JP2006300101A - Lubricating device of rotary electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機の潤滑装置に関し、特に、回転部分の軸方向に延びる潤滑油路を有する回転電機の潤滑装置に関する。 The present invention relates to a lubricating device for a rotating electrical machine, and more particularly to a lubricating device for a rotating electrical machine having a lubricating oil passage extending in the axial direction of a rotating portion.
ロータの軸方向に延びる潤滑油路を有する回転電機の潤滑装置が従来から知られている。たとえば、特開平10−278603号公報において、ロータ軸に沿って設けられた軸孔を潤滑油路として用いた電気自動車用駆動装置が開示されている。 Conventionally, a lubricating device for a rotating electrical machine having a lubricating oil passage extending in the axial direction of a rotor is known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-278603 discloses a drive device for an electric vehicle using a shaft hole provided along a rotor shaft as a lubricating oil passage.
また、特開平7−317885号公報において、ノズル孔に通じる給油路を、支持板から離れるに従って内径が大きくなるテーパ孔とすることで、遠心力によりノズル孔に向けて潤滑油が送られるようにした遊星歯車用回転支持装置が開示されている。 Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 7-317885, the lubricating oil is sent toward the nozzle hole by centrifugal force by making the oil supply passage leading to the nozzle hole into a tapered hole having an inner diameter that increases as the distance from the support plate increases. A rotation support device for a planetary gear is disclosed.
また、特開2001−336617号公報において、カウンタ軸用油路の開口部側から奥方向に向かうにつれて漸次大きな内径となるテーパ状の円周面が形成され、カウンタ軸の回転による遠心力を利用して潤滑油をカウンタ軸に送り込む変速機の潤滑構造が開示されている。 Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-336617, a tapered circumferential surface having a gradually increasing inner diameter is formed from the opening side of the counter shaft oil passage toward the depth direction, and the centrifugal force generated by the rotation of the counter shaft is used. A lubricating structure for a transmission that feeds lubricating oil to a countershaft is disclosed.
また、特開平9−329220号公報において、軸受部に向かうにつれて次第に拡径する油路構造を有する回転軸の潤滑装置が開示されている。
しかしながら、特許文献1に示されるような油路構造を有する回転電機において、回転シャフトの長さが長い場合に、回転シャフトに形成された油路の下流側端部において潤滑油量が不足する場合がある。この結果、回転シャフトの端部近傍に設けられたベアリングなどへ潤滑油が十分に供給されない場合がある。 However, in a rotating electrical machine having an oil passage structure as shown in Patent Document 1, when the length of the rotating shaft is long, the amount of lubricating oil is insufficient at the downstream end of the oil passage formed in the rotating shaft. There is. As a result, the lubricating oil may not be sufficiently supplied to a bearing or the like provided near the end of the rotating shaft.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、回転部分の軸方向に延びる潤滑油路の下流側にまで潤滑油が十分に供給される回転電機の潤滑装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a rotating electrical machine in which lubricating oil is sufficiently supplied to a downstream side of a lubricating oil path extending in the axial direction of a rotating portion. It is to provide a lubricating device.
本発明に係る回転電機の潤滑装置は、軸方向に延びる潤滑油路を有する回転部分を備える。そして、潤滑油路は、該潤滑油路の下流側に向かって拡径する。 A lubricating device for a rotating electrical machine according to the present invention includes a rotating portion having a lubricating oil passage extending in an axial direction. And the diameter of the lubricating oil passage increases toward the downstream side of the lubricating oil passage.
上記構成によれば、潤滑油に作用する遠心力を利用して潤滑油路の下流側に潤滑油を送ることができるので、回転部分の軸長が長い場合にも潤滑油不足を抑制することができる。 According to the above configuration, since the lubricating oil can be sent to the downstream side of the lubricating oil path using the centrifugal force acting on the lubricating oil, the shortage of the lubricating oil is suppressed even when the shaft length of the rotating portion is long. Can do.
上記回転電機の潤滑装置において、好ましくは、潤滑油路から潤滑部位に向けて潤滑油が供給され、潤滑部位における必要潤滑油流量に応じて、回転部分の軸方向において拡径の勾配が変化する。 In the above-described lubricating device for a rotating electrical machine, the lubricating oil is preferably supplied from the lubricating oil passage toward the lubricating portion, and the gradient of the diameter expansion changes in the axial direction of the rotating portion in accordance with the required lubricating oil flow rate in the lubricating portion. .
上記構成によれば、拡径の勾配によって遠心力の大小を調整し、各潤滑部位に必要な潤滑油を供給することができる。 According to the said structure, the magnitude of centrifugal force can be adjusted with the gradient of diameter expansion, and required lubricating oil can be supplied to each lubrication site | part.
上記回転電機の潤滑装置は、1つの例として、回転部分の径方向に延在し、潤滑油路から潤滑部位に向けて潤滑油を吐出する吐出油路をさらに備える。ここで、回転部分は、拡径の勾配が相対的に大きい第1部分と、該回転部分の軸方向において第1部分に隣接し、拡径の勾配が相対的に小さい第2部分とを有し、吐出油路は第2部分上に形成される。 As an example, the lubricating device of the rotating electrical machine further includes a discharge oil passage that extends in the radial direction of the rotating portion and discharges the lubricating oil from the lubricating oil passage toward the lubricating portion. Here, the rotating portion has a first portion having a relatively large diameter gradient and a second portion adjacent to the first portion in the axial direction of the rotating portion and having a relatively small diameter gradient. The discharge oil passage is formed on the second portion.
上記構成によれば、拡径の勾配が大きい第1部分においては遠心力を効果的に利用して潤滑油を潤滑油路の下流側に送りながら、拡径の勾配が小さい第2部分においては遠心力を効果的に利用して、吐出油路に潤滑油を送り、潤滑部位に潤滑油を供給することができる。 According to the above configuration, in the first part having a large diameter gradient, the centrifugal force is effectively used to send the lubricating oil to the downstream side of the lubricating oil passage, while in the second part having the small diameter gradient. By effectively utilizing the centrifugal force, the lubricating oil can be sent to the discharge oil passage and supplied to the lubricating portion.
上記回転電機の潤滑装置は、他の例として、回転部分の軸方向に並ぶように複数形成され、回転部分の径方向に延在し、潤滑油路から潤滑部位に向けて潤滑油を吐出する吐出油路をさらに備える。ここで、潤滑油路の下流側に向かうにつれて拡径の勾配が小さくなる。 As another example, the lubricating device for the rotating electrical machine is formed in a plurality so as to be aligned in the axial direction of the rotating portion, extends in the radial direction of the rotating portion, and discharges the lubricating oil from the lubricating oil path toward the lubricating portion. A discharge oil passage is further provided. Here, the gradient of diameter expansion becomes smaller toward the downstream side of the lubricating oil passage.
上記構成によれば、比較的潤滑油が供給されやすい潤滑油路の上流側においては、遠心力を効果的に利用して潤滑油を潤滑油路の下流側に送りながら、比較的潤滑油が供給されにくい潤滑油路の下流側においては、遠心力を効果的に利用して、吐出油路に潤滑油を送り、潤滑部位に潤滑油を供給することができる。 According to the above configuration, on the upstream side of the lubricating oil passage that is relatively easy to supply the lubricating oil, while the lubricating oil is sent to the downstream side of the lubricating oil passage by effectively using centrifugal force, the lubricating oil is relatively On the downstream side of the lubricating oil passage that is difficult to be supplied, the lubricating oil can be sent to the discharge oil passage and the lubricating oil can be supplied to the lubricating portion by effectively utilizing the centrifugal force.
本発明によれば、回転部分の軸方向に延びる潤滑油路の下流側にまで潤滑油を十分に供給することができる。 According to the present invention, the lubricating oil can be sufficiently supplied to the downstream side of the lubricating oil passage extending in the axial direction of the rotating portion.
以下に、本発明に基づく回転電機の潤滑装置の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。 Embodiments of a lubricating device for a rotating electrical machine according to the present invention will be described below. Note that the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may not be repeated.
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る回転電機の潤滑装置を含む駆動ユニットの構造の一例を概略的に示す図である。図1に示される例では、駆動ユニット1は、ハイブリッド車両に搭載される駆動ユニットであり、モータジェネレータ100と、ハウジング200と、減速機構300と、ディファレンシャル機構400とドライブシャフト受け部500とを含んで構成される。
(Embodiment 1)
1 is a diagram schematically showing an example of a structure of a drive unit including a lubricating device for a rotating electrical machine according to Embodiment 1. FIG. In the example shown in FIG. 1, the drive unit 1 is a drive unit mounted on a hybrid vehicle, and includes a
モータジェネレータ100は、電動機または発電機としての機能を有する回転電機であり、軸受120を介してハウジング200に回転可能に取付けられた回転シャフト110と、回転シャフト110に取付けられたロータ130と、ステータ140とを有する。ここで、回転シャフト110およびロータ130は、モータジェネレータ100における「回転部分」を構成する。
The
回転シャフト110は、ロータ130が取付けられる第1シャフト111と、第1シャフト111に接続される第2シャフト112とを有する。第1と第2シャフト111,112は、それぞれ軸受120により支持されている。そして、第1と第2シャフト111,112は、スプライン嵌合されている。また、第1と第2シャフト111,112の軸心には、潤滑油が流れる油路113が形成されている。
The rotating shaft 110 has a
ロータ130は、ロータコア131と、ロータコア131に埋設された磁石132とを有する。ロータコア131は、鉄または鉄合金などの板状の磁性体を積層することにより構成される。磁石132は、たとえば、ロータコア131の外周近傍にほぼ等間隔を隔てて配置される。
The
ステータ140は、リング状のステータコア141と、ステータコア141に巻回されるコイル142と、コイル142に接続されるバスバー143とを有する。バスバー143は、ハウジング200に設けられた端子台600を介して給電ケーブル2と接続される。これにより、外部電源とコイル142とが電気的に接続される。
The
ステータコア141は、鉄または鉄合金などの板状の磁性体を積層することにより構成される。ステータコア141の内周面上には複数のティース部(図示せず)および該ティース部間に形成される凹部としてのスロット部(図示せず)が形成されている。スロット部は、ステータコア141の内周側に開口するように設けられる。
The
3つの巻線相であるU相、V相およびW相を含むコイル142は、スロット部に嵌り合うようにティース部に巻き付けられる。コイル142のU相、V相およびW相は、互いに円周上でずれるように巻き付けられる。バスバー143は、それぞれコイル142のU相、V相およびW相に対応するU相、V相およびW相を含む。
A
給電ケーブル2は、U相ケーブルと、V相ケーブルと、W相ケーブルとからなる三相ケーブルである。バスバー143のU相、V相およびW相がそれぞれ給電ケーブル2におけるU相ケーブル、V相ケーブルおよびW相ケーブルに接続される。
The power feeding cable 2 is a three-phase cable including a U-phase cable, a V-phase cable, and a W-phase cable. The U-phase, V-phase, and W-phase of
モータジェネレータ100から出力された動力は、減速機構300からディファレンシャル機構400を介してドライブシャフト受け部500に伝達される。ドライブシャフト受け部500に伝達された駆動力は、ドライブシャフト(図示せず)を介して車輪(図示せず)に回転力として伝達されて、車両を走行させる。
The power output from the
一方、ハイブリッド車両の回生制動時には、車輪は車体の慣性力により回転させられる。車輪からの回転力によりドライブシャフト受け部500、ディファレンシャル機構400および減速機構300を介してモータジェネレータ100が駆動される。このとき、モータジェネレータ100が発電機として作動する。モータジェネレータ100により発電された電力は、インバータを介してバッテリに蓄えられる。
On the other hand, during regenerative braking of the hybrid vehicle, the wheels are rotated by the inertial force of the vehicle body.
回転シャフト110を支持する軸受120の潤滑は、ディファレンシャル機構400のリングギアの回転により掻き上げられた潤滑油を用いて行なわれる。図1中の矢印A,B,Cは、潤滑油の流れを示す。ディファレンシャル機構400のリングギアによって掻き上げられたオイルは、主として矢印A,B,Cの方向に流れながら各々の軸受120に供給される。また、潤滑油は、ステータ140などを冷却する。
Lubrication of the
図1に示されるように、第1シャフト111に形成された油路113は、該油路113の下流側に向かって拡径している。図2は、油路113の拡径部分において潤滑油に作用する力を説明する図である。図2を参照して、ロータ130が回転することにより、潤滑油3には遠心力Fが作用する。遠心力Fは、油路113の壁面に垂直な成分F1と、油路113の壁面に平行な成分F2とに分割される。平行成分F2は、潤滑油3を油路113の下流方向に送る力となる。すなわち、ロータ130が回転することに伴なって、遠心力Fが潤滑油3の油路113の下流側への搬送を促進する。
As shown in FIG. 1, the
図3は、第1シャフト111をさらに詳細に示した側断面図である、図3を参照して、第1シャフト111は、油路113から該第1シャフト111の外周面に潤滑油を供給する「吐出油路」としての吐出口114A〜114Dを有する。吐出口114A〜114Dは、第1シャフト111の径方向に延びる通路であり、第1シャフト111の外周面上から油路113に達するように設けられる。駆動ユニット1の作動時に、油路113を流れて吐出口114A〜114D上に達した潤滑油3は、遠心力Fの作用により、吐出口114A〜114Dに流入し、第1シャフト111の外周に吐出される。吐出された潤滑油3は、第1シャフト111の外周に設けられた軸受120に供給される。これにより、軸受120の潤滑が行なわれる。
FIG. 3 is a side sectional view showing the
上述した内容について要約すると、本実施の形態に係る回転電機の潤滑装置は、軸方向に延びる油路113を有する回転シャフト110に固定されたロータ130を備え、油路113は、該油路113の下流側に向かって拡径している。
In summary, the lubricating device for a rotating electrical machine according to the present embodiment includes a
駆動ユニット1においては、上記のように、潤滑油3に作用する遠心力Fを利用して油路113の下流側に潤滑油3を送ることができる。したがって、回転シャフト110の長さが長い場合や、車両の旋回時にも、油路113の下流側において、潤滑油不足が生じることを抑制することができる。
In the drive unit 1, the lubricating
(実施の形態2)
図4は、実施の形態2に係る回転電機の潤滑装置に含まれる第1シャフト111の側断面図であり、実施の形態1における図3に対応する断面を示す。本実施の形態に係る回転電機の潤滑装置は、実施の形態1に係る回転電機の潤滑装置の変形例であって、基本的には実施の形態1と同様の構成を有する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a side sectional view of
図4を参照して、本実施の形態においては、第1シャフト111は、拡径の勾配が相対的に大きい急勾配部分111Aと、拡径が変化しない(すなわち、拡径の勾配が相対的に小さい)水平部分111Bとを有する。水平部分111Bは、第1シャフト111の軸方向において急勾配部分111Aに隣接する。そして、吐出口114Cは水平部分111B上に形成されている。
Referring to FIG. 4, in the present embodiment,
なお、急勾配部分111Aは「第1部分」を構成し、水平部分111Bは「第2部分」を構成する。
Note that the
上記構成によれば、急勾配部分111Aにおいては、潤滑油3を油路113の下流側に送る遠心力FのF2成分が大きくなるので、遠心力Fを効果的に利用して潤滑油3を油路113の下流側に送ることができる。一方、水平部分111Bにおいては、遠心力Fを効果的に利用して、吐出口114Cに潤滑油を送ることができる。
According to the above configuration, in the
したがって、本実施の形態に係る潤滑装置は、たとえば、吐出口114C近傍において比較的多量の潤滑油が必要とされる場合に適している。 Therefore, the lubricating device according to the present embodiment is suitable, for example, when a relatively large amount of lubricating oil is required in the vicinity of discharge port 114C.
上記について換言すると、本実施の形態においては、潤滑部位における必要潤滑流量に応じて、回転シャフト110の軸方向において拡径の勾配を変化させている。これにより、拡径の勾配に応じて遠心力の大小を調整し、各潤滑部位に必要な潤滑油を供給することができる。 In other words, in the present embodiment, the gradient of the diameter expansion is changed in the axial direction of the rotating shaft 110 in accordance with the required lubrication flow rate at the lubrication site. Thereby, the magnitude of the centrifugal force can be adjusted according to the gradient of the diameter expansion, and the necessary lubricating oil can be supplied to each lubrication site.
(実施の形態3)
図5は、実施の形態3に係る回転電機の潤滑装置に含まれる第1シャフト111の側断面図であり、実施の形態1における図3に対応する断面を示す。本実施の形態に係る回転電機の潤滑装置は、実施の形態1に係る回転電機の潤滑装置の変形例であって、基本的には実施の形態1と同様の構成を有する。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a side sectional view of
図5を参照して、本実施の形態においては、第1シャフト111は、油路113の上流側に位置する急勾配部分111Aと、油路113の下流側に位置する緩勾配部分111Cとを有する。すなわち、本実施の形態においては、油路113の下流側に向かうにつれて該油路113の拡径の勾配が小さくなる。
Referring to FIG. 5, in the present embodiment,
上記構成によれば、急勾配部分111Aにおいては、潤滑油3を油路113の下流側に送る遠心力FのF2成分が大きくなるので、遠心力Fを効果的に利用して潤滑油3を油路113の下流側に送ることができる。一方、緩勾配部分111Bにおいては、遠心力Fを効果的に利用して、吐出口114C,114Dに潤滑油を送ることができる。したがって、比較的潤滑油が供給されやすい油路113の上流側においては、遠心力Fを効果的に利用して潤滑油3を油路113の下流側に送りながら、比較的潤滑油が供給されにくい油路113の下流側においては、遠心力Fを効果的に利用して、吐出口114C,114Dに潤滑油3を送り、第1シャフト111の外周に潤滑油3を供給することができる。
According to the above configuration, in the
したがって、本実施の形態に係る潤滑装置は、たとえば、吐出口114C,114D近傍において比較的多量の潤滑油が必要とされる場合に適している。すなわち、本実施の形態においても、実施の形態2と同様に、潤滑部位における必要潤滑流量に応じて、回転シャフト110の軸方向において拡径の勾配を変化させている。
Therefore, the lubricating device according to the present embodiment is suitable, for example, when a relatively large amount of lubricating oil is required in the vicinity of the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した各実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。たとえば、実施の形態2において、「水平部分」に代えて「緩勾配部分」が設けられてもよいし、実施の形態3において、「緩勾配部分」に代えて「水平部分」が設けられてもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, it is planned from the beginning to appropriately combine the characteristic portions of the respective embodiments described above. For example, in the second embodiment, a “gradual gradient portion” may be provided instead of the “horizontal portion”, and in the third embodiment, a “horizontal portion” is provided instead of the “slow gradient portion”. Also good.
また、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 Moreover, it should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 駆動ユニット、2 給電ケーブル、3 潤滑油、100 モータジェネレータ、110 回転シャフト、111 第1シャフト、111A 急勾配部分、111B 水平部分、111C 緩勾配部分、112 第2シャフト、113 油路、114A〜114D 吐出口、120 軸受、130 ロータ、131 ロータコア、132 磁石、140 ステータ、141 ステータコア、142 ステータコイル、143 バスバー、200 ハウジング、300 減速機構、400 ディファレンシャル機構、500 ドライブシャフト受け部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive unit, 2 Power supply cable, 3 Lubricating oil, 100 Motor generator, 110 Rotation shaft, 111 1st shaft, 111A Steep slope part, 111B Horizontal part, 111C Slow slope part, 112 2nd shaft, 113 Oil path, 114A- 114D Discharge port, 120 Bearing, 130 Rotor, 131 Rotor core, 132 Magnet, 140 Stator, 141 Stator core, 142 Stator coil, 143 Busbar, 200 Housing, 300 Reduction mechanism, 400 Differential mechanism, 500 Drive shaft receiver
Claims (4)
前記潤滑油路は、該潤滑油路の下流側に向かって拡径する、回転電機の潤滑装置。 A rotating portion having a lubricating oil passage extending in the axial direction;
The lubricating oil passage for a rotating electrical machine, wherein the lubricating oil passage has a diameter that increases toward the downstream side of the lubricating oil passage.
前記潤滑部位における必要潤滑油流量に応じて、前記回転部分の軸方向において前記拡径の勾配が変化する、請求項1に記載の回転電機の潤滑装置。 Lubricating oil is supplied from the lubricating oil path toward the lubricating part,
2. The lubricating device for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein a gradient of the diameter expansion changes in an axial direction of the rotating portion in accordance with a required lubricating oil flow rate in the lubricating portion.
前記回転部分は、前記拡径の勾配が相対的に大きい第1部分と、該回転部分の軸方向において前記第1部分に隣接し、前記拡径の勾配が相対的に小さい第2部分とを有し、
前記吐出油路は前記第2部分上に形成される、請求項2に記載の回転電機の潤滑装置。 A discharge oil passage that extends in a radial direction of the rotating portion and discharges the lubricant from the lubricant passage toward the lubrication site;
The rotating portion includes a first portion having a relatively large diameter gradient and a second portion adjacent to the first portion in the axial direction of the rotating portion and having a relatively small diameter gradient. Have
The lubricating device for a rotating electrical machine according to claim 2, wherein the discharge oil passage is formed on the second portion.
前記潤滑油路の下流側に向かうにつれて前記拡径の勾配が小さくなる、請求項2に記載の回転電機の潤滑装置。 A plurality of discharge oil passages are formed so as to be aligned in the axial direction of the rotating portion, extend in the radial direction of the rotating portion, and discharge lubricating oil from the lubricating oil passage toward the lubricating portion,
The lubricating device for a rotating electrical machine according to claim 2, wherein the gradient of the diameter increase decreases toward the downstream side of the lubricating oil passage.
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