特開 2023-84793 回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023084793

(43)【公開日】2023-06-20

(54)【発明の名称】回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/16 20060101AFI20230613BHJP

   H02K 5/20 20060101ALI20230613BHJP

   H02K 5/173 20060101ALI20230613BHJP

【ＦＩ】

H02K5/16 Z

H02K5/20

H02K5/173 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021199090

(22)【出願日】2021-12-08

(71)【出願人】

【識別番号】000006105

【氏名又は名称】株式会社明電舎

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100116001

【弁理士】

【氏名又は名称】森 俊秀

(74)【代理人】

【識別番号】100208580

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 玲奈

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 洋平

(72)【発明者】

【氏名】大石 貴彦

【テーマコード（参考）】

5H605

【Ｆターム（参考）】

5H605AA01

5H605AA04

5H605AA07

5H605CC02

5H605CC04

5H605DD12

5H605DD13

5H605EB21

(57)【要約】

【課題】ベアリングへのオイルの供給構造を改善した回転電機を提供することである。
【解決手段】本発明の一態様に係る回転電機は、中心軸に沿って延びるシャフトを有するロータと、前記ロータとエアギャップを介して配置されたステータと、前記シャフトを軸支するベアリングと、前記ベアリングの径方向外側に配置されたブラケットと、を備え、前記ブラケットは、径方向に延びるリブを有し、前記リブは、前記ベアリングにオイルを供給する油路を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心軸に沿って延びるシャフトを有するロータと、
前記ロータとギャップを介して配置されたステータと、
前記シャフトを軸支するベアリングと、
前記ベアリングの径方向外側に配置されたブラケットと、
を備え、
前記ブラケットは、径方向に延びるリブを有し、
前記リブは、前記ベアリングにオイルを供給する油路を有する、
回転電機。

【請求項2】

前記油路は、前記ベアリングの鉛直方向上側から前記ベアリングに向けて延びる、
請求項１に記載の回転電機。

【請求項3】

前記ブラケットは、前記油路を有する面の反対側の面に突起部を有する、
請求項１又は２に記載の回転電機。

【請求項4】

前記ブラケットは、径方向内側から径方向外側に向けて放射状に延びる複数の放射状リブと、前記ベアリングの配置位置を円内に含む複数の円状リブと、を有する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機。

【請求項5】

前記ブラケットは、前記油路を有するリブと前記複数の放射状リブ及び前記複数の円状リブにより振動を抑制する、
請求項４に記載の回転電機。

【請求項6】

前記ブラケットは、前記ロータの軸方向一方側に配置された一方側ブラケットであり、前記一方側ブラケットは、前記ロータの回転を制御するインバータを収容するインバータケースを兼ねる、
請求項１から５のいずれか１項に記載の回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、冷却や潤滑のため、ステータやペアリングにオイルを供給する回転電機が知られている。特許文献１に記載の発明では、ステータを冷却したオイルがベアリングに到達するように油路を設けている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－３０２８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、ベアリングにオイルを到達させるための油路を設ける必要があるために構造が複雑化し、コストも高くなってしまうという問題があった。

【0005】

また、上部からベアリングに向けてオイルを噴射するような場合、ベアリングまで距離があるとオイルが拡散しやすく、冷却や潤滑の効率が悪いという問題があった。

【0006】

本発明は、ベアリングへのオイルの供給構造を改善した回転電機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係る回転電機は、中心軸に沿って延びるシャフトを有するロータと、前記ロータとエアギャップを介して配置されたステータと、前記シャフトを軸支するベアリングと、前記ベアリングの径方向外側に配置されたブラケットと、を備え、前記ブラケットは、径方向に延びるリブを有し、前記リブは、前記ベアリングにオイルを供給する油路を有する。

【0008】

上記の一態様の回転電機において、前記油路は、前記ベアリングの鉛直方向上側から前記ベアリングに向けて延びる。

【0009】

上記の一態様の回転電機において、前記ブラケットは、前記油路を有する面の反対側の面に突起部を有する。

【0010】

上記の一態様の回転電機において、前記ブラケットは、径方向内側から径方向外側に向けて放射状に延びる複数の放射状リブと、前記ベアリングの配置位置を円内に含む複数の円状リブと、を有する。

【0011】

上記の一態様の回転電機において、前記ブラケットは、前記油路を有するリブと前記複数の放射状リブ及び前記複数の円状リブにより振動を抑制する。

【0012】

上記の一態様の回転電機において、前記ブラケットは、前記ロータの軸方向一方側に配置された一方側ブラケットであり、前記一方側ブラケットは、前記ロータの回転を制御するインバータを収容するインバータケースを兼ねる。

【発明の効果】

【0013】

本発明の一態様によれば、ベアリングへのオイルの供給構造を改善した回転電機を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施例１に係るモータユニットの斜視図である。

【図2】図１のモータユニット１０を、Ｘ軸と直交し中心軸Ｊを通る面で切断して示す側断面図である。

【図3】インバータケース２００を軸方向他方側から見た側面図である。

【図4】ブラケット３００を軸方向一方側から見た側面図である。

【図5】ブラケット３００を軸方向他方側から見た側面図である。

【図6】図５のブラケット３００のＣ－Ｃ´断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照しながら、本発明に係る回転電機の一実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各構成をわかり易くするために、実際の構造と各構造における縮尺及び数等を異ならせる場合がある。

【0016】

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｙ軸方向は、図１に示す中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。Ｚ軸方向は、中心軸Ｊに対する径方向のうち図１の上下方向とする。Ｘ軸方向は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の両方と直交する方向とする。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向のいずれにおいても、図中に示す矢印が指す側を＋側、反対側を－側とする。

【0017】

また、以下の説明においては、Ｙ軸方向の正の側（＋Ｙ側）を「一方側」と呼び、Ｙ軸方向の負の側（－Ｙ側）を「他方側」と呼ぶ。なお、一方側及び他方側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係及び方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｙ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。径方向において中心軸Ｊに近づく側を「径方向内側」と呼び、中心軸Ｊから遠ざかる側を「径方向外側」と呼ぶ。

【0018】

なお、本明細書において、「軸方向に延びる」とは、厳密に軸方向（Ｙ軸方向）に延びる場合に加えて、軸方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、本明細書において、「径方向に延びる」とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向（Ｙ軸方向）に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また「平行」とは、厳密に平行な場合に加えて、互いに成す角が４５°未満の範囲で傾いた場合も含む。

【実施例0019】

図１は、本発明の実施例１に係るモータユニットの斜視図である。図１のモータユニット１０は、回転電機の一例である。図２は、図１のモータユニット１０を、Ｘ軸と直交し中心軸Ｊを通る面で切断して示す側断面図である。

【0020】

モータユニット１０は、モータケース１００に、モータ１５０（図２参照）を収容して構成される。モータケース１００は、円筒形状の部材であり、軸方向一方側及び軸方向他方側が開口している。モータケース１００の軸方向一方側の開口はインバータケース２００で塞がれ、モータケース１００の軸方向他方側の開口はブラケット３００で塞がれる。モータユニット１０は、例えば、電気自動車の駆動用モータとして用いることが出来る。

【0021】

モータ１５０は、中心軸Ｊに沿って延びるシャフト４００を有するロータ１７０と、ロータ１７０の径方向外側にエアギャップを介して配置されたステータ１６０と、を有する。シャフト４００は、中心軸Ｊを回転軸にして回転可能なようにベアリング５０１及び５０２によって軸支される。モータケース１００は、ステータ１６０を径方向外側から覆うことで、モータ１５０を収容する。ステータ１６０は、軸方向一方側にコイルエンド１６１を有し、軸方向他方側にコイルエンド１６２を有する。

【0022】

インバータケース２００は、ロータ１７０の回転を制御するインバータ（不図示）を収容するケースであり、中空のほぼ立方体形状である。インバータケース２００は、インバータケース２００の軸方向他方側の面が軸方向と直交するように配置される。

【0023】

インバータケース２００の軸方向他方側の壁部は、モータケース１００の軸方向一方側の開口を塞ぐブラケットの役割を果たす。インバータケース２００は、軸方向他方側の壁部に、軸方向に貫通する孔２２０（図３参照）を有する。孔２２０は、軸方向他方側に、軸方向一方側の径よりも大径の大径部２２１を有する。ベアリング５０１の外輪は孔２２０の大径部２２１に嵌まって固定される。すなわち、インバータケース２００の軸方向他方側の壁部は、ベアリング５０１を径方向外側から覆う。ベアリング５０１の内輪には、シャフト４００が固定される。インバータケース２００は、軸方向他方側の壁部に、軸方向他方側の面から軸方向他方側に延びるリブ２１１を有する。リブ２１１は、インバータケース２００の軸方向他方側の壁部の強度を補強する。インバータケース２００は、軸方向他方側端部に、モータケース１００と接する面２１０を有する。

【0024】

ブラケット３００は、モータケース１００の軸方向他方側の開口を塞ぐブラケットである。ブラケット３００は、ほぼ円板形状であり、その円板の面が軸方向と直交するように配置される。

【0025】

ブラケット３００は、軸方向に貫通する孔３２０（図４参照）を有する。孔３２０は、軸方向一方側に、軸方向他方側の径よりも大径の大径部３２１を有する。ベアリング５０２の外輪は孔３２０の大径部３２１に嵌まって固定される。ベアリング５０２の内輪には、シャフト４００が固定される。ブラケット３００は、軸方向一方側の面から軸方向一方側に延びるリブ３１１を有する。リブ３１１は、ブラケット３００の強度を補強する。ブラケット３００は、軸方向一方側端部に、モータケース１００と接する面３１０を有する。

【0026】

モータケース１００は、円筒形状の壁面を軸方向に貫通する孔１０２を有する。また、モータケース１００は、孔１０２から－Ｘ側に延びて、円筒形状の壁面を貫通する孔１０１を有する。孔１０１は、外部からモータケース１００内にオイルを供給するための孔である。孔１０１から孔１０２へ流入したオイルは、図中の矢印Ａが指す方向（軸方向一方側）及び矢印Ｂが指す方向（軸方向他方側）へと流れる。

【0027】

モータユニット１０は、ベアリング５０１及び５０１の配置位置の鉛直方向上側に、モータケース１００の孔１０２が位置する向きで、使用環境に設置される。モータケース１００は、孔１０２からコイルエンド１６１の鉛直方向上側へと貫通する孔１０４を有する。孔１０２から孔１０４へ流入したオイルは、自重によりコイルエンド１６１に達し、コイルエンド１６１を冷却する。モータケース１００は、孔１０２からコイルエンド１６２の鉛直方向上側へと貫通する孔１０３を有する。孔１０２から孔１０３へ流入したオイルは、自重によりコイルエンド１６２に達し、コイルエンド１６２を冷却する。

【0028】

インバータケース２００は、孔１０２からベアリング５０１の鉛直方向上側へと貫通する孔２０１を有する。孔１０２から孔２０１へ流入したオイルは自重により落下する。ブラケット３００は、孔１０２からベアリング５０２の鉛直方向上側へと貫通する孔３０１を有する。孔１０２から孔３０１へ流入したオイルは自重により落下する。

【0029】

図３は、インバータケース２００を軸方向他方側から見た側面図である。インバータケース２００の面２１０は、モータケース１００と接する面である。面２１０は、孔２０１がモータケース１００の孔１０２に向けて開口したオイルの流入口である開口２０１ａを有する。

【0030】

インバータケース２００は、軸方向他方側の面である面２５０に、面２５０から軸方向他方側に突出するリブ２５１及びリブ２５２を有する。リブ２５１は、ベアリングの配置位置である大径部２２１を円内に含む複数の円状リブである。リブ２５２は、径方向内側から径方向外側に向けて放射状に延びる複数の放射状リブである。インバータケース２００は、リブ２１１、２１２、２５１及び２５２により強度が補強されて、振動を抑制する。ブラケットの役割を果たすインバータケース２００のリブ２１１、２１２、２５１及び２５２は。中心から複数の放射状及び円状のリブが交差する構造であり、インバータケース２００の肉厚を薄くすることで重量を大幅に下げ、一方リブ構造で剛性を確保し振動を抑制する効果がある。

【0031】

リブ２１１及びリブ２１２は、放射状リブであるリブ２５２の一例である。リブ２１１及びリブ２１２は、その間に油路２１３を有する。油路２１３は、リブ２１１及びリブ２１２よりも軸方向一方側に凹んでいる。油路２１３の鉛直方向上側の開口は、孔２０１に繋がる。油路２１３は、孔２０１から鉛直方向下側に延び、大径部２２１に達する。油路２１３の鉛直方向下側の開口は、大径部２２１に繋がる。本実施形態によれば、インバータケース２００を補強するリブ２１１及び２１２が油路２１３を有する構造としたため、構造を複雑化することなく、コストの上昇も防ぐことが出来る。

【0032】

インバータケース２００の大径部２２１は、面２５０よりも軸方向他方側に位置する面２５３の径方向内側部分を、軸方向一方側に凹ませることで形成される。大径部２２１にはベアリング５０１が固定される。油路２１３は、ベアリング５０１にオイルを供給する。孔２０１から流れ出たオイルは、油路２１３がない場合には、飛散してしまい、ベアリング５０１の潤滑に十分な量がベアリング５０１に到達しないおそれがある。本実施形態によれば、孔２０１から流れ出たオイルは、油路２１３に沿って流下するため、ベアリング５０１の潤滑に十分な量がベアリング５０１に到達する。本実施形態によれば、油路２１３からベアリング５０１までの距離が短いため、オイルが拡散せず、冷却や潤滑の効率をよくすることが出来る。

【0033】

図４は、ブラケット３００を軸方向一方側から見た側面図である。ブラケット３００の面３１０は、モータケース１００と接する面である。面３１０は、孔３０１がモータケース１００の孔１０２に向けて開口したオイルの流入口である開口３０１ａを有する。

【0034】

ブラケット３００は、軸方向一方側の面である面３５０に、面３５０から軸方向一方側に突出するリブ３５１及びリブ３５２を有する。リブ３５１は、ベアリングの配置位置である大径部３２１を円内に含む複数の円状リブである。リブ３５２は、径方向内側から径方向外側に向けて放射状に延びる複数の放射状リブである。ブラケット３００は、リブ３１１，３１２、３５１及び３５２により強度が補強されて、振動を抑制する。ブラケット３００のリブ３１１、３１２、３５１及び３５２は。中心から複数の放射状及び円状のリブが交差する構造であり、ブラケット３００の肉厚を薄くすることで重量を大幅に下げ、一方リブ構造で剛性を確保し振動を抑制する効果がある。

【0035】

リブ３１１及びリブ３１２は、放射状リブであるリブ３５２の一例である。リブ３１１及びリブ３１２は、その間に油路３１３を有する。油路３１３は、リブ３１１及びリブ３１２よりも軸方向一方側に凹んでいる。油路３１３の鉛直方向上側の開口は、孔３０１に繋がる。油路３１３は、孔３０１から鉛直方向下側に延び、大径部３２１に達する。油路３１３の鉛直方向下側の開口は、大径部３２１に繋がる。本実施形態によれば、ブラケット３００を補強するリブ３１１及び３１２が油路３１３を有する構造としたため、構造を複雑化することなく、コストの上昇も防ぐことが出来る。

【0036】

ブラケット３００の大径部３２１は、面３５０よりも軸方向一方側に位置する面３５３の径方向内側部分を、軸方向他方側に凹ませることで形成される。大径部３２１にはベアリング５０２が固定される。油路３１３は、ベアリング５０２にオイルを供給する。孔３０１から流れ出たオイルは、油路３１３がない場合には、飛散してしまい、ベアリング５０２の潤滑に十分な量がベアリング５０１に到達しないおそれがある。本実施形態によれば、孔３０１から流れ出たオイルは、油路３１３に沿って流下するため、ベアリング５０２の潤滑に十分な量がベアリング５０２に到達する。本実施形態によれば、油路３１３からベアリング５０２までの距離が短いため、オイルが拡散せず、冷却や潤滑の効率をよくすることが出来る。

【0037】

図５は、ブラケット３００を軸方向他方側から見た側面図である。図６は、図５のブラケット３００のＣ－Ｃ´断面図である。ブラケット３００は、軸方向他方側の面である面３１５に、面３１５から軸方向他方側に突出するリブ３１７を有する。リブ３１７は、径方向内側から径方向外側に向けて放射状に延びる複数の放射状リブである。

【0038】

また、ブラケット３００は、軸方向他方側の面における、軸方向一方側に設けた油路３１３と軸方向で対向する位置に、面３１５から軸方向他方側に突出する突起部３１６を有する。すなわち、ブラケット３００は、油路３１３を有する面の反対側の面に突起部３１６を有する。突起部３１６を設けることで、ベアリング５０２の軸方向位置に合わせて、油路３１３の軸方向深さを定めることが出来る。また突起部３１６は、ブラケット３００の強度を補強する効果も備えている。

【0039】

本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行ってもよい。加えて、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0040】

１０…モータユニット１０…モータケース、２００…インバータケース、３００…ブラケット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】