JP5549349B2 - Lubrication structure of electric motor - Google Patents

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Description

本発明は、電動モータの潤滑構造に関し、特に、グリース組成物を封入して使用される形態の転がり軸受を有する電動モータの、転がり軸受の潤滑に係わる潤滑構造に関する。   The present invention relates to a lubrication structure for an electric motor, and more particularly to a lubrication structure related to lubrication of a rolling bearing in an electric motor having a rolling bearing in a form used by enclosing a grease composition.

従来より、電動モータとしては図10に概略図で示される基本構造を有するものが各種回転装置に使用されている。図10に示される電動モータは、筐体(ハウジング)4と主軸1との間に転がり軸受10、20を配設し、筐体4の内部内周にステータ(固定子)3を配置し、主軸1にはロータ(回転子)2が取り付けられている。筐体4の軸受20の側の側面端部は蓋(カバー)5により塞がれており、反対側の軸受10の側の筐体4の側面端部開口からは主軸1が延伸している。   Conventionally, electric motors having a basic structure shown schematically in FIG. 10 are used in various rotating devices. In the electric motor shown in FIG. 10, rolling bearings 10 and 20 are disposed between a housing (housing) 4 and the main shaft 1, and a stator (stator) 3 is disposed on the inner inner periphery of the housing 4. A rotor (rotor) 2 is attached to the main shaft 1. The side end of the housing 4 on the bearing 20 side is closed by a lid (cover) 5, and the main shaft 1 extends from the side end opening of the housing 4 on the opposite bearing 10 side. .

軸受10、20は、転がり軸受であり、図10に示した例では深溝玉軸受である(特許文献1)。深溝玉軸受は予圧をかけて使用することにより、軸方向剛性、半径方向剛性ともに良好なものとすることができ、かつ、高速回転にも適し、さらには安価であるため広く電動モータに使用されている。ここで、予圧構造は図示していないが、種々の構造が存在する。   The bearings 10 and 20 are rolling bearings, and are deep groove ball bearings in the example shown in FIG. 10 (Patent Document 1). Deep groove ball bearings can be used with a preload to improve axial rigidity and radial rigidity, are suitable for high-speed rotation, and are inexpensive and widely used in electric motors. ing. Here, although the preload structure is not shown, various structures exist.

軸受10、20として、広く電動モータに使用されている転がり軸受の例を図11に示す。図11に示す転がり軸受10もしくは転がり軸受20は、主に静止輪として電動モータ筐体に固定されて使用される外輪(静止輪)11と、主に回転輪として電動モータの主軸に固定されて使用される内輪(回転輪)12と、外輪11と内輪12を回転自在に支持する転動体である複数の玉13と、転動体である玉13を相互に離間保持するための保持器14と、外輪11と内輪12とで形成される端部開口を塞ぐ密封装置15、16とからなる。この例における密封装置15、16は金属製の板から成形されたシールド板である。また、外輪11と内輪12と、密封装置15、16で形成される軸受内部空間には、転がり軸受10、20の潤滑のためにグリース組成物が封入されている。転がり軸受の潤滑の方法としては、グリース組成物を封入して潤滑する方法の他に、潤滑油を循環させたり、オイルミスト軸受に供給させたりする方法があるが、循環装置やオイルミスト発生装置が電動モータとは別途に必要であり、コストがかかるためグリース組成物を封入して潤滑する方法が広く採用されている。   An example of a rolling bearing widely used in electric motors as the bearings 10 and 20 is shown in FIG. The rolling bearing 10 or the rolling bearing 20 shown in FIG. 11 is fixed to the main shaft of the electric motor as an outer ring (stationary ring) 11 mainly used as a stationary ring and fixed to the electric motor housing. An inner ring (rotating wheel) 12 used, a plurality of balls 13 that are rolling elements that rotatably support the outer ring 11 and the inner ring 12, and a cage 14 that holds the balls 13 that are the rolling elements apart from each other. And sealing devices 15 and 16 for closing end openings formed by the outer ring 11 and the inner ring 12. The sealing devices 15 and 16 in this example are shield plates formed from a metal plate. In addition, a grease composition is enclosed in a bearing internal space formed by the outer ring 11, the inner ring 12, and the sealing devices 15 and 16 for lubricating the rolling bearings 10 and 20. As a method for lubricating a rolling bearing, there is a method of circulating a lubricating oil or supplying it to an oil mist bearing in addition to a method of lubricating a grease composition, and a circulating device or an oil mist generating device. However, since it is necessary separately from the electric motor and is costly, a method of enclosing and lubricating the grease composition is widely used.

このような電動モータでは、転がり軸受の寿命がモータ全体の寿命を決定する原因となる場合が多いため、転がり軸受の寿命の改善の研究が鋭意行われている。さらに、電動モータのように転がり軸受に負荷される荷重条件が比較的厳しくない場合には、転がり軸受の寿命は潤滑の良し悪しにより左右され易いため、転がり軸受の潤滑、転がり軸受に封入するグリースの改善に関する研究も日夜行われている。   In such an electric motor, the life of the rolling bearing often becomes the cause of determining the life of the entire motor, and therefore, research on improving the life of the rolling bearing has been conducted earnestly. Furthermore, when the load condition applied to the rolling bearing is not strict like an electric motor, the life of the rolling bearing is likely to be affected by the quality of the lubrication. Therefore, lubrication of the rolling bearing, grease to be enclosed in the rolling bearing Research on improvement is also conducted day and night.

特開平09−021424号公報JP 09-021424 A

しかしながら、電動モータに要求される性能も日々厳しくなってきている。具体的には、より高温まで使用でき、かつ、より高速回転に耐えられるものが要求されている。そればかりではなく、エネルギー損失を減らし地球環境に貢献するために、より一層の低トルク回転性能も求められている。かかる要求は、特に、今現在普及しつつある電気自動車やハイブリッド自動車の駆動に使用される電動モータにおいて特に厳しいものがある。   However, the performance required for electric motors is becoming stricter every day. Specifically, a material that can be used at a higher temperature and can withstand high-speed rotation is required. Not only that, in order to reduce energy loss and contribute to the global environment, even lower torque rotation performance is required. Such a requirement is particularly severe in an electric motor used for driving an electric vehicle and a hybrid vehicle that are now widely used.

前記課題を解決するために、本発明者は鋭意研究の結果、以下の構成からなる電動モータの潤滑構造を発明するに至った。   In order to solve the above problems, the present inventor has invented a lubricating structure for an electric motor having the following configuration as a result of intensive studies.

すなわち、筐体と、主軸と、前記筐体と前記主軸の間に配設され前記筐体に対して前記主軸を回転自在に保持するために軸方向に離間して配置される複数の転がり軸受と、前記主軸に配設されたロータと、前記筐体に配設されたステータとを備える電動モータにおいて、
前記転がり軸受は、前記筐体に固定される静止輪と、前記主軸に固定される回転輪と、前記静止輪と前記回転輪とを回転自在に支持する複数の転動体と、前記回転輪と前記静止輪で形成される両端部の開口に配設される密封装置と、前記密封装置で区画される前記転がり軸受内部空間に封入されているグリース組成物を備えるものであり、
前記密封装置のうち前記転動体よりも内側に配設される密封装置は、非接触シールであり、
前記筐体内部には、前記転がり軸受よりも内側かつ鉛直方向下側の位置に潤滑油が封入されていることを特徴とするものである。
That is, a housing, a main shaft, wherein the plurality is spaced axially to hold rotatably the spindle to the laying by the housing between the housing and the main shaft rolling a bearing, a rotor disposed in the main shaft, the electric motor and a said arranged in a housing the stator,
The rolling bearing includes a stationary ring fixed to the housing, a rotating ring that is fixed to the main shaft, and a plurality of rolling elements rotatably supporting said stationary ring and the rotating ring and said rotating ring are those comprising said a sealing device disposed in the open mouth of the both end portions which are formed in the stationary ring, the grease composition is enclosed in the internal space of the rolling bearing which is defined by the sealing device,
Of the sealing devices, the sealing device disposed inside the rolling elements is a non-contact seal,
Inside the casing, lubricating oil to the position of the inner and vertically lower than the rolling bearing is characterized in that it is sealed.

前記構成によれば、筐体内部には潤滑油が封入されている。かかる電動モータが通電され回転することによる筐体内部の温度上昇や空気の流れ、あるいは振動等により筐体内部に封入した潤滑油が微粒子状(ミスト状)になったり、気化したり、跳ね飛ばされたりして筐体内部の空間を潤滑油雰囲気とする。その雰囲気の一部が転がり軸受内部に入り込み、潤滑油を適度に軸受内部に送り込むことになる。そのため、軸受内部の潤滑は長期に渡り良好に安定したものとなる。また、ことさら回転トルクを上昇させることも無い。   According to the said structure, lubricating oil is enclosed with the inside of a housing | casing. When the electric motor is energized and rotated, the lubricating oil enclosed in the housing becomes fine particles (mist), vaporizes, or jumps due to temperature rise, air flow, vibration, etc. As a result, the space inside the housing is made into a lubricating oil atmosphere. A part of the atmosphere rolls into the bearing and appropriately feeds lubricating oil into the bearing. Therefore, the lubrication inside the bearing becomes stable and stable over a long period of time. In addition, the rotational torque is not increased.

本発明の第一の実施形態に係る構造を示す図である。It is a figure showing the structure concerning a first embodiment of the present invention. 本発明の第二の実施形態に係る構造を示す図である。It is a figure which shows the structure which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三の実施形態に係る構造を示す図である。It is a figure which shows the structure which concerns on 3rd embodiment of this invention. 本発明の実施形態に使用される転がり軸受の第一例を説明する図である。It is a figure explaining the 1st example of the rolling bearing used for embodiment of this invention. 本発明の実施形態に使用される転がり軸受の第二例を説明する図である。It is a figure explaining the 2nd example of the rolling bearing used for embodiment of this invention. 本発明の実施形態に使用される転がり軸受の第三例を説明する図である。It is a figure explaining the 3rd example of the rolling bearing used for embodiment of this invention. 本発明の実施形態に使用される転がり軸受の第四例を説明する図である。It is a figure explaining the 4th example of the rolling bearing used for embodiment of this invention. 本発明の実施形態に使用される転がり軸受の第五例を説明する図である。It is a figure explaining the 5th example of the rolling bearing used for embodiment of this invention. 本発明の実施形態に使用される転がり軸受の第六例を説明する図である。It is a figure explaining the 6th example of the rolling bearing used for embodiment of this invention. 一般的な電動モータを説明する概要図である。It is a schematic diagram explaining a general electric motor. 一般的に電動モータに使用される転がり軸受を説明する図である。It is a figure explaining the rolling bearing generally used for an electric motor.

図1は、本発明に係る電動モータの潤滑構造の第一の実施形態を示す。本発明による電動モータの潤滑構造は、電動モータの細部の構造に関わらず広く電動モータに適用できるため、電動モータの要部のみを示す図としている。   FIG. 1 shows a first embodiment of a lubricating structure for an electric motor according to the present invention. Since the lubricating structure of the electric motor according to the present invention can be widely applied to the electric motor regardless of the detailed structure of the electric motor, only the main part of the electric motor is shown.

基本的に、本発明に係る電動モータは、筐体(ハウジング)4と主軸1との間に転がり軸受10、20を配設し、筐体4の内部内周にステータ(固定子)3を配置し、主軸1にはロータ(回転子)2が取り付けられている構造を有する。筐体4の軸受20の側の側面端部は蓋(カバー)5により塞がれており、反対側の軸受10の側の筐体4の側面端部開口からは主軸1が延伸している。   Basically, in the electric motor according to the present invention, rolling bearings 10 and 20 are disposed between a housing (housing) 4 and the main shaft 1, and a stator (stator) 3 is disposed on the inner periphery of the housing 4. The main shaft 1 has a structure in which a rotor (rotor) 2 is attached. The side end of the housing 4 on the bearing 20 side is closed by a lid (cover) 5, and the main shaft 1 extends from the side end opening of the housing 4 on the opposite bearing 10 side. .

図4は、図1に示す電動モータに使用されている転がり軸受10、20の一例を示すものである。転がり軸受10、20は、基本的に、静止輪として電動モータ筐体に固定されて使用される外輪11と、電動モータの主軸に固定されて使用される内輪12と、外輪11と内輪12を回転自在に支持する転動体である複数の玉13と、転動体である玉13を相互に離間保持するための保持器14と、外輪11と内輪12とで形成される端部開口を塞ぐ密封装置15、16とからなる。この例における密封装置15、16は金属製の板から成形されたシールド板である。また、外輪11と内輪12と、密封装置15、16で形成される軸受内部空間には、転がり軸受10、20の潤滑のためにグリース組成物(図4では図示せず)が封入されている。   FIG. 4 shows an example of the rolling bearings 10 and 20 used in the electric motor shown in FIG. The rolling bearings 10 and 20 basically include an outer ring 11 that is used while being fixed to an electric motor casing as a stationary wheel, an inner ring 12 that is used while being fixed to a main shaft of the electric motor, an outer ring 11 and an inner ring 12. A plurality of balls 13 that are rolling elements that are rotatably supported, a cage 14 that holds the balls 13 that are rolling elements apart from each other, and an end opening formed by the outer ring 11 and the inner ring 12 is sealed. Devices 15 and 16. The sealing devices 15 and 16 in this example are shield plates formed from a metal plate. In addition, a grease composition (not shown in FIG. 4) is enclosed in the bearing inner space formed by the outer ring 11, the inner ring 12, and the sealing devices 15, 16 for lubrication of the rolling bearings 10, 20. .

図1に示す第一の実施形態は、軸を水平にして使用する横置きの電動モータに関する潤滑構造であり、潤滑油30は筐体の下部に封入されている。   The first embodiment shown in FIG. 1 is a lubrication structure for a horizontally installed electric motor that is used with its shaft horizontal, and lubricating oil 30 is sealed in the lower part of the casing.

この状態から、電動モータが通電され、電動モータ内部の回転部分である主軸1、ロータ2が回転することにより発生する風圧により潤滑油30が微粒子化(ミスト化)したり気化したりすることで、電動モータ内部空間が潤滑油雰囲気になる。また、電動モータに通電するとステータ3に電流が流れ、その電流によりステータ3の温度が上昇することによっても前記微粒子化や気化が促進される。さらに、モータ使用時の振動等により跳ね上げられた潤滑油によっても前記微粒子化や気化が促進される。   From this state, when the electric motor is energized, the lubricating oil 30 is atomized (misted) or vaporized by the wind pressure generated by the rotation of the main shaft 1 and the rotor 2 which are rotating parts inside the electric motor. The interior space of the electric motor becomes a lubricating oil atmosphere. Further, when the electric motor is energized, a current flows through the stator 3 and the temperature of the stator 3 is increased by the current, so that the fine particles and vaporization are also promoted. Further, the fine particles and the vaporization are also promoted by the lubricating oil splashed up by vibration or the like when the motor is used.

一方、転がり軸受に封入されたグリース組成物は、使用が進むにつれ基油が分離したり、転がり軸受内部での攪拌によるせん断を受けたりして、主にその成分である基油が分離して少なからず軸受外部に流出してしまう場合がある。   On the other hand, the grease composition enclosed in the rolling bearing is separated from the base oil as it is used, or is subjected to shearing caused by agitation inside the rolling bearing, so that the base oil as its component is mainly separated. It may flow out of the bearing.

かかる基油の分離による流出は、グリース組成物で転がり軸受を潤滑する限り、ある程度は避けられない現象である。短期的には、転がり軸受の内部空間から基油が多少流出しても、いわゆるなじみ状態となり回転トルク等が安定し特段の問題は無いが、長期的な観点からすると転がり軸受の潤滑が十分行われなくなり、転がり軸受の寿命等に影響を与えてしまうことになる。すなわち、長期的に転がり軸受の寿命を改善するためには、この流出する基油部分を補うことが必要である。   The outflow due to the separation of the base oil is a phenomenon that cannot be avoided to some extent as long as the rolling bearing is lubricated with the grease composition. In the short term, even if a small amount of base oil flows out from the internal space of the rolling bearing, it will be in a so-called familiar state and the rotational torque will be stable and there will be no particular problems, but from a long-term perspective, the rolling bearing will be sufficiently lubricated. This will affect the life of the rolling bearing. In other words, in order to improve the life of the rolling bearing in the long term, it is necessary to supplement the flowing base oil portion.

ここで、基油の分離・流出を見込んで、転がり軸受内部になるべく多くのグリース組成物を当初から封入しておくと、転がり軸受内部でのグリース組成物の攪拌抵抗が増加し、回転トルクの上昇や回転トルク変動を引き起こす可能性が高くなる。また、グリース組成物自体も攪拌により軸受外部に流出してしまうおそれが高くなる。そのため、当初転がり軸受内部に封入しておけるグリース組成物の量は、ころがり軸受の内部の空間の容積(外輪、内輪、密封装置で区画された内部空間の容積から、転動体と保持器の体積を除いた容積。ただし、密封装置が無い場合は、外輪、内輪の端面をもって区画とし、保持器が無い転がり軸受の場合は保持器の体積を考えない。)の50%以下とするのが通常である。   Here, in anticipation of the separation and outflow of the base oil, if as much grease composition as possible has been sealed inside the rolling bearing from the beginning, the stirring resistance of the grease composition inside the rolling bearing will increase, and the rotational torque will increase. The possibility of causing an increase or rotational torque fluctuation is increased. In addition, the grease composition itself is more likely to flow out of the bearing due to stirring. Therefore, the amount of grease composition that can be initially enclosed in the rolling bearing is determined by the volume of the internal space of the rolling bearing (the volume of the rolling elements and the cage from the volume of the internal space partitioned by the outer ring, inner ring, and sealing device). However, if there is no sealing device, the end face of the outer ring and inner ring is defined as a partition, and in the case of a rolling bearing without a cage, the volume of the cage is not considered. It is.

第一の実施形態では、電動モータ内部に封入され、電動モータの回転により微粒子化あるいは気化した油、もしくは、振動等により筐体4内部に跳ね上げられた油が、転がり軸受10、20内部に適度に入り込み、転がり軸受10、20に当初封入してあったグリース組成物から分離流出してしまう基油を補うことが可能である。   In the first embodiment, the oil encapsulated in the electric motor and atomized or vaporized by the rotation of the electric motor, or the oil splashed up inside the housing 4 by vibration or the like is inside the rolling bearings 10 and 20. It is possible to make up for the base oil that enters moderately and separates and flows out from the grease composition originally sealed in the rolling bearings 10 and 20.

そのため、転がり軸受の寿命をより一層長期化することが可能である。また、基油分が随時適切に補われるため、高速回転にも対応可能である。さらには、当初転がり軸受内に封入するグリース組成物の量を過度に増やす必要もなく、低トルク、低トルク変動での使用が可能である。   Therefore, it is possible to further extend the life of the rolling bearing. Moreover, since the base oil content is appropriately supplemented as needed, it is possible to cope with high-speed rotation. Furthermore, it is not necessary to excessively increase the amount of the grease composition initially enclosed in the rolling bearing, and it can be used with low torque and low torque fluctuation.

図4に示す両側矢印、内側、外側の記載は、転がり軸受10、20の好ましい組み付け方向を示す。内側とは、主軸1の端部から向かってロータ2側を示す。また、図4に示す転がり軸受10、20は、合成樹脂製であり軸方向片側に開口を有する冠型保持器14を備えている。すなわち、転がり軸受10、20においては、保持器14の開口部をロータ側に向けて組み付けることが好ましい。これにより、電動モータ内部に発生した潤滑油の微粒子や気化成分あるいは跳ねかけられた潤滑油を軸受内部空間に適度に取り込むことが可能となる。   The double-sided arrows shown in FIG. 4, the description of the inside and the outside indicate the preferred assembly direction of the rolling bearings 10 and 20. The inner side indicates the rotor 2 side from the end of the main shaft 1. Moreover, the rolling bearings 10 and 20 shown in FIG. 4 are made of synthetic resin and include a crown-shaped cage 14 having an opening on one side in the axial direction. That is, in the rolling bearings 10 and 20, it is preferable to assemble the opening of the cage 14 toward the rotor side. As a result, fine particles of the lubricating oil, vaporized components, or splashed lubricating oil generated inside the electric motor can be appropriately taken into the bearing internal space.

図2は、本発明の第二の実施形態を示し、いわゆる縦置きで使用される電動モータに本発明の潤滑構造を適用したものである。縦置きに合わせて潤滑油30の配置を第一の実施形態から変更している。作用効果は、第一の実施形態と同様である。   FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, in which the lubricating structure of the present invention is applied to an electric motor used in a so-called vertical position. The arrangement of the lubricating oil 30 is changed from the first embodiment in accordance with the vertical placement. The effects are the same as in the first embodiment.

図3は、本発明の第三の実施形態を示し、いわゆる縦置きで使用される電動モータに本発明の潤滑構造を適用したものである。縦置きに合わせて潤滑油30の配置を第一の実施形態から変更している。第三の実施形態の場合、主軸1の回転により潤滑油30が微粒子化されたり、気化される。この場合、転がり軸受10への作用は少なくなるが、電動モータの構造は基本的な構造で済むため、コスト的に非常に有利である。   FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention, in which the lubricating structure of the present invention is applied to an electric motor used in a so-called vertical position. The arrangement of the lubricating oil 30 is changed from the first embodiment in accordance with the vertical placement. In the case of the third embodiment, the lubricant 30 is atomized or vaporized by the rotation of the main shaft 1. In this case, the action on the rolling bearing 10 is reduced, but the structure of the electric motor suffices in terms of cost because the basic structure is sufficient.

図4〜図9は、前記第一〜第三の実施形態に使用される転がり軸受10、20の第一〜第六の例を示すものである。図4に示す例については、前記第一の実施形態の中で説明済みなので説明を省略する。また、図5〜図9においては、グリース組成物G1、G2の好ましい封入形態も併せて示してある。   4 to 9 show first to sixth examples of the rolling bearings 10 and 20 used in the first to third embodiments. Since the example shown in FIG. 4 has been described in the first embodiment, description thereof is omitted. Moreover, in FIGS. 5-9, the preferable enclosure form of the grease compositions G1 and G2 is also shown collectively.

図5は、図4に示す転がり軸受10、20において、グリース組成物G1、G2が好ましい封入形態で封入されている状態を示す。図5における両側矢印及び内側、外側の記載については図4と同様である。   FIG. 5 shows a state in which the grease compositions G1 and G2 are sealed in a preferable sealing form in the rolling bearings 10 and 20 shown in FIG. The double-sided arrows in FIG. 5 and the description of the inside and the outside are the same as those in FIG.

図5に示す通り、グリース組成物G1、G2は、転がり軸受10、20内部空間で回転時に回転に付随して回転する部分にはなるべく触れないように封入することが好ましい。本発明の潤滑構造を備えない電動モータで、かかるグリース組成物封入形態とすると、外輪12と転動体13、内輪12と転動体13との接触部の潤滑が不良となり軸受寿命に影響を与える可能性もあるが、本発明の潤滑構造を備えていれば、電動モータ内部から潤滑油が供給されるため特段の問題は生じない。   As shown in FIG. 5, it is preferable to enclose the grease compositions G1 and G2 so as not to touch as much as possible the portions that rotate along with the rotation in the internal space of the rolling bearings 10 and 20. If the electric motor without the lubrication structure of the present invention has such a grease composition enclosed form, the lubrication of the contact portion between the outer ring 12 and the rolling element 13 and between the inner ring 12 and the rolling element 13 becomes poor, which may affect the bearing life. However, if the lubricating structure of the present invention is provided, no particular problem occurs because the lubricating oil is supplied from the inside of the electric motor.

さらには、回転に付随して動く部分に、半固形状であるグリース組成物が介在しないため、低トルクであり、トルク変動も少なくすることができる。   Furthermore, since the semi-solid grease composition does not intervene in the portion that moves accompanying rotation, the torque is low and torque fluctuation can be reduced.

図6は、転がり軸受10、20の外輪11と内輪12で形成される端部開口の片側のみを密封装置16で塞いだ形態のものである。密封装置16は金属板製のシールド板である。両側矢印、外側、内側の説明は図4と同様である。図6に示す例の場合は、密封装置16のある側を外側に向け、反対側を内側に向けることが好ましい。また、合成樹脂製の冠型保持器14については、開口部を内側に向けることが好ましい。また、グリース組成物G1、G2の好ましい封入形態を併せて示してある。   FIG. 6 shows a configuration in which only one side of an end opening formed by the outer ring 11 and the inner ring 12 of the rolling bearings 10 and 20 is closed by a sealing device 16. The sealing device 16 is a shield plate made of a metal plate. The explanation of the double-sided arrow, the outside, and the inside is the same as that in FIG. In the case of the example shown in FIG. 6, it is preferable that one side of the sealing device 16 is directed outward and the other side is directed inward. Moreover, about the synthetic resin crown type cage | basket 14, it is preferable to orient | assign an opening part inside. Moreover, the preferable enclosure form of grease composition G1, G2 is shown collectively.

図7は、転がり軸受10、10の両端部を接触タイプの密封装置15、16である接触シールで塞いだ例を示す。また、保持器14は、金属板から成形した金属保持器の例を示している。図7の形態において軸受は転動体を中心として軸方向に対称形状であるため、電動モータに組み付ける方向は任意である。   FIG. 7 shows an example in which both end portions of the rolling bearings 10 and 10 are closed with contact seals which are contact type sealing devices 15 and 16. Moreover, the holder | retainer 14 has shown the example of the metal holder shape | molded from the metal plate. In the form of FIG. 7, the bearing is symmetrical in the axial direction about the rolling element, so the direction of assembling to the electric motor is arbitrary.

図7に示す通り接触シールであっても、接触部等を伝わって多少の潤滑油が転がり軸受10、20の内部に侵入するため、本発明の潤滑構造の効果は発揮される。   Even if it is a contact seal as shown in FIG. 7, since some lubricating oil penetrate | invades into the inside of the rolling bearings 10 and 20 along a contact part etc., the effect of the lubricating structure of this invention is exhibited.

図8は、図7に示す例において、密封装置15、16に空気孔17、18を設けたものである。空気孔17、18を設けることにより、電動モータ内部、転がり軸受10、20内部、外部の気圧差を低減することが可能であり、気圧差に起因する各種の影響を低減することができる。さらに、接触シールの接触部等を伝わるだけでなく、空気孔を通して電動モータ内部から潤滑油が供給されるため、本発明の効果がより発揮されることになる。   FIG. 8 shows an example in which air holes 17 and 18 are provided in the sealing devices 15 and 16 in the example shown in FIG. By providing the air holes 17 and 18, it is possible to reduce the pressure difference inside the electric motor, inside the rolling bearings 10 and 20, and outside, and it is possible to reduce various effects caused by the pressure difference. Furthermore, since the lubricating oil is supplied from the inside of the electric motor through the air hole as well as being transmitted through the contact portion of the contact seal, the effect of the present invention is further exhibited.

図9は、外側の密封装置16を接触シールとし、内側の密封装置15を金属板から成形した非接触のシールド板としたものである。内側の密封装置15を非接触としてあるため、電動モータ内部から良好に潤滑油が供給され、外側の密封装置16を接触シールとしたので外部からの異物の侵入を効果的に防止し、外部からの異物の影響を低減することが可能である。また、図8に示すように接触シールに空気孔を設けてもよい。   In FIG. 9, the outer sealing device 16 is a contact seal, and the inner sealing device 15 is a non-contact shield plate formed from a metal plate. Since the inner sealing device 15 is non-contact, the lubricating oil is satisfactorily supplied from the inside of the electric motor, and the outer sealing device 16 is used as a contact seal, thus effectively preventing foreign matter from entering from the outside. It is possible to reduce the influence of foreign matter. Moreover, you may provide an air hole in a contact seal as shown in FIG.

以上、電動モータの形態で第一〜第三の形態、転がり軸受10、20の形態で第一〜第六の形態を示したが、本発明の潤滑構造の効果を損なわない限り、これら形態に限定されるものではない。また、これら形態を組合せて適用することも可能である。例えば一つの電動モータにおいて、転がり軸受10と転がり軸受20が異なる密封装置を有するものであってもかまわない。また、例えば、転がり軸受10と転がり軸受20に当初封入するグリース組成物として異なるグリース組成物を封入することも可能である。   As mentioned above, although the 1st-3rd form by the form of the electric motor and the 1st-6th form by the form of the rolling bearings 10 and 20 were shown, unless the effect of the lubrication structure of the present invention is impaired, it is in these forms. It is not limited. Moreover, it is also possible to apply combining these forms. For example, in one electric motor, the rolling bearing 10 and the rolling bearing 20 may have different sealing devices. Further, for example, different grease compositions can be encapsulated as the grease compositions initially encapsulated in the rolling bearing 10 and the rolling bearing 20.

また、潤滑油については、転がり軸受の潤滑に寄与するものであれば特に制限無く各種の潤滑油が使用できる。例えば、各種の鉱油、合成油、動植物油、あるいはこれらの混合油、さらに、これらの油に酸化防止剤、防錆剤、極圧剤、摩耗防止剤等を配合したものが使用できる。   In addition, as for the lubricating oil, various lubricating oils can be used without particular limitation as long as they contribute to the lubrication of the rolling bearing. For example, various mineral oils, synthetic oils, animal and vegetable oils, or mixed oils thereof, and oils containing an antioxidant, a rust inhibitor, an extreme pressure agent, an antiwear agent and the like can be used.

好ましくは、鉱油もしくは合成油を使用する。さらに好ましくは、転がり軸受に封入するグリース組成物の基油と相互に溶解するものを使用する。潤滑油の粘度についても、低粘度のものから高粘度のものまで各種のものが使用できるが、好ましくは、転がり軸受に封入するグリース組成物の基油の粘度と同程度のものを使用する。   Preferably, mineral oil or synthetic oil is used. More preferably, those which are mutually soluble with the base oil of the grease composition enclosed in the rolling bearing are used. Regarding the viscosity of the lubricating oil, various types can be used from low viscosity to high viscosity. Preferably, the lubricating oil has the same viscosity as that of the base oil of the grease composition enclosed in the rolling bearing.

また、電動モータ内部への潤滑油の封入形態は、潤滑油をそのまま封入した形態を示したが、これに限られるものではない。ただし、潤滑油をそのまま封入する場合は、電動モータが置かれる定常状態の姿勢において、封入した潤滑油が電動モータ内部の回転部分に触れない程度の封入量とすることが好ましい。封入した潤滑油が電動モータ内部の回転部分に触れると、少なからず攪拌抵抗が生じ、電動モータの動力損失につながる恐れがある。   In addition, although the lubricating oil is enclosed in the electric motor in the form in which the lubricating oil is enclosed as it is, it is not limited thereto. However, when the lubricating oil is sealed as it is, it is preferable that the amount of the sealed lubricating oil is such that the sealed lubricating oil does not touch the rotating portion inside the electric motor in a steady state posture where the electric motor is placed. When the enclosed lubricating oil touches the rotating part inside the electric motor, there is a considerable agitation resistance, which may lead to power loss of the electric motor.

また、潤滑油の封入形態として、多孔質材やスポンジ状の油吸収材に潤滑油を吸収させた形態で電動モータ内部に封入することもできる。   Further, as the form of the lubricating oil, it can be enclosed in the electric motor in a form in which the lubricating oil is absorbed by a porous material or a sponge-like oil absorbing material.

また、ステータ部は一般的にコイルの巻き線部を有しているため、巻き線に潤滑油を浸み込ませておいたり、ステータの一部を潤滑油に浸漬させておいてもよい。この場合、ステータに通電されることにより、ステータが発熱するため、潤滑油の微粒子化や気化が促進されより早期に電動モータ内部を潤滑油雰囲気とすることができる。   Further, since the stator portion generally has a coil winding portion, lubricating oil may be immersed in the winding, or a part of the stator may be immersed in the lubricating oil. In this case, since the stator generates heat when the stator is energized, the fine particles and vaporization of the lubricating oil are promoted, and the interior of the electric motor can be brought into the lubricating oil atmosphere at an earlier stage.

尚、本発明の電動モータの潤滑構造は、転がり軸受の内径寸法と回転速度の積で示されるdm値が70万以上の高速回転においてその効果を一層発揮する。また、dm値が100万以上であれば、より一層、120万以上であればさらに一層その効果を発揮する。電動モータが高速回転する場合は、ロータも高速回転し、前記した潤滑油の微粒子化や気化を促進するためである。   The lubricating structure of the electric motor of the present invention further demonstrates its effect at high speed rotation where the dm value indicated by the product of the inner diameter of the rolling bearing and the rotation speed is 700,000 or more. Further, if the dm value is 1 million or more, the effect is further exhibited if it is 1.2 million or more. This is because when the electric motor rotates at a high speed, the rotor also rotates at a high speed and promotes the formation of fine particles and vaporization of the lubricating oil.

さらに、本発明の電動モータの潤滑構造における転がり軸受には、電動モータの回転に伴い潤滑油が供給されるため、当初封入するグリース組成物の量を少なくすることが可能であり、この点もdm値が100万を超える高速回転に適している。具体的には、当初軸受に封入するグリース組成物の量を、転がり軸受の内部空間の容積の30%以下とすることも可能である。   Furthermore, since the lubricating oil is supplied to the rolling bearing in the lubricating structure of the electric motor of the present invention along with the rotation of the electric motor, it is possible to reduce the amount of the grease composition initially sealed. Suitable for high-speed rotation with dm value exceeding 1 million. Specifically, the amount of the grease composition initially sealed in the bearing can be 30% or less of the volume of the internal space of the rolling bearing.

dm値が100万を超える高速回転で使用する電動モータに本発明の潤滑構造を適用する場合の転がり軸受においては、密封装置は非接触タイプのものが好ましい。また、保持器は、合成樹脂製のものとすることが好ましい。具体的には、保持器の材質として、ポリアミド46(PA46)、ポリアミド66(PA66)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等の耐熱性合成樹脂、あるいは、これらの樹脂にガラス繊維(GF)、炭素繊維(CF)等の強化材を10〜40質量%の配合量となるように含有させたものを好適に使用できる。より好ましくは、ポリアミド46(PA46)もしくはポリフェニレンサルファイド(PPS)にガラス繊維(GF)を10〜40質量%配合した樹脂組成物とする。   In a rolling bearing in which the lubrication structure of the present invention is applied to an electric motor used at a high speed rotation with a dm value exceeding 1 million, the non-contact type sealing device is preferable. The cage is preferably made of synthetic resin. Specifically, heat-resistant synthetic resins such as polyamide 46 (PA46), polyamide 66 (PA66), polyphenylene sulfide (PPS), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyetheretherketone (PEEK) are used as the material of the cage. Alternatively, those containing a reinforcing material such as glass fiber (GF) or carbon fiber (CF) in these resins so as to have a blending amount of 10 to 40% by mass can be suitably used. More preferably, a resin composition in which 10 to 40% by mass of glass fiber (GF) is blended with polyamide 46 (PA46) or polyphenylene sulfide (PPS) is used.

さらに、本発明の電動モータの潤滑構造における転がり軸受の内輪、外輪、転動体を形成する材料としては、SUJ2等の軸受鋼、浸炭鋼、ステンレス鋼のような金属材料、あるいはセラミックのような無機材料等各種の材料が使用できる。好ましくは、SUJ2等の軸受鋼を使用する。ただし、dm値が100万以上で使用される場合には、転動体をセラミックとすることが好ましい。   Furthermore, as materials for forming the inner ring, outer ring, and rolling element of the rolling bearing in the lubricating structure of the electric motor of the present invention, a bearing steel such as SUJ2, a metal material such as carburized steel and stainless steel, or an inorganic material such as ceramic. Various materials such as materials can be used. Preferably, bearing steel such as SUJ2 is used. However, when the dm value is used at 1 million or more, the rolling element is preferably made of ceramic.

さらに、本発明の電動モータの潤滑構造は、微粒子化あるいは気化した潤滑油によりその効果が発揮されるため、微粒子化や気化が促進される高温でのしように適した潤滑構造でもある。例えば、電動モータの使用温度が100℃を超えるような場合においても好適に使用することが可能である。   Furthermore, since the effect of the lubricating structure of the electric motor of the present invention is exerted by the finely divided or vaporized lubricating oil, it is also a lubricating structure suitable for high temperatures where the finely divided and vaporized are promoted. For example, it can be suitably used even when the operating temperature of the electric motor exceeds 100 ° C.

本発明の電動モータの潤滑構造は、各種の電動モータに適用することが可能である。特に、高速、高温での使用に適するため、電気自動車やハイブリッド自動車の駆動用の電動モータに本発明の潤滑構造を適用することにより、信頼性の高い駆動用電動モータ、さらには、一層信頼性の高い自動車を得ることが可能である。   The lubrication structure of the electric motor of the present invention can be applied to various electric motors. In particular, because it is suitable for use at high speeds and high temperatures, by applying the lubricating structure of the present invention to an electric motor for driving an electric vehicle or a hybrid vehicle, a highly reliable driving electric motor, and further reliability It is possible to obtain a car with high height.

1 主軸
2 ロータ(回転子)
3 ステータ(固定子)
4 筐体(ハウジング)
5 蓋(カバー)
10 転がり軸受
11 外輪(静止輪)
12 内輪(回転輪)
13 転動体(玉)
14 保持器
15 密封装置
16 密封装置
G1 グリース組成物
G2 グリース組成物
1 Spindle 2 Rotor
3 Stator (stator)
4 Housing (housing)
5 Lid (cover)
10 Rolling bearing 11 Outer ring (stationary ring)
12 Inner ring (rotating wheel)
13 Rolling elements (balls)
14 Cage 15 Sealing device 16 Sealing device G1 Grease composition G2 Grease composition

Claims (2)

筐体と、主軸と、前記筐体と前記主軸の間に配設され前記筐体に対して前記主軸を回転自在に保持するために軸方向に離間して配置される複数の転がり軸受と、前記主軸に配設されたロータと、前記筐体に配設されたステータとを備える電動モータにおいて、
前記転がり軸受は、前記筐体に固定される静止輪と、前記主軸に固定される回転輪と、前記静止輪と前記回転輪とを回転自在に支持する複数の転動体と、前記回転輪と前記静止輪で形成される両端部の開口に配設される密封装置と、前記密封装置で区画される前記転がり軸受内部空間に封入されているグリース組成物を備えるものであり、
前記密封装置のうち前記転動体よりも内側に配設される密封装置は、非接触シールであり、
前記筐体内部には、前記転がり軸受よりも内側かつ鉛直方向下側の位置に潤滑油が封入されていることを特徴とする電動モータの潤滑構造。
A housing, spindle and, a plurality of rolling bearings which are spaced axially for rotatably holding the spindle against arranged by the housing between the main shaft and the housing in the electric motor having a rotor disposed in the main shaft, and said arranged in a housing the stator,
The rolling bearing includes a stationary ring fixed to the housing, a rotating ring that is fixed to the main shaft, and a plurality of rolling elements rotatably supporting said stationary ring and the rotating ring and said rotating ring are those comprising said a sealing device disposed in the open mouth of the both end portions which are formed in the stationary ring, the grease composition is enclosed in the internal space of the rolling bearing which is defined by the sealing device,
Of the sealing devices, the sealing device disposed inside the rolling elements is a non-contact seal,
Inside the lubrication structure of an electric motor which lubricating oil to the position of the inner and vertically lower than the rolling bearing is characterized in that it is enclosed in the housing.
前記潤滑油は、前記ステータに接しているThe lubricating oil is in contact with the stator
ことを特徴とする請求項1に記載の電動モータの潤滑構造。The lubricating structure for an electric motor according to claim 1.
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