电动的制造方法
【专利摘要】电动机(1)包括：轴(8)，其安装有转子，且在内部具有供冷却介质通过的轴向通路(811)；框体(6)，其将轴(8)配置于内部，且将轴(8)支承为能旋转；冷却介质积存部(41)，其设于框体(6)的内部且比内部冷却介质通路(811)的入(811I)靠冷却介质的流动方向的上游侧，在积存了冷却介质之后使冷却介质向内部冷却介质通路(811)流动。这样，能抑制向电动机的冷却介质的供给不稳定时的冷却不足。
【专利说明】电动机
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及向内部供给冷却介质而进行冷却的电动机。
【背景技术】
[0002]电动机用于各种各样的用途，但由于定子所具有的线圈的焦耳热、转子铁心的涡流损耗及磁滞损耗等会产生发热。为了冷却电动机，例如记载有使用油等冷却介质对电动机进行冷却的技术(专利文献I)。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2007-020337号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
[0007]在专利文献I所记载的技术中，利用齿轮泵沿着电动马达(电动机)的转子轴的中心线从上方朝向下方压力输送冷却液(冷却介质)。但是，在来自齿轮泵的冷却介质的供给不稳定的情况下，向电动机的冷却介质的供给不稳定，可能导致冷却不足。
[0008]本发明的目的在于抑制向电动机的冷却介质的供给不稳定时的冷却不足。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]本发明是一种电动机，其特征在于，包括:轴，其安装有转子，且在内部具有供冷却介质通过的内部冷却介质通路；框体，其将所述轴配置于内部，且将所述轴支承为能旋转；冷却介质积存部，其设于所述框体的内部且与所述内部冷却介质通路的入口相比靠所述冷却介质的流动方向的上游侧，在积存了所述冷却介质之后使所述冷却介质向所述内部冷却介质通路流动。
[0011]在本发明中，优选为，在所述冷却介质积存部与所述内部冷却介质通路之间设有具有节流部的通路。
[0012]在本发明中，优选为，具有:冷却介质入口，其设于所述框体，向所述冷却介质积存部导入所述冷却介质；冷却介质导入构件，其是夹设于所述冷却介质入口与所述入口之间的构件，在所述冷却介质入口侧设有所述冷却介质积存部，且从所述冷却介质积存部朝向所述入口贯通有所述通路。
[0013]在本发明中，优选为，具有旋转角度检测传感器，其安装于所述轴的开设有所述入口的端部侧，检测所述轴的旋转角度，所述冷却介质导入构件从所述轴的所述端部侧按压所述旋转角度检测传感器。
[0014]在本发明中，优选为，所述轴在长度方向的两侧借助轴承支承于所述框体，具有将积存于所述冷却介质积存部的所述冷却介质向所述轴的开设有所述入口的端部侧的所述轴承供给的轴承用冷却介质通路。
[0015]本发明是一种电动机，其特征在于，该电动机包括:轴，其安装有转子，且在内部具有供冷却介质通过的内部冷却介质通路；框体，其将所述轴配置于内部，且将所述轴支承为能旋转；冷却介质积存部，其设于所述框体的内部且与所述内部冷却介质通路的入口相比靠所述冷却介质的流动方向的上游侧，在积存了所述冷却介质之后使所述冷却介质向所述内部冷却介质通路流动；冷却介质入口，其设于所述框体，将所述冷却介质向所述冷却介质积存部导入；冷却介质导入构件，其是夹设于所述冷却介质入口与所述入口之间的构件，在所述冷却介质入口侧设有所述冷却介质积存部，且从所述冷却介质积存部朝向所述入口贯通具有节流部的通路。
[0016]本发明能抑制向电动机的冷却介质的供给不稳定时的冷却不足。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是表示在回旋用的电动机中使用了本实施方式涉及的电动机的混合动力液压挖掘机的俯视图。
[0018]图2是表示本实施方式涉及的电动机的主视图。
[0019]图3是本实施方式涉及的电动机的俯视图。
[0020]图4是图3的V-V向视图。
[0021]图5是图2的V1-VI向视图。
[0022]图6是表示本实施方式涉及的电动机的冷却系统的示意图。
[0023]图7是本实施方式涉及的电动机所具备的冷却介质积存部及冷却介质通路的放大剖视图。
[0024]图8是表示本实施方式的变形例涉及的电动机的局部剖视图。
[0025]图9是表示冷却介质导入构件的变形例的剖视图。
[0026]图10是表示将积存于冷却介质积存部的冷却介质向支承轴的一方轴承供给的电动机的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0027]参照附图详细地说明用于实施本发明的方式(实施方式)。
[0028]<混合动力液压挖掘机>
[0029]图1是表示在回旋用的电动机中使用了本实施方式涉及的电动机的混合动力液压挖掘机的俯视图。混合动力液压挖掘机10具有:构成下部行驶体的左右一对履带11 ;上部回旋体12 ;将下部行驶体与上部回旋体12连结的回转环13 ;作为回旋马达发挥功能的电动机I ;回转小齿轮IA ;包括斗杆14、动臂15及纟产斗16并安装于上部回旋体12的作业机17。
[0030]左右一对履带11被右行驶液压马达和左行驶液压马达驱动，而使混合动力液压挖掘机10行驶。上部回旋体12利用作为回旋马达发挥功能的电动机I进行回旋。在上部回旋体12固定有回转环13的外圈，在下部行驶体固定有回转环13的内圈。利用这样的结构，回转环13将上部回旋体12与下部行驶体连结。电动机I在纵向放置时、即在将混合动力液压挖掘机10设置于水平面的情况下，以电动机I的输入输出轴朝向重力的作用方向的方式设置。电动机I的输入输出轴经由具备减速机构的回转机构与回转小齿轮IA连结。回转小齿轮IA与安装于回转环13的内圈的内齿啮合。电动机I的驱动力经由所述回转机构向回转小齿轮IA传递，而使上部回旋体12回旋。利用从未图示的液压泵压力输送来的工作油，经由控制阀分别利用斗杆14用、动臂15用、铲斗16用的液压缸来驱动斗杆14、动臂15及铲斗16，执行挖掘等作业。
[0031]该混合动力液压挖掘机10利用内燃机来驱动发电机及液压泵，并利用发电机的电力经由未图示的变换器来驱动电动机1，从而使上部回旋体12回旋。而且，混合动力液压挖掘机10使用电动机I作为发电机，产生使上部回旋体12停止时所需的制动力，并将电动机I利用所述制动力而发出的电力蓄积在电容器或二次电池等蓄电装置中。这样，混合动力液压挖掘机10是所谓的混合动力方式的建筑车辆。在本实施方式中，说明使用电动机I来作为一种建筑车辆即混合动力液压挖掘机10的回旋马达的例子，但电动机I的适用对象并不限定于此。需要说明的是，混合动力液压挖掘机10也可以是不具有内燃机的方式、即利用蓄电装置的电力来驱动的方式。接下来，说明电动机I的结构。
[0032]<电动机的结构>
[0033]图2是表示本实施方式涉及的电动机的主视图。图3是本实施方式涉及的电动机的俯视图。图4是图3的V-V向视图。图5是图2的V 1-V I向视图。如图2所示，电动机I在筒型形状的框体6的内部具有作为输入输出轴的轴8、安装于轴8的转子铁心82和配置于转子铁心82的外周部的定子9。S卩，电动机I是在筒型形状的框体6内配置有安装了转子铁心82的轴8的结构。轴8在两侧安装有轴承7A、7B，借助轴承7A、7B以能旋转的方式支承于框体6。
[0034]框体6具有:作为筒型的构件的框体主体61 ;安装于框体主体61的一方的端部(轴8的输入输出侧的端部)的作为端部侧构件的第一突缘62 ;安装于框体主体61的另一方的端部的圆板形状的第二突缘63。如后所述，第二突缘63具有突缘凸部64和盖65，但突缘凸部64及盖65也是框体6的一部分。
[0035]由框体主体61、第一突缘62、第二突缘63包围的空间成为框体6的内部。另外，由第二突缘63和盖65包围的空间也成为框体6的内部。即，由框体6所具有的框体主体61、第一突缘62、第二突缘63及盖65中的至少两个包围的空间成为框体6的内部。在使用电动机I的状态，第一突缘62配置于下方(重力的作用方向侧，在图2、图5中用箭头G表示的方向侧)。例如，在电动机I搭载于图1所示的混合动力液压挖掘机10的情况下，混合动力液压挖掘机10接地于水平面的状态为使用电动机I的状态，在该状态下，在成为下方的位置配置有第一突缘62。
[0036]框体主体61是内周面为圆筒形状的构件。框体主体61具有:用于将对电动机I进行冷却的水向图4所示的水套612导入的冷却水导入口 613 ;用于从所述水套排出所述冷却水的冷却水排出口 614。需要说明的是，也可以将水以外的液体、例如油等向水套612导入而对电动机I进行冷却。
[0037]电动机I例如利用油等冷却介质对转子铁心82及定子9等进行冷却。冷却介质也兼用于电动机I的滑动部的润滑。第一突缘62是圆板形状的构件。第一突缘62具有冷却介质排出口 621，在电动机I的运转中，该冷却介质排出口 621将冷却介质从框体6的内部排出并向吸引并喷出冷却介质的泵引导。另外，第一突缘62具有排放口 622，在对电动机I进行维护.检修时，该排放口 622用于抽出框体6内的冷却介质。第一突缘62配置在框体6的一方的端部，并且供轴8贯通。在贯通了第一突缘62的轴8上安装有动力传递用的接头或减速器的输入轴等。在本实施方式中，第一突缘62与框体主体61为分别独立的构件，但第一突缘62与框体主体61也可以为同一构件。
[0038]在使用电动机I的状态下，第二突缘63配置于上方、即配置于重力作用的方向的相反侧。第二突缘63具有突缘凸部64和盖65。盖65具有冷却介质入口 651。冷却介质入口 651用于将从所述泵喷出的冷却介质向框体6的内部导入。接下来，说明电动机I的内部结构。
[0039]<电动机的内部结构>
[0040]如图4所示，安装于轴8的一端部侧的轴承7A安装于第一突缘62，安装于轴8的另一端部侧的轴承7B安装于第二突缘63。利用这样的结构，轴8利用设于两侧的两个轴承7A、7B以能旋转的方式支承于框体6 (更具体而言，支承于框体主体61、第一突缘62及第二突缘63)，并以旋转中心轴Zr为中心进行旋转。旋转中心轴Zr是轴8的中心轴。
[0041]安装于轴8的外周部的转子铁心82是层叠多个钢板(电磁钢板)而成的结构体。转子铁心82被平衡板83、84从层叠所述钢板的方向(层叠方向)的两侧夹持。平衡板83、84以构成转子铁心82的多个钢板不分离的方式安装于轴8，对所述多个钢板施加压缩力。第一突缘62侧的平衡板84配置在第一突缘62侧、即配置在电动机I的轴8的输入输出侧。
[0042]在转子铁心82的外周部配置有安装于框体6的框体主体61的内周部的定子9。定子9为在定子铁心91上卷绕有线圈92的结构体。线圈92的从定子铁心91突出的部分是线圈端。定子铁心91是层叠多个钢板(电磁钢板)而成的结构体。
[0043]轴8具有:沿着旋转中心轴Zr延伸的轴向通路811 ;从轴向通路811朝向轴8的径向外侧延伸且在轴8的表面开口的多个径向通路812。轴向通路811和径向通路812成为作为内部冷却介质通路的轴内冷却介质通路813。轴向通路811具有在轴8的轴承7B侧的端部开口的入口 8111。入口 8111是用于将冷却介质向轴向通路811内导入的开口。从入口 8111向轴向通路811内流入的冷却介质在轴向通路811内沿箭头C所示的方向流动。以下，箭头C也表示冷却介质的流动方向。
[0044]平衡板84在与转子铁心82相接的一侧具有凹部841。转子铁心82具有朝向多个钢板的层叠方向、即与轴8的旋转中心轴Zr平行的方向贯通转子铁心82的转子铁心贯通孔821。另外，转子铁心82具有未图示的多个永久磁铁。第二突缘63侧的平衡板83具有朝向与轴8的旋转中心轴Zr平行的方向的平衡板贯通孔831。轴内冷却介质通路813、凹部841、转子铁心贯通孔821及平衡板贯通孔831分别连通而成为供冷却介质通过的通路。它们设置在作为旋转体的轴8及转子铁心82上，成为用于使冷却介质通过的旋转体侧冷却介质通路。
[0045]在轴8的一方的端部侧、更具体而言是第二突缘63侧的端部侧的侧周部安装有对轴8的旋转角度进行检测的作为旋转角度检测传感器的解析器50。在第二突缘63侧的端部开设有轴向通路811。S卩，解析器50在轴8的侧周部安装于开设有轴向通路811的端部侧。
[0046]第二突缘63的突缘凸部64具有凸部内空间641。在凸部内空间641设有作为按压构件的冷却介质导入构件40。冷却介质导入构件40具有:用于从作为静止系统的盖65所具有的冷却介质供给部3向作为旋转系统的轴8供给冷却介质的功能；将作为旋转角度检测传感器的解析器50向设于第二突缘63的突缘凸部64按压并固定的功能。冷却介质导入构件40具有贯通内部的冷却介质导入通路42。冷却介质导入通路42与轴8的轴向通路811的开口部、即入口 8111对置，并向轴向通路811导入冷却介质。另外，突缘凸部64具有向轴承7B供给冷却介质的轴承侧通路643。轴承7B被从轴承侧通路643供给冷却介质。另外，突缘凸部64安装有连接器55，该连接器55保持用于取出解析器50的输出的线缆。
[0047]盖65安装在突缘凸部64的开口部，堵塞突缘凸部64所具有的凸部内空间641。另外，盖65具有冷却介质供给部3。更具体而言，冷却介质供给部3设于构成框体6的盖65的内部。盖65配置于上方(与铅垂方向相反的一侧)，因此，冷却介质供给部3也配置于上方。冷却介质供给部3具有后述的轴承用通路23及转子用通路28。冷却介质供给部3从安装于作为静止系统的盖65的冷却介质入口 651导入冷却介质,并将该冷却介质经由转子用通路28向作为旋转系统的轴8所具有的轴内冷却介质通路813供给。这样，冷却介质供给部3从静止系统向旋转系统供给冷却介质。另外，冷却介质供给部3将从冷却介质入口 651导入的冷却介质经由轴承用通路23也向突缘凸部64所具有的轴承侧通路643供给。供给到轴承侧通路643的冷却介质向轴承7B供给。
[0048]如图5所示，安装于突缘凸部64的盖65具有对来自冷却介质入口 651的冷却介质进行分配的第一冷却介质分配通路653、第二冷却介质分配通路655、第三冷却介质分配通路656、第四冷却介质分配通路657。另外，盖65具有收纳过滤器24的过滤器收纳部654、溢流通路25、溢流阀26。冷却介质入口 651经由第一冷却介质分配通路653而与过滤器收纳部654相连。
[0049]第二冷却介质分配通路655与过滤器收纳部654相连，将通过了过滤器24的冷却介质的一部分向冷却介质导入构件40的冷却介质积存部41导入。在冷却介质积存部41连接有冷却介质导入通路42。冷却介质导入通路42将冷却介质积存部41内的冷却介质向轴8所具有的轴向通路811内导入。冷却介质导入通路42是配置于冷却介质积存部41与作为内部冷却介质通路的一部分的轴向通路811之间的、具有节流部的通路。
[0050]电动机I以旋转中心轴Zr与重力的作用方向(图4的箭头G所示的方向)平行的方式设置或安装于安装对象。在本实施方式中，冷却介质积存部41在设置或安装了电动机I时位于上方。这样，从盖65所具有的冷却介质供给部3向冷却介质积存部41供给的冷却介质在重力的作用下向下方流动，从冷却介质导入通路42向轴向通路811内流入。
[0051]第二冷却介质分配通路655、冷却介质积存部41和冷却介质导入通路42相当于转子用通路28。第三冷却介质分配通路656与过滤器收纳部654相连，将通过过滤器24并向冷却介质导入通路42导入的冷却介质的剩余部分向第四冷却介质分配通路657导入。第三冷却介质分配通路656、第四冷却介质分配通路657和轴承侧通路643相当于轴承用通路23。
[0052]溢流通路25将冷却介质入口 651与溢流阀26连接。溢流阀26以绕过过滤器24的方式夹设于溢流通路25与第二冷却介质分配通路655及第三冷却介质分配通路656之间。当溢流通路25内的冷却介质的压力超过溢流阀26的开阀压力时，溢流阀26打开，来自冷却介质入口 651的冷却介质绕过过滤器24而流向第二冷却介质分配通路655及第三冷却介质分配通路656。溢流阀26的开阀压力可以设定为例如过滤器24发生孔眼堵塞而需要更换时的溢流通路25内的压力。这样，即使在过滤器24发生孔眼堵塞而需要更换时，也能够可靠地向轴承7B及转子铁心82等供给冷却介质。另外，若如前述那样设定溢流阀26的开阀压力且准备报知溢流阀26打开的情况的机构，则通过溢流阀26打开的情况而能够报知过滤器24的更换时期。
[0053]在本实施方式中，盖65所具有的多个冷却介质的通路中的与电动机I的旋转中心轴Zr正交的通路配置在同一平面内。在该情况下，各个通路的中心轴配置在同一平面内。更具体而言，图5所示的第一冷却介质分配通路653、过滤器收纳部654、第三冷却介质分配通路656、溢流通路25、将溢流阀26与溢流通路连接的通路、第一冷却介质分配通路653及将冷却介质入口 651与过滤器收纳部654连接的通路等各自的中心轴配置在同一平面内。
[0054]与电动机I的旋转中心轴Zr正交的盖65内的通路例如从水平方向在盖65上穿孔而形成，通过如上述那样配置所述通路，在对盖65加工所述通路时，容易选择有效的方法且能够有效地进行加工。即，当形成与电动机I的旋转中心轴Zr正交的盖65内的多个通路时，通过使从基准面到工具的高度恒定，能够从水平方向在盖65的多个部位穿孔，因此能够使在穿孔时变更工具的高度的机会为最小限度。其结果是，能够减少将与电动机I的旋转中心轴Zr正交的多个通路形成于盖65时的作业时间及工具设定的麻烦，因此，能够实现生产率的提高及制造成本的降低。
[0055]通过在突缘凸部64、即静止系统上设置轴承用通路23，冷却介质的供给不会受到转子铁心82的旋转的影响。因此，与从轴8侧向轴承7B形成油路的情况相比，能够抑制伴随转子铁心82的旋转的冷却介质的变动。其结果是，能够向轴承7B供给适当量的冷却介质。接下来，说明电动机I的冷却系统。
[0056]<电动机的冷却系统>
[0057]图6是表示本实施方式涉及的电动机的冷却系统的示意图。如上所述，电动机I利用冷却介质CL对转子铁心82及定子9等进行冷却，并利用冷却介质CL对轴承7A、7B进行润滑。电动机I的冷却系统(以下适当称作冷却系统)2包括泵21、泵用电动机5、通路
22、轴承用通路23、转子用通路28、积油部39、排出通路32、过滤器24、溢流通路25、溢流阀26和过滤器38。在过滤器38与泵21之间可以设置对冷却介质CL进行冷却的冷却器。泵21与泵用电动机5通过泵用电动机5的输出轴5A连结。泵21的驱动机构可以是泵用电动机5以外的结构，例如可以是图1所示的混合动力液压挖掘机10的动力产生源即内燃机。在本实施方式中，过滤器24与过滤器38内置于电动机I。
[0058]在对电动机I进行冷却的情况下，泵用电动机5对泵21进行驱动。于是，泵21从排出通路32吸引冷却介质CL，向通路22喷出。冷却介质CL在通过过滤器24的过程中被除去异物等后向轴承用通路23及转子用通路28流入。向轴承用通路23流入的冷却介质CL在对轴承7B进行冷却及润滑之后向积油部39汇集。向转子用通路28流入的冷却介质CL在对电动机I的转子铁心及线圈进行冷却之后向积油部39汇集。积油部39与泵21的吸引口通过在中途设有过滤器38的排出通路32连接。汇集于积油部39的冷却介质CL在通过了排出通路32之后，由过滤器38除去异物，再次被泵21吸引，向通路22喷出。
[0059]通路22与泵21的喷出口连接，在电动机I内分支为过滤器24的入口侧和溢流通路25。设于过滤器24的出口侧的使冷却介质通过的通路分支成轴承用通路23和转子用通路28。轴承用通路23向轴承7B供给冷却介质，对轴承7B进行冷却及润滑。转子用通路28向电动机I的转子供给冷却介质，对电动机I进行冷却。需要说明的是，冷却系统2不一定具有轴承用通路23。从与泵21的吐出口连接的通路22分支的溢流通路25连接于溢流阀26的入口。溢流阀26的出口侧与过滤器24的出口侧连接。接下来，说明电动机I的冷却时的冷却介质的流动。
[0060]<冷却时的冷却介质的流动>
[0061]从盖65的冷却介质入口 651供给并通过了过滤器24的冷却介质的一部分流入转子用通路28的冷却介质积存部41。冷却介质向冷却介质积存部41积存之后，通过冷却介质导入通路42而流入轴内冷却介质通路813的轴向通路811。该冷却介质通过径向通路812之后通过平衡板84的凹部841而流入转子铁心贯通孔821。冷却介质在通过转子铁心贯通孔821的过程中对转子铁心82及未图示的永久磁铁进行冷却，之后从平衡板83的平衡板贯通孔831流出。在转子铁心82旋转的情况下，从平衡板贯通孔831流出的冷却介质借助离心力而向定子9的线圈端(线圈92从定子铁心91突出的部分)供给。该冷却介质在框体6内向下方流动的过程中对定子9进行冷却，向设于第一突缘62的框体6的内部侧的第一排出口 27汇集。图4的符号OL表不积存于积油部39的冷却介质的液面。这样，积存于积油部39的冷却介质的量如图4所示那样将来自冷却介质排出口 621的排出量调节成朝向第一突缘侧突出的线圈端的一部分始终浸溃的程度，从而对所述线圈端进行冷却。
[0062]从盖65的冷却介质入口 651供给并通过了过滤器24的冷却介质中的未流入转子用通路28的冷却介质向轴承用通路23流入，而向轴承7B供给。该冷却介质在对轴承7B进行冷却及润滑之后，在框体6内向下方流动。在该过程中，与转子铁心82相接的冷却介质借助离心力向转子铁心82的径向外侧的定子9供给而对定子9进行冷却。对定子9进行了冷却后的冷却介质在框体6内向下方流动，向设于第一突缘62的框体6的内部侧的积油部39汇集。
[0063]汇集于积油部39的冷却介质主要通过第一排出口 27而向排出通路32流入之后，被导向过滤器38而被除去异物等，然后从第一突缘62所具有的冷却介质排出口 621排出。未通过第一排出口 27的积油部39的冷却介质通过轴承7A的内圈、外圈与滚动体之间的空间而向轴承外空间29流入之后，通过第二排出口 30。其结果是，汇集于积油部39的冷却介质的一部分对轴承7A进行冷却、润滑。通过了第二排出口 30的冷却介质在流入排出通路32之后被导向过滤器38而被除去异物等，然后从第一突缘62所具有的冷却介质排出口621排出。
[0064]这样，冷却介质对转子铁心82及定子9进行冷却并对轴承7A、7B进行冷却及润滑。除此以外，如上所述，从冷却水导入口 613向框体6的框体主体61所具有的水套612供给冷却水。该冷却水经由框体6而主要对定子9进行冷却。在第一突缘62与框体主体61之间设有作为用于密封水套612的密封构件的衬垫35。衬垫35具有用于避免框体6的内部的冷却介质从框体主体61与第一突缘62之间流出而向水套612混入或向框体6的外部流出的情况的作为油封件的功能。接下来，更详细地说明冷却介质积存部41及作为通路的冷却介质导入通路42。
[0065]<冷却介质积存部及冷却介质导入通路>
[0066]图7是本实施方式涉及的电动机具备的冷却介质积存部及冷却介质通路的放大剖视图。电动机I具有配置于盖65与第二突缘63之间的冷却介质导入构件40。冷却介质导入构件40是夹设于图4所示的冷却介质入口 651与轴向通路811的入口 8111之间的构件。在本例中，冷却介质导入构件40配置于由第二突缘63与盖65包围的空间、即框体6的内部。
[0067]在冷却介质导入构件40的靠冷却介质入口 651侧、在该例中为与冷却介质入口651相连的第二冷却介质分配通路655侧设有冷却介质积存部41，且从冷却介质积存部41朝向入口 8111贯通有冷却介质导入通路42。冷却介质导入通路42贯通冷却介质导入构件40的方向为与轴8的旋转中心轴Zr平行的方向。冷却介质积存部41与冷却介质导入构件40 —起配置于框体6的内部。
[0068]冷却介质导入构件40是大致圆筒形状的构件。在本实施方式中，冷却介质导入构件40也具有作为按压解析器50的解析器按压件的作用。关于该点见后述。冷却介质积存部41是设于冷却介质导入构件40的一方端部、即与设于盖65的第二冷却介质分配通路655的开口对置的端部的研钵状的凹部。冷却介质积存部41与第二冷却介质分配通路655对置。从冷却介质入口 651流入、从第二冷却介质分配通路655流出的冷却介质暂时向冷却介质积存部41积存。
[0069]冷却介质积存部41在底部、即冷却介质导入构件40的另一方的端部侧具有冷却介质导入通路42的开口部421。冷却介质导入通路42从冷却介质积存部41的底部朝向另一方的端部贯通冷却介质导入构件40。在冷却介质导入构件40的另一方的端部开口的冷却介质导入通路42的开口部42E与轴向通路811的入口 8111对置。暂时积存于冷却介质积存部41的冷却介质从开口部421流入冷却介质导入通路42内，从开口部42E流出后从轴向通路811的入口 8111向轴向通路811内流入。这样，冷却介质积存部41设于框体6的内部且比轴向通路811的入口 8111靠冷却介质的流动方向(箭头C所示的方向)的上游侧，在积存冷却介质之后使其向轴向通路811流动。
[0070]由于在盖65的凹部65U与冷却介质导入构件40之间夹设有O型环53，因此，能抑制来自两者之间的冷却介质的泄漏。另外，在冷却介质导入构件40与轴8之间夹设有油封件51，因此，能抑制来自两者之间的冷却介质的泄漏。利用这样的结构，从第二冷却介质分配通路655供给的冷却介质经由冷却介质导入构件40的冷却介质积存部41及冷却介质导入通路42向轴8的轴向通路811供给。冷却介质导入构件40设于静止系统，轴8设于旋转系统，因此，冷却介质被从静止系统向旋转系统供给。
[0071]冷却介质导入通路42在冷却介质积存部41与轴向通路811之间具有节流部42D。节流部42D是从开口部421到开口部42E之间的、冷却介质导入通路42的截面积最小的部分。前述的截面积是与冷却介质导入通路42贯通冷却介质导入构件40的方向正交的截面的面积，适当称作通路截面积。节流部42D对积存于冷却介质积存部41的冷却介质从冷却介质导入通路42的开口部42E流出的流量进行调整。通过在冷却介质积存部41与轴向通路811之间设有节流部42D，从而冷却介质积存部41能够在电动机I的运转中始终保持适当量的冷却介质，因此，电动机I能够向轴向通路811稳定地供给冷却介质。另外，节流部42D能使冷却介质从冷却介质积存部41以适当的流量流入轴向通路811内。
[0072]在本实施方式中，冷却介质导入通路42的通路截面积从冷却介质积存部41侧的开口部421逐渐减小，通路截面积在节流部42D成为最小之后，通路截面积朝向轴向通路811的入口 8111侧的开口部42E逐渐变大。这样，冷却介质导入通路42从开口部421朝向节流部42D逐渐缩径、从节流部42D朝向开口部42E逐渐扩径，因此，例如在通过压铸等铸造来制造冷却介质导入构件40的情况下，具有制造容易这样的优点。节流部42D并不限定于本实施方式这样的结构，例如也可以使用通路截面积在从开口部421到开口部42E之间为恒定的冷却介质导入通路42，并在其中途安装节流装置来作为节流部42D。在图7中示出了在与冷却介质导入通路42的延伸方向平行的截面中冷却介质导入通路42的内表面以曲线变化的例子，但冷却介质导入通路42的内表面也可以以直线变化。
[0073]电动机I在冷却介质积存部41中积存了冷却介质之后将冷却介质向轴向通路811导入，从而对转子铁心及线圈进行冷却。因此，即使在图6所示的来自泵21的冷却介质的供给不稳定的情况下，电动机I也能向框体6的内部稳定地供给冷却介质。其结果是，电动机I能抑制定子9的线圈92及转子铁心82所具备的磁铁等的冷却不足，且能抑制轴承7B及油封件51的润滑不足，因此，能抑制它们的耐久性降低。另外，电动机I在冷却介质积存部41中积存了一定程度量的冷却介质之后向框体6的内部供给冷却介质，因此，能稳定地对线圈92等进行冷却，能稳定地发挥性能。
[0074]另外，电动机I将积存于冷却介质积存部41的冷却介质向轴向通路811导入，因此，即使电动机I的旋转中心轴Zr相对于重力的作用方向倾斜，也能抑制从冷却介质导入通路42的开口部421流入空气。其结果是，电动机I能向框体6的内部稳定地供给冷却介质，能抑制定子9的线圈92及转子铁心82所具备的磁铁等的冷却不足，且能抑制轴承7B及油封件51的润滑不足。
[0075]另外，冷却介质积存于在框体6的内部与外部的边界存在的盖65附近的冷却介质积存部40，因此，定子9及转子铁心82所具备的磁铁石等的冷却效果得到提高。而且，在电动机I需要冷却介质的时刻，例如在转子的旋转中，由于转子的旋转产生的离心力而在轴向通路811产生吸入压力。通过在冷却介质积存部40积存冷却介质，在产生前述的吸入压力时，能从冷却介质积存部41向转子供给更多的冷却介质。这样，在电动机I需要冷却介质的时刻，能有效地向转子供给冷却介质。
[0076]另外，通过在冷却介质积存部41中积存一定程度量的冷却介质，在电动机I的运转中，能降低积存于框体6内的积油部39的冷却介质的量。于是，能降低转子与积存于积油部39的冷却介质接触的面积，因此，能降低转子的旋转阻力。其结果是，电动机I的电力的利用效率提高。接下来，说明解析器50。
[0077]<解析器>
[0078]解析器50包括安装于作为旋转系统的轴8的解析器转子50R和安装于作为静止系统的第二突缘63的解析器定子50S。解析器转子50R与轴8—起旋转。因此，解析器转子50R以轴8的旋转中心轴Zr为中心进行旋转。解析器50的解析器定子50S嵌入在第二突缘63设置的凹部即旋转角度检测传感器保持部642。安装有解析器转子50R的轴8具有外径比解析器转子50R的内径大的台阶部8D，解析器转子50R卡止于台阶部8D。
[0079]解析器50被冷却介质导入构件40从轴8的一方的端部(轴向通路811开口的端面8Ta)侧向第二突缘63按压。冷却介质导入构件40利用作为板状的构件的固定构件54固定于第二突缘63。这样，解析器50 (更具体而言是解析器定子50S)固定于第二突缘63。固定构件54例如可以通过对金属板材进行冲裁以及折弯加工等来制造。
[0080]如图7所示，大致圆筒形状的冷却介质导入构件40具有:圆柱形状的主体部40B ；设于主体部40B的一方端部并朝向主体部40B的径向外侧突出的突出部40F。主体部40B在另一端部侧、即在与设有突出部40F的端部相反的端部侧具有沿周向延伸的槽45。如图7所示，在槽45中设有作为密封构件的O型环53。冷却介质导入构件40例如通过对铝合金进行铸造或压铸而制造。冷却介质导入构件40为与盖65独立的构件，因此，可以利用与盖65的材料不同的材料来制造。这样，冷却介质导入构件40能够使用适当的材料，并且也能提高冷却介质导入构件40的精度。
[0081]冷却介质导入构件40的与开设有冷却介质积存部41的端面相反侧的端面、即冷却介质导入构件40的突出部40F侧的端面40Tb与解析器50的解析器定子50S相接。另夕卜,冷却介质导入构件40的冷却介质导入构件40的端面、即槽45侧的端面40Ta嵌入盖65所具有的凹部65U，与凹部65U对置。需要说明的是，盖65是框体6中的设有图4所示的冷却介质供给部3的部分。
[0082]如图7所示，冷却介质导入构件40在突出部40F侧具有凹部46。凹部46在俯视下为圆形,槽45侧的端面40Ta侧的内径最小，突出部40F的端面40Tb侧的内径变大。凹部46的内径发生变化的部分成为台阶部40D。如图7所示，轴8从解析器50的解析器转子50R突出的部分嵌入凹部46中。在轴8与冷却介质导入构件40的凹部46之间设有作为密封构件的油封件51。设于凹部46的油封件51卡止于台阶部40D。
[0083]突缘凸部64是从第二突缘63突出的部分，在内部具有凸部内空间641。凸部内空间641通过在凸部端面64T安装盖65而密封。在凸部端面64T形成有槽64S。在槽64A中安装有O型环52。利用这样的结构，O型环52将凸部端面64T与盖65密封。
[0084]冷却介质导入构件40配置于凸部内空间641内，且夹设于盖65与第二突缘63之间、更具体而言是盖65的凹部65U与突缘凸部64的旋转角度检测传感器保持部642之间。冷却介质导入构件40安装于旋转角度检测传感器保持部642，按压解析器50而固定于第二突缘63。此时，冷却介质导入构件40从轴8的开设有入口 8111的端部侧按压解析器50。于是，槽45侧的端面40Ta比突缘凸部64的凸部端面64T向凸部内空间641的外侧突出。突出的冷却介质导入构件40嵌入盖65的凹部65U内。凹部65U的深度大于从凸部端面64T到槽45侧的端面40Ta的尺寸。因此，在嵌入凹部65U内的冷却介质导入构件40的槽45侧的端面40Ta和与之对置的凹部65U的部分之间形成有空间BS。空间BS例如在因升温而冷却介质导入构件40伸长了的情况下，避免解析器50与盖65的接触。
[0085]在冷却介质导入构件40按压解析器50之后，利用固定构件54将冷却介质导入构件40安装于第二突缘63。于是，解析器50借助固定构件54和冷却介质导入构件40固定于第二突缘63。当将盖65安装于突缘凸部64时，冷却介质导入构件40的端面40Ta嵌入盖65的凹部65U内，但由于在凹部65U与冷却介质导入构件40之间夹设有空间BS，因此，能避免力从盖65经由冷却介质导入构件40施加给解析器50的情况。
[0086]在本实施方式中，不使用盖65而使用冷却介质导入构件40及固定构件54将解析器50固定并保持于第二突缘63。即，使按压并保持解析器50的功能(解析器保持功能)从盖65分离，使冷却介质导入构件40及固定构件54具有解析器保持功能。使盖65具有密封凸部内空间641的功能(凸部空间密封功能)。在一个构件(例如盖65)同时具有解析器保持功能和凸部空间密封功能的情况下，若不提高所述构件与解析器50的位置的精度及所述构件与凸部端面64T的位置的精度，则难以实现双方的功能。即，在一个构件中若不提高两个部位的精度则难以实现双方的功能。但是，在本实施方式中，使解析器保持功能和凸部空间密封功能由不同的构件担任，因此，无需使一个构件具有双方的功能。其结果是，无需在一个构件中提高两个部位的精度。即，能够抑制作为旋转角度检测传感器的解析器50的固定及配置有解析器50的空间的密封所用的构件要求的精度，因此，具有制造容易这样的优点。
[0087]在本实施方式中，具有包括第二冷却介质分配通路655的冷却介质供给部3 (参照图4)的盖65与具有冷却介质导入通路42的冷却介质导入构件40为分别独立的构件。利用这样的结构，在冷却介质供给部3或冷却介质导入通路42中混入有异物而发生了不良情况等时，将盖65与冷却介质导入构件40分解，能够容易地对冷却介质供给部3或冷却介质导入通路42进行清扫等。这样，通过将盖65与冷却介质导入构件40设为分别独立的构件，能够将冷却介质的路径分解为较短的单位，因此，还具有容易对冷却介质的路径进行维修这样的优点。
[0088]形成于盖65的凹部65U与冷却介质导入构件40之间的空间BS具有积存并保持从第二冷却介质分配通路655供给来的冷却介质的功能。因此，实际上能增大冷却介质导入构件40所具有的冷却介质积存部41的体积。其结果是，能更稳定地对电动机I的转子及定子进行冷却，或降低积存于积油部39的冷却介质的量而降低转子的旋转阻力。
[0089]突缘凸部64具有用于安装连接器55的连接器安装孔64H。连接器55从突缘凸部64的凸部内空间641侧隔着密封构件55S而安装于连接器安装孔64H。突缘凸部64是框体6的一部分，因此，连接器55安装于框体6。在从连接器安装孔64H露出的连接器55上连接有与连接器55的连接器端子电连接并与电动机I的控制装置连接的外部的连接器。这样，所述控制装置能够进行解析器50的输出及解析器50的励磁。
[0090]在本实施方式中，突缘凸部64的凸部内空间641使凸部内空间底部64B(第二突缘63的盖65侧的表面)与盖65之间的大小(凸部空间高度)足够大，以安装连接器55。这样，在本实施方式中，能够在突缘凸部64的壁643A安装连接器55，并且在凸部内空间641内配置连接器55的至少一部分。接下来，说明本实施方式的变形例。
[0091]〈变形例〉
[0092]图8是表示本实施方式的变形例涉及的电动机的局部剖视图。电动机Ia配置为旋转中心轴Zr与重力的作用方向(图8的箭头G所示的方向)正交。冷却介质导入构件40a配置于在第二突缘63与盖65之间形成的空间644内。冷却介质积存部41a设于第二突缘63内。冷却介质积存部41a从冷却介质入口 651供给冷却介质。在冷却介质积存部41a的底部连接有供冷却介质通过的通路43。通路43在冷却介质积存部41a与空间644开口。
[0093]冷却介质导入构件40a具备冷却介质导入通路42a，该冷却介质导入通路42a具有弯曲部42B和节流部42Da。冷却介质导入通路42a分别在圆筒形状的冷却介质导入构件40a的侧部40Sa和冷却介质导入构件40a的与轴8所具有的轴向通路811的入口 8111对置的部分开口。冷却介质导入通路42a从侧部40Sa朝向旋转中心轴Zr延伸，在旋转中心轴Zr的位置的弯曲部42B改变90度朝向之后，沿旋转中心轴Zr延伸。冷却介质导入通路42a在侧部40Sa与弯曲部42B之间具有节流部42Da。冷却介质导入通路42a的侧部40Sa侧的开口部421a通过连结通路44与通路43的空间644侧的开口部连结。
[0094]电动机Ia以旋转中心轴Zr与重力的作用方向正交的方式配置或安装于对象物，此时，以冷却介质积存部41a位于上方的方式对电动机Ia进行配置等。从冷却介质入口651供给的冷却介质在积存于冷却介质积存部41a之后，利用重力的作用通过通路43、连结通路44而向冷却介质导入通路42a流入。流入到冷却介质导入通路42a的冷却介质通过节流部42Da从开口部42Ea流出，向轴向通路811的入口 8111流入。
[0095]上述的实施方式的电动机I在旋转中心轴Zr与重力的作用方向平行配置的所谓纵向放置下使用。与此相对，本变形例的电动机Ia在旋转中心轴Zr与重力的作用方向正交配置的所谓横向放置下使用。这样，横向放置的电动机Ia通过具有冷却介质积存部41a，起到与纵向放置的电动机I同样的作用、效果。电动机Ia所具有的节流部42Da的位置不限定于上述的例子。例如，也可以在比通路43或弯曲部42B靠冷却介质的流动方向的下流侧设有节流部42Da。
[0096]<冷却介质导入构件的变形例>
[0097]图9是表示冷却介质导入构件的变形例的剖视图。图4、图7所示的冷却介质导入构件40为大致圆筒形状的构件，但本变形例的冷却介质导入构件40b的不同点在于包括主体部40Bb和突出部40F，且该主体部40Bb具有大致圆板状的冷却介质积存部形成部40P和圆筒形状的轴部40S。冷却介质积存部形成部40P具有冷却介质积存部41b。冷却介质积存部41b的直径比图4、图7所示的冷却介质导入构件40大，深度比图4、图7所示的冷却介质导入构件40浅。
[0098]冷却介质积存部形成部40P与突出部40F通过轴部40S连结。轴部40S的直径小于冷却介质积存部形成部40P的直径。轴部40S具有从冷却介质积存部形成部40P朝向突出部40F贯通的冷却介质导入通路42b。冷却介质导入通路42b具有节流部42Db、在冷却介质积存部41b开口的开口部421b和在突出部40F的内侧开口的开口部42Eb。这样形状的冷却介质导入构件40b也起到与上述的冷却介质导入构件40同样的作用、效果。
[0099]<向轴承供给冷却介质的结构>
[0100]图10是表示将积存于冷却介质积存部的冷却介质向对轴进行支承的一方轴承供给的电动机的局部剖视图。电动机Ic将积存于图4、图7所示的电动机I具有的冷却介质积存部41中的冷却介质的一部分向在长度方向的两侧对轴8进行支承的轴承中的一方轴承7B供给。轴承7B安装于轴向通路811的开设有入口 8111的轴8的端部侧。轴承7B在冷却介质导入构件40c侧将轴8以能旋转的方式支承于框体、更具体而言是第二突缘63。
[0101]冷却介质导入通路42c从冷却介质积存部41的底部朝向与轴向通路811的入口8111对置的冷却介质导入构件40c的端部贯通冷却介质导入构件40c。冷却介质导入通路42c在比节流部42D靠冷却介质的流动方向的下游侧与分支通路47连接。分支通路47在与旋转中心轴Zr交叉(在本例中为正交)的方向上在冷却介质导入构件40c的内部延伸，在冷却介质导入构件40c的侧部40S开口。在侧部40S开口的分支通路47与配置于凸部内空间641内的连结通路48连接。
[0102]第二突缘63具有贯通凸部内空间641和轴承7B的位置的通路66。通路66分别在与轴承7B对置的位置和凸部内空间641内开口。上述的连结通路48的与分支通路47连接的一侧的相反侧与通路66连接。利用这样的结构，冷却介质导入通路42c内的冷却介质的一部分通过分支通路47、连结通路48及通路66向轴承7B供给。分支通路47、连结通路48及通路66作为将积存于冷却介质积存部41的冷却介质向轴承7B供给的轴承用冷却介质通路发挥功能。
[0103]在电动机Ic的运转中，积存于冷却介质积存部41的冷却介质从开口部421流入冷却介质导入通路42c，通过节流部42D。通过了节流部42D的冷却介质向开口部42E和分支通路47流动。流到开口部42E的冷却介质(箭头Cl)从轴8的入口 8111向轴向通路811内流入。流到分支通路47的冷却介质(箭头C2)通过连结通路48及通路66后向轴承7B供给，对轴承7B进行冷却及润滑。
[0104]电动机Ic也将积存于冷却介质积存部41的冷却介质向轴承7B供给，因此，即使在图6所示的来自泵21的冷却介质的供给不稳定的情况下，也能向轴承7B稳定地供给冷却介质。其结果是，能抑制轴承7B的润滑不足及冷却不足。分支通路47在比节流部42D靠冷却介质的流动方向的下游侧与冷却介质导入通路42c连接，但也可以在比节流部42D靠冷却介质的流动方向的上游侧与冷却介质导入通路42c或冷却介质积存部41连接。S卩，只要在比节流部42D靠冷却介质的流动方向的下游侧或上游侧使来自冷却介质积存部41的冷却介质向轴承7B分支即可。
[0105]以上说明了本实施方式，但本实施方式不被上述的内容限定。另外，上述的构成要素包含本领域技术人员容易想到的、实质上相同的所谓等同范围的内容。而且，上述的构成要素能适当组合。而且，能在不脱离本实施方式的要旨的范围内进行构成要素的各种省略、置换或变更。
[0106]符号说明
[0107]1、Ia 电动机
[0108]2冷却系统
[0109]6 框体
[0110]7A、7B 轴承
[0111]8 轴
[0112]9 定子
[0113]10混合动力液压挖掘机
[0114]39积油部
[0115]40、40a、40b、40c冷却介质导入构件
[0116]40B、40Bb 主体部
[0117]40P冷却介质积存部形成部
[0118]40S 轴部
[0119]40S、40Sa 侧部
[0120]40Ta、40Tb 端面
[0121]41、41a、41b冷却介质积存部
[0122]42B弯曲部
[0123]42D、42Da、42Db 节流部
[0124]42E、42Eb、421、42Ib 开口部
[0125]42、42a、42b、42c冷却介质导入通路
[0126]43 通路
[0127]44,48连结通路[0128]47分支通路
[0129]50解析器
[0130]55连接器
[0131]61框体主体
[0132]62第一突缘
[0133]63第二突缘
[0134]64突缘凸部
[0135]65 盖
[0136]66 通路
[0137]82转子铁心
[0138]91定子铁心
[0139]92 线圈
[0140]612 水套
[0141]651冷却介质入口
[0142]811轴向通路
[0143]8111 入口
[0144]812径向通路
[0145]813轴内冷却介质通路
【权利要求】
1.一种电动机，其特征在于，包括: 轴，其安装有转子，且在内部具有供冷却介质通过的内部冷却介质通路； 框体，其将所述轴配置于内部，且将所述轴支承为能旋转； 冷却介质积存部，其设于所述框体的内部且与所述内部冷却介质通路的入口相比靠所述冷却介质的流动方向的上游侧，在积存了所述冷却介质之后使所述冷却介质向所述内部冷却介质通路流动。
2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于， 在所述冷却介质积存部与所述内部冷却介质通路之间设有具有节流部的通路。
3.根据权利要求2所述的电动机，其特征在于， 该电动机具有: 冷却介质入口，其设于所述框体，向所述冷却介质积存部导入所述冷却介质； 冷却介质导入构件，其是夹设于所述冷却介质入口与所述入口之间的构件，在所述冷却介质入口侧设有所述冷却介质积存部，且从所述冷却介质积存部朝向所述入口贯通有所述通路。
4.根据权利要求3所述的电动机，其特征在于， 该电动机具有旋转角度检测传感器，其安装于所述轴的开设有所述入口的端部侧，检测所述轴的旋转角度， 所述冷却介质导入构件从所述轴的所述端部侧按压所述旋转角度检测传感器。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的电动机,其特征在于， 所述轴在长度方向的两侧借助轴承支承于所述框体， 具有将积存于所述冷却介质积存部的所述冷却介质向所述轴的开设有所述入口的端部侧的所述轴承供给的轴承用冷却介质通路。
6.—种电动机,其特征在于,包括: 轴，其安装有转子，且在内部具有供冷却介质通过的内部冷却介质通路； 框体，其将所述轴配置于内部，且将所述轴支承为能旋转； 冷却介质积存部， 其设于所述框体的内部且与所述内部冷却介质通路的入口相比靠所述冷却介质的流动方向的上游侧，在积存了所述冷却介质之后使所述冷却介质向所述内部冷却介质通路流动； 冷却介质入口，其设于所述框体，将所述冷却介质向所述冷却介质积存部导入； 冷却介质导入构件，其是夹设于所述冷却介质入口与所述入口之间的构件，在所述冷却介质入口侧设有所述冷却介质积存部，且从所述冷却介质积存部朝向所述入口贯通具有节流部的通路。
【文档编号】H02K9/19GK103843232SQ201280035850
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年10月19日 优先权日:2012年9月25日
【发明者】松木康彦, 南浦明 申请人:株式会社小松制作所