(57)【要約】【課題】ロータの偏心を抑制可能であって、ロータを適切に冷却可能なアウターロータ型回転電機を提供する。【解決手段】アウターロータ型回転電機１０は、ステータ１１と、ステータ１１の径方向外側に、ステータ１１に対向配置されたロータ１２と、ロータ１２と一体に回転するロータシャフト１３と、ステータ１１及びロータ１２を収納し、ロータシャフト１３を回転可能に支持するハウジング１４と、を備える。ロータシャフト１３には、冷媒Ｒが供給されるシャフト内流路３１と、冷媒Ｒをロータ１２に供給する冷媒供給部３２と、が設けられる。ロータ１２は、すべり軸受５０を介してハウジング１４に回転可能に支持され、ロータ１２には、冷媒供給部３２からすべり軸受５０まで冷媒Ｒを供給する冷媒流路３３が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、
該ステータの径方向外側に、前記ステータに対向配置されたロータと、
前記ロータと一体に回転するロータシャフトと、
前記ステータ及び前記ロータを収納し、前記ロータシャフトを回転可能に支持するハウジングと、を備えたアウターロータ型回転電機であって、
前記ロータシャフトには、
冷媒が供給されるシャフト内流路と、
前記冷媒を前記ロータに供給する冷媒供給部と、が設けられ、
前記ロータは、すべり軸受を介して前記ハウジングに回転可能に支持され、
前記ロータには、前記冷媒供給部から前記すべり軸受まで前記冷媒を供給する冷媒流路が設けられている、アウターロータ型回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載のアウターロータ型回転電機であって、
前記ロータは、
ロータヨーク部と、
該ロータヨーク部の内部に配置された磁石と、
該ロータヨーク部の軸方向一端側に位置し、前記ロータヨーク部を保持するともに前記ロータシャフトに接続されるヨークホルダ部と、を有し、
前記冷媒流路は、前記ヨークホルダ部に設けられるホルダ内流路と、前記ロータヨーク部に設けられるヨーク部内流路と、を有し、
前記すべり軸受は、前記ヨーク部内流路から、前記すべり軸受と前記ハウジングとの摺動面まで前記冷媒を供給する軸受内流路を有する、アウターロータ型回転電機。
【請求項３】
請求項２に記載のアウターロータ型回転電機であって、
前記ヨーク部内流路は、前記磁石の径方向外側を軸方向に延設される流路を含む、アウターロータ型回転電機。
【請求項４】
請求項２又は３記載のアウターロータ型回転電機であって、
前記ヨーク部内流路は、前記磁石の内部を軸方向に延設される流路を含む、アウターロータ型回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータの径方向外側にロータが対向配置されたアウターロータ型回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なアウターロータ型回転電機では、ロータの軸方向一方側がロータホルダで支持される片持ち構造が採用されているが、この片持ち構造ではロータの回転時に振動が発生しやすい。そこで、例えば、特許文献１では、ロータの軸方向他方側を転がり軸受で支持することで両持ち構造とした回転電機が提案されている。
【０００３】
また、近年、駆動源として回転電機が用いられるハイブリッド車両やＥＶ車両において、回転電機の性能に大きな影響を及ぼすロータの温度上昇が問題となっており、適切に冷却することが課題となっている。
【０００４】
そこで、特許文献２に記載のアウターロータ型回転電機では、回転するロータに循環ファンをつけて、冷媒が流れるステータに形成された孔と空気が熱交換をすることにより、冷えた空気を循環させることが提案されている。また、特許文献３に記載のアウターロータ型回転電機では、ロータにフィンをつけて空気を循環させることで内部部品を冷却することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１３３０７３号
【特許文献２】特開２０１７−１３５９３２号公報
【特許文献３】特開２０１０−２２１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のアウターロータ型回転電機では、ステータの配線を外部へ接続するために、転がり軸受が大型化し、ロータの高速回転時に偏心が発生しやすいという課題があった。
【０００７】
また、特許文献２、３に記載のアウターロータ型回転電機では、ロータを適切に冷却するという点で改善の余地があった。
【０００８】
本発明は、ロータの偏心を抑制可能であって、ロータを適切に冷却可能なアウターロータ型回転電機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
ステータと、
該ステータの径方向外側に、前記ステータに対向配置されたロータと、
前記ロータと一体に回転するロータシャフトと、
前記ステータ及び前記ロータを収納し、前記ロータシャフトを回転可能に支持するハウジングと、を備えたアウターロータ型回転電機であって、
前記ロータシャフトには、
冷媒が供給されるシャフト内流路と、
前記冷媒を前記ロータに供給する冷媒供給部と、が設けられ、
前記ロータは、すべり軸受を介して前記ハウジングに回転可能に支持され、
前記ロータには、前記冷媒供給部から前記すべり軸受まで前記冷媒を供給する冷媒流路が設けられている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ロータはすべり軸受を介してハウジングに回転可能に支持される。すべり軸受は転がり軸受に比べて部品点数が少なく大径化しても偏心が発生しづらいので、高速回転時における偏心等の不具合が発生するのを抑制することができる。また、ロータには、ロータシャフトの冷媒供給部からすべり軸受まで冷媒を供給する冷媒流路が設けられているので、ロータの内部を冷やしながら、すべり軸受の良好な潤滑を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態のアウターロータ型回転電機の断面図である。
【図２】ハウジングを省略した図１のアウターロータ型回転電機の斜視図である。
【図３】図１のアウターロータ型回転電機において、冷媒の流れを説明する断面図である。
【図４】図１の変形例のアウターロータ型回転電機において、冷媒の流れを説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態のアウターロータ型回転電機を、添付図面に基づいて説明する。なお、本明細書等では説明を簡単且つ明確にするために、上下左右を図中に示すように定義し、上方をＵ、下方をＤ、左方をＬ、右方をＲ、として示す。なお、図中に示す上下左右は、アウターロータ型回転電機を搭載する製品の上下左右とは無関係である。
【００１３】
本実施形態のアウターロータ型回転電機１０（以下、単に回転電機とも呼ぶ。）は、図１に示すように、ステータ１１と、ステータ１１の径方向外側に、ステータ１１に対向配置されたロータ１２と、ロータ１２と一体に回転するロータシャフト１３と、ステータ１１及びロータ１２を収納し、ロータシャフト１３を回転可能に支持するハウジング１４と、を備える。
【００１４】
ハウジング１４は、円筒部４０と、一対の左側壁部４１Ｌ及び右側壁部４１Ｒと、から構成され、略円筒形状を有している。一対の左側壁部４１Ｌ及び右側壁部４１Ｒには、内周部に円形の開口部が設けられ、この開口部に設けられた軸受４２Ｌ、４２Ｒを介して、ロータシャフト１３を回転自在に支持している。
【００１５】
左側壁部４１Ｌには、開口部の周囲に円環状のステータ支持部４３が設けられている。ステータ１１は、ステータコア１１ａの内周部に設けられたステータ固定部１１ｂを貫通する複数のボルト１５で左側壁部４１Ｌのステータ支持部４３に固定されている。図１中、符号１７は、ステータ１１に巻回されたコイルである。
【００１６】
ステータ１１の径方向外側に対向配置されるロータ１２は、ロータヨーク部２０と、ロータヨーク部２０の内部に配置された複数の磁石２１と、ロータヨーク部２０の右端部側に位置し、ロータヨーク部２０を保持するともにロータシャフト１３に接続される円盤状のヨークホルダ部２２と、を有する。
【００１７】
ロータ１２は、ロータヨーク部２０がヨークホルダ部２２によって保持された片持ち構造である。この片持ち構造ではロータ１２の回転時に振動が発生しやすい。そこで、本実施形態のアウターロータ型回転電機１０では、ロータヨーク部２０の外周面にすべり軸受５０が相対回転不能に嵌合している。これにより、ロータ１２は、すべり軸受５０を介してロータヨーク部２０がハウジング１４の円筒部４０に回転可能に支持される。本実施形態では、すべり軸受５０は、磁石２１と略同等の軸方向長さに設定され、ロータヨーク部２０の大部分がすべり軸受５０を介してハウジング１４の円筒部４０に回転可能に支持されている。
【００１８】
すべり軸受５０は、図２に示すように、ヘリングボーン型のすべり軸受であって、外周面にＶ字状に配置された一対の溝部５１が周方向に複数所定の間隔で形成されている。また、すべり軸受５０には、周方向で隣り合う一対の溝部５１間に軸方向に複数（本実施形態では３つ）の軸受内流路５２が設けられている。この軸受内流路５２は、すべり軸受５０を径方向に貫通する貫通孔であって、ロータシャフト１３からロータ１２を介してＡＴＦ、潤滑油等の冷媒Ｒが供給され、すべり軸受５０とハウジング１４との摺動面１８に冷媒Ｒを供給する。以下、アウターロータ型回転電機１０に組み込まれた冷媒供給機構３０について図３及び図４を参照しながら説明する。
【００１９】
冷媒供給機構３０は、図３に示すように、中空状のロータシャフト１３の内部に設けられたシャフト内流路３１と、ロータシャフト１３を径方向に貫通する冷媒供給部３２と、ロータ１２の内部に設けられ、冷媒供給部３２からすべり軸受５０まで冷媒Ｒを供給する冷媒流路３３と、上記すべり軸受５０に設けられた軸受内流路５２と、から構成される。
【００２０】
冷媒供給部３２は、周方向に等間隔で複数設けられ、シャフト内流路３１の冷媒Ｒをロータ１２の冷媒流路３３に供給する。
【００２１】
冷媒流路３３は、ヨークホルダ部２２に設けられ径方向に延びるホルダ内流路３３ａと、ロータヨーク部２０に設けられ軸方向に延びるヨーク部内流路３３ｂと、を有する。
【００２２】
ホルダ内流路３３ａは、ロータシャフト１３に設けられた冷媒供給部３２に連通するとともに、ロータヨーク部２０に設けられたヨーク部内流路３３ｂと連通する。
【００２３】
ヨーク部内流路３３ｂは、図３示すように、磁石２１の径方向外側を軸方向に延設される流路３８を含んでもよく、図４に示すように、磁石２１の径方向外側を軸方向に延設される流路３８に加えて、磁石２１の内部を軸方向に延設される流路３９を含んでもよい。ヨーク部内流路３３ｂが磁石２１の径方向外側を軸方向に延設される流路３８を含む場合、磁石２１に特別な加工が不要であり、磁石２１を効果的に冷却できる。一方、ヨーク部内流路３３ｂが磁石２１の内部を軸方向に延設される流路３９を含む場合、磁石２１を直接冷却することができる。なお、ヨーク部内流路３３ｂは、軸方向の複数箇所（本実施形態では３か所）で分岐して、軸受内流路５２と連通する。
【００２４】
このように構成されたアウターロータ型回転電機１０の冷媒供給機構３０では、不図示のポンプから供給された冷媒Ｒが、シャフト内流路３１を通って冷媒供給部３２から冷媒流路３３に供給され、遠心力によってホルダ内流路３３ａを径方向外側に流れた後、ヨーク部内流路３３ｂを流れる。このとき、冷媒Ｒは発熱体である磁石２１を間接的に（図３又は直接的に（図４）冷却することで温度が上昇し粘度が低下する。粘度が低下した冷媒Ｒは、ヨーク部内流路３３ｂからすべり軸受５０の軸受内流路５２に供給され、すべり軸受５０とハウジング１４との摺動面１８に供給される。
【００２５】
すべり軸受５０の外周面には、Ｖ字状に配置された一対の溝部５１が周方向に複数所定の間隔で形成されているので、一時的に冷媒Ｒを貯留することができ、長期に亘ってすべり軸受５０の潤滑性が維持される。
【００２６】
また、図３に記載の回転電機１０では、ヨーク部内流路３３ｂがロータヨーク部２０の左端面に開口しているので、この開口部３３ｃから排出される冷媒Ｒがステータ１１に巻回されたコイル１７のコイルエンド１７ａに供給され、ロータ１２とともにステータ１１も冷却できる。
【００２７】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、すべり軸受５０は、１つに限らず、複数のすべり軸受から構成されてもよい。また、ヘリングボーン型のすべり軸受に限らず、任意のすべり軸受が適用可能である。
【００２８】
本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
【００２９】
（１）  ステータ（ステータ１１）と、
該ステータの径方向外側に、前記ステータに対向配置されたロータ（ロータ１２）と、
前記ロータと一体に回転するロータシャフト（ロータシャフト１３）と、
前記ステータ及び前記ロータを収納し、前記ロータシャフトを回転可能に支持するハウジング（ハウジング１４）と、を備えたアウターロータ型回転電機（アウターロータ型回転電機１０）であって、
前記ロータシャフトには、
冷媒（冷媒Ｒ）が供給されるシャフト内流路（シャフト内流路３１）と、
前記冷媒を前記ロータに供給する冷媒供給部（冷媒供給部３２）と、が設けられ、
前記ロータは、すべり軸受（すべり軸受５０）を介して前記ハウジングに回転可能に支持され、
前記ロータには、前記冷媒供給部から前記すべり軸受まで前記冷媒を供給する冷媒流路（冷媒流路３３）が設けられている、アウターロータ型回転電機。
【００３０】
（１）によれば、ロータはすべり軸受を介してハウジングに回転可能に支持される。すべり軸受は転がり軸受に比べて部品点数が少なく大径化しても偏心が発生しづらいので、高速回転時における偏心等の不具合が発生するのを抑制することができる。また、ロータには、ロータシャフトの冷媒供給部からすべり軸受まで冷媒を供給する冷媒流路が設けられているので、ロータの内部を冷やしながら、すべり軸受の良好な潤滑を維持することができる。
【００３１】
（２）  （１）に記載のアウターロータ型回転電機であって、
前記ロータは、
ロータヨーク部（ロータヨーク部２０）と、
該ロータヨーク部の内部に配置された磁石（磁石２１）と、
該ロータヨーク部の軸方向一端側に位置し、前記ロータヨーク部を保持するともに前記ロータシャフトに接続されるヨークホルダ部（ヨークホルダ部２２）と、を有し、
前記冷媒流路は、前記ヨークホルダ部に設けられるホルダ内流路（ホルダ内流路３３ａ）と、前記ロータヨーク部に設けられるヨーク部内流路（ヨーク部内流路３３ｂ）と、を有し、
前記すべり軸受は、前記ヨーク部内流路から、前記すべり軸受と前記ハウジングとの摺動面まで前記冷媒を供給する軸受内流路（軸受内流路５２）を有する、アウターロータ型回転電機。
【００３２】
（２）によれば、冷媒は、ホルダ内流路、ヨーク部内流路、軸受内流路を経てすべり軸受とハウジングとの摺動面に供給される。これにより、ヨーク部を冷やした後の高温の冷媒が摺動面に供給されるので、すべり軸受の引き摺り抵抗を下げることができる。
【００３３】
（３）  （２）に記載のアウターロータ型回転電機であって、
前記ヨーク部内流路は、前記磁石の径方向外側を軸方向に延設される流路（流路３８）を含む、アウターロータ型回転電機。
【００３４】
（３）によれば、磁石に特別な加工が不要であり、磁石を効果的に冷却しながら冷媒をすべり軸受に供給することができる。
【００３５】
（４）  （２）又は（３）に記載のアウターロータ型回転電機であって、
前記ヨーク部内流路は、前記磁石の内部を軸方向に延設される流路（流路３９）を含む、アウターロータ型回転電機。
【００３６】
（４）によれば、磁石を直接冷却しながら、冷媒をすべり軸受に供給することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０    アウターロータ型回転電機
１１    ステータ
１２    ロータ
１３    ロータシャフト
１４    ハウジング
２０    ロータヨーク部
２１    磁石
２２    ヨークホルダ部
３１    シャフト内流路
３２    冷媒供給部
３３ａ    ホルダ内流路
３３ｂ    ヨーク部内流路
３８    流路
３９    流路
５０    すべり軸受
５２    軸受内流路
Ｒ    冷媒
【図１】
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【図２】
2019154156.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019154156.tif 000006