接部
63c:中间部
631c:导电部
632c:弹性部
633c:弯曲部
635c:第二平板部
CL:油
J2:马达轴
J4:中间轴
J5:差动轴
N:轴向其中一侧
T:轴向另一侧
具体实施方式
以下,一边参照附图一边对本发明的实施方式的马达单元进行说明。此外,本发明的范围并不限定于以下的实施方式,能够在本发明的技术性思想的范围内进行任意变更。
在本说明书中,将与马达2的马达轴J2平行的方向设为马达单元1的“轴向”。轴向其中一侧N及轴向另一侧T如图1所示那样定义。另外,将与马达轴J2正交的径向简称为“径向”,将以马达轴J2为中心的周向简称为“周向”。进而,在本说明书中,“平行的方向”不仅包含完全平行的情况,还包含大致平行的方向。而且,所谓“沿着规定的方向或平面延伸”,不仅包含严格地沿规定的方向延伸的情况,还包含沿相对于严格的方向在小于45°的范围内倾斜的方向延伸的情况。
<马达单元1>
以下,基于附图对本发明的示例性的一实施方式的马达单元1进行说明。图1是一实施方式的马达单元1的概念图。图2是以包含马达单元1的马达轴J2的平面进行切断而得的剖视图。图3是转轴22的轴向其中一侧N的端部的放大剖视图。此外,图1只是概念图,各部分的配置及尺寸并不一定与实际的马达单元1相同。
马达单元1搭载于混合动力汽车(Hybrid Vehicle,HV)、插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Vehicle,PHV)、电动汽车(Electric Vehicle,EV)等至少以马达为动力源的车辆。马达单元1被用作上述汽车的动力源。
如图1所示,马达单元1包括马达(主马达)2、壳体5及连接部6。如图1所示,马达2收容于壳体5的内部。即,壳体5收容马达2。另外,马达单元1还包括连接于转轴22的轴向其中一侧N并且收容于壳体5的齿轮部3。
<马达2>
马达2为直流无刷马达。马达2由来自未图示的逆变器的电力驱动。马达2包括以沿水平方向延伸的马达轴J2(旋转轴)为中心旋转的转子21、及位于转子21的径向外侧的定子25。即,马达2为转子21能够旋转地配置于定子25的内侧的内转子型马达。换言之,马达2包括具有能够以旋转轴J2为中心旋转的转轴22的转子21、及从径向外侧包围转子21的定子25。
<转子21>
转子21通过向定子25供给电力而旋转。转子21包括转轴22、转子芯23及转子磁铁24。转子21以沿水平方向延伸的马达轴J2为中心旋转。
转轴22以沿水平方向且车辆宽度方向延伸的马达轴J2为中心延伸。转轴22以马达轴J2为中心旋转。转轴22为设置有中空部220的中空转轴,所述中空部220在内部具有沿着马达轴J2延伸的内周面。
此外,在本实施方式的马达单元1中,后述的润滑用的油CL在转轴22的中空部220中流动。然而,在可不使油CL流动的结构的情况下,也可省略中空部220。在此情况下,在转轴22形成具有从轴向的端面沿轴向凹陷的凹部的中空部,且在中空部配置有连接部6。
转轴22经由后述的第一轴承41、第二轴承42、第三轴承43及第四轴承44而能够旋转地支撑于壳体5。即,轴承41、轴承42、轴承43、轴承44固定于壳体5且能够旋转地支撑转轴22。
转子芯23是将薄板状的电磁钢板层叠而形成。转子芯23为沿着轴向延伸的圆柱体。多个转子磁铁24固定于转子芯23。多个转子磁铁24使磁极交替地沿着周向排列。
<2.2定子25>
定子25包括定子芯26、线圈27、及介隔存在于定子芯26与线圈27之间的绝缘体(省略图示)。定子25保持于壳体5。定子芯26具有从圆环状的磁轭(yoke)的内周面朝向径向内侧延伸的多个磁极齿(未图示)。
通过将电线卷绕于磁极齿而形成线圈27。线圈27经由省略图示的总线而连接于省略图示的逆变器单元。线圈27具有从定子芯26的轴向端面突出的线圈末端271。线圈末端271比转子21的转子芯23的端部更沿轴向突出。
<马达2的其他结构>
在转轴22的比转子芯23更靠轴向另一侧T处安装有旋转变压器(resolver)28(参照图2等)、汇流条(未图示)等辅助设备类。旋转变压器28检测转子21的位置、即旋转角度。汇流条向线圈27供给电力。即,在马达2中,在轴向另一侧T配置有驱动马达2所需的设备。
<齿轮部3>
齿轮部3具有多个齿轮,且收容于壳体5。如上所述,齿轮部3在轴向其中一侧N连接于转轴22。齿轮部3包括减速部31及差动部32。
<减速部31>
如图1、图2所示,减速部31连接于转轴22。减速部31将从马达2输出的转矩传递至差动部32。减速部31根据减速比降低马达2的转速,并且根据减速比增大从马达2输出的转矩。
减速部31为各齿轮的轴芯平行地配置的平行轴齿轮型的减速器。减速部31包括作为中间驱动齿轮的第一齿轮311、作为中间齿轮的第二齿轮312、作为最终驱动齿轮的第三齿轮313、及中间转轴314。
第一齿轮311配置于转轴22的外周面。第一齿轮311与转轴22一起以马达轴J2为中心旋转。中间转轴314沿着与马达轴J2平行的中间轴J4延伸。中间转轴314的轴向的两端部经由轴承而能够旋转地支撑于壳体5。即,中间转轴314能够以中间轴J4为中心旋转。
第二齿轮312及第三齿轮313配置于中间转轴314。第二齿轮312与第一齿轮311啮合。第三齿轮313与差动部32的内齿圈321啮合。转轴22的转矩从第一齿轮311传递至第二齿轮312。然后,传递至第二齿轮312的转矩经由中间转轴314而传递至第三齿轮313。传递至第三齿轮313的转矩传递至差动部32的内齿圈321。如此,减速部31将从马达2输出的转矩传递至差动部32。各齿轮的齿轮比及齿轮的个数等能够根据所需的减速比进行各种变更。
<差动部32>
差动部32将从马达2输出的转矩传递至输出转轴33。输出转轴33分别安装于差动部32的左右。差动部32例如具有如下功能:在车辆转弯时,吸收左右的驱动轮、即输出转轴33的速度差的同时,向左右的输出转轴33传送所述转矩。输出转轴33向壳体5的外部突出。与车辆的驱动轮连接的驱动转轴(未图示)连接于输出转轴33。
除了这些以外,齿轮部3也可具有在马达单元1停止运行时锁定车辆的停车机构(未图示)。
<壳体5>
壳体5包括马达收容部51、盖部52、及齿轮部收容部53。马达收容部51、盖部52及齿轮部收容部53例如由铁、铝、它们的合金等导电材料、换言之由金属形成,但并不限定于这些。此外,马达收容部51、盖部52及齿轮部收容部53可由相同的材料形成,也可由不同的材料形成。为了抑制接触部分处的异种金属接触腐蚀,优选为由同一材料形成。
<马达收容部51>
马达收容部51包括第一筒部511、间隔壁部512及突出部513。第一筒部511为沿轴向延伸的筒体。第一筒部511在轴向另一侧T具有开口。第一筒部511的开口由盖部52闭塞。第一筒部511的中心线与马达轴J2重合。马达2的转子芯23、定子25及辅助设备类收容于第一筒部511的内部。
间隔壁部512从第一筒部511的轴向其中一侧N的端部向径向内侧扩展。在间隔壁部512设置有沿着马达轴J2贯通的贯通孔514。贯通孔514为剖面圆形,中心线与马达轴J2重合。而且,转轴22将贯通孔514贯通而配置。
突出部513为平板状,从第一筒部511的轴向其中一侧N向铅垂下方扩展。在本实施方式的马达单元1中,第一筒部511、间隔壁部512及突出部513由单一的构件形成。间隔壁部512与突出部513构成将齿轮部收容部53的轴向另一侧T的端部闭合的侧板部510。
<盖部52>
如图1所示,盖部52安装于马达收容部51的第一筒部511的轴向其中一侧N的端部。盖部52在与轴向正交的方向上扩展。盖部52与马达收容部51电连接。此处,所谓两个构件电连接,包含物理性接触后能够导电的情况,并且也包含接近成为大致相同电位的程度的情况。即,经电连接的构件彼此为相同电位或大致相同电位。以下,在存在电连接的情况下,设为同样的结构。在本实施方式的马达单元1中,马达收容部51与盖部52为相同电位。
另外,马达收容部51与盖部52密接。此处,所谓密接,是指具有壳体5的内部的油CL不会泄漏至外部以及外部的水、尘埃、灰尘等异物不会侵入的程度的密闭性。关于密接,以下设为同样的结构。
由马达收容部51与盖部52包围的空间为马达收容空间501,马达2收容于马达收容空间501。换言之,马达2配置于第一筒部511的内部,通过将盖部52安装于第一筒部511的开口,马达2收容于壳体5的内部。此外,马达2的转轴22将间隔壁部512的贯通孔514贯通。
盖部52固定于马达收容部51。盖部52向马达收容部51的固定例如可列举利用螺钉的固定,但并不限定于此,可广泛采用拧入、压入等可将盖部52牢固地固定于马达收容部51的方法。
在盖部52形成有保持第一轴承41的第一轴承保持部521。第一轴承保持部521为从盖部52的轴向其中一侧N的面朝向轴向其中一侧N延伸的筒状。第一轴承保持部521的中心线与马达轴J2重合。第一轴承41的外圈411固定于第一轴承保持部521。而且,转轴22固定于第一轴承41的内圈412。
在间隔壁部512形成有保持第二轴承42的第二轴承保持部516。第二轴承保持部516为从间隔壁部512的轴向另一侧T的面朝向轴向另一侧T延伸的筒状。第二轴承保持部516的中心线与马达轴J2重合。另外,贯通孔514形成于间隔壁部512的被第二轴承保持部516包围的部分。第二轴承42的外圈421固定于第二轴承保持部516。而且,转轴22固定于第二轴承42的内圈422。
在马达单元1中,转轴22将贯通孔514贯通,并且在轴向上隔着转子芯23的两侧经由第一轴承41及第二轴承42而能够绕马达轴J2旋转地支撑于壳体5。由此,转子21被支撑为能够以马达轴J2为中心旋转。
<齿轮部收容部53>
齿轮部收容部53为在轴向另一侧T开口的凹形形状。齿轮部收容部53包括第二筒部531及闭塞部532。第二筒部531的轴向另一侧T的端部安装于侧板部510。第二筒部531具有与侧板部510外缘部在轴向上重合的形状。第二筒部531在与侧板部510密接并且电接触的状态下固定于侧板部510。
第二筒部531向侧板部510的固定例如通过螺钉固定来进行,但并不限定于此。例如,可广泛采用焊接、压入等可将第二筒部531牢固地固定于侧板部510的固定方法。齿轮部收容部53的开口被侧板部510覆盖。
第二筒部531与闭塞部532由单一的构件形成。闭塞部532为从第二筒部531的轴向其中一侧N的端部向径向内侧扩展的板状。由第二筒部531、闭塞部532及侧板部510包围的空间为齿轮部收容空间502。
在闭塞部532形成有保持第三轴承43的第三轴承保持部533。第三轴承保持部533为从闭塞部532的轴向另一侧T的面朝向轴向另一侧T延伸的筒状。第三轴承保持部533的中心线与马达轴J2重合。第三轴承43的外圈431固定于第三轴承保持部533。而且,转轴22固定于第三轴承43的内圈432。
另外,在间隔壁部512形成有保持第四轴承44的第四轴承保持部517。第四轴承保持部517为从间隔壁部512的轴向其中一侧N的面朝向轴向其中一侧N延伸的筒状。第四轴承保持部517的中心线与马达轴J2重合。另外,贯通孔514形成于间隔壁部512的被第四轴承保持部517包围的部分。第四轴承44的外圈441固定于第四轴承保持部517。而且,转轴22固定于第四轴承44的内圈442。
转轴22的比间隔壁部512更靠轴向其中一侧N的部分通过第三轴承43及第四轴承44而能够以马达轴J2为中心旋转地支撑于壳体5。转轴22能够旋转地支撑轴向的中间部分,因此当转轴22旋转时,转轴22的振动、挠曲等得以抑制。
此外,转轴22能够分割为马达收容空间501内的部分与齿轮部收容空间502内的部分。在转轴22能够分割的情况下,经分割的转轴22例如能够采用使用外螺纹及内螺纹的螺纹联轴器。另外,也可通过压入、焊接等固定方法进行接合。在采用压入、焊接等固定方法的情况下,也可采用将沿轴向延伸的凹部与凸部组合的锯齿。通过设为此种结构,能够可靠地传递旋转。另外,转轴22也可形成为单一的构件。
由此,中间转轴314的两端经由轴承而支撑于壳体5。由此,中间转轴314被支撑为能够绕中间轴J4旋转。
<关于输出转轴33>
在突出部513形成有第一驱动轴通过孔515。第一驱动轴通过孔515为沿轴向贯通突出部513的孔。输出转轴33以能够旋转的状态贯通第一驱动轴通过孔515。为了抑制油CL的泄漏,在输出转轴33与第一驱动轴通过孔515之间设置有油封(未图示)。在输出转轴33的前端连接有使车轮旋转的车轴(未图示)。
在闭塞部532形成有第二驱动轴通过孔535。第二驱动轴通过孔535为沿轴向贯通闭塞部532的孔。输出转轴33以能够旋转的状态贯通第二驱动轴通过孔535。为了抑制油CL的泄漏,在输出转轴33与第二驱动轴通过孔535之间设置有油封(未图示)。在输出转轴33的前端连接有使车轮旋转的车轴(未图示)。
第二驱动轴通过孔535从轴向观察时与第一驱动轴通过孔515重合。由此,配置于差动部32的轴向两端的输出转轴33绕差动轴J5旋转。
<冷却液的循环>
在壳体5的内部填充有用于对齿轮部3的各齿轮及轴承加以润滑的油CL。在马达单元1中,油也用于马达2的冷却。即,马达单元1的润滑用的油CL为马达冷却用的冷却液。
如图1所示,在齿轮部收容空间502的下部区域贮存有油CL。差动部32的一部分浸泡于在齿轮部收容空间502的下部区域贮存的油CL中。贮存于齿轮部收容空间502的下部区域的油CL因差动部32的动作而被溅起,并扩散至齿轮部收容空间502的内部。扩散至齿轮部收容空间502内的油被供给至在齿轮部收容空间502的内部配置的各齿轮并用于润滑。另外,扩散至齿轮部收容空间502的油CL的一部分也被供给至各轴承并用于润滑。
在齿轮部收容空间502的上部区域配置有储油(oil reserve)盘54。储油盘54在上方开口。溅起的油CL移动至齿轮部收容空间502的上方,并流入至储油盘54中。
蓄积于储油盘54的油CL经由未图示的油供给路而从转轴22的轴向其中一侧N的端部流入至转轴22的中空部220中。转轴22的中空部220的油CL朝向马达2流动。在中空部220内流动的油CL朝向定子25散布。由此,油CL将定子25冷却。
<轴承>
在马达单元1配置有第一轴承41、第二轴承42、第三轴承43及第四轴承44。第一轴承41~第四轴承44能够旋转地支撑转轴22。此外,支撑中间转轴314的轴承也具有同样的结构。
第一轴承41~第四轴承44具有实质上相同的结构。此处,以第三轴承43为代表进行说明,关于除此之外的轴承,对与第三轴承43的对应进行说明。
第三轴承43为钢、不锈钢等金属制。为径向滚珠轴承。如图3所示,第三轴承43包括以同心轴配置的外圈431、内圈432及多个滚珠433。
第三轴承43为圆筒形,且由在齿轮部收容部53的闭塞部532形成的第三轴承保持部533保持。若作进一步说明,外圈431的径向外表面与第三轴承保持部533的径向内表面接触,外圈431保持于第三轴承保持部533。此外,外圈431的第三轴承保持部533对外圈431的保持例如利用压入进行,但并不限定于此。
内圈432为圆筒形且配置于外圈431的内部。内圈432的径向内表面与转轴22的外周面接触,内圈432固定于转轴22。而且,滚珠433为球形。多个滚珠433沿周向排列配置于外圈431的径向内表面与内圈432的径向外表面之间。
在滚珠轴承中,通过滚珠可自由旋转,及外圈与滚珠、内圈与滚珠的接触面积小,而减少转轴旋转时的摩擦。而且,在马达单元1中,第三轴承43由油CL加以润滑。此时,在外圈431与滚珠433之间、内圈432与滚珠433之间分别形成油CL的层。通过油CL的层而更进一步减少了摩擦。
第一轴承41、第二轴承42及第四轴承44也包括外圈411、外圈421及外圈441;内圈412、内圈422及内圈442;以及滚珠413、滚珠423及滚珠443。而且,外圈411、外圈421及外圈441与第三轴承43的外圈431对应。内圈412、内圈422及内圈442与第三轴承43的内圈432对应。滚珠413、滚珠423及滚珠443与第三轴承43的滚珠433对应。滚珠的大小及个数根据外圈及内圈的大小而变化。
<冷却液循环部7>
马达单元1具有使油CL循环的冷却液循环部7。冷却液循环部7包括配管部71、泵72、油冷却器73、及马达储油器(motor oil reservoir)74。
配管部71为形成于壳体5的配管。配管部71将泵72与配置于第一筒部511的内部的马达储油器74相连,向马达储油器74供给油CL。泵72吸入贮存于齿轮部收容空间502的下部区域的油CL。泵72为电动泵,但并不限定于此。例如,也可为利用马达单元1的输出转轴33的输出的一部分来进行驱动的结构。
油冷却器73配置于配管部71的泵72与马达储油器74之间。即,利用泵72抽吸的油CL经由配管部71通过油冷却器73而被输送至马达储油器74。对油冷却器73例如供给从外部供给的水等冷媒。然后,在冷媒与油CL之间进行热交换,以降低油CL的温度。此外,油冷却器73在这里为使用冷媒的液冷式,但并不限定于此,也可为利用车辆的行驶风进行冷却的所谓空冷式。通过使用油冷却器73,可降低向马达储油器74供给的油CL的温度,且能够提高马达2的冷却效率。
马达储油器74为配置于马达收容空间501的上部区域且在上方开口的托盘。若作进一步说明,马达储油器74配置于马达收容空间501之中且为定子25的铅垂上方。在马达储油器74的底部形成有滴下孔,通过从滴下孔滴下油CL来冷却马达2。滴下孔例如形成于定子25的线圈27的线圈末端271的上部,从而线圈27经油CL冷却。
<连接部6>
在马达单元1中,马达2为无刷直流(Direct Current,DC)马达,且进行逆变器驱动。而且,在进行逆变器驱动时,在以高频高电压来驱动开关元件的情况下,在转轴22有可能产生轴电流。而且,当固定于转轴22的内圈与固定于壳体5的外圈存在电位差时,轴电流流向第一轴承41、第二轴承42、第三轴承43及第四轴承44,在外圈与滚珠之间、内圈与滚珠之间会产生放电(火花)。因所述放电,有时会损伤外圈、滚珠、内圈的表面,即轴承会发生电蚀。
因此,本实施方式的马达单元1包括连接部6,所述连接部6使供各轴承的外圈固定的壳体5与供内圈固定的转轴22为大致相同电位。以下,参照附图对连接部6的详情进行说明。图4是连接部6的立体图。图5是从连接部6的轴向观察而得的图。
如图1及图2所示,连接部6配置于转轴22的轴向其中一侧N的端部。连接部6由铁、铝、铜等具有导电性的材料形成。即,连接部6由具有导电性的材料形成。如图3~图5等所示,连接部6包括柱部61、凸缘部62、及中间部63。
柱部61沿着转轴22延伸。柱部61的外径小于转轴22的中空部220的内径。柱部61从转轴22的轴向其中一侧N的端部插入至转轴22的中空部220的内部,并配置于中空部220的内部。柱部61为筒状。
通过将柱部61设为筒状,可使油CL经由柱部61而流入至转轴22的中空部220。由此,可效率良好地冷却马达2。另外,也可不另外设置用于使油CL流入至转轴22的中空部220的内部的流路,从而可简化马达单元1的结构。此外,在为不使油CL流入至转轴22的结构的情况下,也可使柱部61形成为实心的形状。
凸缘部62从柱部61的轴向其中一侧N的端部向径向外侧扩展。而且,凸缘部62的径向外缘位于比转轴22的径向外缘更靠径向外侧处。凸缘部62包括曲面板部621及脚部622。曲面板部621与柱部61连接。曲面板部621在轴向上观察时为圆形。曲面板部621的外径大于转轴22的外径。
在连接部6的凸缘部62中,曲面板部621在轴向上观察时为圆形,但并不限定于此。例如,既可为多边形状,也可为从柱部61向径向外侧延伸的曲板状,且在周向上排列配置的形状。
曲面板部621为随着朝向径向外侧而朝向轴向另一侧T弯折的曲面板状。此外,曲面板部621也可为随着朝向径向外侧而朝向轴向其中一侧N弯折的形状。曲面板部621只要能够弹性变形,则弯曲的方向并无限定。即,凸缘部62具有随着朝向径向外侧而朝向轴向另一侧弯折的曲面板部。
脚部622为圆筒状。如图3、图4所示,脚部622从曲面板部621的径向外缘向轴向另一侧T延伸。脚部622在轴向上配置于曲面板部621所朝向的方向上。通过具有脚部622,可抑制凸缘部62的径向外缘的变形。
中间部63以能够导通柱部61的方式安装于柱部61。中间部63在柱部61配置有两个。两个中间部63配置于隔着柱部61的中心线而相向的位置。此外,在本实施方式的连接部6中包括两个中间部63,但并不限定于此,可为一个,也可为三个以上。在具有多个中间部63的情况下,优选为等间隔地配置于周向上。
中间部63包括导电部631及弹性部632。导电部631与转轴22的内表面电连接。导电部631的径向外表面为沿着转轴22的中空部220的内表面的形状。此外,在本实施方式的连接部6中,导电部631为将能够沿着转轴22的中空部220的内表面配置的圆筒沿周向切断而成的形状。导电部631有时会与进行旋转的转轴22的内表面接触。即,导电部631与转轴22有时会发生摩擦。因此,导电部631具有导电性,优选为由铜合金等动摩擦系数低的材料形成。由此,由转轴22与导电部631的摩擦力引起的输出损失得以抑制。
连接部6具有配置于柱部61的轴向另一侧T的端部、且配置于比圆柱状的外周面更靠径向内侧的平面状的凹部611。而且,弹性部632具有导电性。弹性部632包括使铁板等能够弹性变形的平板弯曲而成的弯曲部633、以及以弯曲部633为中心大致平行地伸长的第一平板部634及第二平板部635。第一平板部634配置于柱部61的凹部611。即,弹性部632配置于凹部611。由此,弹性部632与柱部61电连接。此外,第一平板部634固定于凹部611。第一平板部634与凹部611的固定例如可列举焊接,但并不限定于此。也可为使用具有导电性的粘着剂的粘着。
在将弹性部632配置于柱部61时,为将弹性部632的第一平板部634固定于柱部61的平面状的凹部611的结构,从而作业变得容易。另外,由于通过平面彼此的接触进行固定,因此容易增大接触面积,可更牢固地进行固定,并且可扩宽柱部61与弹性部632的导电面,能够将电阻抑制得低。
在将第一平板部634安装于凹部611时,第二平板部635配置于径向外侧。通过弯曲部633变形,第二平板部635可相对于第一平板部634弹性地接近或远离。
导电部631安装于第二平板部635。由此,导电部631被第二平板部635向径向外侧推按。即,弹性部632与柱部61连接,赋予将导电部631沿径向推压至转轴22的弹性力。
第二平板部635的轴向另一侧T的端部配置于比柱部61的轴向另一侧T的端部更靠轴向另一侧T处。导电部631安装于第二平板部635的向比柱部61更靠轴向另一侧T处突出的部分。此外,导电部631向第二平板部635的安装例如可列举焊接、利用导电性粘着剂的粘着等,但并不限定于此。可广泛采用导电部631牢固地固定于第二平板部635的安装方法。
即,弹性部632向比柱部61的轴向另一侧T的端面更靠另一侧处突出,导电部631安装于弹性部632的向比柱部61的轴向另一侧T的端面更靠另一侧处突出的部分。
通过以如上方式构成,由于为在从柱部61的轴向另一侧T的端部沿轴向突出的位置将导电部631安装于弹性部632的结构,因此当将导电部631安装于弹性部632时柱部61不易成为阻碍。因此,可容易地将导电部631安装于弹性部632。
<连接部6的配置>
接着,对连接部6的配置进行说明。转轴22的轴向其中一侧N的端部由第三轴承43能够旋转地支撑。在齿轮部收容部53的闭塞部532形成有与第三轴承保持部533的轴向其中一侧N在轴向上相连的凹形形状的连接部配置部534。连接部6的凸缘部62配置于连接部配置部534。即,连接部6配置于转轴22的轴向其中一侧N的端部。换言之,连接部6与供齿轮部3连接一侧的端部电连接。
连接部6与转轴22电连接即可,因此也可不将连接部6强力地推碰到转轴22上。因此,可减少连接部6与转轴22之间的摩擦力,且可抑制由转轴22的输出的摩擦引起的损失。而且,在转轴22的轴向其中一侧N安装有齿轮部3。因此,与转轴22的轴向另一侧T的周围相比,更容易确保用于安装连接部6的部位。由此,能够使马达单元1小型化。
第三轴承43固定于在齿轮部收容部53的闭塞部532形成的第三轴承保持部533。在第三轴承43的外圈431与凸缘部62的脚部622之间配置有圆环状的轴承按压部55。轴承按压部55被第三轴承43的外圈431与连接部6的凸缘部62的脚部622沿轴向夹持。
轴承按压部55通过沿轴向推按外圈431,来抑制外圈431与滚珠433的轴向上的晃动、以及内圈432与滚珠433的轴向上的晃动。此外,在连接部6与外圈431直接接触而可抑制第三轴承43的晃动的情况下,也可省略轴承按压部55,换言之,连接部6可兼作轴承按压部55。
当利用第三轴承保持部533保持第三轴承43时,轴承按压部55被外圈431向轴向其中一侧N推按。因此,连接部6的凸缘部62的脚部622被轴承按压部55向轴向其中一侧N推按。
通过凸缘部62的脚部622被向轴向其中一侧N推按,凸缘部62的曲面板部621在轴向上被压缩而弹性变形。因此,曲面板部621在恢复到原来形状的方向上产生弹性力。由于曲面板部621的弹性力,凸缘部62的脚部622被推压至轴承按压部55,凸缘部62的中央部的轴向其中一侧N的端部被推压至闭塞部532的连接部配置部534。
即,通过凸缘部62的曲面板部621为曲面板状,凸缘部62弹性变形。通过以如上方式构成,利用凸缘部62的弹性力将凸缘部62推压至壳体5,可维持连接部6与壳体5电连接的状态。
由此,连接部6的凸缘部62与齿轮部收容部53电接触。此处,凸缘部62与齿轮部收容部53为大致相同电位。更详细而言,包括如下情况:油CL介隔存在于比轴承的外圈及内圈与滚珠的间隙更窄的间隙。即,凸缘部62配置于转轴22的外部并与壳体5电连接。由此,连接部6与壳体5电接触。
然后,转轴22的轴向其中一侧N的端部插入至保持于第三轴承保持部533的第三轴承43的内圈432。此时,连接部6的柱部61的轴向另一侧T的端部从转轴22的中空部220的轴向其中一侧N的端部插入至中空部220的内部。
而且,当转轴22安装于第三轴承43的内圈432时,柱部61的轴向另一侧T的至少一部分配置于转轴22的中空部220的内部。中间部63配置于比柱部61的轴向另一侧T的端部更靠外侧处,因此中间部63也配置于转轴22的中空部220。
然后,中间部63的导电部631被弹性部632向径向外侧推按,并被推压至转轴22的内壁。由此,转轴22的内表面与导电部631电连接。如上所述,中间部63具有导电性,导电部631与转轴22的内表面电连接,由此中间部63及安装有中间部63的柱部61也与转轴22电连接。
即,柱部61的轴向另一侧T的至少一部分配置于转轴22的内部,并且中间部63与转轴22电连接。由此,即便在转轴22进行了旋转的情况下,也容易维持中间部63与转轴22的电连接。由此,在马达2运行时,轴承的电蚀得以抑制。因此,转轴22的旋转偏差得以抑制,且可长期稳定地驱动马达单元1。换言之,能够实现马达单元1的长寿命化。
另外,导电部631被弹性部632推压至转轴22的内表面。因此,即便在转轴22相对于马达轴J2摇晃,或内表面有凹凸,而柱部61与转轴22的内表面的距离发生变化的情况下,也可更可靠地将中间部63电连接于转轴22的内表面。
如以上所示,连接部6的柱部61经由中间部63而与转轴22电连接。另外,连接部6的凸缘部62与齿轮部收容部53、即壳体5电连接。由此,连接部6将壳体5与转轴22电连接。即,连接部6配置于转轴22的端部,将转轴22的内表面与壳体5电连接。
如上所述,连接部6的导电部631与转轴22的内表面接近至成为相同电位的程度即可,转轴22与导电部631之间的摩擦力被抑制得低。由此,由马达从转轴22输出的摩擦引起的损失得以抑制。另外,转轴22与壳体5经由连接部6而成为大致相同电位。因此,安装于轴承41、轴承42、轴承43、轴承44的转轴22的内圈与安装于壳体5的外圈成为相同电位,在轴承41、轴承42、轴承43、轴承44中因放电产生的电蚀得以抑制。由此,转轴22的旋转的偏差得以抑制,可长期稳定地驱动马达单元1。换言之,能够实现马达单元1的长寿命化。
在本实施方式中,凸缘部62配置于连接部配置部534。也可将凸缘部62固定于齿轮部收容部53。即,也可将凸缘部62固定于壳体5。通过将凸缘部62固定于壳体5,可使凸缘部62更可靠地与壳体5接触。由此,可更稳定地维持转轴22与壳体5的电连接状态。
另外,连接部6的柱部61与凸缘部62也可由单一的构件形成。如此,就不需要将柱部61与凸缘部62接合的工序。由此,可简化连接部6的制造工序。另外,可省略接缝,因而在内部流动的润滑油不易泄漏,而可抑制润滑效率的下降。
<第一变形例>
图6是第一变形例的马达单元1a的概念图。如图6所示,在马达单元1a中,壳体5a的盖部52a与壳体5的盖部52不同,在转轴22的轴向两端配置有连接部6。在除此以外的方面,与马达单元1为相同的结构。因此,对马达单元1a的实质上与马达单元1实质上相同的部分标注相同的符号,并且省略相同部分的详细说明。
如图6所示,在马达单元1a中,壳体5a的盖部52a具有连接部配置部522。而且,连接部6配置于连接部配置部522。即,在马达单元1a中,在马达2的转轴22的轴向其中一侧N的端部及轴向另一侧T的端部两者配置有连接部6。
然后,配置于轴向另一侧T的连接部6的凸缘部62与盖部52电连接。转轴22与盖部52a、转轴22与齿轮部收容部53为相同电位,与盖部52a及齿轮部收容部53电连接的马达收容部51也与转轴22为相同电位。此时,通过使盖部52a或齿轮部收容部53与马达收容部51成为相同电位,壳体5a整体与转轴22成为相同电位。由此,通过在转轴22的轴向两端配置连接部6,能够将转轴22与壳体5a更稳定地设为相同电位。
此外,连接部6也可仅配置于转轴22的轴向另一侧T。即,连接部6在壳体5的结构上能够进行安装的情况下,可配置于转轴22的轴向两端的任一端,也可配置于两者。
<第二变形例>
图7是第二变形例的马达单元1b的概念图。如图7所示,在马达单元1b中,壳体5b及泵72b与壳体5及泵72不同。另外,连接部6设置于转轴22的轴向另一侧T。在除此以外的方面,与马达单元1为相同的结构。因此,对马达单元1b的实质上与马达单元1实质上相同的部分标注相同的符号,并且省略相同部分的详细说明。
如图7所示,在马达单元1b中,在壳体5b仅配置有马达2。在将壳体5b的马达收容部51b的轴向另一侧T闭合的盖部52b,形成有连接部配置部522。连接部6配置于连接部配置部522,且配置于转轴22的轴向另一侧T,将转轴22的轴向另一侧T的端部与壳体5b电连接。
而且,马达2的转轴22的轴向其中一侧N向壳体5b的外部突出。以马达单元1b为动力源的设备连接于转轴22的向壳体5b的外部突出的部分。
另外,在马达单元1b中,泵72b吸入贮存于壳体5b的马达收容空间501的下部区域中的油CL。然后,泵72b将所述油CL供给至配置于马达收容空间501的马达储油器74。
通过使用此种结构,能够将例如使用链条的驱动机构、直接将驱动对象连接的直接驱动等任意设备连接于转轴22。
此外,在仅将马达2收容于壳体5b的马达单元1b的结构中,连接部6配置于转轴22的轴向另一侧T的端部,但并不限定于此。也可配置于转轴22的轴向另一侧T的端部,即与旋转变压器28等设备相反的一侧。在为转轴22的两端收容于壳体5b的内部的结构的情况下,也可在转轴22的轴向两端配置连接部6。
<第三变形例>
图8是安装有连接部6c的转轴22的轴向其中一侧N的端部的放大剖视图。连接部6c除了中间部63c的结构不同以外,与连接部6为相同的结构。对于连接部6c的中间部63c以外的部分,标注与连接部6相同的符号,并且省略实质上相同的部分的详细说明。
如图8所示的连接部6c那样,中间部63c的弹性部632c与柱部61一体地形成。如图8所示,弹性部632c的弯曲部633c将柱部61的凹部611的轴向另一侧T的端部与第二平板部635c加以连结。而且,第二平板部635c随着向轴向其中一侧N延伸而朝向外侧倾斜。在如此形成的弹性部632c中,弯曲部633c及第二平板部635c弹性变形。由此,第二平板部635c的轴向其中一侧N向接近或远离柱部61的方向弹性变形。
而且,在中间部63c的第二平板部635c的前端配置有导电部631c。第二平板部635c与导电部631c由单一的构件形成。第二平板部635c随着朝向轴向其中一侧N而朝向外侧配置。由此,当将柱部61的轴向另一侧T的端部从转轴22的轴向其中一侧N的端部插入时,弹性部632c被转轴22推按而弹性变形。由此,连接部6c的柱部61容易插入至转轴22的内部。
此外,连接部6c的柱部61与中间部63c可由单一的构件形成,也可在形成为不同的构件之后进行固定。
以上,对本发明的实施方式及变形例进行了说明,但实施方式中的各结构及它们的组合等为一例,在不脱离本发明的主旨的范围内,能够进行结构的追加、省略、置换及其他变更。另外,本发明并不受实施方式限定。
[产业上的可利用性]
本发明的马达单元例如可用作混合动力汽车(HV)、插电式混合动力汽车(PHV)及电动汽车(EV)的驱动用马达。
Claims (10)
1.一种马达单元,其特征在于,包括:
马达,具有转子及定子,所述转子具有能够以旋转轴为中心旋转的转轴,所述定子从径向外侧包围所述转子;
壳体,收容所述马达;
轴承,固定于所述壳体且能够旋转地支撑所述转轴;以及
连接部,由具有导电性的材料形成,
所述连接部配置于在所述转轴的至少一端部设置的中空部,将所述转轴的内表面与所述壳体电连接。
2.根据权利要求1所述的马达单元,其特征在于,还包括连接于所述转轴的轴向其中一侧并且收容于所述壳体的齿轮部,
所述连接部配置于所述转轴的轴向其中一侧的端部。
3.根据权利要求1或2所述的马达单元,其特征在于,所述连接部包括:
柱部,沿着所述转轴延伸,并且外径小于所述转轴的内径;
凸缘部,从所述柱部的轴向其中一侧的端部向径向外侧扩展;以及
中间部,以能够导通柱部的方式安装于所述柱部,
所述凸缘部的径向外缘位于比所述转轴的径向外缘更靠径向外侧处,
所述柱部的轴向另一侧的至少一部分配置于所述转轴的内部且所述中间部与所述转轴的所述内表面电连接,所述凸缘部配置于所述转轴的外部并与所述壳体接触。
4.根据权利要求3所述的马达单元,其特征在于,所述凸缘部具有随着朝向径向外侧而朝向轴向的任一方向弯折的曲面板部。
5.根据权利要求3或4所述的马达单元,其特征在于,所述凸缘部固定于所述壳体。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的马达单元,其特征在于,所述中间部包括:
导电部,与所述转轴的内表面电连接;以及
弹性部,与所述柱部连接,赋予将所述导电部沿径向推压至所述转轴的弹性力。
7.根据权利要求6所述的马达单元,其特征在于,所述弹性部向比所述柱部的轴向另一侧的端面更靠另一侧处突出,
所述导电部安装于所述弹性部的向比所述柱部的轴向另一侧的端面更靠另一侧处突出的部分。
8.根据权利要求6或7所述的马达单元,其特征在于,所述连接部具有配置于所述柱部的轴向另一侧的端部且配置于比圆柱状的外周面更靠径向内侧的平面状的凹部,
所述弹性部配置于所述凹部。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的马达单元,其特征在于,所述柱部为筒状。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的马达单元,其特征在于,所述柱部与所述凸缘部由单一的构件形成。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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