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公開番号2025115118
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-06
出願番号2024009468
出願日2024-01-25
発明の名称モータシステム
出願人マツダ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02K 9/12 20060101AFI20250730BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】CO₂冷媒を潤滑に用いる滑り軸受を備えたモータシステムにおいて、ロータシャフトとハウジングとの間からCO₂冷媒が漏れ出ることを抑制することが可能なモータシステムを提供する。
【解決手段】ハウジング15は、シール室50にシール部材16を収容すると共に、軸受室52に滑り軸受20を保持しており、モータシステムSは、ハウジング15及び滑り軸受20を貫通して延びて、ロータシャフト13に対する滑り軸受20の摺動面22に連通する第1冷媒供給通路18bを更に備え、滑り軸受20は、第1冷媒供給通路18bを通して供給された超臨界流体のCO₂冷媒Rによって潤滑されるように構成されており、モータシステムSは、ハウジング15を貫通して延びてシール室50に開口し、超臨界流体のCO₂冷媒Rをシール室50に供給する第2冷媒供給通路18cを更に備えている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
軸方向に延びるロータシャフトと、前記ロータシャフトを回転可能に支持する滑り軸受と、前記滑り軸受を保持するハウジングと、前記ハウジングから外部へ延びる前記ロータシャフトの端部と前記ハウジングとの間をシールするシール部材と、を備えるモータシステムであって、
前記ハウジングは、貫通孔によって前記ハウジングの外部と連通するシール室に前記シール部材を収容すると共に、前記シール室と前記ハウジングの内部空間とを連通する軸受室に前記滑り軸受を保持しており、
前記モータシステムは、前記ハウジング及び前記滑り軸受を貫通して延びて、前記ロータシャフトに対する前記滑り軸受の摺動面に連通する第１冷媒供給通路を更に備え、前記滑り軸受は、前記第１冷媒供給通路を通して、前記滑り軸受と前記ロータシャフトとの間の支持空間へ供給された超臨界流体のＣＯ
2
冷媒によって潤滑されるように構成されており、
前記モータシステムは、前記ハウジングを貫通して延びて前記シール室に開口し、超臨界流体のＣＯ
2
冷媒を前記シール室に供給する第２冷媒供給通路を更に備えている、モータシステム。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記シール室は、前記第２冷媒供給通路を介して供給された前記ＣＯ
2
冷媒を保持するように構成されている、請求項１に記載のモータシステム。
【請求項３】
前記支持空間は、前記シール室と前記ハウジングの内部空間とを連通している、請求項１に記載のモータシステム。
【請求項４】
超臨界流体の前記ＣＯ
2
冷媒を前記第１冷媒供給通路及び前記第２冷媒供給通路に供給する冷媒循環システムを更に備えている、請求項１に記載のモータシステム。
【請求項５】
前記冷媒循環システムは、
前記ハウジングから回収した気体の前記ＣＯ
2
冷媒を圧縮し超臨界流体の前記ＣＯ
2
冷媒を生成する圧縮機と、
前記圧縮機から出力された前記ＣＯ
2
冷媒を凝縮し外部環境と熱交換し、超臨界流体の前記ＣＯ
2
冷媒を前記第１冷媒供給通路及び前記第２冷媒供給通路へ供給する凝縮器と、を備える、請求項４に記載のモータシステム。
【請求項６】
前記冷媒循環システムは、少なくとも気体の前記ＣＯ
2
冷媒を前記ハウジング内から回収する、請求項４に記載のモータシステム。
【請求項７】
前記第１冷媒供給通路と前記第２冷媒供給通路は、前記ハウジングを貫通して延びる主冷媒供給通路から分岐するように形成されている、請求項１に記載のモータシステム。
【請求項８】
前記シール部材は、前記貫通孔を取り囲むように前記シール室に固定された環状の固定シール部材と、前記ロータシャフトに固定された環状の回転シール部材と、を備え、
前記ロータシャフトの回転時に、前記固定シール部材と前記回転シール部材は摺動する、請求項１に記載のモータシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータシステムに関し、特に滑り軸受を有するモータシステムに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電気モータのロータシャフトは、転がり軸受や滑り軸受によって支持されるように構成される。例えば、特許文献１に記載の電気モータでは、ロータシャフトは、転がり軸受によって支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－１７２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、電気モータの回転速度が高速になると（例えば、３０，０００ｒｍｐ超）、転がり軸受は転がり疲労が問題となる。これを回避するため、このような超高速回転モータでは、転がり軸受に代えて、オイル潤滑滑り軸受を採用してもよい。オイル潤滑滑り軸受では、オイルが滑り軸受に供給される。しかしながら、この場合、超高速回転モータでは、オイルが有する粘性に起因して、ロータシャフトの高速回転時における攪拌抵抗損失が問題となる。
【０００５】
近年、車両などにおいて、環境に配慮して、冷凍サイクルで自然冷媒（例えばＣＯ
2
冷媒など）を用いる技術が開発されている。ＣＯ
2
冷媒の冷凍サイクルでは、ＣＯ
2
冷媒は、圧力及び温度に応じて、気体、液体、気液混合、超臨界流体の４つの状態に変化する。
【０００６】
そこで、本発明者は、滑り軸受において、オイルに代えてＣＯ
2
冷媒を用いることを検討した。すなわち、ＣＯ
2
冷媒（超臨界流体）が滑り軸受の潤滑に用いられ、潤滑に用いられたＣＯ
2
冷媒がコイル端の冷却に用いられる。この場合、コイル端で熱交換した後のＣＯ
2
冷媒（気体）はオイルと比べて粘性が大幅に小さいため、このようなＣＯ
2
冷媒の使用は、所定の粘性を有する液体のオイル冷媒と比べて、攪拌抵抗損失を極めて小さくすることができる。
【０００７】
しかしながら、本発明者は、この場合、超臨界流体のＣＯ
2
冷媒の一部が滑り軸受付近で気化してしまうと、ＣＯ
2
ガスが、ロータシャフトとハウジングとの間のシール部材から外部に漏れ出しまうという新たな解決課題を見出した。この課題に対応するため、液体用のシール部材ではなく気体用のシール部材（例えば、メカニカルシール）を採用してもよいが、この場合、装置構造が複雑で製造コストが高くなってしまう。
【０００８】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、ＣＯ
2
冷媒を潤滑に用いる滑り軸受を備えたモータシステムにおいて、ロータシャフトとハウジングとの間からＣＯ
2
冷媒が漏れ出ることを抑制することが可能なモータシステム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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、軸方向に延びるロータシャフトと、ロータシャフトを回転可能に支持する滑り軸受と、滑り軸受を保持するハウジングと、ハウジングから外部へ延びる前記ロータシャフトの端部とハウジングとの間をシールするシール部材と、を備えるモータシステムであって、ハウジングは、貫通孔によってハウジングの外部と連通するシール室にシール部材を収容すると共に、シール室とハウジングの内部空間とを連通する軸受室に滑り軸受を保持しており、モータシステムは、ハウジング及び滑り軸受を貫通して延びて、ロータシャフトに対する滑り軸受の摺動面に連通する第１冷媒供給通路を更に備え、滑り軸受は、第１冷媒供給通路を通して、滑り軸受とロータシャフトとの間の支持空間へ供給された超臨界流体のＣＯ
2
冷媒によって潤滑されるように構成されており、モータシステムは、ハウジングを貫通して延びてシール室に開口し、超臨界流体のＣＯ
2
冷媒をシール室に供給する第２冷媒供給通路を更に備えていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成された本発明では、モータシステムは、第１冷媒供給通路を介してＣＯ
2
冷媒を滑り軸受とロータシャフトとの間の支持空間に供給すると共に、第２冷媒供給通路を介してＣＯ
2
冷媒をシール室に供給することができる。支持空間に供給されたＣＯ
2
冷媒は、滑り軸受の摺動面を潤滑し、その後、支持空間からハウジングの内部空間へ噴出する。ＣＯ
2
冷媒は、噴出時に膨張して低温低圧の気液混合状態となり、モータ内部を冷却することができる。一方、シール室に供給されたＣＯ
2
冷媒は、第２冷媒供給通路及び支持空間の超臨界流体のＣＯ
2
冷媒によって、温度上昇及び圧力低下が抑制された状態でシール室内に閉じ込められる。これにより、本発明では、シール室内でＣＯ
2
冷媒のガス化が防止され、シール室内に超臨界流体のＣＯ
2
冷媒が保持される。このため、本発明では、ＣＯ
2
冷媒を用いて滑り軸受の潤滑ができると共に、ロータシャフトとハウジングとの間のシール部材を通してＣＯ
2
冷媒がハウジングの外部へ漏れ出ることを抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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