-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Rotationsmaschine und eine Motoreinheit, die hauptsächlich zum Antreiben eines Fahrzeugs und zur Stromerzeugung verwendet werden.
-
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
-
Es ist eine elektrische Rotationsmaschine bekannt, die einen Behälter zum Lagern einer Schmierflüssigkeit zum Schmieren und Kühlen eines Ständers, eines Läufers und dergleichen aufweist.
-
In Patentdokument 1 ist beispielsweise eine elektrische Rotationsmaschine angegeben, die in einem Fahrzeug installiert ist.
-
DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIK
-
Patentdokumente
-
Patentdokument 1: Ungeprüfte
japanische Patentanmeldung Nr. 2013-055728 -
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
-
AUFGABE DER ERFINDUNG
-
Bei einer solchen elektrischen Rotationsmaschine ist mitunter ein Pumpenabschnitt vorgesehen, um in einem Behälter gelagertes Öl anzusaugen. Indem der Pumpenabschnitt Öl ansaugt und beispielsweise das Öl einem Läufer und einem Ständer zuführt, können der Läufer und der Ständer gekühlt werden. In diesem Fall ist es denkbar, in einer Welle der elektrischen Rotationsmaschine einen Ölkanal vorzusehen, das Öl mittels des Pumpenabschnitts zum Ölkanal in der Welle zu befördern und das Öl aus dem Ölkanal in der Welle dem Ständer und dergleichen zuzuführen. Falls der Pumpenabschnitt eine mechanische Pumpe ist, geschieht es im Vergleich zu einer elektrisch angetriebenen Pumpe jedoch, dass der Ölkanal zum Befördern des Öls bis zu dem Ölkanal in der Welle kompliziert ist und die Gesamtlänge des Ölkanals groß ist, sodass in einem solchen Fall eine Pumpe mit hoher Ausgangsleistung erforderlich ist, was zu einer Größenzunahme der Vorrichtung insgesamt führen kann.
-
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
-
Bezüglich eines Aspekts einer elektrischen Rotationsmaschine der vorliegenden Erfindung umfasst diese einen Läufer, der im Inneren eines Gehäuses angeordnet ist und eine sich um eine Mittelachse drehende Welle aufweist, einen Ständer, der dem Läufer mit einem Spalt in Radialrichtung gegenüberliegt, ein Gehäuse, das den Läufer und den Ständer aufnimmt und einen Sammelabschnitt aufweist, der Öl lagern kann, einen Pumpenabschnitt, der über die Welle angetrieben wird, einen Ölkanal, der den Pumpenabschnitt und den Sammelabschnitt verbindet, und einen Wärmetauscher, der im Ölkanal vorgesehen ist und einen Wärmeaustausch mit dem Öl durchführt, wobei der Wärmetauscher in Axialrichtung zwischen dem Pumpenabschnitt und einem unteren Ende des Sammelabschnitts vorgesehen ist.
-
WIRKUNG DER ERFINDUNG
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Ölkanal für den Sammelabschnitt und den Pumpenabschnitt vereinfacht werden.
-
Figurenliste
-
Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht einer elektrischen Rotationsmaschine einer ersten Ausführungsform;
- 2 eine vergrößerte Ansicht der wesentlichen Elemente der elektrischen Rotationsmaschine;
- 3 eine Ansicht eines Pumpenabschnitts in Axialrichtung; und
- 4 eine schematische Ansicht einer elektrischen Rotationsmaschine einer zweiten Ausführungsform.
-
BESTER WEG ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
-
In der vorliegenden Beschreibung wird eine Richtung, die parallel zur Axialrichtung der Mittelachse J1 ist, als „Axialrichtung“ bezeichnet, eine Radialrichtung mit der Mittelachse J1 als Mittelpunkt wird als „Radialrichtung“ bezeichnet und eine Umfangsrichtung um die Mittelachse J1 wird als „Umfangsrichtung“ bezeichnet. Auch wird die in 1 in Axialrichtung linke Seite als „in Axialrichtung eine Seite“ und die in 1 in Axialrichtung rechte Seite als „in Axialrichtung andere Seite“ bezeichnet. Eine in Schwerkraftrichtung obere Seite wird als „obere Seite“ bezeichnet und eine in Schwerkraftrichtung untere Seite wird als „untere Seite“ bezeichnet.
-
1 zeigt eine schematische Ansicht einer elektrischen Rotationsmaschine einer ersten Ausführungsform. Unter Bezugnahme auf 1 weist die elektrische Rotationsmaschine 1 ein Gehäuse 10, einen Läufer 50 mit einer Welle 51, die sich um die Mittelachse dreht, einen Ständer 20, einen Pumpenabschnitt 30, einen Ölkanal 60, einen Wärmetauscher 70, ein Sieb 80 und Lager 91, 92 auf. Die elektrische Rotationsmaschine 1 wird als Antriebsvorrichtung für Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge oder als Stromgenerator verwendet. Das Gehäuse 10 weist einen Hauptkörperabschnitt 11 und einen Deckel 12 auf. Der Hauptkörperabschnitt 11 bildet eine Rohrform, bei der wenigstens der Endabschnitt auf der einen Seite geöffnet ist. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Hauptkörperabschnitt 11 eine Zylinderform auf, deren Endabschnitt in Axialrichtung geöffnet ist. Der Deckel 12 verschließt die in Axialrichtung auf der anderen Seite liegende Öffnung des Hauptkörperabschnitts 11. Der Deckel 12 bildet einen Abschnitt des Ölkanals 60. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Gehäuse 10 rohrförmig, es kann jedoch auch kastenförmig sein.
-
Das Gehäuse 10 nimmt den Läufer 50, den Ständer 20, das Sieb 80 und die Lager 91, 92 auf. Die Welle 51 ist im Inneren des Gehäuses 10 angeordnet, und ein Endabschnitt auf der in Axialrichtung einen Seite der Welle 51 springt aus dem Gehäuse 10 zur Außenseite des Gehäuses 10 vor. Der Wärmetauscher 70 ist am Gehäuse 10 angebracht. Im Inneren des Gehäuses 10 befindet sich Öl O. Eine in Schwerkraftrichtung untere Seite des Gehäuses 10 ist ein Sammelabschnitt 16, in dem sich das Öl O ansammelt. Das Öl O zirkuliert auf einem in 1 durch Pfeile gezeigten Weg im Gehäuse 10 und führt eine Kühlung und eine Schmierung durch. Genauer wird das Öl O bei Antrieb des Pumpenabschnitts 30 aus dem Sammelabschnitt 16 über das Sieb 80, einen ersten Ölkanal 11, den Wärmetauscher 70, einen zweiten Ölkanal 62, den Pumpenabschnitt 30 und das Innere der Welle 51 dem Läufer 50, dem Ständer 20 und den Lagern 91, 92 zugeführt. Das zugeführte Öl O sammelt sich aufgrund seines Eigengewichts erneut im Sammelabschnitt 16. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Sammelabschnitt 16 derjenige Teil des Ständers 20 im Gehäuse 10 und des Aufnahmeraums des Ständers 20, in dem sich das Öl O ansammelt.
-
Das Gehäuse 10 lagert den Ständer 20 und die Lager 91, 92. Auf der in Axialrichtung anderen Seite des Gehäuses 10 ist der Pumpenabschnitt 30 vorgesehen. Auf der in Axialrichtung anderen Seite des Gehäuses 10 ist der Wärmetauscher 70 angebracht. Genauer ist der Wärmetauscher 70 auf der in Axialrichtung anderen Seite des Deckels 12, also der vom Hauptkörperabschnitt 11 abgewandten Seite des Deckels 12, angeordnet. Das Gehäuse 10 ist durch Kombination mehrerer Elemente ausgebildet. Das Gehäuse 10 ist unter Verwendung von Metallmaterial gebildet. Genauer ist das Gehäuse 10 ein Gussteil, das unter Verwendung einer Aluminiumlegierung gebildet ist. Allerdings kann das Gehäuse 10 auch unter Verwendung eines Kunststoffmaterials gebildet sein.
-
Die elektrische Rotationsmaschine 1 ist eine elektrische Rotationsmaschine des so genannten Innenläufertyps, die den Ständer 20 und den auf der Innenseite des Ständers 20 drehbar angeordneten Läufer 50 umfasst. Der Läufer 50 umfasst die Welle 51, einen Läuferkern 52 und einen nicht dargestellten Läufermagneten. Die auf der in Axialrichtung einen und anderen Seite der Welle 51 angeordneten Lager 91, 92 lagern diese drehbar am Gehäuse 10. Wenn dem Ständer 20 von einer nicht dargestellten Batterie elektrischer Strom zugeführt wird, dreht sich der Läufer 50 aufgrund der Magnetwirkung, die zwischen ihm und dem Ständer 20 erzeugt wird. Indem der Läufer 50 durch externe Kraft gedreht wird, wird am Ständer 20 induzierte Spannung und damit elektrischer Strom erzeugt.
-
Der Ständer 20 weist einen Ständerkern 21, eine Spule 22 und ein zwischen dem Ständerkern 21 und der Spule 22 angeordnetes Isolationselement (nicht dargestellt) auf. Der Ständer 20 wird am Gehäuse 10 gehalten. Der Ständerkern 21 weist einen ringförmigen Kernträgerabschnitt (nicht dargestellt) und mehrere vom Kernträgerabschnitt in Radialrichtung nach innen vorspringende Zähne (nicht dargestellt) auf. Der Ständerkern 21 ist durch Aufeinanderschichten von mehreren magnetischen Stahlblechen gebildet. Der Ständerkern 21 kann jedoch auch aus einem Eisenpulverkern oder dergleichen gebildet sein. In der vorliegenden Ausführungsform sind 48 Zähne vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Spule 22 durch eine so genannte verteilte Wicklung um die Zähne gewickelt.
-
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der in Axialrichtung anderen Seite des Gehäuses 10. Unter Bezugnahme auf 2 weist der Deckel 12 auf der in Axialrichtung einen Seite des Gehäuses 10 von der in Axialrichtung einen Seite ausgehend der Reihe nach einen ersten Deckelabschnitt 13, einen zweiten Deckelabschnitt 14 und einen dritten Deckelabschnitt 15 auf. Der erste Deckelabschnitt 13, der zweite Deckelabschnitt 14 und der dritte Deckelabschnitt 15 sind in Axialrichtung zueinander benachbart und unmittelbar oder mittelbar am Hauptkörperabschnitt 11 fixiert. Der erste Deckelabschnitt 13 ist dem Sammelabschnitt 16 zugewandt angeordnet und lagert das Lager 92 auf der in Axialrichtung anderen Seite. Der zweite Deckelabschnitt 14 ist auf der vom Sammelabschnitt 16 abgewandten Seite des ersten Deckelabschnitts 13 benachbart zum ersten Deckelabschnitt 13 angeordnet und bildet einen Abschnitt einer nachstehend beschriebenen Pumpenkammer 40. Der zweite Deckelabschnitt 14 weist einen Nutabschnitt 142 auf und bildet zusammen mit dem ersten Deckelabschnitt 13 einen nachstehend beschriebenen zweiten Ölkanal 62. Auf der in Axialrichtung anderen Seite des zweiten Deckelabschnitts 14 ist der Wärmetauscher 70 vorgesehen.
-
Der dritte Deckelabschnitt 15 ist auf der vom ersten Deckelabschnitt 13 abgewandten Seite des zweiten Deckelabschnitts 14 benachbart zum zweiten Deckelabschnitt 14 angeordnet und bildet einen Abschnitt der nachstehend beschriebenen Pumpenkammer 40. Der Wärmetauscher 70 ist auf der vom ersten Deckelabschnitt 13 abgewandten Seite des zweiten Deckelabschnitts 14 an einer anderen Stelle als der dritte Deckelabschnitt 15 angeordnet. Genauer ist der dritte Deckelabschnitt 15 oberhalb des Wärmetauschers 70 angeordnet. Der dritte Deckelabschnitt 15 bildet einen dritten Ölkanal 63.
-
Der erste Ölkanal 61 ist ein Ölkanal zum Verbinden des Sammelabschnitts 16 und des Wärmetauschers 70. An einem Vorderende des ersten Ölkanals 61 auf der Seite des Sammelabschnitts ist das Sieb 80 vorgesehen. Das Sieb 80 weist einen Filter auf, der im Öl O vorhandene Fremdkörper wie Metallteilchen und dergleichen entfernt.
-
Der Wärmetauscher 70 weist in seinem Inneren einen Teil, in dem Kühlwasser strömt, und einen Teil auf, in dem Öl O strömt (Wärmetauscherölkanal), wobei durch das Strömen des Kühlwassers und des Öls O ein Wärmeaustausch stattfindet. Der Wärmetauscherölkanal ist unmittelbar mit dem durch den Deckel 12 gebildeten Ölkanal verbunden. Genauer ist der Wärmetauscherölkanal unmittelbar mit dem ersten Ölkanal 61 und dem zweiten Ölkanal 62 verbunden. Der Wärmetauscher 70 ist in Schwerkraftrichtung zwischen dem unteren Ende des Pumpenabschnitts 30 und dem unteren Ende des Sammelabschnitts 16 vorgesehen. Wenigstens der gesamte Wärmetauscherölkanal ist in Schwerkraftrichtung unterhalb des oberen Endes des Pumpenabschnitts 30 und oberhalb des unteren Endes des Sammelabschnitts 16 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist das untere Ende des Sammelabschnitts 16 von einer Innenfläche des Gehäuses 10, die den Aufnahmeraum des Ständers 20 und des Läufers 50 bildet, der am weitesten unten liegende Teil.
-
Dem Wärmetauscher 70 wird durch eine nicht dargestellte Wasserpumpe Kühlwasser zugeführt. Wärme, die am Wärmetauscher 70 aus dem Öl O auf das Kühlwasser übergegangen ist, wird an die Atmosphäre abgeleitet, indem das Kühlwasser zu einem Kühler strömt und dort Wärme abstrahlt.
-
Der zweite Ölkanal 62 ist ein Ölkanal, der den Wärmetauscher 70 und den Pumpenabschnitt 30 verbindet. Der zweite Ölkanal 62 wird durch den ersten Deckelabschnitt 13 und/oder den zweiten Deckelabschnitt 14 gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform weist der zweite Deckelabschnitt 14 ein Durchgangsloch 141, einen Nutabschnitt 142 und ein Durchgangsloch 143 auf. Das Durchgangsloch 141 steht mit dem Wärmetauscherölkanal in Verbindung und verläuft in Axialrichtung durch den zweiten Deckelabschnitt 14. Das Durchgangsloch 141 steht an einem Teil an seinem oberen Ende mit dem Nutabschnitt 142 in Verbindung. Der Nutabschnitt 142 erstreckt sich von dem Teil am oberen Ende des Durchgangslochs 141 nach oben. Das obere Ende des zweiten Nutabschnitts 142 steht mit einem Durchgangsloch 143 in Verbindung, das in Axialrichtung durch den zweiten Nutabschnitt 142 verläuft. Das Durchgangsloch 143 steht mit dem Pumpenabschnitt 30 in Verbindung und bildet eine Ansaugöffnung 44 des Pumpenabschnitts 30.
-
Der Pumpenabschnitt 30 wird über die Welle 51 angetrieben. Mit anderen Worten ist der Pumpenabschnitt 30 eine durch die Welle 51 angetriebene mechanische Pumpe. Der Pumpenabschnitt 30 weist eine Pumpenkammer 40 auf, die den Ölkanal 60 für das Öl O bildet. Die Pumpenkammer 40 ist zwischen dem zweiten Deckelabschnitt 14 und dem dritten Deckelabschnitt 15 vorgesehen. Mit anderen Worten bilden der zweite Deckelabschnitt 14 und der dritte Deckelabschnitt 15 die Pumpenkammer 40, also einen Abschnitt des Pumpenabschnitts 30. Das heißt, der Deckel 12, der ein Abschnitt des Gehäuses 10 ist, bildet die Pumpenkammer 40, die den Ölkanal 60 im Inneren des Pumpenabschnitts 30 bildet. Genauer ist an einer Fläche auf der in Axialrichtung anderen Seite des zweiten Deckelabschnitts 14 ein konkaver Abschnitt vorgesehen, der sich zu der in Axialrichtung einen Seite vertieft, und indem der konkave Abschnitt der Fläche auf der in Axialrichtung einen Seite des dritten Deckelabschnitts 15 gegenüberliegt, wird die Pumpenkammer 40 gebildet.
-
Unter Bezugnahme auf 3 sind in der Pumpenkammer 40 ein an die Welle 51 gekoppeltes Außenverzahnungszahnrad 42 und ein Innenverzahnungszahnrad 43 angeordnet. Das Innenverzahnungszahnrad 43 umgibt die in Radialrichtung äußere Seite des Außenverzahnungszahnrads 42 und ist mit dem Außenverzahnungszahnrad 42 verzahnt. Wenn sich die Welle 51 dreht, dreht sich das Außenverzahnungszahnrad 42. Das Außenverzahnungszahnrad 42 weist an seiner Außenumfangsfläche mehrere Zahnabschnitte 42a auf. Das Innenverzahnungszahnrad 43 weist an seiner Innenumfangsfläche mehrere Zahnabschnitte 43a auf. Die Zahnabschnitte 42a und die Zahnabschnitte 43a sind miteinander verzahnt. Die Zahnform der Zahnabschnitte des Außenverzahnungszahnrads 42 und des Innenverzahnungszahnrads 43 ist trochoidförmig. Da die Zahnform der Zahnabschnitte des Außenverzahnungszahnrads 42 und des Innenverzahnungszahnrads 43 trochoidförmig ist, kann eine Trochoidpumpe ausgebildet werden. Somit können am Pumpenabschnitt 30 erzeugte störende Geräusche reduziert werden, und Druck und Menge des aus dem Pumpenabschnitt 30 abgegebenen Öls O lassen sich leicht stabilisieren.
-
Die Ansaugöffnung 44 ist mit dem zweiten Ölkanal 62 verbunden. Die Ansaugöffnung 44 öffnet sich zu der in Axialrichtung einen Seite der Pumpenkammer 40. Die Ansaugöffnung 44 ist mit einem Spalt zwischen dem Außenverzahnungszahnrad 42 und dem Innenverzahnungszahnrad 43 verbunden. Durch die Ansaugöffnung 44 kann über den zweiten Ölkanal 62 das im Sammelabschnitt 16 angesammelte Öl O in die Pumpenkammer 40 oder genauer in den Spalt zwischen dem Außenverzahnungszahnrad 42 und dem Innenverzahnungszahnrad 43 gesaugt werden.
-
Die Ausgabeöffnung 45 ist mit dem dritten Ölkanal 63 verbunden. Die Ausgabeöffnung 45 öffnet sich zu der in Axialrichtung anderen Seite der Pumpenkammer 40. Die Ausgabeöffnung 45 ist mit einem Spalt zwischen dem Außenverzahnungszahnrad 42 und dem Innenverzahnungszahnrad 43 verbunden. Durch die Ausgabeöffnung 45 kann das Öl O aus der Pumpenkammer 46 oder genauer aus dem Spalt zwischen dem Außenverzahnungszahnrad 42 und dem Innenverzahnungszahnrad 43 abgelassen werden.
-
Der dritte Ölkanal 63 ist ein Ölkanal zum Verbinden der Pumpenkammer 40 und eines Hohlraums 511 im Inneren der Welle 51. Der dritte Ölkanal 63 ist am dritten Deckelabschnitt 15 vorgesehen. Ein Ende des dritten Ölkanals 63 ist mit der bereits erwähnten Ausgabeöffnung 45 verbunden. Das andere Ende des dritten Ölkanals 63 liegt dem Endabschnitt des Hohlraums 511 der Welle 51 auf der in Axialrichtung anderen Seite gegenüber. Der Pumpenabschnitt 30 und die Welle 51 sind somit in Schwerkraftrichtung an einander überlagernden Positionen vorgesehen.
-
Die Welle 51 ist eine Hohlwelle, die auf der in Radialrichtung inneren Seite einen vierten Ölkanal 64 aufweist, bei dem es sich um den zylinderförmigen Hohlraum 511 handelt. Dem vierten Ölkanal 64 wird durch den dritten Ölkanal 63 Öl zugeführt. An der Welle 51 sind an vier Stellen Verbindungslöcher 512 vorgesehen, die den Hohlraum 511 und die Außenumfangsfläche miteinander verbinden. Genauer sind die Verbindungslöcher 512 im Bereich eines Spulenendes auf der in Axialrichtung einen Seite des Ständers 20, im Bereich eines Spulenendes auf der in Axialrichtung anderen Seite des Ständers 20, im Bereich des Lagers 91 auf der in Axialrichtung einen Seite und im Bereich des Lagers 92 auf der in Axialrichtung anderen Seite vorgesehen. An den einzelnen Stellen kann jeweils ein Verbindungsloch vorliegen oder es können in Umfangsrichtung mehrere vorliegen.
-
Wenn dem Ständer 20 elektrischer Strom zugeführt wird oder die Welle 51 durch eine externe Kraft gedreht wird und die elektrische Rotationsmaschine 1 auf diese Weise angetrieben wird, dreht sich die Welle 51, und der Pumpenabschnitt 30 wird angetrieben. Wenn der Pumpenabschnitt 30 angetrieben wird, strömt das Öl O im Sammelabschnitt 16 über den ersten Ölkanal 61, den Wärmetauscherölkanal und den zweiten Ölkanal 62 in die Pumpenkammer 40. Durch Antreiben des Pumpenabschnitts 30 wird das Öl O außerdem aus der Pumpenkammer 40 über die Ausgabeöffnung 45 abgelassen und strömt über den dritten Ölkanal 63 in den vierten Ölkanal 64. Durch Drehen der Welle 51 wird das Öl O im vierten Ölkanal 64 aufgrund der Zentrifugalkraft durch die Verbindungslöcher 512 in Radialrichtung nach außen geschleudert. Ein Teil des geschleuderten Öls O haftet an den Spulenenden des Ständers 20 an, und die Wärme der Spule 22 wird auf das Öl O übertragen. Ein Teil des geschleuderten Öls O haftet an den Lagern 91, 92 an und schmiert diese. Nach dem Anhaften des Öls O an den Spulenenden oder den Lagern 91, 92 strömt es aufgrund seines Eigengewichts zum Sammelabschnitt 16. Auf diese Weise zirkuliert das Öl O im Gehäuse 10.
-
In der vorliegenden Ausführungsform liegt eine Flüssigkeitsoberfläche OS des im Sammelabschnitt 16 angesammelten Öls O oberhalb der Ansaugöffnung des Siebs 80. Dadurch liegt die Ansaugöffnung des Siebs 80 gegenüber dem im Sammelabschnitt 16 angesammelten Öl O frei. Die Flüssigkeitsoberfläche OS des Öls O verlagert sich, wenn der Pumpenabschnitt 30 das Öl O ansaugt, liegt jedoch wenigstens während der Drehung des Läufers 50 unterhalb des Läufers 50. Bei Rotation des Läufers 50 kann somit unterbunden werden, dass das Öl O einen Rotationswiderstand für den Läufer 50 darstellt.
-
Da in der vorliegenden Ausführungsform der Wärmetauscher 70 in Schwerkraftrichtung zwischen dem Pumpenabschnitt 30 und dem unteren Ende des Sammelabschnitts 16 vorgesehen ist, kann im Vergleich zu einer Ausgestaltung, bei der der Wärmetauscher 70 unterhalb des unteren Endes des Sammelabschnitts 16 oder oberhalb des Pumpenabschnitts 30 vorgesehen ist, unterbunden werden, dass sich der Ölkanal vom Sammelabschnitt 16 bis zum Pumpenabschnitt 30 in Schwerkraftrichtung verlängert. Das heißt, der Ölkanal vom Sammelabschnitt 16 bis zum Pumpenabschnitt 30 kann vereinfacht werden.
-
In der vorliegenden Ausführungsform sind der Pumpenabschnitt 30 und die Welle 51 in Schwerkraftrichtung an einander überlagernden Positionen vorgesehen. Im Vergleich zu einer Ausgestaltung, bei der der Pumpenabschnitt 30 und die Welle 51 in Schwerkraftrichtung nicht an einander überlagernden Positionen vorgesehen sind, kann auf diese Weise eine Größenzunahme der elektrischen Rotationsmaschine 1 unterbunden werden.
-
In der vorliegenden Ausführungsform bildet der Deckel 12 einen Abschnitt des Ölkanals 60 oder genauer den Ölkanal vom Sammelabschnitt 16 zum Pumpenabschnitt 30. Im Vergleich zu einer Ausgestaltung, bei der der Deckel 12 ein von dem Deckel 12 separates Element vorsieht, das den Ölkanal vom Sammelabschnitt 16 zum Pumpenabschnitt 30 bildet, kann auf diese Weise die Anzahl der Bauteile der elektrischen Rotationsmaschine 1 gering gehalten werden und eine Größenzunahme der elektrischen Rotationsmaschine 1 unterbunden werden.
-
In der vorliegenden Ausführungsform bildet der Deckel 12 die Pumpenkammer 40. Im Vergleich zu einer Ausgestaltung, bei der ein von dem Deckel 12 separates Element die Pumpenkammer 40 bildet, kann auf diese Weise die Anzahl der Bauteile der elektrischen Rotationsmaschine 1 gering gehalten werden und eine Größenzunahme der elektrischen Rotationsmaschine 1 unterbunden werden.
-
In der vorliegenden Ausführungsform ist der durch den Deckel 12 gebildete Ölkanal 60 unmittelbar mit dem Wärmetauscherölkanal verbunden. Das heißt, das Öl O kann unter Ausnutzung des Wärmetauscherölkanals vom Sammelabschnitt 16 zum Pumpenabschnitt 30 geleitet werden. Im Vergleich zu einer Ausgestaltung, bei der der Wärmetauscherölkanal über einen Ölkanal, der durch ein anderes Element als der Deckel 12 gebildet ist, mittelbar mit dem durch den Deckel 12 gebildeten Ölkanal verbunden ist, kann somit die Ausgestaltung der Aufbauelemente des Gehäuses 10 wie etwa des ersten Deckelabschnitts 13 und des zweiten Deckelabschnitts 14 vereinfacht werden. Insbesondere sind in der vorliegenden Ausführungsform bei dem zweiten Ölkanal 62 durch zusätzliche Bearbeitung des zweiten Deckelabschnitts 14 der Nutabschnitt 142 und das Durchgangsloch 143 gebildet. Der zweite Ölkanal 62 kann ausgebildet werden, indem der Nutabschnitt 142 und das Durchgangsloch 143 unter Ausnutzung des Wärmetauscherölkanals an dem Teil gebildet werden, an dem der Wärmetauscher 70 nicht vorliegt. Auf diese Weise kann die Anzahl der zusätzlichen Bearbeitungsschritte auf ein Minimum reduziert werden, und das Öl O kann durch eine einfache Ausgestaltung vom Sammelabschnitt 16 zum Pumpenabschnitt 30 geleitet werden. Auch kann der Deckel 12 den Ölkanal vom Sammelabschnitt 16 bis zum Pumpenabschnitt 30 verkürzen. Daher kann eine kompakte Pumpe verwendet werden.
-
Der erste Deckelabschnitt 13 und der zweite Deckelabschnitt 14 sind Elemente, die die in Axialrichtung andere Endseite des Gehäuses 10 ausbilden. Daher wird von dem ersten Deckelabschnitt 13 und dem zweiten Deckelabschnitt 14 mechanische Festigkeit verlangt. Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Ausgestaltung des Ölkanals 60 vereinfacht werden kann, können das Durchgangsloch 141, der Nutabschnitt 142 und das Durchgangsloch 143, die im ersten Deckelabschnitt 13 und im zweiten Deckelabschnitt 14 vorgesehen sind, möglichst klein gehalten werden, was unter dem Gesichtspunkt der Festigkeit vorteilhaft ist.
-
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Deckel 12 unter Verwendung eines Metallmaterials gebildet. Im Vergleich zu einer Ausgestaltung, bei der der Deckel 12 unter Verwendung eines Kunststoffmaterials gebildet ist, kann auf diese Weise die Festigkeit erhöht werden. Im Allgemeinen ist zudem Metallmaterial schwieriger zu bearbeiten als Kunststoffmaterial, doch da die Ausgestaltung des Ölkanals 60 in der vorliegenden Ausführungsform vereinfacht werden kann, kann eine Zunahme der Anzahl der Bearbeitungsschritte unterbunden und zugleich die Festigkeit gewährleistet werden.
-
4 zeigt eine schematische Ansicht einer Motoreinheit 100 einer zweiten Ausführungsform. Die Motoreinheit 100 umfasst zusätzlich zu der elektrischen Rotationsmaschine 1 einen Getriebeabschnitt 200. Der Getriebeabschnitt überträgt die Antriebskraft der elektrischen Rotationsmaschine 1. Die Motoreinheit 100 kann außerdem einen Wechselrichter aufweisen.
-
Das Gehäuse 10 weist einen Motoraufnahmeabschnitt 17, in dem der Läufer 50 und der Ständer 20 aufgenommen sind, und einen Getriebeaufnahmeabschnitt 18 auf, in dem der Getriebeabschnitt 200 aufgenommen ist. Der Getriebeaufnahmeabschnitt 18 ist auf der in Axialrichtung einen Seite des Motoraufnahmeabschnitts 17 angeordnet. Der untere Endabschnitt des Motoraufnahmeabschnitts 17 ist oberhalb des unteren Endabschnitts des Getriebeaufnahmeabschnitts 18 angeordnet. Das Innere des Motoraufnahmeabschnitts 17 und das Innere des Getriebeaufnahmeabschnitts 18 sind in Axialrichtung durch eine Trennwand abgeteilt.
-
Der Getriebeabschnitt 200 weist eine Untersetzungsvorrichtung 210 und eine Differenzialvorrichtung 220 auf. Die Untersetzungsvorrichtung 210 reduziert die Drehzahl der elektrischen Rotationsmaschine 1 und dient dazu, das vom Läufer 50 ausgegebene Drehmoment entsprechend dem Untersetzungsverhältnis zu erhöhen. Die Untersetzungsvorrichtung 210 überträgt das vom Läufer 50 ausgegebene Drehmoment an die Differenzialvorrichtung 220. Die Differenzialvorrichtung 220 ist eine Vorrichtung zum Übertragen des Drehmoments an die Räder eines Fahrzeugs. Die Differenzialvorrichtung 220 dient dazu, während der Fahrt des Fahrzeugs Drehzahldifferenzen zwischen dem linken und rechten Rad zu absorbieren und ein gleiches Drehmoment auf ein Paar Ausgangswellen 222 zu übertragen.
-
Die Untersetzungsvorrichtung 210 weist ein Ritzel 211, eine Zwischenwelle 212, ein an der Zwischenwelle 212 fixiertes Gegenzahnrad 213 und ein Antriebszahnrad 214 auf. Das von der elektrischen Rotationsmaschine 1 ausgegebene Drehmoment wird über die Welle 51, das Ritzel 211, das Gegenzahnrad 213 und das Antriebszahnrad 214 auf ein Sonnenrad 221 der Differenzialvorrichtung 220 übertragen. Die Verzahnungsverhältnisse der einzelnen Zahnräder, die Anzahl der Zahnräder usw. können nach gefordertem Untersetzungsverhältnis auf unterschiedliche Weise verändert werden. Bei der Untersetzungsvorrichtung 210 handelt es sich um ein Untersetzungsgetriebe des Parallelachsentyps, bei dem die Achsmitte der einzelnen Zahnräder parallel angeordnet ist.
-
Die Differenzialvorrichtung 220 weist ein Sonnenrad 221 und ein Paar Ausgangswellen 222 auf. Die Differenzialvorrichtung 220 ist ein Übertragungsabschnitt zum Übertragen eines gleichmäßigen Drehmoments vom Sonnenrad 221 auf die beiden Ausgangswellen 222. Die beiden Ausgangswellen 222 erstrecken sich in Axialrichtung. Die beiden Ausgangswellen 222 übertragen das Drehmoment der elektrischen Rotationsmaschine 1 mittels der Räder auf eine Straßenoberfläche.
-
Das Öl O zirkuliert ebenso wie in der ersten Ausführungsform im Motoraufnahmeabschnitt 17, indem es vom Sammelabschnitt 16 den ersten Ölkanal 61, den zweiten Ölkanal 62, den dritten Ölkanal 63 und den vierten Ölkanal 64 durchläuft, an den Spulenenden oder den Lagern 91, 92 anhaftet und dann zum Sammelabschnitt 16 zurückkehrt. Das Öl O gelangt zusätzlich zum Motoraufnahmeabschnitt 17 auch in den Getriebeaufnahmeabschnitt 18 und dient auch als Schmieröl für die Untersetzungsvorrichtung 210 und die Differenzialvorrichtung 220. Beispielsweise wird das Öl O im Getriebeaufnahmeabschnitt 18 durch das Gegenzahnrad 213 oder das Sonnenrad 221 aufgenommen, einem nicht dargestellten Auffangtank oder Lager zugeführt, und es zirkuliert im Getriebeaufnahmeabschnitt 18.
-
Es ist auch eine Ausgestaltung anwendbar, bei der das Öl O sowohl durch den Motoraufnahmeabschnitt 17 als auch durch den Getriebeaufnahmeabschnitt 18 zirkuliert. Beispielsweise ist ein Durchgangsloch gebildet, das in Axialrichtung durch die Trennwand des Gehäuses 10 verläuft, sodass das Öl O im Sammelabschnitt 16 des Motoraufnahmeabschnitts 17 in den Getriebeaufnahmeabschnitt 18 strömt. Bei dieser Ausgestaltung wird das Öl O im Getriebeaufnahmeabschnitt 18 beispielsweise durch das Gegenzahnrad 213 oder das Sonnenrad 221 aufgenommen oder durch eine Pumpe angesaugt und auf diese Weise an anderen Stellen als der Trennwand zum Inneren des Motoraufnahmeabschnitts 17 geleitet. Anschließend strömt das Öl O aufgrund seines Eigengewichts zum Sammelabschnitt 16 und kehrt über das Durchgangsloch in der Trennwand wieder in den Getriebeaufnahmeabschnitt 18 zurück.
-
In der vorliegenden Ausführungsform weist das Gehäuse 10 den Motoraufnahmeabschnitt 17 und den Getriebeaufnahmeabschnitt 18 auf. Bei der Ausgestaltung, bei der die Motoreinheit 100 die elektrische Rotationsmaschine 1 und den Getriebeabschnitt 200 umfasst, kann auf diese Weise im Vergleich zu einer Ausgestaltung, bei der der Getriebeaufnahmeabschnitt 18 entfernt vom Motoraufnahmeabschnitt 18 angeordnet ist, eine Größenzunahme der Motoreinheit 100 unterbunden werden.
-
Vorstehend wurden die Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, doch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese beschränkt. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Pumpenabschnitt 30 und die Welle 51 in Schwerkraftrichtung an einander überlagernden Positionen vorgesehen, doch liegt in dieser Hinsicht keine Beschränkung vor. Es ist auch eine Ausgestaltung anwendbar, bei der der Pumpenabschnitt 30 an einer anderen Achse als der Welle 51 angebracht ist und der Pumpenabschnitt 30 mittels Zahnrädern oder dergleichen durch die Drehung der Welle 51 angetrieben wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Beispiel gezeigt, dass der Deckel 12 den Ölkanal vom Sammelabschnitt 16 bis zum Pumpenabschnitt 30 bildet, doch liegt in dieser Hinsicht keine Beschränkung vor. Es ist auch ein Beispiel anwendbar, in dem der Ölkanal vom Sammelabschnitt 16 bis zum Pumpenabschnitt 30 durch ein anderes Element als den Deckel gebildet wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- elektrische Rotationsmaschine
- 10
- Gehäuse
- 11
- Hauptkörperabschnitt
- 12
- Deckel
- 13
- erster Deckelabschnitt
- 14
- zweiter Deckelabschnitt
- 141
- Durchgangsloch
- 142
- Nutabschnitt
- 143
- Durchgangsloch
- 15
- dritter Deckelabschnitt
- 16
- Sammelabschnitt
- 17
- Motoraufnahmeabschnitt
- 18
- Getriebeaufnahmeabschnitt
- 20
- Ständer
- 21
- Ständerkern
- 22
- Spule
- 30
- Pumpenabschnitt
- 40
- Pumpenkammer
- 42
- Außenverzahnungszahnrad
- 43
- Innenverzahnungszahnrad
- 44
- Ansaugöffnung
- 45
- Ausgabeöffnung
- 50
- Läufer
- 51
- Welle
- 511
- Hohlraum
- 512
- Verbindungsloch
- 52
- Läuferkern
- 60
- Ölkanal
- 61
- erster Ölkanal
- 62
- zweiter Ölkanal
- 63
- dritter Ölkanal
- 64
- vierter Ölkanal
- 70
- Wärmetauscher
- 80
- Sieb
- 91, 92
- Lager
- 100
- Motoreinheit
- 200
- Getriebeabschnitt
- 210
- Untersetzungsvorrichtung
- 211
- Ritzel
- 212
- Zwischenwelle
- 213
- Gegenzahnrad
- 214
- Antriebszahnrad
- 220
- Differenzialvorrichtung
- 221
- Sonnenrad
- 222
- Ausgangswelle
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
