JP2015216808A - Rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ダブルロータ型の回転電機に関する。 The present invention relates to a double rotor type rotating electrical machine.
回転電機には、内外に二重に配置された2つの回転可能なロータを有するダブルロータ型の回転電機がある。高速回転する2つのロータはいずれも、ボールベアリング等の軸受を介して回転自在に支持される。このような摺動部分である軸受には、その耐久性を確保するために、潤滑剤が与えられる。 Among the rotating electrical machines, there is a double-rotor type rotating electrical machine having two rotatable rotors that are doubly arranged inside and outside. Both of the two rotors that rotate at high speed are rotatably supported via a bearing such as a ball bearing. The bearing which is such a sliding part is given a lubricant in order to ensure its durability.
例えば、特許文献1には、内外に二重に配置されたインナロータとアウタロータとを含むモータユニットを備えた動力出力装置が記載されている。インナロータは、駆動軸に機械的に連結された回転軸に一体に回転するように取り付けられ、アウタロータは、インナロータに対して複数のベアリングにより回転自在に支持されると共にエンジン出力軸と一体形成されている。回転軸は、軸方向に延びる供給流路が軸心に形成された中空構造を有している。さらに、回転軸では、供給流路から径方向に複数の貫通孔が形成されている。モータユニットのユニットケースの底部には液溜が形成され、この液溜に潤滑冷却液が溜められている。エンジンのクランクシャフトによってベルト駆動されるオイルポンプが、液溜の潤滑冷却液を回転軸の供給流路及びアウタロータに直接的に延びる分岐管に供給する。モータユニット内では、供給流路に供給された潤滑冷却液は貫通孔を介して回転軸から放射状に放出され、分岐管に供給された潤滑冷却液はアウタロータに直接供給される。それぞれの潤滑冷却液は、重力や遠心力の作用によって、回転軸の径方向に流れる又は飛散し、その後、ユニットケースの壁面などを伝って、液溜に溜められる。アウタロータ、回転軸等のベアリングは、モータユニット内で径方向に流れる又は飛散する潤滑冷却液によって、潤滑及び冷却される。 For example, Patent Document 1 describes a power output apparatus including a motor unit including an inner rotor and an outer rotor that are doubly arranged inside and outside. The inner rotor is attached so as to rotate integrally with a rotary shaft mechanically connected to the drive shaft, and the outer rotor is rotatably supported by a plurality of bearings with respect to the inner rotor and is integrally formed with the engine output shaft. Yes. The rotating shaft has a hollow structure in which a supply channel extending in the axial direction is formed at the shaft center. Further, the rotating shaft is formed with a plurality of through holes in the radial direction from the supply channel. A liquid reservoir is formed at the bottom of the unit case of the motor unit, and a lubricating coolant is stored in the liquid reservoir. An oil pump belt driven by the crankshaft of the engine supplies lubricating coolant in the liquid reservoir to a supply pipe of the rotating shaft and a branch pipe extending directly to the outer rotor. In the motor unit, the lubricating coolant supplied to the supply passage is discharged radially from the rotating shaft through the through hole, and the lubricating coolant supplied to the branch pipe is directly supplied to the outer rotor. Each lubricating coolant flows or scatters in the radial direction of the rotating shaft by the action of gravity or centrifugal force, and then is stored in a liquid reservoir along the wall surface of the unit case. Bearings such as the outer rotor and the rotating shaft are lubricated and cooled by a lubricating coolant that flows or scatters in the radial direction in the motor unit.
インナロータ及びアウタロータを備えるダブルロータ型のモータでは、これらのロータ及び回転軸を回転自在に支持するために複数のベアリングが使用され、さらに様々な場所に配置される。このため、特許文献1に記載される構成のように、モータユニット内において潤滑冷却液を重力や遠心力の作用によって流させる又は飛散させるだけの構成では、複数のベアリングを十分に潤滑することができないという問題が発生する。 In a double rotor type motor including an inner rotor and an outer rotor, a plurality of bearings are used to rotatably support the rotor and the rotating shaft, and are further arranged at various locations. For this reason, as in the configuration described in Patent Document 1, the configuration in which the lubricating coolant is allowed to flow or scatter by the action of gravity or centrifugal force in the motor unit can sufficiently lubricate the plurality of bearings. The problem of being unable to occur.
この発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、複数のベアリング(軸受)への潤滑剤による潤滑能力を向上させるダブルロータ型の回転電機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a double rotor type rotating electrical machine that improves the lubricating ability of a plurality of bearings (bearings) with a lubricant.
上記の課題を解決するために、この発明に係る回転電機は、回転軸を中心に回転可能な第一ロータと、第一ロータの外周を囲むように設けられ、第一ロータに対して相対的に回転可能な筒状の第二ロータと、第二ロータの外周を囲むようにして固定して設けられるステータと、第一ロータ、第二ロータ及びステータを収容するハウジングと、回転軸方向で第一ロータに隣り合うハウジングの壁部に設けられ、第一ロータを回転可能に支持する輪状の第一軸受と、壁部における第一軸受の外周側に設けられ、第二ロータを回転可能に支持する輪状の第二軸受とを備え、壁部には、第一軸受が配置される第一空間と、第二軸受が配置される第二空間と、第一空間に潤滑用流体を供給するための供給路と、潤滑用流体が流通できるように第一空間を第二空間に連通する連通路とが形成される。 In order to solve the above problems, a rotating electrical machine according to the present invention is provided so as to surround the outer periphery of a first rotor and a first rotor that can rotate around a rotating shaft, and is relative to the first rotor. A cylindrical second rotor that is rotatable, a stator that is fixed so as to surround the outer periphery of the second rotor, a first rotor, a housing that houses the second rotor and the stator, and the first rotor in the direction of the rotation axis A ring-shaped first bearing that is provided on the wall of the housing adjacent to the first and rotatably supports the first rotor, and a ring-shaped bearing that is provided on the outer peripheral side of the first bearing on the wall and rotatably supports the second rotor. A second space in which the first bearing is disposed, a second space in which the second bearing is disposed, and a supply for supplying a lubricating fluid to the first space. And the first space to allow the lubricating fluid to flow A communication passage communicating with the second space is formed.
供給路及び連通路は、重力方向の下方側で第一空間に連通してよい。
供給路及び連通路は、第一空間において壁部と第一軸受との間に形成される輪状の第一間隙に連通し、連通路は、第二空間において壁部と第二軸受との間に形成される輪状の第二間隙に連通してよい。
壁部は、壁部の表面上に第二空間の外周側から第二空間にまで延びる導入溝を含んでよい。
上記回転電機は、ステータの下方に設けられ、潤滑用流体を貯留する貯留部と、貯留部及び供給路に連通し、貯留部の潤滑用流体を供給路に送るポンプとを備えてよい。
壁部は、第二空間に潤滑用流体を供給するための第二供給路を含み、第二供給路は、ポンプに連通してよい。
The supply path and the communication path may communicate with the first space on the lower side in the gravity direction.
The supply passage and the communication passage communicate with a ring-shaped first gap formed between the wall portion and the first bearing in the first space, and the communication passage is between the wall portion and the second bearing in the second space. You may communicate with the ring-shaped 2nd clearance gap formed in this.
The wall portion may include an introduction groove extending from the outer peripheral side of the second space to the second space on the surface of the wall portion.
The rotating electrical machine may include a storage unit that is provided below the stator and stores a lubricating fluid, and a pump that communicates with the storage unit and the supply path and sends the lubricating fluid in the storage unit to the supply path.
The wall portion may include a second supply path for supplying the lubricating fluid to the second space, and the second supply path may communicate with the pump.
この発明に係る回転電機によれば、ダブルロータ型の構造を有しつつ、複数の軸受への潤滑用流体による潤滑能力を向上させることが可能になる。 According to the rotating electrical machine according to the present invention, it is possible to improve the lubricating ability of the plurality of bearings by the lubricating fluid while having a double rotor type structure.
実施の形態
以下、この発明の実施の形態に係る回転電機100について、添付図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態では、回転電機100は、ハイブリッド自動車を稼働させるためのハイブリッドトランスアクスルに組み込まれるものとして説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a rotating
図1及び図2に示すように、回転電機100は、三相交流電力が印加されるダブルロータ型の回転電機を構成している。そして、回転電機100は、ハイブリッドトランスアクスル200の一部を構成している。
回転電機100は、金属製モータハウジング部2と金属製モータカバー3と金属製エンドカバー4とによって構成されるハウジング1を備えている。ハウジング1は、トランスアクスル200のハウジングを兼ねている。
モータハウジング部2は、円筒の上下に直方体状の箱を連結した形状を有しおり、円筒軸方向の一方の端部2aで開放している。モータカバー3は、開口端部2aを塞ぐようにモータハウジング部2に取り付けられ、その一部が開口端部3b1で開口する筒状の形状を有している。エンドカバー4は、モータカバー3の開口端部3b1を塞ぐようにモータカバー3に取り付けられる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotating
The rotating
The motor housing part 2 has a shape in which rectangular parallelepiped boxes are connected to the upper and lower sides of a cylinder, and is opened at one
モータハウジング部2は、平坦であり且つ互いに平行に延在する上壁部2b及び底壁部2cを備えている。そして、回転電機100は、底壁部2cを重力方向で下方にして配置される。モータハウジング部2は、底壁部2cの上方に間隔をあけて形成された隔壁部2dを内部に備えている。そして、モータハウジング部2は、その内部において、隔壁部2dと底壁部2cとの間に潤滑用流体である潤滑油を貯留するための空間である油溜空間7を区画形成し、隔壁部2dと上壁部2bとの間にモータ収容空間6を区画形成している。隔壁部2dは、モータカバー3との間に部分的に間隙を有しているため、モータ収容空間6は、油溜空間7に連通している。ここで、油溜空間7は、貯留部を構成している。
The motor housing portion 2 includes a
モータカバー3は、モータハウジング部2の開口端部2aに固定され且つ上壁部2b及び底壁部2cに垂直な方向に延在し且つ中心付近に円状の開口部3a1を有する板状のフランジ部3aと、モータ収容空間6内でフランジ部3aに垂直に且つ開口部3a1から連続して延在する略円筒状の小径筒部3cと、フランジ部3aから小径筒部3cと反対側に且つ開口部3a1よりも径方向外側の位置から延在する大径筒部3bとを備えている。大径筒部3bの端部は、エンドカバー4が固定される開口端部3b1を構成している。これにより、モータ収容空間6内において、大径筒部3b及び小径筒部3cの内側には、大径筒部3bから小径筒部3cにわたって内径が段差状に減少するスリップリング機構収容空間5が区画形成される。ここで、フランジ部3aは、ハウジング1の壁部を構成している。
The
さらに、回転電機100は、スリップリング機構収容空間5を大径筒部3b及び小径筒部3cの円筒軸方向に沿って通りモータ収容空間6にまで延在する金属製の回転軸8と、回転軸8におけるエンドカバー4と反対側の端部8aに一体回転可能に連結された金属製の第一ロータ支持部材9とを備えている。第一ロータ支持部材9は、回転軸8と同軸上に配置されている。
小径筒部3cにおける大径筒部3bと反対側の端部の内周面と回転軸8の外周面との間は、環状のシール部材10によって気密に封止されている。
Further, the rotating
A space between the inner peripheral surface of the end of the small diameter
第一ロータ支持部材9は、回転軸8と反対側に突出する円筒状の入力軸部9aと、モータ収容空間6内で小径筒部3cを外側から囲むように延在する円筒状のロータ支持部9bとを一体に含んでいる。入力軸部9aは、その円筒の内側にエンジン等の駆動装置の回転軸が嵌合挿入されることで駆動装置の回転駆動力が伝達されるように構成されている。ロータ支持部9bは、その外周に設けられる円筒状の第一ロータ21を支持し一体に回転する。なお、第一ロータ21は、その内部に、周方向に沿って配置された三相巻線21aを含んでいる。
The first
ロータ支持部9bは、その外周側に設けられた内側ボールベアリング11を介してモータカバー3のフランジ部3aによって回転自在に支持されている。ここで、内側ボールベアリング11は、第一軸受を構成している。
具体的には、図2、図5及び図6をあわせて参照すると、フランジ部3aにおいて、環状の内側凹部3g1が、フランジ部3aのモータ収容空間6側の内表面3a2から小径筒部3cと同方向に且つ平行に延びて小径筒部3cを囲繞する環状突起3fと小径筒部3cとの間で、小径筒部3cを囲繞するように形成されている。内側ボールベアリング11は、内側凹部3g1内で小径筒部3cを囲繞するように配置されている。さらに、内側ボールベアリング11は、環状突起3fの内周面3f1に固定されると共に、環状突起3fに対向するロータ支持部9bの外周面9b1に固定される。そして、内側凹部3g1内において、内側ボールベアリング11及びロータ支持部9bと、フランジ部3aにおける回転軸8の回転中心軸方向でこれらに対向する部位との間には、環状の間隙3g1aが形成されている。
上述のような構成を有する回転軸8、第一ロータ支持部材9及び第一ロータ21は、回転軸8の回転中心軸を中心としてハウジング1に対して、一体に回転することができる。ここで、内側凹部3g1は第一空間を構成し、間隙3g1aは第一間隙を構成している。
The
Specifically, referring to FIG. 2, FIG. 5 and FIG. 6 together, in the
The
図2を参照すると、モータ収容空間6内では、第一ロータ21の外周を囲むようにして円筒状の第二ロータ22が設けられている。第二ロータ22は、その内部に、周方向に沿って配置された永久磁石22aを有している。
Referring to FIG. 2, a cylindrical
第二ロータ22は、その円筒軸方向の両側から第二ロータ22を挟むように設けられた第二ロータ支持部材12a及び12bによって支持されている。
第二ロータ支持部材12bは、筒状の形状を有し、第二ロータ22に対してモータカバー3のフランジ部3a側に配置されて第二ロータ22に一体回転可能に連結されている。そして、第二ロータ支持部材12bは、その外周側に設けられた外側ボールベアリング13を介してフランジ部3aによって回転自在に支持されている。ここで、外側ボールベアリング13は、第二軸受を構成している。
The
The second
具体的には、図2、図5及び図6をあわせて参照すると、フランジ部3aにおいて、環状の外側凹部3g2が、環状突起3fに外周側で隣接し且つ大径筒部3bに回転軸8の回転中心軸方向で隣接する位置で、環状突起3fを囲繞するように形成されている。外側凹部3g2は、フランジ部3aの内表面3a2から大径筒部3bに向かって窪むように形成されている。外側ボールベアリング13は、外側凹部3g2内で環状突起3fを囲繞するように配置されている。さらに、外側ボールベアリング13は、フランジ部3aにおける外側凹部3g2の外周側の環状壁面3g2aに固定されると共に、環状壁面3g2aに対向する第二ロータ支持部材12bの外周面12b1に固定される。そして、外側凹部3g2内において、外側ボールベアリング13及び第二ロータ支持部材12bと、フランジ部3aにおける回転軸8の回転中心軸方向でこれらに対向する部位との間には、環状の間隙3g2bが形成されている。ここで、外側凹部3g2は第二空間を構成し、間隙3g2bは第二間隙を構成している。
Specifically, referring to FIGS. 2, 5, and 6 together, in the
さらに、図5及び図6に示すように、環状突起3fには、間隙3g1a(図2参照)から間隙3g2b(図2参照)に延びてこれらを連通する貫通穴3g3が貫通形成されている。貫通穴3g3は、環状突起3fの内周側では、環状突起3fから離れた位置で開口している。さらに、貫通穴3g3は、底壁部2cを重力方向の下方にしてトランスアクスル200(図1参照)を配置したときに、内側凹部3g1への開口位置が内側凹部3g1の外周上の最下部から周方向に少しずれて上方に移動した位置となり、外側凹部3g2への開口位置が外側凹部3g2の内周上の最下部から周方向にずれて上方に移動した位置となるように、形成されている。ここで、貫通穴3g3は、連通路を構成している。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the
また、図2、図5及び図6をあわせて参照すると、底壁部2cを重力方向の下方にしてトランスアクスル200を配置したときに外側凹部3g2の外周上の頂部付近となる位置に、潤滑油供給溝3eが形成されている。潤滑油供給溝3eは、外側凹部3g2の外周上の頂部付近で間隙3g2bに接続すると共に、フランジ部3aの内表面3a2における外側ボールベアリング13よりも外周側の位置に延びる。ここで、潤滑油供給溝3eは、導入溝を構成している。
Further, referring to FIGS. 2, 5 and 6 together, when the
図2に戻り、第二ロータ支持部材12aは、有底円筒状の形状を有し、第二ロータ22に対してフランジ部3aと反対側に配置され、第二ロータ支持部材12bと共に第二ロータ22に一体回転可能に連結されている。そして、第二ロータ支持部材12aは、その内周側に設けられたボールベアリング14を介して、入力軸部9aの外周面によって回転自在に支持されている。さらに、第二ロータ支持部材12aは、その底部の中心に入力軸部9aと同方向に延びる円筒状の出力軸部12a1を一体成形によって含んでいる。出力軸部12a1は、入力軸部9a及び回転軸8と同軸に配置されている。
Returning to FIG. 2, the second
よって、第二ロータ22と第二ロータ支持部材12a及び12bとは一体となって、入力軸部9aに対して、つまり、回転軸8及び第一ロータ21に対して相対回転することができる。そして、第二ロータ支持部材12aの出力軸部12a1は、その外周面に形成されたギヤ歯に係合する車両の駆動機構等に回転駆動力を出力することができる。
Therefore, the
また、モータ収容空間6内では、第二ロータ22の外周を囲むようにして円筒状のステータ23が設けられている。ステータ23は、モータハウジング部2に固定されている。さらに、ステータ23は、その内部に、周方向に沿って配置された三相巻線23aを含んでいる。
従って、回転電機100は、第一ロータ21、第二ロータ22及びステータ23を備えたダブルロータ型の回転電機を構成している。
In the
Therefore, the rotating
また、エンドカバー4の表面上には、スリップリング機構収容空間5内に開口する内側円弧状溝4a1及び外側円弧状溝4b1が、形成されている。内側円弧状溝4a1及び外側円弧状溝4b1は、互いに間隔をあけて回転軸8の周囲を囲むようにして延在している。外側円弧状溝4b1は、回転軸8の径方向で内側円弧状溝4a1を外側から囲むように延在している。内側円弧状溝4a1は、エンドカバー4の外側に形成された導入口4a(図1参照)に連通し、外側円弧状溝4b1は、エンドカバー4の外側に形成された導出口4b(図1参照)に連通している。導入口4aは、図示しない送風装置に連通し、冷却用流体としての空気をスリップリング機構収容空間5内に供給できるように構成され、導出口4bは、スリップリング機構収容空間5内の空気を外部に放出できるように構成されている。
Further, on the surface of the end cover 4, an inner
また、スリップリング機構収容空間5内では、略円筒状のガイド部材32が、エンドカバー4の表面上における内側円弧状溝4a1及び外側円弧状溝4b1の間の部位から回転軸8に沿ってその外周面を囲むようにして延在している。ガイド部材32は、スリップリング機構収容空間5内で回転軸8の軸方向に沿った往復流路を形成する。この往復流路は、内側円弧状溝4a1から回転軸8とガイド部材32との間を通ってガイド部材32の外に出た後に向きを反転し、小径筒部3c及び大径筒部3bとガイド部材32との間を通って外側円弧状溝4b1に至る流路である。
Further, in the slip ring mechanism
また、ガイド部材32の内周側には、スリップリング機構30が設けられている。スリップリング機構30は、回転電機100の外部の電気機器と回転電機100とを電気的に接続するための機構である。スリップリング機構30は、回転軸8の外周を囲むように埋め込まれた輪状のスリップリング31と、スリップリング31のそれぞれに接触し且つ導電性を有するブラシ34と、ブラシ34を保持するブラシホルダ33とを備えている。スリップリング31は、回転軸8に埋め込まれた導電体を介して第一ロータ21の三相巻線21aに電気的に接続され、ブラシ34は、トランスアクスル200(図1参照)外部の電気機器と電気的に接続されている。これにより、三相巻線21aは、第一ロータ21と共に回転しつつスリップリング31及びブラシ34等を介して外部の電気機器と電力の需給を行うことができる。
A
図1を参照すると、ハウジング1の外側には、潤滑油供給機構201が取り付けられている。
潤滑油供給機構201は、電動式のオイルポンプ202と、モータカバー3の下部付近に一体成形された潤滑油取出部203と、モータカバー3の大径筒部3bに一体成形された軸受用供給部3dと、モータハウジング部2の上壁部2b付近に設けられた上部供給部204とを備えている。潤滑油取出部203は、配管205aを介してオイルポンプ202の吸入側に接続されている。オイルポンプ202の吐出側には、配管205bを介してマニフォルド206に接続されている。さらに、マニフォルド206は、配管205cを介して軸受用供給部3dに接続され、配管205dを介して上部供給部204に接続されている。
Referring to FIG. 1, a
The lubricating
このため、オイルポンプ202は、稼働すると、潤滑油取出部203から油溜空間7(図2参照)内の潤滑油を吸入して、軸受用供給部3d及び上部供給部204に供給する。
図2を参照すると、上部供給部204は、上壁部2bの近傍でモータ収容空間6内に延びる供給管204aを有している。供給管204aの周壁には複数の孔が形成されており、供給管204a内に供給された潤滑油は、孔から噴射してステータ23に降り注ぎ、ステータ23の三相巻線23aを冷却する。
For this reason, when the
Referring to FIG. 2, the
また、図2〜図5をあわせて参照すると、軸受用供給部3dには、潤滑油供給穴3d1が形成されている。潤滑油供給穴3d1は、配管205c(図1参照)の接続部で開口しており、この接続部の開口からモータカバー3のフランジ部3aに沿って延在した後にその方向を変え、内側凹部3g1の間隙3g1aに環状突起3fから離れた位置に開口する。さらに、潤滑油供給穴3d1は、貫通穴3g3と同様に、底壁部2cを重力方向の下方にしてトランスアクスル200を配置したときに、内側凹部3g1への開口位置が内側凹部3g1の外周上の最下部から周方向に少しずれて上方に移動した位置となるように、形成されている。よって、潤滑油供給穴3d1を通って潤滑油が供給された場合、内側凹部3g1の間隙3g1a内では、潤滑油供給穴3d1の開口及び貫通穴3g3の開口よりも下方の領域に潤滑油が滞留し、間隙3g1a内から潤滑油がなくなることがない。ここで、潤滑油供給穴3d1は、供給路を構成している。
2 to 5 together, a lubricating oil supply hole 3d1 is formed in the bearing
なお、回転軸8の軸方向に沿ってみたとき、潤滑油供給穴3d1の開口及び貫通穴3g3の開口の内側凹部3g1の外周つまり環状突起3fの内周面3f1に対する位置は、内側凹部3g1内において潤滑油供給穴3d1の開口及び貫通穴3g3の開口の下方に形成される領域内に内側ボールベアリング11のボール11aが存在するようなものであることが好ましい。これにより、内側凹部3g1の間隙3g1a内に滞留する潤滑油にボール11aが浸かる。さらに、回転軸8の軸方向に沿ってみたとき、潤滑油供給穴3d1の開口及び貫通穴3g3の開口の環状突起3fの内周面3f1からの離隔が、これら開口が内側ボールベアリング11のボール11aにラップする位置以上であることが好ましい。これにより、内側凹部3g1の間隙3g1a内に滞留する潤滑油にボール11aが常に浸かる。
When viewed along the axial direction of the
また、上述のように構成された回転電機100は、以下のように動作する。
図2を参照すると、図示しない電気機器からブラシ34に三相交流電流が供給されると、供給された電流は、スリップリング31及び図示しない導電体を通って第一ロータ21の三相巻線21aに供給される。そして、三相巻線21aを流れる電流が発生する回転磁界が、永久磁石22aに作用して第二ロータ22を回転駆動し、出力軸部12a1が回転駆動される。
一方、入力軸部9aを介して回転軸8が回転駆動されると、第一ロータ21が回転し、それに伴い、第一ロータ21の三相巻線21aに誘導電流が発生し、スリップリング31、ブラシ34等を介して、発生した誘導電流が電気機器に供給される。
また、ステータ23の三相巻線23aに図示しない外部の電気機器から三相交流電流が供給されると、三相巻線23aを流れる電流が発生する回転磁界が、永久磁石22aに作用して第二ロータ22を回転駆動し、出力軸部12a1が回転駆動される。
Moreover, the rotary
Referring to FIG. 2, when a three-phase alternating current is supplied from an electric device (not shown) to the
On the other hand, when the
When a three-phase AC current is supplied to the three-phase winding 23a of the
また、上述のようにスリップリング31及びブラシ34の間で電流が流れること、並びにブラシ34がスリップリング31上で摺動することによって、ブラシ34が発熱するため、回転電機100の外部の図示しない送風装置によって冷却用空気が、エンドカバー4の導入口4a(図1参照)及び内側円弧状溝4a1を介してスリップリング機構収容空間5内に供給される。供給された冷却用空気は、ガイド部材32と回転軸8との間を通ってブラシ34を冷却すると共に摩耗粉を除去し、ガイド部材32の外側に出た後、ガイド部材32と小径筒部3c及び大径筒部3bとの間を通って、外側円弧状溝4b1及び導出口4b(図1参照)から外部に排出される。
Further, as described above, the current flows between the
図1及び図2をあわせて参照すると、上述のように回転電機100の動作が開始されると、オイルポンプ202が駆動される。オイルポンプ202は、潤滑油取出部203を通じてハウジング1内の油溜空間7内の潤滑油を吸入してマニフォルド206に向かって圧送する。圧送された潤滑油は、上部供給部204及び軸受用供給部3dに供給される。
上部供給部204に供給された潤滑油は、ハウジング1内の供給管204aの孔から噴射され、ステータ23に降り注ぐと共に、モータハウジング部2及びフランジ部3aの壁面に飛散する。これにより、電流が流れることで三相巻線23aが発熱するステータ23が冷却される。
1 and 2 together, when the operation of the rotating
Lubricating oil supplied to the
図2、図4及び図5をあわせて参照すると、フランジ部3aの内表面3a2に飛散した潤滑油は、内表面3a2上をつたって下方に向かって流れる。流下する潤滑油の一部は、内表面3a2に形成された潤滑油供給溝3eに流入し、さらに潤滑油供給溝3eを通って外側凹部3g2の間隙3g2bに流入する。間隙3g2b内の潤滑油は、外側ボールベアリング13内に流入し、これを潤滑する。なお、第二ロータ22が回転する場合は、間隙3g2b内の潤滑油は、間隙3g2b内を外側ボールベアリング13と共に周方向に沿って移動しつつ外側ボールベアリング13内に流入して潤滑する。また、内表面3a2上を流下するその他の潤滑油は、内表面3a2上をそのまま流下する、又は、間隙3g2bと反対側から外側ボールベアリング13内に流入し、これを潤滑する。第二ロータ22が回転している時、潤滑油は、遠心力を受けることによって、間隙3g2bと反対側から外側ボールベアリング13に流入しにくいが、周りが囲まれている間隙3g2b側からは外側ボールベアリング13に流入することができる。
Referring to FIGS. 2, 4 and 5 together, the lubricating oil scattered on the inner surface 3a2 of the
また、軸受用供給部3d(図1参照)に供給された潤滑油は、潤滑油供給穴3d1を通って内側凹部3g1の間隙3g1a内に噴射される。噴射された潤滑油は、内側ボールベアリング11に流入し、これを十分に潤滑することができる。
Further, the lubricating oil supplied to the bearing
内側凹部3g1の間隙3g1a内では、潤滑油供給穴3d1の開口及び貫通穴3g3の開口よりも下方の領域に滞留する潤滑油に内側ボールベアリング11のボール11aが浸かっている。このため、第一ロータ21が回転する場合は、間隙3g1a内に噴射された潤滑油及び滞留する潤滑油が、内側ボールベアリング11内で周方向に移動するボール11aによって掻き上げられ、内側ボールベアリング11の全周にわたって浸透してこれを潤滑する。さらに、潤滑油供給穴3d1の開口が、内側ボールベアリング11の最下部近傍に位置するため、噴射された潤滑油は、内側ボールベアリング11の全周に行き渡りやすい。よって、潤滑油の噴射量が少ない場合でも、噴射される及び滞留する潤滑油によって、内側ボールベアリング11が全周にわたって十分に潤滑される。
In the gap 3g1a of the inner recess 3g1, the
また、潤滑油供給穴3d1を通じて連続的に間隙3g1a内に潤滑油が供給されるため、間隙3g1a内の潤滑油量が過剰になる。しかしながら、潤滑油の一部は、貫通穴3g3を通って外側凹部3g2の間隙3g2b内に流入する。流入した潤滑油は、外側ボールベアリング13内に流入してこれを潤滑する。さらに、第二ロータ22が回転する場合、潤滑油は、外側ボールベアリング13のボール13aによって掻き上げられ、外側ボールベアリング13の全周にわたって浸透してこれを潤滑する。上述のように、外側ボールベアリング13に対して、潤滑油は、間隙3g2b側からは上方側の潤滑油供給溝3e及び下方側の貫通穴3g3を通じて供給され、間隙3g2bと反対側からはフランジ部3aの内表面3a2上を流下することで供給される。このため、外側ボールベアリング13は、全周にわたって十分に潤滑される。
Further, since the lubricating oil is continuously supplied into the gap 3g1a through the lubricating oil supply hole 3d1, the amount of the lubricating oil in the gap 3g1a becomes excessive. However, a part of the lubricating oil flows into the gap 3g2b of the outer recess 3g2 through the through hole 3g3. The lubricating oil that flows in flows into the
また、貫通穴3g3を通って潤滑油が逃がされるため、内側凹部3g1の間隙3g1a内に潤滑油が過剰な量で滞留することが抑えられる。さらに、貫通穴3g3の開口が内側ボールベアリング11の最下部近傍に位置するため、潤滑油を貫通穴3g3を通じて逃がしやすくなり、間隙3g1a内に潤滑油が過剰に滞留することが抑えられる。これにより、内側ボールベアリング11における潤滑油による回転抵抗の増加が抑えられる。
Further, since the lubricating oil is released through the through hole 3g3, it is possible to prevent the lubricating oil from remaining in an excessive amount in the gap 3g1a of the inner recess 3g1. Furthermore, since the opening of the through hole 3g3 is located in the vicinity of the lowermost portion of the
このように、この発明の実施の形態に係る回転電機100は、回転軸8を中心に回転可能な第一ロータ21と、第一ロータ21の外周を囲むように設けられ且つ第一ロータ21に対して相対的に回転可能な筒状の第二ロータ22と、第二ロータ22の外周を囲むようにして固定して設けられるステータ23と、第一ロータ21、第二ロータ22及びステータ23を収容するハウジング1とを備える。さらに、回転電機100は、回転軸8方向で第一ロータ21に隣り合うハウジング1のフランジ部3aに設けられ且つ第一ロータ21を回転可能に支持する輪状の内側ボールベアリング11と、フランジ部3aにおける内側ボールベアリング11の外周側に設けられ且つ第二ロータ22を回転可能に支持する輪状の外側ボールベアリング13とを備える。フランジ部3aには、内側ボールベアリング11が配置される内側凹部3g1と、外側ボールベアリング13が配置される外側凹部3g2と、内側凹部3g1に潤滑油を供給するための潤滑油供給穴3d1と、潤滑油が流通できるように内側凹部3g1を外側凹部3g2に連通する貫通穴3g3とが形成される。
As described above, the rotating
このとき、内側ボールベアリング11には、潤滑油供給穴3d1及び内側凹部3g1を通じて潤滑油が直接的に供給される。さらに、潤滑油供給穴3d1から内側凹部3g1に供給された潤滑油のうちの一部の潤滑油は、貫通穴3g3及び外側凹部3g2を通じて外側ボールベアリング13に直接的に供給される。よって、内側ボールベアリング11及び外側ボールベアリング13の両方に潤滑油が直接的に供給される。従って、回転電機100は、内側ボールベアリング11及び外側ボールベアリング13への潤滑油による潤滑能力を向上させる。さらに、潤滑油供給穴3d1から内側凹部3g1に過剰に潤滑油が供給された場合でも、過剰な潤滑油を貫通穴3g3を通じて逃がすことができるので、内側ボールベアリング11の周りに潤滑油が過剰に存在してその動作の妨げとなることが防がれる。
At this time, the lubricating oil is directly supplied to the
また、回転電機100において、潤滑油供給穴3d1及び貫通穴3g3は、重力方向の下方側で内側凹部3g1に連通する。これにより、潤滑油供給穴3d1から内側凹部3g1に供給された潤滑油は、内側ボールベアリング11によって下方から掻き上げられるため、内側ボールベアリング11の全周に行き渡りやすい。また、貫通穴3g3が下方側にあるため、内側凹部3g1内で内側ボールベアリング11の周囲に潤滑油が過剰に滞留するのが抑えられる。
In the rotating
また、回転電機100において、潤滑油供給穴3d1及び貫通穴3g3は、内側凹部3g1においてフランジ部3aと内側ボールベアリング11との間に形成される輪状の間隙3g1aに連通し、貫通穴3g3は、外側凹部3g2においてフランジ部3aと外側ボールベアリング13との間に形成される輪状の間隙3g2bに連通する。潤滑油は、広く開放されておらずその容積も小さい間隙3g1a及び間隙3g2bに供給されるため、間隙3g1a及び間隙3g2bそれぞれから内側ボールベアリング11及び外側ボールベアリング13に浸透しやすい。さらに、内側ボールベアリング11及び外側ボールベアリング13が回転すると、潤滑油は、これらと共に間隙3g1a及び間隙3g2b内を容易に移動することができるため、容易に内側ボールベアリング11及び外側ボールベアリング13の全周にわたって潤滑することができる。
In the rotating
また、回転電機100において、フランジ部3aは、その内表面3a2上に外側凹部3g2の外周側から外側凹部3g2にまで延びる潤滑油供給溝3eを含む。これにより、フランジ部3aの内表面3a2上に付着した潤滑油を、潤滑油供給溝3eを介して外側凹部3g2に導入し、外側ボールベアリング13に供給するのが容易になる。
Further, in rotating
また、回転電機100は、ステータ23の下方に設けられ且つ潤滑油を貯留する油溜空間7と、油溜空間7及び潤滑油供給穴3d1に連通し且つ油溜空間7の潤滑油を潤滑油供給穴3d1に送るオイルポンプ202とを備える。これにより、潤滑油を連続して圧送することができるため、潤滑油供給穴3d1に十分な量の潤滑油を連続的に供給することが可能になる。
The rotating
また、実施の形態の回転電機100では、内側ボールベアリング11に隣接する内側凹部3g1の間隙3g1aにのみ、オイルポンプ202に連通する潤滑油供給穴3d1が設けられていたが、これに限定するものでない。図7に示すように、外側ボールベアリング13に隣接する外側凹部3g2の間隙3g2b(図2参照)にも、オイルポンプ202に連通する第二潤滑油供給穴3d2を設けてもよい。このとき、第二潤滑油供給穴3d2は、潤滑油供給穴3d1と同様に、底壁部2cを重力方向の下方にしてトランスアクスル200を配置したときに、外側凹部3g2への開口位置が外側凹部3g2の外周上の最下部から周方向に少しずれて上方に移動した位置となるように、形成されるのが好ましい。
Further, in the rotating
また、実施の形態の回転電機100では、潤滑用流体として潤滑油が使用されていたが、これに限定されるものでない。潤滑用流体は、流動性を有する流体であればよいため、潤滑油以外の液体であってもよく、潤滑作用を有する気体又はミストであってもよく、グリスのようにゲル状の流体であってもよく、粉体であってもよい。
また、実施の形態の回転電機100では、第一ロータ21及びステータ23に巻線が設けられ、第二ロータ22に永久磁石が設けられていたが、巻線及び永久磁石の配置構成は、これに限定されない。
Moreover, in the rotary
In the rotating
また、実施の形態の回転電機100では、潤滑油供給機構201は、回転電機100に直接的に関連する部位に潤滑油を供給するように構成されていたが、トランスアクスル200における入力軸部9a及び出力軸部12cに係合するギヤ構造にも潤滑油を供給するように構成されてもよい。
また、実施の形態の回転電機100は、ハイブリッドトランスアクスル200に搭載されるとしたが、これに限定されるものでなく、いかなるものに搭載されてもよい。
Further, in the rotating
Moreover, although the rotary
1 ハウジング、3a フランジ部(壁部)、3a2 内表面、3d1 潤滑油供給穴(供給路)、3d2 第二潤滑油供給穴(第二供給路)、3e 潤滑油供給溝(導入溝)、3g1 内側凹部(第一空間)、3g1a 間隙(第一間隙)、3g2 外側凹部(第二空間)、3g2b 間隙(第二間隙)、3g3 貫通穴(連通路)、7 油溜空間(貯留部)、8 回転軸、11 内側ボールベアリング(第一軸受)、13 外側ボールベアリング(第二軸受)、21 第一ロータ、22 第二ロータ、23 ステータ、100 回転電機、200 トランスアクスル、202 オイルポンプ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing, 3a Flange part (wall part), 3a2 inner surface, 3d1 Lubricating oil supply hole (supply path), 3d2 Second lubricating oil supply hole (second supply path), 3e Lubricating oil supply groove (introduction groove), 3g1 Inner recess (first space), 3g1a gap (first gap), 3g2 outer recess (second space), 3g2b gap (second gap), 3g3 through hole (communication path), 7 oil reservoir space (reservoir), 8 Rotating shaft, 11 Inner ball bearing (first bearing), 13 Outer ball bearing (second bearing), 21 First rotor, 22 Second rotor, 23 Stator, 100 Rotating electric machine, 200 Transaxle, 202 Oil pump.
Claims (6)
前記第一ロータの外周を囲むように設けられ、前記第一ロータに対して相対的に回転可能な筒状の第二ロータと、
前記第二ロータの外周を囲むようにして固定して設けられるステータと、
前記第一ロータ、前記第二ロータ及び前記ステータを収容するハウジングと、
前記回転軸方向で前記第一ロータに隣り合う前記ハウジングの壁部に設けられ、前記第一ロータを回転可能に支持する輪状の第一軸受と、
前記壁部における前記第一軸受の外周側に設けられ、前記第二ロータを回転可能に支持する輪状の第二軸受と
を備え、
前記壁部には、
前記第一軸受が配置される第一空間と、
前記第二軸受が配置される第二空間と、
前記第一空間に潤滑用流体を供給するための供給路と、
前記潤滑用流体が流通できるように前記第一空間を前記第二空間に連通する連通路と
が形成される回転電機。 A first rotor rotatable about a rotation axis;
A cylindrical second rotor that is provided so as to surround the outer periphery of the first rotor and is rotatable relative to the first rotor;
A stator provided to be fixed so as to surround the outer periphery of the second rotor;
A housing for housing the first rotor, the second rotor, and the stator;
A ring-shaped first bearing provided on the wall of the housing adjacent to the first rotor in the direction of the rotation axis and rotatably supporting the first rotor;
A ring-shaped second bearing provided on the outer peripheral side of the first bearing in the wall portion and rotatably supporting the second rotor;
In the wall,
A first space in which the first bearing is disposed;
A second space in which the second bearing is disposed;
A supply path for supplying a lubricating fluid to the first space;
A rotating electrical machine in which the first space is communicated with the second space so that the lubricating fluid can flow therethrough.
前記連通路は、前記第二空間において前記壁部と前記第二軸受との間に形成される輪状の第二間隙に連通する請求項1または2に記載の回転電機。 The supply path and the communication path communicate with an annular first gap formed between the wall portion and the first bearing in the first space;
The rotating electrical machine according to claim 1 or 2, wherein the communication path communicates with a ring-shaped second gap formed between the wall portion and the second bearing in the second space.
前記貯留部及び前記供給路に連通し、前記貯留部の前記潤滑用流体を前記供給路に送るポンプと
を備える請求項1〜4のいずれか一項に記載の回転電機。 A storage portion provided below the stator and storing the lubricating fluid;
The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a pump that communicates with the storage section and the supply path and sends the lubricating fluid in the storage section to the supply path.
前記第二供給路は、前記ポンプに連通する請求項5に記載の回転電機。 The wall includes a second supply path for supplying a lubricating fluid to the second space;
The rotating electrical machine according to claim 5, wherein the second supply path communicates with the pump.
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