KR101131876B1 - Hydraulic pump integrated electric motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전동기 일체형 유압펌프에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전동기 일체형 유압펌프는, 동일축선 상에 형성되어 유압작동유의 유압을 형성하는 전동기 및 유압펌프; 전동기 및 유압펌프의 수용 공간과, 유압작동유의 저장 공간을 형성하며, 공간을 구획 또는 지지하는 내부격벽 각각에 유압작동유의 순환홀이 형성되는 하우징 바디; 및 하우징 바디의 후단에 형성되어 유압작동유를 냉각시키는 오일 쿨러를 포함하며, 드레인(drain)되는 유압작동유의 유압과 전동기의 회전 동작에 의해, 유압작동유가 순환홀을 유동하며 하우징 바디 내부의 전 영역을 순환하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전동기 일체형 유압펌프는 냉각 효율이 향상되어, 장시간 연속운전이 가능하여 운용효과를 극대화할 수 있으며, 작동에 의해 발생하는 소음, 진동 및 열을 유압작동유가 흡수할 수가 있는데 나아가, 구조를 컴팩트화할 수 있으므로, 설치 공간 효율화를 도모할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a motor-integrated hydraulic pump.
The motor-integrated hydraulic pump according to the present invention includes: an electric motor and a hydraulic pump formed on the same axis to form hydraulic pressure of hydraulic oil; A housing body defining a receiving space of the electric motor and the hydraulic pump, and a storage space of the hydraulic oil, and a circulation hole of the hydraulic oil in each of the inner partitions that partition or support the space; And an oil cooler formed at the rear end of the housing body to cool the hydraulic oil, and by hydraulic pressure of the hydraulic oil being drained and rotational operation of the motor, the hydraulic oil flows through the circulation hole and the entire area inside the housing body. It is characterized by circulating.
The motor-integrated hydraulic pump of the present invention has an improved cooling efficiency, which enables continuous operation for a long time, thereby maximizing operational effects, and the hydraulic oil can absorb noise, vibration, and heat generated by operation. Since it can be made compact, there is an effect that efficiency of installation space can be aimed at.
Description
본 발명은 전동기 일체형 유압펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a motor-integrated hydraulic pump.
일반적으로, 유압동력발생장치는 건설기계, 공작기계, 농기계, 자동차, 항공, 방산 분야 등 유압시스템이 사용되는 모든 기계장비의 보조동력 발생장치로 광범위하게 활용되고 있다. 그러나 현재 상품화된 유압동력발생장치는 유압시스템을 조립하는 수준에 불과하여, 동력을 발생시키고 시스템의 안전을 위한 설정압력과 유로의 방향을 제어하는 단순 기능만을 내장하고 있으며, 그 구성도 펌프, 모터, 유압탱크 등 각각의 부품이 단순 조합된 형태로 동력전달기구에 따른 에너지 손실과 소음이 크고, 공간의 낭비가 많은 구조로 되어 있다.In general, hydraulic power generators are widely used as auxiliary power generators for all mechanical equipment that uses a hydraulic system, such as construction machinery, machine tools, agricultural machinery, automobiles, aviation, defense industry. However, currently commercialized hydraulic power generator is only a level of assembling the hydraulic system, it has only a simple function to control the direction of the set pressure and flow path for generating power and the safety of the system, the configuration of the pump, motor Each component such as hydraulic tank is combined with simple energy loss and noise due to power transmission mechanism, and wastes a lot of space.
이와 같은 종래의 유압동력발생장치의 문제점을 개선하기 위하여 최근 전동기 일체형 유압펌프가 개발되고 있다. 전동기 일체형 유압펌프의 구성은 크게 4부분으로 나누어진다. 유압작동유를 보관하고 모든 구성부품들을 장착하고 있는 하우징 바디와, 하우징 바디의 내부에서 유압동력을 발생시키는 전동기 및 유압펌프와, 유압작동유의 온도상승을 방지하는 냉각 장치와, 유압펌프의 속도 또는 압력을 적절하게 제어하는 제어 모듈로 구성된다.Recently, an electric motor-integrated hydraulic pump has been developed to improve the problems of the conventional hydraulic power generator. The motor-integrated hydraulic pump is divided into four parts. Housing body for storing hydraulic fluid and mounting all components, electric motor and hydraulic pump for generating hydraulic power inside the housing body, cooling device for preventing the temperature rise of hydraulic fluid, speed or pressure of the hydraulic pump It consists of a control module that controls the appropriately.
이와 같은 전동기 일체형 유압펌프는, 전동기와 유압펌프가 일체화되어서 오일 탱크의 내부에 내장되므로, 소음이 적고 콤팩트한 구조이며, 사용조건에 따라 유압펌프의 속도 또는 압력을 적절하게 제어할 수 있어서 에너지를 절감할 수 있는 장점이 있다. 또한, 종래 단순기능을 수행하던 유압밸브들의 생략이 가능하여 원가를 절감하고, 고장률을 줄일 수 있어서 유압동력발생장치 전체의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. Since the motor-integrated hydraulic pump is integrated inside the oil tank by integrating the motor and the hydraulic pump, the structure is low in noise and compact, and the speed or pressure of the hydraulic pump can be appropriately controlled according to the use conditions, thereby saving energy. There is an advantage to reduce. In addition, it is possible to omit the hydraulic valves that previously performed a simple function can reduce the cost, the failure rate can be improved to improve the reliability of the entire hydraulic power generator.
한편, 전동기 일체형 유압펌프는 고속화, 고압화에 따른 온도 상승으로 인하여 유압작동유의 점도 변화, 작업 대상물의 온도 상승 등의 문제를 초래할 수 있어서 적정수준의 온도제어와 방열에 관한 기술 개발이 꾸준히 이루어지고 있다. 특히, 전동기 일체형 유압펌프에서 발열량이 가장 높은 전동기의 경우, 도 1과 같이, 드레인(drain)되는 유압작동유를 하우징 바디의 오일 탱크와 냉각 장치에 순환시키는 방법으로 전동기와 열교환을 하여 냉각시키는 냉각 시스템을 사용하고 있다. 도 1은 종래의 전동기 일체형 유압펌프의 유동을 해석하여 나타낸 하우징 바디 내부의 유선도이다.On the other hand, the motor-integrated hydraulic pump may cause problems such as viscosity change of hydraulic oil and temperature rise of the workpiece due to the increase in temperature due to the high speed and high pressure. have. In particular, in the case of the electric motor with the highest heat generation in the motor-integrated hydraulic pump, as shown in Figure 1, the cooling system for cooling by heat exchange with the motor by circulating the hydraulic fluid drained (drain) to the oil tank and the cooling device of the housing body I'm using 1 is a streamlined view inside a housing body which analyzes and shows a flow of a conventional motor-integrated hydraulic pump.
하지만, 종래의 전동기 일체형 유압펌프는 유압작동유가 오일 탱크에 형성된 일정한 경로만으로 이동하기 때문에, 도 1에 도시된 바와 같이, 유압작동유가 오일 탱크 전체 영역으로 활발하게 순환하지 못하여 이동하는 영역이 한정되는 문제점이 있다. 즉, 전동기에서 발생하는 열이 하우징 바디 내부의 전 영역으로 잘 전달되지 못하여 전동기의 방열 효율이 낮은 문제점이 있다.However, in the conventional motor-integrated hydraulic pump, since the hydraulic oil moves only through a predetermined path formed in the oil tank, as shown in FIG. 1, the area in which the hydraulic oil does not actively circulate to the entire oil tank area is limited. There is a problem. That is, the heat generated from the motor is not well transmitted to the entire area inside the housing body has a problem that the heat radiation efficiency of the motor is low.
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해서 안출된 것으로, 하우징 바디 내부의 유압작동유 유로를 개선 설계하여 냉각 효율을 향상시킴으로써, 장시간 연속운전을 가능하게 하여 운용효과를 극대화할 수 있는 전동기 일체형 유압펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by improving the hydraulic oil flow path inside the housing body to improve the cooling efficiency, it is possible to continuously operate for a long time by the electric motor-integrated hydraulic pump that can maximize the operating effect The purpose is to provide.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, another problem to be solved by the present invention not mentioned here is apparent to those skilled in the art from the following description. Can be understood.
본 발명에 따른 전동기 일체형 유압펌프는, 동일축선 상에 형성되어 유압작동유의 유압을 형성하는 전동기 및 유압펌프; 전동기 및 유압펌프의 수용 공간과, 유압작동유의 저장 공간을 형성하며, 공간을 구획 또는 지지하는 내부격벽 각각에 유압작동유의 순환홀이 형성되는 하우징 바디; 및 하우징 바디의 후단에 형성되어 유압작동유를 냉각시키는 오일 쿨러를 포함하며, 드레인(drain)되는 유압작동유의 유압과 전동기의 회전 동작에 의해, 유압작동유가 순환홀을 유동하며 하우징 바디 내부의 전 영역을 순환하는 것을 특징으로 한다.The motor-integrated hydraulic pump according to the present invention includes: an electric motor and a hydraulic pump formed on the same axis to form hydraulic pressure of hydraulic oil; A housing body defining a receiving space of the electric motor and the hydraulic pump, and a storage space of the hydraulic oil, and a circulation hole of the hydraulic oil in each of the inner partitions that partition or support the space; And an oil cooler formed at the rear end of the housing body to cool the hydraulic oil, and by hydraulic pressure of the hydraulic oil being drained and rotational operation of the motor, the hydraulic oil flows through the circulation hole and the entire area inside the housing body. It is characterized by circulating.
또한, 본 발명의 하우징 바디는, 전면과 후면이 개방된 사각통 형상을 이루는 외벽부와, 하우징 바디의 중심에서 전동기 및 유압펌프를 수용하는 원통 형상으로 형성되며, 원주면을 따라 제1 순환홀이 형성되는 수용부와, 외벽부의 상하좌우면 각각에서 수용부의 원주면까지 연장되어 수용부를 지지하는 지지판 형상으로 형성되며, 각 지지판면을 따라 제2 순환홀이 형성되는 지지부와, 외벽부와 수용부 사이에서 유압작동유의 저장 공간을 형성하는 오일 탱크부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the housing body of the present invention is formed in a cylindrical shape for receiving the electric motor and the hydraulic pump at the center of the housing body and the outer wall portion of the rectangular cylinder shape with the front and rear open, the first circulation hole along the circumferential surface It is formed in the receiving portion, and the upper and lower left and right surfaces of the outer wall portion is formed in a support plate shape extending to the circumferential surface of the receiving portion to support the receiving portion, the second circulation hole is formed along each support plate surface, the outer wall portion and the accommodation It characterized in that it comprises an oil tank unit for forming a storage space of the hydraulic oil between the sections.
또한, 본 발명의 제1 순환홀은 수용부의 전방과 후방에서, 원주면을 따라 일정간격을 이루며 지지부에 의해 구획되는 사분면 각각에 천공되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first circulation hole of the present invention is characterized in that perforated in each of the quadrant partitioned by the support at a predetermined interval along the circumferential surface, in front and rear of the receiving portion.
또한, 본 발명의 제2 순환홀은 각 지지판면의 전방과 후방에 천공되는 것을 특징으로 한다.In addition, the second circulation hole of the present invention is characterized in that the perforated in front and rear of each support plate surface.
또한, 본 발명의 전동기 일체형 유압펌프는, 전동기 및 유압펌프의 유압 동작에 의해 유압작동유가 외부의 유압작동체로 공급되는 제1 유로와, 유압작동유가 유압작동체로부터 하우징 바디 내부로 드레인되는 제2 유로와, 유압작동유가 하우징 바디 내부의 전 영역을 순환하는 제3 유로와, 유압작동유가 제2 유로로부터 분기되어 오일 쿨러로 공급된 후 하우징 바디의 내부로 공급되는 제4 유로와, 유압작동유가 하우징 바디 내부로부터 유압펌프로 공급되는 제5 유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the motor-integrated hydraulic pump of the present invention includes a first flow path in which hydraulic oil is supplied to an external hydraulic actuator by hydraulic operations of the motor and the hydraulic pump, and a second in which hydraulic oil is drained from the hydraulic actuator into the housing body. A flow passage, a third flow passage through which the hydraulic oil circulates through the entire area inside the housing body, a fourth flow passage supplied with the hydraulic coolant branched from the second flow passage to the oil cooler, and then supplied into the housing body, And a fifth flow path supplied from the inside of the housing body to the hydraulic pump.
또한, 본 발명의 전동기 일체형 유압펌프는, 하우징 바디의 전단에서 후단까지 연장되고 유압작동유 저장 공간과 격리된 분기홀이 더 형성되며, 제4 유로는 분기홀에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the electric motor-integrated hydraulic pump of the present invention is further formed with a branch hole extending from the front end to the rear end of the housing body and isolated from the hydraulic oil storage space, the fourth flow path is formed by the branch hole.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 전동기 일체형 유압펌프는 냉각 효율이 향상되어, 장시간 연속운전이 가능하여 운용효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.By the means for solving the above problems, the motor-integrated hydraulic pump of the present invention is improved cooling efficiency, it is possible to continuous operation for a long time has the effect of maximizing the operation effect.
또한, 본 발명의 전동기 일체형 유압펌프는 작동에 의해 발생하는 소음, 진동 및 열을 유압작동유가 흡수할 수가 있는데 나아가, 구조를 컴팩트화할 수 있으므로, 설치 공간 효율화를 도모할 수 있는 효과가 있다.In addition, the hydraulic motor of the motor-integrated hydraulic pump of the present invention can absorb the noise, vibration and heat generated by the operation, and furthermore, since the structure can be made compact, the installation space efficiency can be achieved.
도 1은 종래의 전동기 일체형 유압펌프의 유동을 해석하여 나타낸 하우징 바디 내부의 유선도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 일체형 유압펌프를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 바디의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 바디의 평면도이다.
도 5는 도 4의 A-A' 절취선과 B-B' 절취선으로 자른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 바디의 정면도이다.
도 7은 도 6의 C-C' 절취선과 D-D' 절취선으로 자른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 일체형 유압펌프의 유로를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 바디 내부의 유선을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 바디 내부의 속도장을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 바디 내부의 온도장을 나타낸 도면이다.1 is a streamlined view inside a housing body which analyzes and shows a flow of a conventional motor-integrated hydraulic pump.
2 is a view for explaining an electric motor-integrated hydraulic pump according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a housing body according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan view of a housing body according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view taken along line AA ′ and BB ′ of FIG. 4.
6 is a front view of a housing body according to an embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view taken along line CC ′ and DD ′ of FIG. 6.
8 is a view for explaining the flow path of the motor-integrated hydraulic pump according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing the streamline inside the housing body according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing a velocity field inside the housing body according to an embodiment of the present invention.
11 is a view showing the temperature field inside the housing body according to an embodiment of the present invention.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하려는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.Specific matters including the problem to be solved, the solution to the problem, and the effects of the present invention as described above are included in the following embodiments and the drawings. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 일체형 유압펌프를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining an electric motor-integrated hydraulic pump according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 일체형 유압펌프(100)는, 전동기(110), 유압펌프(120), 하우징 바디(130) 및 오일 쿨러(140)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the motor-integrated
전동기(110)는 고정자(111)와 회전자(112)로 이루어지며, 회전자(112)의 중심에는 유압펌프(120)와 일체를 이루는 메인 축(113)이 형성된다. 본 발명의 일실시예에 따른 전동기(110)는 영구자석 전동기를 사용하는 것이 바람직하다.The
유압펌프(120)는 메인 축(113)을 통해 전동기(110)와 동일축선 상에서 일체로 형성되며, 피스톤, 실린더블록, 밸브플레이트, 유량조절용 사판 등으로 이루어지는 가변용량형 피스톤 펌프로 구성된다. 이와 같은 유압펌프(120)는 전동기 일체형 유압펌프의 핵심적인 구성요소로서 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하여 유압작동유에 유압을 발생하는 기능을 한다.The
하우징 바디(130)는 전동기 및 유압펌프의 수용 공간(132, 도 3 내지 도 7에 도시된 수용부(132)에 해당)과, 유압작동유의 저장 공간(134, 도 3 내지 도 7에 도시된 오일 탱크부(134)에 해당)을 형성하며, 공간을 구획 또는 지지하는 내부격벽(도 3 내지 도 7에 도시된 수용부(132)와 지지부(133)의 격벽에 해당) 각각에 유압작동유의 순환홀(도 3 내지 도 7에서 도면부호 132a, 132b, 133a 참고)이 형성된다. 또한, 하우징 바디(130)는 드레인되는 유압작동유의 유압과 전동기(110)의 회전 동작에 의해, 유압작동유가 순환홀을 유동하며 하우징 바디(130) 내부의 전 영역을 순환한다. 하우징 바디(130)는 열전도율이 높은 알루미늄 재질로 형성한다. 이에 따라, 전동기(110)의 방열 효과를 향상시킬 수 있다. 이에 관한 보다 상세한 설명은 다음의 도 3 내지 도 11을 통해 후술하기로 한다. The
또한, 하우징 바디(130)는 표면에 유압작동유의 양을 확인할 수 있는 레벨 게이지(Level Gage)가 부착되며, 상면에 유압작동유의 주입과 유압펌프 작동에 의한 하우징 바디(130) 내부의 부압발생을 방지할 수 있는 캡 엔 에어 브리더(Cap & Air Breather)가 부착된다. 또한, 하우징 바디(130) 자체는 전후면이 개방된 형태로서, 전면과 후면에는 하우징 바디(130)를 밀폐하기 위한 전면 커버 및 후면 커버가 유압작동유의 누설을 방지하기 위한 가스켓을 내재하여 부착된다. In addition, the
오일 쿨러(140)는 하우징 바디(130)의 후단에 형성되어 유압작동유를 냉각시킨다. 즉, 하우징 바디(130) 내에서 전동기(110)와 열교환하여 고온 상태가 된 유압작동유를 냉각시킴으로써, 유압작동유의 온도를 일정하게 유지하여 전동기 일체형 유압펌프의 펌핑(pumping) 효율을 증대시키고 작동신뢰성을 증대시키며 연속 운전성능을 향상시킨다. 이를 위해 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 일체형 유압펌프는 드레인되는 유압작동유를 오일 쿨러(140)로 바이패스(bypass)시킨 후 하우징 바디(130)로 되돌리는 별도의 유로(135, 본 발명의 제4 유로로서 도 3 내지 도 7에서 분기홀(135)에 해당)를 형성한다. 오일 쿨러(140)는 컴프레서, 콘덴서, 증발기, 전자식 팽창밸브 등의 부품으로 구성된다. 구체적으로, 컴프레서는 오일 쿨러(140)의 냉매 순환에 중추적인 역할을 하는 부품으로, 기체상태의 냉매를 압축하여 고온고압 상태로 만든다. 콘덴서와 냉각팬은 고온 고압의 냉매가스를 압력 및 온도 조절에 의해 액상으로 변환시킨다. 콘덴서의 열교환 속도를 높이기 위해 냉각팬이 부착된다. 증발기는 냉매와 유압작동유를 교차시켜 유압작동유를 설정온도에 맞는 온도로 내보내는 열교환기의 역할을 향한다. 전자식 팽창밸브는 냉매의 과열도에 따라 밸브 개도를 전자적으로 제어함으로써 유압작동유의 온도를 제어한다.The
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 일체형 유압펌프는 주요 발열 구성요소들이 유압작동유에 침유(浸油)되고 유압작동유가 순환홀을 통해 하우징 바디 내부의 전 영역을 순환함으로써 방열 효율을 증가시킬 수 있으며, 별도의 오일 쿨러가 부착되므로 연속운전 성능과 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 구성요소들이 하우징 바디에 내장되므로 공간절감 효과가 높다.As described above, the motor-integrated hydraulic pump according to an embodiment of the present invention increases heat dissipation efficiency by main heating components being immersed in the hydraulic oil and circulating the whole area inside the housing body through the circulation hole. In addition, it is possible to increase the continuous operation performance and reliability because the separate oil cooler is attached. In addition, since the components are embedded in the housing body, the space saving effect is high.
한편, 하우징 바디(130)의 측면에는 통합제어기(도시하지 않음)가 수용될 수 있는 공간이 배치된다. 통합제어기는 전력구동부 모듈과 제어부 모듈로 이루어지며, 유압작동유가 사전에 설정된 압력과 유량으로 작동되도록 하기 위하여 유압펌프(120)의 작동압력과 유량을 검출한 후, 통합제어기로 신호를 피드백하여 통합제어기에 의해 전동기(110)의 회전 속도를 조절함으로써 원하는 압력과 유량을 제어한다.On the other hand, a space in which an integrated controller (not shown) can be accommodated is disposed on the side of the
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 바디를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 바디의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 바디의 평면도이고, 도 5는 도 4의 A-A' 절취선과 B-B' 절취선으로 자른 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 바디의 정면도이며, 도 7은 도 6의 C-C' 절취선과 D-D' 절취선으로 자른 단면도이다.3 to 7 are views for explaining a housing body according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 3 is a perspective view of a housing body according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a plan view of the housing body according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an AA ′ cut line and a BB ′ cut line of FIG. 4. 6 is a front view of the housing body according to the exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line CC ′ and DD ′ of FIG. 6.
도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 바디(130)는, 외벽부(131), 수용부(132), 지지부(133) 및 오일 탱크부(134)를 포함한다. 3 to 7, the
외벽부(131)는 전면과 후면이 개방된 사각통 형상을 이루며, 타 구성요소들을 수용 또는 장착하는 하우징 바디(130)의 토대를 이룬다.The
수용부(132)는 외벽부(131)와, 하우징 바디(130)의 중심에서 전동기(110) 및 유압펌프(120)를 수용하는 원통 형상으로 형성되며, 원주면을 따라 제1 순환홀(132a, 132b)이 형성된다.Receiving
지지부(133)는 외벽부(131)의 상하좌우면 각각에서 수용부(132)의 원주면까지 연장되어 수용부(132)를 지지하는 지지판 형상으로 형성되며, 각 지지판면을 따라 제2 순환홀(133a)이 형성된다.The
오일 탱크부(134)는 외벽부(131)와 수용부(132) 사이에서 유압작동유의 저장 공간을 형성한다.The
여기서, 수용부(132)와 지지부(133)는 원통 형상과 지지판 형상으로 형성되어, 하우징 바디(133) 내부의 각 공간을 격리하는 격벽을 이룬다. 각각의 격리된 공간에 의해 드레인되는 유압작동유가 일방의 유로를 형성함으로써, 한정된 영역에만 열교환함에 따라 방열 효율이 저감되는 것을 방지하기 위하여, 본 발명의 일실시예에서는 내부격벽을 이루는 수용부(132)와 지지부(133) 상에 순환홀, 즉 제1 순환홀(132a, 132b) 및 제2 순환홀(133a)을 형성한다. 유압작동유는 제1 순환홀(132a, 132b)을 통해 수용부(132)와 오일 탱크부(134) 사이를 유동할 수 있으며, 제2 순환홀(133a)를 통해, 도 6과 같이 지지부(133)에 의해 사분면으로 나눠지는 오일 탱크부(134)들 사이를 유동할 수 있다. 이때, 드레인(drain)되는 유압작동유의 유압에 더하여, 전동기(110)의 회전 동작에 따른 회전력이 제1 순환홀(132a, 132b)을 통해 수용부(132) 내부로 유입되는 유압작동유에 제공되므로, 하우징 바디(130) 내부에서 유압작동유의 유동이 더욱 활발해지고, 이에 따라 유압작동유가 하우징 바디(130) 내부의 전 영역을 순환할 수 있게 된다. 따라서, 전동기(110)와 유압작동유의 열교환 효율이 상승된다. 또한, 전동기(110)에 직접 유압작동유가 접촉됨으로써 열교환 효율이 더욱 향상된다.Here, the
한편, 본 발명의 일실시예에서는, 하우징 바디(130) 내에서의 유압작동유의 순환 유로를 최적화하기 위해, 다음의 도 9 내지 도 11과 같이 유동해석을 통하여 제1 순환홀(132a, 132b) 및 제2 순환홀(133a)의 개수 및 위치를 최적 설계하여 도 5 및 도 7과 같이 배치하고 있다. 즉, 제1 순환홀(132a, 132b)은 수용부(132)의 전방과 후방에서, 원주면을 따라 일정간격을 이루며 지지부(133)에 의해 구획되는 사분면 각각에 천공되는 것이 바람직하다. 여기서, 후방의 제1 순환홀(132a)은 전동기(110)의 압입에 의한 고정 결합시 간섭을 최소화하기 위해 장공형으로 형성한다. 또한, 제2 순환홀(113a)은 상하좌우의 각 지지판면의 전방과 후방에 천공되는 것이 바람직하다.On the other hand, in one embodiment of the present invention, in order to optimize the circulation flow path of the hydraulic oil in the
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 바디(130)에는, 하우징 바디(130)의 전단에서 후단까지 연장되고 유압작동유 저장 공간과 격리된 분기홀(135)이 더 형성되며, 다음의 도 8에 도시된 제4 유로를 이룬다. 구체적으로, 제4 유로는 드레인되는 유압작동유를 오일 쿨러(140)로 바이패스시킨 후 하우징 바디(130)로 되돌리는 별도의 유로로서, 하우징 바디(130)의 전면에 형성되는 전면 커버 내에서 제2 유로로부터 분기되어, 하우징 바디(130)의 분기홀(135)에 연결되며, 분기홀(135)로부터 하우징 바디(130)의 후면에 형성되는 후면 커버를 통해 오일 쿨러(140)에 연결되고, 오일 쿨러(140) 내에서 순환로를 형성한 후 후면 커버를 통해 하우징 바디(140) 내부로 연결된다. 이와 같이, 오일 쿨러(140)에 의해 냉각되는 유압작동유는 전동기(110)와 열교환하지 않고 별도로 형성됨으로써, 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 냉각된 저온의 유압작동유는 하우징 바디(130)로 되돌려져 열교환된 고온의 유압작동유와 혼합되어 유압작동유의 온도를 낮춘다. 한편, 도 3 내지 도 7에서 분기홀(135)이 하우징 바디(130)의 상부 좌측 모서리에 위치하고 있으나, 필요에 따라서는 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징 바디(130)의 하부에 위치하는 것도 가능하다.In addition, the
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 일체형 유압펌프의 유로를 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining the flow path of the motor-integrated hydraulic pump according to an embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전체 유로는, 전동기(110) 및 유압펌프(120)의 유압 동작에 의해 유압작동유가 외부의 유압작동체(10)로 공급되는 제1 유로와, 유압작동유가 유압작동체(10)로부터 하우징 바디(130) 내부로 드레인되는 제2 유로와, 유압작동유가 하우징 바디(130) 내부의 전 영역을 순환하는 제3 유로와, 유압작동유가 제2 유로로부터 분기되어 오일 쿨러(140)로 공급된 후 하우징 바디(130)의 내부로 공급되는 제4 유로와, 유압작동유가 하우징 바디(130) 내부로부터 유압펌프(120)로 공급되는 제5 유로를 이룬다.As shown in Figure 8, the entire flow path according to an embodiment of the present invention, the hydraulic oil is supplied to the external
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 일체형 유압펌프는, 유압작동유가 순환홀을 통해 하우징 바디 내부의 전 영역을 순환하는 제3 유로를 형성하고, 오일 쿨러를 순환하는 별도의 제4 유로를 형성함으로써 방열 및 냉각 효율을 충분히 확보할 수 있다.As described above, the motor-integrated hydraulic pump according to the embodiment of the present invention forms a third flow path through which the hydraulic hydraulic oil circulates the entire area inside the housing body through the circulation hole, and separate fourth flow path circulating the oil cooler. Forming can sufficiently secure the heat dissipation and cooling efficiency.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 일체형 유압펌프의 유동을 해석하여 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 바디 내부의 유선을 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 바디 내부의 속도장을 나타낸 도면이며, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 바디 내부의 온도장을 나타낸 도면이다.9 to 11 is a view showing the analysis of the flow of the motor-integrated hydraulic pump according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 9 is a view showing a streamline inside a housing body according to an embodiment of the present invention, FIG. 10 is a view showing a velocity field inside the housing body according to an embodiment of the present invention, and FIG. Figure is a view showing the temperature field inside the housing body according to an embodiment of the present invention.
도 9의 유선을, 도 1의 유선에 비교하여 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 유선은 하우징 바디 내부의 전 영역으로 유압작동유가 순환하는 형태를 보인다. Looking at the streamline of Figure 9, compared to the streamline of Figure 1, the streamline according to an embodiment of the present invention shows a form in which the hydraulic oil is circulated to the entire area inside the housing body.
또한, 도 10의 전단으로부터 후단까지의 단면 속도장(단면 1에서 단면 4까지)에서 하우징 바디 내부의 전 영역으로 유압작동유가 활발하게 순환하는 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that the hydraulic oil is actively circulated to the entire region inside the housing body in the cross-sectional velocity field (
또한, 도 11의 초기에 설정된 하우징 바디 내부의 온도가 50℃인데 반해서 내부로 유입되는 유압작동유의 온도는 90℃이므로 하우징 바디 내부 온도가 상승할 것으로 예상되었지만, 후방에 장착되는 오일 쿨러를 통한 냉각된 유압작동유와 내부를 순환하는 유압작동유 사이의 열전달로 인하여 유압작동유의 온도가 많이 상승하지 않는 것을 확인할 수 있다.In addition, although the temperature inside the housing body initially set in FIG. 11 is 50 ° C., the temperature of the hydraulic fluid flowing into the interior is 90 ° C., therefore, the internal temperature of the housing body is expected to increase, but cooling through the oil cooler mounted rearward. It can be seen that the temperature of the hydraulic oil does not increase much due to the heat transfer between the hydraulic oil and the hydraulic oil circulating therein.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에서는 전동기에서 발생하는 열을 종래와 비교하여 효과적으로 방출할 수 있다.As described above, in one embodiment of the present invention, heat generated from an electric motor can be effectively released as compared with the related art.
<다른 실시예><Other Embodiments>
도 5 및 도 7에 도시된 순환홀은 최적화된 순환 유로를 형성하기 위한 순환홀 배치의 일례이며, 필요에 따라 변경하여 배치하여도 무방하다.5 and 7 are examples of the arrangement of the circulation holes for forming the optimized circulation passage, and may be changed and arranged as necessary.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it is to be understood that the technical structure of the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and their All changes or modifications derived from an equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.
10 : 유압작동체
100 : 전동기 일체형 유압펌프
110 : 전동기
111 : 고정자
112 : 회전자
113 : 메인 축
120 : 유압펌프
130 : 하우징 바디
131 : 외벽부
132 : 수용부
132a, 132b : 순환홀(제1 순환홀)
133 : 지지부
133a : 순환홀(제2 순환홀)
134 : 오일 탱크부
135 : 분기홀
140 : 오일 쿨러10: hydraulic actuator
100: motor integrated hydraulic pump
110: electric motor
111: stator
112: rotor
113: main axis
120: hydraulic pump
130: housing body
131: outer wall
132: receptacle
132a, 132b: circulation hole (first circulation hole)
133: support
133a: circulation hole (second circulation hole)
134: oil tank unit
135: branch hole
140: oil cooler
Claims (6)
상기 전동기 및 유압펌프의 수용 공간과, 상기 유압작동유의 저장 공간을 형성하며, 상기 공간을 구획 또는 지지하는 내부격벽 각각에 상기 유압작동유의 순환홀이 형성되는 하우징 바디; 및
상기 하우징 바디의 후단에 형성되어 상기 유압작동유를 냉각시키는 오일 쿨러를 포함하며,
드레인(drain)되는 상기 유압작동유의 유압과 상기 전동기의 회전 동작에 의해, 상기 유압작동유가 상기 순환홀을 유동하며 상기 하우징 바디 내부의 전 영역을 순환하는 것을 특징으로 하는 전동기 일체형 유압펌프.An electric motor and a hydraulic pump formed on the same axis to form hydraulic pressure of the hydraulic oil;
A housing body forming a receiving space of the electric motor and the hydraulic pump and a storage space of the hydraulic oil, and a circulation hole of the hydraulic oil being formed in each of the inner partition walls that partition or support the space; And
An oil cooler formed at a rear end of the housing body to cool the hydraulic oil;
The hydraulic hydraulic fluid is an electric motor-integrated hydraulic pump, characterized in that the hydraulic fluid flows through the circulation hole and circulates the entire area inside the housing body by the hydraulic operation of the hydraulic oil being drained and the rotation operation of the electric motor.
상기 하우징 바디는,
전면과 후면이 개방된 사각통 형상을 이루는 외벽부와,
상기 하우징 바디의 중심에서 상기 전동기 및 유압펌프를 수용하는 원통 형상으로 형성되며, 원주면을 따라 제1 순환홀이 형성되는 수용부와,
상기 외벽부의 상하좌우면 각각에서 상기 수용부의 원주면까지 연장되어 상기 수용부를 지지하는 지지판 형상으로 형성되며, 각 지지판면을 따라 제2 순환홀이 형성되는 지지부와,
상기 외벽부와 상기 수용부 사이에서 상기 유압작동유의 저장 공간을 형성하는 오일 탱크부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 일체형 유압펌프.The method of claim 1,
The housing body,
Outer wall portion forming a square cylinder shape of the front and rear open,
A receiving portion formed in a cylindrical shape for receiving the electric motor and the hydraulic pump at the center of the housing body, the first circulation hole being formed along a circumferential surface thereof;
A support portion extending from the top, bottom, left and right surfaces of the outer wall portion to a circumferential surface of the accommodation portion to support the accommodation portion, and having a second circulation hole formed along each support plate surface;
And an oil tank unit forming a storage space of the hydraulic oil between the outer wall and the housing.
상기 제1 순환홀은 상기 수용부의 전방과 후방에서, 상기 원주면을 따라 일정간격을 이루며 상기 지지부에 의해 구획되는 사분면 각각에 천공되는 것을 특징으로 하는 전동기 일체형 유압펌프.The method of claim 2,
The first circulation hole is perforated in each of the quadrant partitioned by the support at a predetermined interval along the circumferential surface, in front and rear of the receiving portion.
상기 제2 순환홀은 상기 각 지지판면의 전방과 후방에 천공되는 것을 특징으로 하는 전동기 일체형 유압펌프.The method of claim 2,
The second circulation hole is a motor-integrated hydraulic pump, characterized in that perforated in front and rear of each support plate surface.
상기 전동기 및 유압펌프의 유압 동작에 의해 상기 유압작동유가 외부의 유압작동체로 공급되는 제1 유로와, 상기 유압작동유가 상기 유압작동체로부터 상기 하우징 바디 내부로 드레인되는 제2 유로와, 상기 유압작동유가 상기 하우징 바디 내부의 전 영역을 순환하는 제3 유로와, 상기 유압작동유가 상기 제2 유로로부터 분기되어 상기 오일 쿨러로 공급된 후 상기 하우징 바디의 내부로 공급되는 제4 유로와, 상기 유압작동유가 상기 하우징 바디 내부로부터 상기 유압펌프로 공급되는 제5 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 전동기 일체형 유압펌프.The method according to claim 1 or 2,
A first flow path through which the hydraulic oil is supplied to an external hydraulic actuator by a hydraulic operation of the electric motor and the hydraulic pump, a second flow path through which the hydraulic oil is drained from the hydraulic actuator into the housing body, and the hydraulic oil A third flow path for circulating the entire area inside the housing body, a fourth flow path supplied into the housing body after the hydraulic oil is branched from the second flow path and supplied to the oil cooler, and the hydraulic oil And a fifth flow path supplied from the inside of the housing body to the hydraulic pump.
상기 하우징 바디의 전단에서 후단까지 연장되고 상기 유압작동유 저장 공간과 격리된 분기홀이 더 형성되며, 상기 제4 유로는 상기 분기홀에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기 일체형 유압펌프.The method of claim 5,
And a branch hole extending from the front end to the rear end of the housing body and separated from the hydraulic oil storage space, wherein the fourth flow path is formed by the branch hole.
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