WO2014054577A1 - 水冷モータ構造および水冷用ハウジング - Google Patents

水冷モータ構造および水冷用ハウジング Download PDF

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WO2014054577A1
WO2014054577A1 PCT/JP2013/076530 JP2013076530W WO2014054577A1 WO 2014054577 A1 WO2014054577 A1 WO 2014054577A1 JP 2013076530 W JP2013076530 W JP 2013076530W WO 2014054577 A1 WO2014054577 A1 WO 2014054577A1
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WO
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water
flow path
cooling
lid
cylindrical
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Application number
PCT/JP2013/076530
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English (en)
French (fr)
Inventor
順一 浦田
雄飛 中西
Original Assignee
株式会社Ｓｃｈａｆｔ
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Publication date
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Priority to EP13843695.1A priority patent/EP2905881A4/en
Priority to US14/432,904 priority patent/US9768662B2/en
Publication of WO2014054577A1 publication Critical patent/WO2014054577A1/ja
Priority to US15/677,682 priority patent/US20180041090A1/en

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil

Definitions

  • the present invention relates to a water cooling motor structure and a water cooling housing that are easy to manufacture and have high cooling capacity.
  • Patent Document 1 a motor cooling device in which a cooling water flow path is provided in a space between an inner cylinder and an outer cylinder of a cylindrical frame in which a stator and a rotor are fitted.
  • a plurality of partition plates are provided in the cooling water flow path along the axial direction of the cylindrical frame, and the cooling water supplied from the cooling water inlet pipe is supplied to one end side and the other end side of the cylindrical frame. It has the structure which guides toward a cooling water exit pipe
  • JP-A-1-136540 Japanese Utility Model Publication No. 5-88185 JP 2007-143246 A
  • the cylindrical frame has a structure in which an inner cylinder and an outer cylinder and a partition for partitioning a space between them are integrated.
  • a frame structure is formed by casting using a mold in the apparatuses described in Patent Documents 2 and 3.
  • the conventional motor water cooling structure as described above has a disadvantage that it cannot be applied to an existing motor because the motor frame itself must have a special structure.
  • the structure of the motor frame is not easy to manufacture by a manufacturing method such as cutting or extrusion molding because the cross-sectional shape of the cooling water flow path is not constant.
  • the present invention has been made in such a background, and an object thereof is to provide a water-cooled motor structure and a water-cooling housing which are easy to manufacture parts and have good cooling efficiency.
  • a water-cooled motor structure is a water-cooled motor structure that includes a water-cooling housing that houses a motor, and that cools the motor with cooling water that flows through the water-cooling housing.
  • the water-cooling housing has a substantially cylindrical inner wall.
  • a plurality of forward walls extending in parallel with each other along the central axis between the plurality of partition walls and the outer peripheral surface of the motor.
  • a plurality of first lid portions having a plurality of folded flow passages and a second opening of the cylindrical flow passage portion, and a plurality of connecting the forward flow passage of the cylindrical flow passage portion to a subsequent return flow passage.
  • a second lid having a folded channel, and the first lid.
  • a water supply unit connected to an inlet of a first forward channel among the plurality of channels of the cylindrical channel unit, and an outlet of a final return channel of the first lid unit, or And a drainage portion connected to the outlet of the last forward flow path of the second lid portion.
  • Each of the plurality of forward channels and the plurality of return channels is defined by an inner wall and a partition wall of the cylindrical channel portion and an outer peripheral surface (outer wall) of the motor in a state where the motor is accommodated in a water cooling housing. Composed.
  • the cross-sectional shape of the inner wall of the cylindrical flow path portion is typically the same at an arbitrary position from one end to the other end in the axial direction.
  • the folded flow path provided in the first and second lid parts is constituted by a cavity that connects two adjacent flow paths of the cylindrical flow path part provided inside the lid part. That is, the connection between the adjacent forward flow path and the return flow path is realized by the folded flow paths provided in the first and second lid portions.
  • a water supply unit that receives cooling water from the outside and flows into the water cooling housing and a drainage unit that discharges the cooling water that has passed through the water cooling housing to the outside can be provided in the first lid.
  • a water supply part that receives supply of cooling water from the outside and flows to the water cooling housing is provided in the first lid part, and a drainage part that discharges the cooling water that has passed through the water cooling housing to the outside is provided in the second lid. It can also be provided on the lid.
  • the water cooling housing includes first and second spaces connected to each other in parallel, corresponding to the first and second motors, and the pair of the water supply portion and the drainage portion are the first and second spaces.
  • the cooling water that is shared by the two spaces and supplied to the water supply section flows through the plurality of flow paths in the first space, and then flows through the plurality of flow paths in the second space. It may be discharged from the section.
  • a water-cooling housing is a water-cooling housing that houses a motor and cools the motor with cooling water, and has a plurality of partition walls standing upright in the central axis direction at predetermined angular intervals on a substantially cylindrical inner wall.
  • a cylindrical flow path portion having a plurality of forward flow paths and a plurality of return flow paths formed in parallel with each other along the central axis between the plurality of partition walls and the outer peripheral surface of the motor;
  • a first lid portion having a plurality of folded flow passages for closing the opening of 1 and connecting the return flow passage of the cylindrical flow passage portion to the subsequent forward flow passage; and the second lid of the cylindrical flow passage portion.
  • a second lid portion having a plurality of folded flow paths for closing the opening and connecting the forward flow path of the cylindrical flow path section to a subsequent return flow path; and the first lid section,
  • a water supply unit connected to an inlet of the first forward channel among the plurality of channels of the channel-shaped channel unit; Leading to the exit of the last recovery flow path 1 of the lid, or is obtained by a drainage unit leading to the exit of the last outward passage of said second lid.
  • a water-cooled motor structure and a water-cooling housing that are easy to manufacture parts having a water-cooled motor structure and that have good cooling efficiency are provided.
  • FIG. 3 is a front view of the first lid according to the embodiment of the present invention as viewed from the inside in the axial direction, a cross-sectional view taken along the line AA, and a perspective view as viewed from the oblique inside.
  • FIG. 2 is a front view of a motor housed in a housing according to an embodiment of the present invention and a cross-sectional view taken along the line BB. It is the perspective view which cut
  • FIG. 3 is a perspective view of a first lid portion side portion of the motor water cooling structure shown in FIG. 2, in which a cylindrical flow path portion is cut along a plane orthogonal to a motor shaft.
  • FIG. 3 is a perspective view of a cylindrical flow path side portion of the motor water cooling structure shown in FIG. 2, in which a second lid is cut along a plane orthogonal to the motor shaft. It is the perspective view which looked at the 2nd cover part cut
  • FIG 1 and 2 are perspective views of the motor water cooling structure according to the present embodiment as seen from different angles.
  • This motor water cooling structure has a motor 40 housed in a water cooling housing 100.
  • a motor 40 housed in a water cooling housing 100.
  • the housing 100 is roughly divided into a central cylindrical flow path portion 20 and a first lid portion 10 and a second lid portion 30 coupled to both ends thereof.
  • the cylindrical flow path part 20, the 1st cover part 10, and the 2nd cover part 30 can be manufactured with the arbitrary materials which have rigidity of materials, such as a metal, a polymer, and ceramics.
  • the cylindrical flow path portion 20 has a substantially cylindrical shape, and has a plurality of partition walls standing upright in the central axis direction at a predetermined angular interval on the substantially cylindrical inner wall.
  • a plurality of forward passages and a plurality of return passages extending in parallel with each other along the central axis of the cylinder are formed between the outer peripheral surface of the motor.
  • the “outward flow path” refers to a flow path for flowing cooling water from the lid side with a water supply pipe, which will be described later, to the other lid, and a flow path for flowing cooling water in the opposite direction. This is called “return channel”.
  • These flow paths can also be grasped as a plurality of concave grooves formed in the cylindrical inner wall and extending in parallel with each other along the central axis.
  • the first lid portion 10 has a plurality of folded flow passages that block the first opening of the tubular flow passage portion 20 and connect the return flow passage of the tubular flow passage portion 20 to the subsequent forward flow passage.
  • the first lid portion 10 flows through the water supply pipe 16 a (water supply portion) that receives cooling water (liquid) from the outside and supplies it to the cylindrical flow passage portion 20, and the cylindrical flow passage portion 20.
  • a drain pipe 17a drainage part for discharging the cooling water to the outside.
  • the water supply pipe 16 a is provided in the first lid part 10 and is connected to the inlet of the first forward flow path among the plurality of flow paths of the cylindrical flow path part 20.
  • the drain pipe 17 a is connected to the outlet of the last return channel of the first lid 10. Although not shown, instead of this, the drain pipe 17a may be provided in the second lid portion 30 so as to be connected to the outlet of the last forward flow path of the second lid portion 30.
  • the second lid portion 30 has a substantially donut shape, and the second opening of the cylindrical flow passage portion 20 is formed with the shaft 43 and the cover 42 of the motor 40 protruding from the opening 35 (FIG. 2).
  • a plurality of folded flow paths are provided for closing and connecting the forward flow path of the tubular flow path section 20 to the subsequent return flow path over the entire inner periphery.
  • wiring (cable) for supplying power to the motor 40 is led out from the end cover 42 to the outside.
  • FIG. 3 shows an example of the appearance of the motor 40.
  • the housing 100 is configured according to the outer shape of the motor 40.
  • a rotating shaft 43 projects from one end of a substantially cylindrical motor 40.
  • a plurality of (four in this example) screw grooves 44 are provided on the surface from which the shaft 43 protrudes.
  • a screw (not shown) is screwed into the screw groove 44 of the motor 40 from the screw hole 18 provided on the outer plane of the first lid 10, so that the lid 10 is It is fixed to the motor 40.
  • a screw hole 19 is also provided on the curved side surface of the lid 10.
  • a screw is screwed into the screw groove 46 provided on the outer periphery of the motor 40 from the screw hole 19.
  • the fixing of the lid 10 to the motor 40 with these screws is an example of a fixing means, and is not limited thereto.
  • the end cover 42 is fixed in a state where one end thereof is in contact with the end 47 of the motor 40.
  • 4 (a) and 4 (b) show a front view of the cylindrical flow path portion 20 viewed from the axial direction and a perspective view of the cylindrical flow channel portion 20 viewed obliquely from the outside.
  • the cylindrical flow passage portion 20 is provided with partition walls 21 to 28 extending in the axial direction at predetermined intervals on the inner wall of the cylindrical main body so as to stand upright toward the center of the cylinder.
  • a broken-line circle 29 shown in FIG. 4A indicates a cylindrical space corresponding to the outer peripheral shape of the motor 40.
  • the free ends of the partition walls 21 to 28 are configured to contact the outer peripheral surface of the motor 40.
  • a plurality of (eight in this example) channels 21a to 28a are formed by the substantially cylindrical inner wall of the cylindrical channel portion 20, the partition walls 21 to 28, and the outer wall (outer peripheral surface) of the motor 40. Is done.
  • the partition walls 21 to 28 are all the same size and have the same plate shape. In order to cool the outer peripheral surface of the motor 40 evenly, it is preferable to make the thickness of the partition wall separating the adjacent flow paths as thin as possible. Basically, by making the size of the flow paths 21a to 28a, that is, the cross-sectional area or the circumferential angle constant, the cooling water can be made to flow uniformly and stably in each flow path.
  • temperature sensors are arranged in the flow path 21a connected to the water supply pipe 16a of the housing 100 and the flow path 28a connected to the drain pipe 17a, and the resistance is taken into consideration.
  • the cross-sectional areas of both flow paths are larger than the cross-sectional areas of the other flow paths.
  • One of the two temperature sensors is a spare sensor.
  • 5A, 5B, and 5C are a front view of the first lid 10 viewed from the axially inner side, a cross-sectional view taken along the line AA, and a perspective view viewed from the obliquely inner side. Note that FIG. 1 is upside down.
  • the first lid portion 10 is joined to the one end of the cylindrical flow channel portion 20 so as to cover the opening at one end of the cylindrical flow channel portion 20.
  • the cylindrical end portions of the cylindrical flow path portion 20 are connected so as to be fitted to the shoulder portions 10a formed at the end portions of the lid portion 10 in a state where the rotation angles thereof are matched.
  • This connection is performed using a water-resistant adhesive in this embodiment.
  • the connection method is not limited to the adhesive, and any conventional means can be used.
  • the watertightness may be maintained using an elastic packing or the like.
  • the lid 10 has a water supply port 16 to which a water supply pipe 16a is connected and a drainage port 17 to which a drain pipe 17a is connected on its side.
  • the lid 10 has partition walls 11, 12, 13, 14, 15 corresponding to the partition walls 21, 22, 24, 26, 28 of the cylindrical flow path portion 20, respectively. These partition walls 11 to 15 stand upright in the center axis direction at predetermined angular intervals on the inner wall of the annular cavity of the lid 10. When the motor is accommodated in the housing 100, the free ends of the partition walls 11 to 15 are configured to abut against the outer peripheral surface of the motor 40.
  • a water supply chamber 11 a is formed between the partition wall 11 and the partition wall 12.
  • a water supply port 16 is opened from the water supply chamber 11a to the outside.
  • the water supply chamber 11a corresponds to the first flow path 21a of the cylindrical flow path section 20, and guides the cooling water supplied from the water supply pipe 16a to the flow path 21a.
  • the water supply chamber 11 also constitutes a part of the entire flow path of the cooling housing 100.
  • a folded channel 12 a is formed between the partition wall 12 and the partition wall 13.
  • the “folding flow path” is configured by a cavity that connects two adjacent flow paths of the cylindrical flow path portion 20 provided inside the lid portion 10.
  • the return flow path 12a faces the flow paths 22a and 23a of the cylindrical flow path portion 20, and guides the cooling water flowing from the flow path 22a to be turned back to the flow path 23a.
  • a folded channel 13 a is formed between the partition wall 13 and the partition wall 14.
  • the folded flow path 13a is opposed to the flow paths 24a and 25a of the cylindrical flow path section 20, and guides the cooling water flowing from the flow path 24a to be folded back to the flow path 25a.
  • a folded channel 14 a is formed between the partition wall 14 and the partition wall 15.
  • the folded flow path 14a is opposed to the flow paths 26a and 27a of the cylindrical flow path portion 20, and guides the cooling water flowing from the flow path 26a to be folded back to the flow path 27a.
  • a drainage chamber 15 a is formed between the partition wall 15 and the partition wall 11.
  • a drain port 17 is opened from the drain chamber 15a to the outside.
  • the drain chamber 15a also constitutes a part of the entire flow path of the cooling housing 100.
  • 6 (a), 6 (b), and 6 (c) are a front view of the second lid 30 as viewed from the inside in the axial direction, a cross-sectional view taken along arrows AA, and a perspective view as viewed from the obliquely inner side.
  • the second lid part 30 is joined to the cylindrical channel part 20 so as to cover the opening at the other end of the cylindrical channel part 20. That is, the cylindrical end portions of the cylindrical flow path portion 20 are connected so as to be fitted to the shoulder portions 30a formed at the end portions of the lid portion 30 in a state where the rotation angles thereof are matched.
  • This connection is performed using a water-resistant adhesive in this embodiment.
  • the connection method is not limited to the adhesive, and any conventional means can be used.
  • the watertightness may be maintained using an elastic packing or the like.
  • the lid 30 has partition walls 31, 32, 33, and 34 that correspond to the partition walls 21, 23, 25, and 27 of the cylindrical flow path unit 20, respectively. These partition walls 31 to 34 stand upright in the center axis direction at predetermined angular intervals on the inner wall of the annular cavity of the lid portion 30. When the motor is accommodated in the housing 100, the free ends of the partition walls 31 to 34 are configured to contact the outer peripheral surface of the motor 40.
  • a folded channel 31 a is formed between the partition wall 31 and the partition wall 32.
  • the folded flow path 31a faces the flow paths 21a and 22a of the cylindrical flow path portion 20, and guides the cooling water supplied from the flow path 21a to the flow path 22a.
  • a folded channel 32 a is formed between the partition wall 32 and the partition wall 33.
  • the folded flow path 32a is opposed to the flow paths 23a and 24a of the cylindrical flow path section 20, and guides the cooling water supplied from the flow path 23a to the flow path 24a.
  • a folded channel 33 a is formed between the partition wall 33 and the partition wall 34.
  • the folded flow path 33a faces the flow paths 25a and 26a of the cylindrical flow path portion 20, and guides the cooling water supplied from the flow path 25a to the flow path 26a.
  • a folded channel 34 a is formed between the partition wall 34 and the partition wall 31.
  • the folded flow path 34a faces the flow paths 27a and 28a of the cylindrical flow path portion 20, and guides the cooling water supplied from the flow path 27a to the flow path 28a.
  • An opening 35 is provided at the outer end of the lid 30.
  • the end of the motor 40 is fitted into the opening 35.
  • the end portion of the motor 40 in the opening 35 and the lid portion 30 are water-tightly coupled with an adhesive or packing.
  • 7 (a) and 7 (b) are a front view of the motor 40 accommodated in the housing 100 and a cross-sectional view taken along the line BB.
  • the lid portion 10 and the cylindrical flow passage portion 20 are connected to the shoulder portion 10 a of the end portion of the lid portion 10 at the circumferential end of one end of the cylindrical flow passage portion 20.
  • the parts are connected by fitting.
  • the lid portion 30 and the cylindrical flow passage portion 20 are connected by fitting the circumferential end portion of the other end of the tubular flow passage portion 20 to the shoulder portion 30a of the end portion of the lid portion 30.
  • the inner wall surfaces of the flow paths 13a, 25a, and 33a constitute the outer peripheral wall surface of the motor. The same applies to the other flow paths, the water supply chamber 11a, and the drain chamber 15a.
  • FIG. 8 is a perspective view of the lid 10 cut along a plane perpendicular to the shaft 43 of the motor. This cut surface also shows cross sections of the water supply pipe 16a and the drain pipe 17a.
  • FIG. 9 is a perspective view of the first lid 10 side portion of the motor water cooling structure shown in FIG. 2, in which the cylindrical flow path portion 20 is cut along a plane orthogonal to the motor shaft 43.
  • the motor 40 is shown as a dense member for convenience.
  • FIG. 10 is a perspective view of the portion on the side of the cylindrical flow passage 20 obtained by cutting the second lid 30 along a plane orthogonal to the motor shaft 43 in the motor water cooling structure shown in FIG.
  • FIG. 11 is a perspective view of the cut second lid 30 as viewed from the inside.
  • FIGS. 12A, 12B, and 12C correspond to FIGS. 8, 9, and 10, and show the flow of cooling water in the motor cooling structure of the present embodiment.
  • Cooling water supplied from an external water supply tank or the like flows from the water supply pipe 16a of the lid 10 into the flow path 21a (outward flow path) of the cylindrical flow path section 20 via the water supply chamber 11a. .
  • the cooling water in the flow path 21a reaches the folded flow path 31a of the lid portion 30 and is guided to the flow path 22a (return flow path) of the cylindrical flow path portion 20 here.
  • the cooling water in the flow path 22a reaches the return flow path 12a of the lid 10 and is guided to the flow path 23a (outward flow path) of the cylindrical flow path portion 20 here.
  • the cooling water in the flow path 23a reaches the return flow path 32a of the lid portion 30 and is guided to the flow path 24a (return flow path) of the cylindrical flow path portion 20 here.
  • the cooling water in the flow path 24a reaches the return flow path 13a of the lid 10 and is guided to the flow path 25a (outward flow path) of the cylindrical flow path portion 20 here.
  • the cooling water in the flow path 25a reaches the return flow path 33a of the lid portion 30 and is guided to the flow path 26a (return flow path) of the cylindrical flow path portion 20 here.
  • the cooling water in the flow path 26a reaches the folded flow path 14a of the lid 10 and is guided to the flow path 27a (forward flow path) of the cylindrical flow path portion 20 here.
  • the cooling water in the flow path 27a reaches the folded flow path 34a of the lid portion 30 and is guided to the flow path 28a (return flow path) of the cylindrical flow path portion 20 here.
  • the cooling water in the flow path 28a reaches the drainage chamber 15a of the lid 10 and is discharged from the drainage pipe 17a.
  • the discharged cooling water absorbs heat generated by the motor and rises in temperature, and is radiated by a radiator or the like (not shown) and returned to the water supply tank.
  • This embodiment assumes application to a motor used for a robot.
  • robots that require movement robots that require a certain amount of power even in a space-saving environment, and robots that comply with the industry guideline of 80 W of industry guidelines for collaborative work with humans, perform control with as small and high output as possible.
  • the present invention is useful.
  • the present invention is not limited to the application to a robot.
  • the motor can be cooled by scanning the entire surface of the motor with water flowing through the cylindrical flow path. Thereby, a high cooling capacity can be provided.
  • the outer wall (outer peripheral surface) of the motor directly forms the inner wall of the flow path, the cooling water is in direct contact with the motor, so that the water cooling efficiency is improved.
  • the channel cross-sectional area can be designed freely, the effective cross-sectional area of each channel can be made constant.
  • the “effective cross-sectional area” is not an actual cross-sectional area but a cross-sectional area considering resistance when an obstacle such as a temperature sensor is interposed in the flow path as in the above-described embodiment. However, it is not essential to use a temperature sensor.
  • the number is not particularly limited.
  • the outer peripheral surface of the motor is used as the inner wall surface of the flow path and the folded flow path is provided on the lid side, the flow path of the cylindrical flow path portion is simply linear from one end to the other end. Just pass through.
  • the cross-sectional shape of the cylindrical channel portion can be made the same at any position from one end to the other end in the axial direction.
  • the configuration of the cylindrical flow path portion is extremely simplified, facilitating manufacture and reducing the number of necessary parts. For example, it can be manufactured relatively easily by cutting or extrusion molding.
  • the cylindrical channel part can also be manufactured by injection molding.
  • the lid can also be easily manufactured by cutting or injection molding. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
  • FIG. 13 is a perspective view showing the appearance of the motor water cooling mechanism of this application example.
  • FIGS. 14A, 14B, and 14C are perspective views of the motor water cooling mechanism cut at three locations.
  • a plurality of motors are accommodated in a single cooling housing.
  • First and second cylindrical spaces for accommodating the first and second motors, respectively, are provided in parallel to each other.
  • the housing 100a is roughly configured by a central cylindrical flow path portion 20b, and a first lid portion 10b and a second lid portion 30b coupled to both ends thereof.
  • Each of these parts has a cross section corresponding to the first and second motors substantially like that of binoculars.
  • only one set of water supply pipe 16a (water supply part) and drain pipe 17a (drainage part) provided in the first lid 10b is provided and shared by both motors.
  • the cylindrical flow path portion 20b has a shape in which the substantially cylindrical tubular flow path portions 20 of the above-described embodiment are connected in parallel.
  • a plurality of flow paths an to n (forward flow path and return flow path) extending in parallel with each other along the central axis of the cylinder are formed between the plurality of partition walls and the outer peripheral surface of each motor.
  • Channels a to f are associated with the first motor, and channels h to n are associated with the second motor.
  • a central flow path g is associated with both the first and second motors.
  • the first lid portion 10b is provided with folded channels bc, de, fg, hi, jk, and lm.
  • the folded flow path shown in FIG. 14 is indicated by two symbols (alphabet letters).
  • This notation means that the cooling water is guided from the channel represented by the former symbol to the channel represented by the latter symbol.
  • the return channel bc guides the cooling water from the channel b to the channel c.
  • the return lids ab, cd, ef, gh, ij, kl, and mn are provided in the second lid 30b.
  • the channel a is connected to the water supply unit 16a
  • the channel n is connected to the water pipe 17a.
  • the cooling water introduced into the water supply pipe 16a first flowed through the entire flow path corresponding to the first motor. Then, it flows through all the flow paths corresponding to the second motor and reaches the drain pipe 17a.
  • the flow paths for both motors are connected at the middle of the housing. There are the following two methods. (1) One linear flow path in the cylindrical flow path portion 20b is shared by the first and second motors. In the example of FIG. 14, the flow path g corresponds to this. The cooling water flowing through this flow path g contacts the outer walls of both motors.
  • the cooling water for the first motor in the cylindrical flow path portion 20b finally flows into this flow path, and then the first lid portion 10b or the second lid portion 30b (the second lid portion 30b in the illustrated example). Is guided to the flow path of the second motor.
  • the example shown in FIG. 14 corresponds to this structure.
  • the cylindrical flow path portion 20b has independent flow paths for the first and second motors, and the flow of the second motor is caused by the first lid portion 10b or the second lid portion 30b. Guided to the road.
  • the number of forward flow paths and return flow paths is not limited to the illustrated example. Although an example in which both the water supply pipe and the drain pipe are provided in one lid portion has been shown, a water supply pipe may be provided in one of the lid portions, and a drain pipe may be provided in the other. In that case, the number of forward flow paths is one more than the number of multiple paths.

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Abstract

　水冷用ハウジング１００は、ほぼ円筒状の内壁に所定の角度間隔で中心軸方向に直立した複数の仕切り壁を有し、これら複数の仕切り壁とモータ４０の外周面との間に中心軸に沿って互いに平行に伸びる複数の往流路および複数の復流路が形成された筒状流路部２０と、その第１の開口を塞ぐとともに、復流路を後続の往流路へ連結する複数の折り返し流路を有する第１の蓋部１０と、筒状流路部２０の第２の開口を塞ぐとともに、往流路を後続の復流路へ連結する複数の折り返し流路を有する第２の蓋部３０と、第１の蓋部１０に設けられ、筒状流路部２０の複数の流路のうちの最初の往流路の入口につながる給水部１６ａと、第１の蓋部１０の最後の復流路の出口につながる、または、第２の蓋部３０の最後の往流路の出口につながる排水部１７ａとを備える。このような構成により、部品の製造が容易であり、かつ冷却効率の良い水冷モータ構造および水冷用ハウジングが提供される。

Description

水冷モータ構造および水冷用ハウジング
　本発明は、製造しやすく冷却能力の高い水冷モータ構造および水冷用ハウジングに関する。
　小型かつ大出力のモータ（電動機）においてはその動作時の発熱が無視できず、場合によってはモータ巻線の焼き切れなどの不具合が発生する。
　従来、モータの水冷構造として、固定子および回転子を嵌装する円筒状フレームの内筒および外筒間の空間に冷却水流路を設ける電動機用冷却装置が提案されている（特許文献１）。この装置は、冷却水流路中に複数の仕切板を円筒状フレームの軸方向に沿って設けるようにし、冷却水入口管から供給される冷却水を、円筒状フレームの一端側と他端側との間で交互に方向を変えながら、冷却水出口管へ向けて案内する構成を有している。同様の構成が特許文献２，３にも開示されている。
特開平１－１３６５４０号公報 実開平５－８８１８５号公報 特開２００７－１４３２４６号公報
　上記従来技術では、冷却水入口管から供給される冷却水を、円筒状フレームの一端側と他端側との間で交互に方向を変えながら、冷却水出口管へ向けて案内する構成を実現するために、内筒と外筒の間の空間を仕切る、軸方向に延びる仕切りが、フレームの一端側と他端側とで交互に後退した構造となっている。この構造により、円筒状フレームの一端と他端における仕切りの後退した部分が冷却水の折り返し流路として機能する。
　また、円筒状フレームは、内筒と外筒、および、その間の空間を仕切る仕切りが一体化された構造を有している。このようなフレーム構造は、特許文献２，３に記載の装置では鋳型を用いた鋳造によって形成されている。
　上記のような従来のモータ水冷構造では、モータフレーム自体を特別な構造にしなければならないため、既存のモータに適用できないという不都合があった。
　また、モータフレームの構造は冷却水流路の断面形状が一定でないため、切削や押出成形、などの製造方法で製造することが容易でなかった。
　本発明は、このような背景においてなされたものであり、部品の製造が容易であり、かつ冷却効率の良い水冷モータ構造および水冷用ハウジングを提供することを目的とする。
　本発明による水冷モータ構造は、モータを収容する水冷用ハウジングを備え、前記水冷用ハウジングを流れる冷却水により前記モータを冷却する水冷モータ構造であって、前記水冷用ハウジングは、ほぼ円筒状の内壁に所定の角度間隔で中心軸方向に直立した複数の仕切り壁を有し、これら複数の仕切り壁と前記モータの外周面との間に中心軸に沿って互いに平行に伸びる複数の往流路および複数の復流路が形成された筒状流路部と、前記筒状流路部の第１の開口を塞ぐとともに、前記筒状流路部の復流路を後続の往流路へ連結する複数の折り返し流路を有する第１の蓋部と、前記筒状流路部の第２の開口を塞ぐとともに、前記筒状流路部の往流路を後続の復流路へ連結する複数の折り返し流路を有する第２の蓋部と、前記第１の蓋部に設けられ、前記筒状流路部の前記複数の流路のうちの最初の往流路の入口につながる給水部と、前記第１の蓋部の最後の復流路の出口につながる、または、前記第２の蓋部の最後の往流路の出口につながる排水部とを備えたことを特徴とする。
　前記複数の往流路および複数の復流路の各流路は、水冷用ハウジングにモータを収容した状態で、前記筒状流路部の内壁および仕切り壁とモータの外周面（外壁）とによって構成される。
　前記筒状流路部の内壁の断面形状は、典型的には、軸方向の一端から他端までの任意の位置で同一である。
　前記第１および第２の蓋部に設けられる折り返し流路は、当該蓋部の内側に設けられた前記筒状流路部の隣接する２つの流路を連結する空洞により構成される。すなわち、隣接する往流路と復流路の間の連結は第１および第２の蓋部に設けられた折り返し流路により実現される。
　外部から冷却水の供給を受けて前記水冷用ハウジングに流す給水部と、前記水冷用ハウジングを通過した冷却水を外部へ排出する排水部とは前記第１の蓋部に設けることができる。あるいは、外部から冷却水の供給を受けて前記水冷用ハウジングに流す給水部を前記第１の蓋部に設け、前記水冷用ハウジングを通過した冷却水を外部へ排出する排水部を前記第２の蓋部に設けることもできる。
　前記水冷用ハウジングは、第１および第２のモータに対応する、互いに平行に連結された第１および第２の空間を有し、１組の前記給水部と前記排水部は前記第１および第２の空間に共用され、前記給水部に供給された冷却水は前記第１の空間内の複数の流路を流れた後、前記第２の空間内の複数の流路を流れて、前記排水部から排出されるようにしてもよい。
　本発明による水冷用ハウジングは、モータを収容し、冷却水により前記モータを冷却する水冷用ハウジングであって、ほぼ円筒状の内壁に所定の角度間隔で中心軸方向に直立した複数の仕切り壁を有し、これら複数の仕切り壁と前記モータの外周面との間に中心軸に沿って互いに平行に伸びる複数の往流路および複数の復流路が形成された筒状流路部と、第１の開口を塞ぐとともに、前記筒状流路部の復流路を後続の往流路へ連結する複数の折り返し流路を有する第１の蓋部と、前記筒状流路部の第２の開口を塞ぐとともに、前記筒状流路部の往流路を後続の復流路へ連結する複数の折り返し流路を有する第２の蓋部と、前記第１の蓋部に設けられ、前記筒状流路部の前記複数の流路のうちの最初の往流路の入口につながる給水部と、前記第１の蓋部の最後の復流路の出口につながる、または、前記第２の蓋部の最後の往流路の出口につながる排水部とを備えたものである。
　本発明によれば、水冷モータ構造の部品の製造が容易であり、かつ冷却効率の良い水冷モータ構造および水冷用ハウジングが提供される。
本発明の実施の形態によるモータ水冷構造の斜視図である。 本発明の実施の形態によるモータ水冷構造を別角度から見た斜視図である。 本発明の実施の形態によるモータの外観例を示す図である。 本発明の実施の形態による筒状流路部を軸方向から見た正面図および斜め外方から見た斜視図である。 本発明の実施の形態による第１の蓋部を軸方向内側から見た正面図および、そのＡ－Ａ矢視断面図、斜め内側から見た斜視図である。 本発明の実施の形態による第２の蓋部を軸方向内側から見た正面図、そのＡ－Ａ矢視断面図および斜め内側から見た斜視図である。 本発明の実施の形態によるモータをハウジングに収容した状態の正面図と、そのＢ－Ｂ矢視断面図である。 本発明の実施の形態における第１の蓋部をモータのシャフトに直交する平面で切断した斜視図である。 図２に示したモータ水冷構造において、モータのシャフトに直交する平面で筒状流路部を切断した、第１の蓋部側部分の斜視図である。 図２に示したモータ水冷構造において、モータのシャフトに直交する平面で第２の蓋部を切断した、筒状流路部側部分の斜視図である。 図９において切断した第２の蓋部を内側から見た斜視図である。 図８、図９、図１０に対応し、本実施の形態のモータ冷却構造における冷却水の流れを示す図である。 本発明の実施の形態の応用例の外観を示す図である。 図１３の応用例の３カ所で切断して示した斜視図である。
　以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
　図１、図２は、本実施の形態によるモータ水冷構造を、それぞれ別角度から見た斜視図である。
　このモータ水冷構造は、モータ４０を水冷用のハウジング１００に収容したものである。図１、図２では、モータ４０の回転シャフト４３と端部カバー４２とがハウジング１００から露出して見えている。ハウジング１００は、大別して、中央の筒状流路部２０と、その両端に結合される第１の蓋部１０および第２の蓋部３０により構成される。筒状流路部２０と、第１の蓋部１０および第２の蓋部３０は、金属、重合体、セラミックス等の材料の剛性を有する任意の材料で製造することができる。
　筒状流路部２０は、ほぼ円筒状の形状を有し、そのほぼ円筒状の内壁に所定の角度間隔で中心軸方向に直立した複数の仕切り壁を有し、これら複数の仕切り壁と前記モータの外周面との間に円筒の中心軸に沿って互いに平行に伸びる複数の往流路および複数の復流路が形成されている。本明細書において「往流路」とは、後述する給水管のある蓋部側から他方の蓋部の方向へ冷却水を流す流路をいい、これと逆向きに冷却水を流す流路を「復流路」という。これらの流路は、円筒状内壁に形成された、中心軸に沿って互いに平行に伸びる複数の凹溝と把握することもできる。
　第１の蓋部１０は、筒状流路部２０の第１の開口を塞ぐとともに、筒状流路部２０の復流路を後続の往流路へ連結する複数の折り返し流路を有する。本実施の形態では、第１の蓋部１０に、外部から冷却水（液体）を受けて筒状流路部２０に供給する給水管１６ａ（給水部）と、筒状流路部２０を流れた冷却水を外部へ排出する排水管１７ａ（排水部）を有している。
　給水管１６ａは、第１の蓋部１０に設けられ、筒状流路部２０の複数の流路のうちの最初の往流路の入口につながっている。
　排水管１７ａは、第１の蓋部１０の最後の復流路の出口につながっている。図示しないが、この代わりに、排水管１７ａは、第２の蓋部３０の最後の往流路の出口につながるように第２の蓋部３０に設けてもよい。
　第２の蓋部３０は、ほぼドーナツ状の形状を有し、モータ４０のシャフト４３およびカバー４２が開口３５（図２）から突出した状態で、筒状流路部２０の第２の開口を塞ぐとともに、その内側の周縁全体に亘って、筒状流路部２０の往流路を後続の復流路へ連結する複数の折り返し流路を有する。
　なお、特に限定するものではないが、モータ４０に電源を供給する配線（ケーブル）は端部カバー４２から外部へ導出される。
　図３は、モータ４０の外観例を示している。ハウジング１００はこのモータ４０の外形に合わせて構成される。ほぼ円筒形状のモータ４０の一端から回転シャフト４３が突出している。このシャフト４３が突出した面には複数の（この例では４個）ネジ溝４４が設けられている。図１に示したように第１の蓋部１０の外側平面に設けられたネジ孔１８から、モータ４０のネジ溝４４にネジ（図示せず）が螺合されることにより、蓋部１０がモータ４０に固定される。蓋部１０の湾曲側面にもネジ孔１９が設けられている。このネジ孔１９から、モータ４０の外周に設けられたネジ溝４６にネジが螺合される。なお、これらのネジによる蓋部１０のモータ４０への固定は固定手段の一例であって、これらに限るものではない。端部カバー４２は、その一端がモータ４０の端部４７に当接した状態で固定される。
　図４（ａ）（ｂ）に、筒状流路部２０を軸方向から見た正面図および斜め外方から見た斜視図を示す。
　この図から分かるように、筒状流路部２０は円筒状の本体の内壁に、所定間隔で軸方向に延びた仕切り壁２１～２８が、円筒中心に向かって直立して設けられている。図４（ａ）に示した破線円形２９はモータ４０の外周形状に対応した円筒状の空間を示している。この筒状流路部２０にモータ４０を収容したとき、仕切り壁２１～２８の自由端がモータ４０の外周面へ当接するように構成されている。この構成により、筒状流路部２０のほぼ円筒状の内壁と仕切り壁２１～２８とモータ４０の外壁（外周面）とにより、複数（この例では８個）の流路２１ａ～２８ａが形成される。仕切り壁２１～２８はすべて同一サイズで、同一の板状形状を有する。モータ４０の外周面を万遍なく冷却するためには、隣接する流路を隔てる仕切り壁の厚さは極力薄くすることが好ましい。基本的には、流路２１ａ～２８ａのサイズ、すなわち断面積、または円周角度をすべて一定とすることにより、各流路に均一に冷却水を安定的に流すことができる。
　但し、本実施の形態では、ハウジング１００の給水管１６ａにつながる流路２１ａ内と、排水管１７ａにつながる流路２８ａ内に温度センサ（図示せず）を配置しており、その抵抗を考慮して両流路の断面積を他の流路の断面積より大きくしてある。２つの温度センサのうち１つは予備のセンサである。
　図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に、第１の蓋部１０を軸方向内側から見た正面図および、そのＡ－Ａ矢視断面図、斜め内側から見た斜視図を示す。図１と上下が逆になっていることに留意されたい。
　第１の蓋部１０は、筒状流路部２０の一端の開口部を覆うように筒状流路部２０の当該一端に接合される。すなわち、筒状流路部２０の円筒端部が、互いの回転角度を合わせた状態で、蓋部１０の端部に形成された肩部１０ａに嵌合するように連結される。この連結は、本実施の形態では耐水性の接着剤を用いて行う。連結の方法は接着剤に限るものではなく、従来の任意の手段を利用することができる。水密性の維持は弾性のパッキン等を用いて行ってもよい。
　蓋部１０は、その側部に、給水管１６ａが接続される給水口１６と、排水管１７ａが接続される排水口１７を有する。
　また、蓋部１０は、筒状流路部２０の仕切り壁２１，２２，２４，２６，２８にそれぞれ対応する仕切り壁１１，１２，１３，１４，１５を有する。これらの仕切り壁１１～１５は、蓋部１０の環状空洞の内壁に所定の角度間隔で中心軸方向に直立している。ハウジング１００にモータを収容したとき、仕切り壁１１～１５の自由端がモータ４０の外周面へ当接するように構成されている。蓋部１０内において、仕切り壁１１と仕切り壁１２の間に給水室１１ａが形成される。給水室１１ａから外部へ給水口１６が開いている。給水室１１ａは筒状流路部２０の最初の流路２１ａに対応し、給水管１６ａから供給された冷却水を流路２１ａへ案内する。給水室１１も冷却用ハウジング１００の全流路の一部を構成する。
　仕切り壁１２と仕切り壁１３の間に折り返し流路１２ａが形成される。「折り返し流路」は、蓋部１０の内側に設けられた筒状流路部２０の隣接する２つの流路を連結する空洞により構成される。折り返し流路１２ａは、筒状流路部２０の流路２２ａ，２３ａに対向し、流路２２ａから流れてくる冷却水を流路２３ａへ折り返すように案内する。
　仕切り壁１３と仕切り壁１４の間に折り返し流路１３ａが形成される。この折り返し流路１３ａは、筒状流路部２０の流路２４ａ，２５ａに対向し、流路２４ａから流れてくる冷却水を流路２５ａへ折り返すように案内する。
　仕切り壁１４と仕切り壁１５の間に折り返し流路１４ａが形成される。この折り返し流路１４ａは、筒状流路部２０の流路２６ａ，２７ａに対向し、流路２６ａから流れてくる冷却水を流路２７ａへ折り返すように案内する。
　仕切り壁１５と仕切り壁１１の間には排水室１５ａが形成される。排水室１５ａから外部へ排水口１７が開いている。排水室１５ａも冷却用ハウジング１００の全流路の一部を構成する。
　図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に、第２の蓋部３０を軸方向内側から見た正面図、そのＡ－Ａ矢視断面図および斜め内側から見た斜視図を示す。
　第２の蓋部３０は、筒状流路部２０の他端の開口部を覆うように筒状流路部２０に接合される。すなわち、筒状流路部２０の円筒端部が、互いの回転角度を合わせた状態で、蓋部３０の端部に形成された肩部３０ａに嵌合するように連結される。この連結は、本実施の形態では耐水性の接着剤を用いて行う。連結の方法は接着剤に限るものではなく、従来の任意の手段を利用することができる。水密性の維持は弾性のパッキン等を用いて行ってもよい。
　また、蓋部３０は、筒状流路部２０の仕切り壁２１，２３，２５，２７にそれぞれ対応する仕切り壁３１，３２，３３，３４を有する。これらの仕切り壁３１～３４は、蓋部３０の環状の空洞の内壁に所定の角度間隔で中心軸方向に直立している。ハウジング１００にモータを収容したとき、仕切り壁３１～３４の自由端がモータ４０の外周面へ当接するように構成されている。
　蓋部３０内において、仕切り壁３１と仕切り壁３２の間に折り返し流路３１ａが形成される。折り返し流路３１ａは筒状流路部２０の流路２１ａ，２２ａに対向し、流路２１ａから供給された冷却水を流路２２ａへ案内する。
　仕切り壁３２と仕切り壁３３の間に折り返し流路３２ａが形成される。折り返し流路３２ａは筒状流路部２０の流路２３ａ，２４ａに対向し、流路２３ａから供給された冷却水を流路２４ａへ案内する。
　仕切り壁３３と仕切り壁３４の間に折り返し流路３３ａが形成される。折り返し流路３３ａは筒状流路部２０の流路２５ａ，２６ａに対向し、流路２５ａから供給された冷却水を流路２６ａへ案内する。
　仕切り壁３４と仕切り壁３１の間に折り返し流路３４ａが形成される。折り返し流路３４ａは筒状流路部２０の流路２７ａ，２８ａに対向し、流路２７ａから供給された冷却水を流路２８ａへ案内する。
　蓋部３０の外側端部には開口３５が設けられている。この開口３５にモータ４０の端部が嵌入する。開口３５におけるモータ４０の端部と蓋部３０とは接着剤またはパッキン等により水密に結合される。
　図７（ａ）（ｂ）は、モータ４０をハウジング１００に収容した状態の正面図と、そのＢ－Ｂ矢視断面図である。
　図７（ｂ）に良く現れているように、蓋部１０と筒状流路部２０とは、蓋部１０の端部の肩部１０ａに、筒状流路部２０の一端の円周端部が嵌合することにより連結される。同様に、蓋部３０と筒状流路部２０とは、蓋部３０の端部の肩部３０ａに、筒状流路部２０の他端の円周端部が嵌合することにより連結される。流路１３ａ，２５ａ，３３ａの内側の壁面はモータの外周壁面が構成している。他の流路ならびに給水室１１ａおよび排水室１５ａについても同様である。
　図８は、蓋部１０をモータのシャフト４３に直交する平面で切断した斜視図である。この切断面は、給水管１６ａおよび排水管１７ａの管の断面も示している。
　図９は、図２に示したモータ水冷構造において、モータのシャフト４３に直交する平面で筒状流路部２０を切断した、第１の蓋部１０側部分の斜視図である。図９および後続の断面図において、モータ４０は便宜上、稠密な部材として示してある。
　図１０は、図２に示したモータ水冷構造において、モータのシャフト４３に直交する平面で第２の蓋部３０を切断した、筒状流路部２０側部分の斜視図である。図１１は、その切断した第２の蓋部３０を内側から見た斜視図である。
　図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図８、図９、図１０に対応し、本実施の形態のモータ冷却構造における冷却水の流れを示している。
　外部の給水タンク等（図示せず）から供給された冷却水は、蓋部１０の給水管１６ａから給水室１１ａを経由して筒状流路部２０の流路２１ａ（往流路）へ流れ込む。流路２１ａ内の冷却水は、蓋部３０の折り返し流路３１ａに達し、ここで筒状流路部２０の流路２２ａ（復流路）へ案内される。
　流路２２ａ内の冷却水は、蓋部１０の折り返し流路１２ａに達し、ここで筒状流路部２０の流路２３ａ（往流路）へ案内される。流路２３ａ内の冷却水は、蓋部３０の折り返し流路３２ａに達し、ここで筒状流路部２０の流路２４ａ（復流路）へ案内される。
　流路２４ａ内の冷却水は、蓋部１０の折り返し流路１３ａに達し、ここで筒状流路部２０の流路２５ａ（往流路）へ案内される。流路２５ａ内の冷却水は、蓋部３０の折り返し流路３３ａに達し、ここで筒状流路部２０の流路２６ａ（復流路）へ案内される。
　流路２６ａ内の冷却水は、蓋部１０の折り返し流路１４ａに達し、ここで筒状流路部２０の流路２７ａ（往流路）へ案内される。流路２７ａ内の冷却水は、蓋部３０の折り返し流路３４ａに達し、ここで筒状流路部２０の流路２８ａ（復流路）へ案内される。
　流路２８ａ内の冷却水は蓋部１０の排水室１５ａに達し、排水管１７ａから排出される。この排出された冷却水はモータの発した熱を吸収して温度が上昇しており、ラジエータ等（図示せず）で放熱されて給水タンクへ戻される。
　本実施の形態は、ロボットに利用されるモータへの適用を想定している。例えば、移動が必要となるロボット、省スペースでもある程度の力を出すことが望まれるロボット、人と協調作業をする業界ガイドラインの定格８０Ｗに則ったロボット等では、なるべく小型・大出力で制御を行いたいという要求があり本発明が有用である。但し、本発明はロボットへの用途に限定されるものではない。
　本実施の形態によれば、次のような格別な効果が得られる。
（１）筒状流路部を流れる水がモータ表面をくまなく走査することでモータを冷却可能である。これにより高い冷却能力を提供することができる。特に、モータの外壁（外周面）がそのまま流路の内側の壁を構成することにより、冷却水がモータに直接接するので水冷効率が良好となる。
（２）流路断面積を自由に設計できるので、各流路の実効的な断面積を一定にできる。「実効的な断面積」とは、実際の断面積ではなく、上述した実施の形態のように温度センサのような障害物が流路に介在する場合の抵抗を考慮した断面積である。但し、温度センサを使用することは必須ではない。使用する場合でもその個数は特に問わない。
（３）流路の内側の壁面としてモータの外周面を利用し、かつ、蓋部の側に折り返し流路を設けたので、筒状流路部の流路は単に一端から他端へ直線的に通過するのみでよい。その結果、筒状流路部の断面形状は、軸方向の一端から他端までの任意の位置で同一にできる。これにより、筒状流路部の構成が極めて簡略化され、製造が容易となるとともに必要な部品点数も少なくて済む。例えば、切削や押出成形等により比較的容易に製造が可能である。筒状流路部は射出成形によって製造することもできる。蓋部についても切削や射出成形等により容易に製造が可能である。したがって、製造コストを低減することができる。
　次に、図１３および図１４により本実施の形態の応用例について説明する。図１３は、本応用例のモータ水冷機構の外観を示す斜視図である。図１４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、このモータ水冷機構の３カ所で切断して示した斜視図である。
　この応用例は、複数のモータ（この例では２個）を単一の冷却用ハウジングに収容するものである。第１および第２のモータをそれぞれ収容する第１および第２の円筒状の空間が互いに平行に設けられる。上記と同様、ハウジング１００ａは、大別して、中央の筒状流路部２０ｂと、その両端に結合される第１の蓋部１０ｂおよび第２の蓋部３０ｂにより構成される。これらの部品はいずれも第１および第２のモータに対応する断面がほぼ双眼鏡のそれのような形状をしている。但し、第１の蓋部１０ｂに設けられる給水管１６ａ（給水部）と排水管１７ａ（排水部）は１組だけ設けられ、両モータに共用される。
　筒状流路部２０ｂは、上記の実施の形態のほぼ円筒状の筒状流路部２０を平行に連結した形状を有する。その複数の仕切り壁と各モータの外周面との間に円筒の中心軸に沿って互いに平行に伸びる複数の流路ａ～ｎ（往流路および復流路）が形成されている。流路ａ～ｆは第１のモータに付随し、流路ｈ～ｎは第２のモータに付随している。中央の流路ｇは第１および第２の両方のモータに付随している。
　第１の蓋部１０ｂには、折り返し流路ｂｃ，ｄｅ，ｆｇ，ｈｉ，ｊｋ，ｌｍが設けられている。ここに、図１４に示した折り返し流路は二つの記号（アルファベット）で示している。この表記は、前者の記号で表される流路から後者の記号で表される流路へ冷却水を案内することを意味している。例えば折り返し流路ｂｃは、流路ｂから流路ｃへ冷却水を案内する。第２の蓋部３０ｂにも同様に、折り返し流路ａｂ，ｃｄ，ｅｆ，ｇｈ，ｉｊ，ｋｌ，ｍｎが設けられている。図示の例では、流路ａが給水部１６ａにつながり、流路ｎが配水管１７ａにつながっている。
　１組の給水管１６ａと排水管１７ａを第１および第２のモータに共用するために、給水管１６ａに導入された冷却水は、まず、第１のモータに対応する全流路を流れた後、第２のモータに　対応する全流路を流れて、排水管１７ａに達する。そのために、両モータに対する流路は、ハウジングの中間部で連結される。その方法としては次の二つがありうる。
（１） 筒状流路部２０ｂ内の１つの直線状の流路を、第１および第２のモータに共用する。図１４の例では流路ｇがこれに該当する。この流路ｇを流れる冷却水は両モータの外壁に接触する。筒状流路部２０ｂの第１のモータに対する冷却水は最後にこの流路に流れ込み、その後、第１の蓋部１０ｂまたは第２の蓋部３０ｂ（図の例では第２の蓋部３０ｂ）により第２のモータの流路へ案内される。図１４に示した例はこの構造に対応する。
（２） 筒状流路部２０ｂは第１および第２の各モータに対してすべて独立の流路を有し、第１の蓋部１０ｂまたは第２の蓋部３０ｂにより第２のモータの流路へ案内される。
　この応用例の他の構成および動作、作用は、上記の説明のとおりである。
　以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、往流路および復流路の個数は図示の例に限るものではない。給水管と排水管をともに１つの蓋部に設ける例を示したが、両蓋部の一方に給水管と設け他方に排水管を設けるようにしてもよい。その場合には往流路の本数が複数路の本数より１本だけ多くなる。
１０　第１の蓋部　　１０ａ　肩部　　１０ｂ　第１の蓋部
１１～１５　仕切り壁　　１１ａ　給水室
１２ａ，１３ａ，１４ａ　折り返し流路
１５ａ　排水室
１６　給水口　　１６ａ　給水管
１７　排水口　　１７ａ　排水管
１８，１９　ネジ孔
２０　筒状流路部　　２０ｂ　筒状流路部
２１～２８　仕切り壁
２１ａ～２８ａ　折り返し流路
２９　破線円形
３０　第２の蓋部　　３０ａ　肩部　　３０ｂ　第２の蓋部
３１～３４　仕切り壁
３１ａ～３４ａ　流路
４０　モータ
４２　端部カバー
４３　回転シャフト
４４，４６　ネジ溝
４７　端部
５０　流路
１００　ハウジング　　１００ａ　ハウジング
ａ～ｇ　流路
ａｂ，ｂｃ，ｃｄ，ｄｅ，ｅｆ，ｆｇ，ｇｈ，ｈｉ，ｉｊ，ｊｋ，ｋｌ，ｌｍ，ｍｎ　折り返し流路

Claims (12)

  1. 　モータを収容する水冷用ハウジングを備え、前記水冷用ハウジングを流れる冷却水により前記モータを冷却する水冷モータ構造であって、
    　前記水冷用ハウジングは、
    　ほぼ円筒状の内壁に所定の角度間隔で中心軸方向に直立した複数の仕切り壁を有し、これら複数の仕切り壁と前記モータの外周面との間に中心軸に沿って互いに平行に伸びる複数の往流路および複数の復流路が形成された筒状流路部と、
    　前記筒状流路部の第１の開口を塞ぐとともに、前記筒状流路部の復流路を後続の往流路へ連結する複数の折り返し流路を有する第１の蓋部と、
    　前記筒状流路部の第２の開口を塞ぐとともに、前記筒状流路部の往流路を後続の復流路へ連結する複数の折り返し流路を有する第２の蓋部と、
    　前記第１の蓋部に設けられ、前記筒状流路部の前記複数の流路のうちの最初の往流路の入口につながる給水部と、
    　前記第１の蓋部の最後の復流路の出口につながる、または、前記第２の蓋部の最後の往流路の出口につながる排水部と
    　を備えたことを特徴とする水冷モータ構造。
  2. 　前記筒状流路部の内壁の断面形状は、軸方向の一端から他端までの任意の位置で同一である請求項１に記載の水冷モータ構造。
  3. 　前記第１および第２の蓋部に設けられる折り返し流路は、当該蓋部の内側に設けられた前記筒状流路部の隣接する２つの流路を連結する空洞により構成される請求項１または２に記載の水冷モータ構造。
  4. 　外部から冷却水の供給を受けて前記水冷用ハウジングに流す給水部と、前記水冷用ハウジングを通過した冷却水を外部へ排出する排水部を前記第１の蓋部に設けた請求項１、２または３に記載の水冷モータ構造。
  5. 　外部から冷却水の供給を受けて前記水冷用ハウジングに流す給水部を前記第１の蓋部に設け、前記水冷用ハウジングを通過した冷却水を外部へ排出する排水部を前記第２の蓋部に設けた請求項１、２または３に記載の水冷モータ構造。
  6. 　前記水冷用ハウジングは、第１および第２のモータに対応する、互いに平行に連結された第１および第２の空間を有し、
    　１組の前記給水部と前記排水部は前記第１および第２の空間に共用され、
    　前記給水部に供給された冷却水は前記第１の空間内の複数の流路を流れた後、前記第２の空間内の複数の流路を流れて、前記排水部から排出される
    　請求項１～５のいずれかに記載の水冷モータ構造。
  7. 　モータを収容し、冷却水により前記モータを冷却する水冷用ハウジングであって、
    　ほぼ円筒状の内壁に所定の角度間隔で中心軸方向に直立した複数の仕切り壁を有し、これら複数の仕切り壁と前記モータの外周面との間に中心軸に沿って互いに平行に伸びる複数の往流路および複数の復流路が形成された筒状流路部と、
    　第１の開口を塞ぐとともに、前記筒状流路部の復流路を後続の往流路へ連結する複数の折り返し流路を有する第１の蓋部と、
    　前記筒状流路部の第２の開口を塞ぐとともに、前記筒状流路部の往流路を後続の復流路へ連結する複数の折り返し流路を有する第２の蓋部と、
    　前記第１の蓋部に設けられ、前記筒状流路部の前記複数の流路のうちの最初の往流路の入口につながる給水部と、
    　前記第１の蓋部の最後の復流路の出口につながる、または、前記第２の蓋部の最後の往流路の出口につながる排水部と
    　を備えたことを特徴とする水冷用ハウジング。
  8. 　前記筒状流路部の内壁の断面形状は、軸方向の一端から他端までの任意の位置で同一である請求項７に記載の水冷用ハウジング。
  9. 　前記第１および第２の蓋部に設けられる折り返し流路は、当該蓋部の内側に設けられた前記筒状流路部の隣接する２つの流路を連結する空洞により構成される請求項７または８に記載の水冷用ハウジング。
  10. 　外部から冷却水の供給を受けて前記水冷用ハウジングに流す給水部と、前記水冷用ハウジングを通過した冷却水を外部へ排出する排水部を前記第１の蓋部に設けた請求項７、８または９に記載の水冷用ハウジング。
  11. 　外部から冷却水の供給を受けて前記水冷用ハウジングに流す給水部を前記第１の蓋部に設け、前記水冷用ハウジングを通過した冷却水を外部へ排出する排水部を前記第２の蓋部に設けた請求項７、８または９に記載の水冷用ハウジング。
  12. 　前記筒状流路部として、第１および第２のモータに対応する、互いに平行に連結された第１および第２の空間を有し、
    　１組の前記給水部と前記排水部は前記複数の筒状流路部に共用され、
    　前記給水部に供給された冷却水は前記第１の空間内の複数の流路を流れた後、前記第２の空間の複数の流路を流れて、前記排水部から排出される請求項７～１１のいずれかに記載の水冷用ハウジング。
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