WO2020021759A1 - 電動機 - Google Patents
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- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
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Definitions
- the present invention relates to an electric motor.
- This application claims the priority of Japanese Patent Application No. 2018-138823 filed on July 24, 2018, the contents of which are incorporated herein by reference.
- Patent Document 1 discloses an electric motor (rotary electric motor) having a stator and a rotor.
- the electric motor includes a cylindrical case (frame) that houses the rotor and the stator, and a flange (bracket) that closes an opening of the case.
- the output of the motor can be changed by changing the number of motor units including the stator, the rotor, and the case arranged in the axial direction of the rotating shaft (shaft), and the motor is designed according to specifications. be able to. This eliminates the need to design and manufacture the motor unit according to the specifications, so that the design cost and the manufacturing cost can be reduced.
- the present invention has been made in view of such problems, and has as its object to provide an electric motor that can be manufactured by diverting a case and a flange from electric motors different from each other.
- An electric motor includes a rotating shaft, a rotor having a rotor core fixed to the rotating shaft, a stator facing the rotor core with a gap therebetween, and an axial direction of the rotating shaft.
- a case having an opening in the rotor core and the stator, a flange disposed opposite to the opening in the axial direction, and an adapter disposed between the case and the flange.
- the case and the flange having different mounting structures can be connected by the adapter.
- the adapter it is possible to manufacture an electric motor in which the case and the flange are diverted from existing electric motors different from each other.
- FIG. 2 is a front view of the electric motor of FIG. 1 as viewed from a first flange side in an axial direction of a rotating shaft.
- FIG. 2 is an exploded cross-sectional view showing a state where a first flange is removed from an adapter in the electric motor of FIG. 1.
- FIG. 4 is a front view of the electric motor of FIG. 3 as viewed from an adapter side in an axial direction of a rotation shaft. It is the front view which looked at the electric motor concerning other embodiments of the present invention from the adapter side in the direction of an axis of a rotating shaft.
- the electric motor 1 includes a rotor 2, a stator 3, a case 4, flanges 5 and 6, an adapter 7, a first fixing member 8, and a second fixing member 9. Further, the electric motor 1 of the present embodiment is configured to supply cooling oil to the coils 22 constituting the stator 3 to cool the coils 22. That is, the supply passage 10 for supplying the cooling oil to the coil 22 is formed in the electric motor 1 of the present embodiment.
- the rotor 2 includes a rotating shaft 11 and a rotor core 12. Further, the rotor 2 includes a pair of end plates 13 and 14.
- the rotating shaft 11 is a rod-shaped member centered on the axis O.
- the rotation shaft 11 is provided rotatably around the axis O.
- a rotation sensor 15 (resolver) that measures the rotation speed of the rotation shaft 11 is attached to the first end 111 of the rotation shaft 11 in the direction of the axis O.
- the rotor core 12 is formed in a cylindrical shape about the axis O.
- the rotor core 12 is fixed to an outer peripheral surface of the rotating shaft 11.
- the inner peripheral surface of the rotor core 12 is fitted to the outer peripheral surface of the rotating shaft 11.
- the pair of end plates 13 and 14 are each formed in an annular plate shape centered on the axis O.
- the pair of end plates 13 and 14 are overlapped and fixed to both ends of the rotor core 12 in the direction of the axis O.
- a central hole 10a, a radial hole 10b, and an axial flow path 10c that constitute the supply flow path 10 are formed in the rotation shaft 11 of the rotor 2.
- a flow path constituting the supply flow path 10 is also formed in the rotor core 12 and the end plates 13 and 14 of the rotor 2.
- the center hole 10a extends in the axis O direction from the first end 111 of the rotating shaft 11 in the axis O direction.
- the extension end of the center hole 10 a is located radially inside the rotor core 12.
- the tip of the center hole 10a is located in the middle of the rotor core 12 in the direction of the axis O, but is not limited to this.
- the radial hole 10 b extends in the radial direction of the rotating shaft 11 from the tip of the center hole 10 a to the outer peripheral surface of the rotating shaft 11.
- a plurality of radial holes 10b are arranged at intervals in the circumferential direction of the rotating shaft 11.
- the axial flow path 10 c is formed in a groove shape extending in the direction of the axis O in a region of the outer peripheral surface of the rotating shaft 11 covered by the rotor core 12.
- a plurality of axial flow paths 10c are arranged at intervals in the circumferential direction of the rotating shaft 11. Each axial flow path 10c is connected to each radial hole 10b.
- the stator 3 faces the rotor core 12 with a gap therebetween.
- the stator 3 of the present embodiment is disposed to face the rotating shaft 11 in the radial direction with a gap between the stator 3 and the rotor core 12. That is, the electric motor 1 of the present embodiment constitutes a radial gap type electric motor.
- the stator 3 includes a stator core 21 and a coil 22.
- the stator core 21 has a cylindrical yoke 23 centered on the axis O, and a plurality of teeth 24 protruding from the inner periphery of the yoke 23.
- the plurality of teeth 24 are arranged at intervals in the circumferential direction of the yoke 23.
- Stator core 21 is arranged such that teeth 24 face rotor core 12 with a gap therebetween.
- the stator core 21 may be configured by, for example, laminating a plurality of electromagnetic steel sheets in the direction of the axis O, or may be formed by powder molding.
- a plurality of coils 22 are provided so as to correspond to the respective teeth 24 of the stator core 21, and are wound around the respective teeth 24.
- a temperature sensor 25 for measuring the temperature of the coil 22 is attached to the coil 22.
- the case 4 has openings 32 and 33 in the direction of the axis O (the axial direction of the rotating shaft 11).
- the case 4 is formed in a cylindrical shape extending in the direction of the axis O. That is, the case 4 has the first opening 32 and the second opening 33 at both ends in the direction of the axis O.
- the case 4 houses the rotor core 12 and the stator 3. That is, the case 4 has the inner space 31 that houses the rotor core 12 and the stator 3.
- a pair of end plates 13 and 14 are also housed in the inner space 31 of the case 4.
- the rotating shaft 11 is passed through the inner space 31 of the case 4.
- Both ends (first end 111, second end 112) of the rotating shaft 11 in the direction of the axis O project outward from the first opening 32 and the second opening 33 at both ends of the case 4.
- Stator 3 is held on the inner periphery of case 4.
- the stator 3 may be fixed to the case 4 by fitting the stator core 21 to the inner periphery of the case 4 by, for example, press fitting. Further, the stator 3 may be fixed to the case 4 by using a fixing member such as a bolt.
- a first female screw hole 35 is formed in the first end surface 34 of the case 4 located on the first opening 32 side of the case 4 in the direction of the axis O.
- the first end surface 34 of the case 4 is a surface formed in an annular shape when viewed from the axis O direction.
- a plurality of first female screw holes 35 are arranged at intervals in the circumferential direction of the case 4.
- the case 4 has a through hole 36 that penetrates from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface and connects the inner space 31 of the case 4 to the space outside the case 4.
- the through hole 36 is formed in a part of the case 4 in the circumferential direction.
- the flanges 5 and 6 are arranged to face the first opening 32 and the second opening 33 of the case 4 in the direction of the axis O.
- the flanges 5 and 6 are attached to the case 4 so as to cover the first opening 32 and the second opening 33 of the case 4.
- the flanges 5 and 6 of the present embodiment include a first flange 5 for covering the first opening 32 of the case 4 and a second flange 6 for covering the second opening 33 of the case 4.
- Bearings 40 and 60 that rotatably support the rotating shaft 11 are provided between the rotating shaft 11 and the flanges 5 and 6.
- a shaft insertion for inserting each end (first end 111, second end 112) of the rotating shaft 11 protruding outward from each opening 32, 33 of the case 4 into each flange 5, 6. Holes 41 and 61 are formed.
- the bearings 40 and 60 are provided between the outer circumference of the rotating shaft 11 and the inner circumferences of the shaft insertion holes 41 and 61 of the flanges 5 and 6.
- the bearings 40 and 60 of the present embodiment are grease-enclosed bearings.
- the bearings 40 and 60 may be oil-lubricated bearings or the like that lubricate with lubricating oil as a fluid.
- the bearing 40 provided between the rotating shaft 11 and the first flange 5 is referred to as a first bearing 40
- the bearing 60 provided between the rotating shaft 11 and the second flange 6 is referred to as a second bearing 60.
- a first screw insertion hole 42 is formed in the first flange 5.
- the first screw insertion hole 42 passes through the first flange 5 in the direction of the axis O.
- the plurality of first screw insertion holes 42 are arranged in a circumferential direction about the axis O.
- the first screw insertion hole 42 is arranged at a position different from the first female screw hole 35 of the case 4 when viewed from the axis O direction. The difference between the positions of the first screw insertion hole 42 and the first female screw hole 35 is due to the case 4 and the first flange 5 being diverted from different types of existing electric motors.
- the first screw insertion hole 42 may be displaced from the first female screw hole 35, for example, only in the radial direction or only in the circumferential direction. In the present embodiment, the first screw insertion hole 42 is shifted from the first female screw hole 35 in the radial direction and the circumferential direction. In addition, the first screw insertion hole 42 is shifted radially outward with respect to the first female screw hole 35 of the case 4.
- the number of the first screw insertion holes 42 may be the same as the number of the first female screw holes 35, for example, but is different from the number of the first female screw holes 35 in the present embodiment.
- the first flange 5 of the present embodiment is formed in a box shape having an accommodation space 43.
- the first flange 5 may be formed in a simple plate shape.
- the housing space 43 is provided with a wiring portion 44 that is electrically connected to electric components such as the coil 22, the temperature sensor 25, and the rotation sensor 15. Wirings (not shown) extending from the above-described various electrical components are connected to the wiring portion 44.
- the first flange 5 of the present embodiment is formed with a flange-side flow path 10 d constituting the supply flow path 10.
- the first flange 5 of the present embodiment includes a flange main body 45, a lid 46, and a tubular portion 47.
- the flange body 45 is formed so as to cover the first opening 32 of the case 4.
- the shaft insertion hole 41 and the first screw insertion hole 42 of the first flange 5 are formed in the flange main body 45.
- a recess 48 is formed in the flange body 45.
- the concave portion 48 is formed so as to be depressed from the surface of the flange body 45 facing the opposite side to the case 4 in the direction of the axis O.
- the shaft insertion hole 41 described above is opened on the bottom surface of the concave portion 48. That is, the shaft insertion hole 41 passes through the flange main body 45 in the direction of the axis O.
- the lid 46 is attached to the flange body 45 so as to close the opening of the recess 48. That is, the lid part 46 constitutes the accommodation space 43 of the first flange 5 together with the concave part 48 of the flange main body 45.
- the lid 46 is formed with a flow path forming part 10d1 that forms the flange side flow path 10d.
- One end of the flow path forming portion 10d1 in the longitudinal direction is open to face the shaft insertion hole 41 of the flange body 45.
- the cylindrical portion 47 is disposed in the concave portion 48 of the flange main body 45 so as to connect the flow path forming portion 10d1 of the lid portion 46 and the center hole 10a of the rotating shaft 11.
- the cylindrical portion 47 forms a flange side flow passage 10d together with the flow passage forming portion 10d1 of the lid portion 46.
- the cooling oil flows from the outside of the electric motor 1 through the flange side flow path 10d formed in the first flange 5, the center hole 10a formed in the rotating shaft 11, the radial hole 10b, and the axial flow path 10c in this order. After flowing through a flow path (not shown) formed in the rotor core 12 and the end plates 13 and 14, it is supplied to the coil 22 arranged in the inner space 31. Thereafter, the cooling oil is discharged to the outside of the case 4 through the through holes 36 of the case 4. The cooling oil discharged to the outside of the case 4 may be supplied again to the flange-side flow path 10d of the first flange 5 by, for example, the cooling oil circulation unit 90.
- the cooling oil circulating section 90 includes a cooling oil pump 91 for pumping the cooling oil from the through hole 36 of the case 4 toward the flange side flow path 10d, a cooling section 92 for cooling the cooling oil, and dust and dirt from the cooling oil.
- a strainer 93 or the like for removal may be provided.
- the first end 111 of the rotating shaft 11 is inserted into the cylindrical portion 47 of the first flange 5 described above.
- An oil seal 49 is provided between the cylindrical portion 47 and the first end 111 of the rotating shaft 11 to prevent the cooling oil from reaching the rotation sensor 15.
- the second flange 6 of the present embodiment is formed in a simple plate shape.
- the second flange 6 may be formed in any shape such as a box shape similar to the first flange 5.
- the shaft insertion hole 61 of the second flange 6 penetrates the second flange 6.
- the second end 112 of the rotating shaft 11 is inserted into the shaft insertion hole 61 of the second flange 6.
- An oil seal 62 is provided between the second flange 6 and the rotating shaft 11 in addition to the second bearing 60.
- the oil seal 62 is provided between the outer periphery of the rotating shaft 11 and the inner periphery of the shaft insertion hole 61 of the second flange 6.
- the oil seal 62 is located closer to the inner space 31 of the case 4 than the second bearing 60 in the direction of the axis O. Thereby, the cooling oil supplied to the inner space 31 can be prevented from reaching the second bearing 60.
- the second flange 6 is fixed to the case 4 so as to close the second opening 33 of the case 4.
- the second flange 6 may be detachably fixed to the case 4 by a fixing member (not shown) such as a bolt.
- the adapter 7 is disposed between the case 4 and the first flange 5.
- the adapter 7 is detachably fixed to the case 4 and the first flange 5, respectively.
- the adapter 7 includes a main body 71 and a partition 72.
- the adapter 7 of the present embodiment is configured by integrally forming a main body 71 and a partition 72.
- the adapter 7 may be configured by separately forming the main body 71 and the partition 72 and combining the main body 71 and the partition 72.
- the main body 71 is formed in an annular shape about the axis O, and is sandwiched between the case 4 (the first end surface 34) and the first flange 5. As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the main body 71 has a second screw insertion hole 73 and a second female screw hole 74 formed therein.
- the second screw insertion hole 73 and the second female screw hole 74 each extend in the direction of the axis O.
- the second female screw hole 74 of the present embodiment does not penetrate the main body 71 and opens only on the surface (first end surface 75) of the adapter 7 facing the first flange 5 side in the axis O direction.
- the second screw insertion hole 73 and the second female screw hole 74 are arranged at different positions when viewed from the axis O direction.
- the second screw insertion hole 73 may penetrate the main body 71 in the axis O direction.
- the plurality of second screw insertion holes 73 are arranged at intervals in the circumferential direction of the main body 71.
- the second screw insertion hole 73 is disposed at the same position as the first female screw hole 35 formed in the case 4 when viewed from the axis O direction.
- a concave portion 76 that is depressed from the first end surface 75 is formed.
- the recess 76 may be formed in a so-called counterbore shape.
- a plurality of second female screw holes 74 are arranged at intervals in the circumferential direction of the main body 71. 2 and 4, the second female screw hole 74 is disposed at the same position as the first screw insertion hole 42 formed in the first flange 5 when viewed from the axis O direction.
- the partition wall portion 72 is integrally formed radially inward with respect to the main body portion 71.
- the partition wall portion 72 includes an inner space 31 of the case 4 and a first bearing 40 provided between the rotating shaft 11 and the first flange 5, which is located outside the case 4.
- Outside space 77 is defined.
- the outer space 77 is located between the partition wall portion 72 and the first flange 5 (flange main body 45) in the direction of the axis O, and is a space where the first bearing 40 is exposed.
- the outer space 77 may be connected to, for example, a space outside the electric motor 1, but in the present embodiment, the outer space 77 is sealed with respect to the space outside the electric motor 1.
- the surface of the partition wall portion 72 facing the first flange 5 side is located farther from the first flange 5 than the first end surface 75 of the main body portion 71 contacting the first flange 5. It is formed with. Thereby, the partition wall portion 72 is disposed between the inner space 31 of the case 4 and the first bearing 40 in the direction of the axis O. That is, the partition wall portion 72 covers the first bearing 40.
- the partition wall 72 has a shaft insertion hole 78 through which the rotating shaft 11 passes.
- the inner diameter of the shaft insertion hole 78 may be set so that the gap between the inner periphery of the shaft insertion hole 78 and the outer periphery of the rotary shaft 11 in the radial direction is reduced.
- An oil seal 79 is provided between the inner periphery of the shaft insertion hole 78 and the outer periphery of the rotating shaft 11. That is, the gap between the inner periphery of the shaft insertion hole 78 and the outer periphery of the rotating shaft 11 is filled with the oil seal 79.
- wiring holes 81 and 82 for passing wiring between the inner space 31 and the outer space 77 of the case 4 are formed in the partition wall portion 72.
- the wiring holes 81 and 82 penetrate the partition wall 72 in the axis O direction.
- the wiring holes 81 and 82 are located outside the shaft insertion hole 78 in the radial direction. It is more preferable that the wiring holes 81 and 82 be located outside the first bearing 40 in the radial direction.
- rubber holes 83 and 84 are provided in the wiring holes 81 and 82 so as to fill gaps between the wiring holes 81 and 82 and the wiring passing therethrough.
- two wiring holes 81 and 82 are formed in the partition wall portion 72 of the present embodiment.
- the wiring extending from the coil 22 (electric component) disposed in the inner space 31 of the case 4 passes through the first wiring hole 81.
- the wiring extending from the temperature sensor 25 (electric component) disposed in the inner space 31 of the case 4 passes through the second wiring hole 82.
- the wires of the coil 22 and the temperature sensor 25 pass through the wiring holes 81 and 82 and are connected to the wiring portion 44 of the first flange 5.
- the wiring holes 81 and 82 may not be formed in the partition wall portion 72. In this case, the wiring of the coil 22 and the temperature sensor 25 may pass through the side of the case 4, for example.
- the partition wall portion 72 has a communication hole 85 that connects the inner space 31 and the outer space 77 of the case 4.
- the communication hole 85 penetrates the partition wall portion 72 in the direction of the axis O, similarly to the wiring holes 81 and 82.
- the communication hole 85 is located outside the first bearing 40 in the radial direction of the partition wall portion 72.
- the first fixing member 8 fixes the adapter 7 and the case 4.
- the second fixing member 9 fixes the adapter 7 and the first flange 5.
- the first fixing member 8 and the second fixing member 9 are arranged at positions different from each other.
- the first fixing member 8 and the second fixing member 9 of the present embodiment are bolts.
- the position of the first fixing member 8 corresponds to the positions of the first female screw hole 35 of the case 4 and the second screw insertion hole 73 of the adapter 7 when viewed from the axis O direction.
- the first fixing member 8 meshes with the first female screw hole 35 of the case 4 after passing the shaft portion through the second screw insertion hole 73 of the adapter 7.
- the adapter 7 is detachably fixed to the first end face 34 of the case 4.
- the head of the first fixing member 8 is accommodated in the recess 76 formed in the first end face 75 of the adapter 7, and does not project from the first end face 75 of the adapter 7.
- the position of the second fixing member 9 corresponds to the positions of the second female screw hole 74 of the adapter 7 and the first screw insertion hole 42 of the first flange 5 when viewed from the axis O direction. .
- the second fixing member 9 engages with the second female screw hole 74 of the adapter 7 after passing the shaft portion through the first screw insertion hole 42 of the first flange 5.
- the first flange 5 is detachably fixed to the first end face 75 of the adapter 7.
- the cooling oil discharged from the flow path of the rotor core 12 and the end plates 13 and 14 into the inner space 31 of the case 4 is supplied to the coil 22 to cool it.
- the cooling oil discharged into the inner space 31 of the case 4 is discharged to the outside of the electric motor 1 through the through hole 36 of the case 4.
- the first fixing member 8 for fixing the adapter 7 and the case 4 and the second fixing member 9 for fixing the adapter 7 and the first flange 5 are arranged from the axis O direction. Seen at different positions from each other. Therefore, the case 4 and the first flange 5 having different mounting structures can be connected by the adapter 7. Accordingly, a new motor 1 can be manufactured by using the case 4 and the first flange 5 from existing motors 1 different from each other. That is, the manufacturing cost of the new electric motor 1 can be reduced.
- the first flange 5 has a complicated configuration including the wiring portion 44 and the flow path forming portion 10d1. For this reason, the fact that the first flange 5 can be used can effectively reduce the manufacturing cost of the electric motor 1 as compared with the case where the first flange 5 is newly designed.
- the adapter 7 separates the inner space 31 of the case 4 containing the rotor core 12 and the stator 3 from the outer space 77 in which the first bearing 40 is arranged. 72. Therefore, even if the first flange 5 is detached from the adapter 7 or the rotating shaft 11 as illustrated in FIG. 3 in order to perform maintenance or replacement of the first bearing 40, the first opening 32 of the case 4 is It can be held in a state covered by the partition wall portion 72. Thereby, even if the first flange 5 is removed, it is possible to suppress dust from entering the inner space 31 of the case 4. As a result, it is possible to prevent dust from adhering to the coil 22 of the stator 3 and causing insulation failure in the coil 22.
- the adapter 7 includes the partition wall portion 72, the cooling oil discharged into the inner space 31 of the case 4 can be suppressed from entering the outer space 77. For this reason, it is possible to suppress the cooling oil from reaching the first bearing 40, and it is possible to suppress the deterioration of the function of the first bearing 40 due to the cooling oil.
- the function deterioration of the first bearing 40 due to the cooling oil is caused by the fact that the grease sealed in the first bearing 40 flows out of the first bearing 40 as the cooling oil flows so as to contact the first bearing 40. I do.
- the gap between the inner periphery of the shaft insertion hole 78 of the partition wall portion 72 through which the rotating shaft 11 passes and the outer periphery of the rotating shaft 11 is filled with the oil seal 79.
- the dust passes through the gap between the inner periphery of the shaft insertion hole 78 and the outer periphery of the rotating shaft 11 and the inner space of the case 4. 31 can be prevented. Therefore, occurrence of poor insulation of the coil 22 due to the adhesion of dust to the coil 22 can be further suppressed.
- the communication hole 85 connecting the inner space 31 and the outer space 77 of the case 4 is formed in a portion of the partition wall portion 72 located outside the first bearing 40 in the radial direction. Are formed. For this reason, by arranging the electric motor 1 so that the communication hole 85 is located below the first bearing 40 in the vertical direction, the cooling oil leaked from the inner space 31 to the outer space 77 temporarily accumulates in the outer space 77. However, the accumulated cooling oil returns to the inner space 31 through the communication hole 85. Thereby, the liquid level of the cooling oil accumulated in the outer space 77 can be prevented from reaching the first bearing 40.
- the partition walls 72 of the adapter 7 are formed with the wiring holes 81 and 82 for passing wiring between the inner space 31 and the outer space 77. For this reason, even if the inner space 31 and the outer space 77 are partitioned by the partition wall 72, the wiring extending from the electric components such as the coil 22 and the temperature sensor 25 disposed in the inner space 31 of the case 4 can be replaced by the partition wall 72. Can be drawn out to the outer space 77 through the wiring holes 81 and 82.
- the electric motor of the present invention may include an adapter 207 illustrated in FIG. 5 instead of the adapter 7 of the above embodiment.
- the adapter 207 illustrated in FIG. 5 includes a main body 271, a shield 272, and a connection 273.
- the main body 271 is configured similarly to the main body 71 of the adapter 7 of the above embodiment.
- the shielding portion 272 is located radially inward with respect to the main body portion 271 at an interval.
- the shielding portion 272 is arranged so as to cover the first bearing 40 from the case 4 side in the direction of the axis O (the direction orthogonal to the plane of FIG. 5).
- the shielding portion 272 has a shaft insertion hole 278 through which the rotating shaft 11 passes.
- the shielding part 272 is formed in an annular shape when viewed from the axis O direction.
- the outer edge of the shielding portion 272 is formed in a circular shape, but may be formed in a polygonal shape, for example.
- An oil seal 279 may be provided between the rotation shaft 11 and the inner periphery of the shaft insertion hole 278 of the shielding part 272.
- connection portion 273 extends from the main body portion 271 to the shielding portion 272 and connects the main body portion 271 and the shielding portion 272.
- the specific configuration of the connection unit 273 may be arbitrary.
- the connection portion 273 is formed in a rod shape or a strip shape extending in the radial direction of the main body portion 271.
- a plurality of (four in the illustrated example) connection portions 273 are arranged at intervals in the circumferential direction of the main body portion 271.
- the first bearing 40 is covered by the shielding portion 272. For this reason, even if the cooling oil flows in the inner space 31 of the case 4, it is possible to suppress the cooling oil from reaching the first bearing 40. That is, similarly to the above embodiment, deterioration of the function of the first bearing 40 due to the cooling oil can be suppressed.
- the first fixing member 8 for fixing the adapters 7 and 207 and the case 4 and the second fixing member 9 for fixing the adapter 7 and the first flange 5 are viewed from the axis O direction. And may be arranged at the same position as each other. Further, in the electric motor of the present invention, the case 4, the adapters 7, 207, and the first flange 5 may be fixed together by the same fixing member (for example, bolt). That is, the shaft portion of the bolt is inserted through the first flange 5 and the adapters 7 and 207 in order, and then meshed with the first female screw hole 35 of the case 4, so that the case 4, the adapters 7 and 207 and the first flange 5 may be fixed.
- the same fixing member for example, bolt
- the adapters 7 and 207 may be provided, for example, between the case 4 and the second flange 6.
- the second flange 6 may be formed integrally with the case 4, for example. That is, the case 4 may be formed, for example, in a bottomed cylindrical shape that opens only in one direction in the axis O direction.
- the motor of the present invention is not limited to an oil-cooled motor that performs heat exchange between the cooling oil and the coil 22 of the stator 3. That is, the electric motor of the present invention does not need to include, for example, the supply flow path 10 and the cooling oil circulation unit 90.
- the electric motor of the present invention may be applied to, for example, a so-called air-cooled electric motor that performs heat exchange between the case 4 and the flanges 5 and 6 and the air in contact with the outer peripheral portions thereof.
- the electric motor of the present invention may be a motor that drives and rotates the rotor by passing an alternating current through the coil of the stator, or a generator that generates power by rotating the rotor with the power of an engine or the like.
- the electric motor of the present invention may be a so-called axial gap electric motor in which the rotor core and the stator are arranged to face each other in the axial direction of the rotating shaft with a gap therebetween.
- the electric motor of the present invention is suitable as an electric motor used for machines whose production quantity is smaller than those of passenger cars and home electric appliances (for example, working vehicles such as hydraulic excavators, bulldozers, and forklifts).
- the case and the flange having different mounting structures can be connected by the adapter.
- the adapter it is possible to manufacture an electric motor in which the case and the flange are diverted from existing electric motors different from each other.
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Abstract
電動機(1)は、回転軸(11)、及び、回転軸(11)に固定されたロータコア(12)を有するロータ(2)と、ロータコア(12)との間に空隙を挟んで対向するステータ(3)と、回転軸(11)の軸方向に第一開口(32)を有し、ロータコア(12)及びステータ(3)を収容するケース(4)と、回転軸(11)の軸方向において第一開口(32)に対向して配された第一フランジ(5)と、ケース(4)と第一フランジ(5)との間に配されるアダプタ(7)と、を備える。
Description
本発明は、電動機に関する。
本願は、2018年7月24日に日本に出願された特願2018-138823号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2018年7月24日に日本に出願された特願2018-138823号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
特許文献1には、ステータ及びロータを有する電動機(回転電動機)が開示されている。電動機は、ロータ及びステータを収容する筒状のケース(フレーム)と、ケースの開口を塞ぐフランジ(ブラケット)と、を備える。特許文献1の電動機では、ステータ、ロータ及びケースからなるモータユニットを回転軸(シャフト)の軸方向に並べる数を変えることで、電動機の出力を変えることができ、仕様に応じた電動機を設計することができる。これにより、仕様に応じてモータユニットを設計・製造する必要がなくなるため、設計コストや製造コストを低減することができる。
特許文献1に示す電動機では、モータユニットとフランジとがボルト(固定部材)によって固定されるため、ある特定のモータユニットに対して、特定のフランジを用意する必要がある。
ところで、油圧ショベルに代表される作業車両に用いられる電動機では、家電製品や自動車と比較して生産数が少ないため、多品種少量生産が求められる場合がある。よって、電動機を構成する部品(例えばケースやフランジ)を、複数種類の既存の電動機から流用することで、製造コストを削減することが望ましいが、ケースとフランジとを互いに異なる既存の電動機から流用する場合には、通常、ケースとフランジとを取り付ける構造がケースとフランジとの間で異なる。このため、ケースとフランジとを互いに異なる電動機から流用することが難しい。
ところで、油圧ショベルに代表される作業車両に用いられる電動機では、家電製品や自動車と比較して生産数が少ないため、多品種少量生産が求められる場合がある。よって、電動機を構成する部品(例えばケースやフランジ)を、複数種類の既存の電動機から流用することで、製造コストを削減することが望ましいが、ケースとフランジとを互いに異なる既存の電動機から流用する場合には、通常、ケースとフランジとを取り付ける構造がケースとフランジとの間で異なる。このため、ケースとフランジとを互いに異なる電動機から流用することが難しい。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、ケースとフランジとを互いに異なる電動機から流用して製造できる電動機を提供することを目的とする。
本発明の一の態様に係る電動機は、回転軸、及び、前記回転軸に固定されたロータコアを有するロータと、前記ロータコアとの間に空隙を挟んで対向するステータと、前記回転軸の軸方向に開口を有し、前記ロータコア及び前記ステータを収容するケースと、前記軸方向において前記開口に対向して配置されたフランジと、前記ケースと前記フランジとの間に配されるアダプタと、を備える。
本発明によれば、取付構造が互いに異なるケースとフランジとをアダプタによって接続することができる。これにより、ケースとフランジとを互いに異なる既存の電動機から流用した電動機を製造することができる。
以下、本発明の一実施形態について図1~図4を参照して詳細に説明する。
<電動機>
図1に示すように、電動機1は、ロータ2と、ステータ3と、ケース4と、フランジ5,6と、アダプタ7と、第一固定部材8と、第二固定部材9と、を備える。また、本実施形態の電動機1は、ステータ3を構成するコイル22に冷却油を供給してコイル22を冷却するように構成されている。すなわち、本実施形態の電動機1には、冷却油をコイル22に供給するための供給流路10が形成されている。
<電動機>
図1に示すように、電動機1は、ロータ2と、ステータ3と、ケース4と、フランジ5,6と、アダプタ7と、第一固定部材8と、第二固定部材9と、を備える。また、本実施形態の電動機1は、ステータ3を構成するコイル22に冷却油を供給してコイル22を冷却するように構成されている。すなわち、本実施形態の電動機1には、冷却油をコイル22に供給するための供給流路10が形成されている。
<ロータ>
ロータ2は、回転軸11及びロータコア12を備える。また、ロータ2は、一対のエンドプレート13,14を備える。
回転軸11は、軸線Oを中心とする棒状の部材である。回転軸11は、軸線O周りに回転可能に設けられる。軸線O方向における回転軸11の第一端部111には、回転軸11の回転速度を測定する回転センサ15(レゾルバ)が取り付けられている。
ロータ2は、回転軸11及びロータコア12を備える。また、ロータ2は、一対のエンドプレート13,14を備える。
回転軸11は、軸線Oを中心とする棒状の部材である。回転軸11は、軸線O周りに回転可能に設けられる。軸線O方向における回転軸11の第一端部111には、回転軸11の回転速度を測定する回転センサ15(レゾルバ)が取り付けられている。
ロータコア12は、軸線Oを中心とした円筒形状に形成されている。ロータコア12は、回転軸11の外周面に固定される。具体的に、ロータコア12の内周面は、回転軸11の外周面に嵌められる。
一対のエンドプレート13,14は、それぞれ軸線Oを中心とする円環の板状に形成されている。一対のエンドプレート13,14は、軸線O方向におけるロータコア12の両端に重ねて固定される。
一対のエンドプレート13,14は、それぞれ軸線Oを中心とする円環の板状に形成されている。一対のエンドプレート13,14は、軸線O方向におけるロータコア12の両端に重ねて固定される。
<ロータにおける供給流路>
ロータ2の回転軸11には、供給流路10を構成する中心孔10a、径方向孔10b及び軸方向流路10cが形成されている。また、図示しないが、ロータ2のロータコア12やエンドプレート13,14にも、供給流路10を構成する流路が形成されている。
中心孔10aは、軸線O方向における回転軸11の第一端部111から軸線O方向に延びている。中心孔10aの延長方向の先端は、ロータコア12の径方向内側に位置する。図1において、中心孔10aの先端は、軸線O方向におけるロータコア12の中間に位置しているが、これに限ることはない。
ロータ2の回転軸11には、供給流路10を構成する中心孔10a、径方向孔10b及び軸方向流路10cが形成されている。また、図示しないが、ロータ2のロータコア12やエンドプレート13,14にも、供給流路10を構成する流路が形成されている。
中心孔10aは、軸線O方向における回転軸11の第一端部111から軸線O方向に延びている。中心孔10aの延長方向の先端は、ロータコア12の径方向内側に位置する。図1において、中心孔10aの先端は、軸線O方向におけるロータコア12の中間に位置しているが、これに限ることはない。
径方向孔10bは、中心孔10aの先端から回転軸11の外周面まで回転軸11の径方向に延びている。径方向孔10bは、回転軸11の周方向に間隔をあけて複数配列されている。
軸方向流路10cは、回転軸11の外周面のうちロータコア12によって覆われる領域において軸線O方向に延びる溝状に形成されている。軸方向流路10cは、回転軸11の周方向に間隔をあけて複数配列されている。各軸方向流路10cは、各径方向孔10bとつながっている。
軸方向流路10cは、回転軸11の外周面のうちロータコア12によって覆われる領域において軸線O方向に延びる溝状に形成されている。軸方向流路10cは、回転軸11の周方向に間隔をあけて複数配列されている。各軸方向流路10cは、各径方向孔10bとつながっている。
<ステータ>
ステータ3は、ロータコア12との間に空隙を挟んで対向する。本実施形態のステータ3は、ロータコア12との間に空隙を挟んで回転軸11の径方向に対向して配される。すなわち、本実施形態の電動機1は、ラジアルギャップ式の電動機を構成する。ステータ3は、ステータコア21及びコイル22を備える。
ステータコア21は、軸線Oを中心とする円筒状に形成されたヨーク23、及び、ヨーク23の内周から突出する複数のティース24を有する。複数のティース24は、ヨーク23の周方向に間隔をあけて配列されている。ステータコア21は、複数のティース24がロータコア12との間に空隙を挟んで対向するように配される。ステータコア21は、例えば電磁鋼板を軸線O方向に複数積層することで構成されてよいし、粉体成型されてもよい。
コイル22は、ステータコア21の各ティース24に対応するように複数設けられ、各ティース24に巻き掛けられる。コイル22には、コイル22の温度を測定する温度センサ25が取り付けられている。
ステータ3は、ロータコア12との間に空隙を挟んで対向する。本実施形態のステータ3は、ロータコア12との間に空隙を挟んで回転軸11の径方向に対向して配される。すなわち、本実施形態の電動機1は、ラジアルギャップ式の電動機を構成する。ステータ3は、ステータコア21及びコイル22を備える。
ステータコア21は、軸線Oを中心とする円筒状に形成されたヨーク23、及び、ヨーク23の内周から突出する複数のティース24を有する。複数のティース24は、ヨーク23の周方向に間隔をあけて配列されている。ステータコア21は、複数のティース24がロータコア12との間に空隙を挟んで対向するように配される。ステータコア21は、例えば電磁鋼板を軸線O方向に複数積層することで構成されてよいし、粉体成型されてもよい。
コイル22は、ステータコア21の各ティース24に対応するように複数設けられ、各ティース24に巻き掛けられる。コイル22には、コイル22の温度を測定する温度センサ25が取り付けられている。
<ケース>
ケース4は、軸線O方向(回転軸11の軸方向)に開口32,33を有する。本実施形態において、ケース4は、軸線O方向に延びる筒状に形成されている。すなわち、ケース4は、軸線O方向の両端に第一開口32、第二開口33を有する。ケース4は、ロータコア12及びステータ3を収容する。すなわち、ケース4は、ロータコア12及びステータ3を収容する内側空間31を有する。ケース4の内側空間31には、一対のエンドプレート13,14も収容される。ケース4の内側空間31には、回転軸11が通される。軸線O方向における回転軸11の両端部(第一端部111、第二端部112)は、ケース4の両端の第一開口32、第二開口33から外側に突出する。
ステータ3は、ケース4の内周に保持される。ステータ3は、例えば、圧入などにより、ステータコア21がケース4の内周に嵌まることでケース4に固定されてよい。また、ステータ3は、例えばボルト等の固定部材を用いることによってケース4に固定されてよい。
ケース4は、軸線O方向(回転軸11の軸方向)に開口32,33を有する。本実施形態において、ケース4は、軸線O方向に延びる筒状に形成されている。すなわち、ケース4は、軸線O方向の両端に第一開口32、第二開口33を有する。ケース4は、ロータコア12及びステータ3を収容する。すなわち、ケース4は、ロータコア12及びステータ3を収容する内側空間31を有する。ケース4の内側空間31には、一対のエンドプレート13,14も収容される。ケース4の内側空間31には、回転軸11が通される。軸線O方向における回転軸11の両端部(第一端部111、第二端部112)は、ケース4の両端の第一開口32、第二開口33から外側に突出する。
ステータ3は、ケース4の内周に保持される。ステータ3は、例えば、圧入などにより、ステータコア21がケース4の内周に嵌まることでケース4に固定されてよい。また、ステータ3は、例えばボルト等の固定部材を用いることによってケース4に固定されてよい。
軸線O方向においてケース4の第一開口32側に位置するケース4の第一端面34には、第一雌ねじ孔35が形成されている。ケース4の第一端面34は、軸線O方向から見て環状に形成される面である。第一雌ねじ孔35は、図2,4に示すように、ケース4の周方向に間隔をあけて複数配列されている。
図1に示すように、ケース4には、その内周面から外周面まで貫通して、ケース4の内側空間31をケース4の外側の空間につなぐ貫通孔36が形成されている。貫通孔36は、ケース4の周方向の一部に形成されている。
<フランジ>
フランジ5,6は、軸線O方向においてケース4の第一開口32、第二開口33に対向して配置される。フランジ5,6は、ケース4の第一開口32、第二開口33を覆うようにケース4に取り付けられる。本実施形態のフランジ5,6には、ケース4の第一開口32を覆うための第一フランジ5と、ケース4の第二開口33を覆うための第二フランジ6と、がある。
回転軸11と各フランジ5,6との間には、回転軸11を回転可能に支持する軸受40,60が設けられる。具体的に、各フランジ5,6には、ケース4の各開口32,33から外側に突出する回転軸11の各端部(第一端部111、第二端部112)を挿入する軸挿入孔41,61が形成されている。軸受40,60は、回転軸11の外周と各フランジ5,6の軸挿入孔41,61の内周との間に設けられる。
フランジ5,6は、軸線O方向においてケース4の第一開口32、第二開口33に対向して配置される。フランジ5,6は、ケース4の第一開口32、第二開口33を覆うようにケース4に取り付けられる。本実施形態のフランジ5,6には、ケース4の第一開口32を覆うための第一フランジ5と、ケース4の第二開口33を覆うための第二フランジ6と、がある。
回転軸11と各フランジ5,6との間には、回転軸11を回転可能に支持する軸受40,60が設けられる。具体的に、各フランジ5,6には、ケース4の各開口32,33から外側に突出する回転軸11の各端部(第一端部111、第二端部112)を挿入する軸挿入孔41,61が形成されている。軸受40,60は、回転軸11の外周と各フランジ5,6の軸挿入孔41,61の内周との間に設けられる。
<軸受>
本実施形態の軸受40,60は、グリス封入式軸受である。なお、軸受40,60は、流体である潤滑油により潤滑を行う、油潤滑式軸受などであってもよい。
以下の説明では、回転軸11と第一フランジ5との間に設けられる軸受40を第一軸受40と呼び、回転軸11と第二フランジ6との間に設けられる軸受60を第二軸受60と呼ぶ。
本実施形態の軸受40,60は、グリス封入式軸受である。なお、軸受40,60は、流体である潤滑油により潤滑を行う、油潤滑式軸受などであってもよい。
以下の説明では、回転軸11と第一フランジ5との間に設けられる軸受40を第一軸受40と呼び、回転軸11と第二フランジ6との間に設けられる軸受60を第二軸受60と呼ぶ。
<第一フランジ>
図1~3に示すように、第一フランジ5には、第一ねじ挿通孔42が形成されている。第一ねじ挿通孔42は、軸線O方向において第一フランジ5を貫通する。第一ねじ挿通孔42は、軸線Oを中心とする周方向に複数配列されている。軸線O方向から見て、第一ねじ挿通孔42は、前述したケース4の第一雌ねじ孔35と異なる位置に配されている。第一ねじ挿通孔42と第一雌ねじ孔35との位置の違いは、ケース4と第一フランジ5とが、互いに異なる種類の既存の電動機から流用されることに起因する。
第一ねじ挿通孔42は、第一雌ねじ孔35に対して、例えば径方向のみ又は周方向のみにずれて位置してよい。本実施形態において、第一ねじ挿通孔42は、第一雌ねじ孔35に対して径方向及び周方向にずれて位置する。また、第一ねじ挿通孔42は、ケース4の第一雌ねじ孔35に対して径方向外側にずれて位置する。第一ねじ挿通孔42の数は、例えば第一雌ねじ孔35の数と同じであってよいが、本実施形態では第一雌ねじ孔35の数と異なっている。
図1~3に示すように、第一フランジ5には、第一ねじ挿通孔42が形成されている。第一ねじ挿通孔42は、軸線O方向において第一フランジ5を貫通する。第一ねじ挿通孔42は、軸線Oを中心とする周方向に複数配列されている。軸線O方向から見て、第一ねじ挿通孔42は、前述したケース4の第一雌ねじ孔35と異なる位置に配されている。第一ねじ挿通孔42と第一雌ねじ孔35との位置の違いは、ケース4と第一フランジ5とが、互いに異なる種類の既存の電動機から流用されることに起因する。
第一ねじ挿通孔42は、第一雌ねじ孔35に対して、例えば径方向のみ又は周方向のみにずれて位置してよい。本実施形態において、第一ねじ挿通孔42は、第一雌ねじ孔35に対して径方向及び周方向にずれて位置する。また、第一ねじ挿通孔42は、ケース4の第一雌ねじ孔35に対して径方向外側にずれて位置する。第一ねじ挿通孔42の数は、例えば第一雌ねじ孔35の数と同じであってよいが、本実施形態では第一雌ねじ孔35の数と異なっている。
本実施形態の第一フランジ5は、図1,3に示すように、収容空間43を有する箱状に形成されている。なお、第一フランジ5は、単純な板状に形成されてもよい。収容空間43には、コイル22、温度センサ25、回転センサ15などの電気部品と電気接続される配線部44が設けられている。配線部44には、上記の各種電気部品から延びる配線(不図示)が接続される。
また、本実施形態の第一フランジ5には、供給流路10を構成するフランジ側流路10dが形成されている。
また、本実施形態の第一フランジ5には、供給流路10を構成するフランジ側流路10dが形成されている。
具体的に、本実施形態の第一フランジ5は、フランジ本体45と、蓋部46と、筒部47と、を備える。
フランジ本体45は、ケース4の第一開口32を覆うように形成されている。第一フランジ5の軸挿入孔41及び第一ねじ挿通孔42は、フランジ本体45に形成されている。また、フランジ本体45には、凹部48が形成されている。凹部48は、フランジ本体45のうち軸線O方向においてケース4と反対側に向く面から窪んで形成されている。凹部48の底面には、前述した軸挿入孔41が開口する。すなわち、軸挿入孔41は、軸線O方向においてフランジ本体45を貫通している。
フランジ本体45は、ケース4の第一開口32を覆うように形成されている。第一フランジ5の軸挿入孔41及び第一ねじ挿通孔42は、フランジ本体45に形成されている。また、フランジ本体45には、凹部48が形成されている。凹部48は、フランジ本体45のうち軸線O方向においてケース4と反対側に向く面から窪んで形成されている。凹部48の底面には、前述した軸挿入孔41が開口する。すなわち、軸挿入孔41は、軸線O方向においてフランジ本体45を貫通している。
蓋部46は、凹部48の開口を塞ぐようにフランジ本体45に取り付けられる。すなわち、蓋部46は、フランジ本体45の凹部48と共に第一フランジ5の収容空間43を構成する。蓋部46には、フランジ側流路10dを構成する流路構成部10d1が形成されている。流路構成部10d1の長手方向の一端は、フランジ本体45の軸挿入孔41に対向するように開口している。
筒部47は、蓋部46の流路構成部10d1と、回転軸11の中心孔10aとをつなぐように、フランジ本体45の凹部48に配されている。筒部47は、蓋部46の流路構成部10d1と共にフランジ側流路10dを構成している。
筒部47は、蓋部46の流路構成部10d1と、回転軸11の中心孔10aとをつなぐように、フランジ本体45の凹部48に配されている。筒部47は、蓋部46の流路構成部10d1と共にフランジ側流路10dを構成している。
<冷却油の流通>
冷却油は、電動機1の外部から第一フランジ5に形成されたフランジ側流路10d、回転軸11に形成された中心孔10a、径方向孔10b及び軸方向流路10cを順番に流通した後、ロータコア12やエンドプレート13,14に形成された流路(不図示)を流通した上で、内側空間31に配されたコイル22に供給される。その後、冷却油は、ケース4の貫通孔36を通してケース4の外側に排出される。ケース4の外側に排出された冷却油は、例えば冷却油循環部90によって第一フランジ5のフランジ側流路10dに再度供給されてよい。冷却油循環部90は、冷却油をケース4の貫通孔36からフランジ側流路10dに向けて圧送する冷却油ポンプ91、冷却油を冷却するための冷却部92、冷却油から塵や埃を除去するストレーナ93などを備えてよい。
冷却油は、電動機1の外部から第一フランジ5に形成されたフランジ側流路10d、回転軸11に形成された中心孔10a、径方向孔10b及び軸方向流路10cを順番に流通した後、ロータコア12やエンドプレート13,14に形成された流路(不図示)を流通した上で、内側空間31に配されたコイル22に供給される。その後、冷却油は、ケース4の貫通孔36を通してケース4の外側に排出される。ケース4の外側に排出された冷却油は、例えば冷却油循環部90によって第一フランジ5のフランジ側流路10dに再度供給されてよい。冷却油循環部90は、冷却油をケース4の貫通孔36からフランジ側流路10dに向けて圧送する冷却油ポンプ91、冷却油を冷却するための冷却部92、冷却油から塵や埃を除去するストレーナ93などを備えてよい。
前述した第一フランジ5の筒部47には、回転軸11の第一端部111が挿入される。筒部47と回転軸11の第一端部111との間には、冷却油が回転センサ15に到達することを防ぐためのオイルシール49が設けられている。
<第二フランジ>
本実施形態の第二フランジ6は、図1に示すように、第二フランジ6は、単純な板状に形成されている。なお、第二フランジ6は、第一フランジ5と同様の箱状など任意の形状に形成されてもよい。第二フランジ6の軸挿入孔61は、第二フランジ6を貫通している。第二フランジ6の軸挿入孔61には、回転軸11の第二端部112が挿通されている。第二フランジ6と回転軸11との間には、第二軸受60の他にオイルシール62が設けられている。オイルシール62は、回転軸11の外周と第二フランジ6の軸挿入孔61の内周との間に設けられる。オイルシール62は、軸線O方向において第二軸受60よりもケース4の内側空間31側に位置している。これにより、内側空間31に供給された冷却油が第二軸受60に到達することを防止できる。
第二フランジ6は、ケース4の第二開口33を塞ぐようにケース4に対して固定される。第二フランジ6は、例えばボルト等の固定部材(不図示)によってケース4に着脱可能に固定されてよい。
本実施形態の第二フランジ6は、図1に示すように、第二フランジ6は、単純な板状に形成されている。なお、第二フランジ6は、第一フランジ5と同様の箱状など任意の形状に形成されてもよい。第二フランジ6の軸挿入孔61は、第二フランジ6を貫通している。第二フランジ6の軸挿入孔61には、回転軸11の第二端部112が挿通されている。第二フランジ6と回転軸11との間には、第二軸受60の他にオイルシール62が設けられている。オイルシール62は、回転軸11の外周と第二フランジ6の軸挿入孔61の内周との間に設けられる。オイルシール62は、軸線O方向において第二軸受60よりもケース4の内側空間31側に位置している。これにより、内側空間31に供給された冷却油が第二軸受60に到達することを防止できる。
第二フランジ6は、ケース4の第二開口33を塞ぐようにケース4に対して固定される。第二フランジ6は、例えばボルト等の固定部材(不図示)によってケース4に着脱可能に固定されてよい。
<アダプタ>
図1,3に示すように、アダプタ7は、ケース4と第一フランジ5との間に配される。アダプタ7は、ケース4及び第一フランジ5に対して、それぞれ着脱可能に固定される。アダプタ7は、本体部71と、隔壁部72と、を備える。本実施形態のアダプタ7は、本体部71及び隔壁部72を一体に形成して構成されている。なお、アダプタ7は、本体部71と隔壁部72とを別個に形成し、本体部71及び隔壁部72を組み合わせることで構成されてもよい。
図1,3に示すように、アダプタ7は、ケース4と第一フランジ5との間に配される。アダプタ7は、ケース4及び第一フランジ5に対して、それぞれ着脱可能に固定される。アダプタ7は、本体部71と、隔壁部72と、を備える。本実施形態のアダプタ7は、本体部71及び隔壁部72を一体に形成して構成されている。なお、アダプタ7は、本体部71と隔壁部72とを別個に形成し、本体部71及び隔壁部72を組み合わせることで構成されてもよい。
本体部71は、軸線Oを中心とする環状に形成され、ケース4(第一端面34)と第一フランジ5との間に挟まれる。図1,3,4に示すように、本体部71には、第二ねじ挿通孔73及び第二雌ねじ孔74が形成されている。第二ねじ挿通孔73及び第二雌ねじ孔74は、それぞれ軸線O方向に延びている。本実施形態の第二雌ねじ孔74は、本体部71を貫通せず、軸線O方向において第一フランジ5側に向くアダプタ7の面(第一端面75)にのみ開口する。第二ねじ挿通孔73と第二雌ねじ孔74とは、軸線O方向から見て、互いに異なる位置に配される。第二ねじ挿通孔73は、軸線O方向において、本体部71を貫通していてもよい。
第二ねじ挿通孔73は、本体部71の周方向に間隔をあけて複数配列されている。第二ねじ挿通孔73は、軸線O方向から見て、ケース4に形成された第一雌ねじ孔35と同じ位置に配されている。第一フランジ5側に向く本体部71の第一端面75のうち第二ねじ挿通孔73が開口する領域には、第一端面75から窪む窪み部76が形成されている。窪み部76は、いわゆる座ぐり状に形成されてもよい。
第二雌ねじ孔74は、第二ねじ挿通孔73と同様に、本体部71の周方向に間隔をあけて複数配列されている。第二雌ねじ孔74は、図2,4に示すように、軸線O方向から見て、第一フランジ5に形成された第一ねじ挿通孔42と同じ位置に配されている。
第二雌ねじ孔74は、第二ねじ挿通孔73と同様に、本体部71の周方向に間隔をあけて複数配列されている。第二雌ねじ孔74は、図2,4に示すように、軸線O方向から見て、第一フランジ5に形成された第一ねじ挿通孔42と同じ位置に配されている。
図1,4に示すように、隔壁部72は、本体部71に対して径方向内側に一体に形成されている。図1に示すように、隔壁部72は、ケース4の内側空間31と、ケース4の外側に位置し、回転軸11と第一フランジ5との間に設けられた第一軸受40が配される外側空間77と、を区画する。外側空間77は、軸線O方向において隔壁部72と第一フランジ5(フランジ本体45)との間に位置し、第一軸受40が露出する空間である。外側空間77は、例えば電動機1の外側の空間につながっていてもよいが、本実施形態では電動機1の外側の空間に対して密閉されている。本実施形態の外側空間77は、第一フランジ5側に向く隔壁部72の面が、第一フランジ5に接触する本体部71の第一端面75よりも第一フランジ5から離れて位置することで形成されている。
これにより、隔壁部72は、軸線O方向においてケース4の内側空間31と第一軸受40との間に配される。すなわち、隔壁部72は、第一軸受40を覆う。
これにより、隔壁部72は、軸線O方向においてケース4の内側空間31と第一軸受40との間に配される。すなわち、隔壁部72は、第一軸受40を覆う。
図1,3,4に示すように、隔壁部72は、回転軸11が通る軸挿通孔78を有する。軸挿通孔78の内径寸法は、径方向において軸挿通孔78の内周と回転軸11との外周との隙間が小さくなるように設定されるとよい。
軸挿通孔78の内周と回転軸11の外周との間には、オイルシール79が設けられている。すなわち、軸挿通孔78の内周と回転軸11との外周との隙間が、オイルシール79によって埋められている。
軸挿通孔78の内周と回転軸11の外周との間には、オイルシール79が設けられている。すなわち、軸挿通孔78の内周と回転軸11との外周との隙間が、オイルシール79によって埋められている。
図4に示すように、隔壁部72には、ケース4の内側空間31と外側空間77との間で配線を通す配線用孔81,82が形成されている。配線用孔81,82は、軸線O方向において隔壁部72を貫通する。配線用孔81,82は、径方向において軸挿通孔78よりも外側に位置している。配線用孔81,82は、径方向において第一軸受40よりも外側に位置することがより好ましい。また、配線用孔81,82には、配線用孔81,82とこれを通る配線との隙間を埋めるゴムパッキン83,84が設けられているとより好ましい。
本実施形態の隔壁部72には、二つの配線用孔81,82が形成されている。第一配線用孔81には、ケース4の内側空間31に配されたコイル22(電気部品)から延びる配線が通る。第二配線用孔82には、ケース4の内側空間31に配された温度センサ25(電気部品)から延びる配線が通る。コイル22や温度センサ25の配線は、配線用孔81,82を通した上で第一フランジ5の配線部44に接続される。
隔壁部72には、例えば配線用孔81,82が形成されなくてもよい。この場合、コイル22や温度センサ25の配線は、例えば、ケース4の側方に通してもよい。
隔壁部72には、例えば配線用孔81,82が形成されなくてもよい。この場合、コイル22や温度センサ25の配線は、例えば、ケース4の側方に通してもよい。
図1,3,4に示すように、隔壁部72には、ケース4の内側空間31と外側空間77とをつなぐ連通孔85が形成されている。連通孔85は、配線用孔81,82と同様に、軸線O方向において隔壁部72を貫通する。連通孔85は、隔壁部72の径方向において第一軸受40よりも外側に位置している。
<固定部材>
図1~4に示すように、第一固定部材8は、アダプタ7とケース4とを固定する。第二固定部材9は、アダプタ7と第一フランジ5とを固定する。軸線O方向から見て、第一固定部材8と第二固定部材9とは互いに異なる位置に配されている。本実施形態の第一固定部材8、第二固定部材9は、ボルトである。
図1~4に示すように、第一固定部材8は、アダプタ7とケース4とを固定する。第二固定部材9は、アダプタ7と第一フランジ5とを固定する。軸線O方向から見て、第一固定部材8と第二固定部材9とは互いに異なる位置に配されている。本実施形態の第一固定部材8、第二固定部材9は、ボルトである。
第一固定部材8の位置は、軸線O方向から見て、ケース4の第一雌ねじ孔35及びアダプタ7の第二ねじ挿通孔73の位置に対応する。第一固定部材8は、その軸部をアダプタ7の第二ねじ挿通孔73に通した上で、ケース4の第一雌ねじ孔35に噛み合う。これにより、アダプタ7がケース4の第一端面34に着脱可能に固定される。この状態において、第一固定部材8の頭部は、アダプタ7の第一端面75に形成された窪み部76に収容されるため、アダプタ7の第一端面75から突出しない。
図1,2に示すように、第二固定部材9の位置は、軸線O方向から見て、アダプタ7の第二雌ねじ孔74及び第一フランジ5の第一ねじ挿通孔42の位置に対応する。第二固定部材9は、その軸部を第一フランジ5の第一ねじ挿通孔42に通した上で、アダプタ7の第二雌ねじ孔74に噛み合う。これにより、第一フランジ5がアダプタ7の第一端面75に着脱可能に固定される。
<作用効果>
本実施形態の電動機1が駆動される場合には、コイル22が高温となる。このため、本実施形態の電動機1では、冷却油がケース4の内側空間31に供給される。
冷却油は、外部から第一フランジ5のフランジ側流路10dを介して回転軸11の中心孔10aに供給される。回転軸11の中心孔10aに供給された冷却油は、径方向孔10b及び軸方向流路10c、並びに、ロータコア12やエンドプレート13,14に形成された流路(不図示)を流通する過程で、ロータコア12を冷却することができる。また、ロータコア12やエンドプレート13,14の流路からケース4の内側空間31に排出された冷却油は、コイル22に供給されてこれを冷却する。ケース4の内側空間31に排出された冷却油は、ケース4の貫通孔36を介して電動機1の外部に排出される。
本実施形態の電動機1が駆動される場合には、コイル22が高温となる。このため、本実施形態の電動機1では、冷却油がケース4の内側空間31に供給される。
冷却油は、外部から第一フランジ5のフランジ側流路10dを介して回転軸11の中心孔10aに供給される。回転軸11の中心孔10aに供給された冷却油は、径方向孔10b及び軸方向流路10c、並びに、ロータコア12やエンドプレート13,14に形成された流路(不図示)を流通する過程で、ロータコア12を冷却することができる。また、ロータコア12やエンドプレート13,14の流路からケース4の内側空間31に排出された冷却油は、コイル22に供給されてこれを冷却する。ケース4の内側空間31に排出された冷却油は、ケース4の貫通孔36を介して電動機1の外部に排出される。
本実施形態に係る電動機1によれば、アダプタ7とケース4とを固定する第一固定部材8と、アダプタ7と第一フランジ5とを固定する第二固定部材9とが、軸線O方向から見て、互いに異なる位置に配されている。このため、取付構造が互いに異なるケース4と第一フランジ5とをアダプタ7によって接続することができる。これにより、ケース4と第一フランジ5とを互いに異なる既存の電動機1から流用して新たな電動機1を製造することができる。すなわち、新たな電動機1の製造コスト削減を図ることができる。
特に、本実施形態の電動機1では、第一フランジ5が配線部44や流路構成部10d1を含む複雑な構成を有する。このため、第一フランジ5を流用できることは、第一フランジ5を新たに設計する場合と比較して、電動機1の製造コストを効果的に削減できる。
特に、本実施形態の電動機1では、第一フランジ5が配線部44や流路構成部10d1を含む複雑な構成を有する。このため、第一フランジ5を流用できることは、第一フランジ5を新たに設計する場合と比較して、電動機1の製造コストを効果的に削減できる。
また、本実施形態に係る電動機1によれば、アダプタ7が、ロータコア12及びステータ3を収容したケース4の内側空間31と、第一軸受40が配された外側空間77とを区画する隔壁部72を備える。このため、第一軸受40の保守や交換を行うために、図3に例示するように第一フランジ5をアダプタ7や回転軸11から取り外しても、ケース4の第一開口32をアダプタ7の隔壁部72によって覆った状態に保持できる。これにより、第一フランジ5を取り外しても、粉塵がケース4の内側空間31に侵入することを抑制できる。その結果、粉塵がステータ3のコイル22に付着してコイル22に絶縁不良が発生することを抑制できる。
また、アダプタ7が隔壁部72を備えることで、ケース4の内側空間31に排出された冷却油が外側空間77に侵入することも抑制できる。このため、冷却油が第一軸受40に到達することを抑制でき、冷却油による第一軸受40の機能の劣化を抑えることができる。冷却油による第一軸受40の機能劣化は、冷却油が第一軸受40に接するように流れることに伴って、第一軸受40に封入されたグリスが第一軸受40の外側に流れ出ることに起因する。
また、本実施形態に係る電動機1によれば、回転軸11を通す隔壁部72の軸挿通孔78の内周と回転軸11の外周との隙間がオイルシール79によって埋められている。このため、図3に例示するように第一フランジ5をアダプタ7や回転軸11から取り外しても、粉塵が軸挿通孔78の内周と回転軸11の外周との隙間を通してケース4の内側空間31に侵入することを防止できる。したがって、粉塵のコイル22への付着によるコイル22の絶縁不良の発生をさらに抑制できる。
また、ケース4の内側空間31に排出された冷却油が軸挿通孔78の内周と回転軸11の外周との隙間を通してケース4の内側空間31に侵入することも防止できる。したがって、冷却油が第一軸受40に到達することをさらに抑制できる。
また、ケース4の内側空間31に排出された冷却油が軸挿通孔78の内周と回転軸11の外周との隙間を通してケース4の内側空間31に侵入することも防止できる。したがって、冷却油が第一軸受40に到達することをさらに抑制できる。
また、本実施形態に係る電動機1によれば、隔壁部72のうち径方向において第一軸受40よりも外側に位置する部位に、ケース4の内側空間31と外側空間77とをつなぐ連通孔85が形成されている。このため、連通孔85が第一軸受40よりも鉛直方向下側に位置するように電動機1を配置することで、仮に内側空間31から外側空間77に漏れ出した冷却油が外側空間77において溜まっても、溜まった冷却油は連通孔85を通して内側空間31に戻る。これにより、外側空間77に溜まった冷却油の液面が第一軸受40に到達することを抑制できる。
また、本実施形態に係る電動機1によれば、アダプタ7の隔壁部72には、内側空間31と外側空間77との間で配線を通す配線用孔81,82が形成されている。このため、内側空間31と外側空間77とが隔壁部72によって区画されていても、ケース4の内側空間31に配されたコイル22や温度センサ25等の電気部品から延びる配線を、隔壁部72の配線用孔81,82に通して外側空間77に引き出すことができる。
<その他の実施形態>
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本発明の電動機は、上記実施形態のアダプタ7に代えて図5に例示するアダプタ207を備えてよい。図5に示すアダプタ207は、本体部271と、遮蔽部272と、接続部273と、を備える。
本体部271は、上記実施形態のアダプタ7の本体部71と同様に構成されている。
本体部271は、上記実施形態のアダプタ7の本体部71と同様に構成されている。
遮蔽部272は、本体部271に対して径方向内側に間隔をあけて位置する。遮蔽部272は、軸線O方向(図5において紙面に直交する方向)においてケース4側から第一軸受40を覆うように配される。遮蔽部272は、回転軸11が通る軸挿通孔278を有する。このため、遮蔽部272は、軸線O方向から見て環状に形成されている。図5において、遮蔽部272の外縁は円形状に形成されているが、例えば多角形状に形成されてもよい。遮蔽部272の軸挿通孔278の内周と回転軸11との間には、オイルシール279が設けられてよい。
接続部273は、本体部271から遮蔽部272まで延びて本体部271と遮蔽部272とを接続する。接続部273の具体的な構成は任意であってよい。図5に示すアダプタ207において、接続部273は、本体部271の径方向に延びる棒状又は帯板状に形成されている。また、接続部273は、本体部271の周方向に間隔をあけて複数(図示例では4つ)配列されている。
図5に例示したアダプタ207を含む電動機では、第一軸受40が遮蔽部272によって覆われる。このため、冷却油がケース4の内側空間31において流れていても、冷却油が第一軸受40に到達することを抑制できる。すなわち、上記実施形態と同様に、冷却油による第一軸受40の機能の劣化を抑えることができる。
本発明の電動機では、例えば、アダプタ7,207とケース4とを固定する第一固定部材8と、アダプタ7と第一フランジ5とを固定する第二固定部材9とが、軸線O方向から見て、互いに同じ位置に配されてもよい。
また、本発明の電動機では、例えば同一の固定部材(例えばボルト)によってケース4、アダプタ7,207及び第一フランジ5をまとめて固定してもよい。すなわち、ボルトの軸部を第一フランジ5及びアダプタ7,207に順番に挿通させた上で、ケース4の第一雌ねじ孔35に噛み合わせることで、ケース4、アダプタ7,207及び第一フランジ5が固定されてよい。
また、本発明の電動機では、例えば同一の固定部材(例えばボルト)によってケース4、アダプタ7,207及び第一フランジ5をまとめて固定してもよい。すなわち、ボルトの軸部を第一フランジ5及びアダプタ7,207に順番に挿通させた上で、ケース4の第一雌ねじ孔35に噛み合わせることで、ケース4、アダプタ7,207及び第一フランジ5が固定されてよい。
本発明の電動機において、アダプタ7,207は、例えばケース4と第二フランジ6との間にも設けられてよい。
また、本発明の電動機において、第二フランジ6は、例えばケース4に一体に形成されてよい。すなわち、ケース4は、例えば軸線O方向の一方のみに開口する有底筒状に形成されてよい。
また、本発明の電動機において、第二フランジ6は、例えばケース4に一体に形成されてよい。すなわち、ケース4は、例えば軸線O方向の一方のみに開口する有底筒状に形成されてよい。
本発明の電動機は、冷却油とステータ3のコイル22との間で熱交換を行う油冷式の電動機に限られない。すなわち、本発明の電動機は、例えば供給流路10や冷却油循環部90を備えなくてもよい。本発明の電動機は、例えば、ケース4やフランジ5,6と、これらの外周部に接する空気との間で熱交換を行う、いわゆる空冷式の電動機に適用されてもよい。
本発明の電動機は、ステータのコイルに交流電流を流すことでロータを駆動回転するモータであってよいし、エンジン等の動力によってロータを回転させることで発電する発電機であってよい。
本発明の電動機は、ロータコアとステータとが、空隙を挟んで回転軸の軸方向に対向して配される、いわゆるアキシャルギャップ式の電動機であってもよい。
本発明の電動機は、乗用車や家電製品と比べて生産数量が少ない機械(例えば油圧ショベル、ブルドーザ、フォークリフトなどの作業車両)に用いる電動機として好適である。
本発明によれば、取付構造が互いに異なるケースとフランジとをアダプタによって接続することができる。これにより、ケースとフランジとを互いに異なる既存の電動機から流用した電動機を製造することができる。
1…電動機、2…ロータ、3…ステータ、4…ケース、5…第一フランジ、6…第二フランジ、7…アダプタ、8…第一固定部材、9…第二固定部材、10…供給流路、11…回転軸、12…ロータコア、21…ステータコア、22…コイル、31…内側空間、32,33…開口、35…第一雌ねじ孔、40…第一軸受(グリス封入式軸受)、42…第一ねじ挿通孔、71…本体部、72…隔壁部、73…第二ねじ挿通孔、74…第二雌ねじ孔、78…軸挿通孔、79…オイルシール、81,82…配線用孔、85…連通孔、90…冷却油循環部、207…アダプタ、271…本体部、272…遮蔽部、273…接続部、278…軸挿通孔、O…軸線
Claims (9)
- 回転軸、及び、前記回転軸に固定されたロータコアを有するロータと、
前記ロータコアとの間に空隙を挟んで対向するステータと、
前記回転軸の軸方向に開口を有し、前記ロータコア及び前記ステータを収容するケースと、
前記軸方向において前記開口に対向して配置されたフランジと、
前記ケースと前記フランジとの間に配されるアダプタと、を備える電動機。 - 前記アダプタは、前記回転軸が通る軸挿通孔を有すると共に、前記ロータコア及び前記ステータが収容される前記ケースの内側空間と、前記ケースの外側空間と、を区画する隔壁部を備える請求項1に記載の電動機。
- 前記隔壁部には、前記内側空間と前記外側空間との間で配線を通す配線用孔が形成されている請求項2に記載の電動機。
- 前記ステータを構成するコイルに冷却油を供給する供給流路と、前記内側空間から前記ケースの外側に排出された前記冷却油を前記供給流路に再度供給する冷却油循環部と、を備える請求項2又は請求項3に記載の電動機。
- 前記隔壁部には、前記内側空間と前記外側空間とをつなぎ、前記内側空間から前記外側空間に漏れ出した前記冷却油を前記内側空間に戻す連通孔が形成されている請求項4に記載の電動機。
- 前記アダプタは、
前記ケースと前記フランジとの間に挟まれる環状の本体部と、
前記本体部の径方向内側に間隔をあけて位置すると共に、前記回転軸が通る軸挿通孔を有する遮蔽部と、
前記本体部から前記遮蔽部まで延びて、前記本体部と前記遮蔽部とを接続する接続部と、を備える請求項1に記載の電動機。 - 前記回転軸と前記フランジとの間に、前記回転軸を回転可能に支持する軸受が設けられ、
前記軸受は、グリス封入式軸受である請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の電動機。 - 前記回転軸と前記アダプタとの間にオイルシールが設けられている請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の電動機。
- 前記アダプタと前記ケースとを固定する第一固定部材と、
前記アダプタと前記フランジとを固定する第二固定部材と、を備え、
前記軸方向から見て、前記第一固定部材と前記第二固定部材とが互いに異なる位置に配されている請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の電動機。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19841063 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19841063 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |