JP2017028798A - 減速機付きモータの冷却構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】隣り合う2つの部材の合わせ面を通る冷却水の流路の信頼性を高めることができる減速機付きモータの冷却構造を提供する。【解決手段】突き合わされる本体部材17と左カバー部材19がノックピンを介して連結され、合わせ面S1,S2での冷却水Lの流路59に円筒部材51が本体部材17の凹部52に挿入され、円筒部材51が左カバー部材19の凹部53に挿入され、円筒部材51の外周面と部材17の凹部52の内周面との嵌合部にインロー部56,61が形成されている。円筒部材51の外周面と本体部材17の凹部52の内周面とがOリング54によりシールされ、円筒部材51の外周面と左カバー部材19の凹部53の内周面とがOリング55によりシールされ、合わせ面S1,S2での冷却水Lの流路59と冷却用オイルの配置箇所60との間にオイル用液状ガスケット57が配置されている。【選択図】図11
Description
本発明は、減速機付きモータの冷却構造に関するものである。
減速機付きモータの冷却構造として、オイルによる油冷とウォータジャケットによる水冷の両方を併用したシステムがある(例えば、特許文献1)。特許文献1において、2つのケース構成部材の接合部において、連通する各ケース構成部材の流体路を囲むように筒状部材が2つのケース構成部材に嵌合し、円筒部材の外周部にシール部材が設けられている。
ところで、隣り合う2つの部材の合わせ面を通る冷却水の流路の信頼性を高めるためには、隣り合う2つの部材の位置決め、円筒部材と隣り合う2つの部材との間のシール性の確保、冷却水と冷却用オイルの分離を行うことが必要となってくる。
本発明の目的は、隣り合う2つの部材の合わせ面を通る冷却水の流路の信頼性を高めることができる減速機付きモータの冷却構造を提供することにある。
請求項1に記載の発明では、隣り合う2つの部材が突き合わされて構成され、内部に、モータおよび前記モータの回転軸の回転を減速する減速機が収納されたハウジングと、前記ハウジングを構成する前記隣り合う2つの部材の合わせ面を通る冷却水の流路を有し、冷却水の循環により冷却する水冷機構と、前記ハウジング内に冷却用オイルが循環する油冷機構と、を備え、前記突き合わされる2つの部材がノックピンを介して連結され、前記隣り合う2つの部材の合わせ面での前記冷却水の流路において円筒部材の一方側が前記隣り合う2つの部材のうちの一方の部材に形成した凹部に挿入されるとともに前記円筒部材の他方側が前記隣り合う2つの部材のうちの他方の部材に形成した凹部に挿入され、前記円筒部材の一方側の外周面と前記一方の部材の凹部の内周面との嵌合部、または、前記円筒部材の他方側の外周面と前記他方の部材の凹部の内周面との嵌合部のいずれかにインロー部が形成され、前記円筒部材の一方側の外周面と前記一方の部材の凹部の内周面とがOリングによりシールされるとともに前記円筒部材の他方側の外周面と前記他方の部材の凹部の内周面とがOリングによりシールされ、前記隣り合う2つの部材の合わせ面での前記冷却水の流路と前記冷却用オイルの配置箇所との間にオイル用液状ガスケットを配置したことを要旨とする。
請求項1に記載の発明によれば、突き合わされる2つの部材がノックピンにより位置決めされる。また、隣り合う2つの部材の合わせ面での冷却水の流路において円筒部材の一方側が隣り合う2つの部材のうちの一方の部材に形成した凹部に挿入されるとともに円筒部材の他方側が隣り合う2つの部材のうちの他方の部材に形成した凹部に挿入され、円筒部材の一方側の外周面と一方の部材の凹部の内周面との嵌合部、または、円筒部材の他方側の外周面と他方の部材の凹部の内周面との嵌合部のいずれかにインロー部が形成され、円筒部材の一方側の外周面と一方の部材の凹部の内周面とがOリングによりシールされるとともに円筒部材の他方側の外周面と他方の部材の凹部の内周面とがOリングによりシールされる。さらに、隣り合う2つの部材の合わせ面での冷却水の流路と冷却用オイルの配置箇所との間がオイル用液状ガスケットで分離される。このようにして、ノックピンで隣り合う2つの部材を位置決めし、インロー部により円筒部材と凹部とが位置決めされた状態においてOリングで円筒部材と隣り合う2つの部材の凹部との間をシールし、オイル用液状ガスケットで冷却水と冷却用オイルの分離を行って、隣り合う2つの部材の合わせ面を通る冷却水の流路の信頼性を高めることができる。
請求項2に記載のように、請求項1に記載の減速機付きモータの冷却構造において、前記円筒部材の一方側の外周面または前記円筒部材の他方側の外周面が拡径しているとよい。
請求項3に記載のように、請求項1に記載の減速機付きモータの冷却構造において、前記一方の部材の凹部の内周面または前記他方の部材の凹部の内周面が縮径しているとよい。
請求項4に記載のように、請求項1に記載の減速機付きモータの冷却構造において、前記隣り合う2つの部材のうちの一方は前記モータを固定する本体部材であり、前記隣り合う2つの部材のうちの他方は前記本体部材の開口部を塞ぐカバー部材であり、前記円筒部材の前記本体部材側の外周面と前記本体部材の凹部の内周面との嵌合部に前記インロー部を有するとよい。
請求項5に記載のように、請求項1〜4のいずれか1項に記載の減速機付きモータの冷却構造において、前記合わせ面における前記凹部の開口部に前記オイル用液状ガスケットの溜まり部が形成されているとよい。
本発明によれば、隣り合う2つの部材の合わせ面を通る冷却水の流路の信頼性を高めることができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1,2に示すように、減速機付きモータ10は、車両11に搭載され、車体に取り付けられている。図3に示すように、減速機付きモータ10は、モータ12と減速機13を備えている。減速機付きモータ10は、モータ12と減速機13が一体化されており、モータ12の出力が減速機13により減速されて車軸14に伝達され車両11の走行に供される。モータ12は、永久磁石同期モータである。
図1,2に示すように、減速機付きモータ10は、車両11に搭載され、車体に取り付けられている。図3に示すように、減速機付きモータ10は、モータ12と減速機13を備えている。減速機付きモータ10は、モータ12と減速機13が一体化されており、モータ12の出力が減速機13により減速されて車軸14に伝達され車両11の走行に供される。モータ12は、永久磁石同期モータである。
図3に示すように、減速機付きモータ10は、その外形を構成するハウジング15を備えている。ハウジング15は、伝熱性を有する材料で形成されており、例えば金属材料(例えばアルミニウム)で形成されている。また、ハウジング15には、図2に示すように、車両左右方向Xに貫通し、車軸14が挿通される車軸孔16が設けられている。
図3に示すように、ハウジング15は、車両左右方向Xに開口した本体部材17と、本体部材17に対して車両左右方向Xから取り付けられる右カバー部材18および左カバー部材19とを備えている。これら本体部材17および各カバー部材18,19が組み付けられることにより、密閉空間が形成されている。具体的には、ハウジング15は、隣り合う2つの部材である本体部材17と左カバー部材19が突き合わされて構成され、内部に、モータ12およびモータ12の回転軸21の回転を減速する減速機13が収納される。即ち、隣り合う2つの部材のうちの一方はモータ12を固定する本体部材17であり、隣り合う2つの部材のうちの他方は本体部材17の開口部を塞ぐカバー部材19である。
突き合わされる2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)が、図4に示すように、2本のノックピンPnを介して連結されている。ノックピンPnにより、突き合わされる2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)が位置決めされている。本体部材17と左カバー部材19とは、図6に示すように、ネジScにより締結固定されている。同様に、本体部材17と右カバー部材18も突き合わされ、両者はネジ止めされている。
なお、図4は、左カバー部材19を取り外した状態での左側面図であり、図5は、右カバー部材18を取り外した状態での右側面図である。
図3に示すように、ハウジング15の右カバー部材18は、上部に取付用突部18aを有する。取付用突部18aは水平に延びる板状をなし、右側に突出している。同様に、ハウジング15の左カバー部材19は、上部に取付用突部19aを有する。取付用突部19aは水平に延びる板状をなし、左側に突出している。
図3に示すように、ハウジング15の右カバー部材18は、上部に取付用突部18aを有する。取付用突部18aは水平に延びる板状をなし、右側に突出している。同様に、ハウジング15の左カバー部材19は、上部に取付用突部19aを有する。取付用突部19aは水平に延びる板状をなし、左側に突出している。
図3に示すように、ハウジング15はモータ収容部20を有する。モータ収容部20にモータ12が収容されている。
図3に示すように、モータ12は、全体として車両左右方向Xを軸線方向とする円柱状である。モータ12は、回転軸21と一体回転するロータ(回転子)22と、ロータ22の外周側に設けられたステータ(固定子)23とを備えている。ロータ22は永久磁石Mgが埋設されたロータとなっている。回転軸21は、車両左右方向Xに延びており、モータ収容部20内に設けられたベアリング24を介してハウジング15に支持されている。このため、回転軸21は、車両左右方向Xを軸として回転可能となっており、ロータ22は、ハウジング15内において回転可能に支持された状態で配置されている。
図3に示すように、モータ12は、全体として車両左右方向Xを軸線方向とする円柱状である。モータ12は、回転軸21と一体回転するロータ(回転子)22と、ロータ22の外周側に設けられたステータ(固定子)23とを備えている。ロータ22は永久磁石Mgが埋設されたロータとなっている。回転軸21は、車両左右方向Xに延びており、モータ収容部20内に設けられたベアリング24を介してハウジング15に支持されている。このため、回転軸21は、車両左右方向Xを軸として回転可能となっており、ロータ22は、ハウジング15内において回転可能に支持された状態で配置されている。
ステータ23は、円筒状のステータコア25と、ティースに捲回された巻線26とを備えており、全体として円筒状となっている。ステータ23は、ハウジング15内において固定されたステータコア25に巻線26が巻かれ、ステータコア25の端面25a,25bからコイルエンド27a,27bが突出している。ステータ23は、ステータコア25の内周面がロータ22の外周面と対向する位置に配置されている。この場合、車両左右方向Xにおけるステータコア25の端面25a,25bは、ハウジング15のカバー部材18,19と対向している。なお、車両前後方向Yは、ステータ23の軸線方向および上下方向Zに対して直交する方向である。また、ステータコア25の内周面とロータ22の外周面との間には若干の隙間がある。
図3,4に示すように、コイルエンド27aは、ステータコア25における回転軸21の反出力側の端面25aから突出している。コイルエンド27aは、ロータ22の軸方向に延在する取付用突部19aの基部の下側に配置されている。また、図3に示すように、コイルエンド27bは、ステータコア25における回転軸21の出力側の端面25bから突出している。
ステータコア25はボルト28(図3,4参照)が挿通された状態で、当該ボルト28がハウジング15内に設けられたネジ穴に螺合されることによりハウジング15に固定されている。なお、ボルト28は、図4に示すように、三箇所を周方向ほぼ均等に設けられている。
また、ハウジング15内に減速機13が配置されている。減速機13は、3軸縦型配置の変速機であり、インプットギヤ29、カウンタギヤ30、デフリングギヤ31を有する。各ギヤ29,30,31はベアリングに回転支持された状態で縦方向(上下に)に配置されている。インプットギヤ29は、モータ収容部20外に突出した回転軸21の出力端に取り付けられている。インプットギヤ29にはカウンタギヤ30の第1ギヤ30aが噛み合っている。カウンタギヤ30の第2ギヤ30bにはデフリングギヤ31が噛み合っている。デフリングギヤ31は車軸14に取り付けられる。
そして、ギヤ29,30,31は、モータ12の回転軸21が回転することにより回転し、その回転を減速して車軸14に伝達する。つまり、減速機13は3つのギヤ29,30,31の噛み合わせによりモータ12の回転軸21(出力)を減速する。
本実施形態の減速機付きモータ10は、ステータ23等を冷却するために、油冷機構32と、水冷機構33を備えている。油冷機構32は、オイルの掻き揚げにより冷却する。水冷機構33は、冷却水Lの循環により冷却する。なお、冷却水Lとして不凍液(LLC)を用いている。
まず、油冷機構32について説明する。
油冷機構32は、ハウジング15内に冷却用オイルOを循環させるものであり、図4に示すように、ハウジング15は、オイルタンク34と、キャッチタンク35を有している。オイルタンク34は、モータ収容部20の下方に配置され、オイル(冷却油)Oが貯留される。モータ収容部20と各タンク34,35とは一体化されている。
油冷機構32は、ハウジング15内に冷却用オイルOを循環させるものであり、図4に示すように、ハウジング15は、オイルタンク34と、キャッチタンク35を有している。オイルタンク34は、モータ収容部20の下方に配置され、オイル(冷却油)Oが貯留される。モータ収容部20と各タンク34,35とは一体化されている。
図5に示すように、デフリングギヤ31の一部はオイルタンク34のオイルOに浸されている。このため、各ギヤ29,30,31が回転するとオイルタンク34のオイルOが掻き揚げられる。
また、ハウジング15内には、掻き揚げられたオイルOを、モータ収容部20に誘導する誘導流路37が設けられている。誘導流路37は、図5において第1ギヤ30a、インプットギヤ29の車両前方向に配置され、モータ収容部20の上方にまで連通しており、掻き揚げられたオイルOを、モータ収容部20の上部に誘導する。
キャッチタンク35は、ハウジング15のモータ収容部20の上部に形成されている。図3に示すようにキャッチタンク35は車両左右方向Xに延びており、右側端に誘導流路37からオイルOが供給される。キャッチタンク35は、オイルタンク34から誘導されたオイルOの供給穴(冷却油滴下穴)36a,36bを有する。供給穴36a,36bはモータ収容部20の天井面20aに開口している。
図3に示すように、モータ収容部20には、流下したオイルOが貯留されるオイル溜まり38が設けられている。オイル溜まり38は、モータ収容部20とオイルタンク34とを隔てる隔壁38a等によって区画されている。ステータ23の一部、詳細にはステータコア25の一部および巻線26の一部は、オイル溜まり38にて貯留されているオイルOに浸される。
図4に示すように、オイルタンク34は、ステータ23およびオイル溜まり38に対して下方に配置されている。そして、ハウジング15には、オイル溜まり38とオイルタンク34とを接続するものであって、オイルOが流れるバイパス流路39(図3参照)が設けられている。バイパス流路39は、左カバー部材19に設けられており、上下方向Zに延びている。バイパス流路39を通してオイルOがオイル溜まり38からオイルタンク34に流れる。
また、図3に示すように、ハウジング15におけるオイルタンク34の下側には複数のフィン40が並設されている。これらのフィン40は、オイルタンク34に貯留されているオイルOを冷却する。
そして、ギヤ29,30,31の回転によって、オイルタンク34内のオイルOが掻き揚げられると、その掻き揚げられたオイルOは、誘導流路37を流れて、キャッチタンク35の供給穴36a,36bからモータ収容部20内に滴下される。
図3に示すように、キャッチタンク35の供給穴36aは、ステータコア25の端面25aから突出するコイルエンド27aの上方に設けられ、コイルエンド27aにオイルOが滴下されるようになっている。また、キャッチタンク35の供給穴36bは、ステータコア25の端面25bから突出するコイルエンド27bの上方に設けられ、コイルエンド27bにオイルOが滴下されるようになっている。
このように、キャッチタンク35は、減速機13のギヤ29,30,31の回転に伴い掻き揚げられたオイルタンク34のオイルOをモータ12の発熱箇所に滴下する。
次に、水冷機構33について説明する。
次に、水冷機構33について説明する。
図2,8に示すように、減速機付きモータ10は、ハウジング15の外側に設けられたカバー41と、ハウジング15のモータ収容部20の外面の突起20bとを有する。枠状の突起20bに対しカバー41がボルトB1(図2参照)により固定されている。そして、ハウジング15のステータ配置部の外面における突起20bで囲まれた領域とカバー41との間にウォータジャケット(冷却水流路)42が区画形成される。このウォータジャケット42に、図2に示すように冷却水(LCC)Lが流れる。
図8に示すように、カバー41および突起20bは全体形状としてL字状をなし、L字状のウォータジャケット42を冷却水Lが流れる。カバー41の下側に入口部43が形成されているとともに突起20bの上側に出口部44が形成されている。そして、入口部43から冷却水Lが流入して、図2に示すように、出口部44から冷却水Lが排出される。なお、インバータINV(図3参照)の内部を冷却した冷却水(LLC)Lが、図2に示すごとくモータ12の後方側の水冷機構33での入口部43(図8参照)へ導かれる。
また、図8のウォータジャケット42の出口部44は、図2に示すように、ハウジング15に形成された接続流路45の一端と連通している。接続流路45の他端側は、モータ12の中心付近を通るように斜め下方向に延びている。
図9,10に示すように、減速機付きモータ10は、ハウジング15の外側に設けられたカバー46と、ハウジング15のモータ収容部20の外面の突起20cとを有する。四角枠状の突起20cに対しカバー46がボルトB2(図9参照)により固定されている。そして、ハウジング15のステータ配置部の外面における突起20cで囲まれた領域とカバー46との間にウォータジャケット(冷却水流路)47が区画形成されている。このウォータジャケット47に、図9に示すように接続流路45からの冷却水(LCC)Lが流れる。
図9に示すように、ウォータジャケット47において逆S字状をなす流路が形成され、冷却水Lは蛇行しながら流れる。突起20cの下側に入口部48が形成されているとともに突起20cの上側に出口部49が形成されている。入口部48は図9に示すように接続流路45の他端と連通している。そして、入口部48から冷却水Lが流入して、出口部49から冷却水Lが排出される。
なお、冷却水(不凍液)Lはポンプおよび熱交換器を介して循環される。
このように、図4に示すごとくウォータジャケット42,47は、ステータ23を介して、車両前後方向Yに対向した位置に配置されている。このステータ23の周方向に離間して配置された複数のウォータジャケット(外周流路)42,47は、ハウジング15のステータ配置部の外面に沿って延びている。水冷機構33は、図6,7,11に示すように、ハウジング15を構成する隣り合う2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)の合わせ面S1,S2を通る冷却水Lの流路59を有し、冷却水Lの循環により冷却する。
このように、図4に示すごとくウォータジャケット42,47は、ステータ23を介して、車両前後方向Yに対向した位置に配置されている。このステータ23の周方向に離間して配置された複数のウォータジャケット(外周流路)42,47は、ハウジング15のステータ配置部の外面に沿って延びている。水冷機構33は、図6,7,11に示すように、ハウジング15を構成する隣り合う2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)の合わせ面S1,S2を通る冷却水Lの流路59を有し、冷却水Lの循環により冷却する。
また、図3,5に示すように、モータ12と減速機13を一体化した減速機付きモータ10において、減速機室にはオイル(ATF)Oが封入され、減速機13により掻き揚げられたオイルOがモータ12の冷却および、ベアリング等の潤滑を行っている。また、モータ12の前方および後方にはウォータジャケット42,47が配設されており、冷却水Lでモータ12の冷却を行う。このように、水冷と油冷を併用することにより、モータ12の冷却システムを強化することができ、モータ12の動作点を拡大することが可能になる。
図7に示すように、冷却水Lはハウジング15の本体部材17から左カバー部材19に流れるとともに左カバー部材19から本体部材17に流れる。このとき、図11に示すように、ハウジング15の本体部材17と左カバー部材19とは、合わせ面S1,S2で突き合わされており、本体部材17から左カバー部材19への冷却水Lの流路、および、左カバー部材19から本体部材17への冷却水Lの流路には、以下の円筒部材51(図7,11参照)を用いて流路が確保されている。
以下、詳しく説明する。なお、図7において後方側の冷却水の本体部材17から左カバー部材19への出口部分OUTwを図11に示すが、前方側の冷却水の本体部材17への入口部分INwも同様な構成をなしている。
図11に示すように、隣り合う2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)の合わせ面S1,S2での冷却水Lの流路59において円筒部材51が設けられている。円筒部材51は、金属製、例えば鉄製である。円筒部材51における軸方向での一方側が隣り合う2つの部材のうちの一方の部材の本体部材17に形成した凹部52に挿入されている。凹部52の底面に冷却水Lの流路59aが開口している。円筒部材51における軸方向での他方側が隣り合う2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)のうちの他方の部材の左カバー部材19に形成した凹部53に挿入されている。凹部53の底面に冷却水Lの流路59bが開口している。
円筒部材51の外周面にはOリング溝51a,51bが形成されている。そして、円筒部材51の一方側の外周面と一方の部材の本体部材17の凹部52の内周面とがOリング54によりシールされている。円筒部材51の他方側の外周面と他方の部材の左カバー部材19の凹部53の内周面とがOリング55によりシールされている。このOリング54,55により、円筒部材51に対し本体部材17側、左カバー部材19側それぞれの部材間のシールが行われる。
円筒部材51は雄側インロー部56を有する。詳しくは、円筒部材51における凹部52に挿入される部位のうちのOリング溝51aより先端部分は拡径され、当該拡径部が雄側インロー部56となっている。また、凹部52のうち、雄側インロー部56と嵌合する部分を雌側インロー部61とする。つまり、本体部材17の凹部52の雌側インロー部61に円筒部材51の雄側インロー部56を嵌合し、その後に、左カバー部材19が取り付けられている。インロー部56,61により位置決めされる。
このように、円筒部材51の一方側の外周面と一方の部材17の凹部52の内周面との嵌合部、および、円筒部材51の他方側の外周面と他方の部材19の凹部53の内周面との嵌合部を有する。そして、円筒部材51の本体部材17側の外周面と本体部材17の凹部52の内周面との嵌合部にインロー部56,61を有する。つまり、円筒部材51の一方側の外周面と一方の部材17の凹部52の内周面との嵌合部にインロー部56,61が形成されている。詳しくは、円筒部材51の一方側の外周面が拡径している。
隣り合う2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)の合わせ面S1,S2での冷却水Lの流路59と冷却用オイルOの配置箇所60との間に、オイル用液状ガスケット(FIPG)57が配置されている。図4においてオイル用液状ガスケット57の配置領域を示す。オイル用液状ガスケット57は、合わせ面S1,S2における冷却水Lの流路59(円筒部材51)の内方に無端状に配置されている。
図11に示すように、隣り合う2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)の合わせ面S1,S2において凹部52,53の開口部に三角形のオイル用液状ガスケットの溜まり部58が形成されている。
冷却水(LLC)Lはモータ12の後方側の水冷機構33の流路(42)を通った後、本体部材17と左カバー部材19の合わせ面S1,S2を通過するとともに、左カバー部材19の内部を通過した後に左カバー部材19と本体部材17の合わせ面S1,S2を通過する。ここで、図11に示すように、冷却水Lの流路59において円筒部材(中空のパイプ材)51が配置されている。本体部材17と左カバー部材19の位置決めはノックピンPn(図4参照)により精度が確保されている。この際、公差の範囲内でのバラツキは存在するため、それを考慮したOリング54,55の潰し代が設定されている。また、円筒部材51には片側の部材(本実施形態では本体部材17側)との位置決めを精度よく行うために、インロー部56,61が成形されている。
次に、減速機付きモータ10の作用について説明する。
減速機付きモータ10は、モータ12と減速機13が一体化された一体型動力取出しユニット(トランスアクスルユニット)である。減速機付きモータ10は、機能構成として、モータ12、減速機13、オイルタンク34とキャッチタンク35を有する油冷機構32、水冷機構33(ウォータジャケット42,47等)を具備している。
減速機付きモータ10は、モータ12と減速機13が一体化された一体型動力取出しユニット(トランスアクスルユニット)である。減速機付きモータ10は、機能構成として、モータ12、減速機13、オイルタンク34とキャッチタンク35を有する油冷機構32、水冷機構33(ウォータジャケット42,47等)を具備している。
ハウジング15にはモータ12の冷却のための水路(ウォータジャケット42,47)が形成されており、図2で一点鎖線および図9で一点鎖線で示すごとく冷却水Lが流れてモータ12の冷却に供される。また、ハウジング15の内部にモータ出力を減速する減速機13が配置され、図5に示すごとくデフリングギヤ31の中心軸付近までオイルOが充填されており、減速機13のギヤ29,30,31の回転により、オイルOが攪拌され、モータ12の冷却およびベアリング24の潤滑がなされる。
オイルOの攪拌は、減速機付きモータ10に配設された減速機13のギヤ29,30,31の回転によって行われる。
図3の減速機付きモータ10において、一点鎖線でオイル(冷却油)Oの攪拌フローを示すとともに図5において一点鎖線でオイルOの攪拌経路を示す。
図3の減速機付きモータ10において、一点鎖線でオイル(冷却油)Oの攪拌フローを示すとともに図5において一点鎖線でオイルOの攪拌経路を示す。
オイルタンク34内のオイルOがギヤ29,30,31の回転に伴ってキャッチタンク35に掻き揚げられ、キャッチタンク35内のオイルOは供給穴36a,36bから垂下され、モータ12の冷却に供される。つまり、図5において、デフリングギヤ31の中心付近まで充填されたオイルOはデフリングギヤ31の回転に伴い時計回り(CW方向)に攪拌され、カウンタギヤ室のオイルタンク50に充填される。このオイルOはカウンタギヤ30の回転に伴い反時計回り(CCW方向)に攪拌され、減速機付きモータ10の上部に位置するキャッチタンク35まで送り込まれる。キャッチタンク35まで送り込まれたオイルOはモータコイルエンド27a,27bなどに供給され、モータ12の冷却および、ベアリング24の潤滑がなされる。
また、水冷機構33において、図11に示すごとく、円筒部材51には片側の部材(本実施形態では本体部材17側)との位置決めを精度よく行うために、インロー部56,61が成形されている。これにより、オイル用液状ガスケット(FIPG)57の円筒部材51側へのはみ出しが起こって、このFIPGのはみ出しによる円筒部材51の固着が起こったときに、熱および振動などの外力により、ハウジング15の本体部材17の凹部52,左カバー部材19の凹部53と円筒部材51が相対変位したときの、潰し代の偏りを防止することができる。
つまり、図13においてはインロー部56,61が成形されていない場合である。この場合においてはオイル用液状ガスケット(FIPG)57の円筒部材51側へのはみ出しによる円筒部材51の固着が起こったときに、熱および振動などの外力により、ハウジング15の本体部材17の凹部52,左カバー部材19の凹部53と円筒部材51が相対変位したときにOリング54,55の潰し代の偏りが発生する。
これに対し本実施形態では、図12に示すように、インロー部56,61が成形されている。よって、オイル用液状ガスケット(FIPG)57のはみ出しによる円筒部材51の固着が起こったときに、熱および振動などの外力により、ハウジング15の本体部材17の凹部52,左カバー部材19の凹部53と円筒部材51が相対変位したときの、Oリング54,55の潰し代の偏りを防止することができる。
このようにして、2つの部材の合わせ面S1,S2を通る冷却水(LLC)Lの流路59に円筒部材51を挿入して、この円筒部材51と各部材間にOリング54,55を配設する。また、円筒部材51には、位置決め用の雄側インロー部56を配設し、凹部52には雌側インロー部61を配設することにより、振動・衝撃が加わった状況や、オイル用液状ガスケット57が円筒部材51側へ侵入してきた場合でも、上記位置決め機構により、反インロー部側のOリング55も設計通りの適切な潰し代を設定することができる。
図15,16は比較例である。一般的に複雑なシール面形状を有するケース合せ面におけるオイルのシールにはFIPGによる液状ガスケットが使用されている。また、一般的に冷却水(LLC)のシール構造には、液状ガスケットの他に、メタルガスケットや、Oリングなどが利用されている。ここで、図15に示すように、2つの部材100,101の合わせ面S10,S11を冷却水の流路102が通る場合に水用ガスケット103を用いると、オイル用ガスケット104と水用ガスケット103が混合されてしまう。そのため、図16に示すように、Oリング110を用いることが多いが、合わせ面S10,S11にOリング110の嵌合凹部111,112を形成する必要があり、合わせ面S10,S11の広がる方向において大型化を招く懸念がある。また、オイル用ガスケット104がOリング110に付着し硬化することで、当該Oリング110のシール性能が低下する懸念がある。
本実施形態においては、図11で示したように、隣り合う2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)の合わせ面S1,S2にOリングの嵌合凹部を形成する必要がなく、軸シール構造であるので、合わせ面の広がり方向においてシールの信頼性を確保しつつ小型化を図ることができる。なお、円筒部材51の軸方向には余裕がある。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)減速機付きモータの冷却構造として、ハウジング15と水冷機構33と油冷機構32とを備える。突き合わされる2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)がノックピンPnを介して連結されている。隣り合う2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)の合わせ面S1,S2での冷却水Lの流路59において円筒部材51の一方側が隣り合う2つの部材のうちの一方の本体部材17に形成した凹部52に挿入されている。また、円筒部材51の他方側が隣り合う2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)のうちの他方の左カバー部材19に形成した凹部53に挿入されている。円筒部材51の一方側の外周面に雄側インロー部56を有し、凹部52に雌側インロー部61を有する。即ち、円筒部材51の一方側の外周面と一方の部材17の凹部52の内周面との嵌合部にインロー部56,61が形成されている。円筒部材51の一方側の外周面と本体部材17の凹部52の内周面とがOリング54によりシールされるとともに円筒部材51の他方側の外周面と左カバー部材19の凹部53の内周面とがOリング55によりシールされている。隣り合う2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)の合わせ面S1,S2での冷却水Lの流路59と冷却用オイルOの配置箇所60との間にオイル用液状ガスケット57が配置されている。
(1)減速機付きモータの冷却構造として、ハウジング15と水冷機構33と油冷機構32とを備える。突き合わされる2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)がノックピンPnを介して連結されている。隣り合う2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)の合わせ面S1,S2での冷却水Lの流路59において円筒部材51の一方側が隣り合う2つの部材のうちの一方の本体部材17に形成した凹部52に挿入されている。また、円筒部材51の他方側が隣り合う2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)のうちの他方の左カバー部材19に形成した凹部53に挿入されている。円筒部材51の一方側の外周面に雄側インロー部56を有し、凹部52に雌側インロー部61を有する。即ち、円筒部材51の一方側の外周面と一方の部材17の凹部52の内周面との嵌合部にインロー部56,61が形成されている。円筒部材51の一方側の外周面と本体部材17の凹部52の内周面とがOリング54によりシールされるとともに円筒部材51の他方側の外周面と左カバー部材19の凹部53の内周面とがOリング55によりシールされている。隣り合う2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)の合わせ面S1,S2での冷却水Lの流路59と冷却用オイルOの配置箇所60との間にオイル用液状ガスケット57が配置されている。
突き合わされる2つの部材17,19はノックピンPnにより位置決めされる。また、隣り合う2つの部材17,19の合わせ面S1,S2での冷却水Lの流路59と冷却用オイルOの配置箇所60との間がオイル用液状ガスケット57で分離される。よって、ノックピンPnで隣り合う2つの部材17,19を位置決めし、インロー部56,61により円筒部材51と凹部52とが位置決めされた状態においてOリング54,55で円筒部材51と隣り合う2つの部材17,19の凹部52,53との間をシールし、オイル用液状ガスケット57で冷却水Lと冷却用オイルOの分離を行う。これにより、隣り合う2つの部材17,19の合わせ面S1,S2を通る冷却水Lの流路59の信頼性を高めることができる。
(2)円筒部材51の一方側の外周面に雄側インロー部56を有する。このように、円筒部材51側に雄側インロー部56を設けることにより、位置決めがOリング(ゴム材)54,55の反発力から、メタルタッチ構造に変わるため、環境に対し、よりロバストなシール信頼性構造を提供することができる。
(3)合わせ面S1,S2における凹部52,53の開口部にオイル用液状ガスケットの溜まり部58が形成されている。よって、オイル用液状ガスケット57がはみ出したときに溜まり部58に溜めることができる。これにより、オイル用液状ガスケット57によるシール性能を確実にするとともに、オイル用液状ガスケット57がOリング54、55に付着し硬化することでOリング54,55のシール性能が低下することを防止することができる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・図11では円筒部材51に雄側インロー部56を、凹部52に雌側インロー部61を配設しているが、これに代わり、図14に示すように、ハウジング側の円筒部材51が挿入される凹部52にインロー部70を有する構成としてもよい。即ち、本体部材17の凹部52の内周面に縮径した雌側インロー部70を設け、対応する円筒部材51の外周面を雄側インロー部71として設ける。このように、本体部材17に雄側インロー部71を、凹部52に雌側インロー部70を有する構成とするとよい。この場合にも、インロー部70,71を設けることにより、位置決めがOリング(ゴム材)54,55の反発力から、メタルタッチ構造に変わるため、環境に対し、よりロバストなシール信頼性構造を提供することができる。
・図11では円筒部材51に雄側インロー部56を、凹部52に雌側インロー部61を配設しているが、これに代わり、図14に示すように、ハウジング側の円筒部材51が挿入される凹部52にインロー部70を有する構成としてもよい。即ち、本体部材17の凹部52の内周面に縮径した雌側インロー部70を設け、対応する円筒部材51の外周面を雄側インロー部71として設ける。このように、本体部材17に雄側インロー部71を、凹部52に雌側インロー部70を有する構成とするとよい。この場合にも、インロー部70,71を設けることにより、位置決めがOリング(ゴム材)54,55の反発力から、メタルタッチ構造に変わるため、環境に対し、よりロバストなシール信頼性構造を提供することができる。
このように本体部材17の凹部52の内周面に縮径した雌側インロー部70を設けた。これにより、図11の場合には円筒部材51の挿入方向はトランスアクスルユニットを組立てる手順とそのときの姿勢により一意に決まっていたのに対し、円筒部材51の挿入の向きに規定はなくなり、円筒部材51をどちらの方向からでも挿入することができ、組付時におけるヒューマンエラーを防止することができる。
また、隣り合う2つの部材(本体部材17、左カバー部材19)のうちの一方は円筒状の本体部材17であり、隣り合う2つの部材のうちの他方は円筒状の本体部材17の開口部を塞ぐカバー部材19であり、組立手順と重量を考慮すると本体部材17側に図11の雄側インロー部56や図14の雌側インロー部70を有する構成とするのがよい。
また、本体部材17に代わり他方の部材である左カバー部材19の凹部53の内周面を縮径してインロー部を設けてもよい。他にも、円筒部材51の他方側(左カバー部材19の凹部53に挿入される側)の外周面を拡径してインロー部を形成してもよい。このように、円筒部材51の他方側の外周面と他方の部材19の凹部53の内周面との嵌合部にインロー部が形成されていてもよい。
このようにして、インロー部は雄側インロー部が形成される円筒部材51と、雌側インロー部が形成される凹部52又は53において、適当な位置決めを行うための嵌合公差が設定できる範囲で任意に組み合わせて配設することができる。なお、位置決めを行うインロー部以外のシール性能を構成している部位である円筒部材51の外径および凹部52又は53の内径の公差は、Oリングが適切なシール性能を確保できるように設定される。また、隣り合う2つの部材17,19のうちの一方は円筒状の本体部材(17)であり、隣り合う2つの部材17,19のうちの他方は円筒状の本体部材17の開口部を塞ぐカバー部材(19)であってもよい。
・油冷機構32は掻き揚げ方式であったが、これに限ることなく、掻き揚げ方式以外でもよい。
・インロー部は雄側インロー部と雌側インロー部と組で設けたが、共に加工を必須とするものではなく、嵌合公差が確保できれば、雄側インロー部と雌側インロー部とで一方または両方を加工してなくてもよい。
・インロー部は雄側インロー部と雌側インロー部と組で設けたが、共に加工を必須とするものではなく、嵌合公差が確保できれば、雄側インロー部と雌側インロー部とで一方または両方を加工してなくてもよい。
10…減速機付きモータ、12…モータ、13…減速機、15…ハウジング、17…本体部材、19…左カバー部材、21…回転軸、32…油冷機構、33…水冷機構、51…円筒部材、52…凹部、53…凹部、54…Oリング、55…Oリング、56,71…インロー部としての雄側インロー部、57…オイル用液状ガスケット、58…溜まり部、59…流路、60…配置箇所、61,70…インロー部としての雌側インロー部、L…冷却水、O…冷却用オイル、Pn…ノックピン、S1…合わせ面、S2…合わせ面。
Claims (5)
- 隣り合う2つの部材が突き合わされて構成され、内部に、モータおよび前記モータの回転軸の回転を減速する減速機が収納されたハウジングと、
前記ハウジングを構成する前記隣り合う2つの部材の合わせ面を通る冷却水の流路を有し、冷却水の循環により冷却する水冷機構と、
前記ハウジング内に冷却用オイルが循環する油冷機構と、
を備え、
前記突き合わされる2つの部材がノックピンを介して連結され、
前記隣り合う2つの部材の合わせ面での前記冷却水の流路において円筒部材の一方側が前記隣り合う2つの部材のうちの一方の部材に形成した凹部に挿入されるとともに前記円筒部材の他方側が前記隣り合う2つの部材のうちの他方の部材に形成した凹部に挿入され、
前記円筒部材の一方側の外周面と前記一方の部材の凹部の内周面との嵌合部、または、前記円筒部材の他方側の外周面と前記他方の部材の凹部の内周面との嵌合部のいずれかにインロー部が形成され、
前記円筒部材の一方側の外周面と前記一方の部材の凹部の内周面とがOリングによりシールされるとともに前記円筒部材の他方側の外周面と前記他方の部材の凹部の内周面とがOリングによりシールされ、
前記隣り合う2つの部材の合わせ面での前記冷却水の流路と前記冷却用オイルの配置箇所との間にオイル用液状ガスケットを配置したことを特徴とする減速機付きモータの冷却構造。 - 前記円筒部材の一方側の外周面または前記円筒部材の他方側の外周面が拡径していることを特徴とする請求項1に記載の減速機付きモータの冷却構造。
- 前記一方の部材の凹部の内周面または前記他方の部材の凹部の内周面が縮径していることを特徴とする請求項1に記載の減速機付きモータの冷却構造。
- 前記隣り合う2つの部材のうちの一方は前記モータを固定する本体部材であり、前記隣り合う2つの部材のうちの他方は前記本体部材の開口部を塞ぐカバー部材であり、前記円筒部材の前記本体部材側の外周面と前記本体部材の凹部の内周面との嵌合部に前記インロー部を有することを特徴とする請求項1に記載の減速機付きモータの冷却構造。
- 前記合わせ面における前記凹部の開口部に前記オイル用液状ガスケットの溜まり部が形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の減速機付きモータの冷却構造。
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