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公開番号2021078280
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210520
出願番号2019204434
出願日20191112
発明の名称モータユニット
出願人日本電産株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02K 9/19 20060101AFI20210423BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】モータを効率的に冷却できるモータユニットを提供する。
【解決手段】モータと、モータを収容するハウジングと、ハウジング内に収容されるオイルと、を備える。モータのステータは、ステータコアと、コイルと、を有する。コイルは、ステータコアから軸方向両側にそれぞれ突出する一対のコイルエンドを有する。ハウジングには、オイルを循環させオイルをモータの上側からモータに供給する油路が設けられる。油路には、モータの上側に位置し軸方向に沿って延びる樋10が設けられる。樋10の軸方向両側には、それぞれ異なるコイルエンドにオイルを供給する流出部17がそれぞれ設けられる。樋10は、油路の上流側から供給されるオイルを受けるリザーブ領域Aと、リザーブ領域Aからそれぞれ軸方向両側の流出部17に向かって延びる一対の流路領域Bと、上側に突出しリザーブ領域Aと一対の流路領域Bとをそれぞれ区画する一対の堰16と、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
水平方向に延びるモータ軸を中心として回転するロータおよび前記ロータの径方向外側に位置するステータを有するモータと、
前記モータを収容するハウジングと、
前記ハウジング内に収容されるオイルと、を備え、
前記ステータは、
ステータコアと、
前記ステータコアに巻き付けられるコイルと、を有し、
前記コイルは、前記ステータコアから軸方向両側にそれぞれ突出する一対のコイルエンドを有し、
前記ハウジングには、前記オイルを循環させ前記オイルを前記モータの上側から前記モータに供給する油路が設けられ、
前記油路には、前記モータの上側に位置し軸方向に沿って延びる樋が設けられ、
前記樋の軸方向両側には、それぞれ異なる前記コイルエンドに前記オイルを供給する流出部がそれぞれ設けられ、
前記樋は、
前記油路の上流側から供給される前記オイルを受けるリザーブ領域と、
前記リザーブ領域からそれぞれ軸方向両側の前記流出部に向かって延びる一対の流路領域と、
上側に突出し前記リザーブ領域と一対の前記流路領域とをそれぞれ区画する一対の堰と、を有する、
モータユニット。
続きを表示(約 570 文字)【請求項2】
前記流路領域は、前記堰に隣接し前記堰側から前記流出部側に向かうに従って下側に傾斜する下り傾斜領域を有する、
請求項1に記載のモータユニット。
【請求項3】
前記流出部は、第1の流出口と、前記第1の流出口の下流側に位置する第2の流出口と、を有し、
前記流路領域は、前記下り傾斜領域と前記第2の流出口との間に位置し前記第2の流出口側に向かうに従って上側に傾斜する上り傾斜領域を有し、
前記第1の流出口は、前記下り傾斜領域と前記上り傾斜領域との間に位置し、前記樋の底部を上下方向に貫通する、
請求項2に記載のモータユニット。
【請求項4】
前記樋は、
軸方向に沿って延びる主樋と、
前記主樋の軸方向両側の端部からそれぞれ周方向一方側に向かって延びる一対の側樋と、を有し、
前記リザーブ領域および前記堰は、前記主樋に設けられ、
前記流路領域は、前記主樋と前記側樋に跨って設けられ、
前記流出部は、前記側樋に設けられる、
請求項1〜3の何れか一項に記載のモータユニット。
【請求項5】
前記主樋の前記流路領域は、前記側樋側に向かうに従い幅寸法が徐々に広がる、
請求項4に記載のモータユニット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、モータユニットに関する。
続きを表示(約 5,300 文字)【背景技術】
【0002】
モータは、駆動時に発熱するため、高トルクを生じさせるモータには、冷却構造が設けられる。特許文献1には、モータの上側に位置する冷媒流入口からモータに冷媒を供給してモータを冷却する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第5911033号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一般的にモータは、コイルの発熱量が最も顕著である。コイルは、ステータコアの軸方向両側にそれぞれ突出する一対のコイルエンドを有する。このため、一対のコイルエンドをそれぞれ直接的に冷却することで、モータを効率的に冷却できると考えられる。しかしながら、従来のモータの冷却構造では、一対のコイルエンドに均等にオイルを供給することができず、モータの冷却効率が低いという問題があった。
【0005】
本発明の一つの態様は、モータを効率的に冷却できるモータユニットの提供を目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のモータユニットの一つの態様は、水平方向に延びるモータ軸を中心として回転するロータおよび前記ロータの径方向外側に位置するステータを有するモータと、前記モータを収容するハウジングと、前記ハウジング内に収容されるオイルと、を備える。前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアに巻き付けられるコイルと、を有する。前記コイルは、前記ステータコアから軸方向両側にそれぞれ突出する一対のコイルエンドを有する。前記ハウジングには、前記オイルを循環させ前記オイルを前記モータの上側から前記モータに供給する油路が設けられる。前記油路には、前記モータの上側に位置し軸方向に沿って延びる樋が設けられる。前記樋の軸方向両側には、それぞれ異なる前記コイルエンドに前記オイルを供給する流出部がそれぞれ設けられる。前記樋は、前記油路の上流側から供給される前記オイルを受けるリザーブ領域と、前記リザーブ領域からそれぞれ軸方向両側の前記流出部に向かって延びる一対の流路領域と、上側に突出し前記リザーブ領域と一対の前記流路領域とをそれぞれ区画する一対の堰と、を有する。
【発明の効果】
【0007】
本発明の一つの態様によれば、モータを効率的に冷却できるモータユニットが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、一実施形態のモータユニットの概念図である。
図2は、一実施形態の樋の斜視図である。
図3は、一実施形態の樋の平面図である。
図4は、図3のIV−IV線に沿う樋の断面図である。
図5は、一実施形態の樋の側樋底部の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータユニットについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【0010】
以下の説明では、モータユニット1が水平な路面上に位置する車両に搭載された場合の位置関係を基に、重力方向を規定して説明する。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、Z軸方向は、鉛直方向(すなわち上下方向)を示し、+Z方向が上側(重力方向の反対側)であり、−Z方向が下側(重力方向)である。また、X軸方向は、Z軸方向と直交する方向であってモータユニット1が搭載される車両の前後方向を示す。Y軸方向は、X軸方向とZ軸方向との両方と直交する方向であって、車両の幅方向(左右方向)を示す。
【0011】
以下の説明において特に断りのない限り、モータ2のモータ軸J2に平行な方向(Z軸方向)を単に「軸方向」と呼び、モータ軸J2を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、モータ軸J2を中心とする周方向、すなわち、モータ軸J2の軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。
【0012】
また、本明細書において、所定の方向(又は平面)に「沿って延びる」とは、厳密に所定の方向に延びる場合に加えて、厳密な方向に対して、45°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。
【0013】
以下、本発明の例示的な一実施形態に係るモータユニット1について説明する。
本実施形態のモータユニット1は、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)、電気自動車(EV)等、モータを動力源とする車両に搭載され、その動力源として使用される。
【0014】
図1は、モータユニット1の概念図である。
モータユニット1は、モータ(メインモータ)2と、減速装置4および差動装置5を含むギヤ部3と、ハウジング6と、ハウジング6内に収容されるオイルOと、インバータユニット8と、を備える。
【0015】
<ハウジング>
ハウジング6の内部は、モータ2およびギヤ部3を収容する収容空間80が設けられる。ハウジング6は、収容空間80においてモータ2およびギヤ部3を保持する。収容空間80は、モータ2を収容するモータ室81と、ギヤ部3を収容するギヤ室82と、に区画される。ハウジング6は、例えばアルミダイカスト製である。
【0016】
ハウジング6は、隔壁61cを有する。収容空間80は、隔壁61cによってモータ室81とギヤ室82とに区画される。また、ハウジング6は、モータ室81を囲み隔壁61cと対向する閉塞部63を有する。閉塞部63は、ハウジング6から取り外すことができる。組み立て工程において、作業者は、閉塞部63を取り外した状態でモータ2をモータ室81に格納する。
【0017】
収容空間80内の下部領域には、オイルOが溜るオイル溜りPが設けられる。本実施形態では、モータ室81の底部81aは、ギヤ室82の底部82aより上側に位置する。また、モータ室81とギヤ室82とを区画する隔壁61cには、隔壁開口68が設けられる。隔壁開口68は、モータ室81とギヤ室82とを連通させる。隔壁開口68は、モータ室81内の下部領域に溜ったオイルOをギヤ室82に移動させる。したがって、本実施形態においてオイル溜りPは、ギヤ室82の下部領域に位置する。
【0018】
<モータ>
モータ2は、ハウジング6のモータ室81に収容される。モータ2は、水平方向に延びるモータ軸J2を中心として回転するロータ20と、ロータ20の径方向外側に位置するステータ30と、ロータ20を回転可能に支持する一対のベアリング26,27と、を備える。本実施形態のモータ2は、インナーロータ型モータである。
【0019】
ロータ20は、図示略のバッテリからインバータユニット8を介してステータ30に交流電流が供給されることで回転する。ロータ20は、シャフト21と、ロータコア24と、ロータマグネット(図示略)と、を有する。ロータ20(すなわち、シャフト21、ロータコア24およびロータマグネット)は、水平方向かつ車両の幅方向に延びるモータ軸J2を中心として回転する。ロータ20のトルクは、ギヤ部3に伝達される。
【0020】
シャフト21は、モータ軸J2を中心として軸方向に沿って延びる。シャフト21は、モータ軸J2を中心として回転する。シャフト21は、内部に中空部22が設けられた中空シャフトである。シャフト21には、連通孔23が設けられる。連通孔23は、径方向に延びて中空部22とシャフト21の外部とを連通させる。
【0021】
シャフト21は、ハウジング6のモータ室81とギヤ室82とを跨って延びる。シャフト21の一方の端部は、ギヤ室82側に突出する。ギヤ室82に突出するシャフト21の端部には、ギヤ部3の第1のギヤ41が固定されている。
【0022】
シャフト21は、一対のベアリング(第1のベアリング26および第2のベアリング27)により回転可能に支持される。第1のベアリング26および第2のベアリング27は、モータ室81に位置する。また、第1のベアリング26および第2のベアリング27は、ロータコア24を挟んでシャフト21の軸方向両側にそれぞれ位置する。第1のベアリング26および第2のベアリング27は、ハウジング6に保持される。より具体的には、第1のベアリング26は閉塞部63に保持され、第2のベアリング27は隔壁61cに保持される。
【0023】
ロータコア24は、珪素鋼板を積層して構成される。ロータコア24は、軸方向に沿って延びる円柱体である。ロータコア24には、図示略の複数のロータマグネットが固定される。複数のロータマグネットは、磁極を交互にして周方向に沿って並ぶ。
【0024】
ステータ30は、ステータコア32と、コイル31と、ステータコア32とコイル31との間に介在するインシュレータ(図示略)とを有する。ステータ30は、ハウジング6に保持される。ステータコア32は、円環状のヨークの内周面から径方向内方に複数の磁極歯(図示略)を有する。磁極歯の間には、コイル線が掛けまわされる。磁極歯に掛けまわされたコイル線は、コイル31を構成する。すなわち、コイル31は、インシュレータを介してステータコア32に巻き付けられる。コイル31から延び出るコイル線は、図示略のバスバーを介してインバータユニット8に接続される。
【0025】
コイル31は、第1のコイルエンド31aと、第2のコイルエンド31bと、を有する。第1のコイルエンドは、ステータコア32の軸方向一方側に突出する。第2のコイルエンド31bは、ステータコア32の軸方向他方側に突出する。すなわち、コイル31は、ステータコア32の軸方向両側にそれぞれ突出する一対のコイルエンド31a、31bを有する。
【0026】
<ギヤ部>
ギヤ部3は、ハウジング6のギヤ室82に収容される。ギヤ部3は、モータ軸J2の軸方向一方側においてシャフト21に接続される。ギヤ部3は、減速装置4と差動装置5とを有する。モータ2から出力されるトルクは、減速装置4を介して差動装置5に伝達される。
【0027】
<減速装置>
減速装置4は、モータ2のロータ20に接続される。減速装置4は、モータ2の回転速度を減じて、モータ2から出力されるトルクを減速比に応じて増大させる機能を有する。減速装置4は、モータ2から出力されるトルクを差動装置5へ伝達する。
【0028】
減速装置4は、第1のギヤ(中間ドライブギヤ)41と、第2のギヤ(中間ギヤ)42と、第3のギヤ(ファイルナルドライブギヤ)43と、中間シャフト45と、を有する。モータ2から出力されるトルクは、モータ2のシャフト21、第1のギヤ41、第2のギヤ42、中間シャフト45および第3のギヤ43を介して差動装置5のリングギヤ(ギヤ)51へ伝達される。各ギヤのギヤ比およびギヤの個数等は、必要とされる減速比に応じて種々変更可能である。減速装置4は、各ギヤの軸芯が平行に配置される平行軸歯車タイプの減速機である。
【0029】
第1のギヤ41は、モータ2のシャフト21の外周面に設けられる。第1のギヤ41は、シャフト21とともに、モータ軸J2を中心に回転する。中間シャフト45は、モータ軸J2と平行な中間軸J4に沿って延びる。中間シャフト45は、中間軸J4を中心として回転する。第2のギヤ42および第3のギヤ43は、中間シャフト45の外周面に設けられる。第2のギヤ42と第3のギヤ43は、中間シャフト45を介して接続される。第2のギヤ42および第3のギヤ43は、中間軸J4を中心として回転する。第2のギヤ42は、第1のギヤ41に噛み合う。第3のギヤ43は、差動装置5のリングギヤ51と噛み合う。
【0030】
<差動装置>
差動装置5は、減速装置4を介しモータ2に接続される。差動装置5は、モータ2から出力されるトルクを車両の車輪に伝達するための装置である。差動装置5は、車両の旋回時に、左右の車輪の速度差を吸収しつつ、左右両輪の車軸55に同トルクを伝える機能を有する。差動装置5は、リングギヤ51と、ギヤハウジング(不図示)と、一対のピニオンギヤ(不図示)と、ピニオンシャフト(不図示)と、一対のサイドギヤ(不図示)と、を有する。
(【0031】以降は省略されています)

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