-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor, der zwischen einer Verbrennungskraftmaschine und einem Getriebe verbunden ist.
-
Stand der Technik
-
In einem herkömmlichen Motor werden verschiedene Gegenmaßnahmen durchgeführt, um eine elektrolytische Korrosion eines Lagers zu verhindern, die durch einen hindurchverlaufenden Wellenstrom gemäß einer Wellenspannung eines Rotors hervorgerufen wird.
-
Beispielsweise wird ein hochpermeabler Abschnitt an einem Abschnitt einer Welle vorgesehen, wodurch ein Wellenstrom nicht durch ein Lager hindurchverläuft (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Ferner wird ein isolierender Ring an einen äußeren Ring eines Lagers angepasst, um elektrisch isoliert zu sein, wodurch eine Verschlechterung des Lagers, die durch einen Wellenstrom hervorgerufen wird, verhindert wird (siehe beispielsweise Patentdokument 2). Weiterhin wird ein Abschnitt der Welle aus einem Harz hergestellt (siehe beispielsweise Patentdokument 3). Ferner wird ein Stator mit einem Harz abgedeckt, wodurch der Stator an einer Außenseite des Stators (siehe beispielsweise Patentdokument 3) isoliert ist.
-
Dokumente aus dem Stand der Technik
-
Patentdokument
-
- Patentdokument 1: Veröffentlichte japanische Patentanmeldung JP 2006-211862
- Patentdokument 2: Veröffentlichte japanische Patentanmeldung JP 2008-148453
- Patentdokument 3: Veröffentlichte japanische Patentanmeldung JP 2012-19580
- Patentdokument 4: Veröffentlichte japanische Patentanmeldung JP 2012-120248
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Von der Erfindung zu lösendes Problem
-
In einem bekannten Motor wird, um eine elektrolytische Korrosion eines Lagers zu verhindern, die durch einen Wellenstrom hervorgerufen wird, ein hoch permeabler Abschnitt an einem Abschnitt einer Welle vorgesehen oder ein isolierender Ring wird an einen äußeren Ring eines Lagers angepasst, um elektrisch isoliert zu sein, sodass es einen Nachteil gibt, bei dem ein teures Bauteil benötigt wird. Ferner gibt es in einem bekannten Motor, der zwischen einer Verbrennungskraftmaschine, einem Getriebe und einem Untersetzungsgetriebe angeordnet ist, ein Problem, dass Lager, die eine Motorwelle halten, insbesondere alle Lager, die einen Endabschnitt der Motorwelle halten, isoliert sein müssen.
-
Ferner wird in einem bekannten Motor, in dem ein Abschnitt einer Welle aus einem Harz hergestellt ist, die Festigkeit der Welle verschlechtert, sodass es ein Problem dahingehend gibt, dass die Zuverlässigkeit der Welle, die mit einer Verbrennungskraftmaschine verbunden ist, verschlechtert ist. Ferner gab es in einem bekannten Motor, in dem ein Stator mit einem Harz bedeckt ist und der Motor an einer Außenseite des Stators isoliert ist, Probleme dahingehend, dass schwere Einrichtungen, wie eine Verbrennungskraftmaschine und ein Getriebe gehalten werden müssen und der Stator eine Vibration der Verbrennungskraftmaschine aushalten muss und eine Festigkeit des Stators sich verschlechtert.
-
Ferner wird beispielsweise in einem bekannten Motor, der zwischen einer Verbrennungskraftmaschine und einem Getriebe verbunden ist, eine Schleife, welche aufweist elektrische Leiter, wie beispielsweise eine rotierende Welle, ein Lager, ein Gehäuse, ein Lager, und eine rotierende Welle, ausgebildet, und wenn ein magnetischer Fluss in einer Umfangsrichtung an einem Stator variiert, der mit der Schleife verbunden ist, wird eine elektromagnetische Kraft in der Schleife erzeugt und ein elektrischer Strom verläuft dort hindurch.
-
Insbesondere, wenn ein Ölfilm aus Öl oder Fett ausgebildet wird, welche als Schmiermittel verwendet werden, wird es in Erwägung gezogen, dass das Lager als eine isolierende Komponente verwendet wird. Jedoch, wenn die Ölfolie sich durch eine Vibration der Verbrennungskraftmaschine oder einer an die Welle angelegten Radialkraft verdünnt, verläuft ein elektrischer Strom dort hindurch und wenn der elektrische Strom unterbrochen wird, wird ein Funken erzeugt, wodurch eine elektrolytische Korrosion an einer Oberfläche des Lagers hervorgerufen wird.
-
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen und es ist eine Aufgabe der Erfindung einen Motor zur Verfügung zu stellen, der einen Wellenstrom durch eine günstige Konfiguration reduzieren kann und der eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.
-
Mittel zu Lösung des Problems
-
Ein Motor der vorliegenden Erfindung ist zwischen einer Verbrennungskraftmaschine und einem Getriebe vorgesehen und in einem Gehäuse angeordnet, um die Verbrennungskraftmaschine und das Getriebe zu verbinden, wobei eine Anzahl an magnetischen Polen des Rotors ”10 × n” beträgt (n ist eine natürliche Zahl), und eine Anzahl an Zähnen des Stators ”12 × n” beträgt (n ist eine natürliche Zahl); und die rotierende Welle des Rotors, die Lager zum Abstützen der rotierenden Welle und das Gehäuse elektrisch leitend ausgebildet sind; und ein elektrischer Leiterschaltkreis, der die rotierende Welle, die Lager und das Gehäuse umfasst und mit dem Stator verbunden ist, ausgebildet ist.
-
Effekte der Erfindung
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Motor, der einen Wellenstrom durch eine günstige Konfiguration reduzieren kann und der eine hohe Zuverlässigkeit aufweist, erhalten werden.
-
Eine Aufgabe, eine Eigenschaft und ein Effekt der vorliegenden Erfindung werden genauer durch die Erklärungen und Beschreibungen der Zeichnungen in der folgenden Ausführungsform beschrieben.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Querschnitt eines Hauptabschnittes in einer Draufsicht zeigt, die vertikal in Bezug auf eine rotierende Welle eines Motors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung ist;
-
2 ist eine Querschnittsansicht, die den Motor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt;
-
3 ist ein Blockdiagramm, das einen Antriebsschaltkreis des Motors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt; und
-
4 ist ein schematisches Diagramm, das den Motor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
-
ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
-
Im Folgenden wird ein Motor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Zusätzlich bezeichnen Bezugszeichen, die gleich in jeder von 1 bis 4 sind, die gleichen oder äquivalente Teile.
-
Ausführungsform 1
-
1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Stator und einen Rotor eines Motors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigen und 2 ist eine Seitenquerschnittsansicht des Motors und 3 ist ein Antriebsschaltkreisdiagramm des Motors und 4 ist ein schematisches Diagramm, das einen Führungsabschnitt einer Statorwicklung des Motors darstellt.
-
Zunächst wird eine Konfiguration des Motors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben.
-
Wie in 1 dargestellt, umfasst ein Rotor 1 eines Motors 100 eine rotierende Welle 2 an einem zentralen Abschnitt des Rotors 1 und magnetische Pole 3, an welchen ein Permanentmagnet befestigt ist, sind an einem äußeren Umfang des Rotors 1 vorgesehen. Ein Stator 4 ist um den Rotor 1 in einem Zustand angeordnet, in dem ein Spalt zwischen dem Stator 4 und dem Rotor 1 aufrechterhalten wird. Zähne 5 sind an dem Stator 4 vorgesehen, um auf die magnetischen Pole 3 zu zeigen und eine Wicklung 6 wird intensiv um jeden der Zähne 5 gewickelt.
-
Wie in 2 dargestellt, wird ein Endabschnitt der rotierenden Welle 2 des Rotors 1 des Motors 100 an einem Gehäuse 8 durch ein Lager 7a gehalten und der andere Endabschnitt wird an einer Kurbelwelle 10 einer Verbrennungskraftmaschine 200 über eine Kupplung 9 gehalten und die Kupplung 10 wird durch ein Lager 7c der Verbrennungskraftmaschine 200 gehalten.
-
Der andere Endabschnitt der rotierenden Welle 2 wird durch das Gehäuse 8 durch das Lager 7b gehalten und der andere Endabschnitt ist mit einem Getriebe 300 (umfassend ein Untersetzungsgetriebe) verbunden.
-
Das Gehäuse 8 des Motors 100 hält den Stator 4 in einem Zustand, in dem eine Endoberfläche des Gehäuses 8 an einem Gehäuse 200a der Verbrennungskraftmaschine 200 befestigt ist, und die andere Endoberfläche des Gehäuses 8 an einem Gehäuse 300a des Getriebes 300 befestigt ist.
-
Die rotierende Welle 2 ist aus Eisen ausgebildet und die rotierende Welle 2 ist leitend.
-
Ein Endabschnitt in einer Wellenrichtung der rotierenden Welle 2 wird auf rotierbare Weise an dem Gehäuse 8, welches leitfähig ist, durch das Lager 7a, das leitfähig ist, über einen Rahmen 11a, der leitfähig ist, gehalten und der andere Endabschnitt in der Axialrichtung der rotierenden Welle 2 wird auf rotierbare Weise an dem Gehäuse 8, welches leitfähig ist, durch das Lager 7b, welches leitfähig ist, über einen Rahmen 11b, welcher leitfähig ist, gehalten.
-
Die Kurbelwelle 10 ist aus Eisen ausgebildet und die Kurbelwelle 10 ist leitfähig.
-
Ein Gleitlager wird als das Lager 7c der Verbrennungskraftmaschine 200 verwendet und das Lager 7c ist leitfähig.
-
Das Gehäuse 200a der Verbrennungskraftmaschine 200 ist aus Eisen ausgebildet und das Gehäuse 200a weist Leitfähigkeit auf.
-
Das Gehäuse 300a des Getriebes 300 ist aus Aluminium ausgebildet und das Gehäuse 300a ist leitfähig.
-
Das Gehäuse 300a des Getriebes 300 hält eine Welle des Getriebes 300 durch ein Kugellager (nicht dargestellt). Das Kugellager und die Welle des Getriebes 300 sind aus Eisen ausgebildet und sind leitfähig.
-
Die Welle des Getriebes 300 ist mit der rotierenden Welle 2 durch einen Keilverzahnung verbunden.
-
Wie oben beschrieben wurde, ist ein elektrischer Leiterschaltkreis durch die rotierende Welle 2, das Lager 7a, das Lager 7b und das Gehäuse 8, in dem alle Komponenten leitfähig sind, ausgebildet und der elektrische Leiterschaltkreis ist mit dem Stator 4 aufweisend eine ringförmige Form verbunden.
-
Ein elektrischer Leiterschaltkreis wird über elektrische Leiter ausgebildet, wie beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine 200, ein Lager der Verbrennungskraftmaschine 200 und das Gehäuse 200a der Verbrennungskraftmaschine 200.
-
Ein elektrischer Leiterschaltkreis wird auf ähnliche Weise an der Getriebeseite über elektrische Leiter, wie beispielsweise das Getriebe, ein Lager des Getriebes 300 und das Gehäuse 300a des Getriebes 300 ausgebildet.
-
Daher, wenn der Motor an dem Lager isoliert wird, ist es erforderlich, dass das Lager in der Verbrennungskraftmaschine 200 oder das Getriebe 300 isoliert sind.
-
In der vorliegenden Erfindung umfasst der Motor zwei Paare an dreiphasigen Wicklungen, von denen elektrische Phasen sich voneinander unterscheiden und magnetische Flüsse in einer Umfangsrichtung des Stators 4 werden an symmetrischen Positionen in einer umgekehrten Richtung erzeugt, sodass die magnetischen Flüsse kompensiert werden. Als ein Ergebnis werden die magnetischen Flüsse in einer Umfangsrichtung des Stators 4 null und eine elektromagnetische Kraft wird nicht an dem elektrischen Leiterschaltkreis erzeugt, sodass der elektrische Strom nicht durch das Lager verläuft und eine Nutzungsdauer des Lagers verbessert werden kann.
-
In einer speziellen Konfiguration beträgt die Anzahl an magnetischen Polen des Rotors 1 ”10 × n” (n ist eine natürliche Zahl) und die Anzahl an Zähnen 5 des Stators 4 beträgt ”12 × n” (n ist eine natürliche Zahl). Wie in 1 dargestellt beträgt gemäß Ausführungsform 1 eine Anzahl an magnetischen Polen 3 des Rotors 1 20 und eine Anzahl an Zähnen 5 des Stators 4 beträgt 24.
-
Wicklungen U1, U2, V1, V2, W1 und W2 werden der Reihe nach ausgehend von den ersten Zähnen an dem Zahn 5 des Stators 4 vorgesehen.
-
In diesem Fall bilden die Wicklungen U1, V1 und W1 die erste Dreiphasenwicklung aus und die Wicklungen U2, V2 und W2 bilden eine zweite Dreiphasenwicklung aus.
-
Elektrische Winkelphasen der ersten Dreiphasenwicklung und der zweiten Dreiphasenwicklung, die die Wicklungen des Stators 4 ausbilden, sind in 30 Grad Winkeln voneinander abgelenkt.
-
Eine Strömung eines magnetischen Flusses der U-Phase wird in 1 angezeigt.
-
Wenn der Motor 100 in einem Status konfiguriert wird, in dem eine Anzahl an magnetischen Polen 3 des Rotors 1 10 beträgt und eine Anzahl der Zähne 5 des Stators 4 12 beträgt, strömt ein in Umfangsrichtung verlaufender magnetischer Fluss in einer umgekehrten Richtung an einem Core-Back Abschnitt 4a der Wicklungen U1 und U2 und der Wicklungen U1a und U2a, sodass der in Umfangsrichtung verlaufende magnetische Fluss nicht in dem gesamten Stator 4 erzeugt wird. Daher verläuft ein elektrischer Strom nicht durch das Lager.
-
Wie in 3 dargestellt, wird ein erster Dreiphasenumrichter 14a mit einer ersten Dreiphasenwicklung 13a verbunden und ein zweiten Dreiphasenumrichter 14b wird mit einer zweiten Dreiphasenwicklung 13b verbunden.
-
Elektrische Winkelphasen des ersten Dreiphasenumrichters 14a und des zweiten Dreiphasenumrichters 14b sind um 30° zueinander versetzt und ein elektrischer Strom verläuft dort hindurch gemäß einer Phase einer elektromagnetischen Kraft, die durch die magnetischen Pole 3 des Rotors 1 erzeugt wird.
-
Dadurch kann der Motor 100 in einem Zustand betrieben werden, in dem eine Drehmomentwelligkeit gering ist.
-
Ein Rastmoment ist sehr gering in einem Zustand, in dem ein Zyklus einen elektrischen Winkel von 2π/12 aufweist.
-
Wenn ein Drehmoment variiert wird, wird eine große Last an das Lager angelegt und ein Ölfilm wird klein und ein Wellendurchmesser verläuft einfach dort hindurch. Jedoch ist die Drehmomentwelligkeit in dem Motor 100 gemäß Ausführungsform 1 gering, sodass der Ölfilm des Lagers aufrechterhalten werden kann.
-
Sogar wenn eine Wellenspannung aufgrund einer Herstellungstoleranz oder dergleichen erzeugt wird, kann ein Wellenstrom durch den Ölfilm reduziert werden.
-
In 3 wird der Motor 100 durch einen Steuerschaltkreis 17 gemäß Erfassungswerten angetrieben und gesteuert, die eingebracht werden von einem Stromsensor 15, der einen elektrischen Strom eines Umrichters 14 ermittelt, und einem Rotationssensor 16, der eine Anzahl an Umdrehungen des Rotors 1 erfasst.
-
In der anderen Verbindungskonfiguration der Wicklungen werden die Wicklungen U1, U2, V1, V2, W1 und W2 der Reihe nach von dem ersten Zahn ausgehend an dem Zahn 5 des Stators 4 vorgesehen und die Wicklungen U1 und U2, V1 und V2, und W1 und W2 werden in Reihe in einem Zustand verbunden, in dem die Wicklungsrichtungen umgekehrt sind (einfache Dreiphasenverbindung für 10 Magnetpole und 12 Schlitze).
-
In dieser Konfiguration werden magnetische Flüsse in einer Umfangsrichtung des Stators 4 in einer umgekehrten Richtung an symmetrischen Positionen erzeugt, sodass die magnetischen Flüsse kompensiert werden. Als ein Ergebnis werden die magnetischen Flüsse in einer Umfangsrichtung des Stators null und eine elektromagnetische Kraft wird nicht in dem elektromagnetischen Leiterschaltkreis erzeugt, sodass der elektrische Strom nicht durch das Lager verläuft und eine Nutzungsdauer des Lagers verbessert werden kann.
-
Ferner wird jeder der Dreiphasenumrichter in dieser Konfiguration benötigt, sodass die Verbindungskonfiguration der Wicklungen einfach ist.
-
Ferner, wie in 14 dargestellt, wird eine erste Kabelverbindungsplatte 18a, die als ein erster Kabelverbindungsabschnitt verwendet wird, der einen Verbindungabschnitt zum parallelen Verbinden der ersten Dreiphasenwicklung 13a umfasst, an einer Verbrennungskraftmaschinenseite (Oberseite in 4) in einer Axialrichtung des Stators 4 angeordnet und eine zweite Kabelverbindungsplatte 18b, die als ein zweiter Kabelverbindungsabschnitt verwendet wird, der einen Verbindungsabschnitt zum parallelen Verbinden der zweiten Dreiphasenwicklung 13b umfasst, wird an der Getriebeseite (Unterseite in 4) in der Axialrichtung des Stators 4 angeordnet.
-
Dadurch werden Führungsabschnitte 19 der Wicklung 6 des Stators 4 zu jedem zweiten Zahn an der Verbrennungskraftmaschinenseite und der Getriebeseite geführt. Als ein Ergebnis werden die Führungsabschnitte 19 nicht mit dem Verbindungsabschnitt der Kabelverbindungsplatte 18a und der Kabelverbindungsplatte 18b in einer Umfangsrichtung geschlossen, sodass die Verbindungsarbeit durch eine Schweißtätigkeit einfach durchgeführt werden kann.
-
Ferner werden die Kabelverbindungsplatten 18a und 18b an zwei Positionen getrennt, sodass die Kabelverbindungsplatten 18a und 18b in einer geringen Größe ausgebildet werden kann und eine Größe in einer Axialrichtung des Motors 100, der zwischen dem Getriebe 300 und der Verbrennungskraftmaschine 200 angeordnet ist, deren Befestigungsraum kritisch (eng) ist, kann reduziert werden.
-
Wie oben beschrieben wurde, können in dem Motor 100 gemäß Ausführungsform 1 die Kabelverbindungsplatten 18a und 18b in ihrer Größe verringert werden. Ferner kann in einem Hybridfahrzeug vom Sandwichtyp, in dem Größenverhältnisse eng sind, eine Größe des Motors 100 verringert werden.
-
Die Wicklungen, die zu verbinden sind, sind an jedem zweiten Zahn angeordnet, sodass der Verbindungsabschnitt getrennt ist (nicht geschlossen ist) und der Verbindungsabschnitt kann einfach geschweißt werden, wenn beispielsweise der Verbindungsabschnitt geschweißt und verbunden wird.
-
Ferner, wenn die Kabelverbindungsplatten 18a und 18b an der Außenseite in einer Radialrichtung des Wicklungsendabschnittes 6a angeordnet werden, wird ein Bereich, an dem die Verbindungsplatten 18a und 18b und der Wicklungsendabschnitt 6a einander überlappen, vergrößert (an beiden Seiten), sodass eine Fläche, die sich von dem Wicklungsendabschnitt 6a erstreckt, reduziert wird.
-
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und es ist möglich, innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung, das die Ausführungsform geeignet modifiziert oder eingeschränkt wird.
