DE112012000077T5

DE112012000077T5 - Motorkühlstruktur und Motor

Info

Publication number: DE112012000077T5
Application number: DE112012000077T
Authority: DE
Inventors: Akira Okabe; Kazuhiro Okamoto; Teiichirou Chiba; Natsuki Watanabe; Hiroyuki Tokunaga
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2011-03-02
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2013-06-06
Also published as: WO2012118140A1; JP5738007B2; CN103081312A; JP2012182952A; US20130334912A1; CN103081312B; US9627943B2; KR101494110B1; KR20130036068A

Abstract

Ein Motor (1) hat: einen Kühlmediumlieferkanal (11), der sich zu einer Innenseite einer Welle (10) in einer axialen Richtung der Welle (10) erstreckt und ein Kühlmedium durch diesen hindurchtreten lässt; und eine Vielzahl an Kühlmediumkanälen (40A, 40B), die von dem Kühlmediumlieferkanal (11) abzweigen, damit das Kühlmedium strömt, ohne dass das Kühlmedium in der axialen Richtung der Welle (10) verzweigt, und das Kühlmedium von Abgabelöchern (40AH, 40BH) einer Oberfläche des Rotorkerns (20) abgegeben wird, wobei Abstände von dem Kühlmediumeinlass (11I), durch den das Kühlmedium in den Kühlmediumlieferkanal (11) strömt, zu den jeweiligen Abgabelöchern (40AH, 40BH) gleich sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorkühlstruktur, die einen Motor durch Öl kühlt, und auf einen Motor.
Ein Motor (Elektromotor) wird in verschiedenen Anwendungen genutzt, aber erzeugt Wärme durch die sogenannte Joule-Erwärmung einer Spule, die in einem Stator umfasst ist, und einen Wirbelstromverlust und einen Hystereseverlust, die in einem Rotorkern erzeugt werden, oder dergleichen. Insbesondere wenn die Leistungsabgabe eines Motors (Elektromotor) zunimmt, nimmt die zu dem Motor gelieferte Stromstärke ebenfalls demgemäß zu, so dass die Wärmeerzeugung des Motors ebenfalls zunimmt. Wenn die Wärmeerzeugungsmenge des Motors zunimmt, muss, da das Leistungsvermögen des Motors sich verschlechtert, der Motor gekühlt werden. Beispielsweise offenbart Patentdokument 1 eine Technologie zum Kühlen eines Motors unter Verwendung eines Kühlmediums, wie beispielsweise Öl.
Auflistung des Standes der Technik
Patentliteratur

Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentanmeldung JP 9-182375

Zusammenfassung
Technisches Problem
Eine in Patentdokument 1 offenbarte Motorkühlschaltung (Kühlkreislauf) lässt Öl als ein Kühlmedium von einem axialen Ölkanal einer Drehwelle zu einer Vielzahl an radialen Ölkanälen und einer Vielzahl an axialen Ölkanälen eines Kerns strömen.
In der in Patentdokument 1 offenbarten Motorkühlschaltung können, da die Abstände von dem Einlass des axialen Ölkanals der Rotorwelle zu den Einlässen der jeweiligen radialen Ölkanäle unterschiedlich sind, die Strömungsraten des Öls, das durch die jeweiligen radialen Ölkanäle und den axialen Rotorölkanal strömt, ungleichförmig werden und somit kann eine Kühlleistungsschwankung bei einem Kühlziel, wie beispielsweise ein Rotor, eine Statorspule und dergleichen, zunehmen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühlleistungsschwankung eines Kühlziels zu unterdrücken, wenn ein Motor durch ein Kühlmedium gekühlt wird.
Lösung des Problems
Um die vorstehend erwähnte Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine Motorkühlstruktur zum Kühlen eines Motors, der eine kraftübertragende Welle und einen Rotorkern, der an der Außenseite der Welle angebracht ist, aufweist, durch ein Kühlmedium, mit: einem Kühlmediumlieferkanal, der sich zu einer Innenseite der Welle in der axialen Richtung erstreckt und das Kühlmedium durch den Kühlmediumlieferkanal treten lässt; und einer Vielzahl an Kühlmediumkanälen, die von dem Kühlmediumlieferkanal abzweigen, um den Rotorkern zu kühlen, während das Kühlmedium strömt, ohne dass das Kühlmedium in der axialen Richtung verzweigt, und dann das Kühlmedium aus einer Vielzahl an Ausgabelöchern ausgegeben wird, die zu einer Oberfläche des Rotorkerns offen sind, wobei Abstände von einem Kühlmediumeinlass, durch den das Kühlmedium in den Kühlmediumlieferkanal strömt, zu den jeweiligen Ausgabelöchern zwischen der Vielzahl an Kühlmediumkanälen gleich sind.
Als ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass die Ausspritzlöcher zu beiden Endabschnitten des Rotorkerns offen sind.
Als ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass eine geradzahlige Anzahl der Kühlmediumkanäle von dem Kühlmediumlieferkanal abzweigt.
Als ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass eine Position, an der jeder der Vielzahl an Kühlmediumkanäle von dem Kühlmediumlieferkanal abzweigt, ein zentraler Abschnitt des Rotorkerns in der axialen Richtung ist.
Als ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass die Vielzahl an Kühlmediumkanälen eine gleiche Abmessung und Form in dem Fall haben, bei dem die Kühlmediumkanäle entlang einer Ebene geschnitten sind, die parallel zu einer Strömungsrichtung des Kühlmediums ist.
Als ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass die Welle eine Oberfläche hat, die eine Nut aufweist, die sich in der axialen Richtung erstreckt, und ein Teil des Kühlmediumkanals zwischen der Nut und dem Rotorkern ausgebildet ist.
Als ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass der Rotorkern ein Durchgangsloch aufweist, das in der axialen Richtung hindurchtritt, und die Nut und das Durchgangsloch an einem Endabschnitt des Rotorkerns verbunden sind.
Als ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass der Rotorkern ein Magnethalteloch aufweist, das in der axialen Richtung hindurchtritt und einen Magneten hält.
Als ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass die Ausgleichsplatte, die an einem Endabschnitt des Rotorkerns vorgesehen ist, um eine axiale Druckkraft auf die Vielzahl an Stahlplatten aufzubringen, einen Verbindungsabschnitt aufweist, der die Nut und das Durchgangsloch verbindet.
Als ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass jeder aus der Vielzahl an Kühlmediumkanälen folgendes aufweist: einen ersten Kühlmediumkanal, der von dem Kühlmediumlieferkanal zu einer Außenseite der Welle in einer radialen Richtung abzweigt; einen zweiten Kühlmediumkanal, der mit dem ersten Kühlmediumkanal verbunden ist und sich in der axialen Richtung erstreckt; und den Verbindungsabschnitt, der mit dem zweiten Kühlmediumkanal verbunden ist.
Als ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass die Ausgleichsplatte, die an einem Endabschnitt des Rotorkerns vorgesehen ist, einen Verbindungsabschnitt aufweist, der die Nut und das Durchgangsloch verbindet.
Als ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass ein Gehäuse, in welchem die Welle, an der der Rotorkern angebracht ist, und ein Stator (6) untergebracht sind, der an einer Außenseite des Rotorkerns angeordnet ist, einen Wicklungsendkühlkanal an einem Abschnitt aufweist, der einem Wicklungsende einer in dem Stator umfassten Wicklung zugewandt ist.
Als ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass die Welle zwei Lager aufweist, die die Welle drehbar stützen, und der Kühlmediumkanal folgendes aufweist: einen ersten Kühlmediumabgabekanal, der zu einer Seite eines Endes der Welle als zu einem der Lager einer Oberfläche der Welle offen ist; und einen zweiten Kühlmediumabgabekanal, der zu einer Seite des anderen Endes der Welle als das andere der Lager der Oberfläche der Welle offen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Motorkühlstruktur geschaffen zum Kühlen eines Motors, der eine kraftübertragende Welle und einen an der Außenseite der Welle angebrachten Rotorkern aufweist, durch ein Kühlmedium, mit: einem Kühlmediumlieferkanal, der sich zu einer Innenseite der Welle in der axialen Richtung erstreckt; und einer Vielzahl an Kühlmediumkanälen, wobei jeder der Kühlmediumkanäle folgendes aufweist: einen ersten Kühlmediumkanal, der sich von dem Kühlmediumlieferkanal zu einer Außenseite der Welle in einer radialen Richtung an einer Position erstreckt, die einem mittleren Abschnitt des Rotorkerns in der axialen Richtung entspricht, und senkrecht zu dem Kühlmediumlieferkanal ist; einen zweiten Kühlmediumkanal, der ausgebildet ist durch einen Raum, der durch den Rotorkern umgeben ist, und eine Nut, die an einer Oberfläche der Welle ausgebildet ist und sich in der axialen Richtung erstreckt, wobei der Raum mit dem ersten Kühlmediumkanal verbunden ist; einen dritten Kühlmediumkanal, der in einer Ausgleichsplatte vorgesehen ist, die an einem Endabschnitt des Rotorkerns eingebaut ist, und mit dem zweiten Kühlmediumkanal verbunden ist; einen vierten Kühlmediumkanal, der durch den Rotorkern in der axialen Richtung tritt und mit dem dritten Kühlmediumkanal verbunden ist; und ein Abgabeloch, zu dem der vierte Kühlmediumkanal an einem Endabschnitt des Rotorkerns offen ist, wobei ein Abstand von einem Kühlmediumeinlass, durch den das Kühlmedium in den Kühlmediumlieferkanal strömt, zu dem Abgabeloch des Kühlmediumkanals, der an einem Endabschnitt des Rotorkerns offen ist, gleich ist wie ein Abstand von dem Kühlmediumeinlass, durch den das Kühlmedium in den Kühlmediumlieferkanal strömt, zu dem Abgabeloch des Kühlmediumkanals, der zu dem anderen Endabschnitt des Rotorkerns offen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Elektromotor die Motorkühlstruktur auf.
Vorteilhafter Effekt der vorliegenden Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann eine Kühlleistungsschwankung eines Kühlziels unterdrücken, wenn ein Motor (Elektromotor) durch ein Kühlmedium gekühlt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine erläuternde Darstellung eines Radladers.
2 zeigt eine Musterdarstellung eines Antriebssystems des Radladers.
3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Motorkühlstruktur und eines Elektromotors, der die Motorkühlstruktur aufweist, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
4 zeigt eine Vorderansicht einer Welle und eines Rotorkerns, die in dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst sind, unter Betrachtung von einer Eingangs-/Ausgangsseite der Welle.
5 zeigt eine Seitenansicht der Welle und des Rotorkerns, die in dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst sind.
6 zeigt eine Ansicht eines Pfeils A-A aus 4.
7 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer in 6 gezeigten Nut.
8 zeigt eine Ansicht eines Pfeils B-B aus 4.
9 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer in 8 gezeigten Nut.
10 zeigt eine Ansicht eines Pfeils C-C aus 5.
11 zeigt eine Ansicht eines Pfeils D-D aus 5.
12 zeigt eine Ansicht eines Pfeils E-E aus 5.
13 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Rotorkerns, der in dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst ist.
14 zeigt eine Ansicht einer Kühlstruktur und eines Kühlmediumkanals gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
15 zeigt eine Ansicht einer Kühlstruktur und eines Kühlmediumkanals gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
16 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kühlmediumlieferkanals und eines Kühlmediumkanals.
17 zeigt eine Musterdarstellung eines Aufbaus des Kühlmediumlieferkanals und des Kühlmediumkanals.
18 zeigt eine Musterdarstellung eines abgewandelten Beispiels des Kühlmediumkanals, der in der Kühlstruktur gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst ist.
19 zeigt eine Musterdarstellung eines abgewandelten Beispiels des Kühlmediumkanals, der in der Kühlstruktur gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst ist.
20 zeigt eine Querschnittsansicht einer Motorkühlstruktur und eines Motors, die in der Motorkühlstruktur gemäß einem ersten abgewandelten Beispiel des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst sind.
21 zeigt eine Querschnittsansicht einer Motorkühlstruktur und eines Motors, die in der Motorkühlstruktur gemäß einem zweiten abgewandelten Beispiel des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst sind.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die Modi (Ausführungsbeispiele) zum Ausführen der vorliegenden Erfindung sind nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in den nachstehend erläuterten Ausführungsbeispielen beschriebenen Inhalte beschränkt. Außerdem umfassen die nachstehend beschriebenen Komponenten im Wesentlichen gleichwertige Komponenten, auf die Fachleute mit Leichtigkeit kommen können. Außerdem können die nachstehend beschriebenen Komponenten in geeigneter Weise kombiniert werden.
Ein Motor erzeugt Wärme durch eine sogenannte Joule-Erwärmung einer in einem Stator umfassten Spule, einen Wirbelstromverlust und einen Hystereseverlust eines Rotorkerns oder dergleichen. Eine Motorkühlstruktur gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel (nachstehend wird auf diese als eine Kühlstruktur bei Bedarf Bezug genommen) ist derart aufgebaut, dass die Druckverluste einer Vielzahl an Kühlmediumkanälen, die von einem Kühlmediumlieferkanal abzweigen, der in einer Welle eines Motors (Elektromotor) vorgesehen ist, damit ein Kühlmedium durch diese hindurch strömt und das Kühlmedium von einer Fläche eines Rotorkerns mit einer Vielzahl an gestapelten Stahlplatten ausgegeben wird, ausgeglichen werden (inklusive eines Toleranzfehlers und eines Herstellfehlers), wobei eine Zentrifugalkraft berücksichtigt wird, die durch die Drehung der Welle und des Rotorkerns verursacht wird. Durch diesen Aufbrau kühlt die Kühlstruktur gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Rotorkern, einen Magneten und eine Spule (insbesondere ein Spulenende) unter Verwendung des Kühlmediums. Nachstehend ist ein Aufbau eines Motors (Elektromotor), der die Kühlstruktur gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufweist, beschrieben. Der Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die vorstehend erwähnte Kühlstruktur. Die Kühlstruktur und der Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind für ein Baufahrzeug geeignet. Zunächst wird ein Radlader als ein Beispiel eines solchen Baufahrzeugs beschrieben, das den Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel anwendet.
Radlader
1 zeigt eine erläuternde Darstellung eines Radladers. Ein Radlader 100 hat einen Fahrzeugkörper 101, einen Hebearm (Betriebsmaschine) 102, der an einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugkörpers 101 eingebaut ist, eine Baggerschaufel (Betriebsmaschine) 103, der an einem vorderen Ende des Hebearms 102 eingebaut ist, zwei Vorräder 104F und zwei Hinterräder 104R, die den Fahrzeugkörper 101 antreiben, indem sie drehen, während der Fahrzeugkörper 101 gestützt ist, und eine Kabine 105, die an der Oberseite des Fahrzeugkörpers 101 montiert ist.
2 zeigt eine Musterdarstellung eines Antriebssystems des Radladers. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Radlader 100 als eine Antriebsquelle einen Verbrennungsmotor 106, wie beispielsweise einen Benzin-Verbrennungsmotor oder einen Diesel-Verbrennungsmotor und einen Motor (Elektromotor) 1. In dieser Weise ist ein Antriebsmodus des Radladers 100 ein sogenannter Hybridmodus. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Radlader 100 den Verbrennungsmotor 106 und den Elektromotor 1. Die Abgabeleistungen des Verbrennungsmotors 106 und des Elektromotors 1 werden zu einem Getriebe 107 eingegeben. Das Getriebe 106 kombiniert die Abgabeleistungen des Verbrennungsmotors 106 und des Elektromotors 1 und gibt das Ergebnis zu einer Vorderradantriebswelle 108F und einer Hinterradantriebswelle 108R aus. Die Abgabeleistung der Vorderradantriebswelle 108F wird zu den beiden Vorderrädern 104F durch ein Vorderraddifferenzialgetriebe 109F und eine Vorderradantreiberwelle 110F übertragen. Außerdem wird die Abgabeleistung der Hinterradantriebswelle 108R zu den beiden Hinterrädern 104R durch ein Hinterraddifferenzialgetriebe 109R und eine Hinterradtreiberwelle 110R übertragen. In dieser Weise werden die Energieabgabeleistungen des Verbrennungsmotors 106 und des Elektromotors 1 zu den Vorderrädern 104F und den Hinterrädern 104R zum Antreiben des Radladers 100 übertragen. Es gibt außerdem einen Fall, bei dem lediglich die Energieabgabeleistung des Motors 1 oder lediglich die Energieabgabeleistung des Verbrennungsmotors 106 zu dem Getriebe 107 während des Betriebs des Radladers 100 übertragen wird. Das heißt während des Betriebs des Radladers 100 werden die Energieabgabeleistung des Elektromotors 1 und die Energieabgabeleistung des Verbrennungsmotors 106 nicht ständig zu dem Getriebe 107 übertragen. Außerdem kann der Radlader 100 einen oder mehrere Elektromotoren 1 aufweisen. Außerdem hat der Radlader 100 einen Inverter, der einen Betrieb (Antrieb oder Regeneration) des Elektromotors 1 steuert, und eine Elektrizitätsspeichervorrichtung, wie beispielsweise einen Kondensator oder eine Sekundärbatterie, die Energie speichert, die durch die Regeneration des Elektromotors 1 gewonnen wird. Außerdem kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Radlader 100 ein elektrisches Fahrzeug (Baufahrzeug) sein, das den Elektromotor 1 durch die Energie einer elektrischen Speichervorrichtung antreibt, ohne dass der Verbrennungsmotor genutzt wird. Das heißt die Kühlstruktur gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann entweder auf ein Hybridfahrzeug oder auf ein elektrisches Fahrzeug angewendet werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Elektromotor 1 und der Verbrennungsmotor 106 quer angeordnet. Das heißt die Kraftübertragungswellen des Elektromotors 1 und des Verbrennungsmotors 106 sind so angeordnet, dass sie senkrecht zu der Fahrrichtung des Radladers 100 in einem Geradeausfahrt-Modus sind. Genauer gesagt sind die Kraftübertragungswellen des Elektromotors 1 und des Verbrennungsmotors 106 so angeordnet, dass sie senkrecht zu der Vorderradantriebswelle 108F und der Hinterradantriebswelle 108R sind. Außerdem sind der Elektromotor 1 und der Verbrennungsmotor 106 nicht darauf beschränkt, dass sie quer angeordnet sind, und sie können auch längs angeordnet sein. Das heißt die Kraftübertragungswellen des Elektromotors 1 und des Verbrennungsmotors 106 können parallel zu der Vorderradantriebswelle 108F und der Hinterradantriebswelle 108R angeordnet sein. Nachstehend sind die Kühlstruktur und der Elektromotor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
Kühlstruktur und Motor
3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Motorkühlstruktur und eines Motors, der in der Motorkühlstruktur gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst ist. Der Motor 1 hat eine Kühlstruktur 2, ein Gehäuse 3, eine Welle 10 als eine Kraftübertragungswelle, einen Rotorkern 20 und einen Stator 6. Die Welle 10 gibt die von dem Motor 1 erzeugte Kraft zu der Außenseite des Motors 1 ab und gibt die Kraft zu dem Motor 1 ein, wenn der Motor 1 als ein Generator angewendet wird. Der Rotorkern 20 ist an dem Außenumfang der Welle 10 befestigt. Der Rotor 20 hat eine zylindrische Struktur, die gestapelte scheibenförmige Stahlplatten (elektromagnetische Stahlplatten) 21 aufweist. An der Außenseite des Rotorkerns 20 ist der Stator 6 angeordnet. Der Stator 6 ist an der Außenseite des Rotorkerns 20 angeordnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Rotorkern 20 eine Vielzahl an eingebetteten Dauermagneten, was nachstehend beschrieben ist. In dieser Weise hat in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Motor 1 einen IPM (Innendauermagnet), aber er kann auch einen SPM (Oberflächendauermagnet) aufweisen. Der Stator 6 hat eine Struktur, die einen Statorkern 6Y und eine Spule 6C aufweist, und die Spule 6C ist um den Statorkern 6Y gewickelt. Ein Abschnitt, der von dem Statorkern 6Y der Spule 6C vorragt, ist ein Spulenende 6E. Der Statorkern 6Y hat eine Struktur, die eine Vielzahl an gestapelten Stahlplatten (elektromagnetische Stahlplatten) aufweist. Außerdem kann der Motor 1 ein Motor ohne einen Dauermagneten sein, wie beispielsweise ein Induktionsmotor oder dergleichen. Das heißt die Kühlstruktur 2 kann unabhängig davon angewendet werden, ob der Motor 1 einen Magneten aufweist.
In dem Gehäuse 3 sind die Welle 10 und der Stator 6 untergebracht, an dem der Rotorkern 20 befestigt ist. Das Gehäuse 3 hat ein Wellenabgabeseitenelement 3T, einen zylindrischen Seitenabschnitt 3S und ein zylindrisches Wellenabgabegegenseitenelement 3R. Der durch das Wellenabgabeseitenelement 3T, den zylindrischen Seitenabschnitt 3S und das Wellenabgabegegenseitenelement 3R umgebene Raum ist das Innere des Gehäuses 3. Das Wellenabgabeseitenelement 3T hat ein Durchgangsloch 3HA, damit die Welle 10 zu der Außenseite des Gehäuses 3 vorragt. Die in dem Gehäuse 3 untergebrachte Welle 10 ragt durch das Durchgangsloch 3HA vor. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können das Wellenabgabeseitenelement 3T und der Seitenabschnitt 3S einstückig ausgebildet sein, indem sie beispielsweise gegossen werden oder dergleichen, aber sie können auch separat ausgebildet sein und durch ein Befestigungselement, wie beispielsweise Schrauben verbunden sein. Das Wellenabgabegegenseitenelement 3R ist an dem Seitenabschnitt 3S an der entgegengesetzten Seite zu dem Wellenabgabeseitenelement 3T angebracht. Das Wellenabgabegegenseitenelement 3R ist an dem Seitenabschnitt 3S durch ein Befestigungselement, wie beispielsweise Schrauben, befestigt.
Der Stator 6 ist an dem Innenumfang des Seitenabschnittes 3S des Gehäuses 3 befestigt. Der Stator 6 hat eine ringartige Struktur und ist um den gesamten Innenumfang des Seitenabschnittes 3S befestigt. Der Rotorkern 20, an dem die Welle 10 befestigt ist, ist an der Innenumfangsseite des Stators 6 angeordnet. Lager 4A und 4B sind an beiden Seiten der Welle 10 befestigt. Die beiden Lager 4A und 4B sind an dem Gehäuse 3 befestigt und stützen die Welle 10 drehbar. Genauer gesagt ist das Lager 4A an dem Wellenabgabeseitenelement 3T angebracht und das Lager 4B ist an dem Wellenabgabegegenseitenelement 3R angebracht. Durch diesen Aufbau stützt das Gehäuse 3 in drehbarer Weise die Welle 10 durch die Lager 4A und 4B. Die Welle 10 dreht sich um eine Mitteldrehachse Zr.
Ein Endabschnitt 10C der Welle 10 ragt von dem Durchgangsloch 3HA des Wellenabgabeseitenelementes 3T vor. Beispielsweise ist ein Zahnrad, eine Verbindung oder dergleichen an der Seite des einen Endabschnittes 10C der Welle 10 angebracht. Durch diesen Aufbau wird die Kraft des Motors 1 von der Welle 10 durch das Zahnrad, die Verbindung oder dergleichen entnommen oder die Kraft wird zu dem Motor 1 eingegeben, um die Kraft von dem Motor 1 zu erzeugen. Der eine Endabschnitt 10C der Welle 10 ist eine Eingangsseite/Ausgangsseite der Welle 10.
Abdichtelemente 5A und 5B sind zwischen der Welle 10 und dem Gehäuse 3 vorgesehen. Außerdem ist ein Drehzahlsensor 5I, der die Drehzahl der Welle 10 erfasst, zwischen der Welle 10 und dem Gehäuse 3 vorgesehen. Außerdem ist der Drehzahlsensor 5I zwischen dem Lager 4B und dem Abdichtelement 5B angeordnet. Das Abdichtelement 5A befindet sich in dem Durchgangsloch 3HA des Wellenabgabeseitenelementes 3T und ist zwischen dem Lager 4A und dem einen Endabschnitt 10C der Welle 10 angebracht. Ein Abdichtelement 4B ist an der Seite des anderen Endabschnittes 10R der Welle 10 als das Lager 4B angeordnet und ist an dem Wellenabgabegegenseitenelement 3R angebracht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Innere des Motors 1 durch ein Kühlmedium (beispielsweise Öl) gekühlt und gleichzeitig werden die Lager 4A und 4B geschmiert. Daher sind, um zu vermeiden, dass das Kühlmedium von der Welle 10 zu der Außenseite des Lagers 3 austritt, die Abdichtelement 5A und 5B zwischen dem Gehäuse 3 und der Welle 10 vorgesehen. Außerdem ist eine Öldichtung 5C als ein Abdichtelement zwischen dem Lager 4 und dem Abdichtelement 5B vorgesehen.
Der Rotorkern 20 hat einen Aufbau, der eine Vielzahl an Stahlplatten 21 umfasst, die gestapelt sind und an der Welle 10 befestigt sind. Wenn die Vielzahl an Stahlplatten 21 in einem Zustand sind, bei dem sie an der Welle 10 befestigt sind, ist die Stapelrichtung der Vielzahl an Stapelplatten 21 parallel zu der axialen Richtung der Welle 10, d. h. zu der Mitteldrehachse Zr. Ausgleichsplatten 30A und 30B sind an beiden Endabschnitten des Rotorkerns 20 in der Stapelrichtung vorgesehen. Außerdem sind die Ausgleichsplatten 30A und 30B ringartige Elemente, und sie sind an dem Außenumfang der Welle 10 angebracht. Der Rotorkern 20, der die Vielzahl an gestapelten Stahlplatten 21 aufweist, ist sandwichartig zwischen zwei Ausgleichsplatten 30A und 30B angeordnet. An einer Seite der Ausgleichsplatte 30A hat die Welle 10 einen Rotorkernfixierabschnitt 14, der einen Außendurchmesser hat, der größer als der Innendurchmesser der Ausgleichsplatte 30A ist. Daher ist die Ausgleichsplatte 30A, die an der Welle 10 von der Seite des anderen Endabschnittes 10R der Welle 10 angebracht ist, davor bewahrt, dass sie sich weiterbewegt, wenn sich ein Kontakt mit dem Rotorkernfixierabschnitt 14 ergibt. Die Ausgleichsplatte 30A, der Rotorkern 20 und die Ausgleichsplatte 30B sind an der Welle 10 in dieser Reihenfolge angebracht, und eine Rotorkernfixiermutter 13 ist in die Welle 10 geschraubt, so dass der Rotorkern an der Welle 10 angebracht ist. In diesem Zustand bringen die Ausgleichsplatten 30A und 30B eine Druckkraft auf den Rotorkern 20, d. h. auf die Vielzahl an gestapelten Stahlplatten 21, auf. Der Durchmesser der Ausgleichsplatten 30A und 30B ist gleich wie oder geringer als der Durchmesser der Stahlplatten 21.
Die Welle 10 hat einen Kühlmediumlieferkanal 11 für ein Passieren eines Kühlmediums zum Kühlen der Innenseite des Motors 1. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kühlmediumlieferkanal 11 entlang der Mitteldrehachse Zr vorgesehen. Es wird bevorzugt, dass der Kühlmediumlieferkanal 11 an der Mitteldrehachse Zr vorgesehen ist. Außerdem kann die Welle 10 eine hohle Welle sein und eine zusätzliche Welle kann so vorgesehen sein, dass sie durch die Welle 10 hindurch tritt. In diesem Fall kann der Raum, der zwischen der Welle 10 und der zusätzlichen Welle 10, die durch die Welle 10 hindurchtritt, ausgebildet ist, der Kühlmediumlieferkanal 11 sein. Der Kühlmediumlieferkanal 11 befindet sich im Inneren der Welle 10 und erstreckt sich von dem anderen Endabschnitt 10R in der axialen Richtung der Welle 10, d. h. in der Richtung der Mitteldrehachse Zr. Daher ist der andere Endabschnitt 10R der Welle 10 mit einem Kühlmediumeinlass 11I versehen, durch den ein Kühlmedium in den Kühlmediumlieferkanal 11 hineinströmt. In dieser Weise ist der andere Endabschnitt 10R der Welle 10 die Kühlmediumeinlassseite.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kühlmediumlieferkanal 11 teilweise zu der axialen Richtung der Welle 10 hin vorgesehen. Der Kühlmediumlieferkanal 11 hat Kühlmediumausgabekanäle 12A und 12B, die sich zu der radial äußeren Seite der Welle 10 erstrecken. Die Kühlmediumausgabekanäle 12A und 12B sind zu dem Kühlmediumlieferkanal 11 hin offen. Der Kühlmediumausgabekanal (erster Kühlmediumausgabekanal) 12A befindet sich an einer Fläche 10S (Oberfläche) der Welle 10 und ist eher zu der Seite des einen Endabschnittes 10C der Welle 10 als das Lager 4A der einen Seite offen. Der Kühlmediumausgabekanal (zweiter Kühlmediumausgabekanal) 12B befindet sich an der Fläche 10S (Oberfläche) der Welle 10 und ist eher zu der Seite des anderen Endabschnittes 10R der Welle 10 als das Lager 4B der anderen Seite offen. Durch diesen Aufbau kommunizieren die Kühlmediumausgabekanäle 12A und 12B mit dem Kühlmediumlieferkanal 11 und der Oberfläche 10S der Welle 10. Das zu dem Kühlmediumlieferkanal 11 gelieferte Kühlmedium wird von den Kühlmediumausgabekanälen 12A und 12B ausgegeben und kühlt und schmiert die Lager 4A und 4B, während es in der nachstehend beschriebenen Weise durch einen Kühlmediumwiedergewinnungskanal 7B strömt. Außerdem muss der Motor 1 nicht unbedingt die Kühlmediumausgabekanäle 12A und 12B aufweisen.
Eine Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B zweigen von dem Kühlmediumlieferkanal 11 ab. Außerdem zeigt 3 eine Querschnittsfläche in dem Fall, bei dem die Welle 10 entlang einer Ebene geschnitten ist, die parallel zu der Mitteldrehachse Zr der Welle 10 ist und die Mitteldrehachse Zr umfasst. Jedoch sind aus Gründen der Vereinfachung der Beschreibung die Vielzahl vorgesehener Kühlmediumkanäle 40A und 40B auf der gleichen Querschnittsfläche gezeigt. Jedoch sind in Wirklichkeit, wie dies nachstehend beschrieben ist, die Kühlmediumkanäle 40A an den jeweiligen Querschnittsflächen in dem Fall gezeigt, bei dem die Welle 10 entlang Ebenen geschnitten ist, die um 90 Grad verschiedene Mittelwinkel um die Mitteldrehachse Zr haben.
Die in Vielzahl vorgesehenen Kühlmediumkanäle 40A und 40B, die von dem Kühlmediumlieferkanal 11 abzweigen, kühlen den Rotorkern 20, während ein Kühlmedium in einer Richtung strömt, ohne dass das Kühlmedium in Bezug auf die Axialrichtung der Welle 10 abzweigt, und dann wird das Kühlmedium aus den Ausgabelöchern 40AH und 40BH ausgegeben, die zu der Oberfläche des Rotorkerns 20 hin offen sind. Die Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B haben den gleichen Abstand (Kanalabstand) von dem Kühlmediumeinlass 11I, durch den das Kühlmedium in den Kühlmediumlieferkanal 11 strömt, zu den Ausgabelöchern 40AH und 40BH. Die Kühlmediumkanäle 40A und 40B sind nachstehend detailliert beschrieben. Das von den Ausgabelöchern 40AH und 40BH ausgegebene Kühlmedium strömt zu der Innenseite des Gehäuses 3 von den Kühlmediumauslässen 31B und 31A, die in den Ausgleichsplatten 30B und 30A umfasst sind. Wenn der Rotorkern 20 sich dreht, wird das Kühlmedium, das von den Kühlmediumauslässen 31B und 31A geflossen ist, zu der radial äußeren Seite des Rotorkerns 20 durch eine aufgrund der Drehung bewirkten Zentrifugalkraft geblasen. Das zu der radial äußeren Seite des Rotorkerns 20 geblasene Kühlmedium kühlt das Wicklungsende 6CE.
Der Kühlmediumwiedergewinnungskanal 7B ist an dem Seitenabschnitt 3S des Gehäuses 3 vorgesehen. Wenn der Motor 1 in Anwendung ist, ist der Kühlmediumwiedergewinnungskanal 7B an einer nach unten gerichteten Seite (die die Seite in Richtung der Schwerkraft ist und eine Richtungsseite ist, die durch einen Pfeil G in 3 gezeigt ist), vorgesehen. Beispielsweise wenn der Motor 1 an dem Radlader 100, der in 1 gezeigt ist, montiert ist, bezieht sich der Zustand des auf einer horizontalen Ebene stehenden Radladers 100 auf den Anwendungszustand des Motors 1. In diesem Zustand ist der Kühlmediumwiedergewinnungskanal 7B an einer Position an der nach unten gerichteten Seite vorgesehen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat das Gehäuse 3 einen Wicklungsendkühlkanal 7T an einem Abschnitt, der dem Wicklungsende 6CE zugewandt ist und außerhalb des Kühlmediumwiedergewinnungskanals 7B ist. Ein Kühlmedium wird außerdem von dem Wicklungsendkühlkanal 7T zu dem Wicklungsende 6CE geliefert, um das Wicklungsende 6CE zu kühlen. Außerdem muss der Wicklungsendkühlkanal 7T nicht unbedingt vorgesehen sein. Beispielsweise wird der Umstand, ob der Wicklungsendkühlkanal 7T in dem Gehäuse 3 vorgesehen wird, gemäß den Spezifikationen des Motors 1, einem Montageziel des Motors 1 oder dergleichen oder gemäß den Betriebsbedingungen bestimmt. Wenn der Motor 1 derart angeordnet ist, dass die Mitteldrehachse Zr der Welle 10 senkrecht zu der vertikalen Richtung (der Richtung der Schwerkraft) ist, wird bevorzugt, dass der Wicklungsendkühlkanal 7T an der nach oben gerichteten Seite (die zu der vertikalen Richtung entgegengesetzte Seite) angeordnet ist. In diesem Fall wird eher bevorzugt, dass der Wicklungsendkühlkanal 7T an der am weitesten oben befindlichen Seite (d. h. an der Oberseite) angeordnet ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Kühlmedium zu dem Motor 1 durch eine Pumpe 8 als eine Kühlmediumzirkulationseinrichtung geliefert und wird durch die Pumpe 8 nach dem Kühlen des Motors 1 angesaugt. Eine Saugöffnung der Pumpe 8 ist mit dem Kühlmediumwiedergewinnungskanal 7B durch eine erste Kühlmediumleitung CL1 verbunden. Außerdem ist eine Abgabeöffnung der Pumpe 8 mit dem Motor 1 durch eine zweite Kühlmediumleitung CL2 verbunden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zweigt die zweite Kühlmediumleitung CL2 in eine wellenseitige Lieferleitung CLA und eine wicklungsendseitige Lieferleitung CLB. Die erstgenannte ist mit dem Kühlmediumeinlass 11I des Kühlmediumlieferkanals 11 verbunden und die letztgenannte ist mit dem Wicklungsendkühlkanal 7T verbunden, so dass das von der Pumpe 8 abgegebene Kühlmedium zu den jeweiligen Verbindungszielen geliefert wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die Kühlstruktur 2 den Kühlmediumlieferkanal 11 und die Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B. Ein Anteil des Kühlmediums, das von der Pumpe 8 abgegeben wird, strömt durch die zweite Kühlmediumleitung CL2 in die wellenseitige Lieferleitung CLA, und der andere Anteil strömt in die wicklungsendseitige Lieferleitung CLB. Das Kühlmedium, das in die wellenseitige Lieferleitung CLA strömt, strömt durch den Kühlmediumeinlass 11I, und dann strömt sein Anteil in die jeweiligen Kühlmediumkanäle 40A und 40B. Das Kühlmedium kühlt den Rotorkern 20, während es durch die Kühlmediumkanäle 40A und 40B tritt, und wird von den Ausgabelöchern 40AH und 40BH in das Gehäuse 3 hinein ausgegeben. Das in das Gehäuse hinein ausgegebene Kühlmedium erreicht das Wicklungsende 6CE durch die Zentrifugalkraft des Rotorkerns 20, und kühlt das Wicklungsende 6CE. Das Kühlmedium, das nicht in die Kühlmediumkanäle 40A und 40B geströmt ist, wird von den Kühlmediumausgabekanälen 12A und 12B ausgegeben, um die Lager 4A und 4B zu kühlen und zu schmieren. Das Kühlmedium, das zu der wicklungsendseitigen Lieferleitung CLB geströmt ist, strömt in den Wicklungsendkühlkanal 7T und wird dann zu dem Wicklungsende 6CE geliefert, um das Wicklungsende 6CE zu kühlen. Selbst wenn der Motor 1 unter der Bedingung betrieben wird, dass es sein kann, dass das Wicklungsende 6CE unzureichend durch das Kühlmedium gekühlt wird, das von den Kühlmediumauslässen 31B und 31A strömt, kann das Wicklungsende 6CE durch den Wicklungsendkühlkanal 7T gekühlt werden. Daher kann der Wicklungsendkühlkanal 7T den Motor 1 in verschiedenen Betriebsbedingungen stabil arbeiten lassen.
Das Kühlmedium, das das Wicklungsende 6CE gekühlt hat, und das Kühlmedium, das die Lager 4A und 4B gekühlt und geschmiert hat, strömt in dem Gehäuse 3 durch die Wirkung der Schwerkraft nach unten. Dieses Kühlmedium wird durch den Kühlmediumwiedergewinnungskanal 7B zu der Außenseite des Gehäuses 3 abgegeben. Das zu der Außenseite des Gehäuses 3 abgegebene Kühlmedium wird durch die Pumpe 8 in die erste Kühlmediumleitung CL1 gesaugt. Die Pumpe 8 gibt das gesaugte Kühlmedium zu der zweiten Kühlmediumleitung CL2 ab. In dieser Weise wird in der Kühlstruktur 2 die Pumpe 8 verwendet, um das Kühlmedium zwischen dem Motor 1, der ersten Kühlmediumleitung CL1, der zweiten Kühlmediumleitung CL2, der wellenseitigen Lieferleitung CLA und der wicklungsendseitigen Lieferleitung CLB zirkulieren zu lassen. Die Kühlstruktur 2 wiederholt das Kühlen des Rotorkerns 20 und des Wicklungsendes 6CE und das Schmieren und Kühlen der Lager 4A und 4B, wie dies vorstehend beschrieben ist. Außerdem kann die erste Kühlmediumleitung CL1 und die zweite Kühlmediumleitung CL2 mit einem Filter zum Entfernen von Fremdsubstanzen aus dem Kühlmedium und mit einem Kühler zum Kühlen des aufgewärmten Kühlmediums durch ein Kühlen des Rotorkerns 20 und des Wicklungsendes 6CE versehen sein. Außerdem können als Einrichtung zum Liefern des Kühlmediums zu dem Wicklungsendkühlkanal 7T zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Kühlmediumzirkulationsstruktur eine zusätzliche Kühlmediumlieferpumpe, die sich von der Pumpe 8 unterscheidet, vorgesehen sein, um das Kühlmedium zu dem Wicklungsendkühlkanal 7T zu liefern. Das heißt der Motor 1 kann eine Kühlschaltung (Kühlkreislauf) aufweisen, die dem Wicklungsendkühlkanal 7T zugewiesen ist. Nachstehend sind die Komponenten des Motors 1 detaillierter beschrieben.
Welle und Rotorkern
4 zeigt eine Vorderansicht der Welle und des Rotorkerns, die in dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausgangsbeispiel umfasst sind, unter Betrachtung von der Eingangsseite/Ausgangsseite der Welle. 5 zeigt eine Seitenansicht der Welle und des Rotorkerns, die in dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst sind. Die 4 und 5 sollen die Querschnittsfläche, die in den 2 gezeigt ist, von den 6, 8 und 10 veranschaulichen. 6 zeigt eine Ansicht eines Pfeils A-A aus 4, und 7 zeigt eine vergrößerte Ansicht der in 6 gezeigten Nut. 8 zeigt eine Ansicht eines Pfeils B-B aus 4, und 9 zeigt eine vergrößerte Ansicht der in 8 gezeigten Nut. 10 zeigt eine Ansicht eines Pfeils C-C aus 5, und 11 zeigt eine Ansicht eines Pfeils D-D aus 5. 12 zeigt eine Ansicht eines Pfeils E-E aus 5. 13 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Rotorkerns, der in dem Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst ist.
Wie dies in 6 gezeigt ist, zweigen die beiden ersten Kühlmediumkanäle 41A und 41A, die sich zu der radial äußeren Seite erstrecken, von dem Kühlmediumlieferkanal 11 ab. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat jeder der ersten Kühlmediumkanäle 41A und 41B eine Mittelachse, die senkrecht zu der Mitteldrehachse Zr ist. Daher zweigen die ersten Kühlmediumkanäle 41A und 41B in einer Richtung ab, die um 90 Grad in Bezug auf den Kühlmediumkanal 11 geneigt ist, der in der Welle 10 umfasst ist. Durch diesen Aufbau erstrecken sich die beiden ersten Kühlmediumkanäle 41A und 41B zu der radial äußeren Seite (radiale Außenseite) der Welle 10. Außerdem kann der Winkel zwischen der Mitteldrehachse Zr und der Mittelachse der ersten Kühlmediumkanäle 41A und 41B ein anderer Winkel außer 90 Grad sein.
Zwei Nuten 15A und 15A, die sich in der axialen Richtung der Welle 10 erstrecken, sind an der Fläche (Oberfläche) 10S der Welle 10 ausgebildet. Das heißt die Welle 10 weist die Nuten 15A und 15A, die sich in der axialen Richtung erstrecken, auf. Wie dies in den 6 und 7 gezeigt ist, sind die ersten Kühlmediumkanäle 41A und 41A in den jeweiligen Nuten 15A und 15A offen. Außerdem erstrecken sich die Nuten 15A und 15A zu dem einen Endabschnitt 10C der Welle 10. Der erste Kühlmediumkanal 41A ist ein Abschnitt des Kühlmediumkanals 40A, der in 3 gezeigt ist. Außerdem wird, wenn der Rotorkern 20 an der Welle 10 befestigt ist, der Raum, der durch die Nut 15A und den Rotorkern 20 umgeben ist, zu einem zweiten Kühlmediumkanal 42A. Das heißt der zweite Kühlmediumkanal 42A erstreckt sich in der axialen Richtung der Welle 10. Der zweite Kühlmediumkanal 42A ist außerdem ein Abschnitt des Kühlmediumkanals 40A, der in 3 gezeigt ist.
8 zeigt eine Querschnittsfläche in dem Fall, bei dem die Welle 10 entlang einer Ebene geschnitten ist, die sich um 90 Grad von 6 im Hinblick auf den Mittelwinkel um die Drehmittelachse Zr unterscheidet. Wie dies in 8 gezeigt ist, zweigen zwei erste Kühlmediumkanäle 41B und 41B, die sich zu der radialen Außenseite erstrecken, von dem Kühlmediumlieferkanal 11 ab. Zwei Nuten 15B und 15B, die sich in der axialen Richtung der Welle 10 erstrecken, sind an der Fläche 10S der Welle 10 ausgebildet. Das heißt die Welle 10 weist die Nuten 15B und 15B auf, die sich in der axialen Richtung erstrecken. Wie dies in den 8 und 9 gezeigt ist, sind die ersten Kühlmediumkanäle 41B und 41B in den jeweiligen Nuten 15B und 15B offen. Außerdem erstrecken sich anders als bei den vorstehend beschriebenen Nuten 15A und 15A die Nuten 15B und 15B zu dem anderen Endabschnitt 10R der Welle 10. Der erste Kühlmediumkanal 40B ist ein Abschnitt des Kühlmediumkanals 40B, der in 3 gezeigt ist. Außerdem wird, wenn der Rotorkern 20 an der Welle 10 angebracht ist, der Raum, der durch die Nut 15B und den Rotorkern 20 umgeben ist, zu einem zweiten Kühlmediumkanal 42B. Das heißt der zweite Kühlmediumkanal 42B erstreckt sich in der axialen Richtung der Welle 10. Der zweite Kühlmediumkanal 42B ist außerdem ein Abschnitt des Kühlmediumkanals 40B, der in 3 gezeigt ist.
Das Kühlmedium, das von dem Kühlmediumeinlass 11I in den Kühlmediumlieferkanal 11 strömt, strömt in den ersten Kühlmediumkanal 41A, der in 6 gezeigt ist, und in den ersten Kühlmediumkanal 41B, der in 8 gezeigt ist, und ändert dann die Richtung um 90 Grad und strömt in den zweiten Kühlmediumkanal 42A, der in 6 gezeigt ist, und in den zweiten Kühlmediumkanal 42B, der in 8 gezeigt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das in den Kühlmediumlieferkanal 11 strömende Kühlmedium zu vier Kanälen verzweigt. Wenn die Nuten 15A und 15B, die an der Fläche 10S der Welle 10 vorgesehen sind, als die zweiten Kühlmediumkanäle 42A und 42B verwendet werden, ist es nicht erforderlich, den Rotorkern 20 zu bearbeiten, um die zweiten Kühlmediumkanäle 42A und 42B auszubilden. Daher tritt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, da die Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften des Rotorkerns 20, die durch das Vorsehen der zweiten Kühlmediumkanäle 42A und 42B verursacht werden, eine Leistungsverschlechterung des Motors 1 aufgrund der zweiten Kühlmediumkanäle 42A und 42B kaum auf. Da außerdem das Bearbeiten des Rotorkerns 20 unnötig ist, können die Herstellkosten des Rotorkerns 20 verringert werden. Da außerdem die Nuten 15A und 15B ein Rutschen beim Halten der Welle 10 verhindern können und als eine Orientierungshilfe dienen können, wenn der Rotorkern 20 oder die Ausgleichsplatten 30A und 30B an der Welle 10 angebracht sind, kann die Herstelleffizienz des Motors 1 verbessert werden.
Ausgleichsplatte
Wie dies in 10 gezeigt ist, hat die Ausgleichsplatte 30A eine Vielzahl an Kühlmediumauslässen 31A (vier Kühlmediumauslässe 31A in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) und zwei Verbindungsabschnitte 32A und 32A. Wie dies in 3 gezeigt ist, ist der Kühlmediumauslass 31A mit dem Ausgabeloch 40BH dort verbunden, wo der Kühlmediumkanal 40B zu der Fläche des Rotorkerns 20 offen ist. Der Verbindungsabschnitt 32A ist ein konkaver Abschnitt, der zu der Dickenrichtung der Ausgleichsplatte 30A hin (die Richtung, die parallel zu der Mitteldrehachse Zr ist) konkav gestaltet ist. Der Verbindungsabschnitt 32A ist ein dritter Kühlmediumkanal 43A und ist ein Abschnitt des Kühlmediumkanals 40A, der in 3 gezeigt ist. Der Verbindungsabschnitt 32A verbindet die Nut 15A (zweiter Kühlmediumkanal 42A) und ein Durchgangsloch des Rotorkerns 20 (vierter Kühlmediumkanal) an dem Endabschnitt des Rotorkerns 20. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Verbindungsabschnitt 32A mit zwei Durchgangslöchern zu der Umfangsrichtung des Rotorkerns 20 verbunden, kann jedoch mit zumindest einem Durchgangsloch verbunden sein. Das Durchgangsloch (vierter Kühlmediumkanal) ist nachstehend beschrieben. Die beiden Verbindungsabschnitte 32A und 32A sind punktsymmetrisch in Bezug auf die Mitteldrehachse Zr angeordnet. Außerdem ist die Vielzahl an Kühlmediumauslässen 31A liniensymmetrisch in Bezug auf eine Linie angeordnet, die durch die beiden Nuten 15A und 15A und die Mitteldrehachse Zr tritt. Die Welle 10 ist mit einer Keilnut 16 versehen, und die Ausgleichsplatte 30A ist ebenfalls mit einer Keilnut 33A versehen. Ein Keil 34A ist zwischen einer Keilnut 16A und der Keilnut 33A angeordnet, so dass die Position der Ausgleichsplatte 30A, die an der Welle 10 angebracht ist, bestimmt ist, und deren Drehung begrenzt ist. Außerdem ist der Kühlmediumlieferkanal 11 an der Welle 10 dargestellt.
Wie dies in 11 gezeigt ist, hat die Ausgleichsplatte 30B eine Vielzahl an Kühlmediumauslässen 31B (vier Kühlmediumauslässe 31B in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) und zwei Verbindungsabschnitte 32B und 32B. Wie dies in 3 gezeigt ist, ist der Kühlmediumauslass 31B mit dem Ausgabeloch 40AH dort verbunden, wo der Kühlmediumkanal 40A zu der Oberfläche (Fläche) des Rotorkerns 20 offen ist. Wie bei dem vorstehend beschriebenen Verbindungsabschnitt 32A ist der Verbindungsabschnitt 32B ein konkaver Abschnitt, der zu der Dickenrichtung der Ausgleichsplatte 30B hin (die Richtung, die parallel zu der Mitteldrehachse Zr ist) konkav gestaltet ist. Der Verbindungsabschnitt 32B ist ein dritter Kühlmediumkanal 41B und ist ein Abschnitt des Kühlmediumkanals 40B, der in 3 gezeigt ist. Der Verbindungsabschnitt 32B verbindet die Nut 15B (zweiter Kühlmediumkanal 42B) und ein Durchgangsloch 24 des Rotorkerns 20 (vierter Kühlmediumkanal 44B). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Verbindungsabschnitt 32B ebenfalls mit zwei Durchgangslöchern zu der Umfangsrichtung des Rotorkerns 20 verbunden, kann jedoch mit zumindest einem Durchgangsloch verbunden sein. Das Durchgangsloch 24 tritt durch den Rotorkern 20 zu der Stapelrichtung der Vielzahl an Stahlplatten 21 (die Richtung, die parallel zu der Mitteldrehachse Zr ist). Daher ist das Durchgangsloch 24 mit den Ausgleichsplatten 30A und 30B verbunden.
Die beiden Verbindungsabschnitte 32B und 32B sind punktsymmetrisch in Bezug auf die Mitteldrehachse Zr angeordnet. Die Vielzahl an Kühlmediumauslässen 31B sind liniensymmetrisch in Bezug auf eine Linie angeordnet, die durch die beiden Nuten 15B und 15B und die Mitteldrehachse Zr tritt. In 11 ist das Durchgangsloch 24 des Rotorkerns 20 (vierter Kühlmediumkanal 44A) bei jedem der Kühlmediumauslässe 31B dargestellt.
Die Welle 10 ist mit der Keilnut 16 versehen und die Ausgleichsplatte 30B ist ebenfalls mit einer Keilnut 33B versehen. Außerdem ist der Kühlmediumlieferkanal 11 an der Welle 10 dargestellt. Ein Keil 34B ist zwischen einer Keilnut 16B und der Keilnut 33B angeordnet, so dass die Position der Ausgleichsplatte 30B, die an der Welle 10 angebracht ist, bestimmt wird und deren Drehung begrenzt wird. Die Keilnut 16, die in der Welle 10 vorgesehen ist, ist an einer beliebigen Position in den Ausgleichsplatten 30A und 30B gemeinschaftlich vorhanden. In Bezug auf die Keilnut 16 sind die Verbindungsabschnitte 32B und 32B der Ausgleichsplatte 30B an Positionen angeordnet, die bestimmt werden, indem die Verbindungsabschnitte 32A und 32A der Ausgleichsplatte 30A um 90 Grad um die Mitteldrehachse Zr gedreht werden. Außerdem sind die in Vielzahl vorgesehenen Kühlmediumauslässe 31B der Ausgleichsplatte 30B an Positionen angeordnet, die bestimmt werden, indem die Vielzahl an Kühlmediumauslässen 31A der Ausgleichsplatte 30A um 90 Grad um die Mitteldrehachse Zr gedreht wird. Durch diesen Aufbau überlappen, während die Ausgleichsplatten 30A und 30B in einem Zustand sind, bei dem sie an der Welle 10 befestigt sind, wenn der Verbindungsabschnitt 32A der Ausgleichsplatte 30A an der Ausgleichsplatte 30B vorragt, der Kühlmediumauslass 31B der Ausgleichsplatte 30B und der Verbindungsabschnitt 32A miteinander. In ähnlicher Weise überlappen in dem gleichen Zustand, wenn der Verbindungsabschnitt 32B der Ausgleichsplatte 30B an der Ausgleichsplatte 30A vorragt, der Kühlmediumauslass 31A der Ausgleichsplatte 30A und der Verbindungsabschnitt 32B miteinander.
Das Durchgangsloch 24 des Rotorkerns 20 (vierter Kühlmediumkanal 44A) ist an dem Verbindungsabschnitt 32B der Ausgleichsplatte 30B dargestellt, und das Durchgangsloch 24 (vierter Kühlmediumkanal 44B) ist an jedem der in Vielzahl vorgesehenen Kühlmediumauslässe 31B dargestellt. Wie dies vorstehend beschrieben ist, tritt das Durchgangsloch 24 durch den Rotorkern 20 zu der Stapelrichtung der Vielzahl an Stahlplatten 21 und ist mit den Ausgleichsplatten 30A und 30B verbunden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Rotorkern 20 eine Vielzahl an Durchgangslöchern (acht Durchgangslöcher in diesem Beispiel), und die in Vielzahl vorgesehenen Durchgangslöcher 24 sind an konzentrischen Kreisen um die Mitteldrehachse Zr herum vorgesehen.
Da der Kühlmediumauslass 31B der Ausgleichsplatte 30B und der Verbindungsabschnitt 32A der Ausgleichsplatte 30A miteinander überlappen, sind beide durch das Durchgangsloch 24 verbunden, das der vierte Kühlmediumkanal 44B ist. Außerdem sind, da der Verbindungsabschnitt 32B der Ausgleichsplatte 30B und der Kühlmediumauslass 31B der Ausgleichsplatte 30A miteinander überlappen, beide durch das Durchgangsloch 24 verbunden, das der vierte Kühlmediumkanal 44A ist. Wie dies nachstehend beschrieben ist, ist der vierte Kühlmediumkanal 44A ein Abschnitt des Kühlmediumkanals 40A, der in 3 gezeigt ist, und der vierte Kühlmediumkanal 44B ist ein Abschnitt des Kühlmediumkanals 40B, der in 3 gezeigt ist.
Rotorkern
Wie dies in 12 gezeigt ist, ist ein Vorsprung 25 an jeder der Stahlplatten 21 vorgesehen, die in dem Rotorkern 20 umfasst sind. Der Vorsprung 25 sitzt in der Keilnut 16 der Welle 10, um die Position der Stahlplatte 21 zu bestimmen, und begrenzt deren Drehung. Da die Keilnut 16 der Welle 10 zu der axialen Richtung der Welle 10 hin gemeinschaftlich vorhanden ist, wird die Positionsbeziehung zwischen der Vielzahl an Stahlplatten 21 und den Ausgleichsplatten 30A und 30B in Bezug auf die Keilnut 16 bestimmt.
Wie dies in den 12 und 13 gezeigt ist, hat der Rotorkern 20 das Durchgangsloch 24 und ein Magnethalteloch 22. Das Durchgangsloch 24 tritt zu der axialen Richtung der Welle 10 hindurch (die Stapelrichtung der gestapelten Stahlplatten). Das Durchgangsloch 24 ist zu beiden Endabschnitten des Rotorkerns 20 offen und ist außerdem zu dem Magnethalteloch 22 offen. Das Magnethalteloch 22 tritt zu der axialen Richtung der Welle 10 hindurch (die Stapelrichtung der gestapelten Stahlplatten) und hält einen Magneten (einen Dauermagneten) 23. Außerdem kann eine Gestaltung gewählt werden, bei der das Durchgangsloch 24 nicht zu dem Magnethalteloch 22 offen ist. Außerdem sind in dem vorliegenden Beispiel eine Vielzahl an Magnethaltelöchern 22 (16 Magnethaltelöcher 22 in diesem Beispiel) entlang der Umfangsrichtung des Rotorkerns 20 ausgebildet, jedoch ist die Anzahl an Magnethaltelöchern 22 nicht darauf beschränkt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Durchgangslöcher 24 an Abschnitten vorgesehen, die benachbart zu zwei Magnethaltelöchern 22 in der radial inneren Seite des Rotorkerns 20 sind, und sie sind jeweils offen. Daher verbindet in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Durchgangsloch 24 zwei benachbarte Magnethaltelöcher 22. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Durchgangslöcher 24 an einer Vielzahl an Positionen (acht Positionen in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) entlang der Umfangsrichtung des Rotorkerns 20 vorgesehen. Die Durchgangslöcher 24 des Rotorkerns 20 werden verwendet, um den Rotorkern 20 zu kühlen. In diesem Ausführungsbeispiel sind acht Durchgangslöcher 24 vorgesehen, jedoch kann zumindest ein Durchgangsloch 24 vorgesehen sein, und die Anzahl an Durchgangslöchern 24 ist nicht darauf beschränkt. Außerdem sind die Durchgangslöcher 24 nicht auf jene des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschränkt. Beispielsweise können zwei Durchgangslöcher 24 separat zu zwei benachbarten Magnethaltelöchern 22 offen sein.
Wie dies in 13 gezeigt ist, überlappen die Durchgangslöcher 24 mit den Kühlmediumauslässen 31A und 31B und den Verbindungsabschnitten 32A und 32B (dritte Kühlmediumkanäle 43A und 43B). Wie dies vorstehend beschrieben ist, sind die Durchgangslöcher 24 die vierten Kühlmediumkanäle 44A und 44B, die die Abschnitte der Kühlmediumkanäle 40A und 40B sind. Das Kühlmedium tritt durch das Durchgangsloch 24 zu dem Kühlmediumauslass 31A von dem Kühlmediumauslass 31B oder dem Verbindungsabschnitt 32B. Während das Kühlmedium durch das Durchgangsloch 24 tritt, wird der Rotorkern 20 gekühlt. Außerdem ist, da das Durchgangsloch 24 zu dem Magnethalteloch 22 offen ist, ein Abschnitt des Magnets 23 zu dem Durchgangsloch 24 freigelegt. Daher strömt das Kühlmedium durch das Durchgangsloch 24, so dass der Magnet 23 ebenfalls gekühlt wird. Außerdem muss das Durchgangsloch 24 nicht unbedingt zu dem Magnethalteloch 22 hin offen sein.
Kühlstruktur und Kühlmediumkanal
Die 14 und 15 zeigen Ansichten der Kühlstruktur und des Kühlmediumkanals gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. 16 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kühlmediumlieferkanals und des Kühlmediumkanals. 17 zeigt eine Musterdarstellung einer Anordnung des Kühlmediumlieferkanals und des Kühlmediumkanals. Wie dies vorstehend beschrieben ist, hat der Kühlmediumkanal 40A, der bei der Querschnittsfläche A-A repräsentiert wird, einen ersten Kühlmediumkanal 41A, einen zweiten Kühlmediumkanal 42A (Nut 15A), einen dritten Kühlmediumkanal 43A (Verbindungsabschnitt 32A), einen vierten Kühlmediumkanal 44A (Durchgangsloch 24) und ein Ausgabeloch 40AH. Außerdem hat der Kühlmediumkanal 40B, der bei der Querschnittsfläche B-B repräsentiert wird, einen ersten Kühlmediumkanal 41B, einen zweiten Kühlmediumkanal 42B (Nut 15A), einen dritten Kühlmediumkanal 43B (Verbindungsabschnitt 32B), einen vierten Kühlmediumkanal 44B (Durchgangsloch 24) und ein Ausgabeloch 40BH. Die Kühlstruktur 2 hat einen Kühlmediumlieferkanal 11 und eine Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B.
Das Kühlmedium, das durch den Kühlmediumlieferkanal 11 strömt, verzweigt von den ersten Kühlmediumkanälen 41A und 41B der jeweiligen Kühlmediumkanäle 40A und 40B und strömt zu der radialen Außenseite der Welle 10. Danach ändert das Kühlmedium die Strömungsrichtung um 90 Grad, strömt in die zweiten Kühlmediumkanäle 42A und 42B und strömt zu der radialen Richtung der Welle 10. Während es durch die zweiten Kühlmediumkanäle 42A und 42B tritt, kühlt das Kühlmedium den Rotorkern 20 von der Innenumfangsseite. Daher kann, da der Rotorkern 20 direkt gekühlt werden kann und der Magnet 23 des Rotors indirekt gekühlt werden kann, das Aufwärmen des Magneten 23 vermieden werden und eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften kann unterdrückt werden.
Das Kühlmedium, das durch die zweiten Kühlmediumkanäle 42A und 42B getreten ist, strömt von den Endabschnitten 20TA und 20TB des Rotorkerns 20 heraus. Danach ändert das Kühlmedium die Strömungsrichtung um 180 Grad an den dritten Kühlmediumkanälen 43A und 43B, die an dem Endabschnitt des Rotorkerns 20 angeordnet sind, und strömt in die vierten Kühlmediumkanäle 44A und 44B. Danach strömt bei dem Prozess des Hindurchtretens durch die vierten Kühlmediumkanäle 44A und 44B das Kühlmedium zu den Ausgabelöchern 40AH und 40BH, während der Rotorkern 20 und der Magnet 23 des Rotorkerns 20 gekühlt werden.
Das Ausgabeloch 40AH des Kühlmediumkanals 40A ist zu dem Endabschnitt 20TB des Rotorkerns 20 offen, und das Ausgabeloch 40BH des Kühlmediumkanals 40B ist zu dem Endabschnitt 20TA des Rotorkerns 20 offen. In dieser Weise sind die Ausgabelöcher 40AH und 40BH zu der Fläche des Rotorkerns 20 offen. Das Kühlmedium, das von dem Ausgabeloch 40AH ausgegeben wird, strömt zu dem Kühlmediumauslass 31B der Ausgleichsplatte 30B heraus, und das Kühlmedium, das von dem Ausgabeloch 40BH ausgegeben wird, strömt zu dem Kühlmediumauslass 31A der Ausgleichsplatte 30A heraus. Wenn der Rotorkern 20 sich zusammen mit der Welle 10 dreht, wird das Kühlmedium durch die Zentrifugalkraft des Rotorkerns 20 von den Kühlmediumauslässen 31A und 31B zu dem Wicklungsende 6CE, das in 3 gezeigt ist, geblasen, so dass das Kühlmedium gegen das Wicklungsende 6CE kollidiert und das Wicklungsende 6CE kühlt.
In dieser Weise sind die jeweiligen Ausgabelöcher 40AH und 40BH der Kühlmediumkanäle 40A und 40B jeweils zu beiden Endabschnitten 20TB und 20TA des Rotorkerns 20 offen. Durch diesen Aufbau kann das Kühlmedium zu dem Wicklungsende 6CE an beiden Seiten der Welle 10 in der axialen Richtung geliefert werden, um das Wicklungsende 6CE zu kühlen. Außerdem haben in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kühlmediumkanäle 40A und 40B den gleichen Abstand (Kanalabstand) L von dem Kühlmediumeinlass 11I zu den Ausgabelöchern 40AH und 40BH. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Gleichheit nicht nur eine vollständige Gleichheit, sondern umfasst auch jene Gleichheit, die im Hinblick auf die Toleranz oder Herstellfehler unterschiedlich sind.
Wie dies in 17 gezeigt ist, ist der Kanalabstand L gleich der Summe (die Länge der Kühlmediumkanäle 40A und 40B) aus dem Abstand (Lieferkanalabstand) Li von dem Kühlmediumeinlass 11I zu den Einlässen der ersten Kühlmediumkanäle 41A und 41B der Länge L1 der ersten Kühlmediumkanäle 41A und 41B, der Länge L2 der zweiten Kühlmediumkanäle 42A und 42B, der Länge L3 der dritten Kühlmediumkanäle 43A und 43B und der Länge L4 der vierten Kühlmediumkanäle 44A und 44B. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Kanalabstand entsprechend der Mittelachse des Kühlmediumlieferkanals 11 und der ersten Kühlmediumkanäle 41A und 41B gemessen (die Achse, die erlangt wird, indem die Zentroiden der jeweiligen Querschnittsansichten verbunden werden).
Wie dies in den 16 und 17 gezeigt ist, läßt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der dritte Kühlmediumkanal 43A den zweiten Kühlmediumkanal 42A in zwei vierte Kühlmediumkanäle 44A1 und 44A2 verzweigen. Außerdem lässt der dritte Kühlmediumkanal 43B den zweiten Kühlmediumkanal 42B in zwei vierte Kühlmediumkanäle 44B1 und 44B2 verzweigen. Daher ist die Länge L3 des dritten Kühlmediumkanals 43A gleich dem Abstand von dem Einlass I3 des dritten Kühlmediumkanals 43A zu dem Einlass I4 des vierten Kühlmediumkanals 43A zu dem Einlass I4 des vierten Kühlmediumkanals 44A1 oder 44A2 (das Gleiche gilt für den dritten Kühlmediumkanal 43B). Außerdem ist der Abstand von dem Einlass I3 des dritten Kühlmediumkanals 43A zu dem Einlass I4 des einseitigen vierten Kühlmediumkanals 44A1 gleich dem Abstand von dem Einlass I3 des dritten Kühlmediumkanals 43A zu dem Einlass I4 des an der anderen Seite befindlichen vierten Kühlmediumkanals 44A2.
Wenn die Länge L3 von dem Einlass I3 des dritten Kühlmediumkanals 43A zu dem an der einen Seite befindlichen vierten Kühlmediumkanal 44A1 als die Länge L3 des dritten Kühlmediumkanals 43A verwendet wird, wird die Länge des vierten Kühlmediumkanals 44A1 als die Länge L4 des vierten Kühlmediumkanals 44A verwendet. Wenn die Länge L3 von dem Einlass I3 des dritten Kühlmediumkanals 43A zu dem an der anderen Seite befindlichen vierten Kühlmediumkanal 44A2 als die Länge L3 des dritten Kühlmediumkanals 43A verwendet wird, wird die Länge des vierten Kühlmediumkanals 44A2 als die Länge L4 des vierten Kühlmediumkanals 44A verwendet.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Positionen der Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B, die von dem Kühlmediumlieferkanal 11 abzweigen, die Gleichen in der axialen Richtung der Welle 10. Daher sind in den Kühlmediumkanälen 40A und 40B zum Ausgeben der Kühlmedien zu den verschiedenen Endabschnitten des Rotorkerns 20 die jeweiligen Lieferkanalabstände Li zueinander gleich.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Kühlmediumlieferkanal 11 in der Welle 10 mit einer kreisartigen Querschnittfläche eine kreisartige Querschnittfläche und hat eine Mittelachse, die identisch zu der Mitteldrehachse Zr ist (die Querschnittsfläche ist eine Querschnittsfläche entlang einer Ebene, die senkrecht zu der Mitteldrehachse Zr ist). Daher sind in dem Abschnitt, in dem der Kühlmediumlieferkanal 11 ist, die Dicken der Welle 10 gleich, und die Längen L1 der ersten Kühlmediumkanäle 41A und 41B der Kühlmediumkanäle 40A und 40B sind gleich.
Die Position, an der jeder der ersten Kühlmittelkanäle 41A und 41B zu der Oberfläche der Welle 10 offen ist, ist der mittlere Abschnitt des Rotorkerns 20 in der axialen Richtung der Welle 10. Daher sind die Länge L2 der zweiten Kühlmittelkanäle 42A und 42B, die jeweils mit den ersten Kühlmediumkanälen 41A und 41B verbunden sind, zueinander gleich.
Die beiden Verbindungsabschnitte 32A und 32B haben die gleiche Dimension und Form. Außerdem sind die vierten Kühlmediumkanäle 44A und 44B, d. h. die Vielzahl der Durchgangslöcher 24 in dem gleichen konzentrischen Kreis um die Mitteldrehachse Zr vorgesehen. Daher sind die Längen L3 der dritten Kühlmediumkanäle 43A und 43B zueinander gleich. Da sämtliche vierten Kühlmediumkanäle 44A und 44B durch den Rotorkern 20 parallel zu der Mitteldrehachse Zr treten, sind die Längen L4 der vierten Kühlmediumkanäle 44A und 44B zueinander gleich.
Daher sind, wie dies vorstehend beschrieben ist, in den Kühlmediumkanälen 40A und 40B für das Ausgeben der Kühlmedien zu den verschiedenen Endabschnitten des Rotorkerns 20, die jeweiligen Kanalabstände L (= Li + L1 + L2 + L3 + L4) zueinander gleich.
In dieser Weise haben die Kühlmediumkanäle 40A und 40B für das Ausgeben der Kühlmedien zu den verschiedenen Endabschnitten des Rotorkerns 20 im Wesentlichen den gleichen Druckverlust von dem Kühlmediumeinlass 11I zu den Ausgabelöchern 40AH1, 40AH2, 40BH1 und 40BH2. Daher kann die Kühlstruktur 2 die Strömungsraten der Kühlmedien, die durch die jeweiligen Kühlmediumkanäle 40A und 40B strömen, im Wesentlichen gleich gestalten und kann eine Variation (Schwankung) bei den Strömungsraten der Kühlmedien vermeiden, die von den jeweiligen Ausgabelöchern 40AH1, 40AH2, 40BH1 und 40BH2 ausgegeben werden. Als ein Ergebnis kann die Kühlschwankung (Kühlvariation) des Rotorkerns 20 durch die Kühlmedien, die durch die Kühlmediumkanäle 40A und 40B strömen, und die Kühlvariation der beiden Wicklungsenden 6CE verringert werden. Daher kann die Kühlstruktur 2 das örtliche Aufwärmen des Rotorkerns 20 und des Wicklungsende 6CE unterdrücken und kann somit eine Leistungsverschlechterung des Motors 1, die durch das Aufwärmen der Wicklung 6C des Magneten 23 und des Rotorkerns 20 verursacht wird, unterdrücken.
In der Kühlstruktur 2 ist es, wenn eine Variation bei den Strömungsraten der Kühlmedien, die von den jeweiligen Ausgabelöchern 40AH1, 40AH2, 40BH1 und 40BH2 ausgegeben werden, vorhanden ist, es erforderlich, dass das Ausgabeloch mit der niedrigsten Strömungsrate eine erforderliche Kühlleistung erzielt. Dann sieht das Ausgabeloch mit einer hohen Strömungsrate eine übermäßige Strömungsrate des Kühlmediums im Vergleich zu der erforderlichen Kühlleistung vor. Dies verursacht eine Lieferung von übermäßigem Kühlmedium zu dem Kühlmediumkanal, was somit zu einer Zunahme bei der Energie führt, die zum Ausgeben des übermäßigen Kühlmediums erforderlich ist. Außerdem wird, da eine übermäßige Menge an Kühlmedium von dem Ausgabeloch mit einer hohen Strömungsrate geliefert wird, eine große Menge an Kühlmedium zu der Innenseite des Gehäuses 3 geliefert. Als ein Ergebnis nimmt, da der Rotorkern 20 eine große Menge an in dem Gehäuse 3 während der Drehung vorhandenem Kühlmedium rührt, der Energieverlust durch das Rühren des Kühlmediums zu.
Die Kühlstruktur 2 des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann die Kanalabstände L der jeweiligen Kühlmediumkanäle 40A und 40B im Wesentlichen zueinander gleich gestalten und kann somit eine Variation der Strömungsraten der Kühlmedien, die von den jeweiligen Ausgabelöchern 40AH1, 40AH2, 40BH1 und 40BH2 ausgegeben werden, vermeiden. Daher kann, da ein Übermaß an Kühlmediumströmungsrate über das erforderliche Kühlleistungsvermögen unterdrückt werden kann, der für die Lieferung des Kühlmediums erforderliche Energieverbrauch unterdrückt werden. Außerdem kann die Kühlstruktur 2 in geeigneter Weise die Menge des in dem Gehäuse 3 vorhandenen Kühlmediums steuern und kann somit einen Energieverlust unterdrücken, der durch das Rühren einer großen Menge an Kühlmedium durch den Rotorkern 20 verursacht wird.
Außerdem hat in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kühlmediumkanal 40A zwei vierte Kühlmediumkanäle 44A1 und 44A2, und der Kühlmediumkanal 40B hat die beiden vierten Kühlmediumkanäle 44B1 und 44B2. Demgemäß hat der Kühlmediumkanal 40A zwei Ausgabelöcher 40AH1 und 40AH2 als ein Ausgabeloch 40AH, und der Kühlmediumkanal 40B hat zwei Ausgabelöcher 40BH1 und 40BH2 als ein Ausgabeloch 40BH.
In dem Falle dieses Aufbaus kann erachtet werden, dass der Kühlmediumkanal 40A zwei Kanäle hat, die ein Kanal, der den vierten Kühlmediumkanal 44A1 hat, und ein Kanal, der den vierten Kühlmediumkanal 44A2 hat, sind. Hierbei ist die Länge des vierten Kühlmediumkanals 44A1 anhand L4a bezeichnet, und die Länge des vierten Kühlmediumkanals 44A2 ist anhand L4b bezeichnet. Da sämtliche vierten Kühlmediumkanäle 44A1 und 44A2 durch den Rotorkern 20 parallel zu der Mitteldrehachse Zr treten, sind die Längen L4 der vierten Kühlmediumkanäle 44A1 und 44A2 zueinander gleich (L4a = L4b). Dann ist in dem Kühlmediumkanal 40A der Kanalabstand L1 (= Li + L1 + L2 + L3 + L4a) des Kanals, der den vierten Kühlmediumkanal 40A1 hat, gleich dem Kanalabstand L2 (= Li + L1 + L2 + L3 + L4b) eines Kanals, der den vierten Kühlmediumkanal 44A2 hat. Daher kann in dem Kühlmediumkanal 40A, da der Druckverlust des Kanals, der den vierten Kühlmediumkanal 44A1 hat, und der Druckverlust des Kanals, der den vierten Kühlmediumkanal 44A2 hat, im Wesentlichen gleich gestaltet werden kann, die Strömungsratenschwankung der Kühlmedien, die von den vierten Kühlmediumkanälen 44A1 und 44A2 ausgegeben werden, unterdrückt werden. Wenn die Kühlstruktur 2 zwei Kühlmediumkanäle 40A hat, sind die jeweiligen Kanalabstände L in den vier Kanälen in den zwei Kühlmediumkanälen 40A gleich gestaltet. Als ein Ergebnis kann, da die Druckverluste der vier Kanäle in den beiden Kühlmediumkanälen 40A im Wesentlichen gleich gestaltet werden können, die Strömungsratenschwankung der Kühlmedien, die von den vier Kanälen ausgegeben werden, unterdrückt werden.
Die vorstehend beschriebene Beziehung ist die Gleiche wie jene für die jeweiligen Kühlmediumkanäle 40B, die in der Kühlstruktur 2 umfasst sind. Daher sind in der gesamten Kühlstruktur 2 die Kanalabstände L der acht Kanäle in den beiden Kühlmediumkanälen 40A und der zwei Kühlmediumkanäle 40B gleich gestaltet. Als ein Ergebnis kann, da die Druckverluste der acht Kanäle im Wesentlichen gleich gestaltet werden können, die Strömungsratenschwankung der Kühlmedien, die von den Öffnungen ausgegeben werden, an denen die acht Kanäle zu beiden Endabschnitten des Rotorkerns 20 offen sind, vermieden werden.
Nach dem Verzweigen von dem Kühlmediumlieferkanal 11 lässt jeder der Kühlmediumkanäle 40A und 40B ein Kühlmedium strömen, ohne dass das Kühlmedium in der axialen Richtung der Welle 10 verzweigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel haben die Kühlmediumkanäle 40A und 40B die zweiten Kühlmediumkanäle 42A und 42B und die vierten Kühlmediumkanäle 44A und 44B, die parallel zu der axialen Richtung der Welle 10 sind. Die Kühlmediumkanäle 40A und 40B sind mit den zweiten Kühlmediumkanälen 42A und 42B verbunden nach dem Verzweigen von dem Kühlmediumlieferkanal 11 in den ersten Kühlmediumkanälen 41A und 41B, die zu der radialen Außenseite der Welle 10 (und dem Rotorkern 20) ausgerichtet sind. Die zweiten Kühlmediumkanäle 42A und 42B sind mit den dritten Kühlmediumkanälen 43A und 43B verbunden. Außerdem sind die vierten Kühlmediumkanäle 44A und 44B mit den dritten Kühlmediumkanälen 43A und 43B an der gleichen Seite wie die zweiten Kühlmediumkanäle 42A und 42B verbunden. Daher kehren die Kühlmediumkanäle 40A und 40B um 180 Grad an den dritten Kühlmediumkanälen 43A und 43B zurück.
Die zweiten Kühlmediumkanäle 42A und 42B verbinden die Auslässe der ersten Kühlmediumkanäle 41A und 41B und die Einlässe der dritten Kühlmediumkanäle 43A und 43B und sind zwischen ihnen nicht verzweigt. In gleicher Weise verbinden die vierten Kühlmediumkanäle 44A und 44B die Auslässe der dritten Kühlmediumkanäle 43A und die Ausgabelöcher 40AH und 40BH und sind zwischen ihnen nicht verzweigt. In diesem Aufbau strömt beispielsweise dann, wenn die zweiten Kühlmediumkanäle 42A und 42B parallel zu der axialen Richtung der Welle 10 in der axialen Richtung verzweigen, das Kühlmedium mehr zu der Seite, die in der wirkenden Richtung einer Kraft einer Komponente, die parallel zu der axialen Richtung der Welle 10 ist, verzweigt. Als ein Ergebnis ergibt sich, da das Kühlmedium mehr von dem Endabschnitt des Rotorkerns 20 in der Wirkrichtung der Kraft ausgegeben wird, eine Kühlschwankung bei dem Wicklungsende 6CE in der axialen Richtung.
Die Kühlmediumkanäle 40A und 40B lassen ein Kühlmedium strömen, ohne dass das Kühlmedium in der axialen Richtung der Welle 10 verzweigt. Da in dieser Weise die Kühlmediumkanäle 40A und 40B keinen Kanal haben, der in der axialen Richtung verzweigt, ergibt sich, selbst wenn das Kühlmedium, das dort hindurch geströmt ist, eine Kraft der Komponente, die parallel zu der axialen Richtung der Welle 10 ist, empfängt, kein Strömungsratenungleichgewicht zwischen den Verzweigungskanälen. Als ein Ergebnis kann die Kühlstruktur 2 eine Strömungsratenänderung der Kühlmedien unterdrücken, die durch die Kühlmediumkanäle 40A und 40B strömen, welche durch eine Kraft verursacht wird. Daher kann die Kühlstruktur 2 ein Kühlratenungleichgewicht der Kühlmedien, die von beiden Endabschnitten 20TA und 20TB des Rotorkerns 20 ausgegeben werden, unterdrücken, und kann somit eine Kühlschwankung des Wicklungsendes 6CE in der axialen Richtung und eine Kühlschwankung des Rotorkerns 20 in der axialen Richtung verringern.
Insbesondere in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kühlmediumkanäle 40A und 40B entgegengesetzt zu der Richtung des Kühlmediums, das durch die zweiten Kühlmediumkanäle 42A und 42B tritt, die sich parallel zu der axialen Richtung der Welle 10 erstrecken, und der Richtung des Kühlmediums, das durch die vierten Kühlmediumkanäle 44A und 44B tritt, die sich parallel zu der axialen Richtung der Welle 10 erstrecken. Durch diesen Aufbau verzögert, wenn eine Kraft einer Komponente, die parallel zu der axialen Richtung der Welle 10 ist, das Kühlmedium beschleunigt, das durch die zweiten Kühlmediumkanäle 42A und 42B tritt, die Kraft das Kühlmedium, das durch die vierten Kühlmediumkanäle 44A und 44B tritt. Daher kann selbst dann, wenn das Kühlmedium eine Kraft einer Komponente, die parallel zu der axialen Richtung der Welle 10 ist, empfängt, die Kühlstruktur 2 die Kraft zwischen den zweiten Kühlmediumkanälen 42A und 42B und den vierten Kühlmittelkanälen 44A und 44B annähernd aufheben. Als ein Ergebnis kann selbst dann, wenn das Kühlmedium eine Kraft einer Komponente, die parallel zu der axialen Richtung der Welle 10 ist, empfängt, die Kühlstruktur 2 eine Strömungsratenschwankung der Kühlmedien zwischen der Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B unterdrücken und kann somit noch stärker in sicherer Weise eine Kühlschwankung des Wicklungsendes 6CE in der axialen Richtung und eine Kühlschwankung des Rotorkerns 20 in der axialen Richtung verringern.
Ein Baufahrzeug, wie beispielsweise der in 1 gezeigte Radlader 100, führt üblicherweise einen Betrieb in einem geneigten Bereich aus. In einem geneigten Bereich ist das durch die Kühlmediumkanäle 40A und 40B strömende Kühlmedium einer Aufnahme einer Kraft einer Komponente ausgesetzt, die parallel zu der axialen Richtung der Welle 10 ist. Außerdem dringt der Radlader schnell in die Erde und den Sand, schürft die Erde und den Sand in die Baggerschaufel 103, kehrt schnell zurück, wendet, während er schnell in der Vorwärtsrichtung beschleunigt, hält plötzlich an der Position eines Ablagerungsortes oder dergleichen, wohinein die Erde und der Sand abzuladen sind an, und lädt die Erde und den Sand an dem Ablagerungsort ab. In dieser Weise kann der Radlader 100 einen Betrieb ausführen, der ein wiederholtes Beschleunigen in der Längsrichtung und in der Seitenrichtung (senkrecht zu der Längsrichtung) erforderlich macht. In diesem Fall kann das Kühlmedium, das durch die Kühlmediumkanäle 40A und 40B strömt, auch dem Aufnehmen einer Kraft einer Komponente ausgesetzt sein, die parallel zu der axialen Richtung der Welle 10 ist. Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann die Kühlstruktur 2 und kann der Motor 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kühlschwankung des Wicklungsendes 6CE und des Rotorkerns 20 in der axialen Richtung selbst dann unterdrücken, wenn das Kühlmedium eine Kraft einer Komponente empfängt, die parallel zu der axialen Richtung der Welle 10 ist. Daher sind die Kühlstruktur 2 und der Motor 1 für einen Betrieb geeignet, der ein wiederholtes schnelles Beschleunigen in der Längsrichtung und der seitlichen Richtung erforderlich ausführt, wie beispielsweise bei dem Radlader 100.
Auch in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel lässt der dritte Kühlmediumkanal 43A des Kühlmediumkanals 40A das Kühlmedium, das von dem zweiten Kühlmediumkanal 42A eingeströmt ist, in die vierten Kühlmediumkanäle 44A1 und 44A2 verzweigen (das Gleiche gilt für den dritten Kühlmediumkanal 43B). Das heißt, da sich das Kühlmedium in die beiden vierten Kühlmediumkanäle 44A1 und 44A2 zu der Umfangsrichtung der Welle 10 und des Rotorkerns 20 verzweigt, ist der Zustand ausreichend, bei dem das Kühlmedium strömt, ohne dass es in der axialen Richtung der Welle verzweigt.
Es wird bevorzugt, dass jede der Positionen der Kühlmediumkanäle 40A und 40B, die von dem Kühlmediumlieferkanal 11 abzweigen, der mittlere Abschnitt des Rotorkerns 20 in der axialen Richtung der Welle 10 ist. Bei dem in den 14 und 15 gezeigten Beispiel beträgt, wenn die Länge des Rotorkerns 20 in der axialen Richtung Lr ist, jeder der Abstände von den Endabschnitten 20TA und 20TB des Rotorkerns 20 zu den Positionen der ersten Kühlmediumkanäle 41A und 41B, d. h. der Abstand zu der Abzweigungsposition, Lr/2. In dieser Weise kann, da die Verteilung des Kühlmediums mit Leichtigkeit an beiden axialen Seiten der Welle 10 ausgeglichen werden kann (in Gleichgewicht gebracht werden kann), die Kühlschwankung bei dem Wicklungsende 6CE und dem Rotorkern 20 in der axialen Richtung mit Leichtigkeit vermieden werden. Außerdem können die Kanalabstände L mit Leichtigkeit zwischen der Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B gleich gestaltet werden.
Es wird bevorzugt, dass eine geradzahlige Anzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B von dem Kühlmediumlieferkanal 11 abzweigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zweigen die jeweiligen zwei Kühlmediumkanäle 40A und 40B, d. h. vier Kühlmediumkanäle 40A und 40B von dem Kühlmediumlieferkanal 11, ab. In dieser Weise kann, da die gleiche Anzahl an Ausgabelöchern an beiden Endabschnitten 20TA und 20TB des Rotorkerns vorgesehen werden kann, das Kühlmedium von beiden Endabschnitten 20TA und 20TB des Rotorkerns 20 bei im Wesentlichen gleichen Strömungsraten ausgegeben werden. Als ein Ergebnis kann die Kühlschwankung des Wicklungsendes 6CE und des Rotorkerns 20 in der axialen Richtung mit Leichtigkeit unterdrückt werden.
Es wird bevorzugt, dass die Kanalabstände L der Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B gleich gestaltet werden und außerdem die Abmessungen (Abmessungen des Querschnitts des Kanals) und die Formen (Querschnittskanalformen) in dem Fall, bei dem die Kühlmediumkanäle 40A und 40B entlang der Ebene geschnitten werden, die senkrecht zu der Strömungsrichtung des Kühlmediums ist, gleich gestaltet werden. Die Kanalabstände L sind bei den Druckverlusten der Kühlmediumkanäle 40A und 40B dominant. Jedoch können, indem die Querschnittskanaldimensionen und die Querschnittskanalformen zwischen der Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B gleich gestaltet werden, die Druckverluste zwischen der Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B weiter gleich gestaltet werden. Als ein Ergebnis kann die Strömungsratenschwankung des Kühlmediums zwischen der Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B noch weiter unterdrückt werden, und die Kühlschwankung bei dem Wicklungsende 6CE und dem Rotorkern 20 in der axialen Richtung kann verringert werden. Außerdem können, wenn die Querschnittskanaldimensionen und die Querschnittskanalformen gleich gestaltet sind, die Toleranz und der Herstellfehler unterschiedlich sein.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, können in der Kühlstruktur 2 die Druckverluste der Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B in Hinblick auf eine Zentrifugalkraft gleich gestaltet werden, die durch die Drehung der Welle 10 und des Rotorkerns 20 verursacht wird. Daher können in der Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B, wenn die Druckverluste unter Berücksichtigung der Zentrifugalkraft gleich sind, die Querschnittskanaldimensionen und die Querschnittskanalformen unterschiedlich sein. Jedoch können, wenn die Kanalabstände L, die Querschnittskanaldimensionen und die Querschnittskanalformen unterschiedlich sind, die Druckverluste zwischen der Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B unter einer spezifischen Bedingung gleich gestaltet werden, jedoch ist es schwierig, die Druckverluste unter anderen Bedingungen gleich zu gestalten. Daher werden in der Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B zumindest die Kanalabstände L gleich gestaltet, und vorzugsweise werden die Querschnittskanaldimensionen und die Querschnittskanalformen ebenfalls gleich gestaltet. Da in dieser Weise die Druckverluste zwischen der Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B in einfacher Weise unter verschiedenen Bedingungen gleich gestaltet werden können, können die Stabilität und die Zuverlässigkeit der Kühlstruktur 2 verbessert werden. Insbesondere wenn der Motor 1 in einem Baufahrzeug verwendet wird, wird, da der Betriebszustand in großem Maße schwankt, um dies auszugleichen, bevorzugt, dass die Kanalabstände L oder dergleichen gleich gestaltet sind.
Um die Druckverluste unter Berücksichtigung der Zentrifugalkraft auszugleichen, wird noch eher bevorzugt, dass die dreidimensionalen Formen der Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B gleich gestaltet sind. Das heißt es wird bevorzugt, dass die Abmessungen und Formen der ersten Kühlmediumkanäle 41A und 41B, die Abmessungen und Formen der zweiten Kühlmediumkanäle 42A und 42B, die Abmessungen und Formen der dritten Kühlmediumkanäle 43A und 43B und die Abmessungen und Formen der vierten Kühlmediumkanäle 44A und 44B gleich gestaltet sind. Die Formgleichgestaltung umfasst nicht nur die Gleichgestaltung der vorstehend beschriebenen Querschnittskanalformen, sondern umfasst auch die Gleichgestaltung der Winkel zwischen den Kanälen und die Gleichgestaltung der Biegezustände der Abschnitte, die die Kanäle verbinden. Außerdem umfasst die Gleichgestaltung eine Differenz in der Toleranz oder dem Herstellfehler. In dieser Weise können die Druckverluste unter Berücksichtigung der Zentrifugalkraft im Wesentlichen zwischen der Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B gleich gestaltet werden. Als ein Ergebnis kann die Strömungsratenschwankung des Kühlmediums zwischen der Vielzahl an Kühlmediumkanälen 40A und 40B weiter unterdrückt werden, und die Kühlschwankung (Kühlvariation) des Wicklungsendes 6CE und des Rotorkerns 10 in der axialen Richtung können weiter verringert werden.
<Abgewandeltes Beispiel eines Kühlmediumkanals>
Die 18 und 19 zeigen Musterdarstellungen von abgewandelten Beispielen des Kühlmediumkanals, der in der Kühlstruktur gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst ist. Eine Kühlstruktur 2a in 18 hat erste Kühlmediumkanäle 41Aa und 41Ba, die von dem Kühlmediumlieferkanal 11 zu der radialen Außenseite der Welle 10 abzweigen, zweite Kühlmediumkanäle 42Aa und 42Ba, die sich in der axialen Richtung der Welle 10 erstrecken, und Ausgabelöcher 40AHa und 40BHa, die zu beiden Endabschnitten 20TA und 20TB des Rotorkerns 20 offen sind, wie dies in den 15 und 16 gezeigt ist. Die Kühlstruktur 2a ist derart aufgebaut, dass die Kühlmediumkanäle 40A und 40B nicht an beiden Endabschnitten 20TA und 20TB des Rotorkerns 20 zurückkehren.
In der Kühlstruktur 2a ist der Kanalabstand der Kühlmediumkanäle 40Aa und 40Ba gleich der Summe aus dem Abstand (Lieferkanalabstand) von dem Kühlmediumeinlass 11I zu dem Einlass der ersten Kühlmediumkanäle 41Aa und 41Ba, der Länge der ersten Kühlmediumkanäle 41Aa und 41Ba und der Länge der zweiten Kühlmediumkanäle 42Aa und 42Ba. Wie bei der Kühlstruktur 2 ist die Kühlstruktur 2a derart aufgebaut, dass die Kanalabstände der Kühlmediumkanäle 40Aa und 40Ba, die jeweils an beiden Endabschnitten des Rotorkerns 20 offen sind (die Abstände von dem Kühlmediumeinlass 11I zu den jeweiligen Ausgabelöchern 40AHa und 40BHa), gleich sind. Als ein Ergebnis kann die Kühlstruktur 2a ebenfalls eine Kühlschwankung bei dem Rotorkern 20 und dem Wicklungsende 6CE unterdrücken.
Eine Kühlstruktur 2b in 19 hat erste Kühlmediumkanäle 41Ab und 41Bb, die von dem Kühlmediumlieferkanal 11 zu der radialen Außenseite der Welle 10 abzweigen, zweite Kühlmediumkanäle 42Ab und 42Bb, die sich in der axialen Richtung der Welle 10 erstrecken, dritte Kühlmediumkanäle 43Ab und 43Bb, die sich zu der radialen Außenseite der Welle 10 erstrecken, vierte Kühlmediumkanäle 44Ab und 44Bb, die sich in der axialen Richtung der Welle 10 erstrecken, und Ausgabelöcher 40AHb und 40BHb, die zu beiden Endabschnitten 20TA und 20TB des Rotorkerns 20 offen sind, wie dies in 15 und 16 gezeigt ist. Die Kühlstruktur 2b ist derart aufgebaut, dass der dritte Kühlmediumkanal 43A oder dergleichen mit einem der vierten Kühlmediumkanäle 44A1 und 44A2 in der Kühlstruktur 2, die in den 16 und 17 gezeigt ist, verbunden ist.
In der Kühlstruktur 2b ist der Kanalabstand der Kühlmediumkanäle 40Ab und 40Bb gleich der Summe aus dem Abstand (Lieferkanalabstand) von dem Kühlmediumeinlass 11I zu dem Einlass der ersten Kühlmediumkanäle 41Ab und 41Bb, der Länge der ersten Kühlmediumkanäle 41Ab und 41Bb, der Länge der zweiten Kühlmediumkanäle 42Ab und 42Bb, der Länge der dritten Kühlmediumkanäle 43Ab und 43Bb und der Länge der vierten Kühlmediumkanäle 44Ab und 44Bb. Wie bei den vorstehend beschriebenen Kühlstrukturen 2 und 2a ist die Kühlstruktur 2b derart aufgebaut, dass die Kanalabstände der Kühlmediumkanäle 40Ab und 40Bb, die jeweils an beiden Endabschnitten des Rotorkerns 20 offen sind (die Abstände von dem Kühlmediumeinlass 11I zu den jeweiligen Ausgabelöchern 40AHb und 40BHb), gleich sind. Als ein Ergebnis kann die Kühlstruktur 2a ebenfalls eine Kühlschwankung bei dem Rotorkern 20 und dem Wicklungsende 6CE unterdrücken.
Erstes abgewandeltes Beispiel der Kühlstruktur
20 zeigt eine Querschnittsansicht einer Motorkühlstruktur und eines Motors, der in der Motorkühlstruktur gemäß einem ersten abgewandelten Beispiel des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst ist. Eine Kühlstruktur 2c und ein Motor 1c des ersten abgewandelten Beispiels sind im Wesentlichen die gleichen wie bei der vorstehend beschriebenen Kühlstruktur 2 und dem Motor 1. Jedoch unterscheiden sich die Kühlstruktur 2c und der Motor 1c von der Kühlstruktur 2 und dem Motor 1 in Hinblick auf den Aufbau der Kühlmediumkanäle 40Ac und 40Bc, die von dem Kühlmediumlieferkanal 11 abzweigen. Der restliche Aufbau ist der gleiche wie bei der vorstehend beschriebenen Kühlstruktur 2 und dem Motor 1, und somit unterbleibt deren Beschreibung.
Die Kühlmediumkanäle 40Ac und 40Bc umfassen Abzweigungskanäle 46A und 46B, die von dem Kühlmediumlieferkanal 11 abzweigen und mit dritten Kühlmediumkanälen 43A und 43B verbunden sind (Verbindungsabschnitte 32A und 32B). Der Abzweigungskanal 46A erstreckt sich geneigt (schräg) zu der radialen Außenseite der Welle 10 und dem einen Endabschnitt 10C, und der Abzweigungskanal 46B erstreckt sich geneigt zu der radialen Außenseite der Welle 10 und dem anderen Endabschnitt 10R. Dieser Aufbau kann ebenfalls eine Kühlschwankung bei dem Rotorkern 20 und dem Wicklungsende 6CE unterdrücken.
Zweites abgewandeltes Beispiel der Kühlstruktur
21 zeigt eine Querschnittsansicht einer Motorkühlstruktur und eines Motors, der in der Motorkühlstruktur gemäß einem zweiten abgewandelten Beispiel des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst ist. Eine Kühlstruktur 2d und ein Motor 1d des zweiten abgewandelten Beispiels sind im Wesentlichen die gleichen wie bei der vorstehend beschriebenen Kühlstruktur 2 und dem Motor 1. Jedoch unterscheiden sich die Kühlstruktur 2d und der Motor 1d von der Kühlstruktur 2 und dem Motor 1 dahingehend, dass die zweiten Kühlmediumkanäle 42Ad und 42Bd, die in den Kühlmediumkanälen 40Ad und 40Bd umfasst sind, in einem Rotorkern 20d vorgesehen sind. Der restliche Aufbau ist der gleiche wie bei der vorstehend beschriebenen Kühlstruktur 2 und dem vorstehend beschriebenen Motor 1, und somit unterbleibt deren Beschreibung.
Ein Abschnitt des Innenumfangs des Rotorkerns 20d wird von einem Abschnitt entfernt, an dem die ersten Kühlmediumkanäle 41A und 41B zu der Welle 10, zu den Einlässen der dritten Kühlmediumkanäle 43A und 43B (Verbindungsabschnitte 32A und 32B) zu der radialen Außenseite hin offen sind, wodurch konkave Abschnitte 26A und 26B ausgebildet sind. Dieser Abschnitt wird zu den zweiten Kühlmittelkanälen 42Ad und 42Bd. Außerdem können die zweiten Kühlmediumkanäle 42Ad und 42Bd oder dergleichen in dem Rotorkern 20d ausgebildet sein. Die Kühlstruktur 2d muss nicht Nuten an der Oberfläche der Welle 10 ausbilden, um die zweiten Kühlmediumkanäle 42Ad und 42Bd auszubilden. Diese Struktur kann ebenfalls eine Kühlschwankung bei dem Rotorkern 20 und dem Wicklungsende 6CE unterdrücken.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, gestalten, wenn der Motor durch das Kühlmedium gekühlt wird, das vorliegende Ausführungsbeispiel und die abgewandelten Beispiele die Kanalabstände L der Vielzahl an Kühlmediumkanälen gleich und lassen das Kühlmedium nicht in den Kühlmediumkanal abzweigen, der parallel zu der Welle des Motors ist. Demgemäß können die Druckverluste der jeweiligen Kühlmediumkanäle im Wesentlichen konstant gehalten werden, und die Strömungsraten der Kühlmedien, die durch die jeweiligen Kühlkanäle treten, können im Wesentlichen konstant gehalten werden. Als ein Ergebnis können das vorliegende Ausführungsbeispiel und die abgewandelten Beispiele die Kühlschwankung bei dem Rotorkern und der Wicklung (insbesondere bei dem Wicklungsende) unterdrücken, und können somit die Leistung des Motors senken. Außerdem können das vorliegende Ausführungsbeispiel und die abgewandelten Beispiele den Motor stabil arbeiten lassen. Da außerdem das Kühlmedium nicht in den Kühlmediumkanal, der parallel zu der Welle des Motors ist, selbst dann abzweigt, wenn das Kühlmedium eine Kraft in der Richtung empfängt, die parallel zu der Welle ist, kann die durch die Kraft verursachte Strömungsratenschwankung des Kühlmediums verringert werden. Als ein Ergebnis kann selbst in dem Fall, bei dem der Motor dem Empfangen einer Kraft in der Richtung, die parallel zu der Welle ist, ausgesetzt ist, die Strömungsratenschwankung der Kühlmedien, die durch die jeweiligen Kühlkanäle treten, verringert werden, so dass die Kühlschwankung bei dem Rotorkern und der Wicklung (insbesondere bei dem Wicklungsende) unterdrückt werden kann.
Bezugszeichenliste

1, 1c, 1d: Motor
2, 2a, 2b, 2c, 2d: Motorkühlstruktur (Kühlstruktur)
3: Gehäuse
3R: Wellenabgabegegenseitenelement
3S: Seitenabschnitt
3T: Wellenabgabeseitenelement
4A, 4B: Lager
6: Stator
6C: Wicklung
6CE: Wicklungsende
6Y: Statorkern
7B: Kühlmediumwiedergewinnungskanal
7T: Wicklungsendkühlkanal
8: Pumpe
10: Welle
10C: der eine Endabschnitt
10R: der andere Endabschnitt
11: Kühlmediumlieferkanal
11I: Kühlmediumeinlass
15A, 15B: Nut
20, 20d: Rotorkern
20TA, 20TB: Endabschnitt
21: Stahlplatte
22: Magnethalteloch
23: Magnet
24: Durchgangsloch
30A, 20B: Ausgleichsplatte
31A, 31B: Kühlmediumauslass
32A, 32B: Verbindungsabschnitt
40AH, 40BH, 40AH1, 40BH1, 40AHa, 40AHb: Abgabeloch
40A, 40Ac, 40Ad, 40B, 40Bc, 40Bd: Kühlmediumkanal
41A, 41Aa, 41Ab, 41B, 41Ba, 41Bb: erster Kühlmediumkanal
42A, 42Aa, 42Ab, 42Ad, 42B, 42Ba, 42Bb, 42Bd: zweiter Kühlmediumkanal
43A, 43Ab, 43B, 43Bb: dritter Kühlmediumkanal
44A, 44A1, 44A2, 44Ab, 44B, 44B1, 44B2, 44Bb: vierter Kühlmediumkanal
46A, 46B: Abzweigungskanal
100: Radlader

Claims

Motorkühlstruktur zum Kühlen eines Motors, der eine kraftübertragende Welle und einen Rotorkern, der an der Außenseite der Welle angebracht ist, aufweist, durch ein Kühlmedium, mit: einem Kühlmediumlieferkanal, der sich zu einer Innenseite der Welle in der axialen Richtung erstreckt und das Kühlmedium durch den Kühlmediumlieferkanal treten lässt; und einer Vielzahl an Kühlmediumkanälen, die von dem Kühlmediumlieferkanal abzweigen, um den Rotorkern zu kühlen, während das Kühlmedium strömt, ohne dass das Kühlmedium in der axialen Richtung verzweigt, und dann das Kühlmedium aus einer Vielzahl an Ausgabelöchern ausgegeben wird, die zu einer Oberfläche des Rotorkerns offen sind, wobei Abstände von einem Kühlmediumeinlass, durch den das Kühlmedium in den Kühlmediumlieferkanal strömt, zu den jeweiligen Ausgabelöchern zwischen der Vielzahl an Kühlmediumkanälen gleich sind.
Motorkühlstruktur gemäß Anspruch 1, wobei die Ausgabelöcher zu beiden Endabschnitten des Rotorkerns offen sind.
Motorkühlstruktur gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei eine geradzahlige Anzahl der Kühlmediumkanäle von dem Kühlmediumlieferkanal abzweigen.
Motorkühlstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei an einer Position, an der jede aus der Vielzahl an Kühlmediumkanälen von dem Kühlmediumlieferkanal abzweigt, ein mittlerer Abschnitt des Rotorkerns in der axialen Richtung ist.
Motorkühlstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vielzahl an Kühlmediumkanälen eine gleiche Abmessung und Form in dem Fall haben, bei dem die Kühlmediumkanäle entlang einer Ebene geschnitten sind, die parallel zu einer Strömungsrichtung des Kühlmediums ist.
Motorkühlstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Welle eine Oberfläche hat, die eine Nut aufweist, die sich in der axialen Richtung erstreckt, und ein Teil des Kühlmediumkanals zwischen der Nut und dem Rotorkern ausgebildet ist.
Motorkühlstruktur gemäß Anspruch 6, wobei der Rotorkern ein Durchgangsloch aufweist, das in der axialen Richtung hindurchtritt, und die Nut und das Durchgangsloch an einem Endabschnitt des Rotorkerns verbunden sind.
Motorkühlstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Rotorkern ein Magnethalteloch aufweist, das in der axialen Richtung hindurchtritt und einen Magneten hält.
Motorkühlstruktur gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei eine Ausgleichsplatte, die an einem Endabschnitt des Rotorkerns vorgesehen ist, einen Verbindungsabschnitt hat, der die Nut und das Durchgangsloch verbindet.
Motorkühlstruktur gemäß Anspruch 9, wobei jeder aus der Vielzahl an Kühlmediumkanälen folgendes aufweist: einen ersten Kühlmediumkanal, der von dem Kühlmediumlieferkanal zu einer Außenseite der Welle in einer radialen Richtung abzweigt; einen zweiten Kühlmediumkanal, der mit dem ersten Kühlmediumkanal verbunden ist und sich in der axialen Richtung erstreckt; und den Verbindungsabschnitt, der mit dem zweiten Kühlmediumkanal verbunden ist.
Motorkühlstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Gehäuse, in welchem die Welle, an der der Rotorkern angebracht ist, und ein Stator (6) untergebracht sind, der an einer Außenseite des Rotorkerns angeordnet ist, einen Wicklungsendkühlkanal an einem Abschnitt aufweist, der einem Wicklungsende einer in dem Stator umfassten Wicklung zugewandt ist.
Motorkühlstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Welle zwei Lager aufweist, die die Welle drehbar stützen, und der Kühlmediumkanal folgendes aufweist: einen ersten Kühlmediumabgabekanal, der zu einer Seite eines Endes der Welle als zu einem der Lager einer Oberfläche der Welle offen ist; und einen zweiten Kühlmediumabgabekanal, der zu einer Seite des anderen Endes der Welle als das andere der Lager der Oberfläche der Welle offen ist.
Motorkühlstruktur zum Kühlen eines Motors, der eine kraftübertragende Welle und einen an der Außenseite der Welle angebrachten Rotorkern aufweist, durch ein Kühlmedium, mit: einem Kühlmediumlieferkanal, der sich zu einer Innenseite der Welle in der axialen Richtung erstreckt; und einer Vielzahl an Kühlmediumkanälen, wobei jeder der Kühlmediumkanäle folgendes aufweist: einen ersten Kühlmediumkanal, der sich von dem Kühlmediumlieferkanal zu einer Außenseite der Welle in einer radialen Richtung an einer Position erstreckt, die einem mittleren Abschnitt des Rotorkerns in der axialen Richtung entspricht, und senkrecht zu dem Kühlmediumlieferkanal ist; einen zweiten Kühlmediumkanal, der ausgebildet ist durch einen Raum, der durch den Rotorkern umgeben ist, und eine Nut, die an einer Oberfläche der Welle ausgebildet ist und sich in der axialen Richtung erstreckt, wobei der Raum mit dem ersten Kühlmediumkanal verbunden ist; einen dritten Kühlmediumkanal, der in einer Ausgleichsplatte vorgesehen ist, die an einem Endabschnitt des Rotorkerns eingebaut ist, und mit dem zweiten Kühlmediumkanal verbunden ist; einen vierten Kühlmediumkanal, der durch den Rotorkern in der axialen Richtung tritt und mit dem dritten Kühlmediumkanal verbunden ist; und ein Abgabeloch, zu dem der vierte Kühlmediumkanal an einem Endabschnitt des Rotorkerns offen ist, wobei ein Abstand von einem Kühlmediumeinlass, durch den das Kühlmedium in den Kühlmediumlieferkanal strömt, zu dem Abgabeloch des Kühlmediumkanals, der an einem Endabschnitt des Rotorkerns offen ist, gleich ist wie ein Abstand von dem Kühlmediumeinlass, durch den das Kühlmedium in den Kühlmediumlieferkanal strömt, zu dem Abgabeloch des Kühlmediumkanals, der zu dem anderen Endabschnitt des Rotorkerns offen ist.
Motor mit einer Motorkühlstruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.