JP2017147878A - Cooling structure of motor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えばインホイールモータ等のモータの冷却構造に関する。 The present invention relates to a cooling structure for a motor such as an in-wheel motor.
モータは車両、産業用機械等に広く利用されており、小型、軽量で、高効率、高出力であることが求められる。一方、モータの出力は、モータの温度によって制限される。従って、モータの出力を向上させるためには、モータの温度上昇、特に発熱源であるステータのコイルの温度上昇を抑えることが重要である。 Motors are widely used in vehicles, industrial machines, etc., and are required to be small, light, high efficiency, and high output. On the other hand, the output of the motor is limited by the temperature of the motor. Therefore, in order to improve the output of the motor, it is important to suppress the temperature rise of the motor, in particular, the temperature rise of the stator coil as a heat source.
コイルを冷却する手法として、例えば以下の提案がなされている。
(1)特許文献1
この提案は、ステータコアの周囲を覆い導線が巻回される絶縁ボビンに切欠部を設け、この切欠部に露出した導線と絶縁ボビンの巻回面との間に含浸材を滴下する。つまり、油による冷却ではなく、含浸材をコイル全体に行き渡らせることにより、冷却性能を向上させる構成である。
As a method for cooling the coil, for example, the following proposals have been made.
(1) Patent Document 1
In this proposal, a notch portion is provided in an insulating bobbin that covers the periphery of the stator core and is wound with a conducting wire, and an impregnating material is dropped between the conducting wire exposed in the notch portion and the winding surface of the insulating bobbin. That is, the cooling performance is improved by spreading the impregnating material over the entire coil instead of cooling with oil.
(2)特許文献2
この提案は、コイルエンド部をボビンにより密封構造とし、ボビン上部にコイルエンド部に通じる貫通孔を設け、この貫通孔に冷却媒体を流すことで、コイルエンド部に冷却媒体を行き渡らせる。
(2)
In this proposal, the coil end portion is sealed by a bobbin, and a through hole communicating with the coil end portion is provided in the upper portion of the bobbin, and the cooling medium is allowed to flow through the through hole so that the cooling medium is spread over the coil end portion.
インホイールモータ等のモータでは、主となる発熱源であるステータのコイルの冷却性能がモータの体格に大きく影響を与える。冷却性能が悪ければ体格を大きくする必要が生じ、重量増に伴いコストアップとなる。コイルの冷却に関しては、前記特許文献1,2を含めて種々の提案がなされている。
In motors such as in-wheel motors, the cooling performance of the stator coil, which is the main heat source, greatly affects the physique of the motor. If the cooling performance is poor, it is necessary to increase the physique, and the cost increases as the weight increases. Various proposals have been made regarding the cooling of the coil, including
導線の巻回方式が分布巻である場合には、コイルとステータコアの絶縁に絶縁紙を用いることが一般的である。ボビンを用いないため、コイルがハウジングの内部空間に露出している。このため、横置きのモータにおいては、コイルエンド部の上方から冷却油を滴下することで、コイルエンド部の冷却を行うことができる。 When the winding method of the conductive wire is distributed winding, it is common to use insulating paper for insulation between the coil and the stator core. Since no bobbin is used, the coil is exposed in the internal space of the housing. For this reason, in a horizontally mounted motor, the coil end portion can be cooled by dropping cooling oil from above the coil end portion.
一方、導線の巻回方式が集中巻である場合には、ボビンを用いてコイルとステータコアの絶縁を確保する。このため、コイルエンド部の上方から冷却油を滴下しても、ボビンが邪魔をして、冷却油がコイルに到達しないという課題がある。 On the other hand, when the winding method of the conducting wire is concentrated winding, the bobbin is used to ensure insulation between the coil and the stator core. For this reason, even if the cooling oil is dropped from above the coil end portion, there is a problem that the bobbin gets in the way and the cooling oil does not reach the coil.
上記課題の対策として、前記特許文献2が提案されている。この提案は、ボビンを利用してコイルエンド部を密閉して、コイルエンド部の周囲を冷却媒体で満たすようにしている。しかし、この構造はシールすることが難しい。
As a countermeasure for the above problem,
一般に、モータの冷却性能を向上させるためには、十分に冷却された冷却油をモータに供給すればよい。但し、モータが、車両の足回りに用いられるインホイールモータである場合、小型化、軽量化が不可欠であり、モータに冷却油を導く配管をモータの外部に設置することは困難である。 In general, in order to improve the cooling performance of the motor, it is only necessary to supply sufficiently cooled cooling oil to the motor. However, when the motor is an in-wheel motor used for the underbody of the vehicle, it is indispensable to reduce the size and weight, and it is difficult to install a pipe for guiding cooling oil to the motor outside the motor.
そこで、インホイールモータでは、図14のように、モータの内部で冷却油を循環させる内部循環方式が採用されている(例えば、特願2014−216886)。なお、図14は、モータ101と、減速機102と、車輪用軸受105とを組み合わせたモータ駆動装置を示している。
Therefore, an in-wheel motor employs an internal circulation system that circulates cooling oil inside the motor as shown in FIG. 14 (for example, Japanese Patent Application No. 2014-216886). FIG. 14 shows a motor drive device in which the
内部循環方式は、ロータ110の回転軸106からモータ101のハウジング108内に冷却油を拡散させることにより、ステータ109のステータコア130およびコイル131を冷却する構成である。他に、内部循環方式として、ロータ110の回転に伴う遠心力で冷却油を掻き上げたり、跳ね掛けたりすることにより、ステータ109のステータコア130およびコイル131を冷却する構成もある。いずれの構成であっても、拡散された冷却油、または掻き上げたり跳ね掛けたりされた冷却油のすべてがステータ109のステータコア130およびコイル131に届いているか否かは不明である。
The internal circulation system is configured to cool the stator core 130 and the
また、図14の構成は、回転軸106からの冷却油の供給に加えて、ハウジング108の上部に油孔170,171を設け、内蔵ポンプ150により供給される冷却油を前記油孔170,171から滴下して、ステータ109のコイルエンド部に冷却油を供給している。図15に示すように、油孔170,171とステータ109のコイルエンド部との間には、冷却油案内板172が設けられている。冷却油案内板172は、円周方向に間隔を開けて複数箇所に連通孔173が形成されており、油孔170,171から滴下された冷却油を分散してステータ109のコイルエンド部に供給する。このように、コイルエンド部の上方から冷却油を滴下すると、ステータ109の外径面側からもコイル131を冷却することができて、冷却効果が高い。
Further, in the configuration of FIG. 14, in addition to the supply of cooling oil from the rotating
しかし、上記のコイルエンド部の上方から冷却油を滴下するという手法を、ボビンを用いたステータの冷却に適用した場合、滴下された冷却油が、ボビンによって阻害されてコイルエンド部に到達せず、コイルエンド部を十分に冷却できない可能性がある。 However, when the method of dropping cooling oil from above the coil end portion is applied to cooling the stator using the bobbin, the dropped cooling oil is blocked by the bobbin and does not reach the coil end portion. The coil end portion may not be sufficiently cooled.
なお、特許文献1では、ボビンに溝を設け、毛細管現象を利用することにより、コイルの隙間を含めたステータの全体にワニスを行き渡らせることが記載されている。しかし、油、水等の冷却媒体を用いて冷却することについては言及されていない。 In Patent Document 1, it is described that the varnish is spread over the entire stator including the gap of the coil by providing a groove in the bobbin and utilizing the capillary phenomenon. However, there is no mention of cooling using a cooling medium such as oil or water.
この発明の目的は、絶縁ボビンを用いた横置きのモータに適用され、ハウジングの上部から滴下される冷却油によってステータのコイルを効率良く冷却することができ、モータの出力向上を図ることができるモータの冷却構造を提供することである。 The object of the present invention is applied to a horizontal motor using an insulating bobbin, and the stator coil can be efficiently cooled by cooling oil dropped from the upper part of the housing, so that the output of the motor can be improved. It is to provide a cooling structure for a motor.
この発明のモータの冷却構造は、横向きに配置された回転軸と、この回転軸に一体に固定されたロータと、このロータの外周に配置されたステータと、このステータを覆って固定すると共に、複数の軸受を介して前記回転軸を回転自在に支持するハウジングとを備え、前記ステータはステータコアおよびコイルからなり、前記ステータコアは前記回転軸の軸心回りに放射状に並ぶ複数の歯部を有し、また、前記コイルは前記各歯部に設けられた複数の個別コイルからなり、これら個別コイルは、前記歯部の外周を囲む絶縁ボビンと、この絶縁ボビンに積層状態に巻かれた導線とでなるモータに適用される。
このモータの冷却構造において、前記ハウジングの上部に、このハウジングの内部に冷却油を滴下して供給する油孔が設けられ、
前記各絶縁ボビンは、前記ステータコアの前記歯部が挿入される貫通孔が形成された筒状の導線巻回部と、この導線巻回部における前記回転軸に対する径方向であるモータ径方向の外径端および内径端からそれぞれ前記導線の積層方向に沿って突出する外径側フランジ部および内径側フランジ部とを有し、
複数の前記個別コイルのうち上部に位置する個別コイルの前記絶縁ボビンは、前記外径側フランジ部における前記導線巻回部から前記回転軸の軸心方向であるモータ軸方向に延びるコイルエンド上側部位に前記モータ径方向の外径側に開口する油導入切欠きが形成され、かつ、前記外径側フランジ部のコイルエンド上側部位における前記導線が積層した部分の下面に、前記油導入切欠きと連通する外径側油案内溝が形成されていることを特徴とする。
The cooling structure of the motor of the present invention includes a rotating shaft arranged sideways, a rotor integrally fixed to the rotating shaft, a stator arranged on the outer periphery of the rotor, and covering and fixing the stator. A housing that rotatably supports the rotating shaft via a plurality of bearings, the stator including a stator core and a coil, and the stator core having a plurality of teeth arranged radially around the axis of the rotating shaft. In addition, the coil includes a plurality of individual coils provided on each tooth portion, and the individual coils include an insulating bobbin that surrounds the outer periphery of the tooth portion, and a conductive wire wound in a laminated state on the insulating bobbin. Applied to the motor.
In the cooling structure of the motor, an oil hole is provided in the upper part of the housing to supply cooling oil by dropping into the housing.
Each of the insulating bobbins includes a cylindrical wire winding portion in which a through hole into which the tooth portion of the stator core is inserted is formed, and a motor radial direction outer side in the radial direction with respect to the rotating shaft in the wire winding portion. An outer diameter side flange portion and an inner diameter side flange portion projecting from the diameter end and the inner diameter end respectively along the lamination direction of the conducting wire,
The insulating bobbin of the individual coil located in the upper part of the plurality of individual coils has a coil end upper part extending in the motor axial direction that is the axial direction of the rotating shaft from the conductor winding part in the outer diameter side flange part. An oil introduction notch that opens on the outer diameter side in the motor radial direction is formed on the lower surface of the portion where the conductor wire is laminated in the coil end upper portion of the outer diameter side flange portion, and the oil introduction notch An outer diameter side oil guide groove that communicates is formed.
この構成によると、ハウジングの上部に設けられた油孔からハウジングの内部に冷却油が滴下して供給される。油孔から滴下した冷却油は、上部に位置する個別コイルの絶縁ボビンの油導入切欠きに導入され、さらに油導入切欠きから外径側油案内溝に浸入する。外径側油案内溝は、外径側フランジ部における導線が積層した部分の下面に位置し、個別コイルのコイルエンド部の上面に面しているため、外径側油案内溝に浸入した冷却油によってコイルエンド部が効率良く冷却される。これにより、モータの出力を向上させることができる。なお、前記コイルエンド部は、絶縁ボビンに巻かれた導線におけるロータと対向しない部分のことを言う。 According to this configuration, the cooling oil is supplied dropwise from the oil hole provided in the upper portion of the housing to the inside of the housing. The cooling oil dripped from the oil hole is introduced into the oil introduction notch of the insulating bobbin of the individual coil located at the upper part, and further enters the outer diameter side oil guide groove from the oil introduction notch. The outer diameter side oil guide groove is located on the lower surface of the portion where the conducting wire is laminated in the outer diameter side flange portion, and faces the upper surface of the coil end portion of the individual coil, so that the cooling that has entered the outer diameter side oil guide groove The coil end portion is efficiently cooled by the oil. Thereby, the output of a motor can be improved. In addition, the said coil end part says the part which does not oppose the rotor in the conducting wire wound around the insulation bobbin.
この発明において、前記外径側フランジ部のコイルエンド上側部位は前記導線巻回部に巻回された前記導線よりも前記モータ軸方向に突出しており、この突出部分に前記油導入切欠きが形成されていると良い。
この場合、個別コイルのコイルエンド部の外径側に油導入切欠きが存在せず、コイルエンド部の外径側が外径側フランジ部によって完全に遮蔽された状態となるため、コイルエンド部とステータコアとの絶縁性能を確保することができる。
In this invention, the coil end upper part of the outer diameter side flange portion protrudes in the motor axial direction from the conductive wire wound around the conductive wire winding portion, and the oil introduction notch is formed in the protruding portion. Good to have been.
In this case, there is no oil introduction notch on the outer diameter side of the coil end portion of the individual coil, and the outer diameter side of the coil end portion is completely shielded by the outer diameter flange portion. Insulation performance with the stator core can be ensured.
この発明において、前記油導入切欠きおよび前記外径側油案内溝は、前記モータ軸方向と直交する方向に並んで複数設けられていると良い。
油導入切欠きおよび外径側油案内溝が並んで複数設けられていると、個別コイルのコイルエンド部の上面の広い範囲に冷却油を効率良く行き渡らせることができ、コイルエンド部をより一層効率良く冷却することができる。
In this invention, it is preferable that a plurality of the oil introduction notches and the outer diameter side oil guide grooves are provided side by side in a direction orthogonal to the motor shaft direction.
If a plurality of oil introduction notches and oil guide grooves on the outer diameter side are provided side by side, the cooling oil can be efficiently distributed over a wide area of the upper surface of the coil end portion of the individual coil, and the coil end portion can be further expanded. It can be cooled efficiently.
この発明において、前記油導入切欠きは前記モータ径方向の外径側から内径側に連通するスリット状であり、かつ、複数の前記個別コイルのうち上部に位置する個別コイルの前記絶縁ボビンは、前記外径側フランジ部における前記導線巻回部から前記モータ軸方向に延びるコイルエンド下側部位が前記導線巻回部に巻回された前記導線よりも前記モータ軸方向に突出しており、前記コイルエンド下側部位の外径面に、前記スリット状の油導入切欠きを通り抜けて落下してくる冷却油を受けて前記導線巻回部に巻回された前記導線の下側に導く内径側油案内溝が形成されていても良い。
この場合、油孔から滴下して油導入切欠きに導入された冷却油の一部は、前述のように外径側油案内溝に浸入し、残りの冷却油の大半は、スリット状である油導入切欠きを通り抜けて落下する。この落下した冷却油は、内径側フランジ部で受けられ、この内径側フランジ部に形成された内径側油案内溝に案内されて個別コイルのコイルエンド部の下側に浸入する。これにより、外径側油案内溝を伝って導線の上側に浸入した冷却油と内径側油案内溝を伝って導線の下側に浸入した冷却油とによって、コイルエンド部を上側および下側の両方から同時に冷却することができる。
In this invention, the oil introduction notch has a slit shape that communicates from the outer diameter side to the inner diameter side in the motor radial direction, and the insulating bobbin of the individual coil located at the upper part of the plurality of individual coils includes: A coil end lower part extending in the motor axial direction from the conductive wire winding portion in the outer diameter side flange portion protrudes in the motor axial direction from the conductive wire wound in the conductive wire winding portion, and the coil An inner diameter side oil that receives the cooling oil falling through the slit-like oil introduction notch on the outer diameter surface of the lower end portion of the end and guides it to the lower side of the conductor wound around the conductor winding portion. A guide groove may be formed.
In this case, a part of the cooling oil dropped from the oil hole and introduced into the oil introduction notch enters the outer diameter side oil guide groove as described above, and most of the remaining cooling oil is slit-shaped. Fall through the oil introduction notch. The dropped cooling oil is received by the inner diameter side flange portion, and is guided by the inner diameter side oil guide groove formed in the inner diameter side flange portion and enters the lower side of the coil end portion of the individual coil. As a result, the coil end portions of the upper and lower sides are cooled by the cooling oil that has entered the upper side of the conducting wire through the outer diameter side oil guide groove and the cooling oil that has entered the lower side of the conducting wire through the inner diameter side oil guide groove. Both can be cooled at the same time.
この発明において、前記油導入切欠きは、前記モータ径方向の外径側が開口し内径側が閉塞した溝状であっても良い。
この場合、油孔から滴下して油導入切欠きに導入された冷却油を受け止めて、多くの冷却油を外径側油案内溝に浸入させることができる。
In the present invention, the oil introduction notch may have a groove shape in which an outer diameter side in the motor radial direction is open and an inner diameter side is closed.
In this case, it is possible to receive the cooling oil dropped from the oil hole and introduced into the oil introduction notch, and allow a large amount of cooling oil to enter the outer diameter side oil guide groove.
この発明において、前記外径側フランジ部における前記油導入切欠きと前記外径側油案内溝との連通部の上側近傍に基端が位置し、この基端から前記油導入切欠き内に延びる突起状の油導入部材を有していても良い。
この場合、油孔から滴下される冷却油が油導入部材に付着し、油導入部材を伝って外径側油案内溝に導かれる。このため、多くの冷却油を外径側油案内溝に導くことができる。
In the present invention, a base end is located in the vicinity of the upper side of a communication portion between the oil introduction notch and the outer diameter side oil guide groove in the outer diameter side flange portion, and extends from the base end into the oil introduction notch. You may have a protruding oil introduction member.
In this case, the cooling oil dropped from the oil hole adheres to the oil introduction member, and is guided to the outer diameter side oil guide groove through the oil introduction member. For this reason, much cooling oil can be guide | induced to the outer diameter side oil guide groove.
この発明において、前記外径側油案内溝は、前記油導入切欠きに近づくに従い溝深さが深くなっていても良い。
このように、外径側油案内溝の溝深さが油導入切欠きに近づくに従い深くなっていると、外径側油案内溝における油導入切欠きと連通する入口部分の断面積を広くなり、外径側油案内溝に多くの冷却油を取り込むことができる。また、外径側油案内溝の底面が奥へ行くほど下方に位置するようになるため、外径側油案内溝の入口付近に付着した冷却油が外径側油案内溝の底面を伝って外径側油案内溝の奥側へ浸入し易い。
In this invention, the outer diameter side oil guide groove may have a deeper groove depth as it approaches the oil introduction notch.
Thus, when the groove depth of the outer diameter side oil guide groove becomes deeper as it approaches the oil introduction notch, the cross-sectional area of the inlet portion communicating with the oil introduction notch in the outer diameter side oil guide groove becomes wider. A lot of cooling oil can be taken into the outer diameter side oil guide groove. Also, since the bottom surface of the outer diameter side oil guide groove is located at the bottom, the cooling oil adhering to the vicinity of the inlet of the outer diameter side oil guide groove travels along the bottom surface of the outer diameter side oil guide groove. Easy to enter the outer side of the outer diameter side oil guide groove.
この発明のモータの冷却構造は、横向きに配置された回転軸と、この回転軸に一体に固定されたロータと、このロータの外周に配置されたステータと、このステータを覆って固定すると共に、複数の軸受を介して前記回転軸を回転自在に支持するハウジングとを備え、前記ステータはステータコアおよびコイルからなり、前記ステータコアは前記回転軸の軸心回りに放射状に並ぶ複数の歯部を有し、また、前記コイルは前記各歯部に設けられた複数の個別コイルからなり、これら個別コイルは、前記歯部の外周を囲む絶縁ボビンと、この絶縁ボビンに積層状態に巻かれた導線とでなる冷却構造であって、前記ハウジングの上部に、このハウジングの内部に冷却油を滴下して供給する油孔が設けられ、前記各絶縁ボビンは、前記ステータコアの前記歯部が挿入される貫通孔が形成された筒状の導線巻回部と、この導線巻回部における前記回転軸に対する径方向であるモータ径方向の外径端および内径端からそれぞれ前記導線の積層方向に沿って突出する外径側フランジ部および内径側フランジ部とを有し、複数の前記個別コイルのうち上部に位置する個別コイルの前記絶縁ボビンは、前記外径側フランジ部における前記導線巻回部から前記回転軸の軸心方向であるモータ軸方向に延びるコイルエンド上側部位に前記モータ径方向の外径側に開口する油導入切欠きが形成され、かつ、前記外径側フランジ部のコイルエンド上側部位における前記導線が積層した部分の下面に、前記油導入切欠きと連通する外径側油案内溝が形成されているため、絶縁ボビンを用いた横置きのモータに適用した場合に、ハウジングの上部から滴下される冷却油によってステータのコイルを効率良く冷却することができ、モータの出力向上を図ることができる。 The cooling structure of the motor of the present invention includes a rotating shaft arranged sideways, a rotor integrally fixed to the rotating shaft, a stator arranged on the outer periphery of the rotor, and covering and fixing the stator. A housing that rotatably supports the rotating shaft via a plurality of bearings, the stator including a stator core and a coil, and the stator core having a plurality of teeth arranged radially around the axis of the rotating shaft. In addition, the coil includes a plurality of individual coils provided on each tooth portion, and the individual coils include an insulating bobbin that surrounds the outer periphery of the tooth portion, and a conductive wire wound in a laminated state on the insulating bobbin. An oil hole is provided in the upper portion of the housing to drop and supply cooling oil to the inside of the housing, and each of the insulating bobbins is provided on the stator core. A cylindrical lead wire winding part in which a through hole into which a toothed part is inserted is formed, and the lead wire from the outer diameter end and the inner diameter end in the motor radial direction that is the radial direction with respect to the rotating shaft in the lead winding part. The insulating bobbin of the individual coil located at the upper part of the plurality of individual coils has the outer diameter side flange portion and the inner diameter side flange portion protruding along the stacking direction of the outer diameter side flange portion. An oil introduction notch that opens to the outer diameter side in the motor radial direction is formed in an upper portion of the coil end that extends in the motor shaft direction, which is the axial direction of the rotating shaft, from the conductive wire winding portion, and the outer diameter side flange Since the outer diameter side oil guide groove communicating with the oil introduction notch is formed on the lower surface of the portion where the conducting wire is laminated in the upper part of the coil end of the part, it is applied to a horizontally mounted motor using an insulating bobbin If the the coil of the stator effectively it can be cooled by the cooling oil to be dropped from the top of the housing, it is possible to improve the output of the motor.
この発明の第1の実施形態に係るモータの冷却構造を備えたモータ駆動装置を図1ないし図9と共に説明する。
図1に示すように、モータ駆動装置は、車輪を駆動するモータ1と、このモータ1の回転を減速する減速機2と、この減速機2の入力軸3(減速機入力軸3と称す)と同軸の出力部材4によって回転される車輪用軸受5と、油冷却装置Rとを備える。車輪用軸受5とモータ1との間に減速機2を介在させ、車輪用軸受5で支持される駆動輪である車輪のハブと、モータ1の回転軸6とを同軸心上で連結してある。このモータ駆動装置は、一部または全体が車輪内に配置されるインホイールモータ駆動装置である。
A motor drive apparatus having a motor cooling structure according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the motor drive device includes a motor 1 that drives wheels, a
減速機2を収納する減速機ハウジング7には、車両における図示外のサスペンションが連結される。なお、この明細書において、モータ駆動装置を車両に設けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の車幅方向の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
A suspension (not shown) in the vehicle is connected to the
モータ1は、モータハウジング8に固定されたステータ9と、前記回転軸6に固定されたロータ10とを有する。このモータ1は、ステータ9とロータ10との間にラジアルギャップを設けられたIPMモータ(いわゆる埋込み磁石型同期モータ)である。モータ1の回転軸6は、横向きに配置され、一対の転がり軸受11,12によって回転自在に支持されている。一対の軸受11,12は、互いにモータ軸方向に離隔した位置にある。なお、モータ軸方向は、回転軸6の軸心方向のことである。
The motor 1 includes a
ロータ10は、ロータコア10aと、このロータコア10aの内部の開口部に配置された磁石(図示せず)と、ロータコア10aを回転軸6に固定する固定体13とで構成される。この実施形態の固定体13は、回転軸6と一体に形成されている。詳しくは、固定体13は、回転軸6との接続部である基部13aと、この基部13aの外径端からアウトボード側およびインボード側に延びる円筒部13bと、この円筒部13bのアウトボード側端およびインボード側端から外径側に延びる一対の鍔部13c,13cとからなる。ロータコア10aは、固定体13の一対の鍔部13c,13c間に固定されている。
The
ステータ9は、ステータコア30とコイル31とを有する。ステータコア30は、例えば軟質磁性材料からなる。図1のII−II断面図である図2に示すように、ステータコア30は、モータハウジング8の内周面に嵌合した円環状部30aと、この円環状部30aから内径側に突出する複数の歯部30bとからなる。複数の歯部30bは、回転軸6の軸心回りに放射状に並んでいる。歯部30bをモータ径方向と垂直な平面で切断した断面の形状は、例えば矩形である。なお、モータ径方向は、回転軸6に対する径方向のことである。
The
コイル31は、巻回形式が集中巻であって、ステータコア30の前記各歯部30bにそれぞれ巻回された複数の個別コイル33を有する。各個別コイル33は、前記歯部30bの外周を囲むように設けられた複数の絶縁ボビン34と、この絶縁ボビン34に巻かれた導線35とでなる。絶縁ボビン34は、樹脂材等の絶縁材料からなる。導線35は、絶縁ボビン34に積層状に巻かれている。
The
図3は図1のIII部拡大図である。絶縁ボビン34は、ステータコア30の歯部30bが挿入される貫通孔36が形成された筒状の導線巻回部34aと、この導線巻回部34aのモータ径方向の外径端および内径端からそれぞれ導線35の積層方向(図7参照)に沿って突出する外径側フランジ部34bおよび内径側フランジ部34cとを有する。
FIG. 3 is an enlarged view of part III in FIG. The insulating
図3では、外径側フランジ部34bとして、導線巻回部34aからモータ軸方向に延びるコイルエンド上側部位34bAが図示されている。同様に、内径側フランジ部34cとして、導線巻回部34aからモータ軸方向に延びるコイルエンド下側部位34cAが図示されている。外径側フランジ部34bのコイルエンド上側部位34bA、および内径側フランジ部34cのコイルエンド下側部位34cAは、アウトボード側とインボード側共に、導線35の積層範囲よりもモータ軸方向に突出している。なお、個別コイル33のコイルエンド部33aは、絶縁ボビン34に巻かれた導線35におけるロータ10と対向しない部分のことである。
In FIG. 3, a coil end upper side portion 34bA extending in the motor axial direction from the
図3のIV部拡大図である図4に示すように、外径側フランジ部34bのコイルエンド上側部位34bAは、導線35が積層した範囲である導線積層部分34baと、この導線積層部分34baからモータ軸方向に突出した突出部分34bbとからなる。突出部分34bbには、モータ径方向の外径側に開口する油導入切欠き37が形成されている。この実施形態の油導入切欠き37は、モータ径方向の外径側から内径側に連通するスリット状である。導線積層部分34baの内径側の面である下面には、油導入切欠き37と連通する外径側油案内溝38が形成されている。この実施形態の外径側油案内38は、油導入切欠き37に近づくに従い溝深さが深い形状である。
As shown in FIG. 4, which is an enlarged view of the IV part of FIG. 3, the coil end
図5は図2のV部拡大図、図6は個別コイルの一部の平面図、図7は個別コイルの一部の斜視図である。これら各図に図示されているように、外径側フランジ部34bの突出部分34bbは、導線積層部分34baからモータ軸方向に延びる複数の柱部39で構成されている。各柱部39間の部分が油導入切欠き37となっている。柱部39の断面は、そのモータ径方向の外径側部分39aが、外径側に行くに従い円周方向の幅が狭くなる突起形状、例えば山形である。
5 is an enlarged view of a portion V in FIG. 2, FIG. 6 is a plan view of a part of the individual coil, and FIG. 7 is a perspective view of a part of the individual coil. As shown in each of these drawings, the protruding portion 34bb of the outer diameter
図4、図6、図7に示すように、内径側フランジ部34cは、外径側フランジ部34bよりも大きくモータ軸方向に突出している。内径側フランジ部34cのコイルエンド下側部位34cAの外径面には、モータ軸方向に延びる複数の内径側油案内溝41が形成されている。この内径側油案内溝41は、内径側フランジ部34cのコイルエンド下側部位34cAの外径面におけるモータ軸方向の基端から先端に亘って形成されている。
As shown in FIGS. 4, 6, and 7, the inner diameter
図1において、前記回転軸6は、モータ1の駆動力を減速機2に伝達する軸である。回転軸6は筒状であり、そのアウトボード側部分に減速機入力軸3のインボード側部分が嵌合している。回転軸6と減速機入力軸3とは、互いにスプライン嵌合(セレーション嵌合も含む。以下、同じ)している。減速機入力軸3は、回転軸6と同軸上に、転がり軸受14a,14bによって回転自在に支持されている。転がり軸受14aは出力部材4のカップ部内に嵌合し、転がり軸受14bは筒状の連結部材4a内に嵌合している。出力部材4のカップ部と連結部材4aとは、内ピン22を介して連結されている。
In FIG. 1, the
減速機入力軸3の外周面には、偏心部15,16が設けられる。これら偏心部15,16は偏心運動による遠心力が互いに打ち消されるように180°位相をずらして設けられている。減速機2は、曲線板17,18と、複数の外ピン19と、カウンタウェイト21とを有するサイクロイド減速機である。
図8は、図1のVIII−VIII断面となる減速機部分の断面図である。減速機2は、外形がなだらかな波状のトロコイド曲線で形成された2枚の曲線板17,18が、それぞれ転がり軸受85を介して、各偏心部15,16に装着してある。これら各曲線板17,18の偏心運動を外周側で案内する複数の外ピン19を、それぞれ減速機ハウジング7の内側に設け、前記複数の内ピン22を、各曲線板17,18の内部に設けられた複数の円形の貫通孔89に挿入状態に係合させてある。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the speed reducer portion taken along the line VIII-VIII in FIG. In the
図9に拡大して示すように、各外ピン19と各内ピン22には針状ころ軸受92,93が装着される。各外ピン19は、それぞれ針状ころ軸受92で両端支持され、これら針状ころ軸受92の外輪92aが減速機ハウジング7に固定され外ピン19は回転自在に支持され、各曲線板17,18の外周面と転接し、それぞれ各曲線板17,18の外周との接触抵抗を低減する。また各内ピン22は、針状ころ軸受93の外輪93aが、それぞれ各曲線板17,18の各貫通孔89の内周と各内ピン22との接触抵抗を低減する。
As shown in an enlarged view in FIG. 9,
よって、図1に示すように、各曲線板17,18の偏心運動をスムーズに車輪用軸受5の内方部材(回転輪)5aに回転運動として伝達し得る。回転軸6が回転すると、この回転軸6と一体回転する減速機入力軸3に設けられた各曲線板17,18が偏心運動を行う。このとき外ピン19が偏心運動する各曲線板17,18の外周面と転がり接触するように係合すると共に、各曲線板17,18が、内ピン22と貫通孔89(図8)との係合によって、各曲線板17,18の自転運動のみが出力部材4および車輪用軸受5の内方部材5aに回転運動として伝達される。回転軸6の回転に対して内方部材5aの回転は減速されたものとなる。
Therefore, as shown in FIG. 1, the eccentric motion of the
車輪用軸受5は内方部材5aと外方部材5bの間にボールを組み込んだ複列アンギュラ玉軸受であり、外方部材5bはフランジ5cにより減速機ハウジング7にボルト固定されている。内方部材5aは、出力部材4にスプライン嵌合(セレーション嵌合も含む)している。内方部材5aに伝達された回転運動は、内方部材5aにおけるアウトボード側の外周面に設けられた車輪取付フランジ5dからタイヤに伝達される。
The wheel bearing 5 is a double-row angular contact ball bearing in which a ball is incorporated between the
次に、図1と共に油冷却装置Rについて説明する。
この油冷却装置Rは、モータ1および減速機2の冷却と、減速機2および回転軸6を支持する軸受11,12,14a,14bの潤滑とを兼ねている。油冷却装置Rは、減速機ハウジング7とモータハウジング8の境界部に設けられたポンプ50と、減速機ハウジング7の底部に設けられた油溜り51と、モータ1および減速機2の各部に設けられた油路52〜60とで構成される。
Next, the oil cooling device R will be described with reference to FIG.
The oil cooling device R combines cooling of the motor 1 and the
ポンプ50は、例えばサイクロイドポンプである。ポンプ50は、油溜り51の冷却油を、吸込み油路52を介して吸い込み、送出し油路53に送り出す。送出し油路53は、モータハウジング8内に設けられ、上方へ延びている。送出し油路53の上端は、軸方向油路54のアウトボード側端に連通している。軸方向油路54は、モータハウジング8の上部の内部を軸方向に沿って延びている。軸方向油路54には、モータハウジング8の内部と連通する後述の油孔70,71が2箇所に設けられている。
The
軸方向油路54のインボード側端は、モータハウジング8のモータカバー8aに設けられた連絡油路55の上端に連通している。連絡油路55の下端はモータ軸心の位置まで延び、その下端が、モータ軸心給油路56に連通している。モータ軸心給油路56は、回転軸6の軸心に沿って、インボード側からアウトボード側へ延びている。連絡油路55の下端は、モータ軸心給油路56のインボード側に連通している。
The inboard side end of the
モータ軸心給油路56は、そのアウトボード側端で減速機入力軸3内の減速機軸心給油路57に連通すると共に、その軸方向中間部で吐出油路60に連通している。
The motor shaft center
減速機軸心給油路57は、減速機入力軸3内に軸心に沿って設けられ、インボード側からアウトボード側へ延びている。そして、減速機軸心給油路57における前記偏心部15,16が設けられる軸方向位置から、減速機供給油路58が減速機ハウジング7内へ延びている。また、減速機ハウジング7の内部と油溜り51とが、排出油路59で連通されている。
The reducer shaft center
吐出油路60は、径方向孔61、間隙部62、油溝63、および油吐出孔64で構成される。径方向孔61は、回転軸6と固定体13の基部13aとに亘ってモータ径方向に設けられ、内径端がモータ軸心給油路56に連通し、外径端が間隙部62に開口している。間隙部62は、固定体13の円筒部13bとロータコア10aの内周面との間に形成された空間である。油溝63は、固定体13の鍔部13cにおけるロータコア10aの端面に接する内側面に沿って設けられ、モータ径方向の内径端が間隙部62に連通している。油吐出孔64は、油溝63のモータ径方向の外径端からモータ軸方向外側かつモータ径方向の外径側に向かって斜めに延び、先端がモータハウジング8の内部空間Sに開口している。
The
図3に示すように、軸方向油路54に設けられた前記油孔70,71は、複数の個別コイル33のうちステータ9の上部に位置する個別コイル33の絶縁ボビン34の上方に位置している。より正確には、2つの油孔70,71は、同絶縁ボビン34の外径側フランジ部34bにおけるアウトボード側およびインボード側の突出部分34bbの真上にそれぞれ位置している。
As shown in FIG. 3, the oil holes 70, 71 provided in the
図2、図3に示すように、油孔70,71と絶縁ボビン34の外径側フランジ部34bとの間には、冷却油案内板72が設けられている。冷却油案内板72は、モータハウジング8の上部の内周に沿う円弧状の板であって、円周方向に間隔を開けて複数箇所に連通孔73が形成されている。連通孔73は、油孔70,71と同じモータ軸方向位置にある。図の例の場合、冷却油案内板72は、上部に位置する2つの絶縁ボビン34の上方に被さる範囲で設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a cooling
図1において、モータハウジング8の内部空間Sの下端となるモータハウジング8の底部には、排油溝65が設けられている。この排油溝65は、前記油溜り51に連通している。
In FIG. 1, an
ポンプ50から送り出された冷却油は、送出し油路53、軸方向油路54、および連絡油路55を順に通って、モータ軸心給油路56へ流れる。この途中で、一部の冷却油が、油孔70,71からモータハウジング8の内部に滴下により供給される。モータ軸心給油路56に流れた冷却油の一部は減速機軸心給油路57に流れ、残りは吐出油路60に流れる。
The cooling oil delivered from the
減速機軸心給油路57に流れた冷却油は、ポンプ50の圧力と減速機入力軸3の回転に伴う遠心力とによって、減速機供給油路58を通って減速機ハウジング7の内部へ供給される。この冷却油によって、減速機2内の各部が潤滑および冷却される。潤滑および冷却に供された冷却油は重力によって下方に移動して、排出油路59を介して油溜り51に戻される。
The cooling oil that has flowed into the reduction gear shaft center
吐出油路60に流れた冷却油は、径方向孔61、間隙部62、油溝63、および油吐出孔64を順に通って、モータハウジング8の内部に吐出される。ロータコア10aに接する間隙部62および油溝63を冷却油が通る際に、ロータコア10aが冷却される。油吐出孔64から吐出された冷却油は、吐出時の圧力とロータ10の回転による遠心力とによって外径側へ拡散し、ステータ9のコイル31を冷却する。
The cooling oil that has flowed into the
また、油孔70,71からモータハウジング8の内部に滴下された冷却油は、以下の経路を経てステータ9のコイル31を冷却する。
図3において、モータハウジング8の内部に滴下された冷却油は、一旦冷却油案内板72で受けられ、冷却油案内板72の各連通孔73から直接に下方に落下するか、または各連通孔73を通って回り込んだ冷却油案内板72の下面の各部から分散して下方に落下する。冷却油案内板72から落下した冷却油は、上部に位置する個別コイル33の絶縁ボビン34の油導入切欠き37に導入される。図5、図7のように、油導入切欠き37間の部分である柱部39の外径側部分39aが山形の突起形状であるため、柱部39aに当たった冷却油が跳ね返り難く、冷却油が柱部39の外径側部分39aに沿って下方に案内され易い。これにより、冷却油が油導入切欠き37に円滑に導入される。
The cooling oil dropped from the oil holes 70 and 71 into the
In FIG. 3, the cooling oil dropped into the
図4、図7において、油導入切欠き37に導入された冷却油の一部は、油導入切欠き37に連通する外径側油案内溝38に浸入する。外径側油案内溝38は、油導入切欠き37に近づくに従い溝深さが深くなる形状であり、油導入切欠き37と連通する入口部分の断面積が大きい。このため、油導入切欠き37に導入された冷却油の多くを外径側油案内溝38に取り込むことができる。また、外径側油案内溝38の底面(下向きの面)が奥へ行くほど下方に位置するため、外径側油案内溝38の入口付近に付着した冷却油が外径側油案内溝38の底面を伝って外径側油案内溝38の奥側へ浸入し易い。
4 and 7, part of the cooling oil introduced into the
外径側油案内溝38は、外径側フランジ部34bの導線積層部分34baの下面に設けられ、個別コイル33のコイルエンド部33aの上面に面している。各外径側油案内溝38は、断面円形である導線35間に形成された隙間74(図7)を介して互いに連通している。このため、外径側油案内溝38に浸入した冷却油は、隙間74を伝ってコイルエンド部33aの上面全体に良く行き渡り、コイルエンド部33aが効率良く冷却される。
The outer diameter side
油導入切欠き37に円滑に導入された冷却油のうち外径側油案内溝38に浸入しなかった残りの冷却油は、スリット状である油導入切欠き37を通り抜けて落下する。この落下した冷却油は、内径側フランジ部34cで受けられ、この内径側フランジ部34cに形成された内径側油案内溝41に案内されてコイルエンド部33aの下側まで浸入する。各内径側油案内溝41は、導線35間に形成された隙間75(図7)を介して互いに連通している。このため、内径側油案内溝41に浸入した冷却油は、隙間75を伝ってコイルエンド部33aの下面全体に良く行き渡り、コイルエンド部33aが効率良く冷却される。
Of the cooling oil smoothly introduced into the
このように、外径側油案内溝38に浸入した冷却油と、内径側油案内溝41に浸入した冷却油とによって、個別コイル33のコイルエンド部33aの上面および下面の両方を同時に冷却することができる。上部の個別コイル33を冷却した冷却油は、前記隙間74,75を伝って下部に位置する個別コイル33にも行き渡り、これら下部に位置する個別コイル33も冷却する。これにより、モータ1の出力を向上させることができる。
Thus, both the upper surface and the lower surface of the
図1に示すように、吐出油路60の油吐出孔64から吐出されてモータ1の冷却に供された冷却油、および油孔70,71から滴下されてモータ1の冷却に供された冷却油は、モータハウジング8の底部の排油溝65に集められ、この排油溝65から油溜り51に戻される。
As shown in FIG. 1, cooling oil discharged from the
図10、図11はこの発明の第2の実施形態を示す。図1〜図9に示す第1の実施形態を比べて構成が異なる箇所だけを図示している。図示されていない箇所については、第1の実施形態と同じ構成である。
この第2の実施形態は、各柱部39の内径端間に遮蔽板43が設けられており、油導入切欠き37Aが、モータ径方向の外径側が開口し内径側が閉塞した溝状とされている。溝状の油導入切欠き37Aは、外径側油案内溝38と連通している。このように、油導入切欠き37Aが溝状であると、冷却油案内板72から落下して油導入切欠き37Aに導入された冷却油を受け止めて、多くの冷却油を外径側油案内溝38に浸入させることができる。これにより、特にコイルエンド部33aの上面を効率良く冷却することができる。
10 and 11 show a second embodiment of the present invention. Only the part from which the structure differs compared with 1st Embodiment shown in FIGS. 1-9 is shown in figure. About the location which is not illustrated, it is the same structure as 1st Embodiment.
In the second embodiment, a shielding
図12、図13はこの発明の第3の実施形態を示す。図1〜図9に示す第1の実施形態を比べて構成が異なる箇所だけを図示している。図示されていない箇所については、第1の実施形態と同じ構成である。 12 and 13 show a third embodiment of the present invention. Only the part from which the structure differs compared with 1st Embodiment shown in FIGS. 1-9 is shown in figure. About the location which is not illustrated, it is the same structure as 1st Embodiment.
この第3の実施形態は、絶縁ボビン34の外径側フランジ部34bに油導入部材44が設けられている。油導入部材44は、外径側フランジ部34bにおける油導入切欠き37と外径側油案内溝38との連通部の上側近傍に基端が位置し、この基端から油導入切欠き37内に延びている。図の例では、油導入部材44は断面形状が円形であるが、他の形状であってもよい。油導入部材44が設けられていると、冷却油案内板72から落下する冷却油が油導入部材44に付着し、この油導入部材44を伝って外径側油案内溝38に導かれる。このため、多くの冷却油を外径側油案内溝38に導くことができる。
In the third embodiment, an
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて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すべての変更が含まれることが意図される。 As mentioned above, although the form for implementing this invention based on embodiment was demonstrated, 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, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1…モータ
6…回転軸
8…モータハウジング
9…ステータ
10…ロータ
11,12…軸受
30…ステータコア
30b…歯部
31…コイル
33…個別コイル
33a…コイルエンド部
34…絶縁ボビン
34a…導線巻回部
34b…外径側フランジ部
34bA…コイルエンド上側部位
34c…内径側フランジ部
34cA…コイルエンド下側部位
34ba…導線積層部分(導線が積層した部分)
34bb…突出部分
35…導線
36…貫通孔
37,37A…油導入切欠き
38…外径側油案内溝
41…内径側油案内溝
44…油導入部材
70,71…油孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
34bb ... projecting
Claims (7)
前記ハウジングの上部に、このハウジングの内部に冷却油を滴下して供給する油孔が設けられ、
前記各絶縁ボビンは、前記ステータコアの前記歯部が挿入される貫通孔が形成された筒状の導線巻回部と、この導線巻回部における前記回転軸に対する径方向であるモータ径方向の外径端および内径端からそれぞれ前記導線の積層方向に沿って突出する外径側フランジ部および内径側フランジ部とを有し、
複数の前記個別コイルのうち上部に位置する個別コイルの前記絶縁ボビンは、前記外径側フランジ部における前記導線巻回部から前記回転軸の軸心方向であるモータ軸方向に延びるコイルエンド上側部位に前記モータ径方向の外径側に開口する油導入切欠きが形成され、かつ、前記外径側フランジ部のコイルエンド上側部位における前記導線が積層した部分の下面に、前記油導入切欠きと連通する外径側油案内溝が形成されていることを特徴とするモータの冷却構造。 A rotating shaft arranged in a lateral direction, a rotor integrally fixed to the rotating shaft, a stator arranged on the outer periphery of the rotor, and covering the stator and fixing the rotating shaft via a plurality of bearings And the stator is composed of a stator core and a coil, the stator core has a plurality of teeth arranged radially around the axis of the rotation shaft, and the coil includes the teeth. Comprising a plurality of individual coils provided in the part, and these individual coils are a cooling structure of a motor comprising an insulating bobbin surrounding the outer periphery of the tooth part and a conductive wire wound in a laminated state on the insulating bobbin,
An oil hole is provided in the upper part of the housing to supply cooling oil by dropping into the housing.
Each of the insulating bobbins includes a cylindrical wire winding portion in which a through hole into which the tooth portion of the stator core is inserted is formed, and a motor radial direction outer side in the radial direction with respect to the rotating shaft in the wire winding portion. An outer diameter side flange portion and an inner diameter side flange portion projecting from the diameter end and the inner diameter end respectively along the lamination direction of the conducting wire,
The insulating bobbin of the individual coil located in the upper part of the plurality of individual coils has a coil end upper part extending in the motor axial direction that is the axial direction of the rotating shaft from the conductor winding part in the outer diameter side flange part. An oil introduction notch that opens on the outer diameter side in the motor radial direction is formed on the lower surface of the portion where the conductor wire is laminated in the coil end upper portion of the outer diameter side flange portion, and the oil introduction notch A cooling structure for a motor, characterized in that a communicating outer diameter side oil guide groove is formed.
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