DE112021006028T5

DE112021006028T5 - Elektrische drehvorrichtung und antriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE112021006028T5
Application number: DE112021006028.7T
Authority: DE
Inventors: Yusuke Makino; Satoshi Kajikawa; Ippei Yamasaki
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2020-11-19
Filing date: 2021-06-11
Publication date: 2023-08-31
Also published as: WO2022107370A1; US20230412019A1; CN116491055A

Abstract

Ein Aspekt der elektrischen Drehvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Rotor, der um eine Mittelachse drehbar ist, und einen Stator, der radial außerhalb des Rotors angeordnet ist. Der Rotor weist auf: eine Welle, die sich axial entlang der Mittelachse erstreckt, mehrere Rotorkernabschnitte, die an einer Außenumfangsfläche der Welle befestigt und in einer axialen Richtung angeordnet sind, einen Magneten, der von einem jeweiligen der Rotorkernabschnitte gehalten wird, und mindestens einen Abstandshalter, der ein nichtmagnetischer Körper ist, der eine Ringplattenform um die Mittelachse hat und zwischen den Rotorkernabschnitten, die einander axial benachbart sind, angeordnet ist. Der Abstandshalter weist einen kleineren Außendurchmesser auf als der Rotorkernabschnitt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Drehvorrichtung und eine Antriebsvorrichtung.
HINTERGRUNDTECHNIK
Eine elektrische Drehvorrichtung weist auf: einen Rotor, der um eine Mittelachse drehbar ist, und einen Stator, der radial außerhalb des Rotors angeordnet ist. Der Rotor weist mehrere Rotorkernabschnitte auf, die in axialer Richtung angeordnet sind. In der Patentliteratur 1 wird das Rastmoment reduziert und die Vibration eines Motors unterdrückt, indem durch Verschieben der Umfangsposition jedes Rotorkernabschnitts ein Stufenversatz bereitgestellt wird.
LITERATURSTELLENLISTE
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: JP 5414887 B2
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
TECHNISCHE AUFGABEN
Durch Bereitstellen eines Zwischenraums zwischen axial aneinander angrenzenden Rotorkernabschnitten kann ein vorteilhafter Effekt in Bezug auf magnetische Eigenschaften, wie eine Unterdrückung eines magnetischen Streuflusses erzielt werden. Wenn jedoch ein Abstandshalter einfach zwischen den Rotorkernabschnitten angeordnet ist, um den Zwischenraum bereitzustellen, erhöht sich ein Wirbelstromverlust und der Rotationswirkungsgrad kann abnehmen.
Eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Drehvorrichtung und eine Antriebsvorrichtung bereitzustellen, die einen Wirbelstromverlust derart unterdrücken können, dass er klein ist.
LÖSUNGEN DER AUFGABEN
Ein Aspekt der elektrischen Drehvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Rotor, der um eine Mittelachse drehbar ist, und einen Stator, der radial außerhalb des Rotors angeordnet ist. Der Rotor weist auf: eine Welle, die sich axial um die Mittelachse erstreckt, eine Mehrzahl von Rotorkernabschnitten, die an einer Außenumfangsfläche der Welle befestigt und in einer axialen Richtung angeordnet sind, einen Magneten, der von jedem der Rotorkernabschnitte gehalten wird, und mindestens einen Abstandshalter, der ein nichtmagnetischer Körper ist, der eine Ringplattenform um die Mittelachse aufweist und zwischen den Rotorkernabschnitten axial benachbart zueinander angeordnet ist. Der Abstandshalter ist im Außendurchmesser kleiner als der Rotorkernabschnitt.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebsvorrichtung, die in einem Fahrzeug montiert ist und eine Achse dreht, wobei die Antriebsvorrichtung aufweist: die oben beschriebene elektrische Drehvorrichtung; eine Getriebevorrichtung, die mit der elektrischen Drehvorrichtung verbunden ist und eine Drehung des Rotors auf die Achse überträgt; ein Gehäuse, das die elektrische Drehvorrichtung und die Getriebevorrichtung aufnimmt; und einen Kühlmittelströmungspfad, der in dem Gehäuse bereitgestellt ist, wobei der Kühlmittelströmungspfad von einem Kühlmittel durchströmt wird. Der Kühlmittelströmungspfad weist auf: einen Statorkühlmittelzufuhrabschnitt, der dem Stator ein Kühlmittel zuführt, einen Wellenströmungspfadabschnitt, der in der Welle angeordnet ist, und einen Verbindungsströmungspfadabschnitt, der einen stromabwärtsseitigen Teil des Statorkühlmittelzufuhrabschnitts und einen stromaufwärtsseitigen Teil des Wellenströmungspfadabschnitts miteinander verbindet.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebsvorrichtung, die in einem Fahrzeug montiert ist und eine Achse dreht, wobei die Antriebsvorrichtung aufweist: die oben beschriebene elektrische Drehvorrichtung; eine Getriebevorrichtung, die mit der elektrischen Drehvorrichtung verbunden ist und eine Drehung des Rotors auf die Achse überträgt; ein Gehäuse, das die elektrische Drehvorrichtung und die Getriebevorrichtung aufnimmt; und einen Kühlmittelströmungspfad, der in dem Gehäuse bereitgestellt ist, wobei der Kühlmittelströmungspfad von einem Kühlmittel durchströmt wird. Der Kühlmittelströmungspfad weist auf: einen Statorkühlmittelzufuhrabschnitt, der dem Stator ein Kühlmittel zuführt, einen in der Welle angeordneten
Wellenströmungspfadabschnitt und einen Zufuhrströmungspfadabschnitt, der einem stromaufwärtsseitigen Teil des Statorkühlmittelzufuhrabschnitts und einem stromaufwärtsseitigen Teil des Wellenströmungspfadabschnitts ein Kühlmittel zuführt.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der elektrischen Drehvorrichtung und der Antriebsvorrichtung eines Aspekts der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Wirbelstromverlust zu unterdrücken, um klein zu sein.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung einer Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Rotor einer elektrischen Drehvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
3 ist eine Längsschnittansicht, die den Rotor zeigt.
4 ist eine Querschnittansicht, die einen IV-IV-Querschnitt von 3 zeigt.
5 ist eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung einer Modifikation der vorliegenden Ausführungsform.
6 ist eine Querschnittansicht, die einen Rotor einer Modifikation der Ausführungsform zeigt.

BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM
Die folgende Beschreibung erfolgt mit einer vertikalen Richtung, die auf der Grundlage der Positionsbeziehung in einem Fall definiert ist, in dem die Antriebsvorrichtung der Ausführungsform in einem Fahrzeug montiert ist, das auf einer horizontalen Straßenfläche positioniert ist. Das heißt, es ist ausreichend, dass die in der folgenden Ausführungsform beschriebene relative Lagebeziehung bezüglich der vertikalen Richtung zumindest in dem Fall erfüllt ist, in dem die Antriebsvorrichtung in einem Fahrzeug montiert ist, das auf einer horizontalen Fahrbahnfläche steht.
Die Zeichnungen zeigen ein XYZ-Koordinatensystem zweckmäßigerweise als ein dreidimensionales orthogonales Koordinatensystem. Im XYZ-Koordinatensystem ist eine Z-Achse-Richtung die vertikale Richtung. Eine +Z-Seite ist eine vertikale Richtung nach oben, und eine -Z-Seite ist eine vertikale Richtung nach unten. In der folgenden Beschreibung werden die vertikale Richtung nach oben und die vertikale Richtung nach unten einfach als „obere Seite“ bzw. „untere Seite“ bezeichnet. Eine X-Achse-Richtung ist eine Richtung, die orthogonal zur Z-Achse-Richtung verläuft und eine Vorne-Hinten-Richtung des mit der Antriebsvorrichtung versehenen Fahrzeugs ist. In der folgenden Ausführungsform ist eine +X-Seite eine Vorderseite des Fahrzeugs und eine -X-Seite eine Rückseite des Fahrzeugs. Eine Y-Achse-Richtung ist eine Richtung orthogonal sowohl zur X-Achse-Richtung als auch zur Z-Achse-Richtung und ist eine Links-Rechts-Richtung des Fahrzeugs, d. h. eine Fahrzeugbreitenrichtung. In der folgenden Ausführungsform ist eine +Y-Seite eine linke Seite des Fahrzeugs und eine -Y-Seite eine rechte Seite des Fahrzeugs. Die Vorne-Hinten-Richtung und die Links-Rechts-Richtung sind jeweils eine horizontale Richtung orthogonal zur vertikalen Richtung.
Es ist anzumerken, dass die Positionsbeziehung in der Vorne-Hinten-Richtung nicht auf die Positionsbeziehung in der folgenden Ausführungsform beschränkt ist, und die +X-Seite kann die Rückseite des Fahrzeugs sein und die -X-Seite kann die Vorderseite des Fahrzeugs sein. In diesem Fall ist die +Y-Seite die rechte Seite des Fahrzeugs und die -Y-Seite die linke Seite des Fahrzeugs. In der vorliegenden Beschreibung schließt eine „parallele Richtung“ eine im Wesentlichen parallele Richtung ein, und eine „orthogonale Richtung“ schließt eine im Wesentlichen orthogonale Richtung ein.
Eine Mittelachse J, die in den Zeichnungen ggf. gezeigt ist, ist eine virtuelle Achse, die sich in einer Richtung erstreckt, die die vertikale Richtung schneidet. Genauer gesagt erstreckt sich die Mittelachse J in der Y-Achse-Richtung orthogonal zur vertikalen Richtung, d. h. in der Links-Rechts-Richtung des Fahrzeugs. In der folgenden Beschreibung wird, sofern nicht anders angegeben, eine Richtung parallel zur Mittelachse J einfach als „axiale Richtung“ bezeichnet, eine radiale Richtung um die Mittelachse J einfach als „radiale Richtung“, und eine Umfangsrichtung um die Mittelachse J, d.h. eine Richtung um die Mittelachse J, einfach als „Umfangsrichtung“. In der vorliegenden Ausführungsform korrespondiert eine erste axiale Seite mit der rechten Seite (-Y-Seite), und eine zweite axiale Seite korrespondiert mit der linken Seite (+-Y-Seite).
Ein in den Zeichnungen ggf. gezeigter Pfeil θ zeigt die Umfangsrichtung an. In der folgenden Beschreibung wird eine Seite im Uhrzeigersinn um die Mittelachse J, von der rechten Seite in der Umfangsrichtung gesehen, d.h. eine Seite (+θ Seite), der der Pfeil θ zugewandt ist, als „erste Umfangsseite“ bezeichnet, und eine Seite gegen den Uhrzeigersinn um die Mittelachse J, von der rechten Seite in der Umfangsrichtung gesehen, d.h. eine Seite (-θ Seite), die der Seite, der der Pfeil θ zugewandt ist, gegenüberliegt, als „zweite Umfangsseite“.
Eine in 1 gezeigte Antriebsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform ist eine Antriebsvorrichtung, die in einem Fahrzeug montiert ist und eine Achse 64 in Drehung versetzt. Bei dem mit der Antriebsvorrichtung 100 ausgestatteten Fahrzeug handelt es sich um ein Fahrzeug mit einem Motor als Leistungsquelle, wie beispielsweise ein Hybridfahrzeug (HEV), ein Plug-in-Hybridfahrzeug (PHV) und ein Elektrofahrzeug (EV). Wie in 1 gezeigt, weist die Antriebsvorrichtung 100 eine elektrische Drehvorrichtung 10, ein Gehäuse 80, eine Getriebevorrichtung 60 und einen Kühlmittelströmungspfad 90 auf. Die elektrische Drehvorrichtung 10 weist auf: einen Rotor 30, der um die Mittelachse J drehbar ist, und einen Stator 40, der radial außerhalb des Rotors 30 angeordnet ist. Andere Konfigurationen der elektrischen Drehvorrichtung 10 als die oben genannten werden später beschrieben.
Das Gehäuse 80 nimmt die elektrische Drehvorrichtung 10 und die Getriebevorrichtung 60 auf. Das Gehäuse 80 weist ein Motorgehäuse 81 und ein Getriebegehäuse 82 auf. Das Motorgehäuse 81 ist ein Gehäuse, das im Inneren den Rotor 30 und den Stator 40 aufnimmt. Das Motorgehäuse 81 ist mit der rechten Seite des Getriebegehäuses 82 verbunden. Das Motorgehäuse 81 weist einen Umfangswandabschnitt 81a, einen Trennwandabschnitt 81 b und einen Deckelabschnitt 81c auf. Der Umfangswandabschnitt 81 a und der Trennwandabschnitt 81b sind z.B. jeweils ein Teil eines identischen Einzelbauteils. Der Deckelabschnitt 81c ist z.B. von dem Umfangswandabschnitt 81a und dem Trennwandabschnitt 81b getrennt.
Der Umfangswandabschnitt 81 a weist eine rohrförmige Form auf, die die Mittelachse J umgibt und sich auf der rechten Seite öffnet. Der Trennwandabschnitt 81 b ist mit einem Endabschnitt der linken Seite des Umfangswandabschnitts 81a verbunden. Der Trennwandabschnitt 81b trennt in axialer Richtung das Innere des Motorgehäuses 81 und das Innere des Getriebegehäuses 82. Der Trennwandabschnitt 81b weist eine Trennwandöffnung 81d auf, die das Innere des Motorgehäuses 81 und das Innere des Getriebegehäuses 82 miteinander verbindet. Der Trennwandabschnitt 81b hält ein Lager 34. Der Deckelabschnitt 81c ist an einem Endabschnitt der rechten Seite des Umfangswandabschnitts 81a befestigt. Der Deckelabschnitt 81c verschließt eine Öffnung auf der rechten Seite des Umfangswandabschnitts 81a. Der Deckelabschnitt 81c hält ein Lager 35.
Das Getriebegehäuse 82 nimmt darin einen Verzögerer 62 und ein Differential 63, die später beschrieben werden, der Getriebevorrichtung 60 sowie ein Öl O auf. Das Öl O ist in einem unteren Bereich des Getriebegehäuses 82 gelagert. Das Öl O zirkuliert in dem später beschriebenen Kühlmittelströmungspfad 90. Das Öl O wird als Kühlmittel zur Kühlung der elektrischen Drehvorrichtung 10 verwendet. Das Öl O wird als Schmieröl für den Verzögerer 62 und das Differential 63 verwendet. Als Öl O wird z.B., um eine Funktion als Kühlmittel und als Schmieröl zu erreichen, vorzugsweise ein Öl verwendet, das einem Automatikgetriebefluid (ATF) entspricht, das eine relativ niedrige Viskosität aufweist.
Die Getriebevorrichtung 60 ist mit der elektrischen Drehvorrichtung 10 verbunden und überträgt die Rotation des Rotors 30 auf die Achse 64 des Fahrzeugs. Die Getriebevorrichtung 60 der vorliegenden Ausführungsform weist auf: den Verzögerer 62, der mit der elektrischen Drehvorrichtung 10 verbunden ist, und das Differential 63, das mit dem Verzögerer 62 verbunden ist. Das Differential 63 weist einen Zahnkranz 63a auf. Auf den Zahnkranz 63a wird das von der elektrischen Drehvorrichtung 10 abgegebene Drehmoment über den Verzögerer 62 übertragen. Ein Endabschnitt der unteren Seite des Zahnkranzes 63a ist in das im Getriebegehäuse 82 befindliche Öl O eingetaucht. Wenn sich der Zahnkranz 63a dreht, wird das Öl O aufgewirbelt. Das Öl O, das aufgewirbelt wurde, wird als Schmieröl z.B. dem Verzögerer 62 und dem Differential 63 zugeführt.
Die elektrische Drehvorrichtung 10 ist ein Abschnitt, der die Antriebsvorrichtung 100 antreibt. Die elektrische Drehvorrichtung 10 ist z.B. auf der rechten Seite der Getriebevorrichtung 60 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die elektrische Drehvorrichtung 10 ein Motor. Das Drehmoment des Rotors 30 der elektrischen Drehvorrichtung 10 wird auf die Getriebevorrichtung 60 übertragen. Der Rotor 30 weist auf: eine Welle 31, die sich axial um die Mittelachse J erstreckt, und einen Rotorkörper 32, der an der Welle 31 befestigt ist. Wie in den 2 und 3 gezeigt, weist der Rotorkörper 32 auf: mehrere Rotorkernabschnitte 36, die an der Außenumfangsfläche der Welle 31 befestigt und in axialer Richtung angeordnet sind, einen Magneten 37, der von einem jeweiligen der Rotorkernabschnitte 36 gehalten wird, mindestens einen Abstandshalter 38, der zwischen den Rotorkernabschnitten 36, die einander axial benachbart sind, angeordnet ist, und eine Endplatte 39, die an einem axialen Endabschnitt des Rotorkörpers 32 angeordnet ist. Das heißt, der Rotor 30 weist die mehreren Rotorkernabschnitte 36, die mehreren Magnete 37, den Abstandshalter 38 und die Endplatte 39 auf.
Wie in 1 gezeigt, ist die Welle 31 um die Mittelachse J drehbar. Die Welle 31 ist durch die Lager 34 und 35 drehbar gelagert. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Welle 31 eine Hohlwelle. Die Welle 31 weist eine röhrenförmige Form auf, durch die das Öl O als Kühlmittel in ihrem Inneren zirkulieren kann. Die Welle 31 erstreckt sich durch die Innenseite des Motorgehäuses 81 und die Innenseite des Getriebegehäuses 82. Ein Endabschnitt der linken Seite der Welle 31 steht im Inneren des Getriebegehäuses 82 vor. Der Verzögerer 62 ist mit dem Endabschnitt der linken Seite der Welle 31 verbunden.
Wie in 3 gezeigt, weist die Welle 31 eine im Wesentlichen zylindrische Form auf. Die Welle 31 weist einen Innendurchmesser eines Endabschnitts auf der ersten axialen Seite (-Y-Seite) auf, der kleiner ist als ein Innendurchmesser eines anderen Teils als des Endabschnitts auf der ersten axialen Seite. Die Welle 31 weist einen Teil auf, dessen Innendurchmesser ausgehend vom Endabschnitt der ersten Axialseite bei Annäherung an die zweite Axialseite (+Y-Seite) allmählich oder schrittweise zunimmt. Dieser Teil korrespondiert mit einem stromaufwärtsseitigen Teil eines Wellenströmungspfadabschnitts 95 des später beschriebenen Kühlmittelströmungspfads 90. Die Welle 31 weist auf: einen Kühlmittelführungsabschnitt 31a, der von einer Innenumfangsfläche der Welle 31 radial nach außen ausgespart ist, und ein Kühlmittelzufuhrloch 33, das eine Umfangswand der Welle 31 durchdringt.
Der Kühlmittelführungsabschnitt 31a ist eine ringförmige Nut um die Mittelachse J. Der Kühlmittelführungsabschnitt 31a weist auf: ein Paar von Nutwänden 31b und 31c, die axial voneinander entfernt angeordnet sind, und einen Nutboden 31d, der axial zwischen der ersten und zweiten Nutwand 31b und 31c positioniert ist und der radialen Innenseite zugewandt ist. Von dem Paar von Nutwänden 31b und 31c weist die erste Nutwand 31b, die auf der ersten axialen Seite angeordnet ist, eine sich verjüngende Form auf, die sich bei Annäherung an die zweite axiale Seite radial außen befindet. Daher wird das Öl O, das in der Welle 31 von der ersten Axialseite zur zweiten Axialseite strömt, durch die erste Nutwand 31b stabil zum Nutboden 31d geführt. Von den beiden Nutwänden 31b und 31c weist die zweite Nutwand 31c, die auf der zweiten axialen Seite angeordnet ist, eine ebene Form auf, die sich in einer Richtung orthogonal zur Mittelachse J erstreckt und der ersten axialen Seite zugewandt ist. Daher wird das zum Nutboden 31d geführte Öl O daran gehindert, über die zweite Nutwand 31c in der zweiten Axialseite zu laufen, und das Öl O wird durch den Kühlmittelführungsabschnitt 31a stabil gehalten. Der Nutboden 31d ist an der radial äußersten Seite im Kühlmittelführungsabschnitt 31a angeordnet.
Das Kühlmittelzufuhrloch 33 weist die Form eines kreisförmigen Lochs auf, das sich radial innerhalb der Umfangswand der Welle 31 erstreckt. Mehrere der Kühlmittelzufuhrlöcher 33 sind in der Welle 31 bereitgestellt. Die mehreren Kühlmittelzufuhrlöcher 33 sind in Umfangsrichtung in Abständen voneinander angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform sind acht Kühlmittelzufuhrlöcher 33 in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung bereitgestellt. Das Kühlmittelzufuhrloch 33 ist eine Öffnung im Nutboden 31d. Das heißt, das Kühlmittelzufuhrloch 33 mündet in den Kühlmittelführungsabschnitt 31a. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das in der Welle 31 strömende Öl O durch den Kühlmittelführungsabschnitt 31a effizient zum Kühlmittelzufuhrloch 33 geleitet und strömt, wie später beschrieben, in den Rotor 30, wodurch die Kühleffizienz des Rotors 30 verbessert wird.
Der Rotorkernabschnitt 36 ist ein magnetischer Körper. Wie in 2 und 3 gezeigt, weist der Rotorkernabschnitt 36 eine rohrförmige Form um die Mittelachse J auf und hat in der vorliegenden Ausführungsform eine zylindrische Form. Eine innere Umfangsfläche des Rotorkernabschnitts 36 ist an der Außenumfangsfläche der Welle 31 durch Presspassung oder dergleichen befestigt. Der Rotorkernabschnitt 36 und die Welle 31 sind in axialer Richtung, in radialer Richtung und in Umfangsrichtung relativ unbeweglich befestigt. Der Rotorkernabschnitt 36 weist mehrere Elektromagnetischer-Stahl-Platten (nicht gezeigt) auf, die so angeordnet sind, dass sie einander in der axialen Richtung überlappen.
Der Rotorkernabschnitt 36 weist ein Durchgangsloch 36a und ein Magnetaufnahmeloch 36b auf. Das Durchgangsloch 36a durchdringt den Rotorkernabschnitt 36 in axialer Richtung. Wie in 4 gezeigt, weist das Durchgangsloch 36a bei Betrachtung aus der axialen Richtung eine im Wesentlichen viereckige Form auf und hat in der vorliegenden Ausführungsform eine im Wesentlichen rechteckige Form, die sich in der Umfangsrichtung erstreckt. Kurz gesagt, die Umfangsabmessung des Durchgangslochs 36a ist größer als die radiale Abmessung des Durchgangslochs 36a. Die Umfangsabmessung des Durchgangslochs 36a nimmt mit zunehmender Annäherung an die radiale Außenseite zu. Die radiale Abmessung des Durchgangslochs 36a ist in der Umfangsrichtung im Wesentlichen konstant. Mehrere der Durchgangslöcher 36a sind in dem Rotorkernabschnitt 36 in Umfangsrichtung in Abständen voneinander bereitgestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Rotorkernabschnitte 36 mit acht Durchgangslöchern 36a in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung bereitgestellt.
Das Magnetaufnahmeloch 36b durchdringt den Rotorkernabschnitt 36 in axialer Richtung. Das Magnetaufnahmeloch 36b weist bei Betrachtung aus der axialen Richtung eine im Wesentlichen viereckige Form auf und hat in der vorliegenden Ausführungsform eine im Wesentlichen rechteckige Form. Mehrere der Magnetaufnahmelöcher 36b sind in dem Rotorkernabschnitt 36 bereitgestellt. Die mehreren Magnetaufnahmelöcher 36b weisen einen Satz von drei Magnetaufnahmelöchern 36b auf, die bei Betrachtung aus der axialen Richtung in Form eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind. Mehrere Sätze der drei Magnetaufnahmelöcher 36b sind in dem Rotorkernabschnitt 36 in Umfangsrichtung in Abständen voneinander bereitgestellt. In der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Rotorkernabschnitte 36 mit acht Sätzen von drei Magnetaufnahmelöchern 36b in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung bereitgestellt. Die Sätze von drei Magnetaufnahmelöchern 36b sind radial außerhalb relativ zum Durchgangsloch 36a angeordnet. Die Sätze von drei Magnetaufnahmelöchern 36b überlappen das Durchgangsloch 36a bei Betrachtung aus der radialen Richtung.
Wie in 2 gezeigt, ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Zwischenraum zwischen einem Paar der Rotorkernabschnitte 36 der mehreren Rotorkernabschnitte 36, die in der axialen Richtung mit dem dazwischen angeordneten Abstandshalter 38 aneinandergrenzen, durch den dazwischen angeordneten Abstandshalter 38 bereitgestellt. Zwischen den Rotorkernabschnitten 36 ist kein Zwischenraum bereitgestellt, außer zwischen dem Paar von Rotorkernabschnitten 36 der mehreren Rotorkernabschnitte 36. Ein Zwischenraum kann auch zwischen den Rotorkernabschnitten 36 bereitgestellt sein, die nicht zu dem Paar von Rotorkernabschnitten 36 gehören. Mindestens zwei oder mehr der mehreren Rotorkernabschnitte 36 sind so angeordnet, dass ihre Umfangspositionen gegeneinander verschoben sind. Das heißt, dass in der vorliegenden Ausführungsform, da der Rotor 30 mit einem Stufenversatz bereitgestellt ist, ein Rastmoment und eine Drehmomentwelligkeit reduziert werden können, eine Vibration der elektrischen Drehvorrichtung 10 unterdrückt ist und der Rotationswirkungsgrad verbessert ist.
Die mehreren Rotorkernabschnitte 36 weisen auf: mehrere erste Rotorkernabschnitte 36A, die auf der ersten axialen Seite (-Y-Seite) relativ zu dem Abstandshalter 38 angeordnet sind, und mehrere zweite Rotorkernabschnitte 36B, die auf der zweiten axialen Seite (+Y-Seite) relativ zu dem Abstandshalter 38 angeordnet sind. Die mehreren ersten Rotorkernabschnitte 36A sind so angeordnet, dass sie vom Abstandshalter 38 zur ersten axialen Seite hin zur ersten Umfangsseite (+θ-Seite) versetzt sind. Die mehreren zweiten Rotorkernabschnitte 36B sind so angeordnet, dass sie vom Abstandshalter 38 zur zweiten axialen Seite hin zur ersten Umfangsseite versetzt sind. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform sind die Orientierung der Verdrehung der Stufenschräge der mehreren ersten Rotorkernabschnitte 36A, die auf der ersten axialen Seite des Abstandshalters 38 angeordnet sind, und die Orientierung der Verdrehung der Stufenschräge der mehreren zweiten Rotorkernabschnitte 36B, die auf der zweiten axialen Seite des Abstandshalters 38 angeordnet sind, voneinander verschieden. Dadurch lassen sich Effekte wie eine weitere Reduzierung des Rastmoments und der Drehmomentwelligkeit erzielen. In der vorliegenden Ausführungsform sind drei oder mehr erste Rotorkernabschnitte 36A und drei oder mehr zweite Rotorkernabschnitte 36B bereitgestellt, speziell sind vier erste Rotorkernabschnitte und vier zweite Rotorkernabschnitte bereitgestellt.
Der Magnet 37 ist z.B. ein Neodym-Magnet, ein Ferrit-Magnet oder dergleichen. Der Magnet 37 weist z.B. die Form einer rechteckigen Platte auf. Wie in 4 gezeigt, sind mehrere der Magnete 37 im Rotorkernabschnitt 36 bereitgestellt. Die Magnete 37 sind in den jeweiligen Magnetaufnahmelöchern 36b untergebracht. Die Magnete 37 sind am Rotorkernabschnitt 36 befestigt, z.B. durch einen nicht gezeigten Harz-Magnethalter oder Ähnliches. Die mehreren Magnete 37 weisen einen Satz M von drei Magneten 37 auf, die bei Betrachtung aus der axialen Richtung in Form eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind. Mehrere Sätze M der drei Magnete 37 sind in dem Rotorkernabschnitt 36 in Umfangsrichtung in Abständen zueinander bereitgestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Rotorkernabschnitte 36 mit acht Sätzen M von drei Magneten 37 in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung bereitgestellt. Die Sätze M der drei Magnete 37 sind relativ zum Durchgangsloch 36a radial außen angeordnet. Die Sätze M der drei Magnete 37 überlappen das Durchgangsloch 36a bei Betrachtung aus der radialen Richtung.
Die Sätze M der drei Magnete 37 weisen einen ersten Magneten 37a und ein Paar zweiter Magnete 37b auf. Der erste Magnet 37a und das Paar zweiter Magnete 37b bilden einen Pol. Der erste Magnet 37a ist in einem Teil angeordnet, der der Basis im Satz M entspricht und bei Betrachtung aus der axialen Richtung die Form eines gleichschenkligen Dreiecks aufweist. Der erste Magnet 37a ist an einem radial äußeren Endabschnitt des Satzes M angeordnet und erstreckt sich in der Umfangsrichtung. Das Paar zweiter Magnete 37b ist in einem Teil angeordnet, der mit zwei (gleich langen) Seiten, die verschieden sind von der Basis, in dem Satz M korrespondiert, der bei Betrachtung aus der axialen Richtung die Form eines gleichschenkligen Dreiecks hat. Das Paar zweiter Magnete 37b ist radial innerhalb des ersten Magneten 37a angeordnet. Einer der beiden Magnete 37b ist bei Annäherung an die erste Umfangsseite (+θ-Seite) radial innen angeordnet und der andere ist bei Annäherung an die erste Umfangsseite radial außen angeordnet.
Wie in 3 und 4 gezeigt, ist der Abstandshalter 38 ein nichtmagnetischer Körper, der eine Ringplattenform um die Mittelachse J aufweist, und in der vorliegenden Ausführungsform eine ringförmige Plattenform hat. Die axiale Abmessung, d.h. die Plattendickenabmessung des Abstandshalters 38 ist größer als die Plattendickenabmessung jeder der mehreren Elektromagnetischer-Stahl-Platten, die der Rotorkernabschnitt 36 aufweist. Der Abstandshalter 38 der vorliegenden Ausführungsform ist aus Metall gefertigt. Daher sind die mechanische Steifigkeit/Festigkeit und Haltbarkeit des Abstandshalters 38 hoch, und die axiale Abmessung (Plattendickenabmessung) des Abstandshalters 38 ist genau gesichert. Dies stabilisiert die Genauigkeit der axialen Abmessung des Rotorkörpers 32 und stabilisiert die Leistungsfähigkeit der elektrischen Drehvorrichtung 10.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Abstandshalter 38 in dem Rotor 30 bereitgestellt. Der Abstandshalter 38 ist an einem axialen mittleren Teil des Rotorkörpers 32 angeordnet. Der Abstandshalter 38 ist im Außendurchmesser kleiner als der Rotorkernabschnitt 36. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann durch Bereitstellen des Abstandshalters 38 zwischen den Rotorkernabschnitten 36, die axial aneinander angrenzen, ein vorteilhafter Effekt in Bezug auf die magnetischen Eigenschaften, wie z.B. die Unterdrückung des magnetischen Streuflusses, erzielt werden, und der Außendurchmesser des Abstandshalters 38 ist kleiner als der Außendurchmesser des Rotorkernabschnitts 36, und daher kann ein Auftreten eines Wirbelstromverlustes in einem Außenumfangsabschnitt des Rotors 30 unterdrückt werden, und der Rotationswirkungsgrad kann verbessert werden.
Der Abstandshalter 38 weist einen Abstandshalterströmungspfadabschnitt 96 auf. Der Abstandshalterströmungspfadabschnitt 96 weist eine ausgesparte Form auf, die von einer inneren Umfangsfläche des Abstandshalters 38 radial nach außen ausgespart ist. Der Abstandshalterströmungspfadabschnitt 96 öffnet sich an der inneren Umfangsfläche des Abstandshalters 38 und öffnet sich nicht an einer Außenumfangsfläche. Der Abstandshalterströmungspfadabschnitt 96 verbindet das Kühlmittelzufuhrloch 33 und das Durchgangsloch 36a. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das in der Welle 31 strömende Öl O von dem Kühlmittelzufuhrloch 33 zu dem Durchgangsloch 36a des Rotorkernabschnitts 36 durch den Abstandshalterströmungspfadabschnitt 96 durch Zentrifugalkraft oder dergleichen zugeführt. Der Rotor 30 wird durch das Öl O gekühlt, das durch das Durchgangsloch 36a strömt. Da der Temperaturanstieg des Rotors 30 unterdrückt werden kann, wird der Auswahlbereich der Elemente, aus denen der Rotor 30 gebildet ist, erweitert, z.B. kann ein kostengünstiger Magnet 37 verwendet werden, bei dem der obere Grenzwert der Betriebstemperatur nicht zu hoch ist. Im Gegensatz zu der Elektromagnetischer-Stahl-Platte oder dergleichen, die den Rotorkernabschnitt 36 bildet, ist es z.B. bei dem Abstandshalter 38 der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Dickenabmessung und die Form des Abstandshalterströmungspfadabschnitts 96 beliebig zu ändern, und es ist einfach, das Design zu ändern, d.h. der Freiheitsgrad der Form ist hoch, und daher ist es möglich, leicht auf verschiedene Anforderungen für die elektrische Drehvorrichtung 10 zu reagieren.
In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie oben beschrieben, da der Rotor 30 mit der Stufenschräge bereitgestellt ist, ein Teil 36c einer Endfläche, die der axialen Richtung des Rotorkernabschnitts 36 zugewandt ist, dem Durchgangsloch 36a des anderen Rotorkernabschnitts 36, der diesem Rotorkernabschnitt 36 axial benachbart ist, gegenüberliegend, und der Teil 36c der Endfläche bildet einen Teil einer Innenfläche eines Ölströmungspfads (ein Durchgangslochströmungspfadabschnitt 98, der später beschrieben wird) in dem Rotor 30. Kurz gesagt, da die Fläche des Strömungspfads im Rotor 30 durch die Anwendung der Stufenschräge vergrößert wird, wird die Kühleffizienz durch das Öl O weiter verbessert.
Der Abstandshalterströmungspfadabschnitt 96 durchdringt den Abstandshalter 38 in axialer Richtung. In diesem Fall kann, während der Abstandshalter 38 eine einfache Konfiguration aufweist, das Öl O von dem Abstandshalterströmungspfadabschnitt 96 zu jedem von dem Durchgangsloch 36a des Rotorkernabschnitts 36, das auf der ersten axialen Seite des Abstandshalters 38 positioniert ist, und dem Durchgangsloch 36a des Rotorkernabschnitts 36, das auf der zweiten axialen Seite des Abstandshalters 38 positioniert ist, zugeführt werden, und der Rotor 30 kann in einem weiten Bereich und gleichmäßig in der axialen Richtung gekühlt werden. Mehrere Abstandshalterströmungspfadabschnitte 96 sind in dem Abstandshalter 38 in Umfangsrichtung in Abständen zueinander bereitgestellt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Abstandshalter 38 mit acht Abstandshalterströmungspfadabschnitten 96 in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung bereitgestellt.
In der vorliegenden Ausführungsform sind, wie oben beschrieben, die Orientierung der Verdrehung der Stufenschräge der mehreren ersten Rotorkernabschnitte 36A, die auf der ersten axialen Seite des Abstandshalters 38 angeordnet sind, und die Orientierung der Verdrehung der Stufenschräge der mehreren zweiten Rotorkernabschnitte 36B, die auf der zweiten axialen Seite des Abstandshalters 38 angeordnet sind, voneinander verschieden. Daher gibt es einen Fall, in dem das Öl O, das innerhalb des Durchgangslochs 36a von dem Abstandshalter 38 zu beiden Seiten in der axialen Richtung strömt, leicht stabil beide axialen Endabschnitte des Rotorkörpers 32 in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Rotors 30 erreicht.
Wie in 4 gezeigt, weist der Abstandshalterströmungspfadabschnitt 96 einen Stromaufwärtsseite-Strömungspfadabschnitt 96a und einen Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitt 96b auf. Der Stromaufwärtsseite-Strömungspfadabschnitt 96a ist in einem radial inneren Teil des Abstandshalterströmungspfadabschnitts 96 angeordnet. Der Stromaufwärtsseite-Strömungspfadabschnitt 96a erstreckt sich in der radialen Richtung. Der Stromaufwärtsseite-Strömungspfadabschnitt 96a steht dem Kühlmittelzufuhrloch 33 von radial außen gegenüber. Die Umfangsabmessung des Stromaufwärtsseite-Strömungspfadabschnitts 96a ist vorzugsweise gleich oder größer als die Umfangsabmessung (Innendurchmesser) des Kühlmittelzufuhrlochs 33.
Der Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitt 96b ist in einem radial äußeren Teil des Abstandshalterströmungspfadabschnitts 96 angeordnet. Der Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitt 96b ist radial außerhalb des Stromaufwärtsseite-Strömungspfadabschnitts 96a angeordnet und mit dem Stromaufwärtsseite-Strömungspfadabschnitt 96a verbunden. Der Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitt 96b weist bei Betrachtung aus der axialen Richtung eine im Wesentlichen viereckige Form auf und hat in der vorliegenden Ausführungsform eine im Wesentlichen rechteckige Form, die sich in der Umfangsrichtung erstreckt. Kurz gesagt, die Umfangsabmessung des Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitts 96b ist größer als die radiale Abmessung des Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitts 96b. Die Umfangsabmessung des Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitts 96b nimmt mit zunehmender Annäherung an die radiale Außenseite zu. Die radiale Abmessung des Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitts 96b ist entlang der Umfangsrichtung im Wesentlichen konstant. Die Umfangsabmessung des Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitts 96b ist größer als die Umfangsabmessung des Stromaufwärtsseite-Strömungspfadabschnitts 96a. Die radiale Abmessung des Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitts 96b ist größer als die radiale Abmessung des Stromaufwärtsseite-Strömungspfadabschnitts 96a. Der Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitt 96b liegt dem Durchgangsloch 36a axial gegenüber. Der Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitt 96b weist im Querschnitt orthogonal zur Mittelachse J eine Öffnungsfläche auf, die größer ist als die Öffnungsfläche im Querschnitt orthogonal zur Mittelachse J des Durchgangslochs 36a. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann, wenn das Öl O von dem Abstandshalterströmungspfadabschnitt 96 in das Durchgangsloch 36a strömt, ein Druckverlust unterdrückt werden, so dass er in dem Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitt 96b gering ist, wo sich die Ausrichtung der Strömung des Öls O ändert.
Wie in 2 und 3 gezeigt, weist die Endplatte 39 eine Ringplattenform um die Mittelachse J auf und hat in der vorliegenden Ausführungsform eine ringförmige Plattenform. Ein Paar der Endplatten 39 ist an den beiden axialen Endabschnitten des Rotorkörpers 32 bereitgestellt. Das Paar Endplatten 39 berührt aus der axialen Richtung den Rotorkernabschnitt 36, der an dem Endabschnitt auf der ersten axialen Seite positioniert ist, und den Rotorkernabschnitt 36, der an dem Endabschnitt der zweiten axialen Seite der mehreren Rotorkernabschnitte 36 positioniert ist. Die Endplatte 39 liegt dem Rotorkernabschnitt 36 von der dem Abstandshalter 38 in der axialen Richtung gegenüberliegenden Seite gegenüber.
Wie in 3 gezeigt, weist die Endplatte 39 einen Führungsströmungspfadabschnitt 97 auf, der mit dem Durchgangsloch 36a in Verbindung steht. Der Führungsströmungspfadabschnitt 97 weist einen Umfangsströmungspfadabschnitt 97a, einen radialen Strömungspfadabschnitt 97b und einen kommunizierenden Strömungspfadabschnitt 97c auf. Der Umfangsströmungspfadabschnitt 97a ist axial von der Fläche der Endplatte 39 ausgespart, die dem Rotorkernabschnitt 36 axial gegenüberliegt, und weist eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Nutform auf. Der Umfangsströmungspfadabschnitt 97a weist eine ringförmige Form um die Mittelachse J auf. Der Umfangsströmungspfadabschnitt 97a liegt dem Durchgangsloch 36a axial gegenüber. Der Umfangsströmungspfadabschnitt 97a steht mit der Mehrzahl von Durchgangslöchern 36a in Verbindung, die in Umfangsrichtung in dem der Endplatte 39 gegenüberliegenden Rotorkernabschnitt 36 angeordnet sind.
Der radiale Strömungspfadabschnitt 97b ist axial von der Fläche der Endplatte 39 ausgespart, die der dem Rotorkernabschnitt 36 gegenüberliegenden Seite axial zugewandt ist, und weist eine sich radial erstreckende Nutform auf. Der radiale Strömungspfadabschnitt 97b ist an einer Außenumfangsfläche der Endplatte 39 offen. Das heißt, der radiale Strömungspfadabschnitt 97b öffnet sich radial nach außen. Mehrere der radialen Strömungspfadabschnitte 97b sind in Umfangsrichtung in Abständen voneinander bereitgestellt. Die Anzahl der radialen Strömungspfadabschnitte 97b ist gleich der Anzahl der Durchgangslöcher 36a, die z.B. in dem der Endplatte 39 gegenüberliegenden Rotorkernabschnitt 36 vorhanden sind, und beträgt in der vorliegenden Ausführungsform acht.
Der kommunizierende Strömungspfadabschnitt 97c weist eine Lochform auf, die die Endplatte 39 axial durchdringt. Der kommunizierende Strömungspfadabschnitt 97c ermöglicht es dem Umfangsströmungspfadabschnitt 97a und dem radialen Strömungspfadabschnitt 97b, miteinander zu kommunizieren. In der vorliegenden Ausführungsform öffnet sich der kommunizierende Strömungspfadabschnitt 97c an einem radial äußeren Endabschnitt des Umfangsströmungspfadabschnitts 97a und einem radial inneren Endabschnitt des radialen Strömungspfadabschnitts 97b. Mehrere der kommunizierenden Strömungspfadabschnitte 97c sind in Umfangsrichtung in Abständen zueinander bereitgestellt. Die Anzahl der kommunizierenden Strömungspfadabschnitte 97c ist die gleiche wie die Anzahl der radialen Strömungspfadabschnitte 97b und beträgt z.B. acht in der vorliegenden Ausführungsform.
Der Führungsströmungspfadabschnitt 97 leitet das aus dem Durchgangsloch 36a (siehe 1) in den Führungsströmungspfadabschnitt 97 strömende Öl O zu einer später beschriebenen Spule 42c des Stators 40. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Spule 42c weiter zu kühlen, indem das Öl O verwendet wird, nachdem es durch das Durchgangsloch 36a zirkuliert und den Rotor 30 gekühlt hat, und die Kühleffizienz wird verbessert.
Wie in 1 gezeigt, liegt der Stator 40 dem Rotor 30 radial gegenüber, wobei ein Zwischenraum dazwischen angeordnet ist. Der Stator 40 umgibt den Rotor 30 von der radialen Außenseite über den gesamten Umfang in der Umfangsrichtung. Der Stator 40 ist innerhalb des Motorgehäuses 81 befestigt. Der Stator 40 weist einen Statorkern 41 und eine Spulenbaugruppe 42 auf.
Der Statorkern 41 weist eine Ringform auf, die die Mittelachse J der elektrischen Drehvorrichtung 10 umgibt. Der Statorkern 41 weist mehrere Plattenelemente auf, wie z.B. Elektromagnetischer-Stahl-Platten, die in axialer Richtung gestapelt sind. Die Spulenbaugruppe 42 weist mehrere der Spulen 42c auf, die entlang der Umfangsrichtung an dem Statorkern 41 befestigt sind. Die mehreren Spulen 42c sind an Zähnen (nicht gezeigt) des Statorkerns 41 mit dazwischen liegenden Isolatoren (nicht gezeigt) befestigt. Die mehreren Spulen 42c sind entlang der Umfangsrichtung angeordnet. Die Spule 42c weist einen Teil auf, der axial von dem Statorkern 41 vorsteht.
Der Kühlmittelströmungspfad 90 ist in dem Gehäuse 80 bereitgestellt. Durch den Kühlmittelströmungspfad 90 strömt das Öl O als Kühlmittel. Der Kühlmittelströmungspfad 90 ist durch das Innere des Motorgehäuses 81 und das Innere des Getriebegehäuses 82 bereitgestellt. Der Kühlmittelströmungspfad 90 ist ein Pfad, durch den das im Getriebegehäuse 82 gespeicherte Öl O der elektrischen Drehvorrichtung 10 im Motorgehäuse 81 zugeführt wird und wieder in das Getriebegehäuse 82 zurückkehrt. Der Kühlmittelströmungspfad 90 ist mit einer Pumpe 71 und einem Kühler 72 bereitgestellt. Der Kühlmittelströmungspfad 90 weist einen ersten Strömungspfadabschnitt 91, einen zweiten Strömungspfadabschnitt 92, einen dritten Strömungspfadabschnitt 93, einen Statorkühlmittelzufuhrabschnitt 50, den Wellenströmungspfadabschnitt 95, einen Verbindungsströmungspfadabschnitt 94, den Abstandshalterströmungspfadabschnitt 96, den Durchgangslochströmungspfadabschnitt 98 und den Führungsströmungspfadabschnitt 97 auf.
Der erste Strömungspfadabschnitt 91, der zweite Strömungspfadabschnitt 92 und der dritte Strömungspfadabschnitt 93 sind z.B. in einem Wandabschnitt des Getriebegehäuses 82 bereitgestellt. Der erste Strömungspfadabschnitt 91 verbindet die Pumpe 71 mit einem Teil, in dem das Öl O innerhalb des Getriebegehäuses 82 gelagert ist. Der zweite Strömungspfadabschnitt 92 verbindet die Pumpe 71 und den Kühler 72. Der dritte Strömungspfadabschnitt 93 verbindet den Kühler 72 und den Statorkühlmittelzufuhrabschnitt 50. In der vorliegenden Ausführungsform ist der dritte Strömungspfadabschnitt 93 mit einem Endabschnitt der linken Seite des Statorkühlmittelzufuhrabschnitts 50 verbunden, d.h. mit einem stromaufwärtsseitigen Teil des Statorkühlmittelzufuhrabschnitts 50.
Der Statorkühlmittelzufuhrabschnitt 50 liefert das Öl O an den Stator 40. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Statorkühlmittelzufuhrabschnitt 50 eine sich axial erstreckende rohrförmige Form auf. Mit anderen Worten ist der Statorkühlmittelzufuhrabschnitt 50 in der vorliegenden Ausführungsform ein sich axial erstreckendes Rohr. Die beiden axialen Endabschnitte des Statorkühlmittelzufuhrabschnitts 50 werden vom Motorgehäuse 81 getragen. Der Endabschnitt der linken Seite des Statorkühlmittelzufuhrabschnitts 50 wird z.B. durch den Trennwandabschnitt 81b getragen. Ein Endabschnitt der rechten Seite des Statorkühlmittelzufuhrabschnitts 50 ist z.B. durch den Deckelabschnitt 81c getragen. Der Statorkühlmittelzufuhrabschnitt 50 ist radial außerhalb des Stators 40 angeordnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Statorkühlmittelzufuhrabschnitt 50 oberhalb des Stators 40 angeordnet.
Der Statorkühlmittelzufuhrabschnitt 50 weist eine Zufuhröffnung 50a zum Zuführen des Öls O zu dem Stator 40 auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Zufuhröffnung 50a eine Einspritzöffnung zum Einspritzen eines Teils des in den Statorkühlmittelzufuhrabschnitt 50 strömenden Öls O zu der Außenseite des Statorkühlmittelzufuhrabschnitts 50. Die Zufuhröffnung 50a weist ein Loch auf, das einen Wandabschnitt des Statorkühlmittelzufuhrabschnitts 50 von einer inneren Umfangsfläche zu einer äußeren Umfangsfläche durchdringt. Mehrere der Zufuhröffnungen 50a sind in dem Statorkühlmittelzufuhrabschnitt 50 bereitgestellt. Die mehreren Zufuhröffnungen 50a sind z.B. in der axialen Richtung oder in der Umfangsrichtung in Abständen voneinander angeordnet.
Der Wellenströmungspfadabschnitt 95 ist in der Welle 31 angeordnet. Wie in 3 gezeigt, weist der Wellenströmungspfadabschnitt 95 die innere Umfangsfläche der Welle 31, den Kühlmittelführungsabschnitt 31a und das Kühlmittelzufuhrloch 33 auf. Wie in 1 gezeigt, verbindet der Verbindungsströmungspfadabschnitt 94 das Innere des Statorkühlmittelzufuhrabschnitts 50 und das Innere der Welle 31. Der Verbindungsströmungspfadabschnitt 94 verbindet den Endabschnitt der rechten Seite, d.h. einen Stromabwärtsseite-Teil des Statorkühlmittelzufuhrabschnitts 50 und einen Endabschnitt der rechten Seite, d.h. einen Stromaufwärtsseite-Teil des Wellenströmungspfadabschnitts 95. Der Verbindungsströmungspfadabschnitt 94 ist z.B. in dem Deckelabschnitt 81c bereitgestellt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, den Stator 40 und den Rotor 30 stabil zu kühlen und gleichzeitig die Konfiguration des Kühlmittelströmungspfades 90 zu vereinfachen.
Der Durchgangslochströmungspfadabschnitt 98 verbindet den Abstandshalterströmungspfadabschnitt 96 und den Führungsströmungspfadabschnitt 97. Der Durchgangslochströmungspfadabschnitt 98 ist über der Innenseite der mehreren Rotorkernabschnitte 36 angeordnet. Wie in 3 und 4 gezeigt, weist der Durchgangslochströmungspfadabschnitt 98 das Durchgangsloch 36a des Rotorkernabschnitts 36 und den Teil 36c der in axialer Richtung weisenden Endfläche auf.
Wie in 1 gezeigt, wird, wenn die Pumpe 71 angetrieben wird, das im Getriebegehäuse 82 gespeicherte Öl O durch den ersten Strömungspfadabschnitt 91 angesaugt und strömt durch den zweiten Strömungspfadabschnitt 92 in den Kühler 72. Das in den Kühler 72 strömende Öl O wird im Kühler 72 gekühlt und strömt dann durch den dritten Strömungspfadabschnitt 93 zum Statorkühlmittelzufuhrabschnitt 50. Ein Teil des Öls O, das in den Statorkühlmittelzufuhrabschnitt 50 strömt, wird von der Zufuhröffnung 50a eingespritzt und dem Stator 40 zugeführt. Ein weiterer Teil des in den Statorkühlmittelzufuhrabschnitt 50 strömenden Öls O strömt durch den Verbindungsströmungspfadabschnitt 94 in den Wellenströmungspfadabschnitt 95. Ein Teil des durch den Wellenströmungspfadabschnitt 95 strömenden Öls O strömt von dem Kühlmittelzufuhrloch 33 durch den Abstandshalterströmungspfadabschnitt 96, den Durchgangslochströmungspfadabschnitt 98 und den Führungsströmungspfadabschnitt 97 und verteilt sich auf den Stator 40. Ein anderer Teil des in den Wellenströmungspfadabschnitt 95 strömenden Öls O wird aus der Öffnung an der linken Seite der Welle 31 in das Innere des Getriebegehäuses 82 abgeleitet und wieder im Getriebegehäuse 82 gespeichert.
Das von der Zufuhröffnung 50a dem Stator 40 zugeführte Öl O nimmt Wärme von dem Stator 40 auf, und das von der Welle 31 dem Rotor 30 und dem Stator 40 zugeführte Öl O nimmt Wärme von dem Rotor 30 und dem Stator 40 auf. Das Öl O, das den Stator 40 und den Rotor 30 gekühlt hat, fällt nach unten und sammelt sich in einem unteren Bereich in dem Motorgehäuse 81. Das im unteren Bereich in dem Motorgehäuse 81 angesammelte Öl O kehrt durch die im Trennwandabschnitt 81b bereitgestellte Trennwandöffnung 81d in das Getriebegehäuse 82 zurück. Wie oben beschrieben, führt der Kühlmittelströmungspfad 90 das im Getriebegehäuse 82 gespeicherte Öl O dem Rotor 30 und dem Stator 40 zu.
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist, und dass die Konfiguration innerhalb eines Bereichs, der nicht vom Wesen der vorliegenden Erfindung abweicht, z.B. wie unten beschrieben geändert werden kann.
5 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung einer Antriebsvorrichtung 200, die eine Modifikation der Antriebsvorrichtung 100 ist. In dieser Modifikation weist ein Kühlmittelströmungspfad 290 den ersten Strömungspfadabschnitt 91, den zweiten Strömungspfadabschnitt 92, einen dritten Strömungspfadabschnitt 293, einen Statorkühlmittelzufuhrabschnitt 250, den Wellenströmungspfadabschnitt 95, einen Zufuhrströmungspfadabschnitt 294, den Abstandshalterströmungspfadabschnitt 96, den Durchgangslochströmungspfadabschnitt 98 und den Führungsströmungspfadabschnitt 97 auf. Der dritte Strömungspfadabschnitt 293 verbindet den Kühler 72 und den Zufuhrströmungspfadabschnitt 294. Der dritte Strömungspfadabschnitt 293 ist z.B. durch das Getriebegehäuse 82 und das Motorgehäuse 81 bereitgestellt. Der Zufuhrströmungspfadabschnitt 294 ist z.B. im Deckelabschnitt 81c bereitgestellt. Der Zufuhrströmungspfadabschnitt 294 verzweigt sich in einen Strömungspfadabschnitt, der den dritten Strömungspfadabschnitt 293 und den Statorkühlmittelzufuhrabschnitt 250 verbindet, und einen Strömungspfadabschnitt, der den dritten Strömungspfadabschnitt 293 und den Wellenströmungspfadabschnitt 95 verbindet. Die verzweigten Zufuhrströmungspfadabschnitte 294 sind jeweils mit einem Endabschnitt der rechten Seite, d.h. einem stromaufwärts gelegenen Teil des Statorkühlmittelzufuhrabschnitts 250 und dem Endabschnitt der rechten Seite, d.h. dem stromaufwärts gelegenen Teil des Wellenströmungspfadabschnitts 95, verbunden. Kurz gesagt, der Zufuhrströmungspfadabschnitt 294 führt das Öl O einem stromaufwärtsseitigen Teil des Statorkühlmittelzufuhrabschnitts 250 und einem stromaufwärtsseitigen Teil des Wellenströmungspfadabschnitts 95 zu. In dieser Modifikation strömt das Öl O innerhalb des Statorkühlmittelzufuhrabschnitts 250 von der rechten Seite zur linken Seite. Das Öl O, das aus dem Zufuhrströmungspfadabschnitt 294 in den Statorkühlmittelzufuhrabschnitt 250 strömt, wird z.B. vollständig von der Zufuhröffnung 50a zum Stator 40 zugeführt. Auch bei dieser Modifikation ist es möglich, den Stator 40 und den Rotor 30 stabil zu kühlen und gleichzeitig die Konfiguration des Kühlmittelströmungspfades 290 zu vereinfachen. Andere Konfigurationen der Antriebsvorrichtung 200 sind ähnlich wie die anderen Konfigurationen der oben beschriebenen Antriebsvorrichtung 100.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem der radial äußere Endabschnitt des Abstandshalters 38 den Magneten 37 bei Betrachtung aus der axialen Richtung, wie in 4 dargestellt, überlappt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Wie in einer elektrischen Drehvorrichtung 310, die in 6 gezeigt ist, kann ein radial äußerer Endabschnitt eines Abstandshalters 338 z.B. radial innen relativ zu mindestens dem ersten Magneten 37a angeordnet sein, der an dem radial äußeren Endabschnitt des Satzes M der drei Magnete 37 angeordnet ist. Kurz gesagt, der radial äußere Endabschnitt des Abstandshalters 338 kann radial innen relativ zu mindestens einem der mehreren Magnete 37 angeordnet sein. In diesem Fall ist es möglich, das Auftreten von Wirbelstromverlusten im Außenumfangsabschnitt des Rotors 30 weiter zu unterdrücken. In 6 ist der radial äußere Endabschnitt des Abstandshalters 338 relativ zu einem der Magnete 37 des Satzes M der drei Magnete 37 radial innen positioniert.
Das Kühlmittel, das durch den Kühlmittelströmungspfad 90 oder 290 strömt, ist nicht auf das Öl O beschränkt. Das Kühlmittel kann z.B. eine Isolatorflüssigkeit oder Wasser sein. Handelt es sich bei dem Kühlmittel um Wasser, kann die Fläche des Stators 40 einer isolierenden Behandlung unterzogen werden.
Eine elektrische Drehvorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, ist nicht auf einen Motor beschränkt und kann ein Generator sein. Die Verwendung der elektrischen Drehvorrichtung ist nicht besonders begrenzt. Die elektrische Drehvorrichtung kann an einem Fahrzeug für andere Zwecke als zur Drehung einer Achse z.B. montiert werden, oder kann auf andere Ausrüstungen als ein Fahrzeug montiert werden. Die Lage der elektrischen Drehvorrichtung im Einsatz ist nicht besonders begrenzt.
Die in der oben beschriebenen Ausführungsform beschriebenen Konfigurationen, Modifikationen und dergleichen können innerhalb des Umfangs kombiniert werden, ohne vom Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und Hinzufügen, Weglassen, Ersetzen und andere Änderungen der Konfiguration sind möglich. Die vorliegende Erfindung ist nicht durch die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern wird nur durch den Umfang der Ansprüche begrenzt.
Bezugszeichenliste

10, 310: elektrische Drehvorrichtung
30: Rotor
31: Welle
31a: Kühlmittelführungsabschnitt
33: Kühlmittelzufuhrloch
36: Rotorkernabschnitt
36a: Durchgangsloch
36A: erster Rotorkernabschnitt
36B: zweiter Rotorkernabschnitt
37: Magnet
38, 338: Abstandshalter
39: Endplatte
40: Stator
42c: Spule
50, 250: Statorkühlmittelzufuhrabschnitt
60: Getriebevorrichtung
64: Achse
80: Gehäuse
90, 290: Kühlmittelströmungspfad
94: Verbindungsströmungspfadabschnitt
95: Wellenströmungspfadabschnitt
96: Abstandshalterströmungspfadabschnitt
96a: Stromaufwärtsseite-Strömungspfadabschnitt
96b: Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitt
97: Führungsströmungspfadabschnitt
98: Durchgangslochströmungspfadabschnitt
100, 200: Antriebsvorrichtung
294: Zufuhrströmungspfadabschnitt
J: Mittelachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5414887 B2 [0003]

Claims

Elektrische Drehvorrichtung, die aufweist: einen Rotor, der um eine Mittelachse drehbar ist; und einen Stator, der radial außerhalb des Rotors angeordnet ist, wobei der Rotor aufweist: eine Welle, die sich axial um die Mittelachse erstreckt, mehrere Rotorkernabschnitte, die an einer Außenumfangsfläche der Welle befestigt und in einer axialen Richtung angeordnet sind, einen Magneten, der von einem jeweiligen der Rotorkernabschnitte gehalten ist, und mindestens einen Abstandshalter, der ein nichtmagnetischer Körper ist, der eine Ringplattenform um die Mittelachse aufweist und zwischen den Rotorkernabschnitten, die axial benachbart zueinander sind, angeordnet ist, und der Abstandshalter einen kleineren Außendurchmesser hat als der Rotorkernabschnitt.
Elektrische Drehvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Welle eine rohrförmige Form aufweist, durch die ein Kühlmittel im Inneren der Welle zirkulieren kann, die Welle ein Kühlmittelzufuhrloch aufweist, das eine Umfangswand der Welle durchdringt, der Rotorkernabschnitt ein Durchgangsloch aufweist, das den Rotorkernabschnitt axial durchdringt, und der Abstandshalter eine ausgesparte Form aufweist, die radial nach außen von einer inneren Umfangsfläche des Abstandshalters ausgespart ist, und einen Abstandshalterströmungspfadabschnitt aufweist, der das Kühlmittelzufuhrloch und das Durchgangsloch verbindet.
Elektrische Drehvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Abstandshalterströmungspfadabschnitt den Abstandshalter axial durchdringt.
Elektrische Drehvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Abstandshalterströmungspfadabschnitt aufweist: einen Stromaufwärtsseite-Strömungspfadabschnitt, der dem Kühlmittelzufuhrloch von radial außen gegenüberliegt, und einen Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitt, der radial außerhalb des Stromaufwärtsseite-Strömungspfadabschnitts angeordnet ist, mit dem Stromaufwärtsseite-Strömungspfadabschnitt verbunden ist und dem Durchgangsloch axial gegenüberliegt, und der Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitt eine Öffnungsfläche in einem Querschnitt orthogonal zur Mittelachse aufweist, die größer ist als die Öffnungsfläche des Durchgangslochs.
Elektrische Drehvorrichtung nach Anspruch 4, wobei eine Umfangsabmessung des Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitts größer ist als eine Umfangsabmessung des Stromaufwärtsseite-Strömungspfadabschnitts.
Elektrische Drehvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei eine radiale Abmessung des Stromabwärtsseite-Strömungspfadabschnitts größer ist als eine radiale Abmessung des Stromaufwärtsseite-Strömungspfadabschnitts.
Elektrische Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Rotor eine Endplatte aufweist, die dem Rotorkernabschnitt von einer dem Abstandshalter in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite gegenüberliegt, die Endplatte einen Führungsströmungspfadabschnitt aufweist, der mit dem Durchgangsloch in Verbindung steht, und der Führungsströmungspfadabschnitt ein vom Durchgangsloch in den Führungsströmungspfadabschnitt strömendes Kühlmittel zu einer Spule des Stators leitet.
Elektrische Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Welle einen Kühlmittelführungsabschnitt aufweist, der radial nach außen von einer inneren Umfangsfläche der Welle ausgespart ist, und das Kühlmittelzufuhrloch sich in dem Kühlmittelführungsabschnitt öffnet.
Elektrische Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei mindestens zwei oder mehr von mehreren der Rotorkernabschnitte so angeordnet sind, dass ihre Umfangspositionen gegeneinander versetzt sind.
Elektrische Drehvorrichtung nach Anspruch 9, wobei mehrere der Rotorkernabschnitte aufweisen: mehrere erste Rotorkernabschnitte, die auf einer ersten axialen Seite relativ zu dem Abstandshalter angeordnet sind, und mehrere zweite Rotorkernabschnitte, die auf einer zweiten axialen Seite relativ zu dem Abstandshalter angeordnet sind, mehrere der ersten Rotorkernabschnitte derart angeordnet sind, dass sie von dem Abstandshalter zu einer ersten axialen Seite hin zu einer ersten Umfangsseite versetzt sind, und mehrere der zweiten Rotorkernabschnitte derart angeordnet sind, dass sie von dem Abstandshalter zu einer zweiten axialen Seite hin zu einer ersten Umfangsseite versetzt sind.
Elektrische Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein radial äußerer Endabschnitt des Abstandshalters radial innen relativ zu mindestens einem von mehreren der Magneten angeordnet ist.
Antriebsvorrichtung, die in einem Fahrzeug montiert ist und eine Achse in Drehung versetzt, wobei die Antriebsvorrichtung aufweist: die elektrische Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11; eine Getriebevorrichtung, die mit der elektrischen Drehvorrichtung verbunden ist und eine Drehung des Rotors auf die Achse überträgt; ein Gehäuse, in dem die elektrische Drehvorrichtung und die Getriebevorrichtung untergebracht sind; und einen Kühlmittelströmungspfad, der in dem Gehäuse bereitgestellt ist, wobei der Kühlmittelströmungspfad von einem Kühlmittel durchströmt wird, wobei der Kühlmittelströmungspfad aufweist: einen Statorkühlmittelzufuhrabschnitt, der ein Kühlmittel dem Stator zuführt, einen Wellenströmungspfadabschnitt, der in der Welle angeordnet ist, und einen Verbindungsströmungspfadabschnitt, der einen stromabwärtsseitigen Teil des Statorkühlmittelzufuhrabschnitts und einen stromaufwärtsseitigen Teil des Wellenströmungspfadabschnitts verbindet.
Antriebsvorrichtung, die in einem Fahrzeug montiert ist und eine Achse dreht, wobei die Antriebsvorrichtung aufweist: die elektrische Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11; eine Getriebevorrichtung, die mit der elektrischen Drehvorrichtung verbunden ist und eine Drehung des Rotors auf die Achse überträgt; ein Gehäuse, in dem die elektrische Drehvorrichtung und die Getriebevorrichtung untergebracht sind; und einen Kühlmittelströmungspfad, der in dem Gehäuse bereitgestellt ist, wobei der Kühlmittelströmungspfad von einem Kühlmittel durchströmt wird, wobei der Kühlmittelströmungspfad aufweist: einen Statorkühlmittelzufuhrabschnitt, der ein Kühlmittel dem Stator zuführt, einen Wellenströmungspfadabschnitt, der in der Welle angeordnet ist, und einen Zufuhrströmungspfadabschnitt, der ein Kühlmittel zu einem stromaufwärtsseitigen Teil des Statorkühlmittelzufuhrabschnitts und einem stromaufwärtsseitigen Teil des Wellenströmungspfadabschnitts zuführt.