CN116601027A - 旋转电机、电动轮以及车辆 - Google Patents

Abstract

旋转电机具备具有卷绕有多个线圈的定子铁芯的定子、隔着规定的间隙旋转自如地支承于定子的转子、保持转子的转子壳体、以及使转子壳体旋转自如地支承该转子壳体的第1轴承(201)和第2轴承(202)，旋转电机具备：形成向从定子铁芯突出的线圈末端部(601)流通制冷剂的第1流路(501s)的第1流路形成体(501)；形成第1轴承的收容空间(201s)、并且与第1流路形成体的第1流路相连且利用制冷剂填充该收容空间的第1壳体部(401)；形成向相对于上述线圈末端部配置在轴向相反一侧的线圈末端部(602)流通制冷剂的第2流路(502s)的第2流路形成体(502)；以及形成第2轴承的收容空间(202s)的第2流路形成体的第2流路相连且利用制冷剂填充该收容空间的第2壳体部(402)。

Description

旋转电机、电动轮以及车辆

技术领域

本发明涉及搭载于轨道车、汽车、工程机械等的旋转电机。

背景技术

由于应对伴随着电动化的发展的小型/轻量需求，所以期望通过增大马达直径来提高转矩密度以及无机械齿轮化。为了确保增大马达直径时的间隙精度，出于将累计公差的影响最小化的目的，期望使用直径与间隙直径为同等程度的轴承。

在专利文献1中公开了具备支承转子的转子侧壳体、支承定子的定子侧壳体、以及将转子侧壳体和定子侧壳体结合的轴承的旋转电机。在专利文献1中公开了轴承的直径与间隙直径为同等程度的大小。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2005-333705号公报

发明内容

如上述那样，为了提高转矩密度，增大旋转电机的直径是有效的，但若旋转电机的直径变大，则为了确保间隙精度，轴承的直径也会变大。然而，轴承的直径变得越大，则滑动距离以及圆周速度变得越大，因此滑动损耗增加使旋转电机的效率下降这一点成为课题。

此外，在现有的设计思想中，作为轴承的动作温度，推荐使用旋转电机的周围温度附近。这是因为，由于因伴随温度上升的轴承的滚动体的热膨胀而导致轴承内部空隙缩小，所以产生滚动体与内圈/外圈的滑动摩擦或磨损的危险变高。然而，在将轴承的动作温度维持在周围温度附近的情况下，轴承的润滑油成为高粘度的状态，因此，上述滑动损耗进一步显著增加。此外，轴承变得越大则散热面积变得越大，轴承主体的冷却性越高。然而，若轴承主体被冷却则会维持润滑油的高粘度的状态，因此，从这一观点来看，也是轴承的直径越大则滑动损耗越容易增加。

像这样，就现有的旋转电机而言，由于在轴承主体的构造上的原因和运用上的原因这两个方面，难以避免轴承的滑动损耗的增加。

本发明的目的在于减少轴承的滑动损耗，提高旋转电机的效率。

为了达成上述目的，本发明包含各种各样的实施方式，若举出其一例，则本发明的旋转电机具备具有多个线圈以及卷绕有所述多个线圈的定子铁芯的定子、隔着规定的间隙旋转自如地支承于所述定子的转子、保持所述转子的转子壳体、以及使所述转子壳体旋转自如地支承所述转子壳体的第1轴承和第2轴承，所述旋转电机具备：形成向从所述定子铁芯突出的线圈末端部流通制冷剂的第1流路的第1流路形成体；形成所述第1轴承的收容空间、并且与所述第1流路形成体的所述第1流路相连且利用制冷剂填充该收容空间的第1壳体部；形成向相对于所述线圈末端部配置在轴向相反一侧的线圈末端部流通制冷剂的第2流路的第2流路形成体；以及形成所述第2轴承的收容空间、并且与所述第2流路形成体的所述第2流路相连且利用制冷剂填充该收容空间的第2壳体部。

发明效果

根据本发明，能够减少轴承的滑动损耗，提高旋转电机的效率。

上述以外的课题、构成以及效果能够利用以下的实施方式的说明而变明朗。

附图说明

图1是本发明的第一实施例中的旋转电机剖面的说明图。

图2是本发明的第一实施例中的轴承内部空隙的说明图。

图3A是轴承摩擦系数与轴承的润滑油的粘度之间的关系的说明图。

图3B是轴承的润滑油的温度与粘度之间的关系的说明图。

图4是本发明的第一实施例中的旋转电机剖面的变形例的说明图。

图5是本发明的第一实施例中的旋转电机剖面的另一变形例的说明图。

图6是本发明的第一实施例中的旋转电机剖面的又一变形例的说明图。

图7是本发明的第二实施例中的电动轮的示意性剖视图。

图8是本发明的第二实施例中的电动轮的分解立体图。

图9是本发明的第三实施例中的车辆的示意性平面图。

图10是本发明的第四实施例中的车辆的示意性平面图。

图11是本发明的第四实施例中的车辆的变形例的示意性平面图。

图12是本发明的第五实施例中的车辆所搭载的控制装置的功能框图。

图13是现有技术与本发明的比较说明图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施例。在以下的说明中，对同一构成要素标注同一附图标记。这些名称以及功能相同，避免重复说明。在以下的说明中，将汽车、轨道车等可变速驱动的旋转电机作为对象，但本发明的效果不限于此，能够应用于包含定速的旋转电机整体。另外，旋转电机可以为永磁同步电机，也可以为其他旋转电机。另外，在以下的说明中，主要以外转子型的旋转电机为对象，但也可以为内转子型的旋转电机。另外，线圈的材质可以为铜也可以为铝，还可以为其他导电材料。另外，轴承可以为滚珠轴承，也可以为其他轴承。另外，主要以油等液体制冷剂为对象，但也可以为其他制冷剂。

【实施例1】

以下，使用图1～图3B说明本发明的第一实施例。另外，使用图13说明现有技术与本发明的比较。图1是本发明的第一实施例中的旋转电机剖面的说明图。图2是本发明的第一实施例中的轴承内部空隙的说明图。图3A是轴承摩擦系数与轴承的润滑油的粘度之间的关系的说明图，图3B是轴承的润滑油的温度与粘度之间的关系的说明图。图13是现有技术和本发明的比较说明图。

首先，说明现有技术与本发明的不同点。如图13所示，轴承的滑动损耗有伴随轴承温度的增加而减少的倾向。这是因为，随着轴承温度的上升，轴承的润滑油的粘度下降，滑动摩擦下降。在此，图13示出的轴承温度是指在现有的设计思想中通常采用的数值范围。即，横轴的中央部为旋转电机的平均的使用状态下的周围温度T0，横轴的下限为旋转电机的使用环境温度下限值Tmin，横轴的上限为旋转电机运转时上限温度Tmax。

Tmax被设定为以维持在通常轴承内部的空隙(以下，轴承内部空隙)的状态、即以滚动体与轴承的内圈以及外圈之间确保了规定的间隙的状态容许旋转电机运转的最大温度。若轴承温度超过Tmax则会因滚珠或滚子等滚动体的热膨胀，导致轴承内部空隙缩小，滚动体会引起滑动摩擦，从而导致滑动损耗增加。最差的情况下在壳体上会产生滚动体与内圈以及外圈之间的磨损，因此，有引起轴承损坏或旋转电机锁止、与之相伴地产生过电流、甚至引起线圈烧损等的危险。因此，Tmax被设计为以能够足够确保轴承内部空隙的方式具有裕度的数值。

参照图13，说明相对于大型轴承和小型轴承的轴承温度的滑动损耗的不同。大型轴承是指，公称轴承外径约180mm～约800mm的轴承，小型轴承是指，公称轴承内径为10mm以上～约为80mm的轴承。

如图13所示，就大型轴承而言，相对于小型轴承其滑动损耗变大，除此之外相对于轴承温度的依存性(图13的曲线的斜率)也变大。前者的理由是因为在大型轴承中滑动距离以及圆周速度变大。后者的理由是因为通过使轴承润滑油与滚动体的接触面积增加，变得易于受到润滑油的粘性的影响。除此以外，在现有的设计思想中，作为轴承的动作温度推荐使用旋转电机的平均使用状态下的周围温度T0附近。然而，在像这样设计了轴承的动作温度的情况下，由于维持轴承润滑油的高粘度的状态，所以滑动损耗也维持在高位。另外，大型轴承的散热面积变大，因此，与小型轴承相比，轴承主体的冷却性优越。另一方面，若轴承主体被冷却则会维持在润滑油的高粘度的状态，因此，从该观点来看，在大型轴承中易于稳定在T0附近的温度，滑动损耗也易于维持在高位。

在本发明中，对于这种课题考虑了将轴承的动作温度转移至高温侧来使用的方法。若能够使用接近Tmax的温度且不超过Tmax这样的温度，则轴承内部空隙不会过渡缩小。另一方面，由于轴承温度上升，所以能够降低润滑油的粘度，由此，能够大幅度减少滑动损耗。因此，认为能够提供确保轴承的长期可靠性的同时减少滑动损耗的高效率的旋转电机。作为具体的手段，以下使用图1进行说明。

图1是本发明的第一实施例中的旋转电机剖面的说明图。旋转电机800具备具有多个线圈(例如，U相、V相、W相的线圈)600和被卷绕了多个线圈600的定子铁芯801c的定子801、以及隔着规定的间隙旋转自如地支承于定子801的转子802。转子802由转子壳体400来保持，转子壳体400利用第1轴承201以及第2轴承202而旋转自如地支承。

定子801由定子壳体500保持。而且，定子壳体500由定子保持构件300保持。定子壳体500和定子保持构件300可以利用不同构件来构成，也可以利用一体构件来构成。

转子壳体400为圆筒状，在转子壳体400的轴向一端侧(图示左端侧)设有第1壳体部401，在转子壳体400的轴向另一端侧(图示右端侧)设有第2壳体部402。利用定子壳体500、转子壳体400、第1壳体部401、第2壳体部402而形成收容定子801以及转子802的空间。从未图示的注入孔向该空间注入制冷剂，在空间内填充制冷剂。

在从定子铁芯801c突出的线圈600的端部即线圈末端部601的附近配置有形成向线圈末端部601流通制冷剂的第1流路501s的第1流路形成体501，第1轴承201的收容空间201s与第1流路形成体501的第1流路501s相连，且由利用制冷剂填充该收容空间201s的第1壳体部401构成第1闭空间401s。由第1壳体部401形成的第1闭空间401s经由第1轴承201的收容空间201s与第1流路501s连通。相对于线圈末端部601配置在轴向相反一侧的线圈末端部602也采用同样的构成。在从定子铁芯801c突出的线圈600的端部即线圈末端部602的附近配置有形成向线圈末端部602流通制冷剂的第2流路502s的第2流路形成体502，第2轴承202的收容空间202s与第2流路形成体502的第2流路502s相连，且由利用制冷剂填充该收容空间202s的第2壳体部402构成第2闭空间402s。由第2壳体部402形成的第2闭空间402s经由第2轴承202的收容空间202s与第2流路502s连通。

第1流路形成体501以及第2流路形成体502设于定子壳体500。本实施例的定子壳体500具备供定子铁芯801c固定的圆筒状的铁芯固定部503、设于铁芯固定部503的轴向一端侧的第1流路形成体501、以及设于铁芯固定部503的轴向另一端侧的第2流路形成体502。

第1流路形成体501具有以从铁芯固定部503向轴向一方(图示左方)延伸的方式形成的圆筒部501a、以从该圆筒部501a的前端部向径向突出的方式形成的凸缘部501b、以及以从环状的凸缘部501b的径向端部向轴向另一方(图示右方)延伸的方式形成的第1内圈保持部501c。在第1内圈保持部501c嵌合有第1轴承201的内圈。此外，在转子壳体400的轴向一端部(图示左端部)形成有供第1轴承201的外圈嵌合的第1外圈保持部400c。根据该构成，在从转子802的径向观察的情况下，第1轴承201配置在线圈末端部601的外径侧且与该线圈末端部601重叠的位置。

第2流路形成体502具备以从铁芯固定部503向轴向另一方(图示右方)延伸的方式形成的圆筒部502a、和以从该圆筒部502a的前端部进一步向轴向延伸的方式形成的第2内圈保持部502c。在第2内圈保持部502c嵌合有第2轴承202的内圈。此外，在第2壳体部402形成有供第2轴承202的外圈嵌合的第2外圈保持部402c。根据该构成，在从转子802的轴向观察的情况下第2轴承202配置在与线圈末端部602重叠的位置。

旋转电机800为了应对伴随电动化的发展的小型/轻量需求，而采用了通过增大转矩产生部分的直径而实现转矩密度提高以及无机械齿轮化的构成。而且，为了确保增大直径时的间隙精度，出于将累计公差的影响最小化的目的，使用与间隙直径同等程度的大型轴承。而且，出于扩大间隙直径的目的，采用了可获得大转矩半径的外转子型(外转子)构造。

在实施例中，由于轴承201、202采用大型轴承，所以轴承201、202的滑动损耗增加而旋转电机800的效率下降这一点为课题。为了解决该课题，在实施例中，利用成为主要发热源的线圈600的发热，成为将第1轴承201以及第2轴承202的动作温度转移至高温侧来降低轴承润滑油的粘度的构造。此外，在实施例中，对线圈600进行冷却的制冷剂也作为轴承201、202的润滑油发挥作用。

具体说明制冷剂的主要流动以及热量移动。若向线圈600供给电流，则线圈600发热。利用线圈600产生的热量传递至与线圈末端部601相接的制冷剂，制冷剂的温度上升。吸收了线圈末端部601的热量的制冷剂从第1流路501s向第1轴承201的收容空间201s发生对流，而且从收容空间201s向由第1壳体部401构成的第1闭空间401s发生对流。因此，利用线圈600产生的热量利用制冷剂的对流从第1流路501s向收容空间201s传递，从收容空间201s向第1闭空间401s传递。另外，利用线圈600产生的热量还从线圈末端部601经由制冷剂向第1流路形成体501传递，从第1流路形成体501向第1轴承201传递。

此外，一部分热量从第1轴承201的收容空间201s经由转子壳体400向旋转电机800的外部散热，但该部分的散热面积是限定的。大部分热量从形成第1闭空间401s的第1壳体部401的外表面散热除去。能够利用来自第1壳体部401的散热使制冷剂的温度有效地下降。因此，在实施例中，与没有形成第1闭空间401s的情况相比，能够使旋转电机800的输出增加。

在实施例中，通过在上述传热以及对流路径配置有第1轴承201，能够可靠地将第1轴承201的动作温度转移至高温侧。因此，根据本实施例，能够有效地减少作为大型轴承的第1轴承201的滑动损耗。

同样地，利用线圈600产生的热量经由与线圈末端部602相接的制冷剂从第2流路形成体502以及第2流路502s向第2轴承202的收容空间202s传热以及产生对流，而且，从收容空间202s向由第2壳体部402构成的第2闭空间402s传热以及产生对流。通过在该传热以及对流路径配置有第2轴承202，能够可靠地将第2轴承202的动作温度转移至高温侧。因此，根据本实施例，能够有效地减少作为大型轴承的第2轴承202的滑动损耗。另外，能够利用来自第2壳体部402的散热使制冷剂的温度有效地下降。因此，在实施例中，与没有形成第2闭空间402s的情况相比，能够使旋转电机800的输出增加。

通常，旋转电机的热设计被设定为低于线圈600的容许温度或制冷剂的容许温度。因此，在运用这些容许温度上限时，若以轴承201、202能够确保轴承内部空隙的方式事先设计，则不会招致轴承201、202的损坏。换言之，通过利用线圈600的发热能够将轴承201、202控制为适度的高温，因此，能够确保轴承201、202的长期可靠性的同时稳定地减少轴承201、202的滑动损耗。

第1轴承201的收容空间201s只要与第1流路501s相连即可，可以采用任何形态。同样地，第2轴承202的收容空间202s只要与第2流路502s相连即可，可以采用任何形态。作为更优选的形态，如图1的第1轴承201那样，在从转子802的径向观察的情况下，配置在线圈末端部601的外径侧且与线圈末端部601重叠的位置，由此，能够缩短从线圈末端部601到第1轴承201为止的对流路径，能够更有效地将利用线圈600产生的热量传递至第1轴承201。

作为其他形态，如图1的第2轴承202那样，在从支承转子802的轴的轴向观察的情况下，通过配置在与线圈末端部602重叠的位置，也能够缩短从线圈末端部602到第2轴承202为止的对流路径，因此，能够更有效地将利用线圈600产生的热量传递至第2轴承202。

此外，虽未图示，但也可以利用设于旋转电机800的外部的泵(未图示)使旋转电机800的内部的制冷剂强制性地循环。在利用泵使制冷剂强制性地循环的情况下，例如，在定子壳体500的圆筒部501a或者圆筒部502a设有来自泵的制冷剂的入口部。另外，在定子壳体500的圆筒部502a或者圆筒部501a(与供制冷剂的入口部设置的圆筒部配置在轴向相反一侧的圆筒部)设有制冷剂的出口部。由此，从泵喷出而从入口部流入至旋转电机800内的制冷剂在定子801与转子802之间的间隙流动并从出口部流出。从出口部流出的制冷剂由泵吸入，并再次从泵喷出。此外，制冷剂的入口部以及出口部也可以形成于壳体部401、402，来代替形成在定子壳体500上的形态。

在不利用泵使制冷剂强制性地循环的情况下，制冷剂利用自然对流在旋转电机800内循环。具体来说，吸收线圈600的热量使温度上升的制冷剂利用自然对流而朝向上方流动，在旋转电机800的上部中，从流路501s、502s通过收容空间201s、202s而向闭空间401s、402s流动。若向闭空间401s、402s内流入温度高的制冷剂，则从制冷剂向壳体部401、402传递热量。向壳体部401、402传递的热量从壳体部401、402向外部散热。由此，闭空间401s、402s内的制冷剂的温度下降，制冷剂朝向旋转电机800的下方流动。在旋转电机800的下部中，制冷剂从闭空间401s、402s通过收容空间201s、202s而向流路501s、502s流动。

此外，在旋转电机800的转子802正在旋转的情况下，制冷剂还通过转子802的旋转而沿旋转电机800的周向流动。

制冷剂的导热系数以及传热系数越高则轴承201、202的温度上升效果变得越大，因此，从该观点来看，与气体相比，制冷剂优选液体。制冷剂能够采用能够用于构件的润滑、冷却的油，例如，能够采用棕榈油等植物油、矿物油、ATF(自动变速器油)等。制冷剂利用密封件301、302而密闭在闭空间401s、402s内。

此外，在图1中，利用不同构件构成转子壳体400和第2壳体部402，但也可以制作成同一构件。在利用同一构件构成转子壳体400和第2壳体部402的情况下，能够在同一工序内完结第1轴承201的收容空间201s、以及第2轴承202的收容空间202s的机械加工，因此，易于确保该收容空间201s，202s的同心度。由此，由于能够抑制转子802的间隙偏心率，所以能够减少振动、噪音，还能够减轻对轴承201、202造成的载荷的不平衡，能够提高轴承201、202的长期可靠性。而且，能够在同一工序内完结收容空间201s、202s的机械加工，因此，能够减少旋转电机800的制造成本。

另外，在图1中，通过在线圈末端部601的径向上配置第1轴承201，能够缩短旋转电机整体的轴向长度。也就是说，能够将旋转电机800小型轻量化。而且，通过与第1轴承201相比将第2轴承202配置在内径侧，在事先组装了转子壳体400、第2壳体部402、转子802、第1轴承201、第2轴承202之后，能够作为一个构件向定子壳体500组装，能够将组装作业容易化。其结果为，能够减少旋转电机800的制造成本。

另一方面，在图1中，采用将第1轴承201安装于转子壳体400的构成，但也可以采用安装于第1壳体部401的构成。通过采用这种构成，在轴承损坏时，仅从转子壳体400卸下第1壳体部401和第2壳体部402就能够更换轴承201、202，因此，能够提高维护性。

以上，说明了提供确保轴承201、202的长期可靠性的同时减少了轴承201、202的滑动损耗的高效率的旋转电机800的手段。

在此，使用轴承内部空隙说明图2的(a)以及图2的(b)。轴承内部空隙是指在图2的(a)示出的滚动体210与内圈211以及外圈212之间确保的空隙，相当于将内圈211以及外圈212中的一方固定并使另一方从偏心极限位置在径向上移动至径向上相反一侧的极限位置为止的情况下的移动量。而且，通常的轴承如图2的(b)所示，被设计为伴随内圈211的内径(轴承内径)d的增加，轴承内部空隙也为增加。这是因为，伴随轴承内径d的增加，滑动距离增加，从而导致滚动体210的发热、热膨胀显著。然而，在本实施例中成为对象的无机械齿轮的旋转电机800中，在以低速旋转产生大转矩的构成上，由轴承201、202产生的发热量相对于线圈600的发热量而言极其少。因此，轴承201、202的温度由负责线圈600的散热的制冷剂的温度来支配。也就是说，若线圈600的发热量相同，则轴承内径d越增加，则越能够确保很大的轴承内部空隙，能够在高温侧使用轴承201、202并且能够提高长期可靠性。

接下来，使用理论公式、图3A以及图3B说明图13示出的轴承温度与滑动损耗之间的关系的妥当性。

首先，图3A示出摩擦系数与润滑油的粘度之间的关系。轴承的润滑油的状态通常依赖于粘度η、轴承的旋转速度n、作用于轴承的载荷(径向载荷)W，伴随η×n/W的增加，按照边界润滑、混合润滑、流体润滑的顺序过渡。边界润滑、混合润滑是摩擦系数μ高的状态，无法发挥顺畅地传递至旋转的轴承本来的功能。因此，在旋转电机稳定地旋转的条件下，轴承以流体润滑的状态来使用。

如图3A所示，在流体润滑的状态下摩擦系数μ用下式(1)来表示。

μ～η·n/W(1)

另一方面，润滑油的粘度η如图3B所示与润滑油的温度T成反比例，用下式(2)来表示。

η～1/T(2)

此外，在图3B中作为一例，作为工业用润滑油而记载了粘度比较低的ISO VG15、和粘度比较高的ISO VG320，但本发明不限于这些。

使用旋转速度n、轴承载荷W、轴承内径d以下式(3)来表示滑动损耗Q。

Q～μ·n·W·d(3)

若使用式(1)、(2)改写式(3)则得到下式(4)。

Q～1/T·n2·d(4)

根据式(4)，可知若旋转速度n相同，则滑动损耗Q与轴承内径d成正比例，与温度T成反比例。这与图13示出的倾向一致。

此外，利用伴随温度上升的滚动体210的热膨胀使轴承内部空隙缩小，但若确保了足够的轴承内部空隙则摩擦系数μ不会显著的增加，因此，可以说对式(1)的影响很少。

接下来，图4～6示出本实施例的变形例。

图4与图1的不同点在于在第1流路形成体501设置制冷剂循环孔501h，使制冷剂稳定地循环。如图4的A-A剖面所示，制冷剂循环孔501h为在周向上设有多个的孔。利用制冷剂循环孔501h将第1流路501s和第1闭空间401s连通。孔的形状可以为长孔，也可以为圆孔。在没有制冷剂循环孔501h的情况下，由第1壳体部401构成的第1闭空间401s的制冷剂不循环，但通过设置制冷剂循环孔501h，形成有制冷剂(润滑油)始终循环地通过第1轴承201的路径。由此，能够促进第1轴承201的润滑，能够提高第1轴承201的长期可靠性。同样地，通过在第2流路形成体502设置将第2流路502s和第2闭空间402s连通的制冷剂循环孔(孔)502h，能够得到同样的效果。

制冷剂循环孔501h、502h的大小、数量、与轴承201、202之间的位置关系根据旋转电机800的运转条件等来规定。由此，能够利用线圈600的发热将轴承201、202控制为适度的高温。因此，能够确保轴承201、202的长期可靠性的同时减少稳定地轴承201、202的滑动损耗。

此外，虽未图示，但也可以在旋转电机800的内部设有用于控制制冷剂的流动的止回阀。例如，也可以在制冷剂循环孔501h设置允许一方流动且禁止另一方流动的止回阀。另外，也可以取代在制冷剂循环孔501h设置有止回阀，在第1流路501s与收容空间201s之间设有止回阀。在该情况下，例如，设有从第1内圈保持部501c朝向转子802的端面延伸的构件，在该构件安装有止回阀。

通过设有止回阀，形成有制冷剂按照第1流路501s、收容空间201s、第1闭空间401s、制冷剂循环孔501h、第1流路501s的顺序流动的循环路径、或者制冷剂按照第1流路501s、制冷剂循环孔501h、第1闭空间401s、收容空间201s、第1流路501s的顺序流动的循环路径。由此，能够控制轴承201的动作温度。另外，也可以通过与止回阀一并地、或者取代止回阀地设置诱导制冷剂的引导构件，来控制轴承201的动作温度。此外，同样地，也可以在第2流路502s侧设置止回阀、引导构件。

图5与图1不同点在于，轴承201、202分别在从轴向观察的情况下配置在与线圈末端部601、602重叠的位置。在采用这种构成的情况下，也与图1同样地，能够利用线圈600的发热将轴承201、202控制为适度的高温，因此，能够确保轴承201、202的长期可靠性的同时减少稳定地轴承201、202的滑动损耗。另外，能够在径向上缩短旋转电机整体。也就是说，能够将旋转电机800设为小型轻量。

除此以外，在图5中，在第1壳体部401设置制冷剂循环孔401h，使制冷剂稳定地循环。制冷剂循环孔401h的构成与图4的A-A剖面示出的形态相同。另外，在图5中，也在第2流路形成体502设置制冷剂循环孔502h，使制冷剂稳定地循环。

此外，也可以取代制冷剂循环孔401h，在第1流路形成体501设置将第1流路501s和第1闭空间401s连通的制冷剂循环孔。同样地，也可以取代制冷剂循环孔502h，在第2壳体部402设置将第2流路502s和第2闭空间402s连通的制冷剂循环孔。

在图5中，第1壳体部401、第2壳体部402位于各自左右对称的关系，因此，能够削减构件个数。此外，在图5中，分别利用不同构件构成转子壳体400、第1壳体部401、第2壳体部402，在轴承损坏时，仅从转子壳体400卸下第1壳体部401和第2壳体部402就能够更换轴承201、202，因此，能够提高维护性。另一方面，可以将转子壳体400和第1壳体部401、或者转子壳体400和第2壳体部402作为同一构件而制造，由此，能够削减构件个数。

图6与图1不同点在于，轴承201、202分别在从转子802的径向观察的情况下配置在线圈末端部601、602的外径侧、且与线圈末端部601、602重叠的位置。在采用这种构成的情况下，也与图1同样地，能够利用线圈600的发热将轴承201、202控制为适度的高温，因此，能够确保轴承201、202的长期可靠性的同时减少稳定地轴承201、202的滑动损耗。在图6中，在第1流路形成体501、第2流路形成体502分别设置制冷剂循环孔501h、502h，使制冷剂稳定地循环。

另外，在图6中，第1壳体部401、第2壳体部402位于各自左右对称的关系，因此，能够削减构件个数。此外，在图6中，分别利用不同的构造构成转子壳体400、第1壳体部401、第2壳体部402，但转子壳体400和第1壳体部401、或者转子壳体400和第2壳体部402作为同一构件来制造也能够削减构件个数。

另一方面，在图6中采用将轴承201、202安装于转子壳体400的构成，但也可以采用将第1轴承201安装于第1壳体部401、且将第2轴承202安装于第2壳体部402的构成。通过采用这种构成，在轴承损坏时，仅从转子壳体400卸下第1壳体部401和第2壳体部402就能够更换轴承201、202，因此，能够提高维护性。

在以上说明的旋转电机800中，在转子802停止的状态下向线圈600通电，并进行暖机运转，由此，也能够减少轴承201、202的滑动损耗。

【实施例2】

图7是本发明的第二实施例中的轮毂型的电动轮1000的示意性剖视图。此外，在图7中，省略了旋转电机800的内部构造的图示。该轮毂型的电动轮1000在轮子1020的内部具有外转型的转子802的旋转电机800。旋转电机800的转子802连接于转子框架1030。转子框架1030利用连接构件1040而连接于轮子1020。在轮子1020嵌合有轮胎1010。轮子1020以及转子802以相对于轴1060旋转自如的方式来支承。因此，轮子1020或者转子框架1030利用轴承1050连接于轴1060。

另一方面，旋转电机800的定子801利用支承构件(未图示)固定支承于轴1060，在支承构件也搭载有电力转换装置770。电力转换装置770将电力供给至定子801，使转子802旋转。转子802的旋转经由转子框架1030、以及连接构件1040而传递至轮子1020。轮子1020以轴1060为中心进行旋转。

通过将在实施例1中说明的旋转电机800应用至电动轮1000，不会招致整体体格或制造成本的增加，能够以高效率提高可靠性高的电动轮1000。因此，能够在轮子1020的内周侧收容旋转电机800同时，能够进行无齿轮化、即，实现轮子1020的直接驱动。

现有的电动轮利用齿轮，产生了齿轮的摩耗、噪音、或因需要支承齿轮而导致轴承的使用数量增加等课题。

与之相对地，就使用了本实施例的旋转电机800的电动轮1000而言，旋转电机800不借助齿轮而仅利用机械结合部(连接构件1040)与轮子1020直接连结。因此，除了不需要关注齿轮的摩耗的维护以外，还消除了从齿轮产生的噪音。另外，轴承的使用量为最低限度，除了减少轴承的摩耗危险以外，还能够削减轴承的润滑脂更换等的维护作业量。另外，由于旋转电机800的体格小，所以电力转换装置770也能够搭载于轮子1020的内部，利用与无齿轮化的协同作用，能够实现电动轮1000的小型轻量。

图8示出电动轮1000的分解立体图。电动轮1000具备轮子1020、转子组装体1070、定子组装体1080、电力转换装置770、以及第1壳体部401。转子组装体1070具有转子、转子壳体400以及第2壳体部402。定子组装体1080具有定子801以及定子壳体500。在电动轮1000安装有产生使车轮制动的制动力的盘式制动器1110。电动轮1000经由悬挂装置1120而安装于构成车身的框架。本实施例的电动轮1000所使用的旋转电机800是小型轻量的，因此，减轻所谓的簧下重量，改善驱动性、操舵性的性能。

【实施例3】

参照图9说明实施例3。图9是本实施例的车辆1300的示意性平面图。车辆1300具备车身框架1310、多个车轮1320、固定于车身框架1310的电池座1330、以及搭载于电池座1330的电池1350。各车轮1320具有电动轮1000、以及安装于电动轮1000的外周的轮胎1010。在电动轮1000搭载有旋转电机800以及电力转换装置770。电动轮1000利用电源线连接于电池1350。电力转换装置770将从电池1350供给的直流电转换为交流电，将交流电供给至旋转电机800。通过向旋转电机800供给电力，使旋转电机800产生转矩。由旋转电机800产生的转矩传递至车轮1320的轮子1020，车轮1320旋转，由此使车辆1300行驶。

车辆1300具备在上述实施例1中说明的旋转电机800。因此，根据本实施例，能够提供具备确保轴承201、202的长期可靠性的同时减少了轴承201、202的滑动损耗的高效率且可靠性高的旋转电机800的车辆1300。

本实施例的旋转电机800的转矩密度高，因此，能够直接驱动车辆1300。也就是说，在实施例中，能够实现车辆1300的驱动的无齿轮化、即，能够通过将旋转电机800的转矩直接传递至车轮1320而实现车轮1320的直接驱动。现有的电动式的车辆利用齿轮，产生了齿轮的摩耗、噪音、或因需要支承齿轮而导致轴承的使用数增加等课题。与之相对地，本实施例的使用了转矩密度高的旋转电机800的车辆1300为直连驱动，因此不需要齿轮。因此，除了不需要关注齿轮的摩耗的维护以外，还消除了从齿轮产生的噪音。另外，轴承的使用量为最低限度，轴承的摩耗危险减少。在此基础上，能够削减轴承的润滑脂更换等的维护的作业量。另外，旋转电机800的体积小，因此，能够利用与无齿轮化的协同效果进一步实现车辆1300的小型轻量。

【实施例4】

参照图10说明实施例4。图10是本实施例的车辆1600的示意性平面图。车辆1600使用内转子型的旋转电机1100。

旋转电机1100利用支承构件1610固定支承于手推车1640。旋转电机1100的转子与车轴1630直接连结，旋转电机1100经由车轴1630驱动车轮1620。车辆1600具备旋转电机1100、电池1650、将电池1650的直流电转换为交流电并将交流电供给至旋转电机1100的电力转换装置1660。

与在上述实施例1中说明的旋转电机800同样地，旋转电机1100采用了利用线圈600的发热将轴承201、202的动作温度转移至高温侧来降低轴承润滑油(制冷剂)的粘度的构造。因此，根据本实施例，能够提供具备确保轴承201、202的长期可靠性的同时减少了轴承201、202的滑动损耗的高效率且可靠性高的旋转电机800的车辆1600。

本实施例的旋转电机1100的转矩密度高，因此，能够直接驱动车辆1600。也就是说，实现车辆1600的驱动的无齿轮化、即，通过将旋转电机1100的转矩直接传递至车轮1620，能够实现车轮1620的直接驱动。现有的电动式的车辆利用齿轮，产生了齿轮的摩耗、噪音、或因需要支承齿轮而导致轴承的使用数增加等课题。与之相对地，使用了本实施例的转矩密度高的旋转电机1100的车辆1600直连驱动，因此，不需要齿轮。因此，除了不需要关注齿轮的摩耗的维护以外，还消除了从齿轮产生的噪音。另外，轴承的使用量为最低限度，轴承的摩耗危险减少。在此基础上，能够削减轴承的润滑脂更换等的维护的作业量。另外，旋转电机1100的体积小，因此，能够利用与无齿轮化的协同作用进一步实现车辆1600的小型轻量化.

接下来，图11示出本实施例的变形例。

图11与图10的不同点在于，旋转电机1100的转矩经由变速器1670、差动齿轮1680以及车轴1630而传递至车轮1620。在采用这种构成的情况下，也能够减少轴承201、202的滑动损耗，提高旋转电机1100的效率。

另外，车辆无论为仅利用旋转电机的动力驱动的电动汽车还是为具备引擎的混合动力汽车，通过应用本发明的旋转电机均得到同样的效果。另外，本发明的搭载了旋转电机的电气设备轻量且有耐久性，因此易于使用。另外，由于还提高冷却效果所以还提高运转效率。

【实施例5】

参照图12说明实施例5。图12是搭载于车辆1300的控制装置1810的功能框图。本实施例的车辆1300为与在上述实施例3中说明的车辆1300(图9参照)同样的构成。如图12所示，车辆1300具备旋转电机800、电力转换装置770、控制电力转换装置770的控制装置1810、停车制动装置1820、停车制动传感器1830、温度传感器1840。

停车制动装置1820构成为在车辆1300停车时发起制动力。此外，停车制动装置1820可以利用盘式制动器，也可以与盘式制动器分开设置的制动装置。停车制动装置1820在设于车辆1300的驾驶室内的操作构件被向停车位置操作的情况下成为工作状态，在操作构件没有向停车位置操作的情况下成为非工作状态。

停车制动传感器1830为检测停车制动装置1820的状态并将该检测结果示出至控制装置1810的检测装置。停车制动传感器1830例如为检测用于使停车制动装置1820工作的操作构件的操作位置的传感器。

温度传感器1840是检测与轴承201、202的动作温度有关的信息的检测装置。

控制装置1810由具备CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等的处理器、被称为所谓RAM(Random Access Memory：随机存储器)的易失性存储器、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)、快闪存储器等的非易失性存储器、输入输出接口、以及其他周边电路的计算机来构成。此外，控制装置1810可以由一个计算机构成，也可以由多个计算机构成。

控制装置1810通过执行在非易失性存储器内存储的程序，而作为运算部1811、判断部1812以及驱动控制部1813发挥功能。运算部1811基于温度传感器1840的检测结果，对轴承201、202的动作温度的平均值进行运算。

判断部1812基于来自停车制动传感器1830的传感器信号，判断停车制动装置1820是否处于正在工作的状态。若从停车制动传感器1830向判断部1812输入表示停车制动装置1820的操作构件的操作位置位于停车位置的信号，则判断部1812判断为停车制动装置1820正在工作。若从停车制动传感器1830向判断部1812输入表示停车制动装置1820的操作构件的操作位置没有位于停车位置的信号，则判断部1812判断为停车制动装置1820没有在工作。

判断部1812判断由运算部1811运算出的轴承201、202的动作温度的平均值是否在阈值T1以上。阈值T1为用于判断轴承201、202的动作温度的平均值是否达到了目标动作温度的阈值，事先通过实验等来规定，并存储在非易失性存储器内。

驱动控制部1813在由判断部1812判断为停车制动装置1820正在工作、且由判断部1812判断为轴承201、202的动作温度的平均值低于阈值T1的情况下，执行暖机运转控制。此外，驱动控制部1813在由判断部1812判断为停车制动装置1820没有在工作的情况下，或者在由判断部1812判断为轴承201、202的动作温度的平均值为阈值T1以上的情况下，不执行暖机运转控制。

在暖机运转控制中，驱动控制部1813控制电力转换装置770，在使转子802停止的状态下从电池1350向线圈600供电，由此，利用线圈600的发热使轴承201、202的动作温度上升。

在执行了暖机运转控制的情况下，在利用判断部1812判断为停车制动装置1820没有在工作时、或者在利用判断部1812判断轴承201、202的动作温度的平均值为阈值T1以上时，驱动控制部1813结束暖机运转控制。

如上所述，本实施例5的控制装置1810控制电力转换装置770，在使转子802停止的状态下从电池1350向线圈600供电，由此，进行利用线圈600的发热使第1轴承201以及第2轴承202的温度上升的暖机运转控制。由此，在车辆1300正在停止时，事先提高第1轴承201以及第2轴承202的温度，由此，能够减少在车辆1300开始行驶时的第1轴承201以及第2轴承202的滑动损耗。

此外，本发明不限于上述实施例，包含各种各样的变形例。例如，上述实施例是为了易于理解和说明本发明而详细说明的内容，并非必须限于具备所说明的全部构成。另外，能够将某一实施例的构成的一部分替换为其他实施例的构成，另外，还能够向某一实施例的构成追加其他实施例的构成。另外，针对各实施例的构成的一部分能够追加、削除、替换其他构成。

附图标记说明

201：第1轴承、201s：收容空间、202：第2轴承、202s：收容空间、300：定子保持构件、301、302：密封件、400：转子壳体、401：第1壳体部、401h：制冷剂循环孔(孔)、401s：第1闭空间(空间)、402：第2壳体部、402s：第2闭空间(空间)、500：定子壳体、501：第1流路形成体、501h：制冷剂循环孔(孔)、501s：第1流路、502：第2流路形成体、502h：制冷剂循环孔(孔)、502s：第2流路、600：线圈、601：线圈末端部、602：线圈末端部、770：电力转换装置、800：旋转电机、801：定子、801c：定子铁芯、802：转子、1000：电动轮、1010：轮胎、1020：车轮、1030：转子框架、1040：连接构件、1050：轴承、1060：轴、1100：旋转电机、1300：车辆、1320：车轮、1350：电池、1600：车辆、1620：车轮、1650：电池、1660：电力转换装置、1670：变速器、1810：控制装置。

Claims (10)

1.一种旋转电机，其具备具有多个线圈以及卷绕有所述多个线圈的定子铁芯的定子、隔着规定的间隙旋转自如地支承于所述定子的转子、保持所述转子的转子壳体、以及使所述转子壳体旋转自如地支承所述转子壳体的第1轴承和第2轴承，

所述旋转电机的特征在于，具备：

第1流路形成体，其形成向从所述定子铁芯突出的线圈末端部流通制冷剂的第1流路；

第1壳体部，其形成所述第1轴承的收容空间，并且与所述第1流路形成体的所述第1流路相连且利用制冷剂填充该收容空间；

第2流路形成体，其形成向相对于所述线圈末端部配置在轴向相反一侧的线圈末端部流通制冷剂的第2流路；以及

第2壳体部，其形成所述第2轴承的收容空间，并且与所述第2流路形成体的所述第2流路相连且利用制冷剂填充该收容空间。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述制冷剂为液体。

3.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

在从所述转子的径向观察的情况下，所述第1轴承和所述第2轴承的某一方或者双方在所述线圈末端部的外径侧配置在与该线圈末端部重叠的位置。

4.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

在从支承所述转子的轴的轴向观察的情况下，所述第1轴承和所述第2轴承的某一方或者双方配置在与所述线圈末端部重叠的位置。

5.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述第2轴承与所述第1轴承相比配置在内径侧。

6.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述第1壳体部形成经由所述第1轴承的收容空间与所述第1流路连通的第1空间，

所述第2壳体部形成经由所述第2轴承的收容空间与所述第2流路连通的第2空间。

7.根据权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，

将所述第1流路和所述第1空间连通的孔设在所述第1流路形成体或者所述第1壳体部，

将所述第2流路和所述第2空间连通的孔设在所述第2流路形成体或者所述第2壳体部。

8.一种电动轮，其特征在于，

具备权利要求1所述的旋转电机，

所述旋转电机不经由齿轮而仅利用机械结合部与轮子直接连结。

9.一种车辆，其特征在于，

具备权利要求1所述的旋转电机，

所述车辆具备所述旋转电机、电池、以及电力转换装置，该电力转换装置将所述电池的直流电转换为交流电，并将所述交流电供给至所述旋转电机，

所述旋转电机的转矩被传递至车轮。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，

具备控制所述电力转换装置的控制装置，

所述控制装置进行暖机运转控制，在所述暖机运转控制中，所述控制装置控制所述电力转换装置，在使所述转子停止的状态下从所述电池向所述线圈供电，由此利用所述线圈的发热使所述第1轴承以及所述第2轴承的温度上升。