旋转电机、电动轮以及车辆制造技术

旋转电机具备具有卷绕有多个线圈的定子铁芯的定子、隔着规定的间隙旋转自如地支承于定子的转子、保持转子的转子壳体、以及使转子壳体旋转自如地支承该转子壳体的第1轴承(201)和第2轴承(202)，旋转电机具备：形成向从定子铁芯突出的线圈末端部(601)流通制冷剂的第1流路(501s)的第1流路形成体(501)；形成第1轴承的收容空间(201s)、并且与第1流路形成体的第1流路相连且利用制冷剂填充该收容空间的第1壳体部(401)；形成向相对于上述线圈末端部配置在轴向相反一侧的线圈末端部(602)流通制冷剂的第2流路(502s)的第2流路形成体(502)；以及形成第2轴承的收容空间(202s)的第2流路形成体的第2流路相连且利用制冷剂填充该收容空间的第2壳体部(402)。空间的第2壳体部(402)。空间的第2壳体部(402)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转电机、电动轮以及车辆


[0001]本专利技术涉及搭载于轨道车、汽车、工程机械等的旋转电机。

技术介绍

[0002]由于应对伴随着电动化的发展的小型/轻量需求，所以期望通过增大马达直径来提高转矩密度以及无机械齿轮化。为了确保增大马达直径时的间隙精度，出于将累计公差的影响最小化的目的，期望使用直径与间隙直径为同等程度的轴承。
[0003]在专利文献1中公开了具备支承转子的转子侧壳体、支承定子的定子侧壳体、以及将转子侧壳体和定子侧壳体结合的轴承的旋转电机。在专利文献1中公开了轴承的直径与间隙直径为同等程度的大小。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：JP特开2005
‑
333705号公报

技术实现思路

[0007]如上述那样，为了提高转矩密度，增大旋转电机的直径是有效的，但若旋转电机的直径变大，则为了确保间隙精度，轴承的直径也会变大。然而，轴承的直径变得越大，则滑动距离以及圆周速度变得越大，因此滑动损耗增加使旋转电机的效率下降这一点成为课题。
[0008]此外，在现有的设计思想中，作为轴承的动作温度，推荐使用旋转电机的周围温度附近。这是因为，由于因伴随温度上升的轴承的滚动体的热膨胀而导致轴承内部空隙缩小，所以产生滚动体与内圈/外圈的滑动摩擦或磨损的危险变高。然而，在将轴承的动作温度维持在周围温度附近的情况下，轴承的润滑油成为高粘度的状态，因此，上述滑动损耗进一步显著增加。此外，轴承变得越大则散热面积变得越大，轴承主体的冷却性越高。然而，若轴承主体被冷却则会维持润滑油的高粘度的状态，因此，从这一观点来看，也是轴承的直径越大则滑动损耗越容易增加。
[0009]像这样，就现有的旋转电机而言，由于在轴承主体的构造上的原因和运用上的原因这两个方面，难以避免轴承的滑动损耗的增加。
[0010]本专利技术的目的在于减少轴承的滑动损耗，提高旋转电机的效率。
[0011]为了达成上述目的，本专利技术包含各种各样的实施方式，若举出其一例，则本专利技术的旋转电机具备具有多个线圈以及卷绕有所述多个线圈的定子铁芯的定子、隔着规定的间隙旋转自如地支承于所述定子的转子、保持所述转子的转子壳体、以及使所述转子壳体旋转自如地支承所述转子壳体的第1轴承和第2轴承，所述旋转电机具备：形成向从所述定子铁芯突出的线圈末端部流通制冷剂的第1流路的第1流路形成体；形成所述第1轴承的收容空间、并且与所述第1流路形成体的所述第1流路相连且利用制冷剂填充该收容空间的第1壳体部；形成向相对于所述线圈末端部配置在轴向相反一侧的线圈末端部流通制冷剂的第2流路的第2流路形成体；以及形成所述第2轴承的收容空间、并且与所述第2流路形成体的所
述第2流路相连且利用制冷剂填充该收容空间的第2壳体部。
[0012]专利技术效果
[0013]根据本专利技术，能够减少轴承的滑动损耗，提高旋转电机的效率。
[0014]上述以外的课题、构成以及效果能够利用以下的实施方式的说明而变明朗。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的第一实施例中的旋转电机剖面的说明图。
[0016]图2是本专利技术的第一实施例中的轴承内部空隙的说明图。
[0017]图3A是轴承摩擦系数与轴承的润滑油的粘度之间的关系的说明图。
[0018]图3B是轴承的润滑油的温度与粘度之间的关系的说明图。
[0019]图4是本专利技术的第一实施例中的旋转电机剖面的变形例的说明图。
[0020]图5是本专利技术的第一实施例中的旋转电机剖面的另一变形例的说明图。
[0021]图6是本专利技术的第一实施例中的旋转电机剖面的又一变形例的说明图。
[0022]图7是本专利技术的第二实施例中的电动轮的示意性剖视图。
[0023]图8是本专利技术的第二实施例中的电动轮的分解立体图。
[0024]图9是本专利技术的第三实施例中的车辆的示意性平面图。
[0025]图10是本专利技术的第四实施例中的车辆的示意性平面图。
[0026]图11是本专利技术的第四实施例中的车辆的变形例的示意性平面图。
[0027]图12是本专利技术的第五实施例中的车辆所搭载的控制装置的功能框图。
[0028]图13是现有技术与本专利技术的比较说明图。
具体实施方式
[0029]以下，参照附图说明本专利技术的实施例。在以下的说明中，对同一构成要素标注同一附图标记。这些名称以及功能相同，避免重复说明。在以下的说明中，将汽车、轨道车等可变速驱动的旋转电机作为对象，但本专利技术的效果不限于此，能够应用于包含定速的旋转电机整体。另外，旋转电机可以为永磁同步电机，也可以为其他旋转电机。另外，在以下的说明中，主要以外转子型的旋转电机为对象，但也可以为内转子型的旋转电机。另外，线圈的材质可以为铜也可以为铝，还可以为其他导电材料。另外，轴承可以为滚珠轴承，也可以为其他轴承。另外，主要以油等液体制冷剂为对象，但也可以为其他制冷剂。
[0030]【实施例1】
[0031]以下，使用图1～图3B说明本专利技术的第一实施例。另外，使用图13说明现有技术与本专利技术的比较。图1是本专利技术的第一实施例中的旋转电机剖面的说明图。图2是本专利技术的第一实施例中的轴承内部空隙的说明图。图3A是轴承摩擦系数与轴承的润滑油的粘度之间的关系的说明图，图3B是轴承的润滑油的温度与粘度之间的关系的说明图。图13是现有技术和本专利技术的比较说明图。
[0032]首先，说明现有技术与本专利技术的不同点。如图13所示，轴承的滑动损耗有伴随轴承温度的增加而减少的倾向。这是因为，随着轴承温度的上升，轴承的润滑油的粘度下降，滑动摩擦下降。在此，图13示出的轴承温度是指在现有的设计思想中通常采用的数值范围。即，横轴的中央部为旋转电机的平均的使用状态下的周围温度T0，横轴的下限为旋转电机
的使用环境温度下限值Tmin，横轴的上限为旋转电机运转时上限温度Tmax。
[0033]Tmax被设定为以维持在通常轴承内部的空隙(以下，轴承内部空隙)的状态、即以滚动体与轴承的内圈以及外圈之间确保了规定的间隙的状态容许旋转电机运转的最大温度。若轴承温度超过Tmax则会因滚珠或滚子等滚动体的热膨胀，导致轴承内部空隙缩小，滚动体会引起滑动摩擦，从而导致滑动损耗增加。最差的情况下在壳体上会产生滚动体与内圈以及外圈之间的磨损，因此，有引起轴承损坏或旋转电机锁止、与之相伴地产生过电流、甚至引起线圈烧损等的危险。因此，Tmax被设计为以能够足够确保轴承内部空隙的方式具有裕度的数值。
[0034]参照图13，说明相对于大型轴承和小型轴承的轴承温度的滑动损耗的不同。大型轴承是指，公称轴承外径约180mm～约800mm的轴承，小型轴承是指，公称轴承内径为10mm以上～约为80mm的轴承。
[0035]如图13所示，就大型轴承而言，相对于小型轴承其滑动损耗变大，除此之外相对于轴承温度的依存性(图13的曲线的斜率)也变大。前者的理由是因为在大型轴承中滑动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种旋转电机，其具备具有多个线圈以及卷绕有所述多个线圈的定子铁芯的定子、隔着规定的间隙旋转自如地支承于所述定子的转子、保持所述转子的转子壳体、以及使所述转子壳体旋转自如地支承所述转子壳体的第1轴承和第2轴承，所述旋转电机的特征在于，具备：第1流路形成体，其形成向从所述定子铁芯突出的线圈末端部流通制冷剂的第1流路；第1壳体部，其形成所述第1轴承的收容空间，并且与所述第1流路形成体的所述第1流路相连且利用制冷剂填充该收容空间；第2流路形成体，其形成向相对于所述线圈末端部配置在轴向相反一侧的线圈末端部流通制冷剂的第2流路；以及第2壳体部，其形成所述第2轴承的收容空间，并且与所述第2流路形成体的所述第2流路相连且利用制冷剂填充该收容空间。2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述制冷剂为液体。3.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，在从所述转子的径向观察的情况下，所述第1轴承和所述第2轴承的某一方或者双方在所述线圈末端部的外径侧配置在与该线圈末端部重叠的位置。4.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，在从支承所述转子的轴的轴向观察的情况下，所述第1轴承和所述第2轴承的某一方或者双方配置在与所述线圈末端部重叠的位置。5.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥晓史，须藤哲也，伊藤诚，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：