DE102018220922A1

DE102018220922A1 - Motor

Info

Publication number: DE102018220922A1
Application number: DE102018220922.7A
Authority: DE
Inventors: Hashimoto TAKENORI
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2018-12-04
Publication date: 2019-07-25
Also published as: CN110086273A; KR20190090668A; US20190229581A1; JP2019129628A

Abstract

Ein Motor weist ein Gehäuse, eine nichtmagnetische Metallplatte, einen Stator und einen Rotor mit der zylindrischen Form auf, und der Außenumfang des Stators ist in den Innenumfang der nichtmagnetischen Metallplatte eingeschrumpft. Die nichtmagnetische Metallplatte und das Gehäuse haben an einem Ende derselben Seite einen Flansch, und beide sind an dem anderen Ende, das keinen Flansch aufweist, aufgeschrumpft und in mindestens einem Bolzenloch befestigt, das in dem Flansch vorgesehen ist. Der äußere Umfangsdurchmesser des zentralen Abschnitts der nichtmagnetischen Metallplatte ist kleiner als der innere Umfangsdurchmesser des Gehäuses, und ein Kühlströmungspfad, dessen beide Enden geschlossen sind, ist zwischen der nichtmagnetischen Metallplatte und dem Gehäuse angeordnet, und mehrere Löcher sind an einem Teil beider Enden der nichtmagnetischen Metallplatte vorgesehen, in die der Stator nicht eingeschrumpft ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Motor und insbesondere einen Ölkühlungsmotor.
Beschreibung des Stands der Technik
Die Aussagen in diesem Abschnitt sehen lediglich Hintergrundinformationen zur Offenbarung vor und stellen möglicherweise keinen Stand der Technik dar.
Ein herkömmlicher Motor für ein Elektrofahrzeug (EV) oder ein Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) ist meistens ein Ölkühlungsmotor, der Öl (z. B. Automatic Transmission Fluid (ATF)) verwendet, um die Kühlfähigkeit zu verbessern. Das Öl wird beispielsweise durch ein oberhalb des Stators im Inneren des Motorgehäuses vorgesehenes Rohr in Richtung des Spulenendes des Stators geblasen, und die gesamte Spule wird durch freien Fall gekühlt, wie aus der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006-026957 bekannt. Da es jedoch einen Spalt in der Spulenwicklung gibt, ist es schwierig, das Öl um die Spule herum abzugeben. Da das Öl beispielsweise auf einen Teil davon aufgebracht wird, treten ungleichmäßige Kühlung und Temperaturabweichungen im oberen Teil und im unteren Teil des Motors auf.
Dahingehend gibt es ein Verfahren um Öl zum nach unten fließen mittels einer Ölpumpe zu zwingen, wie aus der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 1996-130856 und 2005-253263 bekannt. In beiden Anmeldungen ist es erwünscht, wenn die Ölpumpe verwendet wird, das Rohr sicher zu befestigen. Die Befestigungsstruktur des Rohrs kann jedoch durch Vibration gebrochen werden. Dementsprechend kann das Kältemittel (Öl) nicht an geeigneter Stelle zugeführt werden. Dies führt zu einer Verringerung der Kühlleistung, und es ist auch schwierig, die gewünschte Befestigungsstruktur des Kühlrohrs unter dem Gesichtspunkt der Miniaturisierung der Vorrichtung zu verkleinern.
Darüber hinaus gibt es ein Verfahren zur Verwendung einer Halterung zum Befestigen des Rohrs, wie aus der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2004-072950 bekannt. Es ist jedoch selbst in diesem Fall erwünscht, die Halterung durch den Bolzen zu fixieren, und als Folge wird die Kompaktheit ebenso wie der Raum zum Installieren des Bolzens geopfert.
Um die Kompaktheit zu erreichen, wurde ein Verfahren zum Vorsehen eines Strömungspfads (Rohrs) innerhalb des Stators, das aus der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 1995-298524 bekannt ist, oder innerhalb der Rotorwelle vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren wird jedoch nicht nur die Struktur, die sich auf den Strömungspfad bezieht, kompliziert, sondern auch die Festigkeit der Komponente und / oder die Kühlfähigkeit können reduziert werden.
Andererseits ist bei einem Motor, insbesondere einem Motor für EV / HEV, die Unterdrückung von Geräuschen die Voraussetzung, aber beim Antreiben des Motors wurde insbesondere herausgefunden, dass das Außengeräusch aufgrund der Abgabe der Vibration des Stators in einem Kompromiss mit der Kühlung steht, so dass es schwierig ist, das Geräusch zu unterdrücken. Herkömmlicherweise wird der Stator beispielsweise durch den Bolzen an drei Stellen in Bezug auf das Motorgehäuse befestigt, wie aus der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2008-048466 bekannt, aber der Stator und das Gehäuse sind kontaktiert und 30% bis 50% der Motorwärmeerzeugung wird aufgrund des Kontakts an das Gehäuse abgegeben, um es nach außen abzuführen.
Im Gegensatz dazu wurde aufgrund des Kontakts herausgefunden, dass die Vibration aufgrund der Verformung des Stators beim Antreiben des Motors an das Gehäuse abgegeben wird und von dem Außenumfang des Gehäuses abgestrahlt wird, wodurch ein Außengeräusch des Motors verursacht wird.
Die in diesem Abschnitt zum Hintergrund offenbarten obigen Informationen dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung und können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der einem Durchschnittsfachmann bereits bekannt ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung sieht eine kompakte und kostengünstige Motorstruktur vor, die eine bessere Leistung der Wärmeableitung (Kühlung) und ein verringertes Geräusch des Motors aufweist.
Ein Motor gemäß der vorliegenden Offenbarung weist ein Gehäuse, eine nichtmagnetische Metallplatte, einen Stator und einen Rotor auf, die konzentrisch in der Reihenfolge von der Außenseite des Motors aus angeordnet sind und auf jeder Seite davon eine zylindrische Form aufweisen. Der äußere Umfang eines zentralen Abschnitts des Stators ist in den inneren Umfang eines zentralen Abschnitts der nichtmagnetischen Metallplatte eingeschrumpft. Die nichtmagnetische Metallplatte und das Gehäuse haben jeweils an einem Ende derselben Seite einen Flansch, und beide sind in das andere Ende ohne Flansch eingeschrumpft und in mindestens einem in dem Flansch vorgesehenen Bolzenloch befestigt und fixiert. Der äußere Umfangsdurchmesser des zentralen Abschnitts der nichtmagnetischen Metallplatte ist kleiner als der innere Umfangsdurchmesser des Gehäuses, und ein Kühlströmungspfad, dessen beide Enden geschlossen sind, ist zwischen der nichtmagnetischen Metallplatte und dem Gehäuse angeordnet. Mehrere Löcher sind an einem Teil beider Enden der nichtmagnetischen Metallplatte vorgesehen, in die der Stator nicht eingeschrumpft ist, und Kühlöl wird zu beiden Endabschnitten des Stators und zu beiden Endabschnitten des Rotors geleitet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Stator vorzugsweise aus einem Spaltkern ausgebildet, und die nichtmagnetische Metallplatte integriert und bündelt den Spaltkern.
In dem Motor gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die nichtmagnetische Metallplatte zwischen dem Gehäuse und dem Stator angeordnet, und ein Spalt, dessen beide Enden abgedichtet sind, ist zwischen dem Gehäuse und der nichtmagnetischen Metallplatte vorhanden, um den Strömungspfad zu bilden, so dass die vom Stator erzeugte Wärme zum größten Teil vom Öl absorbiert wird und die Wärmeabfuhr zur Außenseite des Gehäuses aufgrund der Absorption des Öls unterdrückt wird. Darüber hinaus wird die Vibration des Stators meistens durch das Öl gedämpft, und das Außengeräusch durch die Vibration wird auch aufgrund des Dämpfungseffekts unterdrückt.
Ferner wird in dem Motor gemäß der vorliegenden Offenbarung, wie oben beschrieben, nicht nur das Öl in den Strömungspfad eingebracht, um die erzeugte Wärme an dem zentralen Abschnitt des Stators durch die nichtmagnetische Metallplatte zu absorbieren, sondern das Öl wird auch durch die Kühlölbohrungen geleitet, die an beiden Endabschnitten der nichtmagnetischen Metallplatte vorgesehen sind, wo beide Endabschnitte des Stators nicht aufgeschrumpft sind. Dementsprechend absorbiert das durchflossene Öl in dem Spulenende der beiden Endabschnitte des Stators die Wärme, so dass es möglich ist, die Wärme gleichmäßig abzuleiten.
Da der Stator gemäß der vorliegenden Offenbarung keine Trägerstruktur aufweist, die bezüglich des Gehäuses direkt durch den Bolzen befestigt ist, wie aus der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2008-048466 bekannt ist, ist es möglich, eine Resonanz leicht zu vermeiden.
Es versteht sich, dass der Begriff „Gefährt“ oder „Fahrzeug“ oder ein anderer ähnlicher Begriff, wie er hierin verwendet wird, im Allgemeinen Kraftfahrzeuge umfasst, wie etwa Personenkraftwagen, einschließlich Sport-Utility-Vehicles (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedenen Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und umfasst Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybrid-Elektrofahrzeuge, Wasserstoff-angetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen (z. B. Kraftstoffe, die aus anderen Quellen als Erdöl stammen). Ein Hybridfahrzeug, auf das hier Bezug genommen wird, ist ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Energiequellen aufweist, zum Beispiel sowohl Fahrzeuge mit Benzinmotor als auch mit Elektromotor.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hier gegebenen Beschreibung ersichtlich. Es sollte verstanden werden, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur zu Veranschaulichungszwecken gedacht sind und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
Figurenliste
Damit die Offenbarung gut verstanden wird, werden nun verschiedene beispielhafte Formen davon beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:

1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Motors gemäß einer beispielhaften Form der vorliegenden Offenbarung ist; und
2 ein Hauptquerschnittsdiagramm des Motors gemäß der beispielhaften Form der vorliegenden Offenbarung ist.

Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen nicht einschränken. Es versteht sich, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben.
Bezugnehmend auf 1 und 2 weist ein Motor 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung zum Beispiel ein äußerstes Gehäuse 10, eine nichtmagnetische Metallplatte 20 aus rostfreiem Stahl, einen Stator 30 und einen innersten Rotor 40, die alle konzentrisch zylindrisch sind, auf.
Der äußere Umfang des zentralen Abschnitts des Stators 30 ist in den inneren Umfang eines Teils des zentralen Abschnitts 23 der konzentrischen nichtmagnetischen Metallplatte 20 eingesetzt und durch Schrumpfen fixiert.
Die nichtmagnetische Metallplatte 20 und das Gehäuse 10 haben an einem Ende derselben Seite Flansche 22 und 12, die in die anderen Enden 21 und 11 ohne Flansch eingeschrumpft sind und durch Befestigen mittels Schrauben 92 befestigt und fixiert werden, welche die in den Flanschen 22 und 12 vorgesehenen Bolzenlöcher durchlaufen haben.
Wenn der Stator 30 aus einem geteilten Kern ausgebildet ist, wie es in 2 dargestellt ist, integriert und bündelt die nichtmagnetische Metallplatte 20 den geteilten Kern.
Der Außenumfangsdurchmesser des zentralen Abschnitts 23 der nichtmagnetischen Metallplatte 20 ist kleiner als der Innenumfangsdurchmesser des Gehäuses 10 und ein Kühlströmungspfad 91, dessen beide Enden durch Schrumpfen oder den befestigten Flansch geschlossen sind, ist zwischen der nichtmagnetischen Metallplatte 20 und dem Gehäuse 10 angeordnet.
Mehrere Kühlölbohrungen 25 sind an einem Teil beider Endabschnitte der nichtmagnetischen Metallplatte 20 vorgesehen, in die der Stator 30 nicht aufgeschrumpft ist, und das Kühlöl wird in Richtung beider Endabschnitte des Stators 30 und beide Endabschnitte des Rotors 40 durch die mehreren Kühlöllöcher 25 der nichtmagnetischen Metallplatte 20 geblasen.
In dem Motor gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die nichtmagnetische Metallplatte 20 zwischen dem Gehäuse 10 und dem Stator 30 angeordnet, und es gibt einen Spalt, dessen beide Enden zwischen dem Gehäuse 10 und der nichtmagnetischen Metallplatte 20 abgedichtet sind, um den Strömungspfad 91 zu bilden, so dass die von dem Stator 30 erzeugte Wärme größtenteils vom Öl absorbiert wird und die Wärmeabgabe in Richtung der Außenseite des Gehäuses 10 aufgrund der Absorption des Öls unterdrückt wird. Zusätzlich wird die Vibration des Stators 30 meistens durch das Öl gedämpft, und das Außengeräusch durch die Vibration wird auch aufgrund des Dämpfungseffekts unterdrückt.
Darüber hinaus wird bei dem Motor gemäß der vorliegenden Offenbarung, wie oben beschrieben, nicht nur das Öl in den Strömungspfad 91 eingebracht, um die Wärme zu absorbieren, die an dem zentralen Abschnitt des Stators 30 durch die nichtmagnetische Metallplatte 20 erzeugt wird, aber auch das Öl wird durch die Kühlölbohrungen 25 zum Spulenende 31 beider Endabschnitte des Stators 30 geleitet, die in Bezug auf den zentralen Abschnitt des Stators 30 nicht aufgeschrumpft sind und an dem geöffneten Abschnitt des Stators 30 zum Aufnehmen der erzeugten Wärme vorgesehen sind, wodurch die Wärme gleichförmig abgeführt wird.
Die sich auf diesen Motor beziehende Offenbarung ist nicht auf den Motor für EV / HEV beschränkt und kann auf einen allgemeinen Motor angewendet werden, aber es ist insbesondere möglich den Wärmewiderstand eines Seltenerd-Magneten zu reduzieren, der den größten Teil der Kosten des Motors für EV / HEV davon beansprucht, wodurch die Kosten des Motors deutlich gesenkt werden.
Während diese vorliegende Offenbarung in Verbindung mit den derzeit als praktisch angesehenen beispielhaften Formen beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die offenbarten Formen beschränkt ist, sondern im Gegenteil dazu gedacht ist verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen, die im Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung enthalten sind, abzudecken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 1995298524 [0006]

Claims

Motor, aufweisend: ein Gehäuse, eine nichtmagnetische Metallplatte, einen Stator und einen Rotor, die konzentrisch in der Reihenfolge von einer Außenseite des Motors aus angeordnet sind und an jeder Seite davon eine zylindrische Form aufweisen, wobei ein Außenumfang eines zentralen Abschnitts des Stators in einen Innenumfang eines zentralen Abschnitts der nichtmagnetischen Metallplatte eingeschrumpft ist, wobei die nichtmagnetische Metallplatte und das Gehäuse an einem Ende derselben Seite jeweils einen Flansch aufweisen, und wobei beide in ein anderes Ende ohne Flansch eingeschrumpft sind und in mindestens einem in dem Flansch vorgesehenen Bolzenloch befestigt und fixiert sind, wobei ein Außenumfangsdurchmesser des zentralen Abschnitts der nichtmagnetischen Metallplatte kleiner als ein Innenumfangsdurchmesser des Gehäuses ist und ein Kühlströmungspfad, der zwei geschlossene Ende aufweist, zwischen der nichtmagnetischen Metallplatte und dem Gehäuse angeordnet ist, und wobei mehrere Löcher an einem Teil beider Enden der nichtmagnetischen Metallplatte vorgesehen sind, in die der Stator nicht eingeschrumpft ist, und Kühlöl zu beiden Endabschnitten des Stators und beiden Endabschnitten des Rotors strömt.
Motor nach Anspruch 1, wobei der Stator aus einem Spaltkern ausgebildet ist und die nichtmagnetische Metallplatte den Spaltkern integriert und bündelt.