特表 2024-522929 油冷中空回転軸構造及び油冷ロータ構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-21

(54)【発明の名称】油冷中空回転軸構造及び油冷ロータ構造

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/32 20060101AFI20240614BHJP

【ＦＩ】

H02K1/32 Z

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024500083

(86)(22)【出願日】2021-10-29

(85)【翻訳文提出日】2024-01-04

(86)【国際出願番号】 CN2021127367

(87)【国際公開番号】W WO2023279591

(87)【国際公開日】2023-01-12

(31)【優先権主張番号】202110754877.X

(32)【優先日】2021-07-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】518240336

【氏名又は名称】合肥巨一動力系統有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】▲範▼佳▲倫▼

(72)【発明者】

【氏名】程勇

(72)【発明者】

【氏名】▲顧▼杰

(72)【発明者】

【氏名】李▲躍▼▲華▼

【テーマコード（参考）】

5H601

【Ｆターム（参考）】

5H601AA16

5H601CC01

5H601DD01

5H601DD09

5H601DD11

5H601DD30

5H601EE26

5H601GA02

5H601GE02

5H601GE11

5H601GE15

(57)【要約】

【解決手段】油冷中空回転軸構造は、第１接続部（１）と第２接続部（２）を含み、第１接続部（１）は、互いに接続される第１軸端（１１）と第１軸体（１２）とを含み、第２接続部（２）は、互いに接続される第２軸端（２１）と第２軸体（２２）とを含み、第１軸体（１２）と第２軸体（２２）は、封止接続されて回転軸軸体を構成し、第１接続部（１）内には、ブラインドビア腔（１３）が設けられ、ブラインドビア腔（１３）の第２接続部（２）へ向かう側は、開口され、第２軸端（２１）内には、互いに連通する油注入孔（２３）と第１内腔（２４）とが設けられ、第２軸体（２２）内には、第２内腔（２５）が設けられ、第２内腔（２５）は、第１内腔（２４）に連通し、第２軸体（２２）端部には、封止プラグ（２６）が設けられ、封止プラグ（２６）は、ブラインドビア腔（１３）と第２内腔（２５）とを仕切り、回転軸軸体には、軸方向油路（３）が設けられ、軸方向油路（３）は、第２内腔（２５）に連通し、軸方向油路（３）には、第１油通過孔（３１）と第２油通過孔（３２）とが接続され、冷却油は、第１油通過孔（３１）と第２油通過孔（３２）とを経由して回転軸軸体から流れ出る。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

油冷中空回転軸構造であって、
第１接続部及び第２接続部を備え、前記第１接続部は、互いに接続される第１軸端と第１軸体とを含み、前記第２接続部は、互いに接続される第２軸端と第２軸体とを含み、前記第１軸体と前記第２軸体とは、封止接続されて回転軸軸体を構成し、前記第１接続部内には、ブラインドビア腔が設けられ、前記ブラインドビア腔の前記第２接続部へ向かう側は、開口され、前記第２軸端内には、互いに連通する油注入孔と第１内腔とが設けられ、前記第２軸体内には、第２内腔が設けられ、前記第２内腔は、前記第１内腔に連通し、前記第２軸体の端部には、封止プラグが設けられ、前記封止プラグは、前記ブラインドビア腔と前記第２内腔とを仕切り、前記回転軸軸体には、軸方向油路が設けられ、前記軸方向油路は、前記第２内腔に連通し、前記軸方向油路には、第１油通過孔及び第２油通過孔が更に接続され、冷却油は、前記第１油通過孔と前記第２油通過孔とを経由して前記回転軸軸体から流れ出ることを特徴とする油冷中空回転軸構造。

【請求項2】

前記第２軸体の端部には、環状取付板が設けられ、前記環状取付板は、前記ブラインドビア腔の内部に挿入され、前記封止プラグは、椀状を呈し、前記封止プラグは、前記環状取付板の内部に押し込まれ、前記第２内腔と前記ブラインドビア腔とをシールして仕切ることを特徴とする請求項１に記載の油冷中空回転軸構造。

【請求項3】

前記ブラインドビア腔内部には、内方へ突出する長尺状の突条が複数設けられ、前記ブラインドビア腔の開口に位置する前記突条端部には、係止口が設けられ、前記第１軸体と前記第２軸体は、前記係止口と前記環状取付板との締り嵌めによって位置決めされてから、円周溶接によって一体化されることを特徴とする請求項２に記載の油冷中空回転軸構造。

【請求項4】

前記軸方向油路は、第１油路及び第２油路を含み、前記第１油路は、前記突条上に設けられ、前記第２油路は、前記第２軸体上に設けられ、前記第１油路と前記第２油路とは、１対１で対応することを特徴とする請求項３に記載の油冷中空回転軸構造。

【請求項5】

前記第１内腔と前記第２内腔は、貯油腔を構成することを特徴とする請求項１に記載の油冷中空回転軸構造。

【請求項6】

請求項１～５の何れか一項に記載の油冷中空回転軸構造を備えることを特徴とする油冷ロータ構造。

【請求項7】

第１プラテン、第２プラテン及びロータコアを更に備え、前記回転軸軸体は、前記ロータコアの中心に取り付けられ、前記ロータコアの前記第１軸端に近接する側には、前記第１プラテンが設けられ、前記ロータコアの前記第２軸端に近接する側には、第２プラテンが設けられ、前記第１プラテンの外側には、前記第１油通過孔に連通する第１導油溝が設けられ、冷却油は、前記軸方向油路から前記第１油通過孔に流れ込んでから前記第１導油溝を経由して流れ出て、前記ロータコアには、油分岐路が設けられ、前記第２プラテンの内側には、接続油溝が設けられ、前記接続油溝は、前記第２油通過孔を前記油分岐路に連通させ、前記第１プラテンの内側には、前記油分岐路に連通する第２導油溝が更に設けられ、冷却油は、前記軸方向油路から前記第２油通過孔へ流れ込んでから前記接続油溝及び前記油分岐路を通過し、最終的に、前記第２導油溝を経由して流れ出ることを特徴とする請求項６に記載の油冷ロータ構造。

【請求項8】

前記第２導油溝は、互いに連通する主溝体と油排出孔とを含み、前記主溝体は、前記油分岐路に連通し、前記油排出孔は、外周縁へ発散し、且つ各前記油排出孔は、何れも時計回り又は反時■回りに傾斜して設けられていることを特徴とする請求項７に記載の油冷ロータ構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ技術分野に属し、具体的には、油冷中空回転軸構造及び油冷ロータ構造に関する。

【背景技術】

【0002】

モータ電力の要求が益々高くなるに伴い、モータに対する放熱要求が徐々に高くなり、モータの放熱方式も変化する。冷却油によってモータ発熱部品に対して直接冷却放熱を行うことは、広く運用されている対策案である。現在、油冷モータのよく見られる油路形態は、下記の通りである。外部油がモータに進入した後、第１本の油路がハウジングに導入され、ハウジング上の油路又は噴油孔を介してステータコア及び端部巻き線を冷却し、第２本の油路がエンドキャップ上の油路を介して中空回転軸の内部油路に進入し、更にロータ内部油路に進入することにより、ロータコア及び磁性鋼を冷却し、それとともに、ロータから出た油が端部線被覆体内側にシャワーされて線被覆体を冷却することが可能である。その中、中空回転軸の内腔を油路の一部分として用いることは、主流構造であり、その典型的な構造は、図１に示される。即ち、冷却油は、回転軸一端から回転軸の内腔に進入し、腔の内部で集液されてから、高速遠心力の作用で回転軸の径方向孔を通ってコア内部油路に進入することにより、ロータを冷却する作用を果たす。しかし、このような構造は、以下の欠点が存在する。送油ニーズのみを満たすために小さい腔を形成すると、ロータ重量が大きくて軽量化設計要求を満たせない一方、軽量化設計を満たすために大きい腔を形成すると、ロータ内部で大量の油液が集液されてロータの動的不平衡値が増加するだけではなく、回動時に油液が湧き上がり、ＮＶＨ性能が低下し、トルク変動が大きくなる。したがって、上記問題を解決できる油冷中空回転軸構造の提供は、急務となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】（国際調査報告を参照）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記存在する技術問題に鑑みて、本発明は、軽量化設計、組み付けプロセス性及び導油を保証する前提で、中空回転軸内部の油液集液による問題をできるだけ減少することが可能である油冷中空回転軸構造を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、以下の解決手段を講じる。
油冷中空回転軸構造は、第１接続部及び第２接続部を備え、前記第１接続部は、互いに接続される第１軸端と第１軸体とを含み、前記第２接続部は、互いに接続される第２軸端と第２軸体とを含み、前記第１軸体と前記第２軸体とは、封止接続されて回転軸軸体を構成し、前記第１接続部内には、ブラインドビア腔が設けられ、前記ブラインドビア腔の前記第２接続部へ向かう側は、開口され、前記第２軸端内には、互いに連通する油注入孔と第１内腔とが設けられ、前記第２軸体内には、第２内腔が設けられ、前記第２内腔は、前記第１内腔に連通し、前記第２軸体の端部には、封止プラグが設けられ、前記封止プラグは、前記ブラインドビア腔と前記第２内腔とを仕切り、前記回転軸軸体には、軸方向油路が設けられ、前記軸方向油路は、前記第２内腔に連通し、前記軸方向油路には、第１油通過孔及び第２油通過孔が更に接続され、冷却油は、前記第１油通過孔と前記第２油通過孔とを経由して前記回転軸軸体から流れ出る。

【0006】

好ましくは、前記第２軸体の端部には、環状取付板が設けられ、前記環状取付板は、前記ブラインドビア腔の内部に挿入され、前記封止プラグは、椀状を呈し、前記封止プラグは、前記環状取付板の内部に押し込まれ、前記第２内腔と前記ブラインドビア腔とをシールして仕切る。

【0007】

好ましくは、前記ブラインドビア腔内部には、内方へ突出する長尺状の突条が複数設けられ、前記ブラインドビア腔の開口に位置する前記突条端部には、係止口が設けられ、前記第１軸体と前記第２軸体は、前記係止口と前記環状取付板との締り嵌めによって位置決めされてから、円周溶接によって一体化される。

【0008】

好ましくは、前記軸方向油路は、第１油路及び第２油路を含み、前記第１油路は、前記突条上に設けられ、前記第２油路は、前記第２軸体上に設けられ、前記第１油路と前記第２油路とは、１対１で対応する。

【0009】

好ましくは、前記第１内腔と前記第２内腔は、貯油腔を構成する。

【0010】

油冷ロータ構造は、上記油冷中空回転軸構造を備える。

【0011】

好ましくは、第１プラテン、第２プラテン及びロータコアを更に備え、前記回転軸軸体は、前記ロータコアの中心に取り付けられ、前記ロータコアの前記第１軸端に近接する側には、前記第１プラテンが設けられ、前記ロータコアの前記第２軸端に近接する側には、第２プラテンが設けられ、前記第１プラテンの外側には、前記第１油通過孔に連通する第１導油溝が設けられ、冷却油は、前記軸方向油路から前記第１油通過孔に流れ込んでから前記第１導油溝を経由して流れ出て、前記ロータコアには、油分岐路が設けられ、前記第２プラテンの内側には、接続油溝が設けられ、前記接続油溝は、前記第２油通過孔を前記油分岐路に連通させ、前記第１プラテンの内側には、前記油分岐路に連通する第２導油溝が更に設けられ、冷却油は、前記軸方向油路から前記第２油通過孔へ流れ込んでから前記接続油溝及び前記油分岐路を通過し、最終的に、前記第２導油溝を経由して流れ出る。

【0012】

好ましくは、前記第２導油溝は、互いに連通する主溝体と油排出孔とを含み、前記主溝体は、前記油分岐路に連通し、前記油排出孔は、外周縁へ発散し、且つ各前記油排出孔は、何れも時計回り又は反時■回りに傾斜して設けられている。

【発明の効果】

【0013】

本発明は、以下の有利な作用効果を有する。
本発明の中空回転軸構造は、第１接続部及び第２接続部を備え、第２接続部の第２軸体端部に封止プラグが設けられ、封止プラグがブラインドビア腔と第２内腔とを仕切ることにより、第２接続部内の第１内腔と第２内腔とが貯油腔を形成する。本発明では、回転軸構造の軽量化設計を保証する前提で、中空回転軸構造内部の油液の集液を効果的に減少することができ、ロータアセンブリの動的不平衡への影響を軽減することに寄与し、更にＮＶＨ性能を向上させ、トルク変動を低減する。本発明では、第１軸体及び第２軸体の分割位置を調整することにより、貯油腔の大きさを制御することができ、更に異なるロータコアの給油需要を満たすことができる。本発明の構造は、簡単であり、実現されやすく、コストが低い。

【0014】

以下では、図面及び実施例を用いて本発明を更に記述する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】従来技術における油冷中空回転軸構造の模式図である。

【図2】本発明における油冷中空回転軸構造の模式図である。

【図3】本発明の第１接続部の立体構造模式図である。

【図4】本発明の第２接続部の立体構造模式図である。

【図5】本発明の油冷ロータ構造の模式図である。

【図6】本発明の第１プラテンの模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の目的、技術案及び利点がより明瞭になるように、以下では具体的な実施形態及び図面を用いて本発明を更に詳細に説明する。これらの記述が単に例示であり、本発明の範囲を制限するものではないことは、理解されるべきである。また、以下の説明では、本発明の概念が不必要に混同されないように、周知の構造及び技術に対する記述を省略する。

【0017】

図２～図３に示すように、油冷中空回転軸構造は、第１接続部１及び第２接続部２を備え、第１接続部１は、互いに接続される第１軸端１１と第１軸体１２とを含み、第２接続部２は、互いに接続される第２軸端２１と第２軸体２２とを含み、第１軸体１２と第２軸体２２とは、封止接続されて回転軸軸体を構成し、第１軸端１１上には、スプラインが設けられ、第１接続部１内には、ブラインドビア腔１３が設けられ、ブラインドビア腔１３の第２接続部２へ向かう側は、開口され、且つブラインドビア腔１３内部には、内方へ突出する長尺状の突条１４が４つ設けられ、ブラインドビア腔１３の開口に位置する突条１４端部には、係止口１５が設けられている。

【0018】

第２軸端２１内には、互いに連通する油注入孔２３と第１内腔２４とが設けられ、第２軸体２２内には、第２内腔２５が設けられ、第２内腔２５は、第１内腔２４に連通し、第２軸体２２の端部には、ブラインドビア腔１３と第２内腔２５とを仕切るための封止プラグ２６が設けられ、当該封止プラグ２６は、椀状を呈し、第２軸体２２の端部には、環状取付板２７が更に設けられ、環状取付板２７は、ブラインドビア腔１３の内部に挿入され、封止プラグ２６は、環状取付板２７の内部に押し込まれ、第２内腔２５とブラインドビア腔１３とをシールして仕切ることにより、第１内腔２４と第２内腔２５とは、貯油腔を構成する。

【0019】

回転軸軸体には、軸方向油路３が設けられ、軸方向油路３は、第２内腔２５に連通し、軸方向油路３には、第１油通過孔３１と第２油通過孔３２とが更に接続され、冷却油は、第１油通過孔３１と第２油通過孔３２とを経由して回転軸軸体から流れ出て、当該軸方向油路３は、４条あり、且つ各軸方向油路３は、第１油路３３と第２油路３４とによって構成され、第１油路３３は、突条１４に設けられ、第２油路３４は、第２軸体２２に設けられ、第１油路３３と第２油路３４は、１対１で対応する。

【0020】

加工過程において、第１接続部１と第２接続部２とは、鍛圧によって成形されてもよく、その後、荒加工が行われ、第１接続部１の第１軸体１２と第２接続部２の第２軸体２２は、係止口１５と環状取付板２７との締り嵌めによって位置決めされ、且つ各第１油路３３が対応する第２油路３４に１対１で合わせて位置決め、組み付けの完了後、円周溶接によって一体となり、最終的に仕上げ加工を行う。

【0021】

図５と図６に示すように、油冷ロータ構造は、上記油冷中空回転軸構造を備え、当該油冷ロータ構造は、第１プラテン４、第２プラテン５及びロータコア６を更に含み、回転軸軸体は、ロータコア６の中心に取り付けられ、ロータコア６の第１軸端１１に近接する側には、第１プラテン４が設けられ、ロータコア６の第２軸端２１に近接する側には、第２プラテン５が設けられ、第１プラテン４の外側には、第１油通過孔３１に連通する第１導油溝４１が設けられ、冷却油は、軸方向油路３から第１油通過孔３１へ流れ込んでから第１導油溝４１を経由して流れ出て、ロータコア６には、油分岐路６１が設けられ、第２プラテン５の内側には、接続油溝５１が設けられ、接続油溝５１は、第２油通過孔３２を油分岐路６１に連通させ、第１プラテン４の内側には、油分岐路６１に連通する第２導油溝４２が更に設けられ、冷却油は、軸方向油路３から第２油通過孔３２へ流れ込んでから接続油溝５１及び油分岐路６１を通過し、最終的に第２導油溝４２を経由して流れ出る。第２導油溝４２は、互いに連通する主溝体４２１と油排出孔４２２とを含み、主溝体４２１は、油分岐路６１に連通し、油排出孔４２２は、外周縁へ発散し、且つ各油排出孔４２２は、何れも時計回り又は反時■回りに傾斜して設けられている。

【0022】

使用過程において、冷却油が、第２軸端２１の油注入孔２３から進入し、貯油腔内部で集液され、その後、高速遠心力の作用で回転軸軸体の軸方向油路３に進入し、その後、第２油通過孔３２を通って接続油溝５１を経由した後で油分岐路６１に進入し、最終的に第２導油溝４２を経由して流れ出て、且つ、油分岐路６１がコア内部油路にあることにより、ロータに対する冷却を達成するとともに、もう一部の冷却油が第１油通過孔３１を通って第１プラテン４に進入して第１導油溝４１を経由して流れ出る。

【0023】

本発明では、回転軸構造の軽量化設計を保証する前提で、中空回転軸構造内部の油液の集液を効果的に減少することができ、ロータアセンブリの動的不平衡への影響を軽減することに寄与し、更にＮＶＨ性能を向上させ且つトルク変動を低減する。本発明では、第１軸体１２及び第２軸体２２の分割位置を調整することにより、貯油腔の大きさを制御することができ、更に異なるロータコア６の給油需要を満たすことができる。本発明の構造は、簡単であり、実現されやすく、コストが低い。

【0024】

本発明の上記具体的な実施形態が例示的な説明又は本発明の原理の解釈のために用いられ、本発明に対する制限を構成しないことは、理解されるべきである。したがって、本発明の精神及び範囲から逸脱しない場合になされた如何なる変更、均等物による置換、改良等は、何れも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。また、本発明が添付する請求項は、請求項の範囲及び境界内のものや、このような範囲及び境界の均等形態内の全ての変化及び変更例をカバーすることを意図する。

【符号の説明】

【0025】

１ 第１接続部
１１ 第１軸端
１２ 第１軸体
１３ ブラインドビア腔
１４ 突条
１５ 係止口
２ 第２接続部
２１ 第２軸端
２２ 第２軸体
２３ 油注入孔
２４ 第１内腔
２５ 第２内腔
２６ 封止プラグ
２７ 環状取付板
３ 軸方向油路
３１ 第１油通過孔
３２ 第２油通過孔
３３ 第１油路
３４ 第２油路
４ 第１プラテン
４１ 第１導油溝
４２ 第２導油溝
４２１ 主溝体
４２２ 油排出孔
５ 第２プラテン
５１ 接続油溝
６ ロータコア
６１ 油分岐路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】