JP5189185B2 - 電動機 - Google Patents
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Description
図1は、旋回用の電動機に本実施形態に係る電動機を用いたハイブリッド油圧ショベルを示す平面図である。ハイブリッド油圧ショベル10は、下部走行体をなす左右一対の履帯11と、上部旋回体12と、下部走行体と上部旋回体12とを連結するスイングサークル13と、旋回モータとして機能する電動機1と、スイングピニオン1Aと、ブーム14、アーム15及びバケット16を含むとともに上部旋回体12に取り付けられた作業機17とを有する。
図2は、本実施形態に係る電動機を示す正面図である。図3は、本実施形態に係る電動機の平面図である。図4は、図3のV−V矢視図である。図5は、図2のVI−VI矢視図である。図2に示すように、電動機1は、筒型形状の筐体6の内部に入出力軸としてのシャフト8と、シャフト8に取り付けられたローターコア82と、ローターコア82の外周部に配置されたステーター9とを有する。すなわち、電動機1は、筒型形状の筐体6内にローターコア82が取り付けられるシャフト8が配置される構造である。シャフト8は、両側に軸受7A、7Bが取り付けられており、軸受7A、7Bを介して筐体6に回転可能に支持される。
図4に示すように、シャフト8の一端部側に取り付けられた軸受7Aは第1フランジ62に取り付けられ、シャフト8の他端部側に取り付けられた軸受7Bは第2フランジ63に取り付けられる。このような構造により、シャフト8は、両側に設けられた2つの軸受7A、7Bによって筐体6(より具体的には、筐体胴61、第1フランジ62及び第2フランジ63)に回転可能に支持されて、回転中心軸Zrを中心として回転する。回転中心軸Zrは、シャフト8の中心軸である。
図6は、本実施形態に係る電動機の冷却構造を示す模式図である。上述したように、電動機1は、冷却媒体CLによってシャフト8及びステーター9等が冷却されるとともに、冷却媒体CLで軸受7Bが潤滑される。電動機1の冷却構造2は、ポンプ21と、ポンプ用電動機5と、通路22と、軸受用通路23と、ローター用通路28と、油溜まり部39と、排出通路32と、フィルター24と、リリーフ通路25と、リリーフ弁26と、フィルター38とを含む。フィルター38とポンプ21との間には、冷却媒体CLを冷却する冷却器を設けてもよい。ポンプ21と、ポンプ用電動機5とは、ポンプ用電動機5の入出力軸5Aによって連結されている。ポンプ21の駆動手段は、ポンプ用電動機5以外であってもよく、例えば、図1に示すハイブリッド油圧ショベル10の動力発生源である内燃機関であってもよい。本実施形態において、フィルター24とフィルター38とは電動機1に内蔵されている。
蓋65の冷却媒体入口651から供給され、フィルター24を通過した冷却媒体の一部は、ローター用通路28を通ってシャフト内冷却媒体通路813の軸方向通路811に流入する。この冷却媒体は、径方向通路812を通過してバランスプレート84の凹部841を通ってローターコア貫通孔821に流入する。冷却媒体は、ローターコア貫通孔821を通過する過程でローターコア82及び図示しない永久磁石を冷却した後、バランスプレート83のバランスプレート貫通孔831から流出する。ローターコア82が回転している場合、バランスプレート貫通孔831から流出した冷却媒体は、遠心力によりステーター9のコイルエンド(コイル92がステーターコア91から突出した部分)に供給される。この冷却媒体は、筐体6内を下方に流れる過程でステーター9を冷却して、第1フランジ62の筐体6の内部側に設けられた第1の排出口27に集められる。図4の符号OLは、油溜まり部39に溜まる冷却媒体の液面を示している。このように、油溜まり部39に溜まる冷却媒体の量は、図4に示すように、第1のフランジ側に向けて突出しているコイルエンドの一部が常に浸かる程度に冷却媒体排出口621からの排出量が調節されていて、前記コイルエンドを冷却するようになっている。
図7は、本実施形態に係る回転角度検出センサの保持構造を示す拡大断面図である。図8、図9は、レゾルバ押さえの斜視図である。図10は、本実施形態に係る電動機が有する筐体の凸部の内部を示す平面図である。図11は、レゾルバ押さえを凹部(回転角度検出センサ保持部)に固定する構造を示す図である。図12は、コネクタをフランジ凸部に取り付ける際の他の例を示す図である。レゾルバ50は、回転系であるシャフト8に取り付けられるレゾルバローター50Rと、静止系である第2フランジ63に取り付けられるレゾルバステーター50Sとを含んでいる。レゾルバローター50Rは、シャフト8とともに回転する。したがって、レゾルバローター50Rは、シャフト8の回転中心軸Zrを中心として回転する。
(1)信号ケーブル56の一端部にコネクタ端子55Tが電気的に接続され、他端部にレゾルバ端子50Tが電気的に接続されるとともに、コネクタ端子55Tがコネクタ55に保持されたレゾルバユニットを用意する。次に、レゾルバ50をフランジ凸部64に取り付けて固定するとともに、コネクタ55をフランジ凸部64のコネクタ取付孔64Hに、シール部材55Sを挟んで取り付ける。その後、蓋65をフランジ凸部64に取り付けて凸部内空間641を封止する。
(2)信号ケーブル56が電気的に接続されたコネクタ端子55Tを保持したコネクタ55を準備する。次に、信号ケーブル56のコネクタ端子55Tとは反対側の端部を、フランジ凸部64に取り付けられたレゾルバ50のレゾルバ端子50Tに、例えば、はんだ付け等で電気的に接続する。次に、コネクタ55をフランジ凸部64のコネクタ取付孔64Hに、シール部材55Sを挟んで凸部内空間641の内側から取り付ける。その後、蓋65をフランジ凸部64に取り付けて凸部内空間641を封止する。
(3)信号ケーブル56が電気的に接続されたコネクタ端子55Tを保持したコネクタ55を準備する。次に、コネクタ55をフランジ凸部64のコネクタ取付孔64Hに、シール部材55Sを挟んで取り付ける。この場合、コネクタ55は、凸部内空間641の内側から取り付ける。次に、信号ケーブル56のコネクタ端子55Tとは反対側の端部を、フランジ凸部64に取り付けられたレゾルバ50のレゾルバ端子50Tに、例えば、はんだ付け等で電気的に接続する。その後、蓋65をフランジ凸部64に取り付けて凸部内空間641を封止する。
(4)信号ケーブル56が電気的に接続されたコネクタ端子55Tを保持したコネクタ55を準備する。次に、コネクタ55をフランジ凸部64のコネクタ取付孔64Hに、凸部内空間641の外側からシール部材55Sを挟んで取り付ける。この場合、コネクタ取付孔64Hに信号ケーブル56を通してから、コネクタ55をコネクタ取付孔64Hに取り付ける。次に、信号ケーブル56のコネクタ端子55Tとは反対側の端部を、フランジ凸部64に取り付けられたレゾルバ50のレゾルバ端子50Tに、例えば、はんだ付け等で電気的に接続する。その後、蓋65をフランジ凸部64に取り付けて凸部内空間641を封止する。
図13は、本実施形態の変形例に係る回転角度検出センサの保持構造を示す拡大断面図である。このレゾルバ保持構造4Aは、図7に示すレゾルバ保持構造4において、蓋65とレゾルバ押さえ40とを一体構造として、固定部材54を省略したものである。他の構造は、レゾルバ保持構造4と同様である。レゾルバ保持構造4Aの蓋65Aは、レゾルバ50のレゾルバステーター50Sを押さえ付けるレゾルバ押さえ部65Eを有する。レゾルバ押さえ部65Eは、蓋65Aからレゾルバ50に向かって延在している部分である。
3 冷却媒体供給部
4、4A レゾルバ保持構造
6 筐体
8 シャフト
8Ta 端面
8D 段部
9 ステーター
10 ハイブリッド油圧ショベル
23 軸受用通路
28 ローター用通路
40 レゾルバ押さえ
40B 胴部
40C 切欠部
40D 段部
40Ta、40Tb 端面
40F 張出部
41 冷却媒体導入通路
42 溝
43 凹部
50 レゾルバ
50R レゾルバローター
50S レゾルバステーター
50T レゾルバ端子
51 オイルシール
52、53 Oリング
54 固定部材
54Ha 第1開口部
54Hb 第2開口部
54T 回り止め部
55 コネクタ
55S シール部材
55T コネクタ端子
56、56S 信号ケーブル
61 筐体胴
62 第1フランジ
63 第2フランジ
64 フランジ凸部
64B 凸部内空間底部
64H コネクタ取付孔
64S 溝
64T 凸部端面
65、65A 蓋
65U 凹部
65ET 端部
65E レゾルバ押さえ部
82 ローターコア
91 ステーターコア
92 コイル
641 凸部内空間
642 回転角度検出センサ保持部
643 軸受側通路
643A、643B、643C、643D 壁
811 軸方向通路
812 径方向通路
Claims (6)
- ローターが取り付けられるとともに、冷却媒体が通過する内部冷却媒体通路を内部に有するシャフトと、
前記シャフトを内部に配置し、かつ回転可能に支持する筐体と、
前記シャフトの一方の端部側における前記筐体の内部に設けられて、前記内部冷却媒体通路に前記冷却媒体を供給する冷却媒体供給部と、
前記シャフトの前記一方の端部側に取り付けられて、前記シャフトの回転角度を検出する回転角度検出センサと、
内部に前記冷却媒体供給部から供給される前記冷却媒体を通過させる貫通孔を有し、前記冷却媒体供給部と前記シャフトの前記一方の端部との間に介在して、前記冷却媒体を前記冷却媒体通路に導くとともに、前記回転角度検出センサを前記シャフトの前記一方の端部側から押さえ付ける押さえ部材と、
前記回転角度検出センサの出力を取り出すための信号ケーブルの一端部と電気的に接続された端子を保持するとともに、前記筐体に取り付けられるコネクタと、
を含むことを特徴とする電動機。 - 前記冷却媒体供給部が設けられる筐体は、前記押さえ部材が嵌め込まれる凹部を有する請求項1に記載の電動機。
- 前記押さえ部材は、前記凹部に嵌め込まれるとともに、前記回転角度検出センサを押さえる側とは反対側の端面と前記凹部との間に空間を有する請求項2に記載の電動機。
- 前記押さえ部材は、板状の部材によって前記筐体に固定される請求項1から3のいずれか1項に記載の電動機。
- 前記コネクタが保持する前記端子は、前記シャフトの回転中心軸と直交する方向に引き出される請求項1から4のいずれか1項に記載の電動機。
- 建設機械の上部旋回体を回転駆動する電動機であって、
ローターが取り付けられるとともに、冷却媒体が通過する内部冷却媒体通路を内部に有するシャフトと、
前記シャフトを内部に配置し、かつ回転可能に支持する筐体と、
前記シャフトの一方の端部側における前記筐体の内部に設けられ、かつ上方に配置されて、前記内部冷却媒体通路に前記冷却媒体を供給する冷却媒体供給部と、
前記シャフトの前記一方の端部側に取り付けられて、前記シャフトの回転角度を検出する回転角度検出センサと、
内部に前記冷却媒体供給部から供給される前記冷却媒体を通過させる貫通孔を有し、前記冷却媒体供給部と前記シャフトの前記一方の端部との間に介在して、前記冷却媒体を前記冷却媒体通路に導くとともに、前記回転角度検出センサを前記シャフトの前記一方の端部側から押さえ付ける押さえ部材と、
前記押さえ部材を前記筐体に固定する板状の固定部材と、
前記回転角度検出センサの出力を取り出すための信号ケーブルの一端部と電気的に接続された端子を保持するとともに、前記筐体に取り付けられて、前記シャフトの回転中心軸と直交する方向に前記端子を引き出すコネクタと、
前記冷却媒体供給部が設けられる筐体に設けられて前記押さえ部材の一部を嵌め込む凹部と、
前記凹部と前記押さえ部材との間及び前記押さえ部材と前記シャフトとの間にそれぞれ設けられるシール部材と、
を含むことを特徴とする電動機。
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