CN117999729A - 旋转电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及旋转电机。公开了一种旋转电机,其具备:定子,其具有齿部,并将线圈卷绕于齿部;转子,其具有中空形状的轴、以及卷绕磁场绕组并与同轴地固定在轴的铁芯部件,其与定子同轴并且沿径向设置间隙而配置;以及制冷剂流路构造,其与加压输送液体制冷剂的泵连通,磁场绕组包含位于转子的轴向端部的线圈匝部,制冷剂流路构造包含与轴的内部连通的第一制冷剂流路,第一制冷剂流路从轴通过比线圈匝部靠轴向内侧并向径向外侧延伸,并且在径向外侧的端部具有沿径向与定子对置的排出口。
Description
技术领域
本发明涉及旋转电机。
背景技术
作为由油等液体制冷剂进行的旋转电机的磁场绕组的冷却方法,公知有向中空形状的转子轴内供给液体制冷剂,将供给到转子轴内的液体制冷剂从转子轴的径向的孔部向磁场绕组的轴向的中央部分供给的技术(例如,参照专利文献1)。
另外,作为其它冷却方法,公知有从轴向外侧向磁场绕组的轴向端部(从转子铁芯端面向轴向突出的线圈匝部)喷出液体制冷剂的技术(例如,参照专利文献2)。
专利文献1:日本特开2020-39230号公报
专利文献2:国际公开第2018/095842号小册子
然而,在上述那样的现有的冷却方法中,在定子位于比磁场绕组的轴向端部靠径向外侧的磁场绕组型的旋转电机中,很难有效地冷却定子(特别是,定子线圈的线圈端部)。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种在定子位于比磁场绕组的轴向端部(线圈匝部)靠径向外侧的磁场绕组型的旋转电机中,有效地冷却定子。
根据本发明的一个方面,提供一种旋转电机,其具备:定子,其具有齿部,并将线圈卷绕在上述齿部;转子,其具有中空形状的轴、以及供磁场绕组卷绕并同轴地固定在上述轴的铁芯部件,其与上述定子同轴并且沿径向设置间隙而配置;以及制冷剂流路构造,其与加压输送液体制冷剂的泵连通,上述磁场绕组包含位于上述转子的轴向端部的线圈匝部,上述制冷剂流路构造包含与上述轴的内部连通的第一制冷剂流路,上述第一制冷剂流路从上述轴通过比上述线圈匝部靠轴向内侧并向径向外侧延伸,并且在径向外侧的端部具有沿径向与上述定子对置的排出口。
根据本发明,在定子位于比磁场绕组的轴向端部靠径向外侧的磁场绕组型的旋转电机中,能够有效地冷却定子。
附图说明
图1是表示车辆驱动装置的整体的概要的示意图。
图2是表示实施例1的旋转电机的整体的概要的简要剖视图。
图3是表示旋转电机的剖面的一部分的简要剖视图。
图4是表示旋转电机的控制系统的简图。
图5A是图2的Q1部的放大图。
图5B是图2的Q3部的放大图。
图5C是图2的Q2部的放大图。
图6是表示端板的一个例子的立体图。
图7是与油路的切换有关的结构的说明图。
图8是表示实施例2的旋转电机的整体的概要的简要剖视图。
图9是图8的Q4部的放大图。
图10是图8的Q5部的放大图。
图11是用于向转子轴的中空内部供给油的管路部的结构的变形例的说明图。
图12是表示端板的一个例子的立体图。
图13是表示端环的一个例子的立体图。
图14是表示实施例3的旋转电机的整体的概要的简要剖视图。
图15是图14的Q6部的放大图。
图16是表示花键嵌合部的一部分的剖视图。
图17是表示变形例的花键嵌合部的一部分的剖视图。
图18是表示其它变形例的花键嵌合部的一部分的剖视图。
图19是表示其它实施例的旋转电机的整体的概要的简要剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图详细地说明各实施例。此外,附图的尺寸比率终归是一个例子,并不限于此,另外,为了便于说明,有时附图内的形状等会被局部地夸大。
以下,首先对车辆驱动装置100的整体的概要进行说明,之后对本实施例(实施例1)的特征的详细内容进行说明。
图1是表示车辆驱动装置100的整体的概要的示意图。在图1中,定义了X方向、以及沿着X方向的X1侧和X2侧。X方向与第一轴A1的方向(以下,也称为“轴向”)平行。
在图1所示的例子中,车辆驱动装置100具备旋转电机1和动力传递机构7。
旋转电机1作为车轮W的驱动源发挥功能。此外,在变形例中,除了旋转电机1之外,也可以作为车轮W的驱动源利用发动机(内燃机)。在本实施例中,旋转电机1如以下所说明的那样,虽是磁场绕组型的旋转电机,但除了磁场绕组之外,也可以利用永久磁铁。
动力传递机构7设置在将旋转电机1和车轮W连结的动力传递路径。动力传递机构7具备输入部件3、反转齿轮机构4以及差动齿轮机构5。
输入部件3具有输入轴31和输入齿轮32。输入轴31是绕第一轴A1旋转的旋转轴部件。输入齿轮32是将来自旋转电机1的旋转转矩(驱动力)向反转齿轮机构4传递的齿轮。输入齿轮32以与输入部件3的输入轴31一体旋转的方式,设置在输入部件3的输入轴31。
反转齿轮机构4在动力传递路径上,配置在输入部件3与差动齿轮机构5之间。反转齿轮机构4具有副轴41、第一反转齿轮42以及第二反转齿轮43。
副轴41是绕第二轴A2旋转的旋转轴部件。第二轴A2与第一轴A1平行地延伸。第一反转齿轮42是反转齿轮机构4的输入构件。第一反转齿轮42与输入部件3的输入齿轮32啮合。第一反转齿轮42以与副轴41一体旋转的方式与副轴41连结。
第二反转齿轮43是反转齿轮机构4的输出构件。在本实施例中,作为一个例子,第二反转齿轮43的直径形成为比第一反转齿轮42的直径小。第二反转齿轮43以与副轴41一体旋转的方式,设置在副轴41。
差动齿轮机构5配置在作为其旋转轴心的第三轴A3上。第三轴A3与第一轴A1平行地延伸。差动齿轮机构5将从旋转电机1侧传递的驱动力分配给左右输出部件6A、6B。差动齿轮机构5具备差动输入齿轮51,差动输入齿轮51与反转齿轮机构4的第二反转齿轮43啮合。另外,差动齿轮机构5具备差动壳体52,在差动壳体52内收纳小齿轮轴、小齿轮、左右侧齿轮等。左右侧齿轮分别以一体旋转的方式与左右输出部件6A、6B连结。
左右输出部件6A、6B的各个与左右车轮W驱动连结。左右输出部件6A、6B的各个将由差动齿轮机构5分配的驱动力传递至车轮W。此外,左右输出部件6A、6B也可以由两个以上的部件构成。
这样,旋转电机1经由动力传递机构7来驱动车轮W。此外,动力传递机构7的详细内容只要具备旋转电机1,就是任意的。例如,旋转电机1的转子轴314也可以是与车轮W直接连结的部件。另外,在其它实施例中,也可以利用行星齿轮机构那样的其它动力传递机构,也可以利用包含增速机构的动力传递机构。
图2是表示旋转电机1的整体的概要的简要剖视图,是包含旋转电机1的旋转轴的平面的剖视图。图3是表示旋转电机1的剖面的一部分的简要剖视图,是与旋转电机1的旋转轴垂直的平面的剖视图。在图2中定义了Z方向、以及沿着Z方向的Z1侧和Z2侧。这里,Z方向与上下方向对应,Z1侧与上侧对应。此外,Z方向未必需要与铅垂方向严格地一致。
在图2中,省略了壳体2的一部分,另外,作为旋转电机1以外的车辆驱动装置100的结构构件,统一示出了输入轴31、油供给装置8、控制装置9等。在本实施例中,如图2所示,输入轴31是实心的旋转轴部件。但是,也可以仅在输入轴31的一部分(例如,X方向X侧的端部等)形成有中空部,也可以形成有油路用的中空部(参照图11的管路部87A)。
旋转电机1在壳体2内具有转子310以及定子320。
壳体2例如可以由铝等形成。壳体2能够通过铸造等形成。壳体2可以通过多个壳体部件的组合来实现。
在本实施例中,壳体2包含:马达壳体250、第一罩部件252、第二罩部件253以及齿轮壳体部件254。如上所述,壳体2收纳旋转电机1以及动力传递机构7。另外,如图2示意性所示,壳体2也可以还收纳后述的滑环318等。
马达壳体250形成收纳旋转电机1的主体部的马达收纳室SP1。马达壳体250是具有围绕旋转电机1的径向外侧的周壁部的形态。马达壳体250也可以结合多个部件而实现。另外,马达壳体250可以在X方向X1侧与齿轮壳体部件254一体化。
在马达壳体250形成有壳体内油路84。在图2所示的例子中,壳体内油路84沿轴向延伸。壳体内油路84与后述的油供给装置8的油泵80连通,并且与油路管861、862连通。
油路管861、862例如是中空管(管子)的形态,沿径向延伸。油路管861配置在马达收纳室SP1的X方向X1侧。油路管861的一端与壳体内油路84连接,另一端通过喷出口8610而开口。油路管861的喷出口8610从轴向外侧(X方向X1侧)沿轴向与磁场绕组316的线圈匝部3161(后述)对置。油路管862配置在马达收纳室SP1的X方向X2侧。油路管862的一端与壳体内油路84连接,另一端通过喷出口8620而开口。油路管862的喷出口8620从轴向外侧(X方向X2侧)沿轴向与磁场绕组316的线圈匝部3162(后述)对置。
此外,在图2所示的例子中,油路管861、862虽是中空管的形态,但也可以形成为壳体内油路84的一部分。例如,油路管861的一部分或者全部也可以由后述的隔壁部2502内的油路来实现。同样,油路管862的一部分或者全部也可以由后述的第一罩部件252内的油路来实现。
在本实施例中,马达壳体250具有在轴向上分隔马达收纳室SP1和齿轮收纳室SP2的隔壁部2502。此外,隔壁部2502不需要将马达收纳室SP1与齿轮收纳室SP2之间严格地分隔,如后所述,也可以是以油能够往返的方式进行分隔的形态。
隔壁部2502具有用于使油流动的油路81。油路81设置在隔壁部2502的比第一轴A1靠上侧。具体而言,如图2所示,油路81配置在比输入轴31靠上侧。油路81的下侧的一端与由壳体2(隔壁部2502)、轴承241以及轴承243围起的空间部85连通,上侧的另一端与设置在齿轮收纳室SP2的油路管82连通。油路管82是中空管(管子)的形态,一端与油路81连接,另一端与后述的油供给装置8的油泵80连通。此外,在图2所示的例子中,油路管82虽沿以随着朝向X2侧而成为下方的朝向的倾斜方向延伸,但油路管82的延伸方向是任意的,也可以具有弯曲部等。
第一罩部件252与马达壳体250的X方向X2侧结合。第一罩部件252是覆盖马达收纳室SP1的X方向X2侧的罩的形态。在该情况下,第一罩部件252也可以以完全或者大致完全地封闭马达壳体250的X方向X2侧的开口部的方式进行覆盖。此外,马达收纳室SP1的一部分也可以由第一罩部件252形成。在第一罩部件252设置将转子310支承为能够旋转的轴承240。
第二罩部件253设置在第一罩部件252的X方向X2侧。第二罩部件253在与第一罩部件252之间形成收纳旋转电机1的滑环318的收纳室SP3。
齿轮壳体部件254与马达壳体250的隔壁部2502配合而形成收纳动力传递机构7的齿轮收纳室SP2。齿轮壳体部件254与马达壳体250的隔壁部2502配合,将输入轴31支承为能够旋转。即、输入轴31在X方向X2侧的端部,经由轴承243被马达壳体250的隔壁部2502支承为能够旋转,并且在X方向X1侧的端部,经由其它的轴承(未图示)被齿轮壳体部件254支承为能够旋转。
转子310具备转子铁芯312、端板313、转子轴314、磁场绕组316、端环317以及滑环318。
转子铁芯312例如可以由圆环状的磁性体的层叠钢板构成。如图3所示,转子铁芯312具有向径向外侧突出的齿部3122。在转子铁芯312卷绕形成磁场绕组316的导体线。转子铁芯312具有供转子轴314嵌合的轴向的贯通孔3120(参照图2)。转子铁芯312固定在转子轴314的外周面,与转子轴314一体旋转。
端板313是覆盖转子铁芯312的轴向端面的圆环状的板。端板313例如可以通过嵌合而与转子轴314结合。端板313设置在转子铁芯312的轴向两侧。端板313在沿轴向观察下,具有与转子铁芯312的端面的形状对应的形状。即、端板313可以具有与齿部3122等对应的外周部的形状。端板313的详细内容将在后述。
转子轴314划分形成旋转电机1的旋转轴亦即第一轴A1。转子轴314在比固定转子铁芯312的部分靠X方向X2侧,经由轴承240被壳体2的第一罩部件252支承为能够旋转。此外,转子轴314在旋转电机1的轴向另一端侧(X方向X1侧),经由轴承241被马达壳体250的隔壁部2502支承为能够旋转。这样,转子轴314可以在轴向两端被壳体2支承为能够旋转。
如图2等所示,转子轴314在X方向X1侧以能够传递动力的方式与输入轴31连结。具体而言,在本实施例中,在转子轴314的内周面形成花键(以下称为“雌花键71”)。转子轴314以形成在输入轴31的外周面的花键(以下称为“雄花键72”)与雌花键71啮合的方式,与输入轴31花键嵌合(间隙嵌合)。以下,将这样通过花键嵌合将转子轴314和输入轴31连结的部分整体称为“花键嵌合部70”。
转子轴314例如是中空管的形态,具有中空内部3145。中空内部3145可以遍及转子轴314的轴向的全长而延伸,但在本实施例中,X方向X2侧被封闭(设为实心)。此外,转子轴314也可以由多个部件(片)形成。
转子轴314的中空内部3145作为轴心油路83发挥功能。即、如后所述,经由隔壁部2502的油路81等向中空内部3145供给油。由此,转子轴314被冷却,从而能够从径向内侧冷却转子铁芯312。其结果是,也能够经由转子铁芯312进行磁场绕组316的冷却。
在转子轴314形成分别向磁场绕组316的线圈匝部3161、3162排出油的径向的油孔部8311以及油孔部8312。
油孔部8311具有沿径向与磁场绕组316的线圈匝部3161对置的开口,将轴心油路83内的油朝向磁场绕组316的线圈匝部3161供给。此外,在图2所示的例子中,油孔部8311虽与径向平行且以直线状延伸,但也可以沿相对于径向稍微倾斜的倾斜方向以直线状延伸。
油孔部8312具有沿径向与磁场绕组316的线圈匝部3162对置的开口,将轴心油路83内的油朝向磁场绕组316的线圈匝部3162供给。此外,在图2所示的例子中,油孔部8312虽与径向平行且以直线状延伸,但也可以沿相对于径向稍微倾斜的倾斜方向以直线状延伸。
此外,在图2所示的例子中,油孔部8311以及油孔部8312虽形成在转子轴314周围的相同的周向位置,但也可以形成在不同的周向位置。另外,油孔部8311以及油孔部8312也可以分别在不同的周向位置或者轴向位置设置有多个。
如图3示意性所示,磁场绕组316卷绕在转子铁芯312的齿部3122周围。如后所述,向磁场绕组316供给磁场电流。如图2所示,磁场绕组316具有从转子铁芯312的轴向端面向轴向外侧突出的轴向端部亦即线圈匝部3161、3162。线圈匝部3161位于X方向X1侧,线圈匝部3162位于X方向X2侧。即、线圈匝部3161位于转子310的X方向X1侧的轴向端部,线圈匝部3162位于转子310的X方向X2侧的轴向端部。
端环317是圆筒状的形态,设置在轴向两侧。X方向X1侧的端环317在X方向X1侧,从径向外侧覆盖磁场绕组316的线圈匝部3161以及端板313。X方向X2侧的端环317在X方向X2侧,从径向外侧覆盖磁场绕组316的线圈匝部3162以及端板313。端环317可以通过压入等而固定在端板313。端环317具有与轴向大致垂直的轴向端面。端环317的轴向端面优选是平坦的形态,但也可以沿着线圈匝部3162的轴向端面的形态倾斜。或者端环317的轴向端面也可以具有轴向的凹凸。
滑环318安装于转子轴314。滑环318是旋转连接器的形态,与转子轴314同轴地设置。滑环318设置在转子轴314的X2侧的端部。滑环318具备导体环3181和电刷3182。
导体环3181与转子轴314同轴地设置,与转子轴314一起旋转。导体环3181与磁场绕组316电连接。
电刷3182的一端以能够滑动的方式与导体环3181电连接。电刷3182的另一端与后述的控制装置9以及高压电池98电连接。
定子320具备定子铁芯321和定子线圈322。
定子铁芯321例如可以由圆环状的磁性体的层叠钢板构成。在定子铁芯321的内周部以放射状形成向径向内侧突出的齿部3210(在图3中仅图示出一个齿部3210)。
定子线圈322例如可以是对剖面扁平状或者剖面圆形状的导体赋予了绝缘覆膜的形态。如图3所示,定子线圈322卷绕在定子铁芯321的齿部3210周围。此外,定子线圈322例如也可以以一个以上的并联关系,通过Y结线而电连接,也可以通过Δ结线而电连接。
如图2所示,定子线圈322具有从定子铁芯321的轴向端面向轴向外侧突出的部分亦即线圈端部3221、3222。线圈端部3221位于X方向X1侧,线圈端部3222位于X方向X2侧。
油供给装置8包含向旋转电机1等加压输送油(“液体制冷剂”的一个例子)的油泵80。油泵80由壳体2支承。油泵80的配置是任意的,也可以配置在马达收纳室SP1、齿轮收纳室SP2。另外,油泵80可以是机械式的,也可以是电动式的。另外,油供给装置8也可以包含机械式油泵、和电动式油泵的组合。另外,油供给装置8可以包含用于使从油泵80排出的油的温度降低的油冷却器、过滤器等。
控制装置9与旋转电机1电连接。控制装置9控制旋转电机1。控制装置9例如可以配置在收纳室SP3,也可以配置在另一个其它的收纳室(未图示)。
图4是表示旋转电机1的控制系统的简图。旋转电机1的控制装置9包含控制单元91以及电力转换电路部92、93。
控制单元91可以是ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)的形态。控制单元91经由CAN(controller area network:控制器局域网)等适当的总线与车辆内的各种电子部件电连接。控制单元91例如根据来自外部EUC(未图示)的控制目标值的指令,经由电力转换电路部92、93来控制旋转电机1。此外,旋转电机1的控制方法的详细内容是任意的。
电力转换电路部92例如是逆变器,设置在车载的高压电池98与旋转电机1的定子线圈322之间。电力转换电路部92基于来自高压电池98的电力,将三相交流电流向定子线圈322供给。
电力转换电路部93例如是DC/DC转换器,设置在车载的高压电池98与旋转电机1的磁场绕组316之间。电力转换电路部93基于来自高压电池98的电力,将磁场电流向磁场绕组316供给。
这里,参照图5A~图6来说明本实施例的油路构造中的油的流动中、针对磁场绕组316的线圈匝部3162的油的供给方式、和端板313的优选结构。
以下,虽对旋转电机1的驱动时的油的流动进行说明,但由以下的离心力引起的流动以外的流动也可能在旋转电机1的非驱动时实现。另外,以下,虽主要说明与X方向X1侧有关的油的流动,但关于X方向X2侧,实际上也相同。
图5A是图2的Q1部的放大图。在图5A中,用箭头R500~R510示意性示出了油的流动。图5B是图2的Q3部的放大图。在图5B中,用箭头R500~R512示意性示出了油的流动。图5C是图2的Q2部的放大图。在图5C中,通过箭头R600~R604示意性示出了油的流动。图6是表示端板313的一个例子的立体图。
如图5A所示,从油泵80排出的油通过油路管82到达隔壁部2502的油路81(参照箭头R500)。到达了油路81的油通过油路81向下方流动(参照箭头R502),并从下端的开口810,向空间部85内以及花键嵌合部70或者其附近滴下(参照箭头R504)。此外,通过油路81向下方流动的油因重力的影响从下端的开口810滴下,但也可以因来自油泵80的液压的影响而从下端的开口810喷出。
这样,经由油路81向空间部85内供给的油因重力的影响而积存在空间部85的下侧。能够通过设置在轴承241、243各自的堰部件2411、2431促进这样的空间部85内的油的积存。堰部件2411具有阻挡从空间部85经由轴承241可能漏到马达收纳室SP1的油的功能。
在空间部85内的油的积存比较多,油的积存的上表面(油的积存的高度)上升到足以超过花键嵌合部70的间隙时(在图5A中,用阴影区域500图示了空间部85的油),油的积存的一部分通过花键嵌合部70的间隙而到达转子轴314的中空内部3145(参照箭头R506)。
这里,在旋转电机1的驱动时,转子轴314旋转,到达转子轴314的中空内部3145的油因离心力的作用而以沿着转子轴314的内周面的方式流动(参照箭头R508)。沿着转子轴314的内周面的油若到达油孔部8311的入口(径向内侧的开口),则通过离心力的作用,被从油孔部8311的出口(径向外侧的开口)朝向径向外侧以及磁场绕组316的线圈匝部3161喷出(参照箭头R510)。另外,同样,沿着转子轴314的内周面的流动若到达油孔部8312的入口(径向内侧的开口),则因离心力的作用,被从油孔部8312的出口(径向外侧的开口)朝向径向外侧以及磁场绕组316的线圈匝部3162喷出(未图示)。
这样,若转子轴314的中空内部3145的油通过离心力而向径向外侧喷出,则转子轴314的中空内部3145的负压增高。因此,由于上述负压,会促进通过上述花键嵌合部70的间隙并到达转子轴314的中空内部3145的油的流动(参照箭头R506)。这样,根据本实施例,通过利用转子轴314的中空内部3145的负压,能够有效地促进通过花键嵌合部70的间隙并到达转子轴314的中空内部3145的油的流动(参照箭头R506)。其结果是,即使在经由花键嵌合部70的间隙向转子轴314的中空内部3145供给油的情况下,也能够确保油的适当供给量。
另外,如图5C所示,从油泵80排出的油经由壳体内油路84(参照图2)到达油路管861(参照箭头R600)。到达油路管861的油被从油路管861的喷出口8610向端环317的轴向端面喷出(参照箭头R602、R604)。同样虽没有图示,但在X2侧,到达油路管862的油被从油路管862的喷出口8620向端环317喷出。由此,能够经由端环317释放出线圈匝部3161、3162的热。此外,为了提高上述散热性,端环317由铝等那样的热传导性高的材料形成。此外,也可以在端环317与线圈匝部3161之间填充有树脂材料。
这样,根据本实施例,磁场绕组316的线圈匝部3161、3162通过从转子轴314的中空内部3145供给的油而被冷却。另外,磁场绕组316的线圈匝部3161、3162经由从油路管861、862向端环317喷出的油而被冷却。由此,能够有效地冷却磁场绕组316的线圈匝部3161、3162。
此外,油路管861的喷出口8610(油路管862的喷出口8620也同样)可以经由端环317,与磁场绕组316的线圈匝部3161的径向中心附近(径向的延伸范围的中心附近)对置,也可以在比径向中心靠径向内侧与线圈匝部3161对置。
然而,如图2所示,如本实施例那样,在磁场绕组316的线圈匝部3161、3162沿轴向与定子线圈322的线圈端部3221、3222重叠的结构(即、沿径向观察下两者重叠的结构)中,油向线圈端部3221、3222的供给量容易降低。例如,如本实施例那样,在使来自转子轴314的中空内部3145的油直接向磁场绕组316的线圈匝部3161、3162直喷出的结构中,无法向线圈端部3221、3222直接喷出油。因此,在上述结构中,容易有效地冷却磁场绕组316的线圈匝部3161、3162,但相反由来自转子轴314的中空内部3145的油进行的线圈端部3221、3222的冷却性能容易降低。
关于这一点,根据本实施例,如以下详述那样,能够利用来自转子轴314的中空内部3145的油来确保线圈端部3221、3222的冷却性能。
即,在本实施例中,如图5B所示,经由油孔部8311向径向外侧喷出的油(参照图5A以及图5B的箭头R510)通过端板313与转子铁芯312之间的油路834,被向线圈端部3221供给(喷出)。由此,即使在磁场绕组316的线圈匝部3161、3162沿轴向与定子线圈322的线圈端部3221、3222重叠的结构中,也能够确保向线圈端部3221、3222的油的必要的供给量。
具体而言,在本实施例中,如图6所示,端板313具有嵌合部3132、和基座部3133。此外,端板313优选由热传导性高的材料(例如铝)形成,但也可以由树脂等那样的其它材料形成。
嵌合部3132具有与转子轴314嵌合的嵌合孔31320。
基座部3133以覆盖转子铁芯312的轴向端面的方式,向与轴向垂直的面内延伸。基座部3133以放射状从嵌合部3132的外周部向径向外侧延伸。
端板313的轴向内侧的表面的一部分沿轴向与转子铁芯312的轴向端面抵接,在该表面的剩余的部分与转子铁芯312之间形成油路834。由此,能够利用端板313形成油路834。此外,在端板313的轴向外侧的表面配置磁场绕组316,以便磁场绕组316与端板313的轴向外侧的表面接触。
油路834从转子轴314比线圈匝部3161靠轴向内侧通过并向径向外侧延伸。油路834在径向外侧的端部具有排出口8343。排出口8343沿径向与定子320对置。在本实施例中,排出口8343沿径向与定子线圈322的线圈端部3221对置。
具体而言,油路834作为油路部分,包含以圆环状延伸的第一流路部8341、以及多个第二流路部8342。
第一流路部8341形成在基座部3133的径向内侧。第一流路部8341沿径向与转子轴314对置,与转子轴314的油孔部8311连续。通过设置以圆环状延伸的第一流路部8341,能够向后述的多个第二流路部8342分配油。
第二流路部8342以放射状从第一流路部8341向径向外侧延伸。第二流路部8342可以形成在基座部3133的放射状部位的各个。第二流路部8342的径向外侧的端部与排出口8343连通。
根据这样的油路834,如图5B示意性所示,转子轴314内的油因离心力的影响,经由油孔部8311被导入油路834的第一流路部8341(参照箭头R510)。而且,导入第一流路部8341的油因离心力的影响,进一步向径向外侧流动以及在第二流路部8342中流动并且被从排出口8343向线圈端部3221喷出(参照箭头R512)。由此,能够有效地冷却线圈端部3221。
特别是根据本实施例,转子轴314内的油不会直接向磁场绕组316喷出,而经由油路834被向线圈端部3221喷出。由此,与将经由了磁场绕组316的油向线圈端部3221供给的情况相比,能够将冷却能力高的油(即、低温的油)向线圈端部3221供给,能够提高对线圈端部3221的冷却能力。
另外,根据本实施例,由于在端板313的轴向内侧具有油路834,所以即使在与线圈匝部3161相比线圈端部3221位于轴向内侧的情况下,也能够容易地将油经由油路834向线圈端部3221引导。
在本实施例中,油孔部8311的周向位置可以与多个第二流路部8342中的至少任一个的周向位置一致。在该情况下,比较容易地将从油孔部8311向径向外侧喷出的油向沿径向与油孔部8311对置的第二流路部8342供给。由此,能够高效地向线圈端部3221供给油。
然而,在一个以上的油孔部8311的各周向位置与几个第二流路部8342的周向位置一致的情况下,难以将油向与油孔部8311的周向位置不一致的其它第二流路部8342供给。因此,为了实现在各第二流路部8342中流动的油的量的均匀化,所有油孔部8311也可以相对于多个第二流路部8342在周向上偏移。即、也可以以与油孔部8311的周向位置一致的第二流路部8342一个也不存在的方式,来设定油孔部8311和第二流路部8342的各周向位置。
接下来,参照图7对与油路的切换有关的结构进行说明。
图7是与油路的切换有关的结构的说明图。在图7所示的例子中,设置将从油泵80排出的油的流路向油路管82或者壳体内油路84切换的阀88。阀88例如可以是能够进行电子控制的电磁阀。阀88例如也可以设置在图2所示的点P1。阀88由控制装置9A控制。控制装置9A也可以通过与上述控制装置9相同的控制单元来实现。
可以向控制装置9A输入切换用参数的值的计算、取得用的信息(参照R800)。控制装置9A在基于切换用参数的值,满足了预先设定的切换条件的情况下,通过向阀88发送指令(参照R802),在将来自油泵80的油向油路管82供给的第一状态、和将来自油泵80的油向壳体内油路84供给的第二状态之间切换阀88的状态。
在第一状态下,如上所述,来自油泵80的油经由油路管82被向转子轴314内供给,之后被向磁场绕组316的线圈匝部3161、3162供给,然后被向定子线圈322的线圈端部3221、3222供给。
在第二状态下,如上所述,来自油泵80的油经由壳体内油路84以及油路管861、862,用于磁场绕组316的线圈匝部3161、3162、定子线圈322的线圈端部3221、3222的冷却。
切换用参数是任意的,但例如可以是旋转电机1的旋转速度。在该情况下,可以在旋转电机1的旋转速度是比较低的第一阈值Th1以下的情况下,满足向第二状态的切换条件。虽第一阈值Th1是任意的,但可以与上述线圈匝部3161、3162周围的空气的流动不显著地阻碍来自油路管861、862的油的喷出那样的速度区域的下限值对应。另外,可以在旋转电机1的旋转速度是比较高的第二阈值Th2以上的情况下,满足向第一状态的切换条件。虽第二阈值Th2是任意的,但也可以是上述负压变得比较高那样的旋转速度。
此外,图7所示的例子是通过阀88择一地切换第一状态和第二状态的结构,但并不限于此。例如,也可以代替阀88,设置有流量调整阀那样的将分配比率设为可变的阀。在该情况下,可以以随着旋转电机1的旋转速度变高,而从油泵80排出的油中的、向油路管82(以及然后向转子轴314内)供给的油的量(比例)变多的方式,来控制分配比率(参照R802)。
另外,在图7所示的例子中,油泵80也可以是电动式的。在该情况下,控制装置9A也可以在第二状态下,以随着旋转电机1的旋转速度而油泵80的排出量增加的方式,来控制油泵80(参照R804)。
或者,油泵80也可以根据施加于磁场绕组316的磁场电流的大小、电力等进行控制。在该情况下,例如也可以以随着施加于磁场绕组316的磁场电流的大小变大而油泵80的排出量增加的方式,来控制油泵80。或者在将温度传感器(例如,是热敏电阻)设置在磁场绕组316的情况下,也可以以随着磁场绕组316的温度变高而油泵80的排出量增加的方式,来控制油泵80。
接下来,参照图8~图13对其它实施例(实施例2)进行说明。
本实施例的车辆驱动装置100A相对于上述实施例(实施例1)的车辆驱动装置100,主要油路构造不同,以下主要说明与油路构造相关的结构构件。在以下的实施例中,对与上述实施例1相同的结构构件标注相同的参照符号并省略说明。
图8是表示实施例2的旋转电机1A的整体的概要的简要剖视图。
转子310具备:转子铁芯312、端板313A、转子轴314、磁场绕组316、端环317A以及滑环318。
此外,磁场绕组316可以与上述实施例1相同,但在本实施例中,也可以在后述的油接触的部位等涂覆清漆等。
端板313A是覆盖转子铁芯312的轴向端面的圆环状的板。端板313A例如可以通过嵌合与转子轴314结合。端板313A设置在转子铁芯312的轴向两侧。端板313A可以在沿轴向观察下,具有与转子铁芯312的端面的形状对应的形状。即、端板313A可以具有与齿部3122等对应的外周部的形状。端板313A的详细内容将在后述。
端环317A是圆筒状的形态,设置在轴向两侧。X方向X1侧的端环317A在X方向X1侧,从径向外侧覆盖磁场绕组316的线圈匝部3161以及端板313A。X方向X2侧的端环317A在X方向X2侧,从径向外侧覆盖磁场绕组316的线圈匝部3162以及端板313A。端环317A可以通过压入等固定在端板313A。端环317A的详细内容将在后述。
这里,参照图9~图13来说明本实施例的油路构造中的油的流动中的、针对磁场绕组316的线圈匝部3162的油的供给方式、以及端板313A及端环317A的优选结构。
以下,虽说明旋转电机1的驱动时的油的流动,但即使在旋转电机1的非驱动时,也能够实现由以下的离心力引起的流动以外的流动。另外,以下虽主要说明与X方向X1侧有关的油的流动,但关于X方向X2侧,实际上也相同。
图9是图8的Q4部的放大图。在图9中用箭头R500~R510示意性示出了油的流动。图10是图8的Q5部的放大图。在图10中用箭头R600~R610示意性示出了油的流动。图12是表示端板313A的一个例子的立体图,图13是表示端环317A的一个例子的立体图。
如图9所示,从油泵80排出的油通过油路管82到达隔壁部2502的油路81(参照箭头R500)。到达了油路81的油通过油路81向下方流动(参照箭头R502),从下端的开口810向空间部85内及花键嵌合部70或者其附近滴下(参照箭头R504)。此外,通过油路81向下方流动的油虽从下端的开口810因重力的影响而滴下,但也可以因来自油泵80的液压的影响而从下端的开口810喷出。
这样,经由油路81向空间部85内供给的油因重力的影响,而积存在空间部85的下侧。能够通过轴承241、243各自的堰部件2411、2431促进这样的空间部85内的油的积存。堰部件2411具有阻挡可能从空间部85经由轴承241向马达收纳室SP1泄漏的油的功能。
若空间部85内的油的积存比较多,油的积存的上表面(油的积存的高度)上升到足以超过花键嵌合部70的间隙(在图9中,用阴影区域500图示了空间部85的油),则油的积存的一部分通过花键嵌合部70的间隙到达转子轴314的中空内部3145(参照箭头R506)。
这里,在旋转电机1的驱动时,转子轴314旋转,到达转子轴314的中空内部3145的油通过离心力的作用,以沿着转子轴314的内周面的方式流动(参照箭头R508)。沿着转子轴314的内周面的油若到达油孔部8311A的入口(径向内侧的开口),则通过离心力的作用,被从油孔部8311A的出口(径向外侧的开口)朝向径向外侧及磁场绕组316的线圈匝部3161喷出(参照箭头R510)。另外,同样,沿着转子轴314的内周面的流动若到达油孔部8312A的入口(径向内侧的开口),则通过离心力的作用,被从油孔部8312A的出口(径向外侧的开口)朝向径向外侧及磁场绕组316的线圈匝部3162喷出(未图示)。
这样,若转子轴314的中空内部3145的油通过离心力被向径向外侧喷出,则转子轴314的中空内部3145的负压增高。因此,由于上述负压,会促进通过上述花键嵌合部70的间隙并到达转子轴314的中空内部3145的油的流动(参照箭头R506)。这样,根据本实施例,通过利用转子轴314的中空内部3145的负压,能够有效地促进通过花键嵌合部70的间隙并到达转子轴314的中空内部3145的油的流动(参照箭头R506)。其结果是,即使在经由花键嵌合部70的间隙向转子轴314的中空内部3145供给油的情况下,也能够确保油的适当供给量。
另外,如图10所示,从油泵80排出的油经由壳体内油路84到达油路管861A(参照箭头R600)。到达了油路管861A的油被从油路管861A的喷出口8610A向磁场绕组316的线圈匝部3161喷出(参照箭头R604)。同样虽未图示,但到达油路管862A的油被从油路管862A的喷出口8620A向磁场绕组316的线圈匝部3162喷出。
这样,根据本实施例,来自转子轴314的中空内部3145的油被从径向内侧向磁场绕组316的线圈匝部3161、3162喷出,并且来自油路管861A、862A的油被从轴向外侧向磁场绕组316的线圈匝部3161、3162喷出。由此,能够有效地冷却磁场绕组316的线圈匝部3161、3162。
此外,油路管861A的喷出口8610A(油路管862A的喷出口8620A也同样)也可以面向磁场绕组316的线圈匝部3161的径向中心附近,也可以在比径向中心靠径向内侧与线圈匝部3161对置。在该情况下,能够期待通过离心力的作用使油遍及磁场绕组316的线圈匝部3161的径向整体。或者油路管861A的喷出口8610A(油路管862A的喷出口8620A也同样)也可以在比磁场绕组316的线圈匝部3161的径向中心靠径向外侧并且在铅垂方向上侧与线圈匝部3161对置。在该情况下,能够期待通过重力的影响使油遍及磁场绕组316的线圈匝部3161的径向整体。
关于本实施例也与上述实施例相同,也从转子轴314的中空内部3145将油从径向内侧向磁场绕组316的线圈匝部3161、3162供给,所以即使在转子310的高速旋转时,也能够通过来自转子轴314的中空内部3145的油有效地冷却线圈匝部3161、3162。
另外,根据本实施例,在向转子轴314的中空内部3145的油的供给量因上述负压的降低而容易下降的转子310的低速旋转时,能够经由油路管861A、862A将比较多的油提供给磁场绕组316的线圈匝部3161、3162。
这样,根据本实施例,容易遍及转子310的旋转速度的可取范围的整体,使向线圈匝部3161、3162的油的供给量稳定化。此外,关于这一点,如参照图7后述那样,也可以根据转子310的旋转速度来实现油路的切换。
此外,在本实施例中,如图8以及图9所示,经由油路81以及油路管82的组合的管路部,并且经由空间部85以及雌花键71的间隙向转子轴314的中空内部3145供给油,但用于向转子轴314的中空内部3145供给油的管路部的结构可以是多样的,并不限于此。例如,如图11所示,油路81以及油路管82也可以由形成在隔壁部2502A的管路部81A来代替。在该情况下,管路部81A的径向外侧的端部也可以与壳体内油路84(参照图8)连接。根据上述管路部81A,也能够经由上述空间部85等以相同的方式向转子轴314内供给油(参照箭头R504A)。或者如图11所示,油路81以及油路管82也可以由中空的输入轴31A内的管路部87A来代替。在该情况下,管路部87A的X方向X2侧的端部可以与转子轴314的中空内部3145直接连通,X方向X1侧的端部可以与油泵80连通。根据上述管路部87A,也能够向转子轴314内供给油(参照箭头R505A)。此外,在该情况下,中空的输入轴31A作为第二制冷剂管部的一个例子成为旋转电机1的一个结构构件。另外,在其它变形例中,也可以通过未图示的管路部,从X方向X2侧向转子轴314内供给油。在上述实施例1中也能够同样地应用这样的变形例。
然而,如图8所示,如本实施例那样,在磁场绕组316的线圈匝部3161、3162沿轴向与定子线圈322的线圈端部3221、3222重叠的结构(即、沿径向观察下两者重叠的结构)中,向线圈端部3221、3222的油的供给量容易降低。例如,如本实施例那样,在将来自转子轴314的中空内部3145的油、向磁场绕组316的线圈匝部3161、3162直接喷出的结构中,无法向线圈端部3221、3222直接喷出油。因此,在上述结构中,能够有效地冷却磁场绕组316的线圈匝部3161、3162,但相反由来自转子轴314的中空内部3145的油进行的线圈端部3221、3222的冷却性能容易下降。
关于这一点,根据本实施例,如以下详述的那样,能够采用将来自转子轴314的中空内部3145的油向磁场绕组316的线圈匝部3161、3162直接喷出的结构,并且能够确保线圈端部3221、3222的冷却性能。
即、在本实施例中,如图9以及图10所示,经由油孔部8311A向线圈匝部3161喷出的油(参照图9以及图10的箭头R510),以及经由油路管861A向线圈匝部3161喷出的油(参照图10的箭头R604)通过线圈匝部3161或者端板313A与端环317A之间的间隙的油路89,而被向线圈端部3221供给。由此,即使在磁场绕组316的线圈匝部3161、3162沿轴向与定子线圈322的线圈端部3221、3222重叠的结构中,也能够确保对线圈端部3221、3222的油的必要供给量。
具体而言,在本实施例中,如图12所示,端板313A具有嵌合部3132A、基座部3133A以及壁部3134。
嵌合部3132A具有与转子轴314嵌合的嵌合孔31320。
基座部3133A以覆盖转子铁芯312的轴向端面的方式,在与轴向垂直的面内延伸。基座部3133A以放射状从嵌合部3132A的外周部向径向外侧延伸。
壁部3134设置在基座部3133A的径向外侧的端部。壁部3134以从径向外侧沿径向与线圈匝部3161对置的方式沿轴向立起设置。在壁部3134的径向外侧设置有槽部31342。如图12所示,槽部31342沿轴向延伸。在图12所示的例子中,槽部31342相对于一个壁部3134形成有两个,但槽部31342的数量是任意的。
另外,在本实施例中,如图10以及图13所示,端环317A具有周壁部3170、和圆环状的壁部3172。
周壁部3170在线圈匝部3161的径向外侧沿周向并且沿轴向延伸。周壁部3170从径向外侧与端板313A的壁部3134沿径向对置。周壁部3170也可以通过压入而固定在壁部3134。另外,周壁部3170配置在线圈端部3221的径向内侧,并沿径向与线圈端部3221对置。周壁部3170具有径向的孔部31702,孔部31702沿径向与线圈端部3221对置。即、周壁部3170在沿径向与线圈端部3221对置的位置具有孔部31702。后述的油路890内的油被从孔部31702朝向线圈端部3221喷出(参照图10的箭头R610)。
如图13所示,孔部31702也可以以沿径向与端板313A的壁部3134对置的方式沿着周向形成有多个(在本例中,作为一个例子,是与四个壁部3134对应的四个),和/或也可以沿着轴向形成有多个。另外,也可以代替孔部31702,使周壁部3170与端板313A的外周缘部之间的轴向的间隙与孔部31702相同地发挥功能。
周壁部3170以在其与端板313A的壁部3134之间形成径向的间隙的方式,相对于壁部3134而定位。在该情况下,能够在径向上将由周壁部3170与壁部3134之间的间隙形成的油路890作为油路89的一部分而形成。油路890的一端与后述的油路891连通,另一端与端环317A的孔部31702连通。
在本实施例中,在径向上由周壁部3170与壁部3134之间的间隙形成的油路890通过壁部3134的轴向的槽部31342形成。由此,油路890内的油容易沿轴向流动,能够减少油路890内的油向周向的泄漏(来自壁部3134的周向边缘部的泄漏)。此外,在变形例中,油路890也可以代替壁部3134的槽部31342,而通过同样地形成于周壁部3170侧的槽部(沿轴向延伸)来实现。另外,在本实施例中,油路890虽是在壁部3134的周向的一部分沿轴向以直线状延伸的形态,但也可以是在壁部3134的周向整体沿轴向以直线状延伸的形态。
圆环状的壁部3172从周壁部3170的轴向端部向径向内侧延伸。另外,圆环状的壁部3172从轴向外侧沿轴向与基座部3133A对置。由此,例如能够将可能从线圈匝部3161朝向轴向外侧且径向外侧的油(参照图10的箭头R700)向油路89引导,能够高效地供给针对线圈端部3221的油。
另外,如图10所示,圆环状的壁部3172优选配置在比油路管861A的喷出口8610A靠轴向外侧或者相同的轴向位置。换言之,油路管861A的喷出口8610A位于比圆环状的壁部3172靠径向内侧,并且配置为在沿径向观察下,与圆环状的壁部3172重叠,或者配置为在轴向上比圆环状的壁部3172更靠近线圈匝部3161。由此,能够有效地减少从油路管861A的喷出口8610A喷出的油因线圈匝部3161周围的空气的流动、反弹等而向比圆环状的壁部3172靠轴向外侧飞散的可能性。但是,在变形例中,油路管861A的喷出口8610A也可以位于比圆环状的壁部3172靠径向内侧,并且配置于在轴向上比圆环状的壁部3172更远离线圈匝部3161的位置。
另外,圆环状的壁部3172优选从轴向外侧沿轴向与线圈匝部3161对置。即、圆环状的壁部3172沿轴向与线圈匝部3161分离,并且在沿轴向观察下与线圈匝部3161重叠。在该情况下,能够将由圆环状的壁部3172与线圈匝部3161之间的间隙形成的油路891作为油路89的一部分而形成,能够向线圈端部3221高效地供给油(参照图10的箭头R608)。
这样,根据本实施例,如上所述,朝向线圈匝部3161从径向内侧以及轴向外侧分别喷出的油喷到线圈匝部3161(参照图10的箭头R510、箭头R604),使线圈匝部3161冷却并且通过离心力等而朝向径向外侧(参照图10的箭头R606)。朝向径向外侧的油能够经由油路89向线圈端部3221引导,能够高效地冷却线圈端部3221。
特别是根据本实施例,如上所述,油路89包含在径向上由周壁部3170与壁部3134之间的间隙形成的油路890、以及由圆环状的壁部3172与线圈匝部3161之间的间隙形成的油路891,所以能够高效地回收朝向线圈匝部3161喷出的油并向线圈端部3221引导(参照图10的箭头R606箭头R610)。即、能够实现从径向内侧以及轴向外侧朝向线圈匝部3161分别喷出的油中的、能够向线圈端部3221引导的油的比例的最大化。由此,不仅能够进行线圈匝部3161的冷却,也能够有效地实现线圈端部3221的冷却。
另外,根据本实施例,即使在线圈端部3221位于比线圈匝部3161靠轴向内侧的情况下,也能够经由油路890将油向轴向内侧引导(参照图10的箭头R609),能够实现由朝向线圈匝部3161喷出的油对线圈端部3221的冷却。此外,在线圈端部3221不位于比线圈匝部3161靠轴向内侧的情况下(例如,是大致相同的轴向位置的情况下等),也可以省略油路890。
此外,上述实施例2能够与上述实施例1适当地组合来实现。例如,在上述实施例1中,实施例2的端环317A也可以代替为上述实施例1的端环317。
接下来,参照图14~图18对其它实施例(实施例3)进行说明。本实施例的车辆驱动装置100B相对于上述实施例(实施例1)的车辆驱动装置100,主要是油路构造不同,以下主要说明与油路构造相关的结构构件。在以下的实施例中,对与上述实施例1相同的结构构件标注相同的参照符号并省略说明。
图14是表示实施例3的旋转电机1B的整体的概要的简要剖视图。
本实施例的旋转电机1B的油路构造与上述实施例1的旋转电机1不同。以下,参照图15~图18,关于本实施例的油路构造的油的流动,主要对经由花键嵌合部70的油的供给方式进行说明。此外,以下虽说明旋转电机1B的驱动时的油的流动,但由以下的离心力引起的流动以外的流动即使在旋转电机1B的非驱动时也能够实现。
图15是图14的Q6部的放大图。在图15中用箭头R500~R510示意性示出了油的流动。图16是花键嵌合部70的一部分的剖视图。图17是表示一个变形例的花键嵌合部70A的一部分的剖视图。
从油泵80排出的油通过油路管82到达隔壁部2502的油路81(参照箭头R500)。到达油路81的油通过油路81向下方流动(参照箭头R502),并从下端的开口810向空间部85内以及花键嵌合部70或者其附近滴下(参照箭头R504)。花键嵌合部70的附近是包含比花键嵌合部70靠X1侧且比轴承243靠X2侧的范围的概念。此外,通过油路81向下方流动的油从下端的开口810因重力的影响而滴下,但也可以因来自油泵80的液压的影响而从下端的开口810喷出。
这样,经由油路81向空间部85内供给的油因重力的影响,而积存在空间部85的下侧。能够通过设置在轴承241、243各自的堰部件2411、2431促进这样的空间部85内的油的积存。堰部件2411具有阻挡可能从空间部85经由轴承241向马达收纳室SP1泄漏的油的功能。如图14示意性所示,堰部件2411设置为覆盖轴承241的内座圈与外座圈之间的间隙。堰部件2411也可以不需要遍及轴承241的整周而设置,而设置在下侧的一部分的周向区间。堰部件2431具有阻挡可能从空间部85经由轴承243向齿轮收纳室SP2泄漏的油的功能。如图14示意性所示,堰部件2431设置为覆盖轴承243的内座圈与外座圈之间的间隙。堰部件2431也可以不需要遍及轴承243的整周而设置,而设置在下侧的一部分的周向区间。
若空间部85内的油的积存比较多,油的积存的上表面(油的积存的高度)上升到足以超过花键嵌合部70的间隙S70(参照图16)(在图15中,用阴影区域500图示了空间部85的油),则油的积存的一部分通过花键嵌合部70的间隙S70而到达转子轴314的中空内部3145(参照箭头R506)。此外,根据对空间部85的油的供给状态,也可能存在维持油的积存的上表面超过花键嵌合部70的间隙S70的状态的情况,在该情况下,油的积存的一部分持续地通过花键嵌合部70的间隙S70而到达转子轴314的中空内部3145。
在图16所示的例子中,花键嵌合部70的雌花键71和雄花键72的啮合通过将雄花键72的齿顶(大直径面721)与雌花键71的齿根(大直径面711)沿径向抵接的大直径匹配而实现。在该情况下,花键嵌合部70的间隙S70可以包含周向上的齿间的间隙S71、径向上的雄花键72的齿根与雌花键71的齿顶之间的间隙S72。此外,在图16中用双点划线示意性示出了表示超过间隙S72时的油的积存的上表面(油的积存的高度)的一个例子的线L700。
另外,在图17所示的变形例中,输入轴31与转子轴314A之间的花键嵌合部70A中的雌花键71A和雄花键72A的啮合通过齿面匹配而实现。在该情况下,花键嵌合部70A的间隙S70A可以包含径向上的雄花键72A的齿顶(大直径面721A)与雌花键71A的齿根(大直径面711A)之间的间隙S73A、以及径向上的雄花键72A的齿根与雌花键71A的齿顶之间的间隙S74A。此外,在图17中用双点划线示意性示出了表示显著地超过间隙S73A的状态的油的积存的上表面(油的积存的高度)的一个例子的线L702。
这里,在旋转电机1B的驱动时,转子轴314旋转,到达转子轴314的中空内部3145的油通过离心力的作用,以沿着转子轴314的内周面的方式流动(参照箭头R508)。沿着转子轴314的内周面的油若到达油孔部8311B的入口(径向内侧的开口),则通过离心力的作用,被从油孔部8311B的出口(径向外侧的开口)朝向径向外侧和磁场绕组316的线圈匝部3161喷出(参照箭头R510)。另外,同样,沿着转子轴314的内周面的流动若到达油孔部8312B的入口(径向内侧的开口),则通过离心力的作用,被从油孔部8312B的出口(径向外侧的开口)朝向径向外侧和磁场绕组316的线圈匝部3162喷出(未图示)。
这样,若转子轴314的中空内部3145的油通过离心力被向径向外侧喷出,则转子轴314的中空内部3145的负压增高。因此,由于上述负压,会促进通过上述花键嵌合部70的间隙S70并到达转子轴314的中空内部3145的油的流动(参照箭头R506)。这样,根据本实施例,通过利用转子轴314的中空内部3145的负压,能够有效地促进通过花键嵌合部70的间隙S70并到达转子轴314的中空内部3145的油的流动(参照箭头R506)。其结果是,即使在经由花键嵌合部70的间隙S70向转子轴314的中空内部3145供给油的情况下,也能够确保油的适当供给量。
特别是,转子轴314的旋转速度(即、旋转电机1B的旋转速度)越成为高速,则转子轴314的中空内部3145的负压越高。因此,在磁场绕组316的温度容易成为比较高的高速旋转时,能够将比较多的油提供给磁场绕组316。
另外,根据本实施例,如上所述,转子轴314的中空内部3145堵塞X方向X2侧,所以与X方向X2侧开放的情况相比,负压容易增高。由此,能够有效地促进通过花键嵌合部70的间隙S70并到达转子轴314的中空内部3145的油的流动(参照箭头R506)。
这样,根据本实施例,能够从转子轴314的X方向X1侧经由空间部85以及花键嵌合部70,向转子轴314的中空内部3145供给油。由此,能够简化或取消转子轴314的X方向X2侧的油路构造。其结果是,与从转子轴314的X方向X2侧(旋转电机1B的非连接侧)供给油那样的现有技术(例如,参照专利文献1)相比,能够提高转子轴314的X方向X2侧的省空间化或者其它用途的利用自由度。即、根据本实施例,在具备旋转电机1B和动力传递机构7的车辆驱动装置100B中,能够实现旋转电机1B的非连接侧的省空间化或者其它部件的配置自由度的提高。
这里,在本实施例中,在转子轴314的X方向X2侧(旋转电机1B的非连接侧)设置有滑环318。在本实施例中,在转子轴314的X方向X2侧不具有复杂的油路构造,所以在转子轴314的X方向X2侧,为了配置滑环318而容易确保空间。特别是,滑环318需要高的防水性(例如,完全防水),可能需要比较大的配置空间,但在本实施例中,上述比较大的配置空间的确保变得容易。
另外,根据本实施例,通过花键嵌合部70的间隙S70向转子轴314的中空内部3145供给油,所以也能够实现花键嵌合部70的油润滑。即、能够作为润滑油向动力传递部亦即花键嵌合部70稳定地供给油,能够提高花键嵌合部70的可靠性(例如,耐磨性等)。
另外,根据本实施例,通过花键嵌合部70的间隙S70向转子轴314的中空内部3145供给油,所以例如与经由中空的输入轴向转子轴的中空内部供给油那样的以往结构(未图示)相比,不需要将输入轴31设为中空。在该情况下,与通过中空的旋转轴部件(即、具有形成油路的中空内部的旋转轴部件)实现输入轴31的情况相比,能够减少输入轴31的加工成本。另外,也不会产生在由中空的旋转轴部件构成输入轴31的情况下可以产生的不良(与输入轴31的强度/刚性有关的课题)。但是,在本实施例中,作为其它目的也能够通过中空的旋转轴部件实现输入轴31,在这一点上,能够提高输入轴31的设计自由度。
此外,在本实施例中,虽油路81设置有一条,但也可以设置有两条以上。另外,在本实施例中,油路81虽与铅垂方向大致平行地设置,但若是对油施加向下的重力的方向,则也可以相对于铅垂方向倾斜地设置。
图18是表示其它一个变形例的花键嵌合部70B的一部分的剖视图。在图18所示的例子中,输入轴31与转子轴314B之间的花键嵌合部70B,雌花键71B具有无齿部712B。在该情况下,通过无齿部712B能够增大花键嵌合部70B的间隙S70B,所以能够有效地促进从空间部85(参照图15)通过间隙S70B并到达转子轴314B的中空内部3145的油的流动(参照图15的箭头R506)。
这样,也可以根据向转子轴314的中空内部3145供给的油的需要量,形成一个或多个无齿部712B那样的无齿部。此外,在图18所示的例子中,雌花键71B虽具有无齿部712B,但也可以代替之或者此外,雄花键72B具有相同的无齿部。
此外,经由了上述实施例3的花键嵌合部70的油的供给方式也能够应用在上述实施例1、实施例2。
接下来,参照图19对其它实施例的车辆驱动装置100C进行说明。在以下的说明中,有时对与可能与上述实施例的车辆驱动装置100B相同的结构构件标注相同的参照符号并省略说明。
图19是表示其它实施例的旋转电机1C的整体的概要的简要剖视图。在图19中与前面的图14相同,省略了壳体2C的一部分,另外,旋转电机1C以外的结构构件输入轴31等统一示。
其它实施例的车辆驱动装置100C与上述实施例的车辆驱动装置100B的不同点是,旋转电机1B以及壳体2分别用旋转电机1C以及壳体2C置换。
本实施例的旋转电机1C是埋入磁铁式这一点与上述实施例的旋转电机1B不同,具体而言,用转子310C置换转子310并且省略了滑环318这些点上不同。
转子310C相对于上述实施例的转子310的不同点是,用转子铁芯312C置换转子铁芯312,并且代替磁场绕组316而设置永久磁铁315。
转子铁芯312C相对于上述实施例的转子铁芯312的不同点是,代替供磁场绕组316卷绕的齿部3122,设置供永久磁铁315插入的轴向的磁铁孔3124C。
永久磁铁315被插入转子铁芯312C的磁铁孔3124C。或者永久磁铁315也可以安装于转子铁芯312C的外周面。此外,永久磁铁(未图示)的排列等是任意的。
壳体2C相对于上述实施例的壳体2的不同点是,没有第二罩部件253,用马达壳体250C置换马达壳体250,用第一罩部件252C置换第一罩部件252。此外,伴随着省略滑环318,省略了第二罩部件253。
马达壳体250C相对于上述实施例的马达壳体250的不同点是,用隔壁部2502C置换隔壁部2502,以及具有轴向的壳体内油路87C。
隔壁部2502C相对于上述实施例的隔壁部2502的不同点是,用油路81C置换油路81。
油路81C相对于上述实施例的油路81,功能本身实际上相同,但在上侧的一端与壳体内油路87C连通这一点上不同。伴随于此,在本实施例中,省略上述实施例的油路管82。但是,即使在本实施例中,隔壁部2502C也可以是与上述实施例的隔壁部2502相同的结构,在该情况下,可以代替壳体内油路87C而设置油路管82。
如图19所示,壳体内油路87C可以以沿轴向延伸的方式形成在形成齿轮收纳室SP2的马达壳体250C的周壁部。壳体内油路87C的X方向X2侧的一端与油路81C连接,X方向X1侧的另一端与油泵80连通。
第一罩部件252C相对于上述实施例的第一罩部件252,仅是伴随着省略滑环318的形态的改变,而本质上没有改变。第一罩部件252C与上述第一罩部件252相同,可以不具备油路构造。
即使根据本实施例,也能够得到与上述实施例相同的效果。即、即使根据本实施例,也能够从转子轴314的X方向X1侧经由空间部85以及花键嵌合部70向转子轴314的中空内部3145供给油。由此,能够简化或取消转子轴314的X方向X2侧的油路构造。其结果是,与从转子轴314的X方向X2侧(旋转电机1B的非连接侧)供给油那样的现有技术相比,通过实现转子轴314的X方向X2侧的省空间化,能够实现旋转电机1C的X方向的体积的减少。
此外,在本实施例中,从油孔部8311B以及油孔部8312B的各个向径向喷出的油喷到定子320的线圈端部3221、3222,从而能够用于线圈端部3221、3222的冷却。另外,在本实施例中,沿着转子轴314的中空内部3145的内周面流动的油也能够有助于永久磁铁315的冷却。
以上,虽详述了各实施例,但并不限于特定的实施例,在技术方案所记载的范围内,能够进行各种变形以及改变。另外,也能够组合上述实施例的结构构件的全部或者多个。
例如,在上述实施例1中,作为优选例,虽设置了油路管861、862,但也可以省略油路管861、862中的一个。这对上述其它实施例也同样。
附图标记的说明
1…旋转电机,310…转子(转子),312…转子铁芯(铁芯部件),314…转子轴(轴),3145…中空内部(内部),316…磁场绕组,3161、3162…线圈匝部,313、313A…端板(端部部件),3134…壁部,317、317A…端环(罩部件),3170…周壁部,3172…圆环状的壁部,31702…孔部(第二孔部),320…定子(定子),322…定子线圈(线圈),3221、3222…线圈端部(线圈的轴向端部),3210…齿部,8311、8312…油孔部(第一孔部),834…油路(第一制冷剂流路),8341…第一流路部,8342…第二流路部,8343…排出口,861、861A、862、862A…油路管(第一制冷剂管部),8610、8610A、8620A、8620A…喷出口(第一喷出口),81…油路(第二制冷剂管部),81A…管路部(第二制冷剂管部),82…油路管(第二制冷剂管部),87A…管路部(第二制冷剂管部),89…油路(第二制冷剂流路),890…油路(第四流路部),891…油路(第三流路部),80…油泵(泵)。
Claims (12)
1.一种旋转电机,其具备:
定子,其具有齿部,并将线圈卷绕在上述齿部;
转子,其具有中空形状的轴、以及供磁场绕组卷绕并同轴地固定在上述轴的铁芯部件,其与上述定子同轴并且沿径向设置间隙而配置;以及
制冷剂流路构造,其与加压输送液体制冷剂的泵连通,
上述磁场绕组包含位于上述转子的轴向端部的线圈匝部,
上述制冷剂流路构造包含与上述轴的内部连通的第一制冷剂流路,
上述第一制冷剂流路从上述轴通过比上述线圈匝部靠轴向内侧并向径向外侧延伸,并且在径向外侧的端部具有沿径向与上述定子对置的排出口。
2.根据权利要求1所述的旋转电机,其中,
上述排出口沿径向与上述定子的上述线圈的轴向端部对置。
3.根据权利要求1所述的旋转电机,其中,
上述转子还具有覆盖上述铁芯部件的轴向端面的端部部件,
上述端部部件的轴向内侧的表面的一部分沿轴向与上述铁芯部件的轴向端面抵接,轴向外侧的表面与上述磁场绕组接触,
上述第一制冷剂流路形成在上述端部部件的轴向内侧的表面与上述铁芯部件的轴向端面之间。
4.根据权利要求1所述的旋转电机,其中,
上述第一制冷剂流路包含:以圆环状延伸的第一流路部、以及从上述第一流路部以放射状向径向外侧延伸的多个第二流路部。
5.根据权利要求4所述的旋转电机,其中,
在上述轴的外周部形成一个以上的径向的第一孔部,
一个以上的上述第一孔部的径向外侧与上述第一流路部连续。
6.根据权利要求5所述的旋转电机,其中,
一个以上的上述第一孔部的周向位置与多个上述第二流路部中的至少任一个的周向位置一致,或者相对于多个上述第二流路部沿周向偏移。
7.根据权利要求1所述的旋转电机,其中,
上述制冷剂流路构造还包含:在沿轴向与上述磁场绕组的上述线圈匝部对置的位置具有第一喷出口的第一制冷剂管部、以及能够从上述轴的轴向端部向上述轴的内部供给上述液体制冷剂的第二制冷剂管部,
供给到上述第一制冷剂管部的上述液体制冷剂被从上述第一制冷剂管部的上述第一喷出口沿轴向喷出,
供给到上述第二制冷剂管部的上述液体制冷剂经由上述第一制冷剂流路被向上述定子供给。
8.根据权利要求7所述的旋转电机,其中,
上述转子还具有:覆盖上述铁芯部件的轴向端面的端部部件、以及从径向外侧覆盖上述线圈匝部以及上述端部部件的圆筒状的罩部件,
上述第一制冷剂管部的上述第一喷出口与上述罩部件的轴向端面对置。
9.根据权利要求7所述的旋转电机,其中,
上述转子还具有:覆盖上述铁芯部件的轴向端面的端部部件、以及从径向外侧覆盖上述线圈匝部以及上述端部部件的圆筒状的罩部件,
从上述第一喷出口向轴向喷出的上述液体制冷剂被从上述第一喷出口向上述线圈匝部喷出,
在上述轴的外周部形成一个以上的径向的第一孔部,
从上述第一喷出口向上述线圈匝部喷出的上述液体制冷剂以及从上述第一孔部向上述线圈匝部喷出的上述液体制冷剂通过上述线圈匝部或者上述端部部件与上述罩部件之间的间隙的第二制冷剂流路,被向上述定子的上述线圈的轴向端部供给。
10.根据权利要求9所述的旋转电机,其中,
上述罩部件具有:在上述线圈匝部的径向外侧沿周向且沿轴向延伸的周壁部、以及从上述周壁部的轴向端部向径向内侧延伸的圆环状的壁部,
上述圆环状的壁部从轴向外侧沿轴向与上述线圈匝部对置,
上述第二制冷剂流路包含在轴向上由上述圆环状的壁部与上述线圈匝部之间的间隙形成的第三流路部。
11.根据权利要求10所述的旋转电机,其中,
上述第一制冷剂管部的上述第一喷出口位于比上述圆环状的壁部靠径向内侧。
12.根据权利要求10或者11所述的旋转电机,其中,
上述端部部件具有以从径向外侧沿径向与上述线圈匝部对置的方式沿轴向立起设置的壁部,
上述罩部件在沿径向与上述定子的上述线圈的轴向端部对置的位置具有径向的第二孔部,
上述第二制冷剂流路包含在径向上由上述周壁部与上述壁部之间的间隙形成的第四流路部,
上述第四流路部的一端与上述第三流路部连通,另一端与上述罩部件的上述第二孔部连通。
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