TWI624137B - Power module - Google Patents

Abstract

一種動力模組，包含一電動機、一與電動機連接的減速機、一外殼，及一冷卻流道系統。外殼包括一主殼體、一前框體，及一後框體。主殼體容置電動機，且具有位於相反兩側的一前端面及一後端面。前框體連接於主殼體的前端面且容置減速機。後框體連接於主殼體的後端面。冷卻流道系統包括一分布於主殼體的第一流道區、一分布於前框體並與第一流道區相連通的第二流道區，及形成於後框體並與第一流道區相連通的一輸入口及一輸出口，用以供一冷卻流體由輸入口進入冷卻流道系統，經由冷卻流道系統流經主殼體及前框體後，由輸出口流出。

Description

動力模組

本發明是有關於一種動力模組，特別是指一種含有減速機及電動機的動力模組。

一般減速機運轉時，因磨擦損耗能量增加，造成溫升過高，容易影響壽命，故減速機通常含有潤滑油，以潤滑及散熱。其散熱方式是藉由潤滑油帶走齒輪等傳動機件摩擦產生的熱能，並使潤滑油循環至機殼或殼底，再透過機殼或殼底的鰭片進行氣冷散熱，其結構配置較為複雜。而且當散熱需求增加時，即需要更多潤滑油，且需要更大的儲油裝置來儲存潤滑油，同時，也需要增加散熱鰭片的散熱能力。

再者，一般減速機常搭配電動機使用，使用液冷系統的減速機與電動機組裝後，需要再組裝減速機及電動機冷卻系統的管路、接頭等，使得製作成本較高且組裝工序較為複雜。

因此，本發明之其中一目的，即在提供一種使減速機與電動機具有一體式冷卻系統的動力模組。

於是，本發明動力模組在一些實施態樣中，是包含一電動機、一與該電動機連接的減速機、一外殼，及一冷卻流道系統。該外殼包括一主殼體、一前框體，及一後框體，該主殼體容置該電動機，且具有位於相反兩側的一前端面及一後端面，該前框體連接於該主殼體的前端面且容置該減速機，該後框體連接於該主殼體的後端面。該冷卻流道系統包括一分布於該主殼體的第一流道區、一分布於該前框體並與該第一流道區相連通的第二流道區，及形成於該後框體並與第一流道區相連通的一輸入口及一輸出口，用以供一冷卻流體由該輸入口進入該冷卻流道系統，經由該冷卻流道系統流經該主殼體及該前框體後，由該輸出口流出。

在一些實施態樣中，該第二流道區具有一環繞該減速機的環形段，且該環形段由該減速機與該前框體共同界定。

在一些實施態樣中，該第一流道區以迂迴延伸方式分布於該主殼體並環繞該電動機，該第二流道區具有一環繞該減速機的環形段。

在一些實施態樣中，該環形段由該減速機與該前框體共同界定。

在一些實施態樣中，該第一流道區具有多條彼此相間隔地沿一前後方向貫穿該前端面及該後端面的主流道、多條緊鄰並貫穿該前端面且各自連接其中兩相鄰的主流道的第一連接段，及多條緊鄰並貫穿該後端面且各自連接其中兩相鄰的主流道的第二連接段，該等第一連接段與該等第二連接段所連接的相鄰主流道的位置相錯開，以與該等主流道共同形成迂迴連接的流道。

在一些實施態樣中，該第一流道區沿該主殼體的軸心呈軸對稱分布，該等第二連接段其中兩個分別位於一通過該軸心的直線的兩端且分別連接該輸入口與該輸出口，以使該冷卻流體由該輸入口進入與該輸入口連接的該第二連接段後往與該第二連接段連接的兩主流道分流成兩股次流體，該兩股次流體各自流經分布於各半個主殼體的流道後再匯流於與該輸出口連接的該第二連接段，以從該輸出口流出。

在一些實施態樣中，該第二流道區還具有一連接該環形段與該第一流道區的一輸入段及一輸出段，該輸入段與該輸出段的位置分別對應該輸入口與該輸出口，且定義與該輸入口連接的該第二連接段及與該第二連接段連接的兩主流道為輸入流道，及定義與該輸出口連接的該第二連接段及與該第二連接段連接的兩主流道為輸出流道，其中該輸入段與該輸入流道相連通，且該輸出段與該輸出流道相連通。

本發明至少具有以下功效：電動機與減速機可分別組裝於主殼體及前框體後，再組裝在一起，而將主殼體與前框體組裝後即可使第一流道區與第二流道區連接，不需要再另外使用管路、接頭等零件，整體組裝工序簡單而快速，不僅可以節省成本，且可以使用循環的冷卻流體將熱能帶走，而能大幅提升散熱效能。

參閱圖1至圖3，本發明動力模組之一實施例，包含一電動機1、一與該電動機1連接的減速機2、一外殼3及一冷卻流道系統4。

該外殼3包括一主殼體31、一前框體32，及一後框體33。該主殼體31呈筒狀並容置該電動機1，且具有位於相反兩側的一前端面311及一後端面312。該前框體32連接於該主殼體31的前端面311且容置該減速機2。該後框體33連接於該主殼體31的後端面312。

參閱圖4至圖6，該冷卻流道系統4包括一分布於該主殼體31的第一流道區41、一分布於該前框體32並與該第一流道區41相連通的第二流道區42，及形成於該後框體33並與第一流道區41相連通的一輸入口43及一輸出口44，用以供一冷卻流體F，例如冷卻水，由該輸入口43進入該冷卻流道系統4，經由該冷卻流道系統4流經該主殼體31及該前框體32後，由該輸出口44流出。

另配合參閱圖7至圖9，在本實施例中，該第一流道區41具有多條彼此相間隔地沿一前後方向D貫穿該前端面311及該後端面312的主流道411、多條緊鄰並貫穿該前端面311且各自連接其中兩相鄰的主流道411的第一連接段412，及多條緊鄰並貫穿該後端面312且各自連接其中兩相鄰的主流道411的第二連接段413，該等第一連接段412與該等第二連接段413所連接的相鄰主流道411的位置相錯開，以與該等主流道411共同形成迂迴連接的流道。具體而言，在本實施例中，該第一流道區41沿該主殼體31的軸心呈軸對稱分布，包括八條主流道411及各四條第一連接段412與第二連接段413。該等第一連接段412依序間隔地連接相鄰的兩條主流道411，而在相鄰前端面311處形成兩兩一組、共四組相連通的主流道411。同樣地，該等第二連接段413依序間隔地連接相鄰的兩條主流道411，而在相鄰後端面312處形成兩兩一組、共四組相連通的主流道411，但是該等第一連接段412與該等第二連接段413所連接的主流道411相交錯，而使該等主流道411能相連通，亦即能使該第一流道區41以迂迴延伸方式分布於該主殼體31並環繞該電動機1。該等第二連接段413其中兩個分別位於一通過該軸心的直線L的兩端，亦即在主殼體31的一直徑的兩端，且分別連接該輸入口43(見圖5)與該輸出口44，亦即該輸入口43與該輸出口44是位於可以將該主殼體31對剖為兩半的切線上。配合圖6所示的流道展開示意圖說明，如此可以使該冷卻流體F由該輸入口43進入與該輸入口43連接的該第二連接段413後，往與該第二連接段413連接的兩主流道411分流成兩股次流體F1、F2，該兩股次流體F1、F2各自流經分布於各半個主殼體31的流道後再匯流於與該輸出口44連接的該第二連接段413，以從該輸出口44流出。也就是說，兩股次流體F1、F2分別由連接輸入口43的第二連接段413進入後會沿著主流道411、第一連接段412、主流道411、第二連接段413、主流道411、第一連接段412、主流道411，然後兩股次流體F1、F2再進入與輸出口44連接的第二連接段413匯流後，由輸出口44流出。如此每股次流體F1(F2)即流過分布於半個主殼體31的四個主流道411，可以充分將電動機1產生的熱能帶走。

另配合參閱圖10與圖11，該第二流道區42具有一環繞該減速機2的環形段421、一連接該環形段421與該第一流道區41的一輸入段422及一輸出段423。該輸入段422與該輸出段423的位置分別對應該輸入口43與該輸出口44，且定義與該輸入口43連接的該第二連接段413及與該第二連接段413連接的兩主流道411為輸入流道，及定義與該輸出口44連接的該第二連接段413及與該第二連接段413連接的兩主流道411為輸出流道，其中該輸入段422與該輸入流道相連通，且該輸出段423與該輸出流道相連通。配合圖6所示的流道展開示意圖說明，在本實施例中，第一流道區41與第二流道區42以並聯的方式連接，當冷卻流體F由輸入口43進入與其相連的第二連接段413後，兩股次流體F1、F2分別進入兩主流道411 (輸入流道)並在到達前端面311時一部分流向與對應主流道411 (輸入流道)連接的第一連接段412，另一部分則進入第二流道區42的輸入段422，匯流於輸入段422的流體進入環形段421後再分流，分別流過半個環形段421後，再匯流於輸出段423，然後流入最接近該輸出口44的兩主流道411 (輸出流道)，而與流經第一流道區41的流體匯流後由輸出口44流出，由此整個冷卻流道系統4可以使冷卻流體F循環流動。

再參閱圖3至圖6，在本實施例中，該前框體32具有一連接該主殼體31的前蓋板321、一由該前蓋板321往前凸伸的圍繞壁322，及兩個連接該前蓋板321與該圍繞壁322且呈中空的轉接部323。該後框體33具有一連接該主殼體31的後蓋板331。該前蓋板321覆蓋該主殼體31的前端面311，該後蓋板331覆蓋該主殼體31的後端面312，使該主殼體31、該前框體32與該後框體33共同界定出該第一流道區41。該減速機2具有一機殼21，且在該機殼21表面形成有一環繞的凹槽211，使該減速機2組裝於該前框體32後與該圍繞壁322共同界定出該第二流道區42的環形段421 (見圖10)，藉此冷卻流體F可以直接接觸減速機2，增加散熱傳導的效能。該等轉接部323分別界定出該輸入段422與該輸出段423，每一轉接部323形成一L形的通道(見圖11)以連通該第一流道區41及該環形段421。該後框體33還具有兩個分別環繞輸入口43與輸出口44的中空圓柱332，以供輸送冷卻流體F的外接管路連接。

在本實施例中，電動機1與減速機2可分別組裝於主殼體31及前框體32後，再組裝在一起，而將主殼體31與前框體32組裝後即可使第一流道區41與第二流道區42連接，不需要再另外使用管路、接頭等零件，整體組裝工序簡單而快速，不僅可以節省成本，且可以使用循環的冷卻流體F將熱能帶走，而能大幅提升散熱效能。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧電動機
2‧‧‧減速機
21‧‧‧機殼
211‧‧‧凹槽
3‧‧‧外殼
31‧‧‧主殼體
311‧‧‧前端面
312‧‧‧後端面
32‧‧‧前框體
321‧‧‧前蓋板
322‧‧‧圍繞壁
323‧‧‧轉接部
33‧‧‧後框體
331‧‧‧後蓋板
332‧‧‧中空圓柱
4‧‧‧冷卻流道系統
41‧‧‧第一流道區
411‧‧‧主流道
412‧‧‧第一連接段
413‧‧‧第二連接段
42‧‧‧第二流道區
421‧‧‧環形段
422‧‧‧輸入段
423‧‧‧輸出段
43‧‧‧輸入口
44‧‧‧輸出口
D‧‧‧前後方向
F‧‧‧冷卻流體
F1‧‧‧次流體
F2‧‧‧次流體
L‧‧‧直線

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明動力模組的一實施例的一立體圖； 圖2是圖1的另一視角的視圖； 圖3是該實施例的一立體分解圖； 圖4是該實施例的一立體分解圖； 圖5是圖4的另一視角的視圖； 圖6是該實施例的一冷卻流道系統的流道展開示意圖； 圖7是該實施例的主殼體的前視圖； 圖8是該實施例的主殼體的後視圖； 圖9是該實施例的主殼體的中間區段的一剖視圖； 圖10是該實施例的一立體剖視圖；及 圖11是該實施例的一剖視圖。

Claims (7)

1. 一種動力模組，包含： 一電動機； 一減速機，與該電動機連接； 一外殼，包括一主殼體、一前框體，及一後框體，該主殼體容置該電動機，且具有位於相反兩側的一前端面及一後端面，該前框體連接於該主殼體的前端面且容置該減速機，該後框體連接於該主殼體的後端面；及 一冷卻流道系統，包括一分布於該主殼體的第一流道區、一分布於該前框體並與該第一流道區相連通的第二流道區，及形成於該後框體並與第一流道區相連通的一輸入口及一輸出口，用以供一冷卻流體由該輸入口進入該冷卻流道系統，經由該冷卻流道系統流經該主殼體及該前框體後，由該輸出口流出。
2. 如請求項1所述動力模組，其中，該第二流道區具有一環繞該減速機的環形段，且該環形段由該減速機與該前框體共同界定。
3. 如請求項1所述動力模組，其中，該第一流道區以迂迴延伸方式分布於該主殼體並環繞該電動機，該第二流道區具有一環繞該減速機的環形段。
4. 如請求項3所述動力模組，其中，該環形段由該減速機與該前框體共同界定。
5. 如請求項3所述動力模組，其中，該第一流道區具有多條彼此相間隔地沿一前後方向貫穿該前端面及該後端面的主流道、多條緊鄰並貫穿該前端面且各自連接其中兩相鄰的主流道的第一連接段，及多條緊鄰並貫穿該後端面且各自連接其中兩相鄰的主流道的第二連接段，該等第一連接段與該等第二連接段所連接的相鄰主流道的位置相錯開，以與該等主流道共同形成迂迴連接的流道。
6. 如請求項5所述動力模組，其中，該第一流道區沿該主殼體的軸心呈軸對稱分布，該等第二連接段其中兩個分別位於一通過該軸心的直線的兩端且分別連接該輸入口與該輸出口，以使該冷卻流體由該輸入口進入與該輸入口連接的該第二連接段後往與該第二連接段連接的兩主流道分流成兩股次流體，該兩股次流體各自流經分布於各半個主殼體的流道後再匯流於與該輸出口連接的該第二連接段，以從該輸出口流出。
7. 如請求項6所述動力模組，其中，該第二流道區還具有一連接該環形段與該第一流道區的一輸入段及一輸出段，該輸入段與該輸出段的位置分別對應該輸入口與該輸出口，且定義與該輸入口連接的該第二連接段及與該第二連接段連接的兩主流道為輸入流道，及定義與該輸出口連接的該第二連接段及與該第二連接段連接的兩主流道為輸出流道，其中該輸入段與該輸入流道相連通，且該輸出段與該輸出流道相連通。