CN211175292U - 马达的通气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种马达的通气装置，能够简单地装入现有的马达而不会伴随成本上升，能够通过离心力带来的气液分离效果来切实地防止油的喷出。通气装置(10)被设在以马达轴(2)在马达壳体(3)内垂直竖立的方式水平放置的马达(1)中，所述通气装置(10)被装入中空的马达轴(2)的内部，将包含马达壳体(3)内的空气的油通过离心力而分离为空气与油，将分离出的油排出至马达轴(2)的内部，将分离出的空气排出至马达壳体(3)的外部。此处，通气装置(10)包括罩壳(11)、可旋转地支撑在所述罩壳(11)内部的旋转轴(12)、及被固定于所述旋转轴(12)的主叶轮(13)和分离叶片(14)。

Description

马达的通气装置

技术领域

本实用新型涉及一种设于马达(motor)的通气(breather)装置。

背景技术

例如，在马达中，马达轴和安装于此马达轴的转子(rotor)在马达壳体(motorcase)内的密闭空间内旋转，但因它们的旋转造成的发热或外界气温的变化等，马达壳体的内力相对于外界气压发生变化，若其压力变动达到规定值以上，则会发生油(oil)被喷出至马达壳体外等的各种问题。因此，设有用于将马达壳体的内压变动抑制为一定以下的通气装置。所述通气装置是根据马达壳体的内压变动来形成通气作用(换气作用)，其发挥下述功能，即，当内压上升超过一定值时，将内气排出至马达壳体外，相反地，当内压下降超过一定值时，将外气导入马达壳体内。

关于此通气装置，例如在专利文献1、专利文献2中提出有设在车辆的自动变速器等中者。具体而言，将配置在动力传递路径中的中间轴(countershaft)等动力传递轴的中空部作为通气室，通过所述动力传递轴的旋转的离心力带来的气液分离效果，来防止因通气(换气)造成的油的喷出。

而且，专利文献3中提出了一种结构：在机壳(housing)顶板的周缘形成有通气孔的减速机的空气通气装置中，从机壳的侧板朝向内侧突出设置一对壁部，在这些壁部的前端设置间隙。据此，对于在机壳内沿水平方向旋转的齿轮的左右无论哪个方向的旋转，都能够抑制油向机壳外的喷出。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开2003-161362号公报

专利文献2：国际公开第2012/132738号

专利文献3：日本专利特开2010-096328号公报

实用新型内容

[实用新型所要解决的问题]

但是，在专利文献1、专利文献2提出的通气装置中，由于是将发动机等驱动源的旋转减慢并传递的中间轴等动力传递轴的中空部作为通气室，因此转速比驱动源慢的通气室内的气液分离效果弱，存在通气装置无法充分发挥所期望的通气功能的可能性。

而且，在专利文献3所提出的通气装置中，存在为了防止油喷出而机壳的形状复杂化，从而其制造成本变高的问题。

本实用新型是有鉴于所述问题而完成，其目的在于提供一种马达的通气装置，能够简单地装入现有的马达而不会伴随成本上升，能够通过离心力带来的气液分离效果来切实地防止油的喷出。

[解决问题的技术手段]

为了达成所述目的，本实用新型是一种通气装置10，被设在以马达轴2在马达壳体3内沿垂直方向延伸的方式水平放置的马达1中，所述通气装置10被装入中空的马达轴2的内部，将包含马达壳体3内的空气的油通过离心力而分离为空气与油，将分离出的油排出至马达轴2的内部，将分离出的空气排出至马达壳体3的外部。

根据本实用新型的马达的通气装置，由于将通气装置装入转速高的马达轴的内部，因此所述通气装置的借助离心力实现的气液分离效果提高，从马达壳体内的包含空气的油中有效地分离出空气。并且，分离出的空气被排出至马达壳体外，因此马达壳体的内压上升得以抑制，从而油从所述马达壳体的喷出得到防止。而且，空气被分离去除的油被排出至中空的马达轴的内部，因此马达轴经油冷却而其温度上升得到抑制。

而且，由于通气装置能够简单地装入马达轴的内部，因此不需要对现有的马达进行改造，从而不会导致伴随马达的设计变更等造成的成本上升。

而且，本实用新型中，也可包括：罩壳11；旋转轴12，能旋转地支撑在罩壳11的内部；以及主叶轮13及分离叶片14，被固定于旋转轴12，主叶轮13具有将空气吸入罩壳11内并且对所述吸入的空气中所含的油进行分离的功能，分离叶片14具有对残存在经主叶轮13分离的油中的空气进行分离的功能。

根据此结构，通过在罩壳内与旋转轴一同旋转的主叶轮，马达壳体内的包含空气的油被吸入罩壳内而被分离为空气与油。而且，分离出的空气中所含的(微量的)油通过在罩壳内旋转的分离叶片而被切实地分离去除。

而且，本实用新型中，也可在罩壳11沿切线方向开设有流入通路20，所述流入通路20使包含空气的油流入所述罩壳11内。

根据此结构，马达壳体内的包含空气的油从流入通路沿切线方向流入所述通气装置的罩壳内，因此所述包含空气的油在罩壳内回旋。因此，包含空气的油通过伴随回旋的离心力带来的气液分离效果而被分离为空气与油。

而且，本实用新型中，也可在流入通路20设置节流孔(orifice)21。

根据此结构，包含空气的油在流经流入通路的过程中被节流孔节流而其流速增加，因此在罩壳内产生强的回旋流，所述通气装置的借助离心力实现的气液分离效果进一步提高。

而且，本实用新型中，也可在马达轴2的内周安装环形齿轮(ring gear)18，使与旋转轴12的轴方向一端结合的小齿轮(pinion gear)17咬合于所述环形齿轮18，将马达轴2的旋转经由环形齿轮18和小齿轮17传递至旋转轴12，以驱动所述旋转轴12旋转。

根据此结构，马达轴的旋转经过彼此咬合的环形齿轮和小齿轮而传递至通气装置的旋转轴，因此所述旋转轴和安装于此旋转轴的主叶轮及分离叶片旋转，从而所述通气装置发挥所期望的气液分离功能。

[实用新型的效果]

根据本实用新型的马达的通气装置，能够简单地装入现有的马达而不会伴随成本上升，能够通过离心力带来的气液分离效果来切实地防止油的喷出。

附图说明

图1是具备本实用新型的通气装置的马达的纵剖面图。

图2是本实用新型的通气装置的纵剖面图。

图3是图2的A-A线剖面图。

图4是用于说明本实用新型的通气装置的工作原理的立体图。

[符号的说明]

1：马达

2：马达轴

3：马达壳体

10：通气装置

11：罩壳

12：旋转轴

13：主叶轮

14：分离叶片

17：小齿轮

18：环形齿轮

19：排出口

20：流入通路

21：节流孔

22：引导件

23：排气口

具体实施方式

以下，参照附图来说明本实用新型的实施方式。

图1是具备本实用新型的通气装置的马达的纵剖面图，图2是本实用新型的通气装置的纵剖面图，图3是图2的A-A线剖面图。

图1所示的马达1是以马达轴2在马达壳体3内沿垂直方向(图的上下方向)延伸的方式水平放置的三相无刷马达(brushless motor)，包括安装在马达轴2外周的转子(rotor)4、及固设在所述转子4周围的环状的定子(stator)5。此处，马达壳体3是通过上罩3B与下罩3C来分别覆盖壳体本体3A的上下开口部而构成。而且，定子5通过多根(图1中仅图示了一根)螺栓6安装于马达壳体3的壳体本体3A内的底部。另外，虽未图示，但在转子4中内置有多个永磁铁，在定子5上卷绕有三相的线圈。而且，在马达壳体3内的底部，贮留有润滑用的油，转子4的一部分被浸渍在油内。

此外，马达轴2构成为中空轴，其上端部与下端部的外周通过上下的滚珠轴承(ball bearing)7a、滚珠轴承7b分别可旋转地支撑于马达壳体3的上罩3B与下罩3C。在所述马达轴2的下端，一体地形成有齿轮G1，所述齿轮G1咬合于配设在其旁边的齿轮G2，齿轮G2咬合于配设在其旁边的齿轮G3。此处，这些齿轮G1、齿轮G2、齿轮G3的直径依序变大，它们构成减速齿轮列。另外，齿轮G3通过上下的滚珠轴承8a、滚珠轴承8b分别可旋转地支撑于马达壳体3的壳体本体3A与下罩3C。

当对卷绕在以上述方式构成的马达1的定子5上的未图示的线圈进行通电时，通过电流流经所述线圈带来的电磁感应作用，转子4与马达轴2以上下方向的轴为中心而水平旋转。马达轴2的旋转一边依序经过在所述马达轴2的下端一体地形成的齿轮G1、与此齿轮G1咬合的齿轮G2、与所述齿轮G2咬合的齿轮G3而减慢，一边被传递至未图示的动力传递轴等。另外，在马达壳体3内，贮留在底部的油通过转子4向周围飞散而被供往各部的润滑与冷却。

此外，本实施方式中，在马达1的马达轴2的中空部，装入有本实用新型的通气装置10。所述通气装置10如图2详细所示，包括圆筒状的罩壳11、可旋转地支撑在所述罩壳11内部的旋转轴12、及被固定于所述旋转轴12的主叶轮13和分离叶片14。

所述罩壳11如图1所示，插通固接于马达轴2的上部内周，在其下端，插通固接有中空的轴承座15。此处，旋转轴12的下端部沿上下方向贯穿轴承座15的中心，其贯穿部通过固定在轴承座15上下的滚珠轴承16a、滚珠轴承16b而可旋转地支撑于轴承座15。并且，在旋转轴12的下端，结合有小齿轮17，所述小齿轮17如图1所示，咬合于与马达轴2的内周结合的环形齿轮18。

而且，在罩壳11内的中心沿上下方向延伸的旋转轴12的高度方向中间部，安装有主叶轮13，在此旋转轴12的上端部，安装有分离叶片14。并且，在罩壳11的下部外周，开设有多个(图示例中为两个)排出口19(参照图2)，所述多个排出口19用于将如后述那样经所述通气装置10分离的油排出至马达轴2的中空部。并且，在罩壳11的配置有分离叶片14的上端部外周，如图2所示，以彼此相向的方式沿切线方向安装有用于将包含空气的油导入罩壳内的两条流入通路20，在各流入通路20中，分别设有节流孔21。另外，在罩壳11内的上部，设有用于将从各流入通路20流入的包含空气的油引导向下方的漏斗状的引导件(guide)22。而且，在罩壳11的上端部，开设有排气口23，所述排气口23用于将如后述那样经所述通气装置10分离的空气排出至罩壳11的外部。

接下来，对以上述方式构成的通气装置10的作用进行说明。

如前所述，当马达1启动而转子4与马达轴2在马达壳体3内一体地旋转时，马达轴2的旋转经过环形齿轮18和与其咬合的小齿轮17而传递至通气装置10的旋转轴12，所述旋转轴12和安装于此旋转轴12的主叶轮13与分离叶片14在罩壳11内高速旋转。于是，飞散到马达壳体3内部的包含空气的油如图3中的箭头所示，通过主叶轮13的旋转而从两个流入通路20沿切线方向流入罩壳11内。此处，在各流入通路20中设有节流孔21，因此流经各流入通路20的包含空气的油经节流孔21节流而其流速提高，包含空气的油从切线方向强劲地流入罩壳11内的上部。

如上所述，当包含空气的油从切线方向强劲地流入通气装置10的罩壳11内的上部时，所述包含空气的油在罩壳11内由引导件22引导向下方，一边在罩壳11内回旋，一边成为回旋流而朝下方前进。并且，在此过程中，通过后述的原理，空气从油分离，分离出的空气在罩壳11内流向上方，在此过程中通过分离叶片14将油完全分离去除后，从在罩壳11的上端开设的排气口23排出至罩壳11及马达壳体3的外部。

另一方面，空气被分离去除的油在罩壳11内通过主叶轮13而飞散向径向外方后，流向罩壳11内的下部，并从在此开设的排出口19排出至马达轴2的内部。并且，排出至马达轴2内部的油在马达轴2的内部落下的过程中对所述马达轴2进行冷却，因此马达轴2的温度上升得到抑制。

通过重复以上的作用，从包含空气的油中分离的空气被排出至马达壳体3外，因此马达壳体3的内压上升得到抑制，从而油向马达壳体3外的喷出得到切实防止。而且，通过从油中分离去除空气，从而防止油的劣化与润滑功能的下降。

并且，空气被分离去除的油在从罩壳11排出至马达轴2的内部并在所述马达轴2的内部流向下方的过程中，对所述马达轴2进行冷却，因此，如前所述，马达轴2的温度上升得到抑制。

此处，对于通气装置10的动作原理，以下基于图4来进行说明。

即，图4是用于说明通气装置10的动作原理的立体图，如图所示，当包含空气的油从沿切线方向安装于罩壳11的上部外周的两个流入通路20，而从切线方向流入罩壳11的内部时，所述包含空气的油一边在罩壳11内回旋，一边朝向下方前进，但在此过程中，比重比空气大的油通过作用于其的大的离心力而聚集在罩壳11的外周部，比重小的空气聚集在罩壳11内的中心部。

此处，若设油的比重为γ_o、空气的比重为γ_a、回旋半径为r、回旋角度为ω，则作用于油的离心力F_o与作用于空气的离心力F_a分别通过下式表示。

F_o＝γ_o·r·ω²…(1)

F_a＝γ_a·r·ω²…(2)

此处，油的比重γ_o大于空气的比重γ_a，两者间有下式的大小关系成立。

γ_o＞γ_a…(3)

因而，根据式(1)～式(3)，

则F_o＞F_a…(4)，

由于作用于油的离心力F_o比作用于空气的离心力F_a大，因此如前所述，油通过离心力F_o而聚集于罩壳11内的外周部，空气聚集于罩壳11内的中心部，其结果，空气从油分离。

如上所述，根据本实施方式，由于将通气装置10装入转速高的马达轴2的内部，因此所述通气装置10的借助离心力实现的气液分离效果提高，从马达壳体3内的包含空气的油中有效地分离出空气。并且，分离出的空气被排出至马达壳体3之外，因此马达壳体3的内压上升得以抑制，从而油从所述马达壳体3的喷出得到防止。而且，空气被分离去除的油被排出至中空的马达轴2的内部，因此马达轴2经油冷却而其温度上升得到抑制。

而且，通气装置10能够简单地装入马达轴2的内部，因此不需要对现有的马达1进行改造，不会导致伴随马达1的设计变更等造成的成本上升。

本实用新型的应用并不限定于以上说明的实施方式，能够在权利要求及说明书与附图中记载的技术思想范围内进行各种变形。

Claims (7)

1.一种马达的通气装置，其设在以马达轴在马达壳体内沿垂直方向延伸的方式水平放置的马达中，所述马达的通气装置的特征在于，

所述通气装置被装入至中空的所述马达轴的内部，将所述马达壳体内的包含空气的油通过离心力而分离为空气与油，将分离出的油排出至所述马达轴的内部，并将分离出的空气排出至所述马达壳体的外部。

2.根据权利要求1所述的马达的通气装置，其特征在于，包括：

罩壳；

旋转轴，能旋转地支撑在所述罩壳的内部；以及

主叶轮及分离叶片，被固定于所述旋转轴，

所述主叶轮具有将吸入所述罩壳内的包含空气的油分离为空气与油的功能，

所述分离叶片具有对残存在经所述主叶轮分离的油中的空气进行分离的功能。

3.根据权利要求2所述的马达的通气装置，其特征在于，

在所述罩壳，沿切线方向开设有流入通路，所述流入通路使包含空气的油流入所述罩壳内。

4.根据权利要求3所述的马达的通气装置，其特征在于，

在所述流入通路设有节流孔。

5.根据权利要求2所述的马达的通气装置，其特征在于，

在所述马达轴的内周安装有环形齿轮，使与所述旋转轴的轴方向一端结合的小齿轮咬合于所述环形齿轮，将所述马达轴的旋转经由所述环形齿轮和所述小齿轮传递至所述旋转轴，以驱动所述旋转轴旋转。

6.根据权利要求3所述的马达的通气装置，其特征在于，

在所述马达轴的内周安装有环形齿轮，使与所述旋转轴的轴方向一端结合的小齿轮咬合于所述环形齿轮，将所述马达轴的旋转经由所述环形齿轮和所述小齿轮传递至所述旋转轴，以驱动所述旋转轴旋转。

7.根据权利要求4所述的马达的通气装置，其特征在于，

在所述马达轴的内周安装有环形齿轮，使与所述旋转轴的轴方向一端结合的小齿轮咬合于所述环形齿轮，将所述马达轴的旋转经由所述环形齿轮和所述小齿轮传递至所述旋转轴，以驱动所述旋转轴旋转。

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