JP2004135398A - モータ装置の冷却構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】モータケースとアクチュエータケースに設置された冷却ジャケットの組み付けを簡素化すると共に、軸受の周辺部位を冷却することができるモータ装置の冷却構造を提供すること。
【解決手段】モータ装置1は、モータ2を収納したモータケース5と、モータ2により駆動するアクチュエータ3を収納するアクチュエータケース6と、を連設してなる。モータケース5とアクチュエータケース6は、互いに対向する部位にフランジ部5a,6aを形成し、このフランジ部5a,6aを接合することにより両ケース5,6を連結すると共に、この両ケース5,6に連なる冷却ジャケット7を有する。冷却ジャケット7は、前記両ケース5,6の接合面に冷却ジャケット7の開口部7a,7bを形成し、その開口部7a,7bを接合することにより、モータ側ジャケット7cとアクチュエータ側ジャケット7dとを連結している。
【選択図】 図1
【解決手段】モータ装置1は、モータ2を収納したモータケース5と、モータ2により駆動するアクチュエータ3を収納するアクチュエータケース6と、を連設してなる。モータケース5とアクチュエータケース6は、互いに対向する部位にフランジ部5a,6aを形成し、このフランジ部5a,6aを接合することにより両ケース5,6を連結すると共に、この両ケース5,6に連なる冷却ジャケット7を有する。冷却ジャケット7は、前記両ケース5,6の接合面に冷却ジャケット7の開口部7a,7bを形成し、その開口部7a,7bを接合することにより、モータ側ジャケット7cとアクチュエータ側ジャケット7dとを連結している。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、圧縮機等のアクチュエータとそれを駆動するモータからなるモータ装置の冷却構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、冷却手段を備えたモータやモータを動力源とするモータ装置としては、回転子や固定子等から発生する熱を吸収するために、その回転子や固定子等を覆うケース内に冷媒を循環させる冷却ジャケットを設けた電動機が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
従来のモータやモータ装置における冷却ジャケットは、ケースの外周壁の一端部に冷媒供給口を設けて、そのケース内に冷媒を通し、ケースの外周壁の他端部に冷媒を排出する冷媒排出口を設置している。冷媒供給口および冷媒排出口には、ジョイントを設置し、そのジョイントにホースを連結して、供給源や他のモータ装置等に接続して、冷媒を循環させている。
【0003】
また、従来、モータを動力源とする各種モータ装置においても冷却手段として、前記したような冷却ジャケットが使用されている。モータ装置における冷却ジャケットは、モータを覆うモータケースと、モータにより作動されるモータ装置を覆うアクチュエータケースとに各々冷媒供給口と冷媒排出口が配置され、モータケースの冷媒排出口とアクチュエータケースの冷媒供給口とをホースで連結して、両ケースに同じ冷媒を通過させて冷却している。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−45701号公報(第3〜5頁、図1〜2)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1の電動機等においては、モータケースとアクチュエータケースに各々冷却ジャケットを設けて、モータ側ジャケットとアクチュエータ側ジャケットをホースで接続して両ケースに冷媒が流れるようにしている。このため、モータケースとアクチュエータケースには、両ケースを接続するためゴムホースや、ゴムホースを冷媒供給口および冷媒排出口に装着するためのジョイントや、ジョイントにゴムホースを固定するためのホースバンドや、ジョイントから冷媒が漏洩することを防止するためのシール材が必要となり、部品点数および組み付け工数が多く、モータ側ジャケットとアクチュエータ側ジャケットの連結作業が容易でない。
【0006】
モータ装置における冷却ジャケットは、モータケースやアクチュエータケースの外周壁に設置されて冷却するものであり、軸受の周囲やケースの軸心箇所には設置されておらず、専らケースの外周壁を冷却するのに限られていた。このため、軸受部にシール材を設置した場合は、シール材が冷却されず熱により劣化し、防水性が悪化するという問題点がある。
【0007】
本発明の課題は、モータケースとアクチュエータケースに設置された冷却ジャケットの組み付けを簡素化するとともに、軸受の周辺部位を冷却することができるモータ装置の冷却構造を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項1に記載のモータ装置の冷却構造は、モータを収納したモータケースと、前記モータにより駆動するアクチュエータを収納するアクチュエータケースと、を連設してなるモータ装置の冷却構造であって、前記モータケースと前記アクチュエータケースは、互いに対向する部位にフランジ部を形成し、このフランジ部を接合することにより両ケースを連結するとともに、この両ケースに連なる冷却ジャケットを有し、前記冷却ジャケットは、前記両ケースの接合面に冷却ジャケットの連結口を形成し、その連結口を接合することにより、前記モータケースに設置したモータ側ジャケットと前記アクチュエータケースに設置したアクチュエータ側ジャケットとを連結したことを特徴とする。
【0009】
請求項1に記載の発明によれば、モータケースとアクチュエータケースのフランジ部をねじ等で固定するため、両ケースを連結すると同時に、両ケースに設けた冷却ジャケットを連結することができることにより、冷却ジャケット同士を連結するための専用の部材が不要となるため、部品点数を削減することができるとともに、冷却ジャケット連結部の構造を簡素化して、冷却ジャケットの連結作業を簡単にすることができる。
【0010】
請求項2に記載のモータ装置の冷却構造は、前記請求項1に記載の発明であって、前記モータケースと前記アクチュエータケースは、前記フランジ部の軸心側に、噛み合った歯車を収納する歯車収納室を形成するとともに、その歯車収納室の底部にオイル溜めを形成し、前記フランジ部には、前記冷却ジャケットの連結口と、前記歯車収納室との間に漏洩液排出溝を形成したことを特徴とする。
【0011】
請求項2に記載の発明によれば、歯車収納室内のオイルまたは冷却ジャケット内の冷媒が漏洩すると、冷却ジャケットの連結口と歯車収納室との間の漏洩液排出溝を通ってモータ装置外に流れるため、冷却ジャケットの連結口および歯車収納室のシーリングが不良になったことを検知することができる。また、冷却ジャケットの連結口と歯車収納室との間の漏洩液排出溝を形成したことにより、冷媒が歯車収納室内に浸入することと、オイルが冷却ジャケット内に浸入することを阻止することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態を燃料電池電気自動車の圧縮機におけるモータ装置を例にして詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造を示す概略図で、中央縦端面図である。図2は、本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造を示す概略図で、横端面図である。図3は、本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造を示す概略図で、モータケースの連結口を示す縦端面図である。図4は、本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造を示す概略図で、モータケースのフランジ部の拡大部分断面図である。
【0013】
燃料電池電気自動車において、燃料電池で発電される発電電力は、燃料電池電気自動車を駆動させる駆動モータや圧縮機4や冷却水用の電動ポンプを駆動する電力として用いられる。
【0014】
図1ないし図4において、モータ装置1は、モータ2によってアクチュエータ3を作動させる装置であり、例えば、圧縮機4である。圧縮機4の冷却構造は、モータ2を収納したモータケース5と、モータ2により駆動するアクチュエータ3を収納するアクチュエータケース6と、を連設してなる冷却構造であって、モータケース5とアクチュエータケース6は、互いに対向する部位にフランジ部5a,6aを形成し、このフランジ部5a,6aを接合することにより両ケース5,6を連結するとともに、この両ケース5,6に連なる冷却ジャケット7を有し、冷却ジャケット7は、両ケース5,6の接合面に冷却ジャケット7の連結口7a,7bを形成し、その連結口7a,7bを接合することにより、モータ側ジャケット7cとアクチュエータ側ジャケット7dとを連結している。
【0015】
圧縮機4は、例えば、燃料電池システムに圧縮空気を供給するためのもので、圧縮機4を駆動させるモータ2を内設したモータケース5と、モータ2の回転により駆動するアクチュエータ3を内設したアクチュエータケース6とからなる。圧縮機4は、モータ2が回転することにより駆動歯車10および従動歯車11によってロータ8,9を回転させて、空気を圧縮させる装置である。
【0016】
なお、特許請求の範囲および実施の形態におけるところの「モータ装置」は、「圧縮機4」に相当し、モータ2とアクチュエータ3からなるものとする。モータ装置1は、モータ2を動力源として駆動する装置であれば、その他の装置でもよい。
また、特許請求の範囲および実施の形態におけるところの「アクチュエータ」は、「モータ2によって駆動するモータ2以外の機構であり、駆動軸19と、従動軸20と、駆動歯車10と、従動歯車11と、ロータ8,9から構成される機構」とする。
特許請求の範囲および実施の形態におけるところの「アクチュエータケース」は、「モータ2によって駆動するモータ2以外の機構を覆うケースであり、駆動軸19と、従動軸20と、ロータ8,9から構成される機構を覆うケース」とする。
特許請求の範囲および実施の形態におけるところの「モータケース」は、「モータ2を覆うケース」とする。
【0017】
モータ2は、モータケース5の歯車収納室5dの開口部5cからこの歯車収納室5dの奥に形成したモータ収納室5bに装着され、モータ軸2aに回動自在に設置した軸受12によりモータ収納室5bを閉塞している。軸受12は、例えばシールドベアリングからなり、モータ収納室5bの開口端に設置されるとともに、この軸受12によりモータケース5の開口部5c内をモータ収納室5bと、歯車収納室5dとに分離している。軸受12のモータ収納室5b側の面には、防水用のシール材13が設置され、モータ収納室5b内を密閉して、歯車収納室5dのオイル14が浸入することを防止している。なお、軸受12内は、このオイル14が浸透して、このオイル14が潤滑の作用を果す。
【0018】
モータケース5は、モータ2と駆動歯車10と従動歯車11とオイル14を収納し、外周壁に冷却ジャケット7を有する容器であり、例えばアルミニウム等の熱伝導率が高い金属からなる。モータケース5は、開口部5cの内側に駆動歯車10と従動歯車11とオイル14とが挿入した凹状の歯車収納室5dを形成している。歯車収納室5dは、アクチュエータケース6の隔壁6bにより開口部5cを閉塞するとともに、モータケース5のフランジ部5aと、アクチュエータケース6のフランジ部6aとをボルト15(図2参照)により固定して歯車収納室5dを密閉している。そして、図1に示すように圧縮機4を横置きにすることにより、歯車収納室5dの内底は、従動歯車11が浸るオイル14を溜めるオイル溜め5eとなる(図4参照)。
【0019】
図3に示すように、モータケース5は、開口部5cの全周のフランジ部5aにOリングや液状シール等のシール材16を挿入する環状溝5fを形成して、モータケース5と隔壁6bとでなる歯車収納室5dの室内から室外にオイル14が漏洩することを防止している。モータケース5のフランジ部5a(図2参照)には、ボルト15を螺着するねじ穴5iと、冷却ジャケット7の連結口7aと、この連結口7aの周囲にOリング等のシール材30(図4参照)を挿入するシール溝5gと、環状溝5fとシール溝5gとの間を横断するように形成した漏洩液排出溝5hと、を形成している。
【0020】
漏洩液排出溝5hは、歯車収納室5d内から漏洩したオイル14がシール材13を通過して漏洩液排出溝5hに流れ込むと、この漏洩液排出溝5hから圧縮機4の外側方向(矢印C方向)に流れ、冷却ジャケット7内に浸入することが阻止される。
また、漏洩液排出溝5hは、冷却ジャケット7内から漏洩した冷媒17が連結口7aの周囲に設けたシール材30(図4参照)を通過して漏洩液排出溝5hに流れ込むと、この漏洩液排出溝5hから圧縮機4の外側に流れ、歯車収納室5d内に浸入することを阻止する。
そして、漏洩液排出溝5hからオイル14および冷媒17が流れ出ることにより、シール材16,30が不良になったことを検知することができる。
【0021】
図1および図2に示すように、冷却ジャケット7は、モータ2およびロータ8,9等を冷却するために、モータケース5およびアクチュエータケース6の外周壁等に冷媒17を通過させて冷却するウォータジャケットであり、モータ側ジャケット7cとアクチュエータ側ジャケット7dとから構成される。冷却ジャケット7は、モータケース5の下方部位に冷却水等の冷媒17を吸入する供給口7eを設置し、アクチュエータケース6の上方部位に冷媒17を排出する排出口7fを設置して、モータケース5からアクチュエータケース6に連続して形成されている。冷却ジャケットの冷媒17は、冷媒供給装置(図示せず)から供給口7eに送られてモータケース5およびアクチュエータケース6を通過し、排出口7fから冷媒供給装置に戻るように循環される。
【0022】
モータ側ジャケット7cは、モータケース5の外周壁内に一体形成され、モータ2の下端部に供給口7eを設置し、モータ2の周囲にモータ冷却通路7gを配置し、かつモータ収納室5bの上方部位に歯車冷却通路7hを配置し、アクチュエータ側ジャケット7dとの連結箇所に連結口7aを形成している。歯車冷却通路7hおよび連結口7aは、例えば、モータケース5の天側の外周壁内に形成される。
【0023】
アクチュエータ側ジャケット7dは、アクチュエータケース6の外周壁内および隔壁6b内に一体形成され、アクチュエータ側ジャケット7dの連結口7aに対向した位置に冷媒17をモータ側ジャケット7cから取り入れるための連結口7bを形成している。アクチュエータ側ジャケット7dには、この連結口7bに連続して冷媒17を隔壁6bに導くための軸部冷却通路7iが形成され、この軸部冷却通路7iに連続してアクチュエータ3の周囲のアクチュエータケース6にアクチュエータ冷却通路7jが配置され、アクチュエータケース6の上端部に排出口7fが設置される。
【0024】
軸部冷却通路7iは、隔壁6bに設置した軸受21,22、シール材26,27、駆動軸19、従動軸20、歯車収納室5dの側面、およびロータ8,9の側面を冷却するための冷媒17を流す通路である。軸部冷却通路7iは、一端部をアクチュエータケース6の天側の側面に形成した連結口7bに連続して形成し、他端部をアクチュエータケース6の地側に形成したアクチュエータ冷却通路7jに連続して形成している。アクチュエータ冷却通路7jは、アクチュエータケース6およびロータ8,9を冷却するための冷媒17を流す通路であり、アクチュエータケース6の天側の吸入口28寄りに排出口7fを形成している。
【0025】
なお、モータケース5とアクチュエータケース6とは、両ケースが対向する箇所のどちらか一方に、両ケースを仕切る隔壁6bを設けるとともに、その隔壁6bに冷却ジャケット7の軸部冷却通路7iを設置すればよい。
【0026】
また、モータケース5のモータ収納室5bおよびオイル溜め5eは、アクチュエータケース6側に形成して、歯車装置18およびオイル14を配置するようにしてもよい。
冷媒17は、冷却液等の液体からなる冷却媒体であり、不凍液や防錆剤等を加えた冷却水であってもよい。
【0027】
歯車装置18は、例えば駆動歯車10と従動歯車11とからなり、少なくとも互いに噛み合った一対の歯車で構成される。なお、歯車装置18は、例えば、駆動歯車10と従動歯車11との間に減速用歯車または回転方向を変更するための歯車を介在してもよい。
【0028】
駆動歯車10は、例えば、平歯車からなり、両側に駆動軸19を一体に軸止している。その駆動軸19には、駆動歯車10とロータ8が固定されて、一体に回転する。図3に示すように、駆動軸19は、一端に形成した連結部19aをモータ軸2aの先端に設けた係合部2bに装着し、略中央部を軸受21に挿通し、他端を軸受23に軸支して、ロータ8をモータ2と一体的に回転させるようにしている。連結部19aは、例えばスプライン軸からなり、係合部2bはスプライン軸が噛み合ったスプラインボスからなり、連結部19aを係合部2bに挿入することにより、互いが一体に回転する。
【0029】
従動歯車11は、例えば、平歯車からなり、ロータ9側に従動軸20を一体に軸止している。その従動軸20には、ロータ9が固定され、ロータ9と従動歯車11との間を軸受22により軸支され、先端を軸受24により軸支されて、ロータ9をモータ2に連動させるようにしている。なお、駆動歯車10および従動歯車11は、互いに噛み合った歯車であればよく、歯車の種類および歯形の形状は特に限定しない。
【0030】
前記軸受21,22は、例えば、アクチュエータケース6の内底に固着されたシールドベアリングからなる。
オイル14は、駆動歯車10と従動歯車11とにおける摩擦抵抗や磨耗を減らす減摩作用、磨耗面に生じる熱を下げて接触面の焼付けを防止する冷却作用、および磨耗粉を分散する清浄作用を有する潤滑剤からなる。
【0031】
アクチュエータケース6は、例えばアルミニウム等の熱伝導率の高い金属からなる容器であり、ロータ8,9をロータ収納室6cに回動自在に内設し、軸受保持板25によりロータ収納室6cを閉塞している。アクチュエータケース6は、ロータ収納室6cの内底側に駆動軸19および従動軸20の一端側を軸支する隔壁6bを一体形成し、ロータ収納室6cの連結口側に駆動軸19および従動軸20の他端側を軸支する軸受保持板25を設置して、ロータ8,9を軸支している。アクチュエータケース6は、フランジ部6aを、モータケース5のフランジ部5aに合致して、ボルト15によりモータケース5に固定される。
【0032】
隔壁6bは、モータケース5の歯車収納室5dの開口部5cを密閉する蓋部材の役目と、ロータ8,9を覆うアクチュエータケース6の底板の役目と、軸受21,22を設置するための軸受保持板の役目と、オイル溜め5eの側壁の役目とを備えている。隔壁6bには、歯車収納室5d側に駆動軸19および従動軸20の軸受21,22が設置され、ロータ8,9側にオイルシール等のシール材26,27を設けて、歯車収納室5d内のオイル14が漏洩することを防止している。
【0033】
軸受保持板25は、例えばアルミニウム等の金属からなり、軸受23,24と、ガスを吸入する吸入口28と、軸受保持板25および軸受23,24を覆うシール材29と、を備えている。
【0034】
軸受23,24は、例えばベアリング等からなり、軸受保持板25に装着され、外側をシール材29により密閉している。
シール材29は、吸入口28に対応する部分に孔29aを穿設している。このシール材29の吸入側には、図示しないエアクリーナが設置されている。
【0035】
ロータ8,9は、スクリュウ式の圧縮機4のツインスクリュウを構成する雌ロータ8と雄ロータ9である。このロータ8,9の回転によって空気は、アクチュエータケース6とロータ8を有する雌部と、ロータ9を有する雄部との間に閉じ込められ、大気からシールされる。このシールされた空気は、図1および図2に示すように、ロータ8,9の回転が進むと、矢印A方向から吸い込まれた空気の容積は縮小されて圧縮が開始され、空気圧が上昇する。このため、スクリュウ溝内の圧力が吐出圧力に達すると、図2に示すように、アクチュエータケース6に設けられた吐出口31より、矢印B方向に圧縮ガスが吐出される。
【0036】
次に本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造の組み付け手順を説明する。
図1に示すように、まず、モータケース5に、各々の部品を組み付ける。すなわち、モータケース5には、シール材13をシーリングした軸受12を組み付けたモータ2を、モータ収納室5bに装着するとともに、その軸受12を、モータ収納室5bの開口端部に嵌着し、かつシール材16,30を、環状溝5fおよびシール溝5gに嵌入する。
【0037】
次に、アクチュエータケース6に、各々の部品を組み付ける。すなわち、アクチュエータケース6には、シール材26,27および軸受21,22を隔壁6bに装着し、ロータ8,9の駆動軸19および従動軸20を、その軸受21,22に軸通するとともに、ロータ8,9をロータ収納室6c内に挿入する。そして、ロータ収納室6cの連結口には、軸受23,24を固着した軸受保持板25を嵌着するとともに、前記駆動軸19および従動軸20を、その軸受23,24に挿入する。そして、軸受23,24および軸受保持板25をシール材29で覆う。駆動軸19のモータ2側の端部には、駆動歯車10を軸止する。従動軸20のモータケース5側の端部には、従動歯車11を軸止するとともに、その従動歯車11を駆動歯車10に噛み合わせる。
【0038】
そして、モータケース5の歯車収納室5dの開口部5cを天側に向けて配置し、歯車収納室5dに、所定量のオイル14を注入する。すると、オイル14は、モータケース5を縦置きにしたときの歯車収納室5dの一番低い位置に溜まる。
【0039】
次に、アクチュエータケース6を下降させて、駆動軸19の連結部19aをモータ軸2aの係合部2bに装着するとともに、モータケース5のフランジ部5aに、アクチュエータケース6のフランジ部6aを合致させて、両ケース5,6をボルト15により締結する。
【0040】
すると、モータ側ジャケット7cの連結口7aとアクチュエータ側ジャケット7dの連結口7bとが連結される。このように、冷却ジャケット7は、モータケース5とアクチュエータケース6とをボルト15で締結することにより、連結口7a,7bを連結することができるため、連結作業が容易である。
【0041】
この圧縮機4を各装置に設置して使用するときは、図1に示すようにオイル溜め5eが地側になるように、横向きにして所望箇所に設置する。圧縮機4を横置きにしたことにより、オイル14は、オイル溜め5eに流動して溜まり、従動歯車11の下方部位がオイル14に浸る。
【0042】
次に、供給口7eおよび排出口7fに、冷媒供給装置に連結したホース(図示せず)を連結する。
このようにして組み付けられた圧縮機4のモータ側ジャケット7cの供給口7eから冷却ジャケット7内に冷媒17を流し込む。すると、冷媒17は、モータケース5の地側のモータ側ジャケット7cから、モータケース5の天側のモータ側ジャケット7c、歯車冷却通路7h、連結口7a、アクチュエータケース6の連結口7b、軸部冷却通路7i、アクチュエータ冷却通路7jの地側から天側へと流れて排出口7fから排出される。
【0043】
次に本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造の作用を説明する。
モータ2が回転すると、モータ2の回転力は、モータ軸2aによって駆動軸19に伝達されて、駆動軸19に固定された駆動歯車10およびロータ8が回転する。モータ2は、回転することにより、コイルや軸部から熱を発生する。従動歯車11は、駆動歯車10に噛み合っていることにより、従動軸20およびロータ9を反対方向に回転させる。駆動歯車10と従動歯車11の噛み合い箇所からも熱が発生される。
【0044】
駆動歯車10と従動歯車11との噛み合い部、係合部2bおよび軸受12,21,22は、歯車収納室5d内に配置されていることにより、オイル14に浸っている従動歯車11が回転することによってオイル14を飛散して、潤滑し冷却される。
【0045】
ロータ8,9は、圧縮機4の吸入口28から空気を吸入し、吐出口31から圧縮空気として吐出する。
【0046】
モータ2、ロータ8,9、駆動歯車10、従動歯車11および軸受12,21,22,23,24は、その回転とともに熱が高くなり、これを冷却ジャケット7の冷媒17により冷却される。
【0047】
冷媒17は、まず冷媒供給装置からモータケース5の地側の供給口7eに送られてモータ側ジャケット7cに入り、モータケース5の天側に移動してモータ2の周囲のモータ冷却通路7gを流れてモータ2を冷却する。モータ2および軸受12は、冷却ジャケット7の冷媒17により冷却されることにより、熱による劣化や不具合が防止される。
【0048】
次にモータケース5の歯車収納室5dの天側に設置された冷却ジャケット7の歯車冷却通路7hを流れて、歯車装置18およびオイル14を冷却する。モータ側ジャケット7c内において、冷媒17は、モータ2および歯車装置18を冷却して熱を吸収したことにより、逆に暖められて連結口7a,7bからアクチュエータ側ジャケット7d内に入る。
【0049】
アクチュエータケース6の天側の連絡口7bからアクチュエータ側ジャケット7d内に入った冷媒17は、アクチュエータケース6の隔壁6bに設けた軸部冷却通路7iを天側から地側に流れて、ロータ8,9の側面、歯車収納室5dの側面、オイル14、軸受21,22、駆動軸19、従動軸20、シール材26,27および軸部のグリスを冷却して、熱による劣化や不具合を防止する。
【0050】
軸部冷却通路7i内を流れた冷媒17は、次にアクチュエータケース6の地側に形成されたアクチュエータ冷却通路7j内を流れて、アクチュエータケース6を冷却しながらアクチュエータケース6の天側に移動し、アクチュエータケース6およびロータ8,9を冷却する。
【0051】
アクチュエータ冷却通路7jを流れて圧縮機4を冷却して暖かくなった冷媒17は、次に排出口7fから排出されて冷媒供給装置に戻り、冷却され、供給口7eに循環される。
【0052】
なお、本発明は、その技術思想の範囲内で種々の改造および変更が可能であり、本発明はこれら改造および変更された発明にも及ぶことは勿論である。
例えば、モータ装置1は、圧縮機4に限定されるものではなく、モータ2により作動する装置であればすべての装置に対して適用できるものであり、使用用途については特に限定しない。
【0053】
なお、本実施形態での隔壁6bは、圧縮機4等の機器におけるアクチュエータケース6の底部を構成するものに限定されるものではなく、モータケース5に設置してもよい。
【0054】
また、軸受12,21,22,23,24は、ベアリングに限定されるものではなく、前記モータケース5、アクチュエータケース6、および軸受保持板25自体に形成した軸受であってもよく、軸受の種類は特に限定しない。
【0055】
なお、モータ側ジャケット7cおよびアクチュエータ側ジャケット7dは、冷媒17を通過させる管を金属で形成してモータケース5およびアクチュエータケース6にインサート成形してもよく、それら両ケース5,6に設置するための手段は特に限定しない。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項1に記載のモータ装置の冷却構造によれば、モータケースとアクチュエータケースのフランジ部をねじ等で固定するため、両ケースを連結することで、両ケースに設けた冷却ジャケットを連結することができることにより、冷却ジャケット同士を連結するための専用の部材が不要となる。これにより、部品点数を削減することができるとともに、冷却ジャケット連結部の構造を簡素化して、冷却ジャケットの連結作業を簡単にすることができる。
【0057】
本発明の請求項2に記載のモータ装置の冷却構造によれば、歯車収納室内のオイルまたは冷却ジャケット内の冷媒が漏洩すると、冷却ジャケットの連結口と歯車収納室との間の漏洩液排出溝を通ってモータ装置外に流れるため、冷却ジャケットの連結口および歯車収納室のシーリングが不良になったことを検知することができる。また、冷却ジャケットの連結口と歯車収納室との間の漏洩液排出溝を形成したことにより、冷媒が歯車収納室内に浸入することと、オイルが冷却ジャケット内に浸入することを阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造を示す概略図で、中央端面図である。
【図2】本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造を示す概略図で、横端面図である。
【図3】本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造を示す概略図で、モータケースの側面図である。
【図4】本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造を示す概略図で、モータケースのフランジ部の拡大部分端面図である。
【符号の説明】
1 モータ装置
2 モータ
3 アクチュエータ
4 圧縮機
5 モータケース
5a,6a フランジ部
5d 歯車収納室
5e オイル溜め
5h 漏洩液排出溝
6 アクチュエータケース
6b 隔壁
7 冷却ジャケット
7a,7b 連結口
7e 供給口
7f 排出口
10 駆動歯車
11 従動歯車
12,21,22,23,24 軸受
13,16,26,27,29 シール材
17 冷媒
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、圧縮機等のアクチュエータとそれを駆動するモータからなるモータ装置の冷却構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、冷却手段を備えたモータやモータを動力源とするモータ装置としては、回転子や固定子等から発生する熱を吸収するために、その回転子や固定子等を覆うケース内に冷媒を循環させる冷却ジャケットを設けた電動機が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
従来のモータやモータ装置における冷却ジャケットは、ケースの外周壁の一端部に冷媒供給口を設けて、そのケース内に冷媒を通し、ケースの外周壁の他端部に冷媒を排出する冷媒排出口を設置している。冷媒供給口および冷媒排出口には、ジョイントを設置し、そのジョイントにホースを連結して、供給源や他のモータ装置等に接続して、冷媒を循環させている。
【0003】
また、従来、モータを動力源とする各種モータ装置においても冷却手段として、前記したような冷却ジャケットが使用されている。モータ装置における冷却ジャケットは、モータを覆うモータケースと、モータにより作動されるモータ装置を覆うアクチュエータケースとに各々冷媒供給口と冷媒排出口が配置され、モータケースの冷媒排出口とアクチュエータケースの冷媒供給口とをホースで連結して、両ケースに同じ冷媒を通過させて冷却している。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−45701号公報(第3〜5頁、図1〜2)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1の電動機等においては、モータケースとアクチュエータケースに各々冷却ジャケットを設けて、モータ側ジャケットとアクチュエータ側ジャケットをホースで接続して両ケースに冷媒が流れるようにしている。このため、モータケースとアクチュエータケースには、両ケースを接続するためゴムホースや、ゴムホースを冷媒供給口および冷媒排出口に装着するためのジョイントや、ジョイントにゴムホースを固定するためのホースバンドや、ジョイントから冷媒が漏洩することを防止するためのシール材が必要となり、部品点数および組み付け工数が多く、モータ側ジャケットとアクチュエータ側ジャケットの連結作業が容易でない。
【0006】
モータ装置における冷却ジャケットは、モータケースやアクチュエータケースの外周壁に設置されて冷却するものであり、軸受の周囲やケースの軸心箇所には設置されておらず、専らケースの外周壁を冷却するのに限られていた。このため、軸受部にシール材を設置した場合は、シール材が冷却されず熱により劣化し、防水性が悪化するという問題点がある。
【0007】
本発明の課題は、モータケースとアクチュエータケースに設置された冷却ジャケットの組み付けを簡素化するとともに、軸受の周辺部位を冷却することができるモータ装置の冷却構造を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項1に記載のモータ装置の冷却構造は、モータを収納したモータケースと、前記モータにより駆動するアクチュエータを収納するアクチュエータケースと、を連設してなるモータ装置の冷却構造であって、前記モータケースと前記アクチュエータケースは、互いに対向する部位にフランジ部を形成し、このフランジ部を接合することにより両ケースを連結するとともに、この両ケースに連なる冷却ジャケットを有し、前記冷却ジャケットは、前記両ケースの接合面に冷却ジャケットの連結口を形成し、その連結口を接合することにより、前記モータケースに設置したモータ側ジャケットと前記アクチュエータケースに設置したアクチュエータ側ジャケットとを連結したことを特徴とする。
【0009】
請求項1に記載の発明によれば、モータケースとアクチュエータケースのフランジ部をねじ等で固定するため、両ケースを連結すると同時に、両ケースに設けた冷却ジャケットを連結することができることにより、冷却ジャケット同士を連結するための専用の部材が不要となるため、部品点数を削減することができるとともに、冷却ジャケット連結部の構造を簡素化して、冷却ジャケットの連結作業を簡単にすることができる。
【0010】
請求項2に記載のモータ装置の冷却構造は、前記請求項1に記載の発明であって、前記モータケースと前記アクチュエータケースは、前記フランジ部の軸心側に、噛み合った歯車を収納する歯車収納室を形成するとともに、その歯車収納室の底部にオイル溜めを形成し、前記フランジ部には、前記冷却ジャケットの連結口と、前記歯車収納室との間に漏洩液排出溝を形成したことを特徴とする。
【0011】
請求項2に記載の発明によれば、歯車収納室内のオイルまたは冷却ジャケット内の冷媒が漏洩すると、冷却ジャケットの連結口と歯車収納室との間の漏洩液排出溝を通ってモータ装置外に流れるため、冷却ジャケットの連結口および歯車収納室のシーリングが不良になったことを検知することができる。また、冷却ジャケットの連結口と歯車収納室との間の漏洩液排出溝を形成したことにより、冷媒が歯車収納室内に浸入することと、オイルが冷却ジャケット内に浸入することを阻止することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態を燃料電池電気自動車の圧縮機におけるモータ装置を例にして詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造を示す概略図で、中央縦端面図である。図2は、本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造を示す概略図で、横端面図である。図3は、本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造を示す概略図で、モータケースの連結口を示す縦端面図である。図4は、本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造を示す概略図で、モータケースのフランジ部の拡大部分断面図である。
【0013】
燃料電池電気自動車において、燃料電池で発電される発電電力は、燃料電池電気自動車を駆動させる駆動モータや圧縮機4や冷却水用の電動ポンプを駆動する電力として用いられる。
【0014】
図1ないし図4において、モータ装置1は、モータ2によってアクチュエータ3を作動させる装置であり、例えば、圧縮機4である。圧縮機4の冷却構造は、モータ2を収納したモータケース5と、モータ2により駆動するアクチュエータ3を収納するアクチュエータケース6と、を連設してなる冷却構造であって、モータケース5とアクチュエータケース6は、互いに対向する部位にフランジ部5a,6aを形成し、このフランジ部5a,6aを接合することにより両ケース5,6を連結するとともに、この両ケース5,6に連なる冷却ジャケット7を有し、冷却ジャケット7は、両ケース5,6の接合面に冷却ジャケット7の連結口7a,7bを形成し、その連結口7a,7bを接合することにより、モータ側ジャケット7cとアクチュエータ側ジャケット7dとを連結している。
【0015】
圧縮機4は、例えば、燃料電池システムに圧縮空気を供給するためのもので、圧縮機4を駆動させるモータ2を内設したモータケース5と、モータ2の回転により駆動するアクチュエータ3を内設したアクチュエータケース6とからなる。圧縮機4は、モータ2が回転することにより駆動歯車10および従動歯車11によってロータ8,9を回転させて、空気を圧縮させる装置である。
【0016】
なお、特許請求の範囲および実施の形態におけるところの「モータ装置」は、「圧縮機4」に相当し、モータ2とアクチュエータ3からなるものとする。モータ装置1は、モータ2を動力源として駆動する装置であれば、その他の装置でもよい。
また、特許請求の範囲および実施の形態におけるところの「アクチュエータ」は、「モータ2によって駆動するモータ2以外の機構であり、駆動軸19と、従動軸20と、駆動歯車10と、従動歯車11と、ロータ8,9から構成される機構」とする。
特許請求の範囲および実施の形態におけるところの「アクチュエータケース」は、「モータ2によって駆動するモータ2以外の機構を覆うケースであり、駆動軸19と、従動軸20と、ロータ8,9から構成される機構を覆うケース」とする。
特許請求の範囲および実施の形態におけるところの「モータケース」は、「モータ2を覆うケース」とする。
【0017】
モータ2は、モータケース5の歯車収納室5dの開口部5cからこの歯車収納室5dの奥に形成したモータ収納室5bに装着され、モータ軸2aに回動自在に設置した軸受12によりモータ収納室5bを閉塞している。軸受12は、例えばシールドベアリングからなり、モータ収納室5bの開口端に設置されるとともに、この軸受12によりモータケース5の開口部5c内をモータ収納室5bと、歯車収納室5dとに分離している。軸受12のモータ収納室5b側の面には、防水用のシール材13が設置され、モータ収納室5b内を密閉して、歯車収納室5dのオイル14が浸入することを防止している。なお、軸受12内は、このオイル14が浸透して、このオイル14が潤滑の作用を果す。
【0018】
モータケース5は、モータ2と駆動歯車10と従動歯車11とオイル14を収納し、外周壁に冷却ジャケット7を有する容器であり、例えばアルミニウム等の熱伝導率が高い金属からなる。モータケース5は、開口部5cの内側に駆動歯車10と従動歯車11とオイル14とが挿入した凹状の歯車収納室5dを形成している。歯車収納室5dは、アクチュエータケース6の隔壁6bにより開口部5cを閉塞するとともに、モータケース5のフランジ部5aと、アクチュエータケース6のフランジ部6aとをボルト15(図2参照)により固定して歯車収納室5dを密閉している。そして、図1に示すように圧縮機4を横置きにすることにより、歯車収納室5dの内底は、従動歯車11が浸るオイル14を溜めるオイル溜め5eとなる(図4参照)。
【0019】
図3に示すように、モータケース5は、開口部5cの全周のフランジ部5aにOリングや液状シール等のシール材16を挿入する環状溝5fを形成して、モータケース5と隔壁6bとでなる歯車収納室5dの室内から室外にオイル14が漏洩することを防止している。モータケース5のフランジ部5a(図2参照)には、ボルト15を螺着するねじ穴5iと、冷却ジャケット7の連結口7aと、この連結口7aの周囲にOリング等のシール材30(図4参照)を挿入するシール溝5gと、環状溝5fとシール溝5gとの間を横断するように形成した漏洩液排出溝5hと、を形成している。
【0020】
漏洩液排出溝5hは、歯車収納室5d内から漏洩したオイル14がシール材13を通過して漏洩液排出溝5hに流れ込むと、この漏洩液排出溝5hから圧縮機4の外側方向(矢印C方向)に流れ、冷却ジャケット7内に浸入することが阻止される。
また、漏洩液排出溝5hは、冷却ジャケット7内から漏洩した冷媒17が連結口7aの周囲に設けたシール材30(図4参照)を通過して漏洩液排出溝5hに流れ込むと、この漏洩液排出溝5hから圧縮機4の外側に流れ、歯車収納室5d内に浸入することを阻止する。
そして、漏洩液排出溝5hからオイル14および冷媒17が流れ出ることにより、シール材16,30が不良になったことを検知することができる。
【0021】
図1および図2に示すように、冷却ジャケット7は、モータ2およびロータ8,9等を冷却するために、モータケース5およびアクチュエータケース6の外周壁等に冷媒17を通過させて冷却するウォータジャケットであり、モータ側ジャケット7cとアクチュエータ側ジャケット7dとから構成される。冷却ジャケット7は、モータケース5の下方部位に冷却水等の冷媒17を吸入する供給口7eを設置し、アクチュエータケース6の上方部位に冷媒17を排出する排出口7fを設置して、モータケース5からアクチュエータケース6に連続して形成されている。冷却ジャケットの冷媒17は、冷媒供給装置(図示せず)から供給口7eに送られてモータケース5およびアクチュエータケース6を通過し、排出口7fから冷媒供給装置に戻るように循環される。
【0022】
モータ側ジャケット7cは、モータケース5の外周壁内に一体形成され、モータ2の下端部に供給口7eを設置し、モータ2の周囲にモータ冷却通路7gを配置し、かつモータ収納室5bの上方部位に歯車冷却通路7hを配置し、アクチュエータ側ジャケット7dとの連結箇所に連結口7aを形成している。歯車冷却通路7hおよび連結口7aは、例えば、モータケース5の天側の外周壁内に形成される。
【0023】
アクチュエータ側ジャケット7dは、アクチュエータケース6の外周壁内および隔壁6b内に一体形成され、アクチュエータ側ジャケット7dの連結口7aに対向した位置に冷媒17をモータ側ジャケット7cから取り入れるための連結口7bを形成している。アクチュエータ側ジャケット7dには、この連結口7bに連続して冷媒17を隔壁6bに導くための軸部冷却通路7iが形成され、この軸部冷却通路7iに連続してアクチュエータ3の周囲のアクチュエータケース6にアクチュエータ冷却通路7jが配置され、アクチュエータケース6の上端部に排出口7fが設置される。
【0024】
軸部冷却通路7iは、隔壁6bに設置した軸受21,22、シール材26,27、駆動軸19、従動軸20、歯車収納室5dの側面、およびロータ8,9の側面を冷却するための冷媒17を流す通路である。軸部冷却通路7iは、一端部をアクチュエータケース6の天側の側面に形成した連結口7bに連続して形成し、他端部をアクチュエータケース6の地側に形成したアクチュエータ冷却通路7jに連続して形成している。アクチュエータ冷却通路7jは、アクチュエータケース6およびロータ8,9を冷却するための冷媒17を流す通路であり、アクチュエータケース6の天側の吸入口28寄りに排出口7fを形成している。
【0025】
なお、モータケース5とアクチュエータケース6とは、両ケースが対向する箇所のどちらか一方に、両ケースを仕切る隔壁6bを設けるとともに、その隔壁6bに冷却ジャケット7の軸部冷却通路7iを設置すればよい。
【0026】
また、モータケース5のモータ収納室5bおよびオイル溜め5eは、アクチュエータケース6側に形成して、歯車装置18およびオイル14を配置するようにしてもよい。
冷媒17は、冷却液等の液体からなる冷却媒体であり、不凍液や防錆剤等を加えた冷却水であってもよい。
【0027】
歯車装置18は、例えば駆動歯車10と従動歯車11とからなり、少なくとも互いに噛み合った一対の歯車で構成される。なお、歯車装置18は、例えば、駆動歯車10と従動歯車11との間に減速用歯車または回転方向を変更するための歯車を介在してもよい。
【0028】
駆動歯車10は、例えば、平歯車からなり、両側に駆動軸19を一体に軸止している。その駆動軸19には、駆動歯車10とロータ8が固定されて、一体に回転する。図3に示すように、駆動軸19は、一端に形成した連結部19aをモータ軸2aの先端に設けた係合部2bに装着し、略中央部を軸受21に挿通し、他端を軸受23に軸支して、ロータ8をモータ2と一体的に回転させるようにしている。連結部19aは、例えばスプライン軸からなり、係合部2bはスプライン軸が噛み合ったスプラインボスからなり、連結部19aを係合部2bに挿入することにより、互いが一体に回転する。
【0029】
従動歯車11は、例えば、平歯車からなり、ロータ9側に従動軸20を一体に軸止している。その従動軸20には、ロータ9が固定され、ロータ9と従動歯車11との間を軸受22により軸支され、先端を軸受24により軸支されて、ロータ9をモータ2に連動させるようにしている。なお、駆動歯車10および従動歯車11は、互いに噛み合った歯車であればよく、歯車の種類および歯形の形状は特に限定しない。
【0030】
前記軸受21,22は、例えば、アクチュエータケース6の内底に固着されたシールドベアリングからなる。
オイル14は、駆動歯車10と従動歯車11とにおける摩擦抵抗や磨耗を減らす減摩作用、磨耗面に生じる熱を下げて接触面の焼付けを防止する冷却作用、および磨耗粉を分散する清浄作用を有する潤滑剤からなる。
【0031】
アクチュエータケース6は、例えばアルミニウム等の熱伝導率の高い金属からなる容器であり、ロータ8,9をロータ収納室6cに回動自在に内設し、軸受保持板25によりロータ収納室6cを閉塞している。アクチュエータケース6は、ロータ収納室6cの内底側に駆動軸19および従動軸20の一端側を軸支する隔壁6bを一体形成し、ロータ収納室6cの連結口側に駆動軸19および従動軸20の他端側を軸支する軸受保持板25を設置して、ロータ8,9を軸支している。アクチュエータケース6は、フランジ部6aを、モータケース5のフランジ部5aに合致して、ボルト15によりモータケース5に固定される。
【0032】
隔壁6bは、モータケース5の歯車収納室5dの開口部5cを密閉する蓋部材の役目と、ロータ8,9を覆うアクチュエータケース6の底板の役目と、軸受21,22を設置するための軸受保持板の役目と、オイル溜め5eの側壁の役目とを備えている。隔壁6bには、歯車収納室5d側に駆動軸19および従動軸20の軸受21,22が設置され、ロータ8,9側にオイルシール等のシール材26,27を設けて、歯車収納室5d内のオイル14が漏洩することを防止している。
【0033】
軸受保持板25は、例えばアルミニウム等の金属からなり、軸受23,24と、ガスを吸入する吸入口28と、軸受保持板25および軸受23,24を覆うシール材29と、を備えている。
【0034】
軸受23,24は、例えばベアリング等からなり、軸受保持板25に装着され、外側をシール材29により密閉している。
シール材29は、吸入口28に対応する部分に孔29aを穿設している。このシール材29の吸入側には、図示しないエアクリーナが設置されている。
【0035】
ロータ8,9は、スクリュウ式の圧縮機4のツインスクリュウを構成する雌ロータ8と雄ロータ9である。このロータ8,9の回転によって空気は、アクチュエータケース6とロータ8を有する雌部と、ロータ9を有する雄部との間に閉じ込められ、大気からシールされる。このシールされた空気は、図1および図2に示すように、ロータ8,9の回転が進むと、矢印A方向から吸い込まれた空気の容積は縮小されて圧縮が開始され、空気圧が上昇する。このため、スクリュウ溝内の圧力が吐出圧力に達すると、図2に示すように、アクチュエータケース6に設けられた吐出口31より、矢印B方向に圧縮ガスが吐出される。
【0036】
次に本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造の組み付け手順を説明する。
図1に示すように、まず、モータケース5に、各々の部品を組み付ける。すなわち、モータケース5には、シール材13をシーリングした軸受12を組み付けたモータ2を、モータ収納室5bに装着するとともに、その軸受12を、モータ収納室5bの開口端部に嵌着し、かつシール材16,30を、環状溝5fおよびシール溝5gに嵌入する。
【0037】
次に、アクチュエータケース6に、各々の部品を組み付ける。すなわち、アクチュエータケース6には、シール材26,27および軸受21,22を隔壁6bに装着し、ロータ8,9の駆動軸19および従動軸20を、その軸受21,22に軸通するとともに、ロータ8,9をロータ収納室6c内に挿入する。そして、ロータ収納室6cの連結口には、軸受23,24を固着した軸受保持板25を嵌着するとともに、前記駆動軸19および従動軸20を、その軸受23,24に挿入する。そして、軸受23,24および軸受保持板25をシール材29で覆う。駆動軸19のモータ2側の端部には、駆動歯車10を軸止する。従動軸20のモータケース5側の端部には、従動歯車11を軸止するとともに、その従動歯車11を駆動歯車10に噛み合わせる。
【0038】
そして、モータケース5の歯車収納室5dの開口部5cを天側に向けて配置し、歯車収納室5dに、所定量のオイル14を注入する。すると、オイル14は、モータケース5を縦置きにしたときの歯車収納室5dの一番低い位置に溜まる。
【0039】
次に、アクチュエータケース6を下降させて、駆動軸19の連結部19aをモータ軸2aの係合部2bに装着するとともに、モータケース5のフランジ部5aに、アクチュエータケース6のフランジ部6aを合致させて、両ケース5,6をボルト15により締結する。
【0040】
すると、モータ側ジャケット7cの連結口7aとアクチュエータ側ジャケット7dの連結口7bとが連結される。このように、冷却ジャケット7は、モータケース5とアクチュエータケース6とをボルト15で締結することにより、連結口7a,7bを連結することができるため、連結作業が容易である。
【0041】
この圧縮機4を各装置に設置して使用するときは、図1に示すようにオイル溜め5eが地側になるように、横向きにして所望箇所に設置する。圧縮機4を横置きにしたことにより、オイル14は、オイル溜め5eに流動して溜まり、従動歯車11の下方部位がオイル14に浸る。
【0042】
次に、供給口7eおよび排出口7fに、冷媒供給装置に連結したホース(図示せず)を連結する。
このようにして組み付けられた圧縮機4のモータ側ジャケット7cの供給口7eから冷却ジャケット7内に冷媒17を流し込む。すると、冷媒17は、モータケース5の地側のモータ側ジャケット7cから、モータケース5の天側のモータ側ジャケット7c、歯車冷却通路7h、連結口7a、アクチュエータケース6の連結口7b、軸部冷却通路7i、アクチュエータ冷却通路7jの地側から天側へと流れて排出口7fから排出される。
【0043】
次に本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造の作用を説明する。
モータ2が回転すると、モータ2の回転力は、モータ軸2aによって駆動軸19に伝達されて、駆動軸19に固定された駆動歯車10およびロータ8が回転する。モータ2は、回転することにより、コイルや軸部から熱を発生する。従動歯車11は、駆動歯車10に噛み合っていることにより、従動軸20およびロータ9を反対方向に回転させる。駆動歯車10と従動歯車11の噛み合い箇所からも熱が発生される。
【0044】
駆動歯車10と従動歯車11との噛み合い部、係合部2bおよび軸受12,21,22は、歯車収納室5d内に配置されていることにより、オイル14に浸っている従動歯車11が回転することによってオイル14を飛散して、潤滑し冷却される。
【0045】
ロータ8,9は、圧縮機4の吸入口28から空気を吸入し、吐出口31から圧縮空気として吐出する。
【0046】
モータ2、ロータ8,9、駆動歯車10、従動歯車11および軸受12,21,22,23,24は、その回転とともに熱が高くなり、これを冷却ジャケット7の冷媒17により冷却される。
【0047】
冷媒17は、まず冷媒供給装置からモータケース5の地側の供給口7eに送られてモータ側ジャケット7cに入り、モータケース5の天側に移動してモータ2の周囲のモータ冷却通路7gを流れてモータ2を冷却する。モータ2および軸受12は、冷却ジャケット7の冷媒17により冷却されることにより、熱による劣化や不具合が防止される。
【0048】
次にモータケース5の歯車収納室5dの天側に設置された冷却ジャケット7の歯車冷却通路7hを流れて、歯車装置18およびオイル14を冷却する。モータ側ジャケット7c内において、冷媒17は、モータ2および歯車装置18を冷却して熱を吸収したことにより、逆に暖められて連結口7a,7bからアクチュエータ側ジャケット7d内に入る。
【0049】
アクチュエータケース6の天側の連絡口7bからアクチュエータ側ジャケット7d内に入った冷媒17は、アクチュエータケース6の隔壁6bに設けた軸部冷却通路7iを天側から地側に流れて、ロータ8,9の側面、歯車収納室5dの側面、オイル14、軸受21,22、駆動軸19、従動軸20、シール材26,27および軸部のグリスを冷却して、熱による劣化や不具合を防止する。
【0050】
軸部冷却通路7i内を流れた冷媒17は、次にアクチュエータケース6の地側に形成されたアクチュエータ冷却通路7j内を流れて、アクチュエータケース6を冷却しながらアクチュエータケース6の天側に移動し、アクチュエータケース6およびロータ8,9を冷却する。
【0051】
アクチュエータ冷却通路7jを流れて圧縮機4を冷却して暖かくなった冷媒17は、次に排出口7fから排出されて冷媒供給装置に戻り、冷却され、供給口7eに循環される。
【0052】
なお、本発明は、その技術思想の範囲内で種々の改造および変更が可能であり、本発明はこれら改造および変更された発明にも及ぶことは勿論である。
例えば、モータ装置1は、圧縮機4に限定されるものではなく、モータ2により作動する装置であればすべての装置に対して適用できるものであり、使用用途については特に限定しない。
【0053】
なお、本実施形態での隔壁6bは、圧縮機4等の機器におけるアクチュエータケース6の底部を構成するものに限定されるものではなく、モータケース5に設置してもよい。
【0054】
また、軸受12,21,22,23,24は、ベアリングに限定されるものではなく、前記モータケース5、アクチュエータケース6、および軸受保持板25自体に形成した軸受であってもよく、軸受の種類は特に限定しない。
【0055】
なお、モータ側ジャケット7cおよびアクチュエータ側ジャケット7dは、冷媒17を通過させる管を金属で形成してモータケース5およびアクチュエータケース6にインサート成形してもよく、それら両ケース5,6に設置するための手段は特に限定しない。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項1に記載のモータ装置の冷却構造によれば、モータケースとアクチュエータケースのフランジ部をねじ等で固定するため、両ケースを連結することで、両ケースに設けた冷却ジャケットを連結することができることにより、冷却ジャケット同士を連結するための専用の部材が不要となる。これにより、部品点数を削減することができるとともに、冷却ジャケット連結部の構造を簡素化して、冷却ジャケットの連結作業を簡単にすることができる。
【0057】
本発明の請求項2に記載のモータ装置の冷却構造によれば、歯車収納室内のオイルまたは冷却ジャケット内の冷媒が漏洩すると、冷却ジャケットの連結口と歯車収納室との間の漏洩液排出溝を通ってモータ装置外に流れるため、冷却ジャケットの連結口および歯車収納室のシーリングが不良になったことを検知することができる。また、冷却ジャケットの連結口と歯車収納室との間の漏洩液排出溝を形成したことにより、冷媒が歯車収納室内に浸入することと、オイルが冷却ジャケット内に浸入することを阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造を示す概略図で、中央端面図である。
【図2】本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造を示す概略図で、横端面図である。
【図3】本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造を示す概略図で、モータケースの側面図である。
【図4】本発明の実施形態に係るモータ装置の冷却構造を示す概略図で、モータケースのフランジ部の拡大部分端面図である。
【符号の説明】
1 モータ装置
2 モータ
3 アクチュエータ
4 圧縮機
5 モータケース
5a,6a フランジ部
5d 歯車収納室
5e オイル溜め
5h 漏洩液排出溝
6 アクチュエータケース
6b 隔壁
7 冷却ジャケット
7a,7b 連結口
7e 供給口
7f 排出口
10 駆動歯車
11 従動歯車
12,21,22,23,24 軸受
13,16,26,27,29 シール材
17 冷媒
Claims (2)
- モータを収納したモータケースと、前記モータにより駆動するアクチュエータを収納するアクチュエータケースと、を連設してなるモータ装置の冷却構造であって、
前記モータケースと前記アクチュエータケースは、互いに対向する部位にフランジ部を形成し、このフランジ部を接合することにより両ケースを連結するとともに、この両ケースに連なる冷却ジャケットを有し、
前記冷却ジャケットは、前記両ケースの接合面に冷却ジャケットの連結口を形成し、その連結口を接合することにより、前記モータケースに設置したモータ側ジャケットと前記アクチュエータケースに設置したアクチュエータ側ジャケットとを連結したことを特徴とするモータ装置の冷却構造。 - 前記モータケースと前記アクチュエータケースは、前記フランジ部の軸心側に、噛み合った歯車を収納する歯車収納室を形成するとともに、その歯車収納室の底部にオイル溜めを形成し、
前記フランジ部には、前記冷却ジャケットの連結口と、前記歯車収納室との間に漏洩液排出溝を形成したことを特徴とする前記請求項1に記載のモータ装置の冷却構造。
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