CN102150344A

CN102150344A - 液冷马达

Info

Publication number: CN102150344A
Application number: CN2009801355516A
Authority: CN
Inventors: 藤野泰充; 池上雅人; 水谷清信
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2029-10-23
Also published as: JP5103362B2; WO2010055757A1; CN102150344B; JP2010119265A

Abstract

本发明提供一种液冷马达，其冷却均匀性高且冷却液的压力损失能够尽量抑制到最小。在入口侧及出口侧的环状流道(72、74)之间沿液冷马达(70)的轴向设置多个连结流道(76(76a～76l))，且使冷却液从入口侧环状流道(72)向出口侧环状流道(74)并行流过。入口侧环状流道(72)中设置1个入口侧拦截部(82)，所述入口侧拦截部拦截在该入口侧环状流道(72)内流过的冷却液的流动，出口侧环状流道(74)中设置1个出口侧拦截部(84)，所述出口侧拦截部拦截在该出口侧环状流道(74)内流过的冷却液的流动。入口侧及出口侧拦截部(82、84)配置成如下：入口侧环状流道(72)中的从靠近流入口(78)的连结流道(76a)的出口侧环状流道(74)侧的合流点至流出口(80)的流道长于入口侧环状流道(72)中的从流入口(78)至该连结流道(76a)的距离。

Description

液冷马达

技术领域

本发明涉及一种具有可通过冷却液冷却的外壳结构的液冷马达。

背景技术

在专利文献1中公开有具有可通过冷却液冷却的外壳结构的液冷马达。

通过该专利文献1公开的液冷马达的第1冷却结构具备：入口侧环状流道，具备有冷却液所流入的流入口；及出口侧环状流道，具备冷却液所流出的流出口，其中，该入口侧环状流道和出口侧环状流道通过多个沿液冷马达的轴向设置的连结流道而连结。

另一方面，在相同的专利文献1中，公开有与上述第1冷却结构不同的第2冷却结构。在该第2冷却结构中，如图4中以展开的剖面所示，在第1环状流道10与第2环状流道12的各连结流道14的合流点16的中间位置，于入口侧与出口侧每错开1个相位均配置螺栓18。螺栓18在各环状流道10、12中作为拦截部来发挥功能。由于该螺栓18存在，从流入口20流入的冷却液在第1环状流道10与第2环状流道12之间依次往返，并通过全部连结流道14后从流出口22流出。

专利文献1：日本专利第3435802号公报

但是，上述第1冷却结构有如下问题：流入口与流出口之间的冷却液的移动非常自如，因此有容易经过从流入口至流出口的最短的流道的倾向，有时不能保持冷却的均匀性，为了使冷却液遍及于整体，需要确保相应的泵容量。

另外，在上述第2冷却结构中，冷却液在入口侧环状流道与出口侧环状流道之间180度改变方向的同时往返数次，使经过全部连结流道后从流出口流出，因而有冷却液的压损(压力损失)变大的问题。因此，例如像混合式施工机械等驱动装置那样，在必须使用相同的冷却流道来冷却马达和用于驱动该马达的驱动控制器的冷却系统中，难以实现作为该冷却系统整体的结构，从而产生实际上无法采用的这类最基本的问题。

发明内容

本发明是为了解决以往的问题而完成的，其课题在于提供一种无需增大泵容量而能够提高马达的冷却的均匀性，并且能将冷却液的压损尽量抑制到最小的液冷马达。

本发明通过如下而解决上述课题：一种具有可通过冷却液冷却的外壳结构的液冷马达，具备：入口侧环状流道，具备1个所述冷却液所流入的流入口；出口侧环状流道，具备1个所述冷却液所流出的流出口；连结流道，在所述入口侧及出口侧的环状流道之间沿所述液冷马达的轴向设置有多个，并使冷却液从所述入口侧环状流道向出口侧环状流道流动；1个入口侧拦截部，拦截在所述入口侧环状流道内流过的所述冷却液的流动；及1个出口侧拦截部，拦截在所述出口侧环状流道内流过的所述冷却液的流动；所述入口侧拦截部及出口侧拦截部配置成如下：所述连结流道中，所述入口侧环状流道中的从靠近所述流入口的连结流道的所述出口侧环状流道侧的合流点至所述流出口的流道长于所述入口侧环状流道中的从所述流入口至该连结流道的距离。

本发明中，在入口侧及出口侧的环状流道中分别配置有1个拦截在各自的环状流道内流过的冷却液流动的入口侧拦截部及出口侧拦截部，并且，所述入口侧拦截部及出口侧拦截部配置成如下：所述连结流道中，所述入口侧环状流道中的从靠近所述流入口的连结流道的所述出口侧环状流道侧的合流点至所述流出口的流道长于所述入口侧环状流道中的从所述流入口至该连结流道的距离。因此，特定的各环状流道内的冷却液从各自的拦截部受到适当的反作用力，并且不会导致与经过其他连结流道的冷却液相比，经过特定的连结流道的冷却液仅经过极短的流道就会提前流出。因此，作为结果，冷却液也遍及位于远离流入口的连结流道，也容易在各环状流道内得到冷却液压力的均匀性。关于这一点在后面详细说明。

另外，冷却液在全部连结流道中，从入口侧环状流道向出口侧环状流道单向并行移动，因此液冷马达整体的压损极小。因此，例如像混合式施工机械等驱动装置的冷却系统那样，在必须使用相同的冷却流道来冷却马达和用于驱动该马达的驱动控制器的冷却系统中，本发明能够尤其有效地发挥作用。当然，压损小的特性即使在单独冷却该液冷马达时，也可得到能够缩小用于使冷却液循环的循环泵或散热器的容量的效果。

发明效果

根据本发明可得到无需增大泵容量而能够提高冷却均匀性，且将冷却液的压损尽量抑制到最小的液冷马达。

附图说明

图1是着眼于本发明的实施方式的一例所涉及的液冷马达的冷却系统的剖面图。

图2是上述液冷马达的上部断裂的正视图。

图3(A)是沿图2的箭头IIIA-IIIA线的剖面图，(B)是沿箭头IIIB-IIIB线的剖面图。

图4是表示以往冷却系统的一例的展开剖面图。

图中：

70-液冷马达，72-入口侧环状流道，72A-流入合流点，74-出口侧环状流道，74A-流出分支点，76(76a～76l)-连结流道，78-流入口，80-流出口，82-入口侧拦截部，84-出口侧拦截部，88-马达外壳。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式的一例进行详细说明。

图1是着眼于本发明的实施方式的一例所涉及的液冷马达的冷却系统的剖面图，图2是该液冷马达的上部断裂的正视图，图3(A)、(B)分别是沿图2的箭头IIIA-IIIA线、IIIB-IIIB线的剖面图。

该液冷马达70具有可通过冷却液冷却的外壳结构，并具备入口侧环状流道72、出口侧环状流道74、及连结流道76。入口侧环状流道72具备1个冷却液所流入的流入口78。出口侧环状流道74具备1个冷却液所流出的流出口80。在所述入口侧环状流道72与出口侧环状流道74之间沿液冷马达70的轴向设置多个(该例中为76a～76l，12条)连结流道76，并使冷却液从入口侧环状流道72向出口侧环状流道74(单向并行)流动。

入口侧环状流道72在马达外壳88的轴向一端侧的端部附近绕马达外壳88的内部1圈而形成环状。该入口侧环状流道72中设置有1个拦截在该入口侧环状流道72内流过的冷却液的流动的入口侧拦截部82(参照图3)。入口侧环状流道72在该液冷马达70的冷却流道中位于上流侧，因此优选该入口侧环状流道72配置在该液冷马达70中需要更高冷却性能的一侧。该实施方式中，入口侧环状流道72配置于具备有分解器(或者编码器)86等传感器的一侧。如图2、图3(A)所示，入口侧环状流道72中连接有由直角弯管构成的流入口78。流入口78构成为如下：冷却液从以该流入口78流向入口侧环状流道72的流入合流点72A作为切点的(该入口侧环状流道72的)大致切线方向X1流入。另外，该称为“切线方向”的术语未必要求几何学的严密的切线方向。

出口侧环状流道74在马达外壳88中的入口侧环状流道72的轴向相反侧的端部附近绕马达外壳88的内部1圈而形成为环状。出口侧环状流道74中也设置有1个拦截在该出口侧环状流道74内流过的所述冷却液的流动的出口侧拦截部84。另外，入口侧环状流道72中的入口侧拦截部82及流入口78的相位与出口侧环状流道74中的出口侧拦截部84及所述流入口80的相位不同。这是因为所述入口侧拦截部及出口侧拦截部配置成，所述连结流道中所述入口侧环状流道中从靠近所述流入口的连结流道的所述出口侧环状流道侧的合流点至所述流出口的流道长于所述入口侧环状流道中从所述流入口至该连结流道的距离。对于该结构在后面进行详细说明。

如图2、图3(B)所示，出口侧环状流道74中连接有由直角弯管构成的流出口80。流出口80构成为，冷却液从以出口侧环状流道74流向该流出口80的流出分支点74A作为切点的(该出口侧环状流道74的)大致切线方向X2流出。

在入口侧环状流道72、出口侧环状流道74之间沿轴向设置有多个(该实施方式中为12条)连结流道76。该实施方式中，以制造的简便性及尽量降低压损为目的，连结流道76由截面为圆形的导管形成，但若想进一步提高冷却效率时，也可以由具有椭圆，或者更扁平形状的截面的导管形成。

该实施方式中，入口侧拦截部82及出口侧拦截部84双方均通过形成入口侧环状流道72及出口侧环状流道74的马达外壳88而与该马达外壳88一体形成。但是，本发明中对于具体以何种结构(在各环状流道内)形成该入口侧拦截部82及出口侧拦截部84，没有特别限定。例如，对于入口侧环状流道及出口侧环状流道可设成完全“连通状态的环状流道”，并通过从该环状流道的外部(例如半径方向外侧)卡入或配置未图示的螺栓，从而形成入口侧拦截部、出口侧拦截部。基于卡入或配置螺栓而构成拦截部在可简易制造这一点上具有优异性。另一方面，如本实施方式所示，与马达外壳88一体形成的方法在能够完全无泄漏地拦截环状流道内的冷却液的这一点上具有优异性。

在此，利用图3所示的2个剖面图对本液冷马达70的入口侧环状流道72、出口侧环状流道74及连结流道76的更具体的结构进行详细说明。

图3(A)是从图2的箭头IIIA-IIIA方向观察入口侧环状流道72的剖面图，图3(B)是从图2的箭头IIIB-IIIB方向观察出口侧环状流道74的剖面图。如图3的描述可知，在该实施方式中，从液冷马达70的轴向负荷相反侧观察该入口侧环状流道72及出口侧环状流道74时，入口侧环状流道72中的流入口78及入口侧拦截部82的位置和出口侧环状流道74中的流出口80及出口侧拦截部84均配置于大致相同的位置，即，若用时钟来说明，则配置于4点钟与5点钟之间的位置。

但是，入口侧环状流道72中的流入口78及入口侧拦截部82的(圆周方向上的)相位与出口侧环状流道74中的流出口80及出口侧拦截部84的(圆周方向上的)相位相反。若用时钟来说明，则在入口侧环状流道72中，流入口78与入口侧拦截部82相比，位于时刻较晚侧，但是在出口侧环状流道74中，流出口80与出口侧拦截部84相比，位于时刻较早侧。

因此，例如经过入口侧环状流道中的流入口78附近的连结流道(例如76a、76b、76c……)到达出口侧环状流道74侧的合流点的冷却液大致绕出口侧环状流道74l圈后流出。即，该冷却液经过从该合流点至流出口80的流道被设定为长于流入口78至该连结流道的流道而通过流出口80流出。换言之，靠近入口侧环状流道72的流入口78的连结流道76a、76b、76c等在出口侧环状流道74中位于(靠近出口侧拦截部84)远离流出口80的位置。

另外，在本发明中“靠近”及“远离”不是指简单的3维距离，而是在环状流道中的流道距离的长或短来定义“靠近”及“远离”并使用。

另外，该实施方式所涉及的连结流道76以直线状且每条之间存在间隙，因此利用该间隙，用于贯通驱动该液冷马达70所用的配线(省略图示)的贯穿孔93～96形成于所述入口侧环状流道与出口侧环状流道之间，即形成于未形成有所述多个连结流道的位置处，该贯穿孔93～96合计4个(U相用贯通孔93、V相用贯穿孔94、W相用贯穿孔95及热敏电阻用贯穿孔96，合计4个)，通过该贯穿孔93～96可以引出所述配线。

另外，从液冷马达70流出来的冷却液，通过未图示的冷却流道送至散热器，在此进行热交换来降低温度，并通过冷却泵(均省略图示)以预定的压力再向液冷马达70送出。

下面对该液冷马达70的作用进行说明。

若未图示的冷却泵旋转，则冷却液到达液冷马达70的入口侧环状流道72的流入口78，从该入口侧环状流道72的大致切线方向朝向入口侧环状流道72内的流入合流点72A流入。从而，冷却液能够轻易地遍及入口侧环状流道72整体(整周)，并且，能够从入口侧拦截部82受到适当的反作用力，因此入口侧环状流道72内的液压被良好地均匀化。

并且，该实施方式中，入口侧环状流道72中的流入口78及入口侧拦截部82的(圆周方向的)位置与出口侧环状流道74中的流入口80及出口侧拦截部84的(圆周方向上的)位置大致相同地设定，并且，入口侧拦截部82相对于流入口78的相位与出口侧拦截部84的流出口80相反。

因此，例如经过入口侧环状流道中的流入口78附近的连结流道(例如76a、76b、76c…)到达出口侧环状流道74侧的合流点的冷却液大致绕出口侧环状流道74l圈后通过流出口80流出。

另外，通过该配置关系，靠近该流入口78的连结流道76a、76b、76c等从流入口78获得的流入压力较高，但另一方面，连结流道76中，从出口侧环状流道74获得的“作用于连结流道76内的流入反作用力”则更加强势。即，(若从该流入反作用力的大小来看)靠近流入口78的连结流道76a、76b、76c等与远离流入口78的连结流道76j、76k、76l等相比，可使冷却液(从入口侧环状流道72)更难流入连结流道76内。通过上述共同作用，结果导致冷却液在全部连结流道76中以大致均等化的流量流过，从而能够对液冷马达70的整体均等地进行冷却。

另外，只有连结流道76l比较例外，不仅离流入口78最远，还位于最远离流出口80的位置。因此，乍一看流动好像非常缓慢，但该连结流道76l最靠近入口侧环状流道72的入口侧拦截部82，能从该拦截部82获得强大的停止反作用力，因此存在流量反而比其他连结流道76a～76k变多的倾向，不会产生流量不足的问题。

冷却液在全部连结流道76中均沿单一方向平行地从入口侧环状流道72侧向出口侧环状流道74侧移动。因此，与该冷却液相对于环状流道72从其切线方向流入并从出口侧环状流道74的切线方向流出的作用相结合，液冷马达70整体中的冷却液的压损(压力损失)极小。从而，例如像复杂的工作机械的齿轮传动马达的冷却系统那样1个主机床使用多个液冷马达时，或者像混合式施工机械的发电机或马达冷却系统那样除液冷马达以外还必须冷却驱动控制器时，如果在每个液冷马达将会产生较大压损从而成为严重的弊端这种状况下使用液冷马达70，其在冷却方面尤其有效地发挥作用。

另外，一般若用于对电动机进行冷却的冷却流道形成于外壳，则很难确保使该外壳内外贯穿所必需的配线空间，但该实施方式所涉及的连结流道76以直线状且每条之间存在间隙，从而利用该间隙可确保贯通用于驱动液冷马达70的配线的贯穿孔(配线空间)93～96，因此不需要仅为了确保配线空间而扩大轴向空间，相应地，能够缩短液冷马达70的轴向长度。

另外，在上述实施方式中，示出形成有12条截面为圆形的连结流道76的例子，但在本发明中，对连结流道的形状或条数没有特别的限定。截面为圆形的连结流道与非圆形的连结流道相比压损较小。(若条数相同)则非圆形的连结流道相对于电动机的表面积变大，因此能够进行更高效率的冷却。(若一定程度上确保每条连结流道的截面积)连结流道的条数越多压损越小，且冷却效率呈上升倾向。另外，连结流道的周向上的间隔也可以为非等间隔。

所述入口侧环状流道中的入口侧拦截部与流入口的相位(圆周方向上的位置及形成顺序)，以及出口侧环状流道中的出口侧拦截部与所述流出口的相位均为优选实施例，总而言之，若入口侧拦截部及出口侧拦截部配置成如下结构，即连结流道中入口侧环状流道中的靠近流入口连结流道的出口侧的环状流道侧的合流点至流出口的流道长于入口侧环状流道中的流入口至该连结流道的距离的结构，则可相应地得到本发明的上述效果。

产业上的可利用性

尤其能以均等且较少压损冷却液冷马达70整体，因此对使用了多个液压马达的工作机械或者不仅需要冷却马达还要冷却驱动控制器的混合式施工机械的驱动装置的冷却系统等，可以得到非常良好的效果。

2008年11月14日申请的日本申请号码2008-292207的说明书、附图及权利要求中公开的全部内容，通过参考援用于该说明书中。

Claims

1.一种液冷马达，具有可通过冷却液冷却的外壳结构，其特征在于，具备：

入口侧环状流道，具备1个所述冷却液所流入的流入口；

出口侧环状流道，具备1个所述冷却液所流出的流出口；

连结流道，在所述入口侧及出口侧的环状流道之间沿所述液冷马达的轴向设置有多个，并使冷却液从所述入口侧环状流道向所述出口侧环状流道流过；

1个入口侧拦截部，拦截在所述入口侧环状流道内流过的所述冷却液的流动；及

1个出口侧拦截部，拦截在所述出口侧环状流道内流过的所述冷却液的流动；

所述入口侧拦截部及出口侧拦截部配置成如下：所述连结流道中，所述入口侧环状流道中的从靠近所述流入口的连结流道的向所述出口侧环状流道侧的合流点至所述流出口的流道长于所述入口侧环状流道中的从所述流入口至该连结流道的距离。

2.如权利要求1所述的液冷马达，其特征在于，

所述入口侧环状流道中所述入口侧拦截部相对于所述流入口的相位与所述出口侧环状流道中所述出口侧拦截部相对于所述流出口的相位相反。

3.如权利要求1或2所述的液冷马达，其特征在于，

所述流入口形成为如下：冷却液从所述入口侧环状流道的大致切线方向流入，其中，以从该流入口流向所述入口侧环状流道的流入合流点作为该切线的切点。

4.如权利要求1至3中任一项所述的液冷马达，其特征在于，

所述流出口形成为如下：冷却液从所述出口侧环状流道的大致切线方向流出，其中，以从该出口侧环状流道流向该流出口的流出分支点作为该切线的切点。

5.如权利要求1至4中任一项所述的液冷马达，其特征在于，

所述入口侧拦截部及出口侧拦截部通过形成有所述入口侧环状流道及出口侧环状流道的外壳与该外壳一体形成。

6.如权利要求1至5中任一项所述的液冷马达，其特征在于，

所述液冷马达的配线从所述入口侧环状流道与出口侧环状流道之间，即从未形成有所述多个连结流道的位置引出。