CN115523282A - 附减速机的电动机单元 - Google Patents

Abstract

本发明的课题是提供一种附减速机的电动机单元，其能以任意姿态设置并可提高自走式车辆的设计自由度。本发明的解决方案是一种附减速机的电动机单元(100)于电动机(101)的机壳(104)的内部具备冷却流路(106)，并且分别于外表面上具备减速机容纳空间(125)及气体容纳室(130)。冷却流路(106)形成为使冷却水流通于构成机壳(104)的筒状胴体(105)的管路。减速机容纳空间(125)容纳了使电动机(101)的转速减速的减速机(120)，且邻接气体容纳室(130)而形成。气体容纳室(130)容纳了由冷却流路(106)所冷却的空气，且邻接冷却流路(106)而形成。

Description

附减速机的电动机单元

技术领域

本发明是关于一种于电动机一体地组装有减速机的附减速机的电动机单元。

背景技术

既往已知一种于电动机一体地组装有减速机的附减速机的电动机单元。例如，下述专利文献1公开了一种作为附减速机的电动机单元的动力传达装置，其具有冷却构造，所述冷却构造通过使马达抽至收集槽的油料分别在马达内及减速机内循环而分别将马达与减速机冷却。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2020-205685号公报

然而，上述专利文献1所记载的动力传达装置中，由于是利用被抽至收集槽的油料来冷却的构造，故有动力传达装置的设置的姿态自然会受限的问题。亦即，上述专利文献1所记载的动力传达装置中，会有无法设置为收集槽于上方开口以外的姿态而具备动力传达装置的自走式车辆的设计自由度减少的问题。

本发明是应对上述问题所完成，所以其目的在于，提供一种附减速机的电动机单元，其能以任意姿态设置并可提高自走式车辆的设计自由度。

发明内容

为了达成上述目的，本发明的特征在于具备：电动机；冷却流路，其形成于电动机的机壳，并使用以将电动机的内部空间冷却的冷却流体流通；减速机，其设于以第一壳体将电动机的外侧部分覆盖的减速机容纳空间内，将电动机的转速变速并输出；以及气体容纳室，其以第二壳体将电动机的外侧部分覆盖而容纳气体；其中，气体容纳室是隔着机壳来邻接冷却流路而形成；减速机容纳空间是邻接气体容纳室而形成。

根据这样构成的本发明的特征，附减速机的电动机单元是于将电动机冷却的冷却流路与容纳减速机的减速机容纳空间之间，分别与双方邻接而设置气体容纳室，借此可经由气体容纳室内的气体抑制减速机容纳空间的温度上升。亦即，本发明的附减速机的电动机单元是通过冷却流路内的流体与气体容纳室内的气体而抑制电动机及减速机容纳空间的各温度上升，所以附减速机的电动机单元能以任意姿态设置并可提高自走式车辆的设计自由度。

并且，本发明的其他特征在于，在所述附减速机的电动机单元中，第二壳体是装卸自如地设于机壳。

根据这样构成的本发明的其他特征，附减速机的电动机单元由于第二壳体是装卸自如地设于机壳，所以在无需借由气体容纳室冷却减速机容纳空间的情形下，可借由将第二壳体自机壳取下，而省略气体容纳室。借此，附减速机的电动机单元可进行狭小空间的设置或是任意姿态下的设置。并且，本发明的附减速机的电动机单元可借由第二壳体装卸自如地设于机壳，而使气体容纳室内的维修变得容易。

并且，本发明的其他特征在于，在附减速机的电动机单元中，气体容纳室具有：流路接近部，其朝冷却流路延伸而形成于机壳的内部。

根据这样构成的本发明的其他特征，附减速机的电动机单元由于气体容纳室具有朝冷却流路延伸而形成于机壳的内部的流路接近部，所以可有效率地抑制气体容纳室内的气体的温度上升。

并且，本发明的其他特征在于，在所述附减速机的电动机单元中，气体容纳室容纳有用于附减速机的电动机单元作动的零件或机械。

根据这样构成的本发明的其他特征，附减速机的电动机单元由于气体容纳室容纳有用于附减速机的电动机单元的作动的其他零件或机械等各种容纳物，所以可有效利用气体容纳室的内部空间，并且也可利用容纳物而抑制气体容纳室内的温度上升。并且，附减速机的电动机单元可将作动时发热的发热设备作为容纳物容纳于气体容纳室内，借此抑制发热设备的温度上升。在此，作为容纳于气体容纳室的容纳物，在附减速机的电动机单元的维修零件、风扇或是散热器以外，作为发热设备则有控制电动机的作动的控制基板或是逆变器基板等。

并且，本发明的其他特征在于，在所述附减速机的电动机单元中，气体容纳室具备与外部空气连通的通气部。

根据这样构成的本发明的其他特征，附减速机的电动机单元由于气体容纳室具备与外部空气连通的通气部，所以可随着气体容纳室内的温度上升或是降低造成的气体的体积变化，使压力保持一定，借此抑制气体容纳室的损伤，并且可抑制气体容纳室保持刚性的负担而简化构成。

附图说明

图1是表示本发明的附减速机的电动机单元的整体构成概略的立体图。

图2是表示图1所示附减速机的电动机单元的内部构成概略的纵剖面图。

图3是表示自图2所示的3-3线观察附减速机的电动机单元的内部构成概略的横剖面图。

图4是为了表示图1所示附减速机的电动机单元中减速机容纳空间及气体容纳室的构成而将第一壳体及第二壳体的图示省略的来自前方的立体图。

图5是为了表示图1所示附减速机的电动机单元中气体容纳室的构成而将第二壳体的图示省略的来自后方的立体图。

图6是表示本发明的变形例的附减速机的电动机单元的内部构成概略的纵剖面图。

具体实施方式

以下，针对本发明的附减速机的电动机单元的一实施方式，一边参照图面一边说明。图1是表示本发明的附减速机的电动机单元100的整体构成概略的立体图。并且，图2是表示图1所示附减速机的电动机单元100的内部构成概略的纵剖面图。并且，图3是表示自图2所示3-3线观察附减速机的电动机单元100的内部构成概略的横剖面图。此附减速机的电动机单元100，是以二轮、三轮、四轮或是无限轨道行驶的车辆(包含大车或是巴吉赛车)等的自走式车辆的驱动源。

(附减速机的电动机单元100的构成)

附减速机的电动机单元100具备电动机101。电动机101是产生用以使自走式车辆的驱动轮旋转驱动的旋转驱动力的驱动源。在本实施方式中，电动机101是由使自走式二轮车驱动的同步马达所构成。

电动机101主要分别具备定子102、转子103及机壳104所构成。定子102是用以借三相交流而产生旋转磁场的零件，于铁心的外周部设有卷线，并形成为筒状。此定子102固定安装于构成机壳104的胴体105内。

转子103是通过定子102所产生的旋转磁场而旋转的零件，于棒状延伸的主轴的外周部安装有永久磁石所构成。此转子103在贯通定子102的状态下配置于胴部内。在此情形下，转子103中一侧的端部侧，是在贯通输出侧盖体110的状态下旋转自如地被支撑。在此情形下，转子103中贯通输出侧盖体110而露出的部分作为电动机101的输出轴。并且，转子103中另一侧的端部在旋转自如的状态下被支撑于后部侧盖体112。此外，图3中，分别省略定子102及转子103的图示。

机壳104是容纳定子102及转子103的零件，主要分别具备胴体105、输出侧盖体110及后部侧盖体112所构成。胴体105是容纳定子102及转子103的各主要部分的零件，将铝等的非铁金属或是树脂材料等的非磁性材料形成为筒状而构成。此胴体105将定子102支撑在形成为圆筒状的内部空间中，并且以转子103贯通的状态配置，所述转子被输出侧盖体110及后部侧盖体112旋转自如地支撑。并且，胴体105于形成内部空间的筒状部分的内部形成有冷却流路106。

冷却流路106是用以供分别使机壳104的内部空间及气体容纳室130冷却的冷却流体液密且气密流通的管路，分别往所述筒状部分的长边方向及周方向延伸所形成。此冷却流路106是以将机壳104的内部空间外侧覆盖的方式形成。亦即，冷却流路106是略均等地形成于所述筒状部分的整体。

此冷却流路106在胴体105的外周面分别和用以使冷却流体导入或是排出的管状的导入部106a及排出部106b相接连。在此情形下，导入部106a及排出部106b和用以使冷却流体于冷却流路106内循环的输液泵(未图示)相连接。并且，冷却流路106于轴线方向贯通胴体105，且面对输出侧盖体110及后部侧盖体112的各壁面。此外，冷却流路106也能以不于轴线方向贯通胴体105的方式形成。

冷却流体是用以通过所述筒状部分分别在机壳104的内部空间及气体容纳室130之间进行热交换的物质，由液体所构成。在此情形下，冷却流体可由水或是油等的流体所构成。在本实施方式中，冷却流体由水所构成。

并且，在胴体105的外表面的一部分，分别如图4及图5所示，形成有第一热交换部107。第一热交换部107是形成气体容纳室130的一部分，并且在所述冷却流路106与气体容纳室130之间进行热交换的部分，是于与冷却流路106相邻的位置面对同冷却流路106所形成。在本实施方式中，第一热交换部107是以在胴体105的轴线方向延伸的俯视为长方形状的平坦面所构成。在此情形下，第一热交换部107是胴体105的轴线方向所正交的宽度方向的中央部以最接近冷却流路106的方式形成为壁厚最薄。此第一热交换部107于胴体105的轴线方向所正交的宽度方向的两端部，分别形成有流路接近部108a、108b。

流路接近部108a、108b是用以在与冷却流路106之间进行有效率的热交换的部分，形成为自第一热交换部107朝冷却流路106以有底的槽状延伸。在此情形下，流路接近部108a、108b的底部能形成为平坦面，但在本实施方式中是以沿着冷却流路106相邻而延伸的方式形成为槽宽逐渐变窄的尖锐形状。

输出侧盖体110是安装于形成为筒状的胴体105的一侧的端部的零件，将铝等的非铁金属或是树脂材料等的非磁性材料形成为周缘部竖立的板状体而构成。此输出侧盖体110堵塞形成为筒状的胴体105的一侧的端部，并且将转子103中的一侧的端部支撑为旋转自如。在此情形下，输出侧盖体110也堵塞所述冷却流路106。并且，输出侧盖体110将减速机120的输出轴123的一侧的端部以旋转自如的状态支撑。并且，输出侧盖体110具有面对气体容纳室130并形成同气体容纳室130的一部分的板状的第二热交换部111。此输出侧盖体110通过螺栓(未图示)安装于胴体105。

后部侧盖体112是安装于形成为筒状的胴体105的另一侧的端部的零件，将铝等的非铁金属或是树脂材料等的非磁性材料形成为板状而构成。此后部侧盖体112将形成为筒状的胴体105的另一侧的端部堵塞，并且将转子103中的另一侧的端部支撑为旋转自如。在此情形下，后部侧盖体112也堵塞所述冷却流路106。此后部侧盖体112通过螺栓(未图示)安装于胴体105。并且，后部侧盖体112的外侧面，隔着空间被后部侧罩113所覆盖，在此空间内设有检测转子103的旋转角度的检测装置(未图示)。

减速机120是将电动机101的转速减速并输出的机械装置，主要分别具备第一齿轮121、第二齿轮122及第一壳体124所构成。第一齿轮121是用以与第二齿轮122咬合而使电动机101的转子103的转动速度减速，换言之，是用于使转子103的扭矩增大的零件，由与转子103一体转动的平齿轮所构成。在此情形下，第一齿轮121形成为相对于第二齿轮122外形较小且齿数较少。

第二齿轮122是用以与所述第一齿轮121咬合而使电动机101的转子103的转动速度减速，换言之，使转子103的扭矩增大的零件，由与延伸为圆棒的输出轴123一体地旋转的平齿轮所构成。在此情形下，第二齿轮122形成为相对于所述第一齿轮121外形较大且齿数较多。并且，输出轴123是将旋转驱动力输出的轴状的部分，于前端部形成有用以和输出对象连结的花键(未图示)。

第一壳体124是用以与输出侧盖体110一起形成分别容纳第一齿轮121及第二齿轮122的减速机容纳空间125的零件，将铝等的非铁金属或是树脂材料等的非磁性材料形成为周缘部竖立的板状体而构成。此第一壳体124在分别覆盖第一齿轮121及第二齿轮122的状态下，通过螺栓安装于输出侧盖体110，借此于内部空间形成减速机容纳空间125。亦即，第一壳体124将电动机101的外表面予以部分地覆盖，借此形成减速机容纳空间125。在此情形下，第一壳体124在使输出轴123贯通的状态下将输出轴123支撑为旋转自如。

减速机容纳空间125是分别容纳第一齿轮121及第二齿轮122的空间。在此情形下，减速机容纳空间125以至少一部分与气体容纳室130邻接的方式所形成。

气体容纳室130是容纳借由冷却流路106内的冷却流体所冷却的气体的部分，与冷却流路106邻接而形成。并且，此气体容纳室130亦为用以抑制减速机容纳空间125内的温度上升的部分，与减速机容纳空间125邻接而形成。此气体容纳室130是第一热交换部107及第二热交换部111分别被第二壳体131覆盖而形成。并且，气体容纳室130是与所述流路接近部108a、108b一体地相接连而形成。

在此，气体容纳室130内所容纳的气体，是可在冷却流体及减速机容纳空间125内的空气之间分别进行热交换的气体，由空气或是非活性气体(氮气、氦气或是氩气等)等的气体所构成。在本实施方式中，气体容纳室130内所容纳的气体是由空气所构成。在此情形下，空气宜调整为湿度在50％以下，优选为20％以下。

第二壳体131是用以形成气体容纳室130的零件，将碳钢等的铁金属或是铝等的非铁金属等的金属板形成为于胴体105的轴线方向延伸的半圆巨蛋状而构成。此第二壳体131通过螺栓装卸自如地安装于第一热交换部107上。借此，气体容纳室130形成为气密。亦即，第二壳体131是将电动机101的外表面部分地覆盖而形成气体容纳室130。

(附减速机的电动机单元100的作动)

接着，针对这样构成的附减速机的电动机单元100的作动进行说明。此附减速机的电动机单元100作为使自走式车辆的驱动轮驱动的驱动源，而搭载于自走式车辆内。在此情形下，附减速机的电动机单元100于自走式车辆内，可配置成气体容纳室130相对于电动机101和/或减速机容纳空间125而位于上方、下方或是侧方。而且，此附减速机的电动机单元100是通过总体性控制自走式车辆的作动的控制装置来控制作动。

在此，控制装置是由CPU、ROM、RAM等所组成的微计算机所构成，并且构成为具备由用以直接控制电动机101的作动的逆变器、升压转换器及DCDC转换器等所组成的动力控制单元(PCU)等。并且，控制装置亦控制使冷却流体于电动机101内循环的输液泵(水泵)的作动。

控制装置通过自走式车辆的运転员进行的起动操作而驱动电动机101。在此情形下，控制装置使输液泵起动借此使冷却流体于电动机101的冷却流路106内流动。由此，电动机101中，机壳104的内部的空气被冷却，抑制机壳104内的温度上升。并且，气体容纳室130是隔着第一热交换部107与冷却流路106邻接，所以气体容纳室130内的空气被冷却而抑制温度上升。

另一方面，在减速机容纳空间125内中，通过减速机120的作动而减速机120发热。在此情形下，减速机容纳空间125是隔着第二热交换部111而邻接已被抑制温度上升的气体容纳室130，所以被抑制温度上升。并且，减速机容纳空间125即使在温度上升的情形下，由于邻接气体容纳室130，所以可让上升的温度迅速降低。

自上述作动说明也可理解，根据上述实施方式，附减速机的电动机单元100在使电动机101冷却的冷却流路106与容纳减速机120的减速机容纳空间125之间，分别与双方邻接而设置气体容纳室130，借此可经由气体容纳室130内的气体而抑制减速机容纳空间125的温度上升。亦即，本发明的附减速机的电动机单元100是通过冷却流路106内的流体与气体容纳室130内的气体而抑制电动机101及减速机容纳空间125的各温度上升，所以附减速机的电动机单元100能以任意姿态设置并可提高自走式车辆的设计自由度。

甚至，本发明的实施并不限于上述实施方式，只要不脱离本发明的目的，便可进行各种的变更。此外，下述所示的各变形例中，对与上述实施方式中附减速机的电动机单元100同様的构成部分，赋予相同符号，并省略其说明。

例如，上述实施方式中，附减速机的电动机单元100是以减速机120将电动机101的转速减速的方式而构成。但是，减速机120只要是使电动机101的转速变化的机械装置即可。因此，除了将电动机101的转速在切换变速比互不相同的多个变速段的同时变速的变速机以外，减速机120也可由将电动机101的转速增速的增速机所构成。亦即，本发明中的减速机是包含变速机及增速机。

并且，上述实施方式中，减速机120使用第一齿轮121及第二齿轮122而构成减速机构。但是，减速机120当然亦可由其他构造，例如由使用行星齿轮的构造而分别构成减速机构。

并且，上述实施方式中，电动机101由同步马达所构成。但是，电动机101也可由同步马达以外的马达，例如感应马达等的其他AC马达以外，由各种DC马达所构成。

并且，上述实施方式中，附减速机的电动机单元100是以气体容纳室130内未设置任何东西的空洞所构成。但是，附减速机的电动机单元100可在气体容纳室130内设置有形物体所构成的各种容纳物。在此情形下，作为容纳于气体容纳室130内的容纳物，是用于附减速机的电动机单元100的作动的其他零件或机械，例如为附减速机的电动机单元100的维修零件、风扇或是散热器。并且，作为此容纳物，有控制电动机101的作动的控制基板或是如逆变器基板于作动时会发热的发热设备。

据此，附减速机的电动机单元100可将气体容纳室130的内部空间有效利用并且也可利用容纳物而抑制气体容纳室130内的温度上升。并且，附减速机的电动机单元100中，于气体容纳室130内容纳作动时发热的发热设备作为容纳物，借此亦可抑制发热设备的温度上升。

图6表示在气体容纳室130内容纳上述实施方式中构成控制装置的控制基板140的附减速机的电动机单元100。在此情形下，控制基板140对第一热交换部107隔着间隙而被四根棒状的支柱141(图6中为两根的图示)支撑。并且，控制基板140露出有在贯通第二壳体131的状态下用以对于控制对象电性连接的接口端子142。

根据这样构成的附减速机的电动机单元100，可将气体容纳室130的内部空间有效利用并且也可抑制控制基板140的温度上升。此外，气体容纳室130内也可和控制基板140一起配置用以对电动机101供给三相交流电力的电源电路。

并且，上述实施方式中，第一热交换部107是胴体105的轴线方向所正交的宽度方向的中央部以最接近冷却流路106的方式形成为壁厚最薄。但是，第一热交换部107也可在胴体105的轴线方向和/或同轴线方向所正交的宽度方向中相对于冷却流路106以等间隔形成。

并且，上述实施方式中，附减速机的电动机单元100是以第二壳体131对于机壳104装卸自如的方式所构成。因此，附减速机的电动机单元100在无需借气体容纳室130冷却减速机容纳空间125的情形下，可借由将第二壳体131自机壳104取下而省略气体容纳室130。因此，附减速机的电动机单元100可进行狭小空间的设置或是任意姿态下的设置。并且，附减速机的电动机单元100以第二壳体131对机壳104装卸自如地设置，借此可使气体容纳室130内的维修变得容易。但是，附减速机的电动机单元100也可将第二壳体131固定安装于机壳104。在此情形下，第二壳体131也可与机壳104一体地形成。

并且，上述实施方式中，气体容纳室130具备流路接近部108a、108b而构成。因此，附减速机的电动机单元100可有效率地抑制气体容纳室130内的气体的温度上升。但是，气体容纳室130也可省略流路接近部108a、108b而构成。

并且，上述实施方式中，冷却流路106是环绕筒状的胴体105的全周所形成。但是，冷却流路106只要至少部分地形成在构成机壳104的胴体105、输出侧盖体110及后部侧盖体112之中的至少一个即可。并且，冷却流路106并非必要供冷却流体循环，也可作为封闭区域所构成而单纯存储。

并且，上述实施方式中，气体容纳室130是构成为气密。但是，气体容纳室130也可具备与外部空气连通的通气部而构成。在此情形下，通气部可由设于第二壳体131的贯通孔所构成，亦可由第二壳体131与第一热交换部107和/或第二热交换部111之间的间隙所构成。由此，附减速机的电动机单元100由于气体容纳室130具备与外部空气连通的通气部，所以可随着气体容纳室130内的温度上升或是降低造成的气体体积变化，使压力保持一定，借此抑制气体容纳室130的损伤，并且可抑制气体容纳室130保持刚性的负担而简化构成。

附图标记说明

100 附减速机的电动机单元

101 电动机

102 定子

103 转子

104 机壳

105 胴体

106 冷却流路

106a 导入部

106b 排出部

107 第一热交换部

108a、108b 流路接近部

110 输出侧盖体

111 第二热交换部

112 后部侧盖体

113 后部侧罩

120 减速机

121 第一齿轮

122 第二齿轮

123 输出轴

124 第一壳体

125 减速机容纳空间

130 気体容纳室

131 第二壳体

140 控制基板

141 支柱

142 接口端子

Claims (5)

1.一种附减速机的电动机单元，其特征在于，具备：

电动机；

冷却流路，其形成于所述电动机的机壳，并使用以将所述电动机的内部空间冷却的冷却流体流通；

减速机，其设于以第一壳体将所述电动机的外侧部分覆盖的减速机容纳空间内，将所述电动机的转速变速并输出；以及

气体容纳室，其以第二壳体将所述电动机的外侧部分覆盖而容纳气体，

其中，所述气体容纳室是隔着所述机壳邻接所述冷却流路而形成；

所述减速机容纳空间是邻接所述气体容纳室而形成。

2.根据权利要求1所述的附减速机的电动机单元，其特征在于，

所述第二壳体是装卸自如地设于所述机壳。

3.根据权利要求1或2所述的附减速机的电动机单元，其特征在于，

所述气体容纳室具有：流路接近部，其朝所述冷却流路延伸而形成于所述机壳的内部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的附减速机的电动机单元，其特征在于，

所述气体容纳室容纳有用于所述附减速机的电动机单元作动的零件或机械。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的附减速机的电动机单元，其特征在于，

所述气体容纳室具备与外部空气连通的通气部。

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