WO2017110408A1 - 液冷モータ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a driving motor and a liquid cooling motor as a generator.
- Rotating electrical machines that serve as driving prime movers and generators are mounted on work machines such as skid steer loaders and compact truck loaders in addition to hybrid vehicles.
- a small and high output permanent magnet motor is often employed.
- This permanent magnet motor needs to prevent overheating in order to maintain normal operation. Further, this permanent magnet motor has a large cooling requirement per unit volume, so that a highly efficient cooling method is preferable, and a cooling method for circulating a liquid is particularly preferable.
- a motor employing a liquid cooling system includes a stator that forms magnetic paths at equal intervals in the circumferential direction, a motor case that is fitted to the outer peripheral surface of the stator, and an outer peripheral surface of the stator. And a coolant passage between the inner peripheral surface of the motor case.
- the present applicant has filed an application of such a liquid cooling motor that can cool the stator and the motor case in a circumferential direction without obstructing the magnetic path of the stator (patent) Reference 1).
- the stator windings of the stator have winding ends protruding outward from the left and right side surfaces of the stator, and the axial width of the motor case is the winding end. Is formed wider than the axial width of the stator so as to cover the outer peripheral side of the left and right side surfaces of the stator (diameter outside of the stator winding) and the axial end of the inner peripheral surface of the motor case.
- An annular liquid supply pipe is provided facing the surface.
- the liquid supply pipe has an annular pipe portion that is located on the outer periphery of the side surface of the stator and communicates with the entire liquid flow path, and at least one communication pipe that is coupled to the annular pipe portion and communicates with the inside.
- the communication pipe is connected to a pump outside the motor via a hose or the like (paragraphs 0020 and 0021).
- the stator and the motor case can be cooled in the circumferential direction without obstructing the magnetic path of the stator.
- the liquid cooling motor as described above, it is necessary to connect the coolant pipe inside the motor to a hose or the like outside the motor.
- this connection structure (1) a structure in which the coolant pipe is drawn out of the motor and then the coupling attached to the coolant pipe and the flexible pipe as the external pipe are directly connected; (2) the flexible pipe and the motor case; Is connected to the external piping via the motor case wall surface.
- the motor absorbs the vibration in the radial direction or the thrust direction received by the coolant pipe inside the motor by rotating the motor.
- a structure is required. Since the vibration of the coolant pipe is different from the vibration generated in the motor case itself, the liquid cooling motor has a structure that absorbs the vibration received by the coolant pipe inside the motor separately from the structure that absorbs the vibration of the motor case itself. It is necessary to prepare. For this reason, it is preferable to absorb the vibration which generate
- the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and can satisfactorily absorb the vibration generated in the coolant pipe by rotation and has a good water-stopping motor.
- the purpose is to provide.
- a motor case a motor provided inside the motor case, an inner pipe provided inside the motor case, through which a cooling liquid flows, an outer pipe provided outside the motor case, through which the cooling liquid flows,
- a support member that is fixed to the motor case and supports the inner tube and the outer tube so as to communicate with each other, and the support member is provided on the motor case side and supports the inner tube.
- a first support part, and a second support part provided on the opposite side of the motor case to support the outer pipe, wherein the first support part is spaced apart in the axial direction of the inner pipe.
- a plurality of seal members provided annularly along the outer peripheral surface of the inner tube, an air chamber formed between the plurality of seal members, and water that communicates the air chamber and the outside of the motor case. A punched portion, and There.
- the air chamber is annularly provided along the outer peripheral surface of the inner tube, and the plurality of seal members are a first seal member provided between the air chamber and the outer tube, and the air chamber.
- a second seal member provided between the motor and the motor, wherein a wire diameter of the second seal member is larger than a wire diameter of the first seal member.
- FIG.1 and FIG.2 The top view of the piping connection part shown in FIG.1 and FIG.2,
- B The side view of a piping connection part. It is a figure which shows the AA cross section of FIG. 3 (A). It is a side view which shows the track loader which is an example of a working machine. It is a side view which shows a part of track loader of the state which raised the cabin. It is a perspective view which shows schematic arrangement
- liquid cooling motor according to the present invention includes a motor / generator. [Overall configuration of work equipment] First, the overall configuration of the work machine will be described.
- the work machine 1 includes a machine body 2, a work device 3 attached to the machine body 2, and a traveling device 4 that supports the machine body 2.
- 5 and 6 show a truck loader as an example of the working machine, but the working machine on which the liquid cooling motor according to the present invention is mounted is not limited to the track loader.
- a tractor, a skid steer loader is used. It may be a compact truck loader, a backhoe or the like.
- the front side (left side in FIG. 5) of the driver seated in the driver's seat of the work machine is front
- the rear side (right side in FIG. 5) is rearward
- the left side of the driver (front side in FIG. 5). Side) is the left side
- the right side of the driver (the back side in FIG. 5) is the right side.
- a cabin 5 is mounted on the front portion of the airframe 2.
- the rear portion of the cabin 5 is supported by the support bracket 11 of the airframe 2 so as to be swingable around the support shaft 12.
- the front part of the cabin 5 can be placed on the front part of the airframe 2.
- a driver's seat 13 is provided in the cabin 5.
- a travel operation device 14 for operating the travel device 4 is disposed on one side (for example, the left side) of the driver seat 13.
- the traveling device 4 is a crawler traveling device.
- the traveling device 4 is provided below the left side of the body 2 and below the right side of the body 2.
- the traveling device 4 includes a first traveling unit 21L and a second traveling unit 21R that operate by hydraulic drive, and can travel by the first traveling unit 21L and the second traveling unit 21R.
- the work device 3 includes a boom 22L, a boom 22R, and a bucket 23 (work tool).
- the boom 22L is disposed on the left side of the body 2.
- the boom 22R is disposed on the right side of the body 2.
- the boom 22L and the boom 22R are connected to each other by a connecting body.
- the boom 22L and the boom 22R are supported by the first lift link 24 and the second lift link 25.
- a lift cylinder 26 composed of a double-acting hydraulic cylinder is provided between the base side of the boom 22L and the boom 22R and the rear lower part of the machine body 2. By simultaneously expanding and contracting the lift cylinder 26, the boom 22L and the boom 22R swing up and down.
- a mounting bracket 27 is pivotally supported around the horizontal axis on the front ends of the boom 22L and the boom 22R, and the back side of the bucket 23 is attached to the mounting brackets 27 provided on the left and right.
- a tilt cylinder 28 composed of a double-acting hydraulic cylinder is interposed between the mounting bracket 27 and the middle part of the boom 22L and the front end side of the boom 22R.
- the bucket 23 swings (squeeze / dump operation) by the expansion and contraction of the tilt cylinder 28.
- the bucket 23 is detachable from the mounting bracket 27.
- various attachments hydroaulic drive work tools having a hydraulic actuator described later
- a prime mover 29 is provided on the rear side of the machine body.
- the prime mover 29 is an engine.
- the prime mover 29 may be an electric motor (motor / generator) or may have both an engine and an electric motor, but will be described below as having both.
- the airframe 2 is provided with a tank (hydraulic oil tank) 31 for storing hydraulic oil.
- the liquid cooling motor according to the present invention constitutes a power transmission mechanism of the work machine 1.
- this power transmission mechanism will be described as being of a parallel hybrid type.
- FIG. 7 showing a schematic arrangement of the power transmission mechanism, an outline of the power transmission mechanism including the motor / generator 34 which is a motor constituting the liquid cooling motor according to the present invention will be described.
- the power transmission mechanism includes at least an engine 32, a flywheel 33, and a motor / generator 34.
- the power transmission mechanism transmits the power of the engine 32 and the power of the motor / generator 34 to a hydraulic pump 35 which is an example of a driven machine, alternatively or in combination.
- the engine 32 is a diesel engine, a gasoline engine, or the like.
- the crankshaft of the engine 32 protrudes toward the hydraulic pump 35, and a flywheel 33 is connected to the tip of the crankshaft (on the hydraulic pump 35 side).
- the flywheel 33 has a substantially disk shape and is made of a material having a large mass (for example, a metal such as cast iron).
- a crankshaft of the engine 32 is connected to the center of the flywheel 33.
- the flywheel 33 is surrounded by a flywheel housing.
- the motor / generator 34 is arranged on the hydraulic pump 35 side of the flywheel 33.
- the motor / generator 34 has a rotor (rotor) and a stator.
- As the motor generator 34 a permanent magnet embedded three-phase AC synchronous motor is preferably used, but other types of synchronous motors may be used.
- the motor / generator 34 functions as a generator (generator)
- the rotor receives the rotational power of the flywheel 33.
- the motor / generator 4 functions as an electric motor (motor)
- the rotor provides rotational power to the flywheel 33. That is, the motor / generator 34 transmits and receives rotational power via the flywheel 33.
- the hydraulic pump 35 as a driven machine is driven by receiving power from the engine 32 and / or the motor / generator 34.
- the hydraulic pump 35 may be a hydraulic pump of a hydrostatic transmission.
- the motor generator 34 which is a motor constituting the liquid cooling motor according to the present invention includes a cooling structure inside, and the internal cooling structure and the external
- the piping connection part 40 as a piping adapter which connects cooling piping (external pipe 42P) is provided.
- the motor / generator 34 that is a motor constituting the liquid-cooled motor according to the present invention, the structure of the motor / generator 34 that has a low relationship with the pipe connection portion 40 that is a feature of the present invention is described. Absent.
- FIG. 1 is a perspective view of the motor / generator 34 taken out from the power transmission mechanism in FIG.
- a perspective view for explaining the cooling structure of the motor / generator 34 is shown in FIG.
- a top view of the pipe connection portion 40 is shown in FIG. 3 (A)
- a side view of the pipe connection portion 40 is shown in FIG. 3 (B).
- FIG. 4 shows a cross section taken along the line AA of FIG. As shown in FIG.
- the inverter device and the stator wiring inside the motor / generator 34 are electrically connected via the socket 39 of the terminal block 38. Further, as will be described below, the refrigerant pump and the coolant pipe inside the motor / generator 34 are connected via the pipe connection portion 40. When the rotating shaft 36 of the motor / generator 34 rotates, the coolant pipe inside the motor receives vibration in the radial direction or vibration in the thrust direction.
- FIG. 1 is a perspective view (partially an exploded perspective view) of a stator (stator) side of a motor / generator 34 in which the motor case C is removed from the state shown in FIG. As shown in FIG. The stator of the motor / generator 34 will be described with reference to FIG.
- the motor / generator 34 includes at least a water jacket 52, windings (not shown), a stator 54, a heat conductor 55, and a motor housing 56.
- An annular stator 54 is provided on the inner periphery of the water jacket 52.
- the stator 54 has a large number of teeth 54B. Windings are wound around the teeth 54B.
- the heat conductor 55 is provided along the inner peripheral surface 52 ⁇ / b> B of the water jacket 52 so as to cover the winding and the stator 54.
- the water jacket 52 is mounted in the motor housing 56. Inside the stator 54, a rotating shaft 36 is provided, and a permanent magnet embedded cylindrical rotor (not shown) is disposed.
- a plurality of teeth 54B protruding in the inner peripheral side of the annular yoke 54A are arranged in the circumferential direction.
- the teeth 54B have a divergent shape, and a winding is wound around the trunk portion with an insulating member interposed.
- a heat conductor 55 is molded with a resin having a high thermal conductivity over the entire stator 54 except for the teeth 54B and the inner diameter ends of the windings.
- the motor housing 56 is formed of an iron-based casting such as FC (grey cast iron (also referred to as ordinary cast iron)), FCD (ductile cast iron), or the like.
- FC grey cast iron
- FCD ductile cast iron
- the water jacket 52 is formed in an annular shape with an aluminum alloy having high thermal conductivity. Inside the water jacket 52, a zigzag-shaped jacket passage 52 ⁇ / b> A is formed in the circumferential direction.
- the jacket passage 52A has a straight hole A1, a communication groove A2, and a communication groove A3.
- the communication groove A2 and the communication groove A3 are provided on both end faces of the water jacket 52 in the axial direction of the rotating shaft 36, and connect the adjacent linear holes A1 to each other on both end faces.
- the straight hole A ⁇ b> 1 is provided inside the water jacket 52, and is configured by drilling a large number of holes (passages) in the circumferential direction of the water jacket 52 and in parallel with the axial direction of the rotary shaft 36.
- the communication groove A2 communicates with the adjacent straight hole A1 on one end face (front side in FIG. 2) of the water jacket 52, and the communication groove A3 forms on the other end face (back side in FIG. 2) of the water jacket 52.
- the adjacent straight holes A1 communicate with each other.
- the communication groove A ⁇ b> 2 and the communication groove A ⁇ b> 3 are closed by annular seal members 62 disposed on both end faces of the water jacket 52 in the axial direction of the rotation shaft 36.
- the jacket passage 52 ⁇ / b> A is formed with a width over both end faces of the water jacket 52 in the axial direction of the rotating shaft 36.
- At least one coolant supply port A4 and coolant discharge port A5 are provided in the jacket passage 52A.
- one communication groove A2 (the right side in FIG. 2) constituting the jacket passage 52A is the coolant supply port A4, and the other communication groove A2 (the left side in FIG. 2) is the coolant discharge port A5.
- a hole 62A for forming a coolant passage is provided at a position corresponding to the coolant supply port A4 and the coolant discharge port A5.
- the coolant supply port A4 and the coolant discharge port A5 may be reversed, and may be another communication groove A2 or a communication groove A3.
- the coolant supply port A4 and the coolant discharge port A5 are connected to a circulation device (refrigerant pump) provided outside the motor / generator 34 via the pipe connection portion 40.
- a circulation device refrigerant pump
- a liquid refrigerant such as water or oil circulates in the jacket passage 52A.
- the coolant supply port A4 is connected to the inner pipe 41P.
- the inner pipe 41P is connected to the outer pipe 42P via the pipe connecting portion 40.
- the coolant discharge port A5 is connected to the inner pipe 41P.
- the inner pipe 41P is connected to the outer pipe 42P via the pipe connecting portion 40.
- the motor / generator 34 according to the present embodiment is characterized in that it includes the pipe connection portion 40.
- the coolant discharged from the refrigerant pump is supplied through the external pipe 42P, the pipe connection portion 40, and the internal pipe 41P provided on the coolant supply port A4 side. Reach mouth A4.
- the coolant reaches the communication groove A3 from the coolant supply port A4 through the straight hole A1, reaches the communication groove A2 through another straight hole A1, passes through another straight hole A1, and finally To the coolant discharge port A5.
- the coolant that has reached the coolant discharge port A5 reaches the refrigerant pump via the inner pipe 41P, the pipe connection portion 40, and the outer tube 42P provided on the coolant discharge port A5 side.
- the coolant flows separately from the coolant supply port A4 into the upper straight hole A1 in FIG. 2 and the lower straight hole A1 in FIG.
- the coolant flowing from the coolant supply port A4 to the upper straight hole A1 flows through the upper half straight hole A1, the communication groove A2, and the communication groove A3 of the water jacket 52 to cool the upper half of the water jacket 52 and cool it.
- the coolant flowing from the liquid supply port A4 to the lower straight hole A1 flows through the lower half straight hole A1, the communication groove A2, and the communication groove A3 of the water jacket 52 to cool the lower half of the water jacket 52.
- the coolant that flows separately in the vertical direction and cools the water jacket 52 joins at the coolant discharge port A5.
- FIGS. 3A and 3B are external views of the pipe connection portion 40.
- FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
- the pipe connection portion 40 is fixed to the end surface portion C ⁇ b> 2 of the motor case C by a bolt B at the flange portion F.
- the pipe connecting portion 40 includes a support member 50 that supports the inner pipe 41P and the outer pipe 42P so as to communicate with each other and on the same axis. Further, the support member 50 includes a first support portion 41 and a second support portion 42.
- the first support portion 41 is provided on the motor case C side and supports the inner tube 41P.
- the second support portion 42 is provided on the opposite side of the motor case C and supports the outer tube 42P.
- the first support portion 41 has a plurality of sealing members, an air chamber 46, and a drainage portion 47.
- the plurality of seal members are provided in an annular shape along the outer peripheral surface of the inner tube 41P with an interval in the axial direction of the inner tube 41P.
- the plurality of seal members are the first seal member 43 provided on the outer tube 42P side and the second seal member 44 provided on the inner tube 41P side.
- the outer pipe 42P side is the left side in FIG. 4, and the inner pipe 41P side is the right side in FIG.
- the first seal member 43 is provided between the air chamber 46 and the outer pipe 42P.
- the second seal member 44 is provided between the air chamber 46 and the motor / generator 34. Both the first seal member 43 and the second seal member 44 are O-rings.
- the wire diameter (thickness) of the second seal member 44 is larger than the wire diameter (thickness) of the first seal member 43 on the outer tube 42P side.
- the first support portion 41 has an inner portion 41a provided on the inner tube 41P side from the flange F and an outer portion 41b provided on the outer tube 42P side from the flange F.
- the inner portion 41a is fitted into an opening C3 provided in the end surface portion C2 of the motor case C.
- the outer portion 41b protrudes from the opening C3 toward the outer tube 42P.
- the first support portion 41 has a first concave groove 41A provided in the outer portion 41b and a second concave groove 41B provided in the inner portion 41a.
- the first concave groove 41A and the second concave groove 41B are annularly provided along the outer peripheral surface of the inner tube 41P.
- the first concave groove 41A includes a first protrusion 411 protruding in the inner diameter direction (a direction toward the center of the inner pipe 41P) on the outer tube 42P side, and a second protrusion protruding in the inner diameter direction on the inner tube 41P side. It is formed between the strip 412.
- the second concave groove 41B is formed between the third protrusion 413 protruding in the inner diameter direction on the outer tube 42P side and the fourth protrusion 414 protruding in the inner diameter direction on the inner tube 41P side.
- the first ridge 411, the second ridge 412, the third ridge 413, and the fourth ridge 414 are in contact with the outer peripheral surface of the inner tube 41P.
- the first seal member 43 is disposed in the first concave groove 41A and is in close contact with the outer peripheral surface of the inner tube 41P.
- the second seal member 44 is disposed in the second concave groove 41B and is in close contact with the outer peripheral surface of the inner tube 41P.
- the distance between the first seal member 43 and the second seal member 44 is the length of the second support portion 42 (the axial length of the outer tube 42P). It is set larger than (a).
- a third seal member 45 (O-ring) is provided on the contact surface between the support member 50 and the motor case C. Is provided.
- the outer pipe 42P is fitted into the first support portion 41 by a known method, and is supported by the first support portion 41 with water-stopping properties.
- the first seal member 43 on the outer pipe 42P side achieves sufficient water-stopping properties with the inner pipe 41P, and can prevent water leakage from the inner pipe 41P.
- the second seal member 44 on the inner pipe 41P side is connected to the inside of the motor / generator 34 even when, for example, the first seal member 43 on the outer pipe 42P side is worn and water leaks from the inner pipe 41P.
- the first seal member 43 on the outer pipe 42P side and the second seal member 44 on the inner pipe 41P side both realize water-stopping, and support the inner pipe 41P with these two seal members.
- the inner tube 41P is freely supported in the radial direction and the thrust direction. Therefore, vibration generated between the coolant pipe (inner pipe 41 ⁇ / b> P) and the motor case C with the rotation of the motor / generator 34 can be absorbed.
- a buffer function (vibration absorbing function) is realized by the second seal member 44 on the inner tube 41P side having a thicker wire diameter, and a thinner wire diameter is provided.
- the first seal member 43 on the outer pipe 42P side realizes a water stop function.
- the air chamber 46 is annularly provided along the outer peripheral surface of the inner tube 41P.
- the air chamber 46 is provided between the first seal member 43 and the second seal member 44. Specifically, the air chamber 46 is separated from the first concave groove 41 ⁇ / b> A by the second protrusion 412, and is separated from the second concave groove 41 ⁇ / b> B by the third protrusion 413.
- the inner diameter of the air chamber 46 is formed larger than the inner diameter of the first concave groove 41A and the second concave groove 41B.
- the width of the air chamber 46 (the length in the axial direction of the inner tube 41P) is formed larger than the width of the first concave groove 41A and the width of the second concave groove 41B.
- the inner wall of the air chamber 46 on the outer pipe 42P side is located on the outer pipe 42P side with respect to the flange F.
- the inner wall of the air chamber 46 on the inner tube 41P side is located on the inner tube 41P side with respect to the flange F.
- the drain part 47 communicates the air chamber 46 with the outside of the motor case C.
- the drainage portion 47 has a hole provided in the first support portion 41 so that the air chamber 46 and the outside of the motor / generator 34 can be connected.
- a drainage portion 47 is provided vertically below or substantially vertically below the annular air chamber 46.
- the hole of the drainage portion 47 is inclined from the inner tube 41P side toward the outer tube 42P side as it goes downward, and opens from the flange F to the outer tube 42P side.
- the air chamber 46 becomes a buffer space for the coolant leaked from the inner pipe 41P even when the first seal member 43 on the outer pipe 42P side is worn and water leakage occurs. Thereby, direct water leakage into the motor case C can be prevented.
- the drainage portion 47 is provided on the vertically lower side of the annularly formed air chamber 46 such that the coolant that has leaked from the inner pipe 41P and accumulated in the air chamber 46 is provided. Therefore, the coolant accumulated in the air chamber 46 can be discharged to the outside of the motor case C (outside of the motor / generator 34) by gravity.
- the liquid cooling motor according to the present embodiment since it has a pipe connection portion provided with a plurality of seal members (O-rings), vibration generated in the coolant pipe due to rotation can be satisfactorily absorbed. At the same time, a liquid-cooled motor having good water stoppage can be realized.
- the embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive.
- the scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
- first seal members 43 may be provided closer to the outer tube 42P than the air chamber 46, or a plurality of second seal members 44 may be provided closer to the inner tube 41P than the air chamber 46.
- Motor generator (motor) 41 1st support part 41P Inner pipe 42 2nd support part 42P Outer pipe 43 1st seal member 44 2nd seal member 46 Air chamber 47 Drain part 50 Support member C Motor case
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Abstract
回転による振動を良好に吸収でき、良好な止水性を備えた液冷モータを実現する。 モータケース(C)と、モータケース(C)の内部に設けられたモータ(34)と、モータケース(C)の内部に設けられて冷却液が流れる内部管(41P)と、モータケース(C)の外部に設けられて冷却液が流れる外部管(42P)と、モータケース(C)に固定されて内部管(41P)と外部管(42P)を互いに連通可能に支持する支持部材(50)を備え、支持部材(50)は、モータケース(C)側に設けられて内部管(41P)を支持する第1支持部(41)と、モータケース(C)の反対側に設けられて外部管(42P)を支持する第2支持部(42)を有し、第1支持部(41)は、内部管(41P)の軸方向に間隔をあけ且つ内部管(41P)の外周面に沿って環状に設けられた複数のシール部材(43,44)と、複数のシール部材(43,44)の間であって且つモータケース(C)内部に形成された空気室(46)と、空気室(46)とモータケース(C)の外部を連通する水抜き部(47)を有する。
Description
本発明は、駆動用原動機及び発電機となる液冷モータに関する。
駆動用原動機及び発電機となる回転電機(モータ・ジェネレータ)は、ハイブリッド自動車の他、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ等の作業機等にも搭載される。このようなモータとして、小型で高出力な永久磁石モータが採用されることが多い。この永久磁石モータは、正常な動作を持続させるために過熱を防止する必要がある。また、この永久磁石モータは、単位体積当たりの冷却必要量が大きいため効率の高い冷却方式が好ましく、液体を循環させる冷却方式が特に好ましい。液体による冷却方式を採用したモータ(以下において液冷モータと記載する)は、周方向等間隔に磁路を形成するステータと、このステータの外周面に嵌められるモータケースと、ステータの外周面とモータケースの内周面との間の冷却液通路とを備える。このような液冷モータであって、ステータの磁路を阻害することなく且つステータ及びモータケースを周方向に偏りなく冷却できるようにした液冷モータが、本件出願人により出願されている(特許文献1参照)。
特許文献1に開示された液冷モータにおいて、ステータの固定子巻線は巻線端部がステータの左側及び右側の側面より外側に突出しており、モータケースの軸心方向幅は巻線端部を覆うようにステータの軸心方向幅より広く形成されており、ステータの左側及び右側の側面の外周側(固定子巻線より径外側)とモータケースの内周面の軸心方向端部とに面して環状の液供給管が設けられている。この液供給管は、ステータの側面外周に位置して全液流路と連通する環状管部と、この環状管部に連結されて内部が連通する少なくとも1本の連通管とを有し、この連通管はホース等を介してモータ外部のポンプに接続されている(第0020段落、第0021段落)。
特許文献1に開示された液冷モータによると、ステータの磁路を阻害することなく且つステータ及びモータケースを周方向に偏りなく冷却できる点が好ましい。ところで、液冷モータにおいては、上述したように、モータ内部の冷却液配管をモータ外部のホース等に接続する必要がある。この接続構造として、(1)冷却液配管をモータ外部へ引き出した上で冷却液配管に取り付けたカップリングと外部配管であるフレキシブル配管とを直接接続する構造、(2)フレキシブル配管とモータケースとを接続してモータケース壁面を介して外部配管と接続する構造、がある。いずれの接続構造においても、冷却液がモータ内部で漏れないこと(止水性を備えること)に加えて、モータ回転によりモータ内部の冷却液配管が受けるラジアル方向の振動又はスラスト方向の振動を吸収する構造が必要になる。冷却液配管の振動はモータケース自体に発生する振動とは異なるために、液冷モータにおいてはモータケース自体の振動を吸収する構造とは別にモータ内部の冷却液配管が受ける振動を吸収する構造を備える必要がある。このため、モータケースに取り付けられる接続構造(配管アダプタ)により、冷却液配管とモータケースとの間に発生する振動を吸収することが好ましい。
本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、回転により冷却液配管に発生した振動を良好に吸収できるとともに、良好な止水性を備えた液冷モータを提供することを目的とする。
技術的課題を解決するために本発明が講じた技術的手段は、以下の通りである。
モータケースと、前記モータケースの内部に設けられたモータと、前記モータケースの内部に設けられ、冷却液が流れる内部管と、前記モータケースの外部に設けられ、冷却液が流れる外部管と、前記モータケースに固定されると共に、前記内部管と前記外部管とを互いに連通可能に支持する支持部材と、を備え、前記支持部材は、前記モータケース側に設けられて前記内部管を支持する第1支持部と、前記モータケースの反対側に設けられて前記外部管を支持する第2支持部と、を有し、前記第1支持部は、前記内部管の軸方向に間隔をあけて且つ前記内部管の外周面に沿って環状に設けられた複数のシール部材と、前記複数のシール部材の間に形成された空気室と、前記空気室と前記モータケースの外部とを連通する水抜き部と、を有している。
モータケースと、前記モータケースの内部に設けられたモータと、前記モータケースの内部に設けられ、冷却液が流れる内部管と、前記モータケースの外部に設けられ、冷却液が流れる外部管と、前記モータケースに固定されると共に、前記内部管と前記外部管とを互いに連通可能に支持する支持部材と、を備え、前記支持部材は、前記モータケース側に設けられて前記内部管を支持する第1支持部と、前記モータケースの反対側に設けられて前記外部管を支持する第2支持部と、を有し、前記第1支持部は、前記内部管の軸方向に間隔をあけて且つ前記内部管の外周面に沿って環状に設けられた複数のシール部材と、前記複数のシール部材の間に形成された空気室と、前記空気室と前記モータケースの外部とを連通する水抜き部と、を有している。
前記空気室は、前記内部管の外周面に沿って環状に設けられ、前記複数のシール部材は、前記空気室と前記外部管との間に設けられた第1シール部材と、前記空気室と前記モータとの間に設けられた第2シール部材とを有し、前記第2シール部材の線径は前記第1シール部材の線径よりも大きい。
本発明によれば、回転により冷却液配管に発生した振動を良好に吸収できるとともに、良好な止水性を備えた液冷モータを実現することができる。
以下、本発明に係る液冷モータ及びこの液冷モータが備える配管接続部の好適な実施形態について、この液冷モータを搭載した作業機を一例として、適宜図面を参照しながら説明する。尚、本発明に係る液冷モータには、モータ・ジェネレータを含む。
[作業機の全体構成]
まず、作業機の全体の構成から説明する。
[作業機の全体構成]
まず、作業機の全体の構成から説明する。
本発明に係る作業機1は、図5及び図6に示すように、機体2と、この機体2に装着した作業装置3と、機体2を支持する走行装置4とを備えている。尚、図5及び図6では、作業機の一例としてトラックローダを示しているが、本発明に係る液冷モータが搭載される作業機はトラックローダに限定されず、例えば、トラクタ、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ、バックホー等であってもよい。尚、本発明において、作業機の運転席に着座した運転者の前側(図5の左側)を前方、運転者の後側(図5の右側)を後方、運転者の左側(図5の手前側)を左方、運転者の右側(図5の奥側)を右方として説明する。
機体2の上部であって前部には、キャビン5が搭載されている。キャビン5の後部は、機体2の支持ブラケット11に支持軸12回りに揺動自在に支持されている。キャビン5の前部は、機体2の前部に載置可能となっている。
キャビン5内には運転席13が設けられている。運転席13の一側(例えば、左側)には、走行装置4を操作するための走行用操作装置14が配置されている。
キャビン5内には運転席13が設けられている。運転席13の一側(例えば、左側)には、走行装置4を操作するための走行用操作装置14が配置されている。
走行装置4は、クローラ式走行装置により構成されている。走行装置4は、機体2の左の下方及び機体2の右の下方に設けられている。走行装置4は、油圧駆動で作動する第1走行部21Lと、第2走行部21Rとを有し、第1走行部21L及び第2走行部21Rによって走行可能である。
作業装置3は、ブーム22Lと、ブーム22Rと、バケット23(作業具)とを備える。ブーム22Lは、機体2の左に配置されている。ブーム22Rは、機体2の右に配置されている。ブーム22Lとブーム22Rとは、連結体によって相互に連結されている。ブーム22L及びブーム22Rは、第1リフトリンク24及び第2リフトリンク25に支持されている。ブーム22L及びブーム22Rの基部側と機体2の後下部との間には、複動式の油圧シリンダからなるリフトシリンダ26が設けられている。リフトシリンダ26を同時に伸縮させることによりブーム22L及びブーム22Rが上下に揺動する。ブーム22L及びブーム22Rの先端側には、それぞれ装着ブラケット27が横軸回りに回動自在に枢支され、左及び右に設けられた装着ブラケット27にバケット23の背面側が取り付けられている。
作業装置3は、ブーム22Lと、ブーム22Rと、バケット23(作業具)とを備える。ブーム22Lは、機体2の左に配置されている。ブーム22Rは、機体2の右に配置されている。ブーム22Lとブーム22Rとは、連結体によって相互に連結されている。ブーム22L及びブーム22Rは、第1リフトリンク24及び第2リフトリンク25に支持されている。ブーム22L及びブーム22Rの基部側と機体2の後下部との間には、複動式の油圧シリンダからなるリフトシリンダ26が設けられている。リフトシリンダ26を同時に伸縮させることによりブーム22L及びブーム22Rが上下に揺動する。ブーム22L及びブーム22Rの先端側には、それぞれ装着ブラケット27が横軸回りに回動自在に枢支され、左及び右に設けられた装着ブラケット27にバケット23の背面側が取り付けられている。
また、装着ブラケット27とブーム22L及びブーム22Rの先端側中途部との間には、複動式の油圧シリンダからなるチルトシリンダ28が介装されている。チルトシリンダ28の伸縮によってバケット23が揺動(スクイ・ダンプ動作)する。
バケット23は、装着ブラケット27に対して着脱自在とされている。バケット23を取り外して装着ブラケット27に各種のアタッチメント(後述する油圧アクチュエータを有する油圧駆動式の作業具)を取り付けることで、掘削以外の各種の作業(又は他の掘削作業)を行えるように構成されている。機体の後側には原動機29が設けられている。原動機29は、エンジンである。尚、原動機29は、電動モータ(モータ・ジェネレータ)であっても、エンジン及び電動モータの両方を有するものであってもよいが、以下においては両方を有するものとして説明する。また、機体2には作動油を貯留するタンク(作動油タンク)31が設けられている。
バケット23は、装着ブラケット27に対して着脱自在とされている。バケット23を取り外して装着ブラケット27に各種のアタッチメント(後述する油圧アクチュエータを有する油圧駆動式の作業具)を取り付けることで、掘削以外の各種の作業(又は他の掘削作業)を行えるように構成されている。機体の後側には原動機29が設けられている。原動機29は、エンジンである。尚、原動機29は、電動モータ(モータ・ジェネレータ)であっても、エンジン及び電動モータの両方を有するものであってもよいが、以下においては両方を有するものとして説明する。また、機体2には作動油を貯留するタンク(作動油タンク)31が設けられている。
本発明に係る液冷モータは、この作業機1の動力伝達機構を構成する。ここではこの動力伝達機構は、パラレルハイブリッド形式であるとして説明する。この動力伝達機構の概略配置を示す斜視図(図7)を参照して、本発明に係る液冷モータを構成するモータであるモータ・ジェネレータ34を含む動力伝達機構の概要を説明する。
図7に示すように、動力伝達機構は、エンジン32、フライホイール33及びモータ・ジェネレータ34を少なくとも備える。動力伝達機構は、エンジン32の動力とモータ・ジェネレータ34の動力とを、択一的に又は組み合わせて被動機の一例である油圧ポンプ35に伝達する。
図7に示すように、動力伝達機構は、エンジン32、フライホイール33及びモータ・ジェネレータ34を少なくとも備える。動力伝達機構は、エンジン32の動力とモータ・ジェネレータ34の動力とを、択一的に又は組み合わせて被動機の一例である油圧ポンプ35に伝達する。
エンジン32は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等である。エンジン32のクランク軸は、油圧ポンプ35側に向けて突出し、クランク軸の先端(油圧ポンプ35側)には、フライホイール33が連結されている。
フライホイール33は、略円板状であって、質量が大きい材料(例えば鋳鉄等の金属)から形成されている。フライホイール33の中心には、エンジン32のクランク軸が連結されている。フライホイール33は、フライホイールハウジングによって包囲されている。
フライホイール33は、略円板状であって、質量が大きい材料(例えば鋳鉄等の金属)から形成されている。フライホイール33の中心には、エンジン32のクランク軸が連結されている。フライホイール33は、フライホイールハウジングによって包囲されている。
モータ・ジェネレータ34は、フライホイール33の油圧ポンプ35側に配置されている。モータ・ジェネレータ34は、ロータ(回転子)とステータとを有している。モータ・ジェネレータ34としては、永久磁石埋込式の三相交流同期モータが好適に使用されるが、他の種類の同期モータであってもよい。
モータ・ジェネレータ34が発電機(ジェネレータ)として機能する場合、ロータは、フライホイール33の回転動力を受ける。一方、モータ・ジェネレータ4が電動機(モータ)として機能する場合、ロータは、フライホイール33に回転動力を与える。つまり、モータ・ジェネレータ34は、フライホイール33を介して回転動力を授受する。
モータ・ジェネレータ34が発電機(ジェネレータ)として機能する場合、ロータは、フライホイール33の回転動力を受ける。一方、モータ・ジェネレータ4が電動機(モータ)として機能する場合、ロータは、フライホイール33に回転動力を与える。つまり、モータ・ジェネレータ34は、フライホイール33を介して回転動力を授受する。
被動機である油圧ポンプ35は、エンジン32及び/又はモータ・ジェネレータ34からの動力を受けて駆動される。この油圧ポンプ35は、具体的には静油圧式トランスミッションの油圧ポンプを例示することができる。
このような概略配置を備えた作業機1の動力伝達機構において、本発明に係る液冷モータを構成するモータであるモータ・ジェネレータ34は、内部に冷却構造を備え、内部の冷却構造と外部の冷却配管(外部管42P)とを接続する配管アダプタとしての配管接続部40を備える。尚、本発明に係る液冷モータを構成するモータであるモータ・ジェネレータ34を説明するにあたり、本発明の特徴である配管接続部40に関係が低い、モータ・ジェネレータ34の構造については説明していない。
このような概略配置を備えた作業機1の動力伝達機構において、本発明に係る液冷モータを構成するモータであるモータ・ジェネレータ34は、内部に冷却構造を備え、内部の冷却構造と外部の冷却配管(外部管42P)とを接続する配管アダプタとしての配管接続部40を備える。尚、本発明に係る液冷モータを構成するモータであるモータ・ジェネレータ34を説明するにあたり、本発明の特徴である配管接続部40に関係が低い、モータ・ジェネレータ34の構造については説明していない。
[液冷モータの概略構成]
次に、このような位置に配置された本発明に係る液冷モータを構成するモータであるモータ・ジェネレータ34が備える冷却構造及び配管接続部40をさらに詳細に説明する。図7における動力伝達機構からモータ・ジェネレータ34を取り出した斜視図を図1に示す。モータ・ジェネレータ34の冷却構造を説明するための斜視図を図2に示す。配管接続部40の上面図を図3(A)に示し、配管接続部40の側面図を図3(B)に示す。図3(A)のA-A断面を示す図を図4に示す。図1に示すように、端子台38のソケット39を介してインバータ機器とモータ・ジェネレータ34の内部のステータ配線とが電気的に接続されている。また、以下に説明するように、配管接続部40を介して冷媒ポンプとモータ・ジェネレータ34の内部の冷却液配管とが接続される。モータ・ジェネレータ34の回転軸36が回転すると、モータ内部の冷却液配管が、ラジアル方向の振動又はスラスト方向の振動を受ける。
次に、このような位置に配置された本発明に係る液冷モータを構成するモータであるモータ・ジェネレータ34が備える冷却構造及び配管接続部40をさらに詳細に説明する。図7における動力伝達機構からモータ・ジェネレータ34を取り出した斜視図を図1に示す。モータ・ジェネレータ34の冷却構造を説明するための斜視図を図2に示す。配管接続部40の上面図を図3(A)に示し、配管接続部40の側面図を図3(B)に示す。図3(A)のA-A断面を示す図を図4に示す。図1に示すように、端子台38のソケット39を介してインバータ機器とモータ・ジェネレータ34の内部のステータ配線とが電気的に接続されている。また、以下に説明するように、配管接続部40を介して冷媒ポンプとモータ・ジェネレータ34の内部の冷却液配管とが接続される。モータ・ジェネレータ34の回転軸36が回転すると、モータ内部の冷却液配管が、ラジアル方向の振動又はスラスト方向の振動を受ける。
図1に示すように、モータ・ジェネレータ(モータ)34は、モータケースCの内部に配置されている。モータケースCは、モータ・ジェネレータ34の外周を囲うように設けられた筒状部C1と、筒状部C1の油圧ポンプ35側の端部に設けられた端面部C2とを有している。図1に示す状態から、モータケースCを取り外して、ステータ側の冷却構造以外を仮想的に取り外した、モータ・ジェネレータ34の固定子(ステータ)側の斜視図(一部は分解斜視図)を図2に示す。この図2を参照して、モータ・ジェネレータ34の固定子について説明する。
モータ・ジェネレータ34は、ウォータジャケット52、巻線(図示せず)、固定子54、熱伝導体55及びモータハウジング56を少なくとも備える。ウォータジャケット52の内周に環状の固定子54が設けられている。固定子54は多数のティース54Bを有する。ティース54Bには巻線が巻かれている。熱伝導体55は、巻線及び固定子54を覆ってウォータジャケット52の内周面52Bに沿って設けられている。ウォータジャケット52はモータハウジング56内に装着されている。固定子54の内側には、回転軸36を備え、永久磁石埋込型の円筒形のロータ(図示せず)が配置されている。
固定子54は、環状のヨーク54Aの内周側に突出したティース54Bが、周方向に複数配列されている。ティース54Bは末広がり形状であって、その胴部には絶縁部材を介在して巻線が巻かれている。ティース54B及び巻線の径内端を残して固定子54の全体に高熱伝導率の樹脂で熱伝導体55がモールド成形されている。
モータハウジング56は、FC(ねずみ鋳鉄(普通鋳鉄ともいう))、FCD(ダクタイル鋳鉄)等の鉄系鋳物で形成されている。モータハウジング56は、別個に形成したウォータジャケット52の外周に嵌め合わされて装着される。
モータハウジング56は、FC(ねずみ鋳鉄(普通鋳鉄ともいう))、FCD(ダクタイル鋳鉄)等の鉄系鋳物で形成されている。モータハウジング56は、別個に形成したウォータジャケット52の外周に嵌め合わされて装着される。
ウォータジャケット52は高熱伝導率のアルミニウム合金で環状に形成されている。ウォータジャケット52の内部には、周方向にジグザグ形状のジャケット通路52Aが形成されている。このジャケット通路52Aは、直線孔A1と、連通溝A2と、連通溝A3とを有している。連通溝A2及び連通溝A3は、回転軸36の軸方向におけるウォータジャケット52の両方の端面にそれぞれ設けられて、両方の端面において、隣接する直線孔A1同士を接続する。直線孔A1は、ウォータジャケット52の内部に設けられ、多数本の孔(通路)をウォータジャケット52の周方向に且つ回転軸36の軸方向と平行に、穿孔することにより構成されている。
連通溝A2は、ウォータジャケット52の一方の端面(図2における手前側)において、隣接する直線孔A1を連通し、連通溝A3は、ウォータジャケット52の他方の端面(図2における奥側)において、隣接する直線孔A1を連通する。連通溝A2及び連通溝A3は、回転軸36の軸方向におけるウォータジャケット52の両方の端面に配置される環状のシール部材62によって閉鎖されている。このように、ウォータジャケット52における回転軸36の軸方向の両方の端面に亘る幅でジャケット通路52Aが形成されている。
このように構成されたジャケット通路52Aにおいて冷却液を循環させるために、ジャケット通路52Aに冷却液供給口A4及び冷却液吐出口A5が少なくとも1つずつ設けられる。ここでは、ジャケット通路52Aを構成する、1つの連通溝A2(図2における右側)が冷却液供給口A4として、もう1つの連通溝A2(図2における左側)が冷却液吐出口A5となっている。ここで、環状のシール部材62において、冷却液供給口A4及び冷却液吐出口A5に対応する位置に冷却液通路を形成するための穴62Aが設けられる。尚、冷却液供給口A4及び冷却液吐出口A5は、逆でも構わないし、他の連通溝A2であっても、連通溝A3であっても構わない。
冷却液供給口A4及び冷却液吐出口A5は、配管接続部40を介して、モータ・ジェネレータ34の外部に設けられた循環装置(冷媒ポンプ)に接続されている。この循環装置により、水又は油等の液体の冷媒が、ジャケット通路52Aを循環する。
冷却液供給口A4は、内部管41Pに接続されている。内部管41Pは、配管接続部40を介して外部管42Pに接続されている。冷却液吐出口A5は、内部管41Pに接続されている。内部管41Pは、配管接続部40を介して外部管42Pに接続されている。本実施形態に係るモータ・ジェネレータ34は、この配管接続部40を備える点が特徴である。この配管接続部40を説明する前に、モータ・ジェネレータ34の冷却構造における冷却液の循環について図2を参照して説明する。
冷却液供給口A4は、内部管41Pに接続されている。内部管41Pは、配管接続部40を介して外部管42Pに接続されている。冷却液吐出口A5は、内部管41Pに接続されている。内部管41Pは、配管接続部40を介して外部管42Pに接続されている。本実施形態に係るモータ・ジェネレータ34は、この配管接続部40を備える点が特徴である。この配管接続部40を説明する前に、モータ・ジェネレータ34の冷却構造における冷却液の循環について図2を参照して説明する。
図2に黒塗り矢示で示すように、冷媒ポンプから吐出された冷却液は、冷却液供給口A4側に設けられた外部管42P、配管接続部40及び内部管41Pを介して冷却液供給口A4に到達する。冷却液は、冷却液供給口A4から直線孔A1を通って連通溝A3に到達し、さらに別の直線孔A1を通って連通溝A2に到達し、さらに別の直線孔A1を通って、最終的に冷却液吐出口A5に到達する。冷却液吐出口A5に到達した冷却液は、冷却液吐出口A5側に設けられた内部管41P、配管接続部40及び外部管42Pを介して冷媒ポンプに到達する。
この場合において、限定されるものではないが、冷却液は、冷却液供給口A4から図2における上方側の直線孔A1と図2における下方側の直線孔A1とに別れて流れる。冷却液供給口A4から上方側の直線孔A1へ流れた冷却液はウォータジャケット52の上半分の直線孔A1、連通溝A2及び連通溝A3を流れてウォータジャケット52の上半分を冷却し、冷却液供給口A4から下方側の直線孔A1へ流れた冷却液はウォータジャケット52の下半分の直線孔A1、連通溝A2及び連通溝A3を流れてウォータジャケット52の下半分を冷却する。上下方向に分かれて流れてウォータジャケット52を冷却した冷却液は、冷却液吐出口A5において合流する。
このような冷却構造を備えたモータ・ジェネレータ34が、外部管42Pと内部管41Pとを接続するために備える配管接続部40についてさらに詳しく説明する。
[配管接続部の詳細構成]
図3(A)及び図3(B)は、配管接続部40の外観である。図4は、図3のA-A断面図である。図3及び図4に示すように、配管接続部40は、フランジ部FにおいてモータケースCの端面部C2にボルトBにより固定されている。配管接続部40は、内部管41Pと外部管42Pとを互いに連通可能に且つ同一軸上で支持する支持部材50を備える。さらに、この支持部材50は、第1支持部41と第2支持部42とを有する。第1支持部41は、モータケースC側に設けられて内部管41Pを支持する。第2支持部42は、モータケースCの反対側に設けられて外部管42Pを支持する。第1支持部41は、複数のシール部材と、空気室46と、水抜き部47とを有している。複数のシール部材は、内部管41Pの軸方向に間隔をあけて且つ内部管41Pの外周面に沿って環状に設けられている。
[配管接続部の詳細構成]
図3(A)及び図3(B)は、配管接続部40の外観である。図4は、図3のA-A断面図である。図3及び図4に示すように、配管接続部40は、フランジ部FにおいてモータケースCの端面部C2にボルトBにより固定されている。配管接続部40は、内部管41Pと外部管42Pとを互いに連通可能に且つ同一軸上で支持する支持部材50を備える。さらに、この支持部材50は、第1支持部41と第2支持部42とを有する。第1支持部41は、モータケースC側に設けられて内部管41Pを支持する。第2支持部42は、モータケースCの反対側に設けられて外部管42Pを支持する。第1支持部41は、複数のシール部材と、空気室46と、水抜き部47とを有している。複数のシール部材は、内部管41Pの軸方向に間隔をあけて且つ内部管41Pの外周面に沿って環状に設けられている。
本実施形態では、複数のシール部材は、外部管42P側に設けられた第1シール部材43と、内部管41P側に設けられた第2シール部材44の2つである。尚、外部管42P側とは図4において左側であり、内部管41P側とは図4において右側である。第1シール部材43は、空気室46と外部管42Pとの間に設けられている。第2シール部材44は、空気室46とモータ・ジェネレータ34との間に設けられている。第1シール部材43及び第2シール部材44は、共にOリングである。好ましくは、第2シール部材44の線径(太さ)は、外部管42P側の第1シール部材43の線径(太さ)よりも大きい。
第1支持部41は、フランジFより内部管41P側に設けられた内側部分41aと、フランジFより外部管42P側に設けられた外側部分41bとを有している。内側部分41aは、モータケースCの端面部C2に設けられた開口部C3に嵌め入れられている。外側部分41bは、開口部C3から外部管42P側に突出している。第1支持部41は、外側部分41bに設けられた第1凹溝41Aと、内側部分41aに設けられた第2凹溝41Bとを有している。第1凹溝41A及び第2凹溝41Bは、内部管41Pの外周面に沿って環状に設けられている。詳しくは、第1凹溝41Aは、外部管42P側において内径方向(内部管41Pの中心に向かう方向)に突出した第1突条411と、内部管41P側において内径方向に突出した第2突条412との間に形成されている。第2凹溝41Bは、外部管42P側において内径方向に突出した第3突条413と、内部管41P側において内径方向に突出した第4突条414との間に形成されている。第1突条411、第2突条412、第3突条413、第4突条414は、内部管41Pの外周面に当接している。
第1シール部材43は、第1凹溝41A内に配置されており、内部管41Pの外周面に密接している。第2シール部材44は、第2凹溝41B内に配置されており、内部管41Pの外周面に密接している。本実施形態では、第1シール部材43と第2シール部材44との間の距離(内部管41Pの軸方向の距離)は、第2支持部42の長さ(外部管42Pの軸方向の長さ)よりも大きく設定されている。
尚、支持部材50をモータケースCにボルトBにより固定する場合の止水性を実現するために、この支持部材50とモータケースCとの当接面に第3のシール部材45(Oリング)が設けられている。また、外部管42Pは、第1支持部41に公知の方法により嵌め込まれて、止水性を備えて第1支持部41に支持される。
ここで、外部管42P側の第1シール部材43は、内部管41Pと十分な止水性を実現しており、内部管41Pからの漏水を防止することができる。そして、この内部管41P側の第2シール部材44は、例えば外部管42P側の第1シール部材43が摩耗して内部管41Pからの漏水があった場合でも、モータ・ジェネレータ34の内部への漏水を防止することができる。さらに、これらの外部管42P側の第1シール部材43及び内部管41P側の第2シール部材44は、共に止水性を実現することに加えて、これら2つのシール部材で内部管41Pを支持することにより内部管41Pをラジアル方向及びスラスト方向に自由に支持することになる。そのため、モータ・ジェネレータ34の回転に伴い冷却液配管(内部管41P)とモータケースCとの間に発生する振動を吸収することができる。特に、2つのシール部材の線径を変えて、より太い線径を備えた内部管41P側の第2シール部材44により緩衝機能(振動吸収機能)を実現して、より細い線径を備えた外部管42P側の第1シール部材43により止水機能を実現している。
ここで、外部管42P側の第1シール部材43は、内部管41Pと十分な止水性を実現しており、内部管41Pからの漏水を防止することができる。そして、この内部管41P側の第2シール部材44は、例えば外部管42P側の第1シール部材43が摩耗して内部管41Pからの漏水があった場合でも、モータ・ジェネレータ34の内部への漏水を防止することができる。さらに、これらの外部管42P側の第1シール部材43及び内部管41P側の第2シール部材44は、共に止水性を実現することに加えて、これら2つのシール部材で内部管41Pを支持することにより内部管41Pをラジアル方向及びスラスト方向に自由に支持することになる。そのため、モータ・ジェネレータ34の回転に伴い冷却液配管(内部管41P)とモータケースCとの間に発生する振動を吸収することができる。特に、2つのシール部材の線径を変えて、より太い線径を備えた内部管41P側の第2シール部材44により緩衝機能(振動吸収機能)を実現して、より細い線径を備えた外部管42P側の第1シール部材43により止水機能を実現している。
空気室46は、内部管41Pの外周面に沿って環状に設けられている。空気室46は、第1シール部材43と第2シール部材44との間に設けられている。具体的には、空気室46は、第2突条412により第1凹溝41Aと隔てられており、第3突条413により第2凹溝41Bと隔てられている。本実施形態では、空気室46の内径は、第1凹溝41Aの内径及び第2凹溝41Bの内径よりも大きく形成されている。また、空気室46の幅(内部管41Pの軸方向の長さ)は、第1凹溝41Aの幅及び第2凹溝41Bの幅よりも大きく形成されている。空気室46の外部管42P側の内壁は、フランジFよりも外部管42P側に位置している。空気室46の内部管41P側の内壁は、フランジFよりも内部管41P側に位置している。
水抜き部47は、空気室46とモータケースCの外部とを連通している。具体的には、水抜き部47は、空気室46とモータ・ジェネレータ34の外部とを接続できるように、第1支持部41に設けられた穴を有している。この環状の空気室46の鉛直下方又は略鉛直下方に水抜き部47が設けられている。本実施形態では、水抜き部47の穴は、下方に向かうにつれて内部管41P側から外部管42P側に向けて傾斜しており、フランジFより外部管42P側に開口している。空気室46は、外部管42P側の第1シール部材43が摩耗して、漏水が生じた場合であっても内部管41Pから漏れた冷却液のバッファー空間となる。これにより、モータケースC内への直接的な漏水を防止することができる。また、この水抜き部47の位置は、このように内部管41Pから漏れて空気室46に溜まった冷却液が、環状に形成された空気室46の鉛直下方側に設けられている。このため、空気室46に溜まった冷却液を、重力によりモータケースCの外部(モータ・ジェネレータ34の外部)へ排出することができる。
以上のようにして、本実施形態に係る液冷モータによると、複数のシール部材(Oリング)を備えた配管接続部を有するために、回転により冷却液配管に発生した振動を良好に吸収できるとともに、良好な止水性を備えた液冷モータを実現することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
例えば、空気室46よりも外部管42P側に複数の第1シール部材43を設けてもよいし、空気室46よりも内部管41P側に複数の第2シール部材44を設けてもよい。
34 モータ・ジェネレータ(モータ)
41 第1支持部
41P 内部管
42 第2支持部
42P 外部管
43 第1シール部材
44 第2シール部材
46 空気室
47 水抜き部
50 支持部材
C モータケース
41 第1支持部
41P 内部管
42 第2支持部
42P 外部管
43 第1シール部材
44 第2シール部材
46 空気室
47 水抜き部
50 支持部材
C モータケース
Claims (2)
- モータケースと、
前記モータケースの内部に設けられたモータと、
前記モータケースの内部に設けられ、冷却液が流れる内部管と、
前記モータケースの外部に設けられ、冷却液が流れる外部管と、
前記モータケースに固定されると共に、前記内部管と前記外部管とを互いに連通可能に支持する支持部材と、を備え、
前記支持部材は、
前記モータケース側に設けられて前記内部管を支持する第1支持部と、
前記モータケースの反対側に設けられて前記外部管を支持する第2支持部と、を有し、
前記第1支持部は、
前記内部管の軸方向に間隔をあけて且つ前記内部管の外周面に沿って環状に設けられた複数のシール部材と、
前記複数のシール部材の間に設けられた空気室と、
前記空気室と前記モータケースの外部とを連通する水抜き部と、
を有している液冷モータ。 - 前記空気室は、前記内部管の外周面に沿って環状に設けられ、
前記複数のシール部材は、
前記空気室と前記外部管との間に設けられた第1シール部材と、
前記空気室と前記モータとの間に設けられた第2シール部材とを有し、
前記第2シール部材の線径は前記第1シール部材の線径よりも大きい、請求項1に記載の液冷モータ。
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