WO2013136589A1 - 電動機 - Google Patents

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徳永　裕之
和大 岡本
朗 岡部
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Komatsu Ltd
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    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to an electric motor.
  • the electric motor is used for various purposes for running the vehicle.
  • the output of the electric motor is often transmitted via a gear (for example, Patent Document 1).
  • the present invention relates to an electric motor having an annular stator attached to the inside of a cylindrical housing and a rotor core disposed on the radially inner side of the stator, the motor being attached to the rotor core and rotating the rotor core
  • a shaft that extends in the direction of the central axis and that can be fitted with a gear on one end side; a bearing that rotatably supports the shaft on the housing on the gear side with respect to the rotor core; and the shaft
  • a cylindrical collar attached between the bearing and the gear, a bearing attachment member attached to the inside of the housing from the rotor core side, and attaching the bearing to the housing; It is an electric motor characterized by including.
  • a sealing member is provided on the outer peripheral portion of the collar.
  • the collar has a passage extending from an inner peripheral portion of the collar toward an outer peripheral portion.
  • a sealing member is provided on the outer peripheral portion of the collar, and the collar has a passage extending from the inner peripheral portion of the collar toward the outer peripheral portion, and the collar on the outer peripheral portion side. It is preferable that the opening of the passage is connected between the bearing and the sealing member.
  • two sealing members are provided in the direction of the rotation center axis.
  • the space between the two sealing members is preferably connected to a gas reservoir.
  • a speed reducer is attached to the housing, and the gear is an input portion of the speed reducer.
  • the speed reduction device has a planetary gear device, and the gear is a sun gear of the planetary gear device.
  • the present invention is an electric motor having an annular stator attached to the inner side of a cylindrical housing and a rotor core disposed on the radially inner side of the stator, wherein the electric motor is attached to the rotor core.
  • a shaft extending in the direction of the rotation center axis and capable of being fitted with a gear on one end side; a bearing that rotatably supports the shaft on the housing on the gear side of the rotor core; and
  • a cylindrical collar having a passage extending from the inner peripheral portion toward the outer peripheral portion and attached to the outer peripheral portion of the shaft and between the bearing and the gear, and the inner side of the housing from the rotor core side And a fluid flow between the housing and the outside of the housing provided between the collar and the housing, and a bearing mounting member that attaches the bearing to the housing.
  • Suppressing includes a sealing member, the openings of the passageway at the outer peripheral portion side of the collar is an electric motor, characterized in that connected between said sealing member and said bearing.
  • the inside of the housing is preferably cooled by a cooling medium.
  • the present invention can reduce the occurrence of backlash between the bearing and the shaft due to the thrust force.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electric motor according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged view of one end side of the shaft of the electric motor according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view of a collar included in the electric motor according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view of a collar included in the electric motor according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing a wheel loader.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a drive system of the wheel loader.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electric motor according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged view of one end side of the shaft of the electric motor according to the present embodiment.
  • 3 and 4 are perspective views of a collar included in the electric motor according to the present embodiment.
  • the electric motor 1 includes a housing 3, a shaft 10 as a power transmission shaft, a rotor core 20, and a stator 6.
  • the housing 3 stores therein the rotor core 20, the shaft 10 to which the rotor core 20 is attached, and the stator 6.
  • the housing 3 is a cylindrical structure.
  • the housing 3 includes a disk-shaped shaft take-out side member 3T, a cylindrical side portion 3S, and a disk-shaped anti-shaft take-out side member 3R.
  • a space surrounded by the shaft take-out side member 3T, the side portion 3S, and the anti-shaft take-out side member 3R is the inside of the housing 3.
  • the shaft takeout side member 3T has a through hole 3HA for taking out the shaft 10 to the outside of the housing 3.
  • the shaft 10 stored in the housing 3 is taken out from the through hole 3HA.
  • the shaft take-out side member 3T and the side portion 3S are manufactured as separate members and are coupled to each other by a fastening member such as a screw.
  • both may be integrally formed by casting or the like.
  • the non-shaft takeout side member 3R is attached to the end of the side portion 3S on the side opposite to the shaft takeout side member 3T.
  • the non-shaft take-out side member 3R is attached to the side portion 3S by a fastening member such as a screw.
  • the shaft take-out side member 3 ⁇ / b> T is also a partition wall that separates a lubricating oil that lubricates a reduction gear 60 described later and a cooling medium inside the housing 3.
  • An annular stator 6 is attached to the inside of the housing 3, more specifically, to the inner periphery of the side portion 3 ⁇ / b> S.
  • the stator 6 is attached over the entire inner periphery of the side portion 3S.
  • a rotor core 20 is disposed on the radially inner side of the stator 6.
  • the rotor core 20 is a cylindrical structure in which disk-shaped steel plates (magnetic steel plates) 21 are stacked.
  • the rotor core 20 has a plurality of permanent magnets embedded therein.
  • the electric motor 1 is an IPM (Interior Permanent Magnet), but may be an SPM (Surface Permanent Magnet).
  • the rotor core 20 rotates around the rotation center axis Zr.
  • the stator 6 is an annular structure having a stator core 6Y and a coil 6C, and the coil 6C is wound around the stator core 6Y. A portion of the coil 6C that protrudes from the stator core 6Y is a coil end 6CE.
  • the stator core 6Y is a structure in which a plurality of steel plates (magnetic steel plates) are stacked.
  • the electric motor 1 may be an electric motor that does not have a permanent magnet, such as an induction motor.
  • the rotor core 20 is a structure in which a plurality of steel plates 21 are attached to the shaft 10 and stacked.
  • the direction in which the plurality of steel plates 21 are stacked is an axial direction of the shaft 10, that is, a direction parallel to the rotation center axis Zr.
  • Balance plates 30A and 30B are provided at both ends of the rotor core 20 in the stacking direction.
  • the balance plates 30 ⁇ / b> A and 30 ⁇ / b> B are annular members and are attached to the outer peripheral portion of the shaft 10.
  • the rotor core 20 on which the plurality of steel plates 21 are stacked is sandwiched between two balance plates 30A and 30B.
  • the shaft 10 On one balance plate 30A side, the shaft 10 has a rotor core fixing portion 14 having an outer diameter larger than the inner diameter of the balance plate 30A. For this reason, when the balance plate 30 ⁇ / b> A attached to the shaft 10 from the other end 10 ⁇ / b> R side of the shaft 10 contacts the rotor core fixing portion 14, further movement is restricted.
  • the rotor core 20 is attached to the shaft 10 by attaching the balance plate 30A, the rotor core 20, and the balance plate 30B to the shaft 10 in this order and screwing the rotor core fixing nut 10NR into the shaft 10.
  • the balance plates 30 ⁇ / b> A and 30 ⁇ / b> B give a compressive force to the rotor core 20, that is, the plurality of stacked steel plates 21.
  • the diameters of the balance plates 30 ⁇ / b> A and 30 ⁇ / b> B are the same as the diameter of the steel plate 21 or smaller than the diameter of the steel plate 21.
  • the shaft 10 is attached to the rotor core 20.
  • the shaft 10 extends in the direction of the rotation center axis Zr of the rotor core 20, and a gear 71 can be attached to one end portion 10C side.
  • the gear 71 is a bevel gear, but is not limited thereto, and may be a spur gear.
  • the shaft 10 is responsible for the output of the electric motor 1 and the input to the electric motor 1.
  • the gear 71 of the reduction gear 60 is attached to the one end portion 10 ⁇ / b> C side of the shaft 10.
  • the shaft 10 shares the rotor core 20 and the rotation center axis Zr, and rotates around the rotation center axis Zr together with the rotor core 20.
  • the shaft 10 outputs the power generated by the electric motor 1 to the outside of the electric motor 1 or inputs the power to the electric motor 1 when the electric motor 1 is used as a generator.
  • the gear 71 attached to the shaft 10 also rotates with the shaft 10 about the rotation center axis Zr of the shaft 10.
  • the gear 71 is a gear having teeth (oblique teeth) HG inclined with respect to the rotation center axis Zr when viewed from a direction orthogonal to the rotation center axis Zr.
  • the electric motor 1 When the electric motor 1 is used for traveling a construction machine such as a wheel loader, it is preferable to reduce the size by rotating at high speed. In such a case, the output of the electric motor 1 is input to the transmission 107 through the reduction gear 60.
  • the electric motor 1 rotates at a high speed (for example, 10,000 rotations per minute or more), noise is increased with a spur gear. For this reason, the gear 71 is attached to the shaft 10, and the output of the electric motor 1 is input to the reduction gear 60 to suppress the noise of the reduction gear 60.
  • the shaft 10 has bearings 4A and 4B attached to both sides.
  • the bearings 4A and 4B are all ball bearings.
  • the two bearings 4A and 4B are attached to the housing 3 and support the shaft 10 in a rotatable manner.
  • the bearing 4A is attached to the shaft takeout side member 3T
  • the bearing 4B is attached to the opposite shaft takeout side member 3R opposite to the shaft takeout side member 3T. That is, the bearing 4A rotatably supports the shaft 10 on the casing 3 on the gear 71 side relative to the rotor core 20, and the bearing 4A supports the shaft 10 on the other end 10R side relative to the rotor core 20 on the casing 3. It is supported rotatably.
  • the housing 3 rotatably supports the shaft 10 via the bearings 4A and 4B.
  • the bearing 4A is referred to as a first bearing 4A and the bearing 4B is referred to as a second bearing 4B as necessary.
  • a spline 10SL is formed on the outer peripheral surface of the shaft 10 on the one end 10C side.
  • the shaft 10 has one end portion 10C protruding from the through hole 3HA of the shaft take-out side member 3T.
  • the gear 71 is attached to the one end portion 10C side of the shaft 10 as described above.
  • a spline coupled to a spline 10SL formed on one end 10 side of the shaft 10 is formed on the inner peripheral surface, and both the splines mesh with each other.
  • the power of the electric motor 1 is taken out from the shaft 10 via the gear 71, or the electric power is input to the electric motor 1 to generate electric power from the electric motor 1.
  • One end portion 10 ⁇ / b> C side of the shaft 10 is an input / output side of the shaft 10.
  • a reduction gear 60 is attached to the housing 3 of the electric motor 1.
  • the reduction device 60 is a device that reduces the rotational speed of the shaft 10 of the electric motor 1 and increases the torque and outputs the torque from the output unit.
  • the input unit of the reduction gear 60 is a gear 71 attached to the shaft 10 of the electric motor 1.
  • the input unit of the reduction gear 60 is a part to which power from a power source such as the electric motor 1 is input.
  • the reduction device 60 uses the planetary gear device 70 to reduce the rotational speed of the shaft 10 and output it.
  • the reduction gear 60 is not limited to the one using the planetary gear device 70.
  • the reduction gear 60 has a planetary gear device 70 stored in a housing 61.
  • the casing 61 of the speed reducer 60 is attached to the casing 3 of the electric motor 1, which is the shaft takeout side member 3T in this embodiment.
  • the planetary gear device 70 includes a gear 71 as a sun gear, a plurality of pinion gears 72 that mesh with the gear 71, a carrier 73 to which a pinion shaft 72S that rotatably supports the plurality of pinion gears 72 is attached, and a ring gear that meshes with the plurality of pinion gears 72. 74.
  • the gear 71 is a spline in which the inner teeth formed on the inner peripheral surface are coupled to the spline SL of the shaft 10, and the outer teeth are inclined teeth.
  • the plurality of pinion gears 72 are disposed between the gear 71 and the ring gear 74.
  • the carrier 73 is fitted around a rotation center axis Zr with respect to the shaft take-out side member 3T by fitting a pin driven into the shaft take-out side member 3T of the electric motor 1 and a hole provided in the carrier 73. It is attached so as not to rotate.
  • the reduction gear 60 the carrier 73 of the planetary gear device 70 is fixed, and the input from the gear 71 as the sun gear is output from the ring gear 74 through the pinion gear 72.
  • the ring gear 74 becomes an output part of the reduction gear 60.
  • the reduction gear 60 may fix the ring gear 74 and use the carrier 73 as an output unit.
  • the ring gear 74 has a connecting member 76 at the end portion farther from the electric motor 1.
  • the connecting member 76 is connected to the power transmission shaft 65 of the reduction gear 60.
  • the power transmission shaft 65 is rotatably supported by the housing 61 of the speed reduction device 60 via two speed reducer bearings 64A and 64B attached to the power transmission shaft 65.
  • the reduction gear bearings 64A and 64B are attached to the power transmission shaft 65 by screwing bearing fixing nuts 65N into the power transmission shaft 65.
  • the power transmission shaft 65 is connected to an input unit of a transmission of a construction machine such as a wheel loader, for example.
  • the housing 61 of the speed reducer 60 has lubricating oil passages 62 and 63 for supplying lubricating oil (fluid) for lubricating the speed reducer bearings 64A and 64B and the planetary gear device 70.
  • the lubricating oil passages 62 and 63 are supplied with lubricating oil from the lubricating oil passages 15 and 16 of the housing 3 of the electric motor 1, in this embodiment, the shaft take-out side member 3T.
  • the carrier 73 of the planetary gear device 70 and the pinion shaft 72S attached to the carrier 73 have a lubricating oil passage 75 that receives supply of lubricating oil from the lubricating oil passage 17 of the shaft take-out side member 3T.
  • the lubricating oil passage 75 supplies lubricating oil between the pinion gear 72 and the gear 71.
  • a cylindrical, more specifically, a cylindrical collar 50 is attached between the outer peripheral portion 10S of the shaft 10 and between the first bearing 4A and the gear 71.
  • the collar 50 includes a body portion 51 and a flange portion 52 that is provided at one end of the body portion 51 and projects outward in the radial direction.
  • An end portion (flange side end portion) 50Tb on the flange portion 52 side faces the first bearing 4A, and an end portion (anti-flange side end portion) 50Tg on the opposite side to the flange portion 52 faces the gear 71.
  • the collar 50 has a through hole 50 ⁇ / b> H penetrating from the flange side end portion 50 ⁇ / b> Tb toward the opposite flange side end portion 50 ⁇ / b> Tg.
  • the shaft 10 is fitted into the through hole 50H.
  • the collar 50 and the shaft 10 are attached with an interference fit, and both rotate integrally around the rotation center axis Zr.
  • the material of the shaft 10 is, for example, chrome molybdenum steel
  • the material of the collar 50 is, for example, carbon steel.
  • the shaft 10 and the collar 50 are made of different materials. By doing so, a material suitable for the functions of the shaft 10 and the collar 50 can be selected.
  • the shaft 10 selects a material suitable for power transmission.
  • the collar 50 does not need a power transmission function, but as will be described later, a material suitable for forming a sealing surface for realizing a function of sealing a cooling medium and a lubricating oil as a fluid is selected.
  • the first bearing 4A abuts on a bearing locking portion 18 projecting radially outward from the outer peripheral portion 10S of the shaft 10.
  • the inner ring 4 i of the first bearing 4 ⁇ / b> A contacts the bearing locking portion 18.
  • the flange side end portion 50Tb of the collar 50 attached to the shaft 10 contacts the inner ring 4i of the first bearing 4A.
  • the opposite end 50Tg of the collar 50 is in contact with one end 71Ta of a gear 71 attached to one end 10C of the shaft 10.
  • a gear retaining ring 10 ⁇ / b> NG is attached to the shaft 10 from the one end portion 10 ⁇ / b> C side of the shaft 10.
  • the gear retaining ring 10NG comes into contact with the other end portion 71Tb of the gear 71.
  • the gear retaining ring 10NG By attaching the gear retaining ring 10NG to the shaft 10, the first bearing 4A, the collar 50, and the gear 71 are attached to the shaft 10 between the gear retaining ring 10NG and the bearing locking portion 18.
  • the gear 71 and the shaft 10 are connected by, for example, a spline, and are positioned between them in the circumferential direction.
  • a slight gap is formed between the gear retaining ring 10NG and the gear 71. The clearance allows the movement of the gear 71 in the direction of the rotation center axis Zr.
  • the first bearing 4A is attached to the bearing attachment portion 3TB provided with the outer ring 4e on the shaft take-out side member 3T.
  • the bearing mounting portion 3TB is a circular hole formed in the shaft take-out side member 3T.
  • the inner diameter of the bearing mounting portion 3TB is larger than the inner diameter of the through hole 3HA, and both are connected. For this reason, the step part 19 is formed in the connection part of the bearing attachment part 3TB and the through-hole 3HA.
  • the outer ring 4e contacts the step portion 19.
  • the bearing attachment member 12 is attached to the shaft take-out side member 3T in a state where the first bearing 4A is attached to the bearing attachment portion 3TB.
  • the bearing attachment member 12 is attached to the shaft take-out side member 3T with a bolt 13 as a fastening means.
  • the shaft 10 penetrates through the through hole 12H, and the bearing mounting member 12 is mounted from the rotor core 20 side to the inside of the housing 3, in this embodiment, to the inside of the shaft take-out side member 3T.
  • the inner diameter of the through hole 12H is smaller than the outer diameter of the outer ring 4e of the first bearing 4A and larger than the inner diameter of the outer ring 4e.
  • the bearing mounting member 12 faces only the outer ring 4e of the first bearing 4A. Therefore, even if the bearing mounting member 12 is mounted on the shaft take-out side member 3T, the bearing mounting member 12 does not interfere with the inner ring 4i and the rolling element 4b, so the bearing mounting member 12 does not hinder these movements.
  • the first bearing 4 ⁇ / b> A is attached to the shaft take-out side member 3 ⁇ / b> T by the bearing attachment member 12.
  • the bearing mounting member 12 is provided so as to protrude from the shaft take-out side member 3T to the outer ring 4e side (the shaft 10 side with respect to the stator 6) of the first bearing 4A.
  • the bearing mounting member 12 is mounted such that the surface on the shaft take-out side member 3T side is flush with the end surface of the outer ring 4e. By doing so, the movement of the first bearing 4A is regulated.
  • the opposite side of the first bearing 4A is positioned so that the first bearing 4A does not move by press-fitting the collar 50 into the shaft 10.
  • the collar 50 has a groove 53 as a passage extending from the inner peripheral portion of the collar 50 toward the outer peripheral portion.
  • the collar 50 has a groove 53 at a portion facing the first bearing 4 ⁇ / b> A, that is, the flange side end portion 50 ⁇ / b> Tb of the flange portion 52.
  • the location where the groove 53 is provided is not limited to this portion.
  • the inner diameter side of the collar 50 opens into a cooling medium supply groove 10 p provided toward the circumferential direction of the outer peripheral portion 10 ⁇ / b> S of the shaft 10.
  • the opening of the groove 53 on the outer peripheral side of the collar 50 is connected between the first bearing 4A and the sealing member 5A.
  • the cooling medium is supplied from the cooling medium supply passage 11 of the shaft 10 to the cooling medium supply groove 10p.
  • the groove 53 rotates together with the shaft 10 and the collar 50 and discharges the cooling medium supplied from the cooling medium supply groove 10p to the outer side in the radial direction of the collar 50, thereby supplying the cooling medium to the first bearing 4A.
  • the cooling medium cools the coil 6C and the rotor core 20 of the stator 6 of the electric motor 1 and lubricates the sliding portion.
  • a through hole penetrating the collar 50 from the inner peripheral portion of the collar 50 toward the outer peripheral portion may be used as a passage extending from the inner peripheral portion of the collar 50 toward the outer peripheral portion.
  • a sealing member 5A is provided on the outer peripheral portion of the collar 50 attached to the shaft 10.
  • a sealing member 5A is provided between the collar 50 and the housing 3, more specifically between the shaft take-out side member 3T.
  • the sealing member 5 ⁇ / b> A only needs to be provided on the outer peripheral portion of the collar 50, and may be provided at a location other than between the collar 50 and the housing 3.
  • the sealing member 5 ⁇ / b> A may be provided between the collar 50 and the casing 61 of the speed reduction device 60.
  • a sealing member 5B is provided between the shaft 10 and the housing 3 on the other end 10R side, and the anti-shaft take-out side member 3R in this embodiment.
  • the sealing members 5A and 5B are oil seals.
  • An oil seal 5C as a sealing member is provided between the second bearing 4B and the sealing member 5B.
  • a rotation speed sensor 5I that detects the rotation speed of the shaft 10 is provided between the shaft 10 and the housing 3, in this embodiment, the anti-shaft takeout side member 3R. The rotation speed sensor 5I is disposed between the second bearing 4B and the sealing member 5B.
  • the sealing member 5 ⁇ / b> A is a through hole 3 ⁇ / b> HA of the shaft take-out side member 3 ⁇ / b> T, and is attached between the first bearing 4 ⁇ / b> A and one end 10 ⁇ / b> C of the shaft 10, more specifically, at a position facing the collar 50. .
  • the sealing member 5B is disposed on the other end 10R side of the shaft 10 relative to the second bearing 4B, and is attached to the through hole 3HB of the anti-shaft takeout side member 3R.
  • the electric motor 1 is cooled by the cooling medium (for example, oil) and the bearings 4A and 4B are lubricated, so that the cooling medium leaking from the shaft 10 to the outside of the housing 3 is suppressed.
  • Sealing members 5 ⁇ / b> A and 5 ⁇ / b> B are provided between the housing 3 and the shaft 10.
  • the lubricating oil for lubricating the reduction gear 60 is supplied to the electric motor 1 via the first bearing 4A adjacent to the reduction gear 60. There is a possibility of entering the inside (inside the housing 3). Since the lubricating oil of the reduction gear 60 includes the abrasion powder of the planetary gear device 70, if it enters the electric motor 1, the durability of the first bearing 4A, the rotor core 20 and the stator 6 may be reduced. .
  • the speed reduction device 60 when the speed reduction device 60 is applied to a construction machine such as a wheel loader, the operation at a continuous high load is more than that applied to an automobile, and the temperature of the oil on the speed reduction device side constitutes the electric motor 1. There is a possibility that the temperature will be higher than the heat resistance temperature of the parts, and the amount of abrasion powder generated will increase.
  • the sealing member 5 ⁇ / b> A provided in the portion of the collar 50 between the electric motor 1 and the reduction gear 60 reduces the possibility that the lubricating oil of the reduction gear 60 will enter the electric motor 1.
  • the sealing member 5 ⁇ / b> A can suppress the flow of the lubricating oil and the cooling medium as fluid between the housing 3 and the outside of the housing 3.
  • the sealing member 5A contains a large amount of wear powder and reduces the possibility that the lubricating oil of the reduction gear 60 that has become hot enters the inside of the electric motor 1 to operate the electric motor 1 stably. 1 can be suppressed.
  • two sealing members 5A are provided in the direction of the rotation center axis Zr.
  • 5 A of sealing members can suppress more effectively the possibility that the lubricating oil of the reduction gear 60 may enter the inside of the electric motor 1.
  • the space (sealing member space) between the two sealing members 5 ⁇ / b> A is connected to the gas reservoir 16.
  • the gas reservoir 16 is provided in the shaft take-out side member 3T in this embodiment, but the gas reservoir 16 may be provided in a portion other than this.
  • the gas reservoir 16 is a portion that holds a certain amount of gas (air), and may be open to the atmosphere.
  • the shaft 10 has a gear 71 attached to one end portion 10C side.
  • the shaft 10 transmits power from the gear 71 to the reduction gear 60 and transmits power from the reduction gear 60 to the electric motor 1 via the gear 71.
  • a wheel loader or the like on which the reduction gear 60 and the electric motor 1 are mounted travels or works, vibrations are generated. Due to this vibration, a thrust force is generated on the shaft 10 of the electric motor 1.
  • the gear 71 is an inclined gear
  • the gear 71 rotates, a thrust force resulting from the rotation of the inclined gear is generated in addition to the thrust force resulting from the vibration described above.
  • the above-described thrust force moves the first bearing 4A or the second bearing 4B through the shaft 10 in the direction of the rotation center axis Zr, and accordingly, moves the rotor core 20 in the direction of the rotation center axis Zr. is there. For this reason, backlash may occur between the first bearing 4 ⁇ / b> A or the second bearing 4 ⁇ / b> B and the shaft 10.
  • a collar 50 is interposed between the gear 71 and the first bearing 4 ⁇ / b> A, and the thrust force is transmitted between the first bearing 4 ⁇ / b> A and the gear 71 via the collar 50.
  • the first bearing 4A is attached to the shaft take-out side member 3T from the rotor core 20 side by the bearing attachment member 12.
  • the thrust force from the gear 71 toward the first bearing 4A is transmitted in the order of the collar 50, the first bearing 4A, and the bearing mounting member 12, and the shaft take-out side member 3T to which the bearing mounting member 12 is mounted. Receive. Further, the thrust force directed from the second bearing 4B to the first bearing 4A is transmitted in the order of the shaft 10, the first bearing 4A, and the step portion 19 and is received by the shaft take-out side member 3T in which the step portion 19 is formed. Since the thrust force in any direction is received by the shaft take-out side member 3T that constitutes the housing 3 of the electric motor 1, the displacement of the first bearing 4A and the second bearing 4B in the rotation center axis Zr direction due to the thrust force is suppressed. it can. As a result, backlash can be reduced between the first bearing 4A or the second bearing 4B and the shaft 10.
  • the rotation direction of the electric motor 1 is also frequently switched.
  • the rotation direction of the gear 71 is also frequently switched, when the gear 71 is a bevel gear, the direction of the thrust force acting on the shaft 10 is also frequently switched.
  • the gear 71 moves in the direction of the rotation center axis Zr by the amount of play in the direction of the rotation center axis Zr, so that an impact force acts on the shaft 10 as a thrust force.
  • the shaft take-out side member 3T constituting the housing 3 of the electric motor 1 receives the thrust force from the gear 71 by the above-described structure, and therefore, even when an impact force acts as the thrust force, the shaft take-out side member 3T. Can reliably receive the impact force and minimize the load on the bearings 4A and 4B.
  • the electric motor 1 is particularly preferable for applications in which the rotation direction is frequently switched, such as a turning motor that drives a traveling motor of a wheel loader and an upper turning body of a hydraulic excavator.
  • the gear 71, the collar 50, and the first bearing 4A are fixed to the shaft 10 by one gear retaining ring 10NG.
  • a nut for fixing the first bearing 4A to the shaft 10 is required in addition to the gear retaining ring 10NG. Since this nut increases the dimension of the shaft 10 in the direction of the rotation center axis Zr, in addition to an increase in the dimension of the electric motor 1 in the direction of the rotation center axis Zr, the bending rigidity of the shaft 10 may be reduced. Furthermore, it is necessary to make the diameter of the shaft 10 larger in the portion where the nut is screwed into the shaft 10 than in the portion where the gear 71 is attached.
  • the collar 50 is not used, a nut is required in addition to the gear retaining ring 10NG, and the diameter of the shaft 10 increases.
  • the moment of inertia of the shaft 10 increases due to an increase in the diameter of the shaft 10 and an additional nut.
  • the gear 71, the collar 50, and the first bearing 4A can be fixed to the shaft 10 by one gear retaining ring 10NG.
  • the collar 50 when the collar 50 is not used, it is conceivable that a portion of the gear 71 where the inclined teeth are not formed is extended in the direction of the first bearing 4A and a portion corresponding to the collar 50 is provided in the gear 71.
  • the collar 50 in order to attach a gear to the shaft 10, it is necessary to extend the spline to the vicinity of the first bearing 4A. Then, since the spline is formed on the shaft 10 beyond the sealing member 5A, there is a possibility that the lubricating oil of the reduction gear 60 moves to the first bearing 4A through the spline.
  • the collar 50 is attached to the shaft 10 by a tight fit, and the sealing member 5A is disposed between the collar 50 and the shaft take-out side member 3T. For this reason, it is possible to avoid the lubricating oil of the reduction gear 60 from passing between the collar 50 and the shaft 10.
  • the gear 71, the collar 50, and the first bearing 4A can be fixed to the shaft 10 with one gear retaining ring 10NG, and therefore the shaft 10 in the direction of the rotation center axis Zr.
  • the increase in dimension can be suppressed. For this reason, since the fall of the bending rigidity of the shaft 10 is suppressed, the shake of the shaft 10 resulting from the vibration generated when the gear 71 rotates is also reduced. As a result, the sealing state between the sealing member 5A and the shaft 10 can be reliably maintained. This is particularly advantageous when the shaft 10 rotates at a high speed.
  • the cooling structure 2 of the electric motor 1 will be described.
  • the shaft 10 has a cooling medium supply passage 11 for passing a cooling medium for cooling the electric motor 1 from the inside.
  • the cooling medium supply passage 11 is provided along the rotation center axis Zr.
  • the cooling medium supply passage 11 is preferably provided on the rotation center axis Zr.
  • the shaft 10 may be a hollow shaft, and another shaft may be passed through the shaft 10. In this case, a space formed between the shaft 10 and another shaft penetrating the shaft 10 can be used as the cooling medium supply passage 11.
  • the cooling medium supply passage 11 is inside the shaft 10 and extends from the other end 10R in the axial direction of the shaft 10, that is, in the direction of the rotation center axis Zr.
  • the other end portion 10 ⁇ / b> R of the shaft 10 is provided with a cooling medium inlet 11 ⁇ / b> I through which the cooling medium flows into the cooling medium supply passage 11.
  • the other end 10R side of the shaft 10 is the cooling medium inlet side.
  • a plurality of cooling medium passages 40A and 40B are branched from the cooling medium supply passage 11. 1 shows a cross section when the shaft 10 is cut along a plane parallel to the rotation center axis Zr of the shaft 10 and including the rotation center axis Zr. However, for convenience of explanation, a plurality of cooling medium passages 40A are formed in the same section. , 40B appears. However, in actuality, the cooling medium passages 40A and 40B appear in the respective cross sections when the shaft 10 is cut by planes whose central angles about the rotation center axis Zr are different by 90 degrees.
  • the plurality of cooling medium passages 40A and 40B are branched from the cooling medium supply passage 11, and after cooling the rotor core 20 while flowing in one direction without branching the cooling medium in the axial direction of the shaft 10, the rotor core
  • the cooling medium is discharged from the discharge ports 40AH and 40BH opened on the surface of 20.
  • the plurality of cooling medium passages 40A and 40B have the same distance (passage distance) from the cooling medium inlet 11I through which the cooling medium flows into the cooling medium supply passage 11 to the discharge ports 40AH and 40BH.
  • the cooling medium discharged from the discharge ports 40AH and 40BH flows out from the cooling medium outlets 31B and 31A of the balance plates 30B and 30A into the housing 3.
  • the cooling medium that has flowed out of the cooling medium outlets 31 ⁇ / b> B and 31 ⁇ / b> A due to the centrifugal force caused by the rotation is blown outward in the radial direction of the rotor core 20. Then, the cooling medium blown outward in the radial direction cools the coil end 6CE.
  • a cooling medium recovery passage 7 ⁇ / b> B is provided on the side 3 ⁇ / b> S of the housing 3.
  • the cooling medium recovery passage 7B is provided below (on the direction side where gravity acts, and in the direction indicated by arrow G in FIG. 1) when the electric motor 1 is used.
  • the state in which the wheel loader is in contact with the horizontal plane is the state in which the electric motor 1 is used, and the cooling medium recovery passage 7B is provided at a lower position in that state. It is done.
  • the housing 3 has a coil end cooling passage 7T at a portion facing the coil end 6CE and avoiding the cooling medium recovery passage 7B.
  • a cooling medium is also supplied to the coil end 6CE from the coil end cooling passage 7T to cool the coil end 6CE.
  • the coil end cooling passage 7T is not necessarily provided. For example, whether or not the coil end cooling passage 7T is provided in the housing 3 in accordance with the specifications of the electric motor 1 or the mounting target of the electric motor 1 or the operating conditions. It is determined.
  • the coil end cooling passage 7T is disposed above (on the opposite side to the vertical direction) when the electric motor is disposed such that the rotation center axis Zr of the shaft 10 is orthogonal to the vertical direction (direction of gravity action). Is preferable, and more preferably, it is arranged at the uppermost position (that is, at the top position).
  • the cooling medium is supplied to the electric motor 1 by the pump 8 which is a cooling medium circulating means, and is sucked by the pump 8 after the electric motor 1 is cooled.
  • the suction port of the pump 8 is connected to the cooling medium recovery passage 7B by the first cooling medium pipe CL1.
  • the discharge port of the pump 8 is connected to the electric motor 1 by the second cooling medium pipe CL2.
  • the second cooling medium pipe CL2 branches into a shaft side supply pipe CLA and a coil end side supply pipe CLB.
  • the former is connected to the cooling medium inlet 11I of the cooling medium supply passage 11, and the latter is connected to the coil end cooling passage 7T, and supplies the cooling medium discharged from the pump 8 to each connection target.
  • the cooling structure 2 includes a cooling medium supply passage 11 and a plurality of cooling medium passages 40A and 40B.
  • a part of the cooling medium discharged from the pump 8 flows through the second cooling medium pipe CL2 and flows into the shaft side supply pipe CLA and the rest flows through the coil end side supply pipe CLB.
  • the coolant that has flowed into the shaft-side supply pipe CLA passes through the coolant inlet 11I and then partially flows into the coolant passages 40A and 40B.
  • the cooling medium cools the rotor core 20 in the process of passing through the cooling medium passages 40A and 40B, and is discharged into the housing 3 from the discharge ports 40AH and 40BH.
  • the cooling medium discharged into the housing 3 reaches the coil end 6CE by the centrifugal force of the rotor core 20, and cools it.
  • the cooling medium that has flowed into the coil end side supply pipe CLB flows into the coil end cooling passage 7T, and then is supplied to the coil end 6CE to cool it.
  • the coil end 6CE is cooled by the coil end cooling passage 7T even when the motor 1 is operated under operating conditions in which the cooling of the coil end 6CE by the cooling medium flowing out from the cooling medium outlets 31B and 31A tends to be insufficient. be able to. For this reason, the coil end cooling passage 7T can stably operate the electric motor 1 even under various operating conditions.
  • the cooling medium that has cooled the coil end 6CE and the cooling medium that has cooled and lubricated the bearings 4A and 4B flow below the housing 3 due to the action of gravity.
  • This cooling medium is discharged to the outside of the housing 3 through the cooling medium recovery passage 7B.
  • the cooling medium discharged to the outside of the housing 3 is sucked into the pump 8 through the first cooling medium pipe CL1.
  • the pump 8 discharges the sucked cooling medium to the second cooling medium pipe CL2.
  • the pump 8 is used to connect the electric motor 1 between the first cooling medium pipe CL1, the second cooling medium pipe CL2, the shaft side supply pipe CLA, and the coil end side supply pipe CLB. Circulate the cooling medium.
  • the cooling structure 2 repeats the cooling of the rotor core 20 and the coil end 6CE and the lubrication and cooling of the bearings 4A and 4B.
  • the first cooling medium pipe CL1 and the second cooling medium pipe CL2 are cooled with a filter that removes foreign matters in the cooling medium, and the first cooling medium pipe CL1, and the rotor core 20 and the coil end 6CE are cooled. You may provide the cooler which cools the cooling medium which raised temperature.
  • the means for supplying the cooling medium to the coil end cooling passage 7T is provided with a cooling medium supply pump different from the pump 8 in addition to the cooling medium circulation structure as described above.
  • a circulation structure that supplies a cooling medium to the passage 7T may be used. That is, the electric motor 1 may have a cooling circuit dedicated to the coil end cooling passage 7T.
  • the cooling structure 2 can be applied regardless of whether or not the electric motor 1 has a magnet.
  • a wheel loader that is a type of construction vehicle will be described as an example of a work vehicle to which the electric motor according to the present embodiment is applied.
  • the application target of the electric motor of the present embodiment is not limited to a construction vehicle, and is not limited to a wheel loader in a construction vehicle.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing a wheel loader.
  • the wheel loader 100 supports the vehicle body 101, a lift arm (work machine) 102 attached to the front of the vehicle body 101, a bucket (work machine) 103 attached to the tip of the lift arm 102, and the vehicle body 101.
  • Two front wheels 104 ⁇ / b> F and two rear wheels 104 ⁇ / b> R for rotating the vehicle body 101 and a cab 105 mounted on the upper portion of the vehicle body 101 are provided.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a drive system of the wheel loader.
  • the wheel loader 100 includes an internal combustion engine 106 such as a diesel engine or a gasoline engine and the electric motor 1 as a power generation source.
  • the drive system of the wheel loader 100 is a so-called hybrid system.
  • the wheel loader 100 includes one electric motor 1, but the number of the electric motors 1 is not limited to this.
  • the output of the internal combustion engine 106 is input to the transmission 107.
  • the output of the electric motor 1 is input to the transmission device 107 via the speed reduction device 60.
  • the transmission 107 combines the outputs of the internal combustion engine 106 and the electric motor 1 and then outputs them to the front wheel side propeller shaft 108F and the rear wheel side propeller shaft 108R.
  • the output of the front wheel side propeller shaft 108F is transmitted to the two front wheels 104F via the front wheel side differential gear 109F and the front wheel side drive shaft 110F.
  • the output of the rear wheel side propeller shaft 108R is transmitted to the two rear wheels 104R via the rear wheel side differential gear 109R and the rear wheel side drive shaft 110R.
  • the outputs of the internal combustion engine 106 and the electric motor 1 are transmitted to the front wheels 104F and the rear wheels 104R to cause the wheel loader 100 to travel.
  • the wheel loader 100 includes an inverter that controls the operation (power running or regeneration) of the electric motor 1 and a power storage device such as a capacitor or a secondary battery that stores energy (electric power) obtained by the regeneration of the electric motor 1. Yes.
  • the wheel loader 100 may be an electric vehicle (work vehicle or construction vehicle) that does not have an internal combustion engine and uses the electric motor 1 as a drive source by the electric power of the power storage device. That is, the electric motor 1 according to the present embodiment can be applied regardless of a hybrid vehicle or an electric vehicle.
  • the electric motor 1 and the internal combustion engine 106 are placed horizontally. That is, the power transmission shafts of the electric motor 1 and the internal combustion engine 106 are orthogonal to the traveling direction when the wheel loader 100 is traveling straight, more specifically, orthogonal to the front wheel side propeller shaft 108F and the rear wheel side propeller shaft 108R.
  • the electric motor 1 and the internal combustion engine 106 are arranged.
  • the arrangement of the electric motor 1 and the internal combustion engine 106 is not limited to the horizontal position, but the vertical position, that is, the power transmission shaft of the electric motor 1 and the internal combustion engine 106 is the same as that of the front wheel side propeller shaft 108F and the rear wheel side propeller shaft 108R. You may arrange
  • the electric motor according to the present embodiment includes a shaft to which a gear can be attached on one end side, a bearing that rotatably supports the shaft on the housing on the gear side of the rotor core, an outer peripheral portion of the shaft, and A cylindrical collar attached between the bearing and the gear, and a bearing attachment member attached to the inside of the casing from the rotor core side and attaching the bearing to the casing.
  • the electric motor according to the present embodiment can reduce the influence of the thrust force generated by the rotation of the gears on the electric motor.
  • the structure as described above can suppress a decrease in the bending rigidity of the shaft, and the lubricating oil can be prevented from passing between the collar and the shaft. The possibility of entering can be reduced.
  • the electric motor according to the present embodiment is used in applications where it is desired to avoid the lubricating oil from entering the electric motor, for example, applications in which the electric motor and the speed reducer are disposed adjacent to each other (for example, for running a construction machine such as a wheel loader). Etc.).

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Description

電動機
　本発明は、電動機に関する。
　電動機は、車両の走行用様々な用途に用いられる。電動機の出力は、歯車を介して伝達されることが多い（例えば、特許文献１）。
特開２００７－１７８４３６号公報
　電動機の出力を減速装置等に伝達する場合、振動等によって歯車が取り付けられたシャフトが揺れて歯車の回転中心軸方向のスラスト力が発生する。特に、建設機械は振動が大きいため、前述したスラスト力が大きくなる。また、斜歯歯車がシャフトに取り付けられている場合、斜歯歯車の回転に起因して、斜歯歯車の回転中心軸方向のスラスト力が発生する。電動機のローターコアとともに回転するシャフトに歯車が取り付けられる場合、歯車の回転に起因して発生するスラスト力により、軸受とシャフトとの間でガタが生じる可能性がある。本発明は、スラスト力による軸受とシャフトとの間のガタの発生を低減することを目的とする。
　本発明は、筒状の筐体の内側に取り付けられた環状のステーター及び前記ステーターの径方向内側に配置されたローターコアを有する電動機であって、前記ローターコアに取り付けられて前記ローターコアの回転中心軸の方向に延在し、かつ一方の端部側に歯車が取付け可能なシャフトと、前記ローターコアよりも前記歯車側で前記シャフトを前記筐体に回転可能に支持する軸受と、前記シャフトの外周部、かつ前記軸受と前記歯車との間に取り付けられる筒状のカラーと、前記ローターコア側から前記筐体の内側に取り付けられて、前記軸受を前記筐体に取り付ける軸受取付部材と、を含むことを特徴とする電動機である。
　本発明において、前記カラーの外周部には封止部材が設けられることが好ましい。
　本発明において、前記カラーは、前記カラーの内周部から外周部に向かって延在する通路を有することが好ましい。
　本発明において、前記カラーの外周部には封止部材が設けられ、また、前記カラーは、前記カラーの内周部から外周部に向かって延在する通路を有し、前記外周部側における前記通路の開口部は、前記軸受と前記封止部材との間につながっていることが好ましい。
　本発明において、前記封止部材は、前記回転中心軸の方向に向かって２個設けられることが好ましい。
　本発明において、２個の前記封止部材の間の空間は、気体溜めに接続していることが好ましい。
　本発明において、前記筐体には減速装置が取り付けられており、前記歯車は前記減速装置の入力部であることが好ましい。
　本発明において、前記減速装置は遊星歯車装置を有しており、前記歯車は、前記遊星歯車装置のサンギヤであることが好ましい。
　本発明は、筒状の筐体の内側に取り付けられた環状のステーター及び前記ステーターの径方向内側に配置されたローターコアとを有する電動機であって、前記ローターコアに取り付けられて前記ローターコアの回転中心軸の方向に延在し、かつ一方の端部側に歯車が取付け可能なシャフトと、前記ローターコアよりも前記歯車側で前記シャフトを前記筐体に回転可能に支持する軸受と、前記シャフトの外周部、かつ前記軸受と前記歯車との間に取り付けられて、内周部から外周部に向かって延在する通路を有する筒状のカラーと、前記ローターコア側から前記筐体の内側に取り付けられて、前記軸受を前記筐体に取り付ける軸受取付部材と、前記カラーと前記筐体との間に設けられて、前記筐体と前記筐体の外部との間における流体の流れを抑制する封止部材と、を含み、前記カラーの外周部側における前記通路の開口部は、前記軸受と前記封止部材との間につながっていることを特徴とする電動機である。
　本発明において、前記筐体の内部は、冷却媒体により冷却されることが好ましい。
　本発明は、スラスト力による軸受とシャフトとの間のガタの発生を低減することができる。
図１は、本実施形態に係る電動機を示す断面図である。 図２は、本実施形態に係る電動機が有するシャフトの一方の端部側の拡大図である。 図３は、本実施形態に係る電動機が有するカラーの斜視図である。 図４は、本実施形態に係る電動機が有するカラーの斜視図である。 図５は、ホイールローダを示す説明図である。 図６は、ホイールローダの駆動系を示す模式図である。
　本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。次に、本実施形態に係る電動機について説明する。
＜電動機＞
　図１は、本実施形態に係る電動機を示す断面図である。図２は、本実施形態に係る電動機が有するシャフトの一方の端部側の拡大図である。図３、図４は、本実施形態に係る電動機が有するカラーの斜視図である。電動機１は、筐体３と、動力伝達軸としてのシャフト１０と、ローターコア２０と、ステーター６とを含んでいる。筐体３は、ローターコア２０、ローターコア２０が取り付けられたシャフト１０及びステーター６を内部に格納する。筐体３は、筒状の構造体である。本実施形態において、筐体３は、円板形状のシャフト取り出し側部材３Ｔと、円筒形状の側部３Ｓと、円板形状の反シャフト取り出し側部材３Ｒとを有する。シャフト取り出し側部材３Ｔと、側部３Ｓと、反シャフト取り出し側部材３Ｒとで囲まれる空間が、筐体３の内部になる。
　シャフト取り出し側部材３Ｔは、シャフト１０を筐体３の外部に取り出すための貫通孔３ＨＡを有する。筐体３の内部に格納されたシャフト１０は、貫通孔３ＨＡから取り出される。本実施形態において、シャフト取り出し側部材３Ｔと側部３Ｓとは別部材として製造されてねじ等の締結部材で両者を結合されるが、例えば、鋳造等により両者を一体成形してもよい。反シャフト取り出し側部材３Ｒは、シャフト取り出し側部材３Ｔとは反対側における側部３Ｓの端部に取り付けられる。反シャフト取り出し側部材３Ｒは、ねじ等の締結部材によって側部３Ｓに取り付けられる。シャフト取り出し側部材３Ｔは、後述する減速装置６０を潤滑する潤滑油と、筐体３の内部の冷却媒体とを分離する隔壁でもある。
　筐体３の内側、より具体的には側部３Ｓの内周部に、環状のステーター６が取り付けられる。ステーター６は、側部３Ｓの内周部全周に渡って取り付けられる。ステーター６の径方向内側には、ローターコア２０が配置される。本実施形態において、ローターコア２０は円板形状の鋼板（電磁鋼板）２１を積層した円筒形状の構造体である。ローターコア２０は、内部に複数の永久磁石が埋め込まれている。このように、本実施形態において、電動機１は、ＩＰＭ（Interior　Permanent　Magnet）であるが、ＳＰＭ（Surface　Permanent　Magnet）であってもよい。ローターコア２０は、回転中心軸Ｚｒの周りを回転する。
　ステーター６は、ステーターコア６Ｙとコイル６Ｃとを有する環状の構造体であり、ステーターコア６Ｙにコイル６Ｃが巻き付けられている。コイル６Ｃのステーターコア６Ｙから突出した部分が、コイルエンド６ＣＥである。ステーターコア６Ｙは、複数の鋼板（電磁鋼板）を積層した構造体である。なお、電動機１は、永久磁石を有さない電動機、例えば、誘導電動機等であってもよい。
　ローターコア２０は、複数の鋼板２１がシャフト１０に取り付けられ、積層された構造体である。複数の鋼板２１がシャフト１０に取り付けられた状態において、前記複数の鋼板２１が積層される方向（積層方向）は、シャフト１０の軸方向、すなわち、回転中心軸Ｚｒと平行な方向である。積層方向におけるローターコア２０の両端部には、バランスプレート３０Ａ、３０Ｂが設けられる。なお、バランスプレート３０Ａ、３０Ｂは、環状の部材であり、シャフト１０の外周部に取り付けられる。前記複数の鋼板２１が積層されたローターコア２０は、２つのバランスプレート３０Ａ、３０Ｂで挟持される。一方のバランスプレート３０Ａ側において、シャフト１０は、バランスプレート３０Ａの内径よりも外径が大きくなっているローターコア固定部１４を有する。このため、シャフト１０の他方の端部１０Ｒ側からシャフト１０に取り付けられたバランスプレート３０Ａは、ローターコア固定部１４に接すると、それ以上の移動が規制される。バランスプレート３０Ａ、ローターコア２０、バランスプレート３０Ｂを、この順にシャフト１０へ取付け、ローターコア固定ナット１０ＮＲをシャフト１０にねじ込むことにより、ローターコア２０がシャフト１０に取り付けられる。この状態において、バランスプレート３０Ａ、３０Ｂは、ローターコア２０、すなわち、積層された前記複数の鋼板２１に圧縮力を与えている。バランスプレート３０Ａ、３０Ｂの直径は、鋼板２１の直径と同一又は鋼板２１の直径よりも小さくなっている。
　シャフト１０は、ローターコア２０に取り付けられる。シャフト１０は、ローターコア２０の回転中心軸Ｚｒ方向に延在し、かつ一方の端部１０Ｃ側に歯車７１が取付け可能になっている。本実施形態において、歯車７１は斜歯歯車であるが、これに限定されるものではなく、平歯車であってもよい。シャフト１０は、電動機１の出力と、電動機１への入力を担う。本実施形態では、シャフト１０の一方の端部１０Ｃ側に減速装置６０の歯車７１が取り付けられている。シャフト１０は、ローターコア２０と回転中心軸Ｚｒを共通としており、ローターコア２０とともに回転中心軸Ｚｒの周りを回転する。このようにして、シャフト１０は、電動機１の発生する動力を電動機１の外部に出力したり、電動機１を発電機として用いる場合に電動機１へ動力を入力したりする。シャフト１０に取り付けられた歯車７１も、シャフト１０の回転中心軸Ｚｒを中心としてシャフト１０とともに回転する。歯車７１は、回転中心軸Ｚｒと直交する方向から見た場合に、回転中心軸Ｚｒに対して傾斜した歯（斜歯）ＨＧを有している歯車である。
　電動機１がホイールローダ等の建設機械の走行用に用いられる場合、高速回転させることにより小型化することが好ましい。このような場合、電動機１の出力は、減速装置６０を介して変速装置１０７に入力されることになる。電動機１が高速回転（例えば、毎分１００００回転以上）する場合、平歯車だと騒音が大きくなる。このため、シャフト１０に歯車７１を取り付けて減速装置６０に電動機１の出力を入力して、減速装置６０の騒音を抑制する。
　シャフト１０は、両側にそれぞれ軸受４Ａ、４Ｂが取り付けられている。本実施形態において、軸受４Ａ、４Ｂは、いずれも玉軸受である。２つの軸受４Ａ、４Ｂは、筐体３に取り付けられており、シャフト１０を回転可能に支持している。本実施形態では、軸受４Ａがシャフト取り出し側部材３Ｔに取り付けられ、軸受４Ｂがシャフト取り出し側部材３Ｔとは反対側の反シャフト取り出し側部材３Ｒに取り付けられる。すなわち、軸受４Ａは、ローターコア２０よりも歯車７１側でシャフト１０を筐体３に回転可能に支持し、軸受４Ａは、ローターコア２０よりも他方の端部１０Ｒ側でシャフト１０を筐体３に回転可能に支持する。このような構造により、筐体３は、軸受４Ａ、４Ｂを介してシャフト１０を回転可能に支持している。以下においては、必要に応じて軸受４Ａを第１軸受４Ａといい、軸受４Ｂを第２軸受４Ｂという。シャフト１０の一方の端部１０Ｃ側における外周面には、スプライン１０ＳＬが形成されている。
　シャフト１０は、一方の端部１０Ｃがシャフト取り出し側部材３Ｔの貫通孔３ＨＡから突出する。シャフト１０の一方の端部１０Ｃ側には、上述したように歯車７１が取り付けられる。歯車７１は、シャフト１０の一方の端部１０側に形成されたスプライン１０ＳＬと結合されるスプラインが内周面に形成されており、両方のスプラインが噛み合う。このような構造により、歯車７１を介して、シャフト１０から電動機１の動力を取り出したり、電動機１に動力を入力して電動機１から電力を発生させたりする。シャフト１０の一方の端部１０Ｃ側が、シャフト１０の入出力側になる。
　本実施形態においては、電動機１の筐体３に減速装置６０が取り付けられている。減速装置６０は、電動機１のシャフト１０の回転速度を減速するとともにトルクを増加して、出力部から出力する装置である。減速装置６０の入力部は、電動機１のシャフト１０に取り付けられた歯車７１である。減速装置６０の入力部とは、電動機１等の動力源からの動力が入力される部分である。減速装置６０は、遊星歯車装置７０を用いてシャフト１０の回転速度を減速して出力する。減速装置６０は、遊星歯車装置７０を用いたものに限定されない。
　減速装置６０は、筐体６１内に遊星歯車装置７０が格納されている。減速装置６０の筐体６１は、電動機１の筐体３、本実施形態ではシャフト取り出し側部材３Ｔに取り付けられる。遊星歯車装置７０は、サンギヤとしての歯車７１と、歯車７１と噛み合う複数のピニオンギヤ７２と、複数のピニオンギヤ７２を回転可能に支持するピニオンシャフト７２Ｓが取り付けられるキャリア７３と、複数のピニオンギヤ７２と噛み合うリングギヤ７４とを有する。歯車７１は、上述したように、内周面に形成される内歯がシャフト１０のスプラインＳＬに結合するスプラインであり、外歯が斜歯である。複数のピニオンギヤ７２は、歯車７１とリングギヤ７４との間に配置される。
　キャリア７３は、例えば、電動機１のシャフト取り出し側部材３Ｔに打ち込まれたピンと、キャリア７３に設けられた孔とを嵌め合わせることで、シャフト取り出し側部材３Ｔに対して回転中心軸Ｚｒの周りを相対的に回転しないように取り付けられる。このように、減速装置６０は、遊星歯車装置７０のキャリア７３が固定され、サンギヤとしての歯車７１からの入力がピニオンギヤ７２を介してリングギヤ７４から出力される。リングギヤ７４は、減速装置６０の出力部になる。減速装置６０は、リングギヤ７４を固定してキャリア７３を出力部としてもよい。
　リングギヤ７４は、電動機１からの距離が遠い方の端部に、連結部材７６を有している。連結部材７６は、減速装置６０の動力伝達シャフト６５に連結されている。動力伝達シャフト６５は、自身に取り付けられた２個の減速機軸受６４Ａ、６４Ｂを介して減速装置６０の筐体６１に回転可能に支持されている。減速機軸受６４Ａ、６４Ｂは、軸受固定ナット６５Ｎを動力伝達シャフト６５にねじ込むことにより、動力伝達シャフト６５に取り付けられる。動力伝達シャフト６５は、例えば、ホイールローダ等といった建設機械の変速装置の入力部に連結される。
　減速装置６０の筐体６１は、減速機軸受６４Ａ、６４Ｂ及び遊星歯車装置７０を潤滑するための潤滑油（流体）を供給する潤滑油通路６２、６３を有する。潤滑油通路６２、６３は、電動機１の筐体３、本実施形態ではシャフト取り出し側部材３Ｔが有する潤滑油通路１５、１６から潤滑油の供給を受ける。また、遊星歯車装置７０のキャリア７３及びキャリア７３に取り付けられるピニオンシャフト７２Ｓは、シャフト取り出し側部材３Ｔが有する潤滑油通路１７から潤滑油の供給を受ける潤滑油通路７５を有する。潤滑油通路７５は、ピニオンギヤ７２と歯車７１との間に潤滑油を供給する。
　図１、図２に示すように、シャフト１０の外周部１０Ｓ、かつ第１軸受４Ａと歯車７１との間には、筒状、より具体的には円筒形状のカラー５０が取り付けられる。図３、図４に示すように、カラー５０は、胴部５１と、胴部５１の一端部に設けられて径方向外側に張り出すフランジ部５２とを有する。フランジ部５２側の端部（フランジ側端部）５０Ｔｂが第１軸受４Ａと対向し、フランジ部５２とは反対側における端部（反フランジ側端部）５０Ｔｇが歯車７１と対向する。図３、図４に示すように、カラー５０は、フランジ側端部５０Ｔｂから反フランジ側端部５０Ｔｇに向かって貫通する貫通孔５０Ｈを有する。貫通孔５０Ｈにシャフト１０が嵌め込まれる。カラー５０とシャフト１０とはしまり嵌めで取り付けられており、両者は回転中心軸Ｚｒの周りを一体で回転する。
　本実施形態において、シャフト１０の材料は、例えばクロム・モリブデン鋼であり、カラー５０の材料は、例えば炭素鋼である。このように、本実施形態では、シャフト１０とカラー５０とで材料を異ならせてある。このようにすることで、シャフト１０とカラー５０との機能に適した材料を選択することができる。例えば、本実施形態においては、シャフト１０は動力伝達に適した材料を選択する。カラー５０は動力伝達の機能は不要であるが、後述するように、流体としての冷却媒体及び潤滑油を封止する機能を実現するための封止面の形成に適した材料を選択する。
　第１軸受４Ａは、シャフト１０の外周部１０Ｓから径方向外側に張り出した軸受係止部１８に当接する。本実施形態では、図２に示すように、第１軸受４Ａの内輪４ｉが軸受係止部１８に当接する。また、シャフト１０に取り付けられたカラー５０のフランジ側端部５０Ｔｂが第１軸受４Ａの内輪４ｉに当接する。カラー５０の反フランジ側端部５０Ｔｇは、シャフト１０の一方の端部１０Ｃ側に取り付けられる歯車７１の一端部７１Ｔａと当接する。そして、図１に示すように、シャフト１０の一方の端部１０Ｃ側から歯車止め輪１０ＮＧをシャフト１０に取り付ける。歯車止め輪１０ＮＧは、歯車７１の他端部７１Ｔｂに当接する。歯車止め輪１０ＮＧをシャフト１０に取り付けることにより、歯車止め輪１０ＮＧと軸受係止部１８との間に、第１軸受４Ａと、カラー５０と、歯車７１とがシャフト１０に取り付けられる。上述したように、歯車７１とシャフト１０とは、例えば、スプラインによって連結しており、周方向における両者間の位置決めがなされている。また、歯車止め輪１０ＮＧと歯車７１との間には、わずかな隙間が形成されている。この隙間により、回転中心軸Ｚｒ方向への歯車７１の動きが許容される。
　第１軸受４Ａは、外輪４ｅがシャフト取り出し側部材３Ｔに設けられた軸受取付部３ＴＢに取り付けられる。軸受取付部３ＴＢは、シャフト取り出し側部材３Ｔに形成された円形の孔である。軸受取付部３ＴＢの内径は、貫通孔３ＨＡの内径よりも大きく、両者はつながっている。このため、軸受取付部３ＴＢと貫通孔３ＨＡとの接続部には、段部１９が形成される。軸受取付部３ＴＢに取り付けられた第１軸受４Ａは、外輪４ｅが段部１９に当接する。第１軸受４Ａが軸受取付部３ＴＢに取り付けられた状態で、シャフト取り出し側部材３Ｔに軸受取付部材１２が取り付けられる。軸受取付部材１２は、締結手段としてのボルト１３でシャフト取り出し側部材３Ｔに取り付けられる。
　軸受取付部材１２は、貫通孔１２Ｈにシャフト１０が貫通しており、ローターコア２０側から筐体３の内側、本実施形態ではシャフト取り出し側部材３Ｔの内側に取り付けられる。貫通孔１２Ｈの内径は、第１軸受４Ａの外輪４ｅの外径よりも小さく、外輪４ｅの内径よりも大きい。このため、軸受取付部材１２は、第１軸受４Ａの外輪４ｅのみと対向することになる。したがって、軸受取付部材１２をシャフト取り出し側部材３Ｔに取り付けても、軸受取付部材１２は内輪４ｉ及び転動体４ｂとは干渉しないので、軸受取付部材１２はこれらの動きを阻害しない。このような構造により、第１軸受４Ａは、軸受取付部材１２によってシャフト取り出し側部材３Ｔに取り付けられる。
　軸受取付部材１２は、シャフト取り出し側部材３Ｔから第１軸受４Ａの外輪４ｅ側（ステータ６に対しシャフト１０側）に突出する形で設けられている。そして、軸受取付部材１２は、シャフト取り出し側部材３Ｔ側の面が、外輪４ｅの端面と面一になるように取り付けられている。このようにすることで、第１軸受４Ａの移動を規制している。第１軸受４Ａの反対側はカラー５０をシャフト１０に圧入することで、第１軸受４Ａが動かないように位置決めしてある。
　図２、図４に示すように、カラー５０は、カラー５０の内周部から外周部に向かって延在する通路としての溝５３を有する。本実施形態において、カラー５０は、第１軸受４Ａと対向する部分、すなわちフランジ部５２のフランジ側端部５０Ｔｂに、溝５３を有する。溝５３が設けられる箇所はこの部分に限定されるものではない。図２に示すように、溝５３は、カラー５０の内径側が、シャフト１０の外周部１０Ｓの周方向に向かって設けられた冷却媒体供給溝１０ｐに開口している。本実施形態において、カラー５０の外周部側における溝５３の開口部は、第１軸受４Ａと封止部材５Ａとの間につながっている。
　冷却媒体供給溝１０ｐには、シャフト１０が有する冷却媒体供給通路１１から冷却媒体が供給される。溝５３は、シャフト１０及びカラー５０とともに回転して、冷却媒体供給溝１０ｐから供給された冷却媒体をカラー５０の径方向外側へ放出することにより、冷却媒体を第１軸受４Ａに供給する。冷却媒体は、電動機１のステーター６が有するコイル６Ｃ及びローターコア２０等を冷却するとともに、摺動部を潤滑する。本実施形態では、カラー５０の内周部から外周部に向かって延在する通路として、カラー５０の内周部から外周部に向かってカラー５０を貫通する貫通孔を用いてもよい。
　シャフト１０に取り付けられたカラー５０の外周部には、封止部材５Ａが設けられる。本実施形態では、カラー５０と筐体３、より具体的にはシャフト取り出し側部材３Ｔとの間には、封止部材５Ａが設けられる。封止部材５Ａは、カラー５０の外周部に設けられていればよく、カラー５０と筐体３との間以外の箇所に設けられていればよい。例えば、封止部材５Ａは、カラー５０と減速装置６０の筐体６１との間に設けられていてもよい。
　他方の端部１０Ｒ側におけるシャフト１０と筐体３、本実施形態では反シャフト取り出し側部材３Ｒとの間には、封止部材５Ｂが設けられる。本実施形態において、封止部材５Ａ、５Ｂはオイルシールである。また、第２軸受４Ｂと封止部材５Ｂとの間には、封止部材としてのオイルシール５Ｃが設けられる。シャフト１０と筐体３、本実施形態では反シャフト取り出し側部材３Ｒとの間には、シャフト１０の回転数を検出する回転数センサ５Ｉが設けられる。なお、回転数センサ５Ｉは、第２軸受４Ｂと封止部材５Ｂとの間に配置される。
　封止部材５Ａは、シャフト取り出し側部材３Ｔの貫通孔３ＨＡであって、第１軸受４Ａとシャフト１０の一方の端部１０Ｃとの間、より具体的にはカラー５０と対向する位置に取り付けられる。封止部材５Ｂは、第２軸受４Ｂよりもシャフト１０の他方の端部１０Ｒ側に配置されるとともに、反シャフト取り出し側部材３Ｒの貫通孔３ＨＢに取り付けられる。本実施形態において、電動機１は、冷却媒体（例えば油）によって内部が冷却されるとともに軸受４Ａ、４Ｂが潤滑されるので、シャフト１０から筐体３の外部に漏れる前記冷却媒体を抑制するため、封止部材５Ａ、５Ｂが筐体３とシャフト１０との間に設けられる。
　本実施形態では、電動機１のシャフト取り出し側部材３Ｔに減速装置６０が取り付けられるため、減速装置６０を潤滑するための潤滑油が、減速装置６０に隣接する第１軸受４Ａを介して電動機１の内部（筐体３の内部）へ入り込む可能性がある。減速装置６０の潤滑油は遊星歯車装置７０の摩耗粉等を含んでいるので、電動機１の内部へ入り込むと、第１軸受４Ａ、ローターコア２０及びステーター６の耐久性を低下させる可能性がある。また、ホイールローダ等のような建設機械に減速装置６０を適用した場合には、連続高負荷での稼働が自動車に適用した場合に比べ多く、減速装置側の油の温度が電動機１を構成する部品の耐熱温度以上の高温になったり、摩耗粉の発生量が多くなったりする可能性がある。電動機１と減速装置６０との間であるカラー５０の部分に設けられた封止部材５Ａは、減速装置６０の潤滑油が電動機１の内部へ入り込む可能性を低減する。このように、封止部材５Ａは、筐体３と筐体３の外部との間における流体としての潤滑油及び冷却媒体の流れを抑制することができる。その結果、封止部材５Ａは、摩耗粉を多く含み、また高温になった減速装置６０の潤滑油が電動機１の内部に入り込む可能性を低減して、電動機１を安定して稼働させ、電動機１の耐久性低下を抑制することができる。
　本実施形態において、封止部材５Ａは、回転中心軸Ｚｒの方向に向かって２個設けられる。このようにすることで、封止部材５Ａは、減速装置６０の潤滑油が電動機１の内部へ入り込む可能性をより効果的に抑制できる。また、電動機１のローターコア２０及びシャフト１０が高速で回転する場合でも、減速装置６０の潤滑油が電動機１の内部へ入り込む可能性を確実に抑制できる。本実施形態においては、２個の封止部材５Ａの間の空間（封止部材空間）は、気体溜め１６に接続している。気体溜め１６は、本実施形態においてシャフト取り出し側部材３Ｔに設けられるが、気体溜め１６はこれ以外の部分に設けられていてもよい。気体溜め１６は、一定量の気体（空気）を保持している部分であり、大気開放されていてもよい。封止部材空間を気体溜め１６に接続することにより、シャフト１０の回転によって封止部材空間内の圧力が変化した場合でも、気体溜め１６内に保持された気体によって前記圧力の変化が緩和される。その結果、封止部材空間の圧力変化が抑制されるので、封止部材５Ａの封止機能を維持することができる。特に、シャフト１０が高速で回転する場合に、封止部材空間を気体溜め１６に接続する効果は大きくなる。なお、封止部材５Ａは、１個でもよい。この場合、気体溜め１６はなくてもよい。
　本実施形態において、シャフト１０は、一方の端部１０Ｃ側に歯車７１が取り付けられている。そして、シャフト１０は、歯車７１から減速装置６０へ動力を伝達するととともに、歯車７１を介して減速装置６０からの動力を電動機１へ伝達する。減速装置６０及び電動機１が搭載されるホイールローダ等が走行したり、作業をしたりすると、振動が発生する。この振動に起因して、電動機１のシャフト１０にはスラスト力が発生する。また、歯車７１が斜歯歯車である場合、歯車７１が回転すると、上述した振動に起因するスラスト力に加え、斜歯歯車の回転に起因するスラスト力が発生する。上述したスラスト力は、シャフト１０を介して第１軸受４Ａ又は第２軸受４Ｂを回転中心軸Ｚｒの方向へ移動させ、これにともなってローターコア２０を回転中心軸Ｚｒの方向に移動させることがある。このため、第１軸受４Ａ又は第２軸受４Ｂとシャフト１０との間でガタが生じる可能性がある。本実施形態では、歯車７１と第１軸受４Ａとの間にカラー５０を介在させ、カラー５０を介して前記スラスト力を第１軸受４Ａと歯車７１との間で伝達する。また、第１軸受４Ａは、軸受取付部材１２によってローターコア２０側からシャフト取り出し側部材３Ｔに取り付けられている。
　このような構造により、歯車７１から第１軸受４Ａへ向かうスラスト力は、カラー５０、第１軸受４Ａ、軸受取付部材１２の順に伝達され、軸受取付部材１２が取り付けられているシャフト取り出し側部材３Ｔが受ける。また、第２軸受４Ｂから第１軸受４Ａへ向かうスラスト力は、シャフト１０、第１軸受４Ａ、段部１９の順に伝達され、段部１９が形成されているシャフト取り出し側部材３Ｔが受ける。いずれの方向のスラスト力も、電動機１の筐体３を構成するシャフト取り出し側部材３Ｔが受けるので、スラスト力に起因する、第１軸受４Ａ及び第２軸受４Ｂの回転中心軸Ｚｒ方向におけるずれを抑制できる。その結果、第１軸受４Ａ又は第２軸受４Ｂとシャフト１０との間でガタを低減できる。
　ホイールローダは、前後進を頻繁に繰り返すので、電動機１の回転方向も頻繁に切り替わる。このため、歯車７１の回転方向も頻繁に切り替わるため、歯車７１が斜歯歯車である場合において、シャフト１０に作用するスラスト力の方向も頻繁に切り替わる。回転方向の切替え時において、歯車７１は、回転中心軸Ｚｒ方向における遊び分だけ回転中心軸Ｚｒ方向に移動するので、スラスト力として衝撃力がシャフト１０に作用する。本実施形態では、上述した構造により、電動機１の筐体３を構成するシャフト取り出し側部材３Ｔが歯車７１からのスラスト力を受けるので、スラスト力として衝撃力が作用した場合でもシャフト取り出し側部材３Ｔが確実に衝撃力を受け止めて、軸受４Ａ、４Ｂへの負荷を最小限に抑えることができる。このため、電動機１は、例えば、ホイールローダの走行用モータ及び油圧ショベルの上部旋回体を駆動する旋回モータ等のように、回転方向が頻繁に切り替わる用途に対して特に好ましい。
　本実施形態では、１個の歯車止め輪１０ＮＧにより歯車７１と、カラー５０と、第１軸受４Ａとをシャフト１０に固定する。カラー５０を用いない場合、歯車止め輪１０ＮＧの他に、第１軸受４Ａをシャフト１０に固定するためのナットが必要になる。このナットは、回転中心軸Ｚｒ方向におけるシャフト１０の寸法を増加させるので、回転中心軸Ｚｒ方向における電動機１の寸法増加に加え、シャフト１０の曲げ剛性を低下させる可能性もある。さらに、このナットをシャフト１０にねじ込む部分は、歯車７１を取り付ける部分よりもシャフト１０の直径を大きくする必要がある。このため、カラー５０を用いないと、歯車止め輪１０ＮＧの他にナットが必要になることに加え、シャフト１０の直径が増加する。その結果、カラー５０を用いない場合は、シャフト１０の直径の増加及び追加のナットにより、シャフト１０の慣性モーメントが増加してしまう。本実施形態では、カラー５０を用いることにより、１個の歯車止め輪１０ＮＧにより歯車７１と、カラー５０と、第１軸受４Ａとをシャフト１０へ固定できる。その結果、回転中心軸Ｚｒ方向における電動機１の寸法増加、シャフト１０の曲げ剛性の低下及び慣性モーメントの増加を抑制することができる。
　また、カラー５０を用いない場合、歯車７１の斜歯が形成されていない部分を第１軸受４Ａの方向に延長して、カラー５０に相当する部分を歯車７１に設けることが考えられる。この場合、シャフト１０に歯車を取り付けるために、第１軸受４Ａの近傍までスプラインを延長する必要がある。すると、前記スプラインは封止部材５Ａを超えてシャフト１０に形成されることになるので、減速装置６０の潤滑油が前記スプラインを通って第１軸受４Ａまで移動する可能性がある。本実施形態では、カラー５０をシャフト１０にしまり嵌めで取り付けるとともに、カラー５０とシャフト取り出し側部材３Ｔとの間に封止部材５Ａを配置する。このため、減速装置６０の潤滑油がカラー５０とシャフト１０との間を通過することを回避することができる。
　また、本実施形態では、カラー５０を用いることにより１個の歯車止め輪１０ＮＧで歯車７１と、カラー５０と、第１軸受４Ａとをシャフト１０に固定できるので、回転中心軸Ｚｒ方向におけるシャフト１０の寸法増加を抑制できる。このため、シャフト１０の曲げ剛性の低下が抑制されるので、歯車７１が回転するときに発生する振動に起因するシャフト１０のぶれも低減される。その結果、封止部材５Ａとシャフト１０との密封状態を確実に維持することができる。特に、シャフト１０が高速で回転する場合に有利である。次に、電動機１の冷却構造２について説明する。
＜電動機の冷却構造＞
　電動機１は、筐体３の内部が冷却媒体で冷却される。このため、図１に示すように、シャフト１０は、電動機１を内部から冷却するための冷却媒体を通過させるための冷却媒体供給通路１１を有している。本実施形態において、冷却媒体供給通路１１は、回転中心軸Ｚｒに沿って設けられる。冷却媒体供給通路１１は、回転中心軸Ｚｒ上に設けられていることが好ましい。また、シャフト１０を中空シャフトとし、シャフト１０内にさらに別のシャフトを貫通させるような構造であってもよい。この場合、シャフト１０と、シャフト１０内を貫通する別のシャフトとの間に形成される空間を、冷却媒体供給通路１１とすることができる。冷却媒体供給通路１１は、シャフト１０の内部であって、他方の端部１０Ｒからシャフト１０の軸方向、すなわち、回転中心軸Ｚｒ方向に向かって延在している。このため、シャフト１０の他方の端部１０Ｒには、冷却媒体が冷却媒体供給通路１１へ流入する冷却媒体入口１１Ｉが設けられる。このように、シャフト１０の他方の端部１０Ｒ側は、冷却媒体入口側になる。
　冷却媒体供給通路１１からは、複数の冷却媒体通路４０Ａ、４０Ｂが分岐している。なお、図１はシャフト１０の回転中心軸Ｚｒと平行かつ回転中心軸Ｚｒを含む平面でシャフト１０を切った場合の断面を示しているが、説明の便宜上、同一断面に複数の冷却媒体通路４０Ａ、４０Ｂが現れている。しかし、実際は、冷却媒体通路４０Ａ、４０Ｂは、回転中心軸Ｚｒを中心とした中心角が９０度異なる平面でシャフト１０を切った場合のそれぞれの断面に現れる。
　複数の冷却媒体通路４０Ａ、４０Ｂは、冷却媒体供給通路１１から分岐して、シャフト１０の軸方向に対しては冷却媒体を分岐させず一方向に流しながらローターコア２０を冷却した後、ローターコア２０の表面に開口した放出口４０ＡＨ、４０ＢＨから冷却媒体を放出させる。そして、複数の冷却媒体通路４０Ａ、４０Ｂは、冷却媒体供給通路１１に前記冷却媒体が流入する冷却媒体入口１１Ｉから放出口４０ＡＨ、４０ＢＨまでの距離（通路距離）が同一である。放出口４０ＡＨ、４０ＢＨから放出された冷却媒体は、バランスプレート３０Ｂ、３０Ａが有する冷却媒体出口３１Ｂ、３１Ａから筐体３の内部に流出する。ローターコア２０が回転している場合、前記回転に起因する遠心力によって、冷却媒体出口３１Ｂ、３１Ａから流出した冷却媒体は、ローターコア２０の径方向外側に飛ばされる。そして、前記径方向外側に飛ばされた冷却媒体は、コイルエンド６ＣＥを冷却する。
　筐体３の側部３Ｓには、冷却媒体回収通路７Ｂが設けられている。冷却媒体回収通路７Ｂは、電動機１が使用される状態において、下方（重力の作用する方向側であり、図１においては矢印Ｇで示す方向側）に設けられる。例えば、電動機１がホイールローダに搭載される場合、ホイールローダが水平面に接地している状態を電動機１が使用される状態であるとして、その状態において下方となる位置に冷却媒体回収通路７Ｂが設けられる。
　本実施形態において、筐体３は、コイルエンド６ＣＥと対向し、かつ冷却媒体回収通路７Ｂを避けた部分に、コイルエンド冷却用通路７Ｔを有している。そして、コイルエンド冷却用通路７Ｔからもコイルエンド６ＣＥに冷却媒体を供給して、コイルエンド６ＣＥを冷却している。なお、コイルエンド冷却用通路７Ｔは必ずしも設ける必要はなく、例えば、電動機１又は電動機１の搭載対象等の仕様又は運転条件に応じてコイルエンド冷却用通路７Ｔを筐体３に設けるか否かが決定される。コイルエンド冷却用通路７Ｔは、シャフト１０の回転中心軸Ｚｒが鉛直方向（重力の作用方向）と直交するように電動機を配置した場合に、上方（鉛直方向とは反対側）に配置されることが好ましく、より好ましくは最上方（すなわちトップの位置）に配置されるのがよい。
　本実施形態において、冷却媒体は、冷却媒体循環手段であるポンプ８によって電動機１に供給されるとともに、電動機１を冷却等した後は、ポンプ８によって吸引される。ポンプ８の吸引口は、第１冷却媒体配管ＣＬ１によって冷却媒体回収通路７Ｂと接続される。また、ポンプ８の吐出口は、第２冷却媒体配管ＣＬ２によって電動機１と接続される。本実施形態において、第２冷却媒体配管ＣＬ２は、シャフト側供給配管ＣＬＡとコイルエンド側供給配管ＣＬＢとに分岐する。前者は冷却媒体供給通路１１の冷却媒体入口１１Ｉに接続され、後者はコイルエンド冷却用通路７Ｔに接続されて、それぞれの接続対象にポンプ８から吐出された冷却媒体を供給する。
　本実施形態において、冷却構造２は、冷却媒体供給通路１１と、複数の冷却媒体通路４０Ａ、４０Ｂとを含んでいる。ポンプ８から吐出された冷却媒体は、第２冷却媒体配管ＣＬ２を通って一部がシャフト側供給配管ＣＬＡに、残りがコイルエンド側供給配管ＣＬＢに流れる。シャフト側供給配管ＣＬＡに流れた冷却媒体は、冷却媒体入口１１Ｉを通ってから、一部がそれぞれの冷却媒体通路４０Ａ、４０Ｂに流入する。そして、冷却媒体は、冷却媒体通路４０Ａ、４０Ｂを通過する過程でローターコア２０を冷却し、放出口４０ＡＨ、４０ＢＨから筐体３の内部に放出される。筐体３の内部に放出された冷却媒体は、ローターコア２０の遠心力によってコイルエンド６ＣＥに到達し、これを冷却する。コイルエンド側供給配管ＣＬＢに流れた冷却媒体は、コイルエンド冷却用通路７Ｔに流入した後、コイルエンド６ＣＥに供給されてこれを冷却する。冷却媒体出口３１Ｂ、３１Ａから流出した冷却媒体によるコイルエンド６ＣＥの冷却が不十分になりやすい運転条件で電動機１が運転されている場合でも、コイルエンド冷却用通路７Ｔにより、コイルエンド６ＣＥを冷却することができる。このため、コイルエンド冷却用通路７Ｔは、様々な運転条件においても安定して電動機１を運転させることができる。
　コイルエンド６ＣＥを冷却した冷却媒体と軸受４Ａ、４Ｂを冷却及び潤滑した冷却媒体とは、重力の作用により、筐体３の下方に流れる。この冷却媒体は、冷却媒体回収通路７Ｂを通って筐体３の外部へ排出される。筐体３の外部に排出された冷却媒体は、第１冷却媒体配管ＣＬ１を通ってポンプ８に吸引される。ポンプ８は、吸引した冷却媒体を第２冷却媒体配管ＣＬ２に吐出する。このように、冷却構造２においては、ポンプ８を用いて、電動機１と、第１冷却媒体配管ＣＬ１、第２冷却媒体配管ＣＬ２、シャフト側供給配管ＣＬＡ及びコイルエンド側供給配管ＣＬＢとの間で冷却媒体を循環させる。そして、冷却構造２は、上述したローターコア２０及びコイルエンド６ＣＥの冷却と、軸受４Ａ、４Ｂの潤滑及び冷却とを繰り返す。なお、第１冷却媒体配管ＣＬ１及び第２冷却媒体配管ＣＬ２に、冷却媒体中の異物を除去するフィルタを、また、第１冷却媒体配管ＣＬ１に、及びローターコア２０及びコイルエンド６ＣＥを冷却して昇温した冷却媒体を冷却するクーラーを設けてもよい。なお、コイルエンド冷却用通路７Ｔに冷却媒体を供給する手段は、上述したような冷却媒体の循環構造の他に、ポンプ８とは異なる冷却媒体の供給ポンプを新たに設けて、コイルエンド冷却用通路７Ｔに冷却媒体を供給する循環構造であってもよい。すなわち、電動機１は、コイルエンド冷却用通路７Ｔ専用の冷却回路を有していてもよい。また、冷却構造２は、電動機１が磁石を有するか否かに関わらず適用することができる。
　次に、本実施形態に係る電動機を適用した作業車両の一例として、建設車両の一種であるホイールローダを説明する。本実施形態の電動機の適用対象は、建設車両に限定されるものではなく、建設車両の中ではホイールローダに限定されるものでもない。
＜ホイールローダ＞
　図５は、ホイールローダを示す説明図である。ホイールローダ１００は、車体１０１と、車体１０１の前部に装着されたリフトアーム（作業機）１０２と、リフトアーム１０２の先端に取り付けられたバケット（作業機）１０３と、車体１０１を支持しながら回転して車体１０１を走行させる２本の前輪１０４Ｆ及び２本の後輪１０４Ｒと、車体１０１の上部に搭載されたキャブ１０５と、を備えている。
　図６は、ホイールローダの駆動系を示す模式図である。本実施形態において、ホイールローダ１００は、動力発生源として、ディーゼルエンジン又はガソリンエンジン等の内燃機関１０６と、電動機１とを有する。このように、ホイールローダ１００の駆動方式は、いわゆるハイブリッド方式である。本実施形態では、ホイールローダ１００は、１台の電動機１を備えるが、電動機１の数はこれに限定されるものではない。
　内燃機関１０６出力は、変速装置１０７に入力される。本実施形態において、電動機１の出力は、減速装置６０を介して変速装置１０７に入力される。変速装置１０７は、内燃機関１０６及び電動機１の出力を合成した後、前輪側プロペラシャフト１０８Ｆ及び後輪側プロペラシャフト１０８Ｒへ出力する。前輪側プロペラシャフト１０８Ｆの出力は、前輪側デファレンシャルギア１０９Ｆ及び前輪側ドライブシャフト１１０Ｆを介して２本の前輪１０４Ｆに伝達される。また、後輪側プロペラシャフト１０８Ｒの出力は、後輪側デファレンシャルギア１０９Ｒ及び後輪側ドライブシャフト１１０Ｒを介して２本の後輪１０４Ｒに伝達される。このように、内燃機関１０６及び電動機１の出力は前輪１０４Ｆ及び後輪１０４Ｒに伝達されて、ホイールローダ１００を走行させる。
　ホイールローダ１００の運転時においては、電動機１の出力又は内燃機関１０６の出力のみが変速装置１０７に伝達されるような場合もある。すなわち、ホイールローダ１００の運転時においては、常に電動機１の出力及び内燃機関１０６の出力が変速装置１０７へ伝達される訳ではない。また、電動機１は１台に限定されるものではなく、複数台であってもよい。さらに、ホイールローダ１００は、電動機１の動作（力行又は回生）を制御するインバータと、電動機１の回生によって得られたエネルギー（電力）を蓄えるキャパシタ又は二次電池等の蓄電装置とを有している。なお、本実施形態において、ホイールローダ１００は、内燃機関を有さずに蓄電装置の電力によって電動機１を駆動源とする電動車両（作業車両又は建設車両）であってもよい。すなわち、本実施形態に係る電動機１は、ハイブリッド車両、電動車両を問わずに適用できる。
　本実施形態において、電動機１及び内燃機関１０６は横置きされている。すなわち、電動機１及び内燃機関１０６の動力伝達軸が、ホイールローダ１００の直進時における進行方向と直交するように、より具体的には、前輪側プロペラシャフト１０８Ｆ後輪側プロペラシャフト１０８Ｒと直交するように、電動機１及び内燃機関１０６が配置される。なお、電動機１及び内燃機関１０６の配置は横置きに限定されるものではなく、縦置き、すなわち、電動機１及び内燃機関１０６の動力伝達軸が、前輪側プロペラシャフト１０８Ｆ後輪側プロペラシャフト１０８Ｒと平行になるように配置されていてもよい。
　以上、本実施形態に係る電動機は、一方の端部側に歯車が取付け可能なシャフトと、ローターコアよりも歯車側でシャフトを筐体に回転可能に支持する軸受と、シャフトの外周部、かつ軸受と歯車との間に取り付けられる筒状のカラーと、ローターコア側から前記筐体の内側に取り付けられて、軸受を筐体に取り付ける軸受取付部材とを備える。このため、歯車が回転することによって発生したスラスト力は、電動機の筐体に伝達されるので、回転中心軸方向における軸受の移動を抑制することができる。このように、本実施形態に係る電動機は、歯車が回転することによって発生するスラスト力が電動機に与える影響を低減することができる。
　また、上記のような構造により、シャフトの曲げ剛性の低下が抑制でき、また、カラーとシャフトとの間を潤滑油が通過することを回避できるので、潤滑油が軸受を介して電動機の内部に入り込む可能性を低減できる。このため、本実施形態に係る電動機は、潤滑油が電動機に入り込むことを回避したい用途、例えば、電動機と減速装置とが隣接して配置される用途（例えば、ホイールローダ等の建設機械の走行用等）に適している。
１　電動機
２　冷却構造
３　筐体
３Ｒ　反シャフト取り出し側部材
３Ｓ　側部
３Ｔ　シャフト取り出し側部材
３ＴＢ　軸受取付部
４Ａ　第１軸受（軸受）
４Ｂ　第２軸受（軸受）
４ｂ　転動体
４ｅ　外輪
４ｉ　内輪
５Ａ、５Ｂ　封止部材
６　ステーター
１０　シャフト
１０Ｃ　一方の端部
１０ＮＧ　歯車止め輪
１０ＮＲ　ローターコア固定ナット
１０Ｒ　他方の端部
１０Ｓ　外周部
１０ｐ　冷却媒体供給溝
１１　冷却媒体供給通路
１２　軸受取付部材
１４　ローターコア固定部
１５、１７　潤滑油通路
１８　軸受係止部
１９　段部
２０　ローターコア
５０　カラー
５３　溝
６０　減速装置
６１　筐体
６５　動力伝達シャフト
７０　遊星歯車装置
７１　歯車
７２　ピニオンギヤ
７３　キャリア
７４　リングギヤ
１００　ホイールローダ

Claims (10)

  1. 　筒状の筐体の内側に取り付けられた環状のステーター及び前記ステーターの径方向内側に配置されたローターコアを有する電動機であって、
    　前記ローターコアに取り付けられて前記ローターコアの回転中心軸の方向に延在し、かつ一方の端部側に歯車が取付け可能なシャフトと、
    　前記ローターコアよりも前記歯車側で前記シャフトを前記筐体に回転可能に支持する軸受と、
    　前記シャフトの外周部、かつ前記軸受と前記歯車との間に取り付けられる筒状のカラーと、
    　前記ローターコア側から前記筐体の内側に取り付けられて、前記軸受を前記筐体に取り付ける軸受取付部材と、
    　を含むことを特徴とする電動機。
  2. 　前記カラーの外周部には封止部材が設けられる、請求項１に記載の電動機。
  3. 　前記カラーは、前記カラーの内周部から外周部に向かって延在する通路を有する、請求項１又は２に記載の電動機。　
  4. 　前記カラーの外周部には封止部材が設けられ、また、前記カラーは、前記カラーの内周部から外周部に向かって延在する通路を有し、
    　前記外周部側における前記通路の開口部は、前記軸受と前記封止部材との間につながっている、請求項１に記載の電動機。
  5. 　前記封止部材は、前記回転中心軸の方向に向かって２個設けられる、請求項２に記載の電動機。
  6. 　２個の前記封止部材の間の空間は、気体溜めに接続している、請求項５に記載の電動機。
  7. 　前記筐体には減速装置が取り付けられており、前記歯車は前記減速装置の入力部である、請求項１から５のいずれか１項に記載の電動機。
  8. 　前記減速装置は遊星歯車装置を有しており、前記歯車は、前記遊星歯車装置のサンギヤである、請求項６に記載の電動機。
  9. 　筒状の筐体の内側に取り付けられた環状のステーター及び前記ステーターの径方向内側に配置されたローターコアとを有する電動機であって、
    　前記ローターコアに取り付けられて前記ローターコアの回転中心軸の方向に延在し、かつ一方の端部側に歯車が取付け可能なシャフトと、
    　前記ローターコアよりも前記歯車側で前記シャフトを前記筐体に回転可能に支持する軸受と、
    　前記シャフトの外周部、かつ前記軸受と前記歯車との間に取り付けられて、内周部から外周部に向かって延在する通路を有する筒状のカラーと、
    　前記ローターコア側から前記筐体の内側に取り付けられて、前記軸受を前記筐体に取り付ける軸受取付部材と、
    　前記カラーと前記筐体との間に設けられて、前記筐体と前記筐体の外部との間における流体の流れを抑制する封止部材と、を含み、
    　前記カラーの外周部側における前記通路の開口部は、前記軸受と前記封止部材との間につながっていることを特徴とする電動機。
  10. 　前記筐体の内部は、冷却媒体により冷却される、請求項１から９のいずれか１項に記載の電動機。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022018909A (ja) * 2020-07-16 2022-01-27 トヨタ自動車株式会社 駆動装置のシール構造
US11274740B2 (en) * 2016-09-29 2022-03-15 Borgwarner Sweden Ab Lubrication system for an axle drive
CN117203452A (zh) * 2021-05-10 2023-12-08 株式会社小松制作所 电动缸以及作业机械

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012122552A (ja) * 2010-12-09 2012-06-28 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 建設機械の駆動装置
CN105848951B (zh) * 2014-01-08 2019-04-19 Ntn株式会社 轮内电动机驱动装置
JP6140104B2 (ja) * 2014-05-22 2017-05-31 ファナック株式会社 エアパージ機能を有する電動機
KR101703614B1 (ko) * 2015-09-10 2017-02-07 현대자동차 주식회사 구동모터와 감속기의 연결 구조
FR3056843B1 (fr) * 2016-09-28 2019-11-15 Valeo Equipements Electriques Moteur Machine electrique tournante a configuration de montage d'arbre amelioree
JP6981006B2 (ja) * 2017-02-03 2021-12-15 日本電産株式会社 モータ
JP6437033B2 (ja) * 2017-03-28 2018-12-12 本田技研工業株式会社 動力伝達装置
US10801606B2 (en) * 2017-06-30 2020-10-13 Tesla, Inc. Electric drive unit with gear shaft and rotor shaft
CN207265810U (zh) * 2017-09-05 2018-04-20 东风德纳车桥有限公司 一种集成主动齿轮电机总成
JP6919989B2 (ja) * 2017-09-08 2021-08-18 トヨタ自動車株式会社 車両用回転電機の冷却装置
CN109728678A (zh) * 2017-10-30 2019-05-07 比亚迪股份有限公司 电动总成及具有其的转向架和单轨列车
JP7025945B2 (ja) * 2018-01-31 2022-02-25 株式会社小松製作所 電動機、回転駆動システム及び油圧ショベル
DE102018107408B4 (de) * 2018-03-28 2022-10-27 Schunk Carbon Technology Gmbh Ableitvorrichtung zur Ableitung elektrischer Ströme
KR102135380B1 (ko) * 2019-06-11 2020-07-17 엘지전자 주식회사 모터
CN110733334B (zh) * 2019-10-29 2022-07-12 宁波菲仕运动控制技术有限公司 一种电驱动总成的电机转子冷却系统
US11811296B2 (en) 2020-02-12 2023-11-07 Deere & Company Electric machine with configurable stator/rotor cooling
US11780319B2 (en) * 2020-04-07 2023-10-10 Deere & Company Work vehicle electric drive assembly cooling arrangement
DE102020116762A1 (de) 2020-05-06 2021-11-11 Liebherr-Components Biberach Gmbh Antriebseinheit für eine Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine
US11787275B2 (en) 2020-06-10 2023-10-17 Deere & Company Electric drive with hydraulic mounting interface
CN112160991B (zh) * 2020-08-27 2021-12-07 东风汽车集团有限公司 油浴式发动机联轴装置及发动机试验装置
DE102020132468A1 (de) * 2020-12-07 2022-06-09 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Axiale Fixierung einer Wellenkomponente einer elektrischen Maschine
US12276083B2 (en) * 2021-03-31 2025-04-15 Nabtesco Corporation Speed reducer and construction machine
CN113890261B (zh) * 2021-10-27 2022-12-23 苏州汇川控制技术有限公司 直驱机构和加工设备
JP2023067110A (ja) * 2021-10-29 2023-05-16 ニデック株式会社 駆動装置
CN113847414A (zh) * 2021-11-08 2021-12-28 黄秀芳 一种往复泵电机轴辅助支撑滑动轴承和齿轮润滑结构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62147170A (ja) * 1985-12-19 1987-07-01 Hitachi Ltd ギヤモ−トルにおけるオイルシ−ルの機能維持構造
JPH04185262A (ja) * 1990-11-20 1992-07-02 Aisin Aw Co Ltd ホイールモータの潤滑装置
JPH1026218A (ja) * 1997-03-31 1998-01-27 Hitachi Ltd ギヤモートル
JP2007154998A (ja) * 2005-12-05 2007-06-21 Oriental Motor Co Ltd 歯車減速機付電動機のグリース漏れ防止構造

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2173339A (en) * 1935-01-07 1939-09-19 Us Electrical Motors Inc Geared power unit
US4260918A (en) * 1978-12-18 1981-04-07 Reliance Electric Company Explosion proof submersible gearmotor
JPS6077848U (ja) * 1983-11-01 1985-05-30 三菱電機株式会社 変速装置
JP2734460B2 (ja) * 1992-07-07 1998-03-30 三菱電機株式会社 電気自動車用駆動電動機
JP2005110482A (ja) * 2003-12-11 2005-04-21 Igarashi Denki Seisakusho:Kk モータの軸受構造
JP2005168145A (ja) * 2003-12-01 2005-06-23 Nikon Corp モータユニット及びカメラ
JP4485566B2 (ja) * 2007-11-13 2010-06-23 本田技研工業株式会社 モータ式動力装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62147170A (ja) * 1985-12-19 1987-07-01 Hitachi Ltd ギヤモ−トルにおけるオイルシ−ルの機能維持構造
JPH0832143B2 (ja) * 1985-12-19 1996-03-27 株式会社日立製作所 ギヤモートル
JPH04185262A (ja) * 1990-11-20 1992-07-02 Aisin Aw Co Ltd ホイールモータの潤滑装置
JPH1026218A (ja) * 1997-03-31 1998-01-27 Hitachi Ltd ギヤモートル
JP2007154998A (ja) * 2005-12-05 2007-06-21 Oriental Motor Co Ltd 歯車減速機付電動機のグリース漏れ防止構造

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11274740B2 (en) * 2016-09-29 2022-03-15 Borgwarner Sweden Ab Lubrication system for an axle drive
JP2022018909A (ja) * 2020-07-16 2022-01-27 トヨタ自動車株式会社 駆動装置のシール構造
JP7439673B2 (ja) 2020-07-16 2024-02-28 トヨタ自動車株式会社 駆動装置のシール構造
CN117203452A (zh) * 2021-05-10 2023-12-08 株式会社小松制作所 电动缸以及作业机械

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013192361A (ja) 2013-09-26
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