KR101194463B1 - 전동기 일체형 유압모터 - Google Patents

전동기 일체형 유압모터 Download PDF

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카와사키 주코교 카부시키 카이샤
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Abstract

사판식 유압모터(2)와, 이 사판식 유압모터(2)로 구동하는 전동기(7)를 동일한 케이싱(4) 내에 설치하고, 이 케이싱(4) 내에 오일을 충만시키고, 상기 사판식 유압모터(2)의 구동축(3)을 케이싱(4)의 전후 단부까지 연속하게 하여, 케이싱(4) 내의 전후 단부에서 지지하는 구성으로 하고, 이 구동축(3)에 상기 사판식 유압모터(2)와 상기 전동기(7)의 회전자(16)를 직렬 배치하고, 이 전동기(7)의 고정자(18)를 상기 케이싱(4) 내측에 고정하는 것으로, 간단한 구성으로 전동기와 유압모터를 일체로 설치한 효율 좋은 운전이 가능한 소형?경량의 전동기 일체형 유압모터를 제공한다.

Description

전동기 일체형 유압모터{Electric Motor Integrated Hydraulic Motor}
본 발명은 전동기와 유압모터를 일체로 케이싱 내에 설치한 전동기 일체형 유압모터에 관한 것이다.
종래 건설기계의 선회기구인 선회 액추에이터에는 일반적으로 유압모터와 감속기가 조합된 것이 이용되고, 또한 크레인의 선회기구나 선박용 윈치에도 유압모터와 감속기를 조합한 것이 이용되고 있다.
이러한 유압모터가 이용되는 선회기구는 감속시에, 선회동작시에 관성체(예를 들어, 붐, 암, 버킷 등)에 축적된 회전운동 에너지를 방출할 필요가 있어, 유압회로에 릴리프 밸브를 설치해두고, 감속 시에 이 릴리프 밸브에서 발생하는 압력에 의하여, 축적된 에너지를 열로 교환하여 방출하고 있다. 즉, 상기 선회기구의 경우 감속 동작시에 관성체에 축적된 에너지가 감속 시에 열로서 버려지므로, 에너지의 이용효율이 나쁘다.
또한, 윈치에서도 마찬가지로, 감아 내릴 때에는 하역의 지지 위치에너지를 유압회로에 설치된 릴리프 밸브에서 열로 변환하여 방출하므로, 에너지의 이용효율이 나쁘다.
그래서, 이러한 종류의 기술에서, 에너지 이용효율을 향상시키도록 하는 발명이 제안되고 있다. 예를 들어, 엔진에 접속된 발전?전동기에서 구동하는 펌프의 남는 압력유체를 액추에이터에 축압하여 두고, 필요에 따라서 그 압력유체를 유효 이용하도록 한 것이 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
또한, 선회식 작업기계에서의 선회 구동유닛의 구동에 유압모터와 전동기를 병용하여, 정상 선회시 및 감속시에는 전동기에 회생 발전 작용을 행하여 회생전력을 축전기에 축적하도록 한 것도 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).
아울러, 전동모터에 의하여 유압모터를 구동하고, 그 유압펌프로부터 토출된 오일에 의하여 유압모터를 구동하도록 한 전기유압 하이브리드 모터도 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 3, 4 참조).
특허문헌 1: 일본국 특허출원공개 2007-10006호 공보 특허문헌 2: 일본국 특허출원공개 2005-290882호 공보 특허문헌 3: 일본국 특허출원공개 평8-251867호 공보 특허문헌 4: 일본국 특허출원공개 평8-251868호 공보
그런데, 상기 특허문헌 1의 경우, 압력유체를 일시적으로 축압하기 위하여 복잡한 유압회로가 필요하게 되고, 기구가 대형화하여 소형의 건설기계 등에 장비하는 것은 어렵다.
또한, 상기 특허문헌 2의 경우에는 유압모터를 구비한 유압유닛과 전동기를 구비한 전동유닛을 별도로 배치하도록 하고 있어, 많은 설치 스페이스가 필요함과 함께, 중량이 증가한다. 더욱이, 유압모터와 전동기 양자에 회생발전 작용을 행하는 것이 가능한 특수한 구조의 감속기를 새로 설치할 필요가 생긴다.
아울러, 상기 특허문헌 3, 4의 경우에는 전동모터와 유압펌프 및 유압모터를 모터의 케이싱 내에 배치하도록 하고 있어 구조가 매우 복잡하게 됨과 함께, 유압펌프로부터 토출된 오일로 유압펌프를 구동하기 때문에 에너지의 이용효율이 나쁘다.
그래서, 본 발명은 단순한 구조로 전동기와 유압모터를 일체로 설치하여 효율 좋게 운전 가능한 소형?경량의 전동기 일체형 유압모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 사판식 유압모터와 전동기를 동일한 케이싱 내에 설치한 전동기 일체형 유압모터로서, 상기 케이싱 내에 오일을 충만시켜, 상기 사판식 유압모터의 구동축을 케이싱의 전후 단부까지 연속시켜 케이싱 내의 전후 단부에서 지지하는 구성으로 하고 있다. 이와 같이, 연속한 축으로 구성한 간단한 구조의 구동축으로 지지하는 사판식 유압모터와 전동기를 동일한 케이싱 내에 배치하여, 소형?경량으로 에너지 이용효율이 양호한 전동기 일체형 유압모터를 구성할 수 있다.
또한, 상기 구동축에 상기 사판식 유압모터와 상기 전동기의 회전자를 직렬 배치하고, 상기 전동기의 고정자를 상기 케이싱의 내측에 고정하여도 좋다. 이에 의하면, 전동기와 유압모터를 동일한 구동축으로 구동하도록 하여 양자의 결합부를 간략화할 수 있다.
아울러, 상기 사판식 유압모터의 외주부에 상기 전동기의 회전자를 설치하고, 상기 전동기의 고정자를 상기 케이싱의 내측에 설치하여도 좋다. 이에 의하면, 유압모터의 외주부에서 전동기를 회전시키도록 하여, 전동기 일체형 유압모터의 전체 길이를 단축함과 함께 중량을 경감할 수 있다.
또한, 상기 구동축과 병렬로 전동축을 설치하고, 상기 구동축에 상기 사판식 유압모터를 배치하며, 상기 전동축에 상기 전동기를 배치하고, 상기 전동축과 상기 구동축 사이에 동력전달기구를 설치하여도 좋다. 이에 의하면, 동력전달기구의 설정에 의하여, 전동기에 의한 구동축의 구동과 유압모터에 의한 구동축의 구동을 최적의 조합으로 설정할 수 있다. 이러한 전동기와 유압모터는 바뀐 구조이어도 좋다.
아울러, 상기 구동축에 사판식 유압모터와 전동기를 배치한 구성에 있어서, 상기 전동기의 고정자를 축방향으로 관통하는 냉각통로와, 상기 냉각통로를 통과한 상기 사판식 유압모터의 작동유를 상기 케이싱 밖으로 배출하는 배유구를 설치해도 좋다. 이에 의하면, 사판식 유압모터의 작동유를 전동기의 냉각유로서 이용한 후, 배유구를 통하여 배출시킬 할 수 있다. 냉각에 이용되는 작동유로는, 사판식 유압모터의 드레인 오일이나 흡입?배출유의 일부를 이용할 수 있다.
또한, 상기 사판식 유압모터의 외주부에 전동기의 회전자를 고정한 구성에 있어서, 상기 전동기의 고정자를 축방향으로 관통하는 냉각통로와, 상기 사판식 유압모터와 전동기의 회전자 사이에서 구동축 축방향으로 관통하는 유통로와, 상기 전동기의 회전자와 일체로 회전하는 순환기구와, 상기 순환기구로 상기 케이싱 내를 순환시킨 작동유를 케이싱 밖으로 배출하는 배유구를 설치하여도 좋다. 이에 의하면, 회전자가 회전함으로써 순환기구로 유통로에 오일의 흐름을 발생시켜, 사판식 유압모터로부터의 작동유를 전동기의 냉각유로 효과 좋게 이용한 후에 배출시킬 수 있다.
아울러, 상기 사판식 유압모터의 외주부에 전동기의 회전자를 고정한 구성에 있어서, 상기 전동기의 축방향 전측과 후측의 케이싱에 설치된 급유구와 배유구로부터 강제 급유하여 상기 전동기의 회전자와 고정자 사이를 통과시킨 오일을 상기 배유구로부터 배출하는 강제순환기구를 구비하여도 좋다. 이에 의하면, 강제순환기구에 의하여 급유구로부터 케이싱 내에 강제 급유한 오일로 전동기의 고정자와 회전자 사이를 냉각하여 배유구로부터 배출하는 것이 가능하므로, 더욱 안정적인 전동기의 냉각이 가능하다. 또한, 전동기의 고정자와 회전자 사이에서의 이물질 체류도 방지할 수 있다. 또한, 강제 급유에 이용되는 작동유로는 사판식 유압모터의 흡입유 일부를 이용해도 좋다.
본 발명에 의하면, 간단한 구성으로 전동기와 사판식 유압모터를 일체로 설치하여 소형?경량화를 도모하고, 에너지 이용효율이 양호한 운전이 가능한 전동기 일체형 유압모터를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 전동기 일체형 유압모터를 나타낸 종단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 II-II선 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 전동기 일체형 유압모터를 나타낸 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 전동기 일체형 유압모터를 나타낸 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 전동기 일체형 유압모터를 나타낸 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시형태에 따른 전동기 일체형 유압모터를 나타낸 종단면도이다.
도 7은 변형예의 전동기 일체형 유압모터를 나타낸 종단면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 전동기 일체형 유압모터를 나타내는 종단면도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 II-II선 단면도이다. 이하의 설명에서는, 고정사판(10)을 구비한 사판식 유압모터(2)를 예로서 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 전동기 일체형 유압모터(1)는 사판식 유압모터(2)(이하 간단하게 「유압모터」라고 함)의 구동축(3)이 케이싱(4)의 전후 단부까지 연장된 연속한 축으로 구성되며, 이 구동축(3)은 케이싱(4) 내의 전후 단부에 설치된 베어링(5)과 중앙부에 설치된 베어링(6)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 케이싱(4) 앞부분에서의 베어링(5)의 외측에는 구동축(3) 주위를 밀봉하는 시일재(8)가 설치되어 있다.
그리고, 케이싱(4) 내의 구동축(3)의 앞부분에 상기 유압모터(3)가 설치되고, 구동축(3)의 뒷부분에 전동기(7)가 설치되어 있다. 이 실시형태에서는, 유압모터(2)와 전동기(7)가 구동축(3)에 직렬로 배치되어 있다.
상기 유압모터(2)는 고정사판(10)과, 상기 구동축(3)과 일체로 회전하는 실린더블록(11)을 구비하고 있다. 고정사판(10)은 케이싱(4)측에 설치된 경전기구(도시 생략)에 의하여 소정의 경사각으로 유지되어 있다. 실린더블록(11)에는 구동축(3)의 원주방향으로 복수의 실린더(12)가 설치되고, 실린더(12)들에는 그 실린더(12) 내에서 왕복운동 가능한 피스톤(13)이 각각 설치되어 있다. 피스톤(13)들은 일단(도면에서 좌측)이 상기 고정사판(10)에 접속되어 있고, 타단(도면에서 우측)으로부터 압력유가 급배되도록 되어 있다. 또한, 이 사판식 유압모터(2)를 구동하는 압력유의 급배기구는 도시를 생략하였다.
이 유압모터(2)는 구동축(3)의 원주방향으로 설치된 피스톤(13)의 반(反)사판측으로부터 압력유를 급배함으로써, 피스톤(13)과 고정사판(10) 사이에 압력유의 힘과 그 반력과의 합력에 의하여 피스톤(13) 및 실린더블록(11)을 돌도록 하는 토크가 발생하므로, 그 토크를 발생시키는 피스톤(13)을 원주방향으로 이동시켜 실린더블록(11)과 구동축(3)을 일체로 회전시킨다.
상기 전동기(7)는 회전자(16) 주위에 자석(17)이 설치되고, 고정자(18)에 전기자 권선(19)이 설치된 동기 전동기이다. 이 전동기(7)는 구동축(3)에 회전자(16)가 고정되고, 고정자(18)가 상기 케이싱(40) 내측에 고정되어 있다. 이 전동기(7)는 고정자(18)에 설치된 전기자 권선(19)에 전류를 흐르게 하여 자계를 발생시키고, 그 자계를 변화시킴으로써 그 전자기력으로 회전자(19)의 주위에 설치된 자석(17)에 구동력을 발생시켜 회전자(16)와 일체로 구동축(3)을 회전시키는 것이다. 한편, 이 전동기(7)의 구동에 관한 배선 등은 도시를 생략하였다. 또한, 자석을 사용하지 않은 유도 전동기이어도 좋다.
아울러, 도 2에 도시된 바와 같이, 고정자(18)의 주위에는 고정자(18)의 유압모터(2)측과 케이싱(4)의 뒤쪽을 연통시키는 냉각통로(20)가 설치되어 있다. 이 냉각통로(20)는 도 1에 도시된 바와 같이, 고정자(18)를 축방향으로 관통하도록 설치되고, 원주방향으로 복수개가 설치되어 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 케이싱(4)의 뒷부분에는 케이싱(4) 내로부터 유압모터(2)의 작동유(22)를 배출하는 배유구(21)가 설치되어 있다. 케이싱(4) 내에는 작동유(22)와 동일한 오일(23)이 충만되어 있다. 이에 의해, 유압모터(2)로부터의 작동유(22)는 고정자(18)에 설치된 냉각통로(20)를 통과하여, 케이싱(4)에 설치된 배유구(21)로부터 배출되도록 되어 있다. 이 냉각통로(20)로부터 배유구(21)를 통하여 배출된 작동유(22)는 필터 등을 통하여 유압모터(2)의 구동용 오일로서 재이용된다. 냉각에 이용되는 작동유(22)로서는, 유압모터(2)의 드레인 오일이나 흡입?배출유의 일부를 이용할 수 있다.
이러한 전동기 일체형 유압모터(1)에 의하면, 전동기(7)와 유압모터(2)를 동축 상에 배치하여 1개의 케이싱(4) 내에 수납함으로써, 양자의 결합부분을 간략화 하고, 전체 길이를 단축하여 소형화함과 함께 중량을 경감하여 경량화한 전동기 일체형 유압모터(1)를 구성하는 것이 가능하다. 아울러, 유압모터(2)의 작동유(22)를 전동기(7)의 냉각에 사용하기 때문에, 냉각을 위한 오일을 공급하기 위한 구성을 새로 설치할 필요가 없으므로, 이러한 점에서도 전동기 일체형 유압모터(1)를 소형?경량으로 구성하는 것이 가능하다.
또한, 정상운전시로부터의 감속시 등에 전동기(7)에 회생발전 작용을 행하여 회생전력을 축전기에 축적하도록 하면, 에너지 이용효율이 양호한 운전이 가능하다.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 전동기 일체형 유압모터를 나타내는 종단면도이다. 이 실시형태에서는 상기 도 1, 2에 도시한 전동기 일체형 유압모터(1)와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.
도시된 바와 같이, 이 실시형태에 따른 전동기 일체형 유압모터(25)는 유압모터(2)의 실린더블록(11)의 외주에 전동기(7)의 회전자(16)가 설치되고, 그 외주에 전동기(7)의 고정자(18)가 설치되어 있다. 이 고정자(18)는 케이싱(4)의 내측에 설치되어 있다. 상기 유압모터(2)의 실린더블록(11)과 전동기(7)의 회전자(16)의 결합구조는 실린더블록(11)과 일체로 회전자(16)를 회전시키는 것이 가능한 결합구조이면 좋다.
이 실시형태에서도, 유압모터(2)의 구동축(3)이 케이싱(4)의 전후 단부까지 연장되는 연속한 축으로 구성되고, 이 구동축(3)은 케이싱(4) 내의 전후 단부에 설치된 베어링(5, 6)에 의하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 케이싱(4)의 앞부분에서의 베어링(5) 외측에는 구동축(3)의 주위를 밀봉하는 시일재(8)가 설치되어 있다.
이와 같은 전동기 일체형 유압모터(25)에 의하면, 유압모터(2)와 전동기(7)의 구동축(3)을 공통화하여, 축방향 치수의 증대를 없게 함과 동시에 중량의 경감을 도모할 수 있다. 또한, 이 전동기 일체형 유압모터(25)에서도, 정상운전시로부터의 감속시 등에 전동기(7)에 회생발전 작용을 행하게 하여 회생전력을 축전지에 축척하도록 하면, 에너지의 이용효율이 양호한 운전이 가능하다.
도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 전동기 일체형 유압모터를 나타낸 종단면도이다. 이 실시형태에서도 상기 도 1, 2에 도시한 전동기 일체형 유압모터(1)와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.
도시된 바와 같이, 이 실시형태에 따른 전동기 일체형 유압모터(26)는 전동기(7)와 유압모터(2)가 병렬 배치되어, 유압모터(2)에 의한 구동축(3)의 구동과, 전동기(7)에 의한 감속기구(27)를 통한 구동축(3)의 구동이 가능하게 되어 있다.
이 실시형태에서도, 유압모터(2)의 구동축(3)이 케이싱(4)의 전후 단부까지 연장되는 연속한 축으로 구성되고, 이 구동축(3)은 케이싱(4) 내의 전후 단부에 설치된 베어링(5, 6)에 의하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 케이싱(4)의 앞부분에서의 베어링(5) 외측에는 구동축(3)의 주위를 밀봉하는 시일재(8)가 설치되어 있다. 또한, 전동기(7)가 설치된 전동축(28)도 케이싱 내의 전후 단부에 설치된 베어링(29)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.
상기 감속기구(27)는 구동축(3)에 설치된 구동축 기어(30)와, 전동축(28)에 설치된 전동축 기어(31)로 구성되어 있다. 또한, 이들 기어는 전동축 기어(31)의 회전수를 감속하여 구동축 기어(30)를 회전시키도록 되어 있다.
이와 같은 전동기 일체형 유압모터(26)에 의하면, 동일한 케이싱(4) 내에 전동기(7)와 유압모터(2)를 일체로 설치하여, 간단한 구성으로 소형?경량화를 도모하는 전동기 일체형 유압모터(26)를 제공할 수 있다. 아울러, 이 실시형태에 의하면, 감속기구(27)의 감속비를 적절하게 선택하여 전동기(7)와 유압모터(2)의 정격 회전수를 자유롭게 설정할 수 있으므로, 유압모터(2)에 의한 구동축(3)의 구동과 전동기(7)에 의한 구동축(3)의 구동을 최적의 조합으로 설정한 전동기 일체형 유압모터(26)를 구성할 수 있다.
또한, 이 전동기 일체형 유압모터(26)에서도, 정상운전시로부터의 감속시 등에 전동기(7)에 회생발전 작용을 행하게 하여 회생전력을 축전지에 축척하도록 하면, 에너지의 이용효율이 양호한 운전이 가능하다.
이와 같이, 도 1 내지 도 4에 도시된 전동기 일체형 유압모터(1, 25, 26)들에 의하면, 유압모터(2)와 전동기(7) 사이에 격벽을 설치하지 않고 이들을 동일한 케이싱 내에 설치하여, 간단한 구성으로 전동기(7)를 일체로 설치한 소형?경량의 전동기 일체형 유압모터를 제공할 수 있음과 함께, 에너지 이용효율이 양호한 운전이 가능하다.
또한, 도 1, 3에 도시된 바와 같이, 유압모터(2)의 작동유(22)를 케이싱(4)의 내부에서 순환시킴으로써 전동기(7)의 권선 및 회전자(16)의 냉각에 이용하고 있으므로, 전동기 손실로서 발생하는 열을 작동유(22)를 매체로 하여 외부로 배출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 전동기 일체형 유압모터를 나타내는 종단면도이다. 이 실시형태에서도 상기 도 1, 2에 도시된 전동기 일체형 유압모터(1)와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.
도시된 바와 같이, 이 실시형태에 따른 전동기 일체형 유압모터(35)는 유압모터(2)의 외주부에 전동기(7)의 회전자(16)가 고정되고, 그 외주부에 고정자(18)가 설치되어 있다. 고정자(18)는 케이싱(4)의 내측에 고정되어 있으며, 이 고정자(18)의 원주방향에는 고정자(18)를 축방향으로 관통하는 냉각통로(20)가 복수개 설치되어 있다. 또한, 전동기(7)의 회전자(16)에는 축방향으로 관통하는 유통로(36)가 설치되어 있다. 이 유통로(36)는 냉각통로(20)와 마찬가지로 회전자(16)의 원주방향으로 복수개가 설치되어 있다.
한편, 회전자(16) 일단측(본 예에서는 사판(10)측)에 순환기구로서 날개모양의 핀(fin)이 설치되어 있고, 이 핀(37)이 회전함으로써 케이싱(4) 내의 오일을 바깥방향으로 흐르게 하도록 되어 있다. 또한, 유압모터(2)와 전동기(7)에 의한 구동축(3)의 구동은 상기 제2 실시형태와 마찬가지이므로, 그 설명은 생략한다.
이와 같은 전동기 일체형 유압모터(35)에 의하면, 핀(37)에 의한 원심력으로 케이싱(4) 내의 작동유(22)에 바깥방향의 적극적인 흐름을 만들어, 이 작동유(22)를 전동기(7)의 주요한 발열부분인 전기자 권선(19)으로 흘려보냄으로써 더욱 양호한 냉각효과를 발휘할 수 있다.
아울러, 전동기(7)의 회전자(16) 내부에 작동유(22)가 통과하는 유통로(36)를 형성하고 있으므로, 작동유(22)의 내부순환량을 증대시켜 전동기(7)의 회전자(16)를 더욱 효율적으로 냉각시킬 수 있으며, 냉각효율을 더욱 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 이 전동기 일체형 유압모터(35)에서도, 정상운전시로부터의 감속시 등에 전동기(7)에 회생발전 작용을 행하게 하여 회생전력을 축전지에 축척하도록 하면, 에너지의 이용효율이 양호한 운전이 가능하다.
도 6은 본 발명의 제5 실시형태에 따른 전동기 일체형 유압모터를 나타내는 종단면도이다. 이 실시형태에서도 상기 도 1, 2에 도시된 전동기 일체형 유압모터(1)와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.
도시된 바와 같이, 이 실시형태에 따른 전동기 일체형 유압모터(41)는 유압모터(2)의 실린더블록(11)의 외주에 전동기(7)의 회전자(16)가 설치되고, 그 외주에 전동기(7)의 고정자(18)가 설치되어 있다. 그리고, 이 실시형태의 케이싱(4)에는 전동기(7)의 축방향 앞쪽에 배유구(42)가 설치되고, 축방향 뒤쪽에 급유구(43)가 설치되어 있다. 이들 급유구(43)와 배유구(42) 사이에는 급유구(43)로부터 작동유를 공급하여 배유구(42)로부터 회수하는 강제순환기구(44)가 구비되어 있다. 이 강제순환기구(44)로는, 예를 들어, 이러한 종류의 유압장치에 구비되어 있는 파일럿 펌프(P)를 이용하고, 이 파일럿 펌프(P)로부터의 압력유를 급유구(43)로부터 공급하여 배유구(42)로부터 회수함으로써, 새로운 펌프를 설치하지 않고 작동유(22)를 강제 냉각하는 기구를 구성할 수 있다. 아울러, 이러한 강제 냉각방식을 채용하는 경우, 일반적으로 냉각 매체를 냉각하여 순환시키기 위한 전용장치가 외부에 필요하지만, 통상 유압장치에서는 작동유의 냉각장치가 설치되어 있으므로, 전동기(7)를 위한 새로운 냉각장치를 설치할 필요도 없다. 또한, 파일럿 펌프(P) 대신에 유압모터(2)의 흡입유 일부를 이용하면, 강제순환기구(44)를 외부에 설치할 필요도 없게 된다. 한편, 유압모터(2)와 전동기(7)에 의한 구동축(3)의 구동은 상기 제2 실시형태와 마찬가지이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
이와 같은 전동기 일체형 유압모터(41)에 의하면, 강제순환기구(44)에 의하여 비교적 압력이 높은 작동유(22)를 케이싱(4)의 급유구(43)로부터 케이싱(4) 내에 주입하고, 이 작동유(22)를 케이싱(4) 내의 회전자(16)와 고정자(18) 사이에서 강제 순환시켜 배유구(42)로부터 회수함으로써, 더욱 높은 냉각효과를 얻을 수 있다. 또한, 이 실시형태에 의하면, 상기한 제1～4의 실시형태에서의 작동유(22)에 비하여, 온도가 낮은 파일럿 오일(작동유(22))을 사용함으로써, 더욱 냉각효율을 향상시키는 것이 가능하다. 아울러, 이 실시형태의 경우, 가압된 파일럿 오일(작동유(22))을 전동기(7)의 회전자(16)와 고정자(18) 사이에 낀 공간에 고속으로 흘려보내, 이물의 체류를 방지하는 것도 가능하다. 또한, 이와 같은 강제냉각에 의하여, 전동기(7)의 소형?경량화도 실현 가능하게 된다. 또한, 이 전동기 일체형 유압모터(41)에서도, 정상운전시로부터의 감속시 등에 전동기(7)에 회생발전 작용을 행하게 하여 회생전력을 축전지에 축척하도록 하면, 에너지의 이용효율이 양호한 운전이 가능하다.
도 7은 변형예의 전동기 일체형 유압모터를 나타내는 종단면도로서, 이 도면에 기초하여 변형예를 설명한다. 한편, 상기 실시형태에서의 구성과 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 설명한다. 이 전동기 일체형 유압모터(51)는 유압모터(2)의 케이싱(52)과 전동기(7)의 케이싱(53)을 접합부(54)에 의하여 접합하고 있다. 이 접합부(54)에는 유통로(55, 56)가 설치되어, 유압모터(2)의 케이싱(52) 내와 전동기(7)의 케이싱(53) 내를 연통시키고 있다. 또한, 유압모터(2)의 구동축(3)과 전동기(7)의 전동축(28)은 스플라인(58) 등에 의하여 연결되어, 연속한 축으로 형성되어 있다. 전동축(28)과 접합부(54) 사이에는 시일재(57)가 설치되어 있다. 아울러, 유압모터(2)의 케이싱(52)에는 급유구(43)와 배유구(42)가 설치되어 있다.
그리고, 급유구(43)로부터 급유한 작동유(22)를 유통로(55)로부터 전동기(7)측으로 보내고, 전동기(7)의 냉각통로(20)를 통과시킨 작동유(22)를 유통로(56)로부터 유압모터(2)측으로 보내어, 배유구(42)로부터 배출하도록 되어 있다. 이와 같이, 유압모터(2)와 전동기(7)를 개별적으로 구성하고, 전동기(7)에 유압모터(2)로부터 작동유(22)를 보내는 구조로 하여도 좋다.
또한, 상술한 전동기 일체형 유압모터(1, 25, 26, 35, 41)에 의하면, 유압모터(2)와 전동기(7)를 병용하기 위하여, 양자를 적절하게 제어함으로써 운전 개시시나 정지시의 쇼크 완화, 매끄러운 가감속 운전, 정지시의 흔들림 방지 등, 전동기 일체형 유압모터(1, 25, 26, 35, 41)를 이용하는 산업기계에 적합하도록 조작감을 개선할 수 있다.
아울러, 이들 전동기 일체형 유압모터(1, 25, 26, 35, 41)에 의하면, 구동축(3)만이 외부로 노출되어 있기 때문에, 기설된 산업기계에 탑재되어 있는 현행의 기구구성 중 유압모터의 부분만을 교환하는 것으로, 현행의 감속기 등의 다른 구조를 변경하지 않고 기존 기계의 간단한 개선만으로 에너지 절감을 달성할 수 있다.
또한, 상기 유압모터(2)의 부분을 유압펌프로서 사용하는 경우에는, 종래의 엔진에 의한 구동구성에 비하여 회전부분이 전혀 외부로 노출되지 않는 일체형 유압유닛으로 구성할 수도 있으며, 플렉서블한 기기 배치가 가능하게 됨과 함께, 소형?경량으로 설치장소의 자유도가 우수한 유압유닛을 실현할 수 있다.
아울러, 상술한 실시형태는 일례를 나타낸 것으로서, 상기 각 실시형태에서의 각 구성을 사용조건 등에 따라서 적절하게 조합하거나, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지 변경은 가능하며, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 전동기 일체형 유압모터는 건설기계나 선박용 윈치, 그 외의 유압모터를 이용하는 산업기계에 이용될 수 있다.
1 전동기 일체형 유압모터
2 사판식 유압모터
3 구동축
4 케이싱
7 전동기
10 고정사판
11 실린더 블록
13 피스톤
16 회전자
18 고정자
20 냉각통로
21 배유구
22 작동유
23 오일
25 전동기 일체형 유압모터
26 전동기 일체형 유압모터
27 감속기구
28 전동축
35 전동기 일체형 유압모터
36 유(油)통로
37 핀(fin)
41 전동기 일체형 유압모터
42 배유구
43 급유구
44 강제순환기구

Claims (7)

  1. 사판식 유압모터와 전동기를 동일한 케이싱 내에 설치한 전동기 일체형 유압모터로서,
    상기 케이싱 내에 작동유를 충만시키고,
    상기 사판식 유압모터의 구동축을 상기 케이싱의 전후 단부까지 연속하게 하여, 상기 케이싱 내의 전후 단부에서 지지하는 구성으로 하며,
    상기 사판식 유압모터의 외주부에 설치된 상기 전동기의 회전자와,
    상기 케이싱의 내측에 설치된 상기 전동기의 고정자와,
    상기 전동기의 고정자를 축방향으로 관통하는 냉각통로와,
    상기 사판식 유압모터와 상기 전동기의 회전자 사이에서 구동축 축방향으로 관통하는 유통로와,
    상기 전동기의 회전자와 일체로 회전하는 순환기구와,
    상기 작동유를 상기 케이싱 밖으로 배출하는 배유구를 설치하고,
    상기 순환기구로 상기 케이싱 내에 충만한 상기 작동유의 내부순환량을 증대시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 전동기 일체형 유압모터.
  2. 사판식 유압모터와 전동기를 동일한 케이싱 내에 설치한 전동기 일체형 유압모터로서,
    상기 케이싱 내에 작동유를 충만시키고,
    상기 사판식 유압모터의 구동축을 상기 케이싱의 전후 단부까지 연속하게 하여, 상기 케이싱 내의 전후 단부에서 지지하는 구성으로 하며,
    상기 사판식 유압모터의 외주부에 설치된 상기 전동기의 회전자와,
    상기 케이싱의 내측에 설치된 상기 전동기의 고정자와,
    상기 전동기의 축방향 앞쪽과 뒤쪽의 케이싱에 설치된 급유구 및 배유구와,
    상기 급유구로부터 강제 급유하여 상기 전동기의 회전자와 고정자 사이를 통과시킨 작동유를 상기 배유구로부터 배출하는 강제순환기구와,
    상기 강제순환기구로서 상기 사판식 유압모터에 파일럿 오일을 공급하는 파일럿 펌프를 이용하도록 구성한 것을 특징으로 하는 전동기 일체형 유압모터.
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5388560B2 (ja) * 2008-12-15 2014-01-15 東芝機械株式会社 油圧電動ハイブリッド型モータおよび同モータを組み込んだ旋回駆動機構を有する油圧ショベル
JP5396882B2 (ja) * 2009-01-23 2014-01-22 コベルコ建機株式会社 ハイブリッド作業機械の電動機冷却装置
JP5174090B2 (ja) * 2010-06-30 2013-04-03 日立建機株式会社 建設機械の旋回装置
EP2607696B1 (en) * 2010-08-17 2019-10-02 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Integrated electro-hydraulic device
JP5600274B2 (ja) * 2010-08-18 2014-10-01 川崎重工業株式会社 作業機械の電液駆動システム
US8432074B2 (en) * 2010-08-23 2013-04-30 Remy Technologies, L.L.C. Disk style centrifugal pump
US20130000481A1 (en) * 2010-11-16 2013-01-03 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Cooling structure of cylinder block and swash plate type liquid-pressure apparatus including same
JP5356423B2 (ja) * 2011-01-21 2013-12-04 日立建機株式会社 旋回体を有する建設機械
JP5751663B2 (ja) * 2011-02-01 2015-07-22 ナブテスコ株式会社 電気油圧ハイブリッドモータ
JP5367005B2 (ja) * 2011-03-30 2013-12-11 東芝機械株式会社 油圧電気ハイブリッドモータ
JP5869823B2 (ja) * 2011-09-30 2016-02-24 ナブテスコ株式会社 電気油圧ハイブリッドモータ及び電気油圧ハイブリッドモータを搭載した建設機械
JP5767996B2 (ja) * 2012-03-29 2015-08-26 カヤバ工業株式会社 流体圧駆動ユニット
JP5934543B2 (ja) * 2012-03-29 2016-06-15 Ｋｙｂ株式会社 流体圧駆動ユニット
US10267149B2 (en) 2013-08-05 2019-04-23 Lester J. Erlston Combined electric and hydraulic motor
US20150159475A1 (en) * 2013-12-05 2015-06-11 Baker Hughes Incorporated Downhole Apparatus Using Induction Motors with Magnetic Fluid in Rotor-Stator Gap
AU2014203708B1 (en) * 2014-07-07 2015-06-18 Paul Vincent Hampton Movement generating device
JP2016171703A (ja) * 2015-03-13 2016-09-23 川崎重工業株式会社 電気式回転機
GB201608449D0 (en) * 2016-05-13 2016-06-29 Rolls Royce Controls & Data Services Ltd Axial piston pump
EP3571427B1 (en) 2017-01-23 2022-03-16 Danfoss Power Solutions II Technology A/S Pump/motor with integrated variator for use in hydraulic systems
US10658915B2 (en) * 2017-06-08 2020-05-19 The Boeing Company Rotating machine having magnetically actuated pistons
CN112360675B (zh) * 2020-09-18 2022-02-11 燕山大学 一种具有三相绕组和磁化缸体的内曲线马达
US20230383748A1 (en) * 2020-12-08 2023-11-30 Parker-Hannifin Corporation Systems and Assemblies for an Electric Motor with Integrated Hydraulic Pump and Electronic Drive Device
KR20220153400A (ko) 2021-05-11 2022-11-18 현대자동차주식회사 프로펠러용 구동기를 이용한 오일 분산 시스템
US11760228B2 (en) * 2021-05-11 2023-09-19 Hyundai Motor Company Electric power and thermal management system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11303724A (ja) 1998-04-20 1999-11-02 Nagatomo Ryutai Kikai Kenkyusho:Kk 電動油圧複合変速装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1269748A (fr) * 1960-07-06 1961-08-18 Citroen Sa Andre Perfectionnement à l'entraînement des génératrices électriques
JPS4923493B1 (ko) * 1967-10-05 1974-06-17
US4729717A (en) * 1986-12-24 1988-03-08 Vickers, Incorporated Power transmission
US5220225A (en) 1992-06-17 1993-06-15 Vickers, Incorporated Integrated electric motor driven inline hydraulic apparatus
JPH0777155A (ja) * 1993-06-30 1995-03-20 Tokimec Inc 回転運動装置
JPH08251868A (ja) 1995-03-06 1996-09-27 Komatsu Ltd 電気油圧ハイブリッドモータ
JP3584999B2 (ja) 1995-03-06 2004-11-04 株式会社小松製作所 電気油圧ハイブリッドモータとその制御装置およびその制御方法
JPH0988807A (ja) * 1995-09-28 1997-03-31 Yuken Kogyo Co Ltd モータ一体型油圧ポンプ装置
JP3275129B2 (ja) * 1996-03-25 2002-04-15 日立建機株式会社 減速機付き油圧モータ装置
US5708311A (en) * 1996-07-17 1998-01-13 Vickers, Inc. Integrated electric motor driven in line hydraulic pump
JPH10103112A (ja) * 1996-09-26 1998-04-21 Daikin Ind Ltd 油圧駆動装置
JP2000161195A (ja) * 1998-11-25 2000-06-13 Kayaba Ind Co Ltd 油圧モータにおける冷却構造
JP2001193639A (ja) * 2000-01-11 2001-07-17 Toyota Autom Loom Works Ltd 電動斜板圧縮機
JP2001280247A (ja) * 2000-03-31 2001-10-10 Toyota Autom Loom Works Ltd 電動圧縮機
BR0207848A (pt) * 2001-03-06 2004-06-22 Honda Motor Co Ltd Expansor
JP4066633B2 (ja) * 2001-10-09 2008-03-26 株式会社豊田自動織機 流体加圧ポンプおよび流体タンクユニット
JP2003166467A (ja) * 2001-11-29 2003-06-13 Toyota Industries Corp 車両用回転機械
US7014428B2 (en) * 2002-12-23 2006-03-21 Visteon Global Technologies, Inc. Controls for variable displacement compressor
US7182583B2 (en) * 2004-02-06 2007-02-27 Sauer-Danfoss Inc. Electro-hydraulic power unit with a rotary cam hydraulic power unit
JP4517703B2 (ja) * 2004-04-01 2010-08-04 コベルコ建機株式会社 旋回式作業機械
JP4509877B2 (ja) 2005-06-29 2010-07-21 キャタピラージャパン株式会社 作業機械のハイブリッドシステム
US20070053780A1 (en) * 2005-09-02 2007-03-08 Sauer-Danfoss Inc. Improved design of integrated electro-hydraulic power unit

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11303724A (ja) 1998-04-20 1999-11-02 Nagatomo Ryutai Kikai Kenkyusho:Kk 電動油圧複合変速装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2261499A4 (en) 2016-06-01
EP2261499A1 (en) 2010-12-15
EP2261499B1 (en) 2018-05-02
JP2009209725A (ja) 2009-09-17
KR20100126656A (ko) 2010-12-02
US20110001370A1 (en) 2011-01-06
CN101960139A (zh) 2011-01-26
US8358042B2 (en) 2013-01-22
JP4833237B2 (ja) 2011-12-07
CN101960139B (zh) 2013-06-05
WO2009110043A1 (ja) 2009-09-11

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