CN114793041A - 一种水油组合冷却的减速电机机座 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水油组合冷却的减速电机机座，包括机壳、前端盖和后端盖，机壳内部安装有定子、转子、转轴和齿轮箱，机壳内侧壁设有双层螺旋流道，其中外侧为水道，内层为油道；机壳外侧壁设有一个侧壁油道接头和两个水道接头，侧壁油道接头用以外接油泵向油道内通油散热，水道接头用以外接水泵向电机内通水散热。

Description

一种水油组合冷却的减速电机机座

技术领域

本发明涉及电机结构领域，尤其涉及一种电机冷却装置。

背景技术

电机技术不断推陈出新，不断地向小体积、高功率密度技术方向发展，从而对电机的散热提出了更高的要求。电机的高热量会直接影响其工作效率，影响润滑和绝缘，甚至极端情况下会烧坏电机，因而散热、冷却对电机工作的可靠性和工作寿命至关重要。

与此同时，随着业内对电动汽车驱动系统技术的认识进一步加深，越来越多的车企将目光从传统的直驱电机转移到将减速机和电机集成于一体的“二合一”或者融减速器、电动机和制动器于一体的“三合一”集成化电机产品。相较于传统直驱电机，集成的减速电机产品整体体积更小、重量更轻、运行更加平稳并具备更高的传动效率。

在传统的电机冷却方式中，普遍采用水冷的方式，即通过外接水泵向机壳内循环充水，通过热传导与热交换，实现电机的冷却。而对于减速箱的冷却则普遍采用搅油的冷却形式，即在齿轮箱中加注一定量的润滑油，在传动系统运转过程中，通过不断的搅油完成热量交换以实现齿轮箱的冷却。该种冷却方法散热能力极其有限，且不适用于高扭情形的减速箱。此外，还有通过安装风扇利用空气散热的方式，其适用环境局限和散热效果也较为局限。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种能够合理改善传统电机散热方式的减速电机机座设计，集成传统电机机壳和减速箱机壳的同时，具备更轻的重量、更小的体积和更好的强度，且具备更为卓越的散热冷却功效。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种水油组合冷却的减速电机机座，旨在改善现有技术中传统电机和减速箱冷却方式单一、冷却能力有限的问题，提高散热冷却效率。

本发明提供的水油组合冷却的减速电机机座，包括机壳、前端盖和后端盖，机壳内部安装有定子、转子、转轴和齿轮箱，机壳内侧壁设有双层螺旋流道，其中外侧为水道，内层为油道；机壳外侧壁设有一个侧壁油道接头和两个水道接头，侧壁油道接头用以外接油泵向油道内通油散热，水道接头用以外接水泵向电机内通水散热。

在一实施例中，优选地，机壳内侧壁的油道为半剖面敞口形状，与定子外壁直接接触。

在一实施例中，优选地，油道和所述水道在截面上相互错开，以保证机壳侧壁的强度；油道接头和水道接头之间具有一轴向距离并相错排布。

在一实施例中，优选地，机壳内侧壁上位于定子的两端绕组位置设有两个环状的机座压板，覆盖相对应的侧壁油道，在侧壁压板上、位于机座水平轴截面上方的位置开有多组小孔，用以向定子的两端绕组通油。

在一实施例中，优选地，前端盖的内部设有中空油道；机壳内侧壁上设有一中间隔板位于机座的竖直轴截面上，中间隔板与前端盖的内侧相连，位于机壳内定子的前端，与机壳构成一体，中间隔板的上部设有一凹槽，其上开有多组小孔，用于向定子前端通油，前端盖内部的油道与机壳内侧壁的油道相通；中间隔板的上端轴向所设的油道在靠近所述定子的一侧开有多组小孔，用以往定子的端部通油。

在一实施例中，优选地，前端盖外侧设有输出法兰，通过连接输出轴实现动力的输出，输出轴与转轴及转子为同轴形式，转轴为中空形式，其内侧周向开有小孔，用于向转轴及转子通油冷却。

在一实施例中，优选地，中间隔板上、靠近转轴处设有轴承安装位和油封安装位，轴承安装位上方开有油道，用于通油以润滑并冷却轴承。

在一实施例中，优选地，后端盖外侧设有一个后端盖油道接头，后端盖内侧设有一环状凹槽用作冷却油道，环状凹槽与后端盖油道接头相通，后端盖内侧安装有一环状的后端盖压板，覆盖环状凹槽构成的油道，后端盖压板上开有多组小孔，当通过后端盖油道接头向机座内注油时，油注入环状凹槽再从后端盖压板上的小孔内喷出以冷却定子的后端部。

在一实施例中，优选地，后端盖内侧还设有轴承安装位，用以安装转轴的轴承，轴承安装位上方开有油道，用于通油以润滑并冷却轴承。

在一实施例中，优选地，机壳底部还设有一油池壳，机壳底部设有出油口与油池壳相通，油池壳用以存放和盛接电机中的润滑油。

在一实施例中，优选地，出油口处设有两个过滤器，过滤器浸没在油池壳内，用以过滤润滑油中的杂质。

在一实施例中，优选地，油池壳外侧设有一放油螺塞，用于当需要时充分放出油池壳内的润滑油。

在一实施例中，优选地，前端盖还包括泵盖、端盖板和齿轮泵，位于前端盖的外侧，齿轮泵位于泵盖和端盖板的结合处，与机座内腔相通，用以将油池壳内的润滑油泵送入机座内的齿轮箱中。

在一实施例中，优选地，端盖板上靠近机壳底部的一侧设有一集滤器，集滤器的流道与齿轮泵的流道相通，用于过滤由油池壳泵入机座内的润滑油。

在一实施例中，优选地，端盖板外侧设有一透气阀，用以平衡机座内外的压力以防出现凝露。

在一实施例中，优选地，端盖板外侧还设有一注油螺塞，位于与中心轴线水平的位置，直接与机座的内腔相连，用以向机座内的齿轮箱加注润滑油。

在一实施例中，优选地，端盖板外侧还设有一窥油窗口堵头，位于注油螺塞下方，用以检查润滑油油量以及插接传感器。

本发明提供的水油组合冷却的减速电机机座，通过对机座散热结构的巧妙设计，合理改善传统电机机座的散热方式，集成传统电机机壳和减速箱机壳的同时，具备更轻的重量、更小的体积和更好的强度，且具备更为卓越的散热冷却能力，进一步保障了电机的工作效率。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是根据本发明的一实施例绘示的沿竖直轴截面剖开的减速电机机座内部的结构示意图；

图2是根据本发明的一实施例绘示的减速电机机座的后端结构示意图；

图3是根据本发明的一实施例绘示的减速电机机壳内侧壁水道的展开图；

图4是根据本发明的一实施例绘示的减速电机的机座压板横切面的结构示意图；以及

图5是根据本发明的一实施例绘示的减速电机机座的前端结构示意图。

为清楚起见，以下给出附图标记的简要说明：

1 机壳

2 前端盖

201 泵盖

202 端盖板

3 后端盖

4 油池壳

5 水道接头

6 油道接头

7 后端盖油道接头

8 旋变盖

9 接线盒封板

10 旋变接头

11 接线盒

12 接线盒盖板

13 输出法兰

14 电缆防水接头

15 吊环

16 注油螺塞

17 窥油孔堵头

18 放油螺塞

19 透气阀

20 定子

21 转子

22 转轴

23 机座压板

231 机座压板的油道孔

24 过滤器

25 后端盖压板

26 集滤器

27 齿轮泵

28 中间隔板

281 轴承安装位

282 油封安装位

29 机壳内侧壁水道

30 机壳内侧壁油道

31 机脚

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。

能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种水油组合冷却的减速电机机座，能够合理改善传统电机机座的散热方式，集成传统电机机壳和减速箱机壳的同时，具备更轻的重量、更小的体积和更好的强度，且具备更为卓越的散热冷却功效。

图1是根据本发明的一实施例绘示的沿竖直轴截面剖开的减速电机机座内部的结构示意图，图2是根据本发明的一实施例绘示的减速电机机座的后端结构示意图，图3是根据本发明的一实施例绘示的减速电机机壳内侧壁水道的展开图。

请参考图2，减速电机机座主要包括前端盖2、后端盖3和机壳1，将传统电机与传统的减速箱集成在一个机座中。在一实施例中，后端盖3通过螺栓固定连接与机壳1的一侧，所构成的封闭区域用于安装电机的定转子等部件。请参考图1，在机座中安装有定子20、转子21、转轴22和齿轮箱，齿轮箱位于图1中机座内部靠前端的空隙处，在图1中并未示出。

请参考图1，本发明提供的减速电机机座在机壳的内侧壁设有双层流道，为一种近螺旋式结构，其中外侧流道为水道29，内层流道为油道30，内外层螺旋流道之间保持一定的径向距离。如图2所示，在一实施例中，在机座机壳的外侧设有一个油道接头6和两个水道接头5，靠近前端盖2一侧的为水道入水口，靠近后端盖3一侧的为水道出水口，油道接头6和水道接头5在轴向上相隔一段距离。水道29两头与两个水道接头5分别相连通，油道30在靠近后端盖3的一侧与油道接头6相连通。当减速电机工作时，油道接头6用以外接油泵从而向油道30内循环通油，从而不断地对机座内部的定子20进行冷却；水道接头5外接水泵，向水道29内循环通水以实现对电机和齿轮箱的冷却，与此同时，内层油道30内润滑油的热量也不断地被外层水道29内的循环水带走，以实现减速电机的整体散热冷却。

水道29沿机壳内侧壁的展开如图3所示，油道30也为与之类似的近螺旋式结构，螺旋流道在实际应用中具有流阻小、与被冷却的物体接触面大的优点，能够有效保证流道内流体与机壳1以及机壳1内部定子20的充分接触，从而起到更加的冷却散热效果。在一实施例中，螺旋油道30在轴向方向上较螺旋水道29更接近后端盖3，机壳内侧壁的油道30和水道29的截面相互错开，以保证机座具有足够的强度。

在一实施例中，机壳内侧壁的螺旋油道29为半剖面敞口形状，与定子20 的外壁直接接触，能够在电机工作时充分带走电机定子20上所产生的热量，以实现电机定子20的冷却。

在定子20两端绕组位置的机壳1内壁上设有两块环状的机座压板23，以加热工艺安装于机壳的内侧壁，覆盖了相应位置的内侧壁油道30。图4是根据本发明的一实施例绘示的减速电机的机座压板横切面的结构示意图。如图4所示，在机座压板23上位于机座上部处开有多组油道小孔231，用以当电机工作时能够持续地向电机定子20的端部绕组上通油，同时带走绕组上的热量，实现定子20的冷却。

请参考图1，在一实施例中，前端盖2外侧设有输出法兰13，通过连接输出轴实现动力的输出，输出轴与转轴22及转子21为同轴形式，转轴22为中空形式，其内侧周向开有小孔，用于向所述转轴及转子通油冷却。

机壳内侧壁上设有一中间隔板28，中间隔板28位于机座的竖直轴截面上，中间隔板28与前端盖2的内侧相连，位于机壳1内定子20的前端，与机壳1 构成一体，中间隔板28的上部设有一凹槽，其上开有多组小孔，用于向定子 20前端通油冷却润滑，前端盖2内部的油道与机壳内侧壁的油道30相通；中间隔板28的上部在靠近所述定子20的一侧开有多组小孔，用以往所述定子20 的端部通油。前端盖2、中间隔板28与机壳1三者构成的封闭区域用于安装减速机构，减速机构的具体结构在图1未予画出，这里的减速机构包括但不限于行星机构的同轴式输入输出结构。

如图1所示，中间隔板28在靠近转轴22的位置还设有轴承安装位281 和油封安装位282。在轴承安装位281上方开有冷却油道，用于在电机工作时保证轴承内始终有润滑油以实现轴承的润滑和冷却。由于减速机构齿轮箱在长时间运转后会形成少量油泥，在中间隔板的282处安装油封可以防止齿轮箱与电机的前端互通，防止油泥污损电机的定子20和转子21。

在后端盖3内侧也设有轴承安装位，其上也开有冷却油道以保证轴承的润滑和冷却。

如图2所示，在一实施例中，后端盖3上设有一个后端盖油道接头7，后端盖油道接头7设计安装在后端盖3外端面顶部，距后端盖3边缘具有一定距离，在工作时能够往机座通润滑油进行冷却。后端盖油道接头7的位置外围设计安装有一圈围挡，围挡尺寸稍大于油道接头尺寸，可以便于外接油管的安装，并有效防止后端盖油道接头7发生磕碰；

后端盖3的内侧设有一环状凹槽用作冷却油道，内侧的凹槽与外侧的油道接头7相通。后端盖3上还设有一个环状的后端盖压板25，通过螺栓连接的形式固定在后端盖压板3的内侧，如图1所示，后端盖压板25覆盖了后端盖内侧的环状凹槽，且其上设有多组小孔，当外侧油道接头7外接油泵向机座内注油时，油进入后端盖3内侧的凹槽，再从后端盖压板25表面的小孔喷出至定子20的后端，以实现定子20后端部以及机座后端盖3的冷却。

在一实施例中，如图2所示，机壳1上还设有一油池壳4，以螺栓固定与减速电机机座的底部，用于存放和盛接齿轮箱与电机中的润滑油。在油池壳4 和机壳1的接触面四周设有一层橡胶垫，能够有效防止润滑油充满油池壳4时发生泄露。

请参考图1，在机座内靠近底部的位置还设有两个过滤器24，过滤器24 浸没在油池壳4内，在向机座内循环通油时可以有效过滤润滑油中的各种杂质以保证润滑油的清洁度，防止在喷油冷却和润滑时堵塞油道。

如图1所示，在一实施例中，前端盖2还包括泵盖201和端盖板202，在泵盖201和端盖板202结合位置处安装有齿轮泵27，以螺栓与前端盖2连接为一体。齿轮泵27的内腔与机座的内腔相通，用于在减速电机工作时不断地往齿轮传动机构中泵送润滑油。在端盖板202靠近机壳1底部的一侧设有一个集滤器26，集滤器26的流道与齿轮泵27的内腔以及机座内腔相通，用以在齿轮泵工作时过滤由油池壳4泵送入机座内的润滑油，从而保证润滑油的清洁度。

请参考图2，在一实施例中，在机座的后端盖3中央位置设有旋变盖8，以螺栓形式连接固定在后端盖3外侧，与后端盖3同轴安装。

在机壳1的顶部设有一对吊环15，其位置与机壳1外侧的水道接头5、油道接头6相互错开，互不干涉。吊环15用以在装配或移动产品时便于吊装。

在机壳1左右两侧靠近底部的位置各设有两组安装机脚31，两侧机脚关于机座的中心线对称且呈一定角度布置，在整车安装时可以通过调整机脚两端悬置软垫的厚度从而调整输出法兰13中心的适当高度。

图2中接线盒封板9为以螺栓连接于接线盒11的后端部件，其上设有旋变接头10，以螺栓安装固定。旋变接头10的设置是为了便于连接电机控制器设备。接线盒11的其他结构请参考图5。

图5是根据本发明的一实施例绘示的减速电机机座的前端结构示意图。

在一实施例中，如图5所示，在端盖板202的外端面顶部设有一透气阀 19，用于当齿轮箱长时间运转或长时间放置于室温环境下时平衡齿轮箱内外的压力，以防出现凝露。

端盖板202的外端面上还设有一个注油螺塞16，位于与中心轴线的水平位置，其与机座内腔相通，用于往齿轮箱内加注润滑油。

在注油螺塞下方设有一有窥油窗口堵头17，可在试验或装车过程中检查机座腔内的润滑油油量，以及接插相关传感器测量油量、油温等。

油池壳4的前端设有一放油螺塞18，以便于在试验、保养或装车结束后充分放出油池壳内的润滑油。

前端盖2外侧中心位置装有一输出法兰13，便于减速电机总成的动力输出。

在机壳1顶部靠近后端的位置还设有接线盒11，与机壳1的竖直轴截面呈一定角度布置。接线盒11上安装有三个电缆防水接头14，用以防止接线盒 11发生凝露或进水现象。接线盒11顶部以螺栓连接有接线盒盖板12，接线盒盖板12周围设有密封条以确保接线盒的密封。接线盒的后端结构已在前文图2 描述中加以阐述。

由于前端盖2自身内部设有中空油道，在电机工作时能够吸油从而对机座内的传动系统进行冷却和润滑，同时能够向机座内的其他部件供油以达到润滑和冷却的效果。

本发明提供的水油组合冷却的减速电机机座，通过散热结构的巧妙设计，能够合理改善传统电机机座的散热方式，集成传统电机机壳和减速箱机壳的同时，具备更轻的重量、更小的体积和更好的强度，且具备更为卓越的散热冷却能力，进一步保障了电机的工作效率。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (17)

1.一种水油组合冷却的减速电机机座，包括机壳、前端盖和后端盖，所述机壳内部安装有定子、转子、转轴和齿轮箱，其特征在于，

所述机壳内侧壁设有双层螺旋流道，其中外侧为水道，内层为油道；

所述机壳外侧壁设有一个侧壁油道接头和两个水道接头，所述侧壁油道接头用以外接油泵向所述油道内通油散热，所述水道接头用以外接水泵向电机内通水散热。

2.如权利要求1所述的减速电机机座，其特征在于，所述机壳内侧壁的油道为半剖面敞口形状，与所述定子外壁直接接触。

3.如权利要求2所述的减速电机机座，其特征在于，所述油道和所述水道在截面上相互错开，以保证所述机壳侧壁的强度；

所述油道接头和所述水道接头之间具有一轴向距离并相错排布。

4.如权利要求3所述的减速电机机座，其特征在于，所述机壳内侧壁上位于所述定子的两端绕组位置设有两个环状的机座压板，覆盖相对应的侧壁油道，在所述侧壁压板上、位于所述机座水平轴截面上方的位置开有多组小孔，用以向所述定子的两端绕组通油。

5.如权利要求1所述的减速电机机座，其特征在于，

所述前端盖的内部设有中空油道；

所述机壳内侧壁上设有一中间隔板位于机座的竖直轴截面上，所述中间隔板与所述前端盖的内侧相连，位于机壳内所述定子的前端，与所述机壳构成一体，所述中间隔板的上部设有一凹槽，其上开有多组小孔，用于向所述定子前端通油，所述前端盖内部的油道与所述机壳内侧壁的油道相通；

所述中间隔板的上部在靠近所述定子的一侧开有多组小孔，用以往所述定子的端部通油。

6.如权利要求5所述的减速电机机座，其特征在于，所述前端盖外侧设有输出法兰，通过连接输出轴实现动力的输出，所述输出轴与所述转轴及转子为同轴形式，所述转轴为中空形式，其内侧周向开有小孔，用于向所述转轴及转子通油冷却。

7.如权利要求6所述的减速电机机座，其特征在于，所述中间隔板上、靠近所述转轴处设有轴承安装位和油封安装位，所述轴承安装位上方开有油道，用于通油以润滑并冷却轴承。

8.如权利要求1所述的减速电机机座，其特征在于，所述后端盖外侧设有一个后端盖油道接头，所述后端盖内侧设有一环状凹槽用作冷却油道，所述环状凹槽与所述后端盖油道接头相通，所述后端盖内侧安装有一环状的后端盖压板，覆盖所述环状凹槽构成的油道，所述后端盖压板上开有多组小孔，当通过所述后端盖油道接头向所述机座内注油时，油注入所述环状凹槽再从所述后端盖压板上的小孔内喷出以冷却所述定子的后端部。

9.如权利要求8所述的减速电机机座，其特征在于，所述后端盖内侧还设有轴承安装位，用以安装所述转轴的轴承，所述轴承安装位上方开有油道，用于通油以润滑并冷却轴承。

10.如权利要求1所述的减速电机机座，其特征在于，所述机壳底部还设有一油池壳，所述机壳底部设有出油口与所述油池壳相通，所述油池壳用以存放和盛接电机中的润滑油。

11.如权利要求10所述的减速电机机座，其特征在于，所述出油口处设有两个过滤器，所述过滤器浸没在所述油池壳内，用以过滤润滑油中的杂质。

12.如权利要求10所述的减速电机机座，其特征在于，所述油池壳外侧设有一放油螺塞，用于当需要时充分放出所述油池壳内的润滑油。

13.如权利要求10所述的减速电机机座，其特征在于，所述前端盖还包括泵盖、端盖板和齿轮泵，位于所述前端盖的外侧，所述齿轮泵位于所述泵盖和所述端盖板的结合处，与所述机座内腔相通，用以将所述油池壳内的润滑油泵送入所述机座内的齿轮箱中。

14.如权利要求13所述的减速电机机座，其特征在于，所述端盖板上靠近所述机壳底部的一侧设有一集滤器，所述集滤器的流道与所述齿轮泵的流道相通，用于过滤由所述油池壳泵入所述机座内的润滑油。

15.如权利要求13所述的减速电机机座，其特征在于，所述端盖板外侧设有一透气阀，用以平衡机座内外的压力以防出现凝露。

16.如权利要求15所述的减速电机机座，其特征在于，所述端盖板外侧还设有一注油螺塞，位于与中心轴线水平的位置，直接与所述机座的内腔相连，用以向所述机座内的齿轮箱加注润滑油。

17.如权利要求16所述的减速电机机座，其特征在于，所述端盖板外侧还设有一窥油窗口堵头，位于所述注油螺塞下方，用以检查润滑油油量以及插接传感器。

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