JP6131221B2

JP6131221B2 - モータ液冷構造および液冷モータ

Info

Publication number: JP6131221B2
Application number: JP2014127822A
Authority: JP
Inventors: 山田　智広; 智広山田; 浩宗藤; 利寛菅野
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2014-06-23
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2034-06-23
Also published as: JP2016010183A

Description

本発明は、モータ液冷構造および液冷モータに関し、特に冷却液を流すための冷却液の流路を備えるモータ液冷構造および液冷モータに関する。

冷却液を通して冷却する液冷式モータは、空冷式のモータに比べて、冷却能力が高いので連続的に高負荷をかけたり、高速回転する際に、モータ各部の温度上昇を抑えることができる。この液冷式モータは特許文献１に開示されており、特許文献１では液冷式モータにおける冷却液の流路の溝の設け方が開示されている。すなわち、液冷式モータでは、中央部ケーシングには冷却液の流路が設けられており、この中央部ケーシングの前端部に配置される前端部ケーシング（ブラケット）には冷却液の流路を連通するための一方の溝が設けられ、中央部ケーシングの後端部に配置される後端部ケーシング（ブラケット）には冷却液の流路を連通するための他の溝が設けられている（特許文献１を参照）。

また、図７に示すようにサーボモータのフレーム表面にヒートシンク５００が取り付けられたり、図８に示すようにサーボモータのフレーム内にスパイラル状の金属管５０１を埋め込んでクーラント液が流せるものもある。

しかし、特許文献１に開示された液冷式モータでは、前端部ケーシング（ブラケット）に冷却液の流路を連通するための一方の溝が設けられ、後端部に配置される後端部ケーシング（ブラケット）に冷却液の流路を連通するための他の溝が設けられている構造であるので、中央部ケーシングと前端部ケーシングとの間に配置されている密閉用のパッキンと、中央部ケーシングと後端部ケーシングとの間に配置されている密閉用のパッキンをそのまま使用することはできず、各パッキンは前端部ケーシングの第１溝と後端部ケーシングの第２溝の形状に合わせて加工したものを使用しなければならない。

しかも、前端部ケーシングと後端部ケーシングにそれぞれ溝を形成するので、中央部ケーシングと前端部ケーシングの間の密閉性と、中央部ケーシングと後端部ケーシングの間の密閉性が、低下するおそれがある。

また、図７に示す従来例では、ヒートシンクがフレーム表面に取り付けられているだけで、ヒートシンクとフレームとが一体的に形成されているのではないので、フレームの冷却効果が小さい。図８に示す従来例では、フレーム構造が複雑になってしまう。

そこで、図９で示すように、中央部フレーム５０５に、冷却液を通すための複数対の冷却液の流路５０７、５０９、５１１、５１３、５１５、５１７を長手方向ＣＬに沿って貫通して形成し、中央部フレーム５０５の一端部に、冷却液の流路を連通するための第１溝部分５１９、５２１、５２３を設け、中央部フレーム５０５の他端部には、冷却液の流路を連通するための第２溝部分５２５、５２７を設けたサーボモータの液冷構造５０３が知られている（特許文献２参照）。

そして、中央部フレームの各冷却液の流路を連通する溝部分を一端部ブラケットと他端部ブラケットには設けずに、中央部フレームの一端部と他端部に形成することで、一端部ブラケットと中央部フレームとの間と、他端部ブラケットと中央部フレームとの間をシールするパッキンを加工することなくそのまま使用することができ、しかも一端部ブラケットと中央部フレームとの間の密閉性と、他端部ブラケットと中央部フレームとの間の密閉性を向上することができるようになっている。

特開平６−８６５０６号公報特開２０１０−９３９８４号公報

サーボモータの液冷構造５０３およびこの液冷構造を備えた液冷モータは、上述したように、通常の自冷構造に比べて、放熱効率が高く、サイズに比して定格出力を大きくとれる長所がある。

しかし、サーボモータの液冷構造５０３で使用する冷却水はエンドユーザによって管理されることが多く、場合によっては指定されている冷却水とは異なる仕様の冷却水が使用されることがある。

このような場合、冷却水路の中でシール用パッキンやこのシール用パッキンと接している部位でケーシング（たとえば、アルミニウムやアルミニウム合金や鉄や鉄合金で構成されているケーシング）の劣化や腐食が徐々に進行し、この劣化や腐食が発生した部位で液漏れが発生し、この漏れた冷却水が液冷モータの内部に入るおそれがあるという問題がある。この問題は、冷却水の仕様を変えた場合だけでなく、その他の要因によって発生するおそれがごく稀にある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、シール用パッキンの劣化等によって液漏れが発生した場合であっても、この液漏れによる冷却液が液冷モータの内部に入ることを防止することができる液冷構造およびこの液冷構造を有する液冷モータを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、一端部ブラケットと、他端部ブラケットと、前記一端部ブラケットと前記他端部ブラケットの間に配置される中央部フレームとが、長手方向に並べて配置されてケーシングを構成し、前記一端部ブラケットと前記中央部フレームとの間と、前記他端部ブラケットと前記中央部フレームとの間とにはそれぞれシール用パッキンを有しているモータに適用される液冷構造であって、前記中央部フレームには、冷却液を通すための複数対の冷却液の流路が前記長手方向に沿って貫通して形成されており、前記中央部フレームの一端部には、前記冷却液の流路を連通するための第１溝部分が設けられ、前記中央部フレームの他端部には、前記冷却液の流路を連通するための第２溝部分が設けられており、前記一端部ブラケットと前記中央部フレームとの間および前記他端部ブラケットと前記中央部フレームとの間には、シール部材が設けられており、このシール部材は、前記シール用パッキンから漏れ出た冷却液が前記ケーシングの内部に入り込まないように、前記シール用パッキンよりも内側に設けられており、前記シール用パッキンから漏れ出た冷却液は前記ケーシングの外側に流れるように、前記シール用パッキンと、前記シール部材との間に空間を設け、前記一端部ブラケット、前記他端部ブラケット、前記中央部フレームの少なくともいずれかに設けたドレイン孔を介して前記空間が前記ケーシングの外部につなげられている液冷構造である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液冷構造において、前記中央部フレームは筒状に形成されており、前記一端部ブラケットは、平板状の本体部とこの平板状の本体部から突出している円柱状の中央部フレーム係合部とを備えて構成されており、前記中央部フレーム係合部の外周には円環状の凹部が設けられており、この凹部に環状の前記シール部材が入り込んでおり、前記本体部が前記中央部フレームの長手方向の一方の端面に前記シール用パッキンを間にして設置されており、前記中央部フレーム係合部が前記中央部フレーム内に入って前記シール部材の外周部が前記中央部フレームの内面に当接しており、前記他端部ブラケットは、平板状の本体部とこの平板状の本体部から突出している円柱状の中央部フレーム係合部とを備えて構成されており、前記中央部フレーム係合部の外周には円環状の凹部が設けられており、この凹部に環状の前記シール部材が入り込んでおり、前記本体部が前記中央部フレームの長手方向の他方の端面に前記シール用パッキンを間にして設置されており、前記中央部フレーム係合部が前記中央部フレーム内に入って前記シール部材の外周部が前記中央部フレームの内面に当接している液冷構造である。

請求項３に記載の発明は、一端部ブラケットと、他端部ブラケットと、前記一端部ブラケットと前記他端部ブラケットの間に配置される中央部フレームとが、長手方向に並べて配置されてケーシングを構成し、前記一端部ブラケットと前記中央部フレームとの間と、前記他端部ブラケットと前記中央部フレームとの間とにはそれぞれシール用パッキンを有しているサーボモータに適用される液冷構造であって、前記中央部フレームには、冷却液を通すための複数対の冷却液の流路が前記長手方向に沿って貫通して形成されており、前記一端部ブラケットと前記中央部フレームとの間に設置される前記シール用パッキンには、前記冷却液の流路を連通するための第１貫通孔が設けられ、前記他端部ブラケットと前記中央部フレームとの間に設置される前記シール用パッキンには、前記冷却液の流路を連通するための第２貫通孔が設けられており、前記一端部ブラケットと前記中央部フレームとの間および前記他端部ブラケットと前記中央部フレームとの間には、シール部材が設けられており、このシール部材は、前記シール用パッキンから漏れ出た冷却液が前記ケーシングの内部に入り込まないように、前記シール用パッキンよりも内側に設けられており、前記シール用パッキンから漏れ出た冷却液は前記ケーシングの外側に流れるように、前記シール用パッキンと、前記シール部材との間に空間を設け、前記一端部ブラケット、前記他端部ブラケット、前記中央部フレームの少なくともいずれかに設けたドレイン孔を介して前記空間が前記ケーシングの外部につなげられている液冷構造である。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液冷構造を有する液冷モータである。

本発明によれば、シール用パッキンの劣化等によって液漏れが発生した場合であっても、この液漏れによる冷却液が液冷モータの内部に入ることを防止することができるという効果を奏する。

本発明のサーボモータ液冷構造の好ましい実施形態を有するサーボモータの構造例を示す図である。図１に示すサーボモータの分解斜視図である。図３（ａ）は、中央部フレームの第１端部とガスケットを図２のＨ１方向から見た側面図であり、図３（ｂ）は、中央部フレームの第２端部とガスケットを図２のＨ２方向から見た側面図である。図４（ａ）と図４（ｂ）は、それぞれガスケットを示している図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）、（ｂ）のＸ−Ｘ線における断面を示す図である。中央部フレームの平面図である。（ａ）は、本発明の実施形態に係るサーボモータ液冷構造における、中央部フレーム長手方向一端側の部位の概略構成を示す断面図であり、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は変形例を示す図である。従来例を示す図である。従来例を示す図である。従来例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明のモータ液冷構造の好ましい実施形態を有するサーボモータの構造例を示す図である。図２は、図１に示すサーボモータの分解斜視図である。

図示例では、液冷モータの例として液冷サーボモータを示している。

図１と図２に示すサーボモータ１は、例えば工作機械、射出成形機等の成形機、産業ロボット等に用いられ、モータ液冷構造（たとえば、サーボモータ液冷構造）１０を有している。サーボモータ液冷構造１０は、サーボモータ１を冷却液（クーラント液）により強制冷却を行い、特にサーボモータの中央部フレーム１３の冷却機能を改善して、サーボモータ１の高出力化を図ることができる。

図１と図２に示すように、サーボモータ１は、ケーシング２と、端子箱３と、出力軸４と、配線部５と、サーボモータ液冷構造１０を有している。サーボモータ液冷構造１０に通す冷却液は、例えば水であるが、特に限定されず水以外のクーラント液であってもよい。

ケーシング２は、一端部ブラケット１１と、他端部ブラケット１２と、一端部ブラケット１１と他端部ブラケット１２の間に配置される中央部フレーム１３から構成されている。つまり、一端部ブラケット１１と他端部ブラケット１２と中央部フレーム１３が、長手方向である軸方向（中心軸の延伸方向）ＣＬに並べて配置されておりケーシング２を構成している。

図２に示すように、一端部ブラケット１１は前端部ブラケットとも言い、他端部ブラケット１２は後端部ブラケットとも言い、一端部ブラケット１１と他端部ブラケット１２はともにほぼ正方形状の板部材である。一端部ブラケット１１の中央には、軸方向ＣＬを中心として円形の開口部１１Ｂが形成され、他端部ブラケット１２の中央には、軸方向ＣＬを中心として円形の開口部１２Ｂが形成されている。

図１と図２に示すように、中央部フレーム１３は、ほぼ直方体形状の部材であり、中央部フレーム１３にはサーボモータ液冷構造１０が設けられ、サーボモータ液冷構造１０の内側には軸方向ＣＬを中心として円柱状の内部空間１０Ｂが形成されている。

図２に示すように、一端部ブラケット１１の内面１１Ｃと中央部フレーム１３の第１端部１３Ｂの間には、密封用のシール材としてのガスケット（シール用パッキン）２１が挟み込んで配置されている。同様にして、他端部ブラケット１２の内面１２Ｃと中央部フレーム１３の第２端部１３Ｃの間には、密封用のシール材としてのガスケット（シール用パッキン）２２が挟み込んで配置されている。

一端部ブラケット１１の四隅部分にはネジを通す穴１１Ｈが形成されており、４本のネジ２３は、それぞれ一端部ブラケット１１の四隅部分の穴１１Ｈに通して、中央部フレーム１３の第１端部１３Ｂの四隅部分のメネジ１３Ｄに対してねじ込むことにより、ガスケット２１を挟んだ状態で固定している。同様にして、他端部ブラケット１２の四隅部分にはネジを通す穴１２Ｈが形成されており、４本のネジ２４は、それぞれ他端部ブラケット１２の四隅部分の穴１２Ｈに通して、中央部フレーム１３の第２端部１３Ｃの四隅部分のメネジ１３Ｆに対してねじ込むことにより、ガスケット２２を挟んだ状態で固定している。

図１に示すサーボモータ１が、一例としてＳＭ（同期）形ＡＣ（交流）サーボモータである場合について説明する。

図１に示すケーシング２の円柱状の内部空間１０Ｂ内には、回転子３０が軸方向ＣＬを中心として回転可能に支持されている。回転子３０は、軸方向ＣＬに沿って配置されている出力軸４と、この出力軸４に固定された永久磁石３１を有している。

これに対して、ケーシング２の円柱状の内部空間１０Ｂを形成している内周面側には、固定子３２の電機子コイル３３が配置されている。固定子３２の電機子コイル３３に通電することで、電機子コイル３３の磁界と回転子３０の永久磁石３１の磁界が作用して、回転子３０が回転する。

次に、図１〜図３を参照して、中央部フレーム１３のサーボモータ液冷構造１０について説明する。

図３（ａ）は、中央部フレーム１３の第１端部１３Ｂとガスケット２１を図２のＨ１方向から見た側面図であり、図３（ｂ）は、中央部フレーム１３の第２端部１３Ｃとガスケット２２を図２のＨ２方向から見た側面図である。

図２と、図３（ａ）と図３（ｂ）に示すように、中央部フレーム１３には、軸方向ＣＬ（長手方向）に沿って３対の冷却液の流路部５１、５２、５３が形成されている。

冷却液の流路部５１、５２、５３は、第１端部１３Ｂの端面から軸方向ＣＬに沿って第２端部１３Ｃの端面にまで達する貫通穴であり、図３に示すように軸方向ＣＬを中心とする円周方向に沿って、相互に間隔部分５４、５５、５６をおいて形成されている。これにより、中央部フレームの全周方向に渡って冷却を効率良く行うことができる。冷却液の流路部５１は流路６１、６２を有し、冷却液の流路部５２は流路６３、６４を有し、そして冷却液の流路部５３は、流路６５、６６を有している。

図２と図３および図５に示すように、中央部フレーム１３の上部には、給水口７１と排水口７２が設けられており、給水口７１は流路６１に接続され、排水口７２は流路６６に接続されている。図２に示すように、給水口７１と排水口７２は、冷却液供給源７３に接続されている。

図３（ａ）に示すように、中央部フレーム１３の第１端部１３Ｂでは、流路６１の端部と流路６２の端部を連通するための第１溝部分８１が、流路６１の端部と流路６２の端部の間において円周方向に沿って形成されている。

同様にして、中央部フレーム１３の第１端部１３Ｂでは、流路６３の端部と流路６４の端部を連通するための第１溝部分８２が、流路６３の端部と流路６４の端部の間において円周方向に沿って形成され、流路６５の端部と流路６６の端部を連通するための第１溝部分８３が、流路６５の端部と流路６６の端部の間において円周方向に沿って形成されている。これにより、図３（ａ）に示すように、中央部フレーム１３の第１端部１３Ｂでは、流路６１の端部と流路６２の端部を連通する第１溝部分８１が、流路６１を通ってきた水を流路６２側に通すことができる。同様にして、中央部フレーム１３の第１端部１３Ｂでは、流路６３の端部と流路６４の端部を連通する第１溝部分８２が、流路６３を通ってきた水を流路６４側に通すことができる。中央部フレーム１３の第１端部１３Ｂでは、流路６５の端部と流路６６の端部を連通する第１溝部分８３が、流路６５を通ってきた水を流路６６側に通すことができる。第１溝部分８１、８２、８３は、中央部フレーム１３の第１端部１３Ｂの端面において、中心軸ＣＬを中心とする円周方向に沿って広がった形状に形成されており、中央部フレーム１３の第１端部１３Ｂを機械的に削ることにより形成されている。

また、図３（ｂ）に示すように、中央部フレーム１３の第２端部１３Ｃでは、流路６２の端部と流路６３の端部を連通するための第２溝部分９１が、流路６２の端部と流路６３の端部の間において円周方向に沿って形成されている。同様にして、中央部フレーム１３の第２端部１３Ｃでは、流路６４の端部と流路６５の端部を連通するための第２溝部分９２が、流路６４の端部と流路６５の端部の間において円周方向に沿って形成されている。これにより、中央部フレーム１３の第２端部１３Ｃでは、流路６２の端部と流路６３の端部を連通する第２溝部分９１が、流路６２を通ってきた水を流路６３側に通すことができる。同様にして、中央部フレーム１３の第２端部１３Ｃでは、流路６４の端部と流路６５の端部を連通する第２溝部分９２が、流路６４を通ってきた水を流路６５側に通すことができる。第２溝部分９１、９２は、中央部フレーム１３の第２端部１３Ｃの端面において、中心軸ＣＬを中心とする円周方向に沿って広がった形状に形成されており、中央部フレーム１３の第２端部１３Ｃの端面を機械的に削ることにより形成されている。

図２に示すポンプ７５を作動すると、冷却液供給源７３から給水口７１を通じて供給される冷却用の水は、図２と図３に矢印Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、そして矢印Ｗ６で示す順序のように、中央部フレーム１３の流路６１、６２、６３、６４、６５、そして流路６６を通過して、排水口７２を通じて冷却液供給源７３に戻されるようになっている。すなわち、冷却液供給源７３から給水口７１を通じて供給される冷却用の水は、流路６１（矢印Ｗ１）と第１溝部分８１と流路６２（矢印Ｗ２）を通り、第２溝部分９１と流路６３（矢印Ｗ３）と第１溝部分８２と流路６４（矢印Ｗ４）を通り、さらに第２溝部分９２と流路６５（矢印Ｗ５）と第１溝部分８３と流路６６（矢印Ｗ６）を通るようになっている。

次に、図２と図４に示すガスケット２１、２２について説明する。

図４（ａ）は、ガスケット２１を示し、図４（ｂ）は、ガスケット２２を示している。

図４（ａ）に示すガスケット２１と図４（ｂ）に示すガスケット２２は、ほぼ同様の形状を有しており、それぞれ四隅部分は切り欠き部分１００になっている。ガスケット２１、２２は、中央部に円形状の穴１０１を有している。

図４（ａ）に示すガスケット２１には、軸方向ＣＬを中心として円周方向に沿って盛り上り部１１１〜１１３が図４（ａ）における紙面垂直手前方向に突出して形成されており、各盛り上り部１１１〜１１３は、図３（ａ）に示す中央部フレーム１３の第１端部１３Ｂにおける流路６１〜６６の端部に対応して形成されている。すなわち、盛り上り部１１１は、流路６１、第１溝部分８１、流路６２に対応して形成されている。同様にして、盛り上り部１１２は、流路６３、第１溝部分８２、流路６４に対応して形成されている。盛り上り部１１３は、流路６５、第１溝部分８３、流路６６に対応して形成されている。

また、図４（ｂ）に示すガスケット２２には、軸方向ＣＬを中心として円周方向に沿って盛り上り部１３１〜１３４が図４（ｂ）における紙面垂直手前方向に突出して形成されており、各盛り上り部１３１〜１３４は、図３（ｂ）に示す中央部フレーム１３の第２端部１３Ｃにおける流路６１〜６６の端部に対応して形成されている。すなわち、盛り上り部１３１は、流路６１に対応して形成されている。同様にして、盛り上り部１３２は、流路６２、第２溝部分９１、流路６３に対応して形成されている。盛り上り部１３３は、流路６４、第２溝部分９２、流路６５に対応して形成されている。盛り上り部１３４は、流路６６に対応して形成されている。

図４（ｃ）は、盛り上り部１１１と盛り上り部１３３のＸ−Ｘ線における断面形状例を示している。図４（ｃ）に示す盛り上り部の断面形状例は、残りの盛り上り部１１２、１１３と盛り上り部１３１、１３２、１３４にも適用される。図４（ｃ）に示す盛り上り部の断面形状例では、傾斜部分３００と平坦部分３０１を有し、内側の凹部３０２は冷却用の水を通す部分である。このような盛り上り部の断面形状を採用することで、より高圧の冷却用の水が各流路を通じて凹部３０２に送られてきても、ガスケット２１、２２は耐えることができる。

図５は、中央部フレーム１３の上面部側を示しており、給水口７１と排水口７２が軸方向ＣＬとは直交する方向に並べて設けられている。

次に、上述した構成のサーボモータ１の冷却動作例を説明する。

図１に示すサーボモータ１の回転子３０が、固定子３２に対して回転すると、発熱をする。

そこで、図２に示すポンプ７５を作動することで、冷却液供給源７３から給水口７１を通じて供給される冷却用の水は、図２と図３に矢印Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、そして矢印Ｗ６で示す順序のように、中央部フレーム１３の流路６１、６２、６３、６４、６５、そして流路６６を通過して、排水口７２を通じて冷却液供給源７３に戻される。すなわち、冷却液供給源７３から給水口７１を通じて供給される冷却用の水は、流路６１（矢印Ｗ１）と第１溝部分８１と流路６２（矢印Ｗ２）を通り、第２溝部分９１と流路６３（矢印Ｗ３）と第１溝部分８２と流路６４（矢印Ｗ４）を通り、さらに第２溝部分９２と流路６５（矢印Ｗ５）と第１溝部分８３と流路６６（矢印Ｗ６）を通る。このため、冷却用の水は、中央部フレーム１３の全体を冷却しながら排水口７２を通じて、冷却液供給源７３に戻される。これにより、サーボモータ１は、中央部フレーム１３の全体を用いて、冷却用の水を循環させながら効率良く冷却できる。

上述した本発明の実施形態のサーボモータ液冷構造１０では、中央部フレーム１３の冷却液の流路６１、６２、６３、６４、６５、そして流路６６を連通する第１溝部分８１、８２、８３を中央部フレーム１３の一端部１３Ｂに形成している。しかも、冷却液の流路６２、６３、６４、６５を連通する第２溝部分９１、９２を中央部フレーム１３の他端部１３Ｃに形成している。

これにより、一端部ブラケット１１と他端部ブラケット１２には、各流路を連通するための溝部分を設ける必要が無いので、一端部ブラケット１１と中央部フレーム１３との間と、他端部ブラケット１２と中央部フレーム１３との間をシールするパッキンであるガスケット２１、２２には盛り上り部を形成するだけで、特別な加工することなくそのまま使用することができ、しかも一端部ブラケット１１と中央部フレーム１３との間の密閉性と、他端部ブラケット１２と中央部フレーム１３との間の密閉性を向上することができる。
本発明のサーボモータ液冷構造は、一端部ブラケットと、他端部ブラケットと、一端部ブラケットと他端部ブラケットの間に配置される中央部フレームとが、長手方向に並べて配置されてケーシングを構成し、一端部ブラケットと中央部フレームとの間と、他端部ブラケットと中央部フレームとの間とにはそれぞれシール用パッキンを有しているサーボモータに適用される液冷構造であって、中央部フレームには、冷却液を通すための複数対の冷却液の流路が長手方向に沿って貫通して形成されており、中央部フレームの一端部には、冷却液の流路を連通するための第１溝部分が設けられ、中央部フレームの他端部には、冷却液の流路を連通するための第２溝部分が設けられている。これにより、中央部フレームの各冷却液の流路を連通する溝部分を一端部ブラケットと他端部ブラケットには設けずに、中央部フレームの一端部と他端部に形成することで、一端部ブラケットと中央部フレームとの間と、他端部ブラケットと中央部フレームとの間をシールするパッキンを加工することなくそのまま使用することができ、しかも一端部ブラケットと中央部フレームとの間の密閉性と、他端部ブラケットと中央部フレームとの間の密閉性を向上することができる。

また、中央部フレームの一端部の第１溝部分と他端部の第２溝部分は、中央部フレームの円周方向に沿って形成されている。これにより、中央部フレームの全周方向に渡って冷却を効率良く行うことができる。

本発明の液冷モータは、一端部ブラケットと、他端部ブラケットと、一端部ブラケットと他端部ブラケットの間に配置される中央部フレームとが、長手方向に並べて配置されてケーシングを構成し、一端部ブラケットと中央部フレームとの間と、他端部ブラケットと中央部フレームとの間とにはそれぞれシール用パッキンを有しているモータに適用される液冷構造を有する液冷モータであって、液冷構造は、中央部フレームには、冷却液を通すための複数対の冷却液の流路が長手方向に沿って貫通して形成されており、中央部フレームの一端部には、冷却液の流路を連通するための第１溝部分が設けられ、中央部フレームの他端部には、冷却液の流路を連通するための第２溝部分が設けられている。これにより、中央部フレームの各冷却液の流路を連通する溝部分を一端部ブラケットと他端部ブラケットには設けずに、中央部フレームの一端部と他端部に形成することで、一端部ブラケットと中央部フレームとの間と、他端部ブラケットと中央部フレームとの間をシールするパッキンを加工することなくそのまま使用することができ、しかも一端部ブラケットと中央部フレームとの間の密閉性と、他端部ブラケットと中央部フレームとの間の密閉性を向上することができる。

サーボモータ１としては、例えばＳＭ（同期）形ＡＣ（交流）サーボモータ、ＩＭ（誘導）形ＡＣ（交流）サーボモータ、ＤＣ（直流）サーボモータである。また、本発明の液冷モータは、サーボモータに限らず、他の形式のモータであっても適用できる。

ところで、サーボモータ液冷構造１０では、図６（ａ）等で示すように、一端部ブラケット１１と中央部フレーム１３との間および他端部ブラケット１２と中央部フレーム１３との間に、ガスケット（シール用パッキン）２１やガスケット（シール用パッキン）２２とは別に、シール部材（たとえば、弾性を備えたゴム等の材料で構成されたＯリング）２０１が設けられている。このシール部材２０１は、シール用パッキン２１、２２よりも、ケーシング２の内側に設けられている。

そして、シール部材２０１によって、シール用パッキン２１、２２が冷却液の漏れを起こしたときであっても、この漏れた冷却液がケーシング２の内部に入り込むことが阻止されるように構成されている。

中央部フレーム１３は筒状（内面が円柱側面状の筒状）に形成されている。

一端部ブラケット１１は、平板状の本体部２０３とこの平板状の本体部２０３の厚さ方向の一方の面から突出している円柱状の中央部フレーム係合部２０５とを備えて構成されている。中央部フレーム係合部２０５の外周には円環状の凹部２０７が設けられており、この凹部２０７に環状の前記シール部材２０１が入り込んでいる。

一端部ブラケット１１の本体部２０３が中央部フレーム１３の長手方向の一方の端面にシール用パッキン２１を間にして（シール用パッキン２１を挟み込んで）一体的に設置（固定）されている。また、一端部ブラケット１１の中央部フレーム係合部２０５が、中央部フレーム１３の長手方向の一端部で中央部フレーム１３内に入ってシール部材２０１の外周部の全周が中央部フレーム１３の内面に当接している。

一端部ブラケット１１の本体部２０３は矩形な平板状に形成されている。一端部ブラケット１１の中央部フレーム係合部２０５は、背の低い円柱状に形成されている。円柱状の中央部フレーム係合部２０５の中心軸ＣＬの延長線上に矩形な平板状の本体部２０３の中心が存在している。中央部フレーム係合部２０５（円環状の凹部２０７が設けられていない部位）の外径は、本体部２０３の縦横寸法よりも小さくなっている。一端部ブラケット１１には、円柱状の貫通孔２０４が設けられている。貫通孔２０４の内径（最大径）は、中央部フレーム係合部２０５（円環状の凹部２０７が設けられていない部位）の外径よりも小さくなっており、貫通孔２０４の内径の中心軸ＣＬと中央部フレーム係合部２０５の中心軸ＣＬとはお互いが一致している。

中央部フレーム係合部２０５（円環状の凹部２０７が設けられていない部位）の外径は、中央部フレーム１３の内径と等しくなっている。

中央部フレーム係合部２０５の外周に円環状の凹部２０７が設けられている。中央部フレーム係合部２０５の凹部２０７が設けられている部位は、他の部位よりも外径が小さい円柱状になっている。なお、凹部２０７が設けられている中央部フレーム係合部２０５の外径の値は、貫通孔２０４の内径（最大径）の値よりも大きくなっている。

また、中央部フレーム係合部２０５の凹部２０７に入り込んでいる円環状のシール部材２０１の内径部は、凹部２０７の円環状の外周面に接触しており、中央部フレーム係合部２０５の凹部２０７に入り込んでいるシール部材２０１の外径は、一端部ブラケット１１を中央部フレーム１３に設置する前の状態では、中央部フレーム係合部２０５の凹部２０７が設けられていない部位の外径よりも僅かに大きくなっている。

シール用パッキン２１は、薄い矩形な平板状のものの中央部に円形状の貫通孔が形成されたことで、外径が矩形状である環状に形成されている。シール用パッキン２１の縦横寸法は、たとえば、一端部ブラケット１１の本体部２０３のものや中央部フレーム１３のものと等しく、中央部の円形状の貫通孔の内径は、たとえば、一端部ブラケット１１の中央部フレーム係合部２０５（円環状の凹部２０７が設けられていない部位）の外径と等しくなっている。

シール部材２０１が設けられている一端部ブラケット１１とシール用パッキン２１とが中央部フレーム１３に設置された状態では、一端部ブラケット１１の中心軸ＣＬとシール用パッキン２１の中心軸ＣＬと中央部フレーム１３の中心軸ＣＬとがお互いに一致しており、シール用パッキン２１の貫通孔を中央部フレーム係合部２０５が貫通しており、シール用パッキン２１の厚さ方向の一方の面が、本体部２０３の厚さ方向の一方の面（中央部フレーム係合部２０５が突出している側の面）に当接しており、シール用パッキン２１の厚さ方向の他方の面が、中央部フレーム１２の長手方向の一方の面（一端面）に当接している。

このように構成されていることで、中央部フレーム１３の長手方向の一方の面のところでは、ケーシング２の内部が、ケーシング２の外部から、シール用パッキン２１とシール部材２０１とで二重にシールされている。すなわち、ケーシング２の外部からケーシング２の内部に水や油や切削液等が侵入しようとすると、まず、シール用パッキン２１で侵入が阻止され、万一シール用パッキン２１の機能が損なわれてもシール部材２０１で侵入が阻止されるようになっている。

他端部ブラケット１２は、一端部ブラケット１１と同様に形成されており、シール用パッキン２２もシール用パッキン２１と同様に形成されており、一端部ブラケット１１と同様にしてシール部材２０１が設置されシール用パッキン２２を介して中央部フレーム１３の長手方向の他端に設置されるようになっている。

すなわち、他端部ブラケット１２も、平板状の本体部２０３とこの平板状の本体部２０３の厚さ方向の一方の面から突出している円柱状の中央部フレーム係合部２０５とを備えて構成されている。中央部フレーム係合部２０５の外周には円環状の凹部２０７が設けられており、この凹部２０７に環状のシール部材２０１が入り込んでいる。

また、他端部ブラケット１２の本体部２０３が中央部フレーム１３の長手方向の他方の端面にシール用パッキン２２を間にして（シール用パッキン２２を挟み込んで）一体的に設置（固定）されており、中央部フレーム係合部２０５が、中央部フレーム１３の長手方向の他端部で中央部フレーム１３内に入ってシール部材２０１の外周部の全周が中央部フレーム１３の内面に当接している。

このように構成されたサーボモータ液冷構造１０によれば、一端部ブラケット１１と中央部フレーム１３との間および他端部ブラケット１３と中央部フレーム１１との間には、シール部材２０１が設けられており、このシール部材２０１がシール用パッキン２１、２２よりも内側に設けられているので、シール用パッキン２１、２２やケーシンング２の劣化や腐食で冷却液の漏れを起こしたときであっても、この漏れた冷却液がケーシング２の内部に入り込むことが阻止される。これにより、ケーシング２の内部に設けられているコイルが濡れてコイル間の絶縁性が失われるという事態の発生を回避することができる。

また、シール用パッキン２１、２２の劣化等による液漏れが発生した場合、漏れた冷却液がシール用パッキン２１、２２の内側（シール部材２０１側）だけでなく、ケーシング２の外側にも漏れ出すので、冷却液の漏れを目視で容易に発見することができる。

また、サーボモータ液冷構造１０によれば、中央部フレーム１３の長手方向の両端部において、中央部フレーム係合部２０５の凹部２０７にＯリング２０１が入り込んでおり、一端部ブラケット１１や他端部ブラケット１２が中央部フレーム１３の長手方向の両端面にシール用パッキン２１、２２を間にして設置されており、中央部フレーム係合部２０５が中央部フレーム１３内に入ってシール部材２０１の外周部が中央部フレーム１３の内面に当接しているので、Ｏリング２０１を設置したまま、一端部ブラケット１１や他端部ブラケット１２を中央部フレーム１３に容易に組み付けることができるとともに、簡素な構成で、冷却液の漏れを起こしたときであってもこの漏れた冷却液がケーシング２の内部に入り込むことが阻止される。

なお、図６（ｂ）で示すように、中央部フレーム１３の端部にＣ面２０９を設け、このＣ面２０９のところにシール部材２０１を設置してもよい。

なお、サーボモータ液冷構造１０において、図６（ｃ）で示すように、一端部ブラケット１１と中央部フレーム１３との間に設置されているシール用パッキン２１と、一端部ブラケット１１と中央部フレーム１３との間に設置されているシール部材２０１との間の空間（ごくわずかな隙間）が、ドレイン孔２１１を介してケーシング２の外部につながるように構成してもよい。

この場合、中央部フレーム１３の長手方向の一端部側には、体積が極めて小さく空間というよりもごく狭い環状の隙間が形成されている。この隙間は、一端部ブラケット１１と中央部フレーム１３とシール用パッキン２１とシール部材２０１とによって囲まれており、ドレイン孔２１１が存在しないとすると、閉空間になっている。ドレイン孔２１１は、一端部ブラケット１１の肉部を貫通している。これによって、シール用パッキン２１とシール部材２０１との間に形成されている隙間がケーシング２の外部につながっている。なお、ドレイン孔２１１を一端部ブラケット１１に設けることに代えてもしくは加えて中央部フレーム１３に設けてもよい。

他端部ブラケット１２側にも、同様にして、ドレイン孔２１１を設けてもよい。すなわち、他端部ブラケット１２と中央部フレーム１３との間に設置されているシール用パッキン２２と、他端部ブラケット１２と中央部フレーム１３との間に設置されているシール部材２０１との間の空間が、中央部フレーム１３の長手方向の一端部側のごく僅かな隙間と同様にして、ドレイン孔２１１を介してケーシング２の外部につながっていてもよい。

なお、ドレイン孔２１１を設ける場合、凹部２０７と同様の凹部（凹部２０７から離れている図示しない凹部）を一端部ブラケット１１や他端部ブラケット１２（中央部フレーム１３でもよい）に設け、この凹部にドレイン孔２１１をつなげてもよい。

ドレイン孔２１１が設けられたサーボモータ液冷構造１０によれば、一端部ブラケット１１（他端部ブラケット１２）と中央部フレーム１３との間に設置されているシール用パッキン２１、２２と、一端部ブラケット１１（他端部ブラケット１２）と中央部フレーム１３との間に設置されているシール部材２０１との間の空間が、ドレイン孔２１１を介してケーシング２の外部につながっているので、万一、シール用パッキン２１、２２の機能が損なわれる等した場合、冷却液がドレイン孔２１１からケーシング２の外部に漏れ出るので、シール用パッキン２１、２２の機能の損傷を一層容易に発見することができる。

また、サーボモータ液冷構造１０において、第１溝部分８１、８２、８３、第２溝部分９１、９２を削除し、図６（ｄ）で示すように、一端部ブラケット１１と中央部フレーム１３との間に設置されるシール用パッキン２１に、中央部フレーム１３の中心軸ＣＬの延伸方向に貫通している各貫通孔（冷却液の流路）を連通するための第１貫通孔２１３を設け、他端部ブラケット１２と中央部フレーム１３との間に設置されるシール用パッキン２２に、冷却液の流路を連通するための第２貫通孔２１５を設けてもよい。各貫通孔２１３、２１５は、第１溝部分８１、８２、８３、第２溝部分９１、９２の代わりに、冷却液の流路を連通するという機能を発揮するものである。

また、この場合、一端部ブラケット１１や他端部ブラケット１２に、冷却液の流路を連通するための凹部２１７が設けられていてもよい。

さらに、この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１モータ
２ケーシング
１０モータ液冷構造
１１一端部ブラケット
１２他端部ブラケット
１３中央部フレーム
２１、２２シール用パッキン
６１、６２、６３、６４、６５、６６流路
８１、８２、８３第１溝部分
９１、９２第２溝部分
２０１シール部材
２０３本体部
２０５中央部フレーム係合部
２０７凹部

Claims

一端部ブラケットと、他端部ブラケットと、前記一端部ブラケットと前記他端部ブラケットの間に配置される中央部フレームとが、長手方向に並べて配置されてケーシングを構成し、前記一端部ブラケットと前記中央部フレームとの間と、前記他端部ブラケットと前記中央部フレームとの間とにはそれぞれシール用パッキンを有しているモータに適用される液冷構造であって、
前記中央部フレームには、冷却液を通すための複数対の冷却液の流路が前記長手方向に沿って貫通して形成されており、
前記中央部フレームの一端部には、前記冷却液の流路を連通するための第１溝部分が設けられ、前記中央部フレームの他端部には、前記冷却液の流路を連通するための第２溝部分が設けられており、
前記一端部ブラケットと前記中央部フレームとの間および前記他端部ブラケットと前記中央部フレームとの間には、シール部材が設けられており、このシール部材は、前記シール用パッキンから漏れ出た冷却液が前記ケーシングの内部に入り込まないように、前記シール用パッキンよりも内側に設けられており、前記シール用パッキンから漏れ出た冷却液は前記ケーシングの外側に流れるように、前記シール用パッキンと、前記シール部材との間に空間を設け、前記一端部ブラケット、前記他端部ブラケット、前記中央部フレームの少なくともいずれかに設けたドレイン孔を介して前記空間が前記ケーシングの外部につなげられていることを特徴とする液冷構造。
請求項１に記載の液冷構造において、
前記中央部フレームは筒状に形成されており、
前記一端部ブラケットは、平板状の本体部とこの平板状の本体部から突出している円柱状の中央部フレーム係合部とを備えて構成されており、前記中央部フレーム係合部の外周には円環状の凹部が設けられており、この凹部に環状の前記シール部材が入り込んでおり、前記本体部が前記中央部フレームの長手方向の一方の端面に前記シール用パッキンを間にして設置されており、前記中央部フレーム係合部が前記中央部フレーム内に入って前記シール部材の外周部が前記中央部フレームの内面に当接しており、
前記他端部ブラケットは、平板状の本体部とこの平板状の本体部から突出している円柱状の中央部フレーム係合部とを備えて構成されており、前記中央部フレーム係合部の外周には円環状の凹部が設けられており、この凹部に環状の前記シール部材が入り込んでおり、前記本体部が前記中央部フレームの長手方向の他方の端面に前記シール用パッキンを間にして設置されており、前記中央部フレーム係合部が前記中央部フレーム内に入って前記シール部材の外周部が前記中央部フレームの内面に当接していることを特徴とする液冷構造。
一端部ブラケットと、他端部ブラケットと、前記一端部ブラケットと前記他端部ブラケットの間に配置される中央部フレームとが、長手方向に並べて配置されてケーシングを構成し、前記一端部ブラケットと前記中央部フレームとの間と、前記他端部ブラケットと前記中央部フレームとの間とにはそれぞれシール用パッキンを有しているサーボモータに適用される液冷構造であって、
前記中央部フレームには、冷却液を通すための複数対の冷却液の流路が前記長手方向に沿って貫通して形成されており、
前記一端部ブラケットと前記中央部フレームとの間に設置される前記シール用パッキンには、前記冷却液の流路を連通するための第１貫通孔が設けられ、前記他端部ブラケットと前記中央部フレームとの間に設置される前記シール用パッキンには、前記冷却液の流路を連通するための第２貫通孔が設けられており、
前記一端部ブラケットと前記中央部フレームとの間および前記他端部ブラケットと前記中央部フレームとの間には、シール部材が設けられており、このシール部材は、前記シール用パッキンから漏れ出た冷却液が前記ケーシングの内部に入り込まないように、前記シール用パッキンよりも内側に設けられており、前記シール用パッキンから漏れ出た冷却液は前記ケーシングの外側に流れるように、前記シール用パッキンと、前記シール部材との間に空間を設け、前記一端部ブラケット、前記他端部ブラケット、前記中央部フレームの少なくともいずれかに設けたドレイン孔を介して前記空間が前記ケーシングの外部につなげられていることを特徴とする液冷構造。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液冷構造を有することを特徴とする液冷モータ。