專利名稱：液冷馬達的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有可通過冷卻液冷卻的外殼結構的液冷馬達。
背景技術：
在專利文獻1中公開有具有可通過冷卻液冷卻的外殼結構的液冷馬達。通過該專利文獻1公開的液冷馬達的第1冷卻結構具備入口側環(huán)狀流道，具備有 冷卻液所流入的流入口 ；及出口側環(huán)狀流道，具備冷卻液所流出的流出口，其中，該入口側 環(huán)狀流道和出口側環(huán)狀流道通過多個沿液冷馬達的軸向設置的連結流道而連結。另一方面，在相同的專利文獻1中，公開有與上述第1冷卻結構不同的第2冷卻結 構。在該第2冷卻結構中，如圖4中以展開的剖面所示，在第1環(huán)狀流道10與第2環(huán)狀流 道12的各連結流道14的合流點16的中間位置，于入口側與出口側每錯開1個相位均配置 螺栓18。螺栓18在各環(huán)狀流道10、12中作為攔截部來發(fā)揮功能。由于該螺栓18存在，從 流入口 20流入的冷卻液在第1環(huán)狀流道10與第2環(huán)狀流道12之間依次往返，并通過全部 連結流道14后從流出口 22流出。專利文獻1 日本專利第3435802號公報但是，上述第1冷卻結構有如下問題流入口與流出口之間的冷卻液的移動非常 自如，因此有容易經過從流入口至流出口的最短的流道的傾向，有時不能保持冷卻的均勻 性，為了使冷卻液遍及于整體，需要確保相應的泵容量。另外，在上述第2冷卻結構中，冷卻液在入口側環(huán)狀流道與出口側環(huán)狀流道之間 180度改變方向的同時往返數(shù)次，使經過全部連結流道后從流出口流出，因而有冷卻液的壓 損(壓力損失)變大的問題。因此，例如像混合式施工機械等驅動裝置那樣，在必須使用相 同的冷卻流道來冷卻馬達和用于驅動該馬達的驅動控制器的冷卻系統(tǒng)中，難以實現(xiàn)作為該 冷卻系統(tǒng)整體的結構，從而產生實際上無法采用的這類最基本的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了解決以往的問題而完成的，其課題在于提供一種無需增大泵容量而 能夠提高馬達的冷卻的均勻性，并且能將冷卻液的壓損盡量抑制到最小的液冷馬達。本發(fā)明通過如下而解決上述課題一種具有可通過冷卻液冷卻的外殼結構的液冷 馬達，具備入口側環(huán)狀流道，具備1個所述冷卻液所流入的流入口 ；出口側環(huán)狀流道，具 備1個所述冷卻液所流出的流出口 ；連結流道，在所述入口側及出口側的環(huán)狀流道之間沿 所述液冷馬達的軸向設置有多個，并使冷卻液從所述入口側環(huán)狀流道向出口側環(huán)狀流道流 動；1個入口側攔截部，攔截在所述入口側環(huán)狀流道內流過的所述冷卻液的流動；及1個出 口側攔截部，攔截在所述出口側環(huán)狀流道內流過的所述冷卻液的流動；所述入口側攔截部 及出口側攔截部配置成如下所述連結流道中，所述入口側環(huán)狀流道中的從靠近所述流入 口的連結流道的所述出口側環(huán)狀流道側的合流點至所述流出口的流道長于所述入口側環(huán) 狀流道中的從所述流入口至該連結流道的距離。
本發(fā)明中，在入口側及出口側的環(huán)狀流道中分別配置有1個攔截在各自的環(huán)狀流 道內流過的冷卻液流動的入口側攔截部及出口側攔截部，并且，所述入口側攔截部及出口 側攔截部配置成如下所述連結流道中，所述入口側環(huán)狀流道中的從靠近所述流入口的連 結流道的所述出口側環(huán)狀流道側的合流點至所述流出口的流道長于所述入口側環(huán)狀流道 中的從所述流入口至該連結流道的距離。因此，特定的各環(huán)狀流道內的冷卻液從各自的攔 截部受到適當?shù)姆醋饔昧?，并且不會導致與經過其他連結流道的冷卻液相比，經過特定的 連結流道的冷卻液僅經過極短的流道就會提前流出。因此，作為結果，冷卻液也遍及位于遠 離流入口的連結流道，也容易在各環(huán)狀流道內得到冷卻液壓力的均勻性。關于這一點在后 面詳細說明。另外，冷卻液在全部連結流道中，從入口側環(huán)狀流道向出口側環(huán)狀流道單向并行 移動，因此液冷馬達整體的壓損極小。因此，例如像混合式施工機械等驅動裝置的冷卻系統(tǒng) 那樣，在必須使用相同的冷卻流道來冷卻馬達和用于驅動該馬達的驅動控制器的冷卻系統(tǒng) 中，本發(fā)明能夠尤其有效地發(fā)揮作用。當然，壓損小的特性即使在單獨冷卻該液冷馬達時， 也可得到能夠縮小用于使冷卻液循環(huán)的循環(huán)泵或散熱器的容量的效果。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明可得到無需增大泵容量而能夠提高冷卻均勻性，且將冷卻液的壓損盡 量抑制到最小的液冷馬達。


圖1是著眼于本發(fā)明的實施方式的一例所涉及的液冷馬達的冷卻系統(tǒng)的剖面圖。圖2是上述液冷馬達的上部斷裂的正視圖。圖3 (A)是沿圖2的箭頭IIIA-IIIA線的剖面圖，(B)是沿箭頭IIIB-IIIB線的剖 面圖。圖4是表示以往冷卻系統(tǒng)的一例的展開剖面圖。圖中70-液冷馬達，72-入口側環(huán)狀流道，72A-流入合流點，74-出口側環(huán)狀流道， 74A-流出分支點，76 (76a 761)-連結流道，78-流入口，80-流出口，82-入口側攔截部， 84-出口側攔截部，88-馬達外殼。
具體實施例方式以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施方式的一例進行詳細說明。圖1是著眼于本發(fā)明的實施方式的一例所涉及的液冷馬達的冷卻系統(tǒng)的剖面圖， 圖2是該液冷馬達的上部斷裂的正視圖，圖3(A)、(B)分別是沿圖2的箭頭IIIA-IIIA線、 IIIB-IIIB線的剖面圖。該液冷馬達70具有可通過冷卻液冷卻的外殼結構，并具備入口側環(huán)狀流道72、出 口側環(huán)狀流道74、及連結流道76。入口側環(huán)狀流道72具備1個冷卻液所流入的流入口 78。 出口側環(huán)狀流道74具備1個冷卻液所流出的流出口 80。在所述入口側環(huán)狀流道72與出口 側環(huán)狀流道74之間沿液冷馬達70的軸向設置多個(該例中為76a 761，12條)連結流 道76，并使冷卻液從入口側環(huán)狀流道72向出口側環(huán)狀流道74(單向并行)流動。
入口側環(huán)狀流道72在馬達外殼88的軸向一端側的端部附近繞馬達外殼88的內 部1圈而形成環(huán)狀。該入口側環(huán)狀流道72中設置有1個攔截在該入口側環(huán)狀流道72內流 過的冷卻液的流動的入口側攔截部82 (參照圖幻。入口側環(huán)狀流道72在該液冷馬達70的 冷卻流道中位于上流側，因此優(yōu)選該入口側環(huán)狀流道72配置在該液冷馬達70中需要更高 冷卻性能的一側。該實施方式中，入口側環(huán)狀流道72配置于具備有分解器(或者編碼器)86 等傳感器的一側。如圖2、圖3(A)所示，入口側環(huán)狀流道72中連接有由直角彎管構成的流 入口 78。流入口 78構成為如下冷卻液從以該流入口 78流向入口側環(huán)狀流道72的流入 合流點72A作為切點的(該入口側環(huán)狀流道72的)大致切線方向Xl流入。另外，該稱為 “切線方向”的術語未必要求幾何學的嚴密的切線方向。出口側環(huán)狀流道74在馬達外殼88中的入口側環(huán)狀流道72的軸向相反側的端部 附近繞馬達外殼88的內部1圈而形成為環(huán)狀。出口側環(huán)狀流道74中也設置有1個攔截在 該出口側環(huán)狀流道74內流過的所述冷卻液的流動的出口側攔截部84。另外，入口側環(huán)狀流 道72中的入口側攔截部82及流入口 78的相位與出口側環(huán)狀流道74中的出口側攔截部84 及所述流入口 80的相位不同。這是因為所述入口側攔截部及出口側攔截部配置成，所述連 結流道中所述入口側環(huán)狀流道中從靠近所述流入口的連結流道的所述出口側環(huán)狀流道側 的合流點至所述流出口的流道長于所述入口側環(huán)狀流道中從所述流入口至該連結流道的 距離。對于該結構在后面進行詳細說明。如圖2、圖3(B)所示，出口側環(huán)狀流道74中連接有由直角彎管構成的流出口 80。 流出口 80構成為，冷卻液從以出口側環(huán)狀流道74流向該流出口 80的流出分支點74A作為 切點的(該出口側環(huán)狀流道74的)大致切線方向X2流出。在入口側環(huán)狀流道72、出口側環(huán)狀流道74之間沿軸向設置有多個(該實施方式中 為12條)連結流道76。該實施方式中，以制造的簡便性及盡量降低壓損為目的，連結流道 76由截面為圓形的導管形成，但若想進一步提高冷卻效率時，也可以由具有橢圓，或者更扁 平形狀的截面的導管形成。該實施方式中，入口側攔截部82及出口側攔截部84雙方均通過形成入口側環(huán)狀 流道72及出口側環(huán)狀流道74的馬達外殼88而與該馬達外殼88 —體形成。但是，本發(fā)明 中對于具體以何種結構(在各環(huán)狀流道內)形成該入口側攔截部82及出口側攔截部84，沒 有特別限定。例如，對于入口側環(huán)狀流道及出口側環(huán)狀流道可設成完全“連通狀態(tài)的環(huán)狀流 道”，并通過從該環(huán)狀流道的外部(例如半徑方向外側)卡入或配置未圖示的螺栓，從而形 成入口側攔截部、出口側攔截部?；诳ㄈ牖蚺渲寐菟ǘ鴺嫵蓴r截部在可簡易制造這一點 上具有優(yōu)異性。另一方面，如本實施方式所示，與馬達外殼88 —體形成的方法在能夠完全 無泄漏地攔截環(huán)狀流道內的冷卻液的這一點上具有優(yōu)異性。在此，利用圖3所示的2個剖面圖對本液冷馬達70的入口側環(huán)狀流道72、出口側 環(huán)狀流道74及連結流道76的更具體的結構進行詳細說明。圖3 (A)是從圖2的箭頭IIIA-IIIA方向觀察入口側環(huán)狀流道72的剖面圖，圖3⑶ 是從圖2的箭頭IIIB-IIIB方向觀察出口側環(huán)狀流道74的剖面圖。如圖3的描述可知，在 該實施方式中，從液冷馬達70的軸向負荷相反側觀察該入口側環(huán)狀流道72及出口側環(huán)狀 流道74時，入口側環(huán)狀流道72中的流入口 78及入口側攔截部82的位置和出口側環(huán)狀流 道74中的流出口 80及出口側攔截部84均配置于大致相同的位置，即，若用時鐘來說明，則配置于4點鐘與5點鐘之間的位置。但是，入口側環(huán)狀流道72中的流入口 78及入口側攔截部82的(圓周方向上的) 相位與出口側環(huán)狀流道74中的流出口 80及出口側攔截部84的(圓周方向上的)相位相 反。若用時鐘來說明，則在入口側環(huán)狀流道72中，流入口 78與入口側攔截部82相比，位于 時刻較晚側，但是在出口側環(huán)狀流道74中，流出口 80與出口側攔截部84相比，位于時刻較早側。因此，例如經過入口側環(huán)狀流道中的流入口 78附近的連結流道(例如76a、76b、 76c……)到達出口側環(huán)狀流道74側的合流點的冷卻液大致繞出口側環(huán)狀流道741圈后流 出。即，該冷卻液經過從該合流點至流出口 80的流道被設定為長于流入口 78至該連結流 道的流道而通過流出口 80流出。換言之，靠近入口側環(huán)狀流道72的流入口 78的連結流道 76a.76b.76c等在出口側環(huán)狀流道74中位于(靠近出口側攔截部84)遠離流出口 80的位 置。另外，在本發(fā)明中“靠近”及“遠離”不是指簡單的3維距離，而是在環(huán)狀流道中的 流道距離的長或短來定義“靠近”及“遠離”并使用。另外，該實施方式所涉及的連結流道76以直線狀且每條之間存在間隙，因此利用 該間隙，用于貫通驅動該液冷馬達70所用的配線(省略圖示)的貫穿孔93 96形成于 所述入口側環(huán)狀流道與出口側環(huán)狀流道之間，即形成于未形成有所述多個連結流道的位置 處，該貫穿孔93 96合計4個(U相用貫通孔93、V相用貫穿孔94、W相用貫穿孔95及熱 敏電阻用貫穿孔96，合計4個)，通過該貫穿孔93 96可以引出所述配線。另外，從液冷馬達70流出來的冷卻液，通過未圖示的冷卻流道送至散熱器，在此 進行熱交換來降低溫度，并通過冷卻泵(均省略圖示)以預定的壓力再向液冷馬達70送 出ο下面對該液冷馬達70的作用進行說明。若未圖示的冷卻泵旋轉，則冷卻液到達液冷馬達70的入口側環(huán)狀流道72的流入 口 78，從該入口側環(huán)狀流道72的大致切線方向朝向入口側環(huán)狀流道72內的流入合流點 72A流入。從而，冷卻液能夠輕易地遍及入口側環(huán)狀流道72整體(整周)，并且，能夠從入 口側攔截部82受到適當?shù)姆醋饔昧?，因此入口側環(huán)狀流道72內的液壓被良好地均勻化。并且，該實施方式中，入口側環(huán)狀流道72中的流入口 78及入口側攔截部82的(圓 周方向的)位置與出口側環(huán)狀流道74中的流入口 80及出口側攔截部84的(圓周方向上 的)位置大致相同地設定，并且，入口側攔截部82相對于流入口 78的相位與出口側攔截部 84的流出口 80相反。因此，例如經過入口側環(huán)狀流道中的流入口 78附近的連結流道(例如76a、76b、 76c···)到達出口側環(huán)狀流道74側的合流點的冷卻液大致繞出口側環(huán)狀流道741圈后通過 流出口 80流出。另外，通過該配置關系，靠近該流入口 78的連結流道76a、76b、76c等從流入口 78 獲得的流入壓力較高，但另一方面，連結流道76中，從出口側環(huán)狀流道74獲得的“作用于連 結流道76內的流入反作用力”則更加強勢。S卩，(若從該流入反作用力的大小來看)靠近 流入口 78的連結流道76a、76b、76c等與遠離流入口 78的連結流道76j、76k、761等相比， 可使冷卻液(從入口側環(huán)狀流道7 更難流入連結流道76內。通過上述共同作用，結果導致冷卻液在全部連結流道76中以大致均等化的流量流過，從而能夠對液冷馬達70的整體 均等地進行冷卻。另外，只有連結流道761比較例外，不僅離流入口 78最遠，還位于最遠離流出口 80 的位置。因此，乍一看流動好像非常緩慢，但該連結流道761最靠近入口側環(huán)狀流道72的 入口側攔截部82，能從該攔截部82獲得強大的停止反作用力，因此存在流量反而比其他連 結流道76a 7 變多的傾向，不會產生流量不足的問題。冷卻液在全部連結流道76中均沿單一方向平行地從入口側環(huán)狀流道72側向出口 側環(huán)狀流道74側移動。因此，與該冷卻液相對于環(huán)狀流道72從其切線方向流入并從出口 側環(huán)狀流道74的切線方向流出的作用相結合，液冷馬達70整體中的冷卻液的壓損(壓力 損失)極小。從而，例如像復雜的工作機械的齒輪傳動馬達的冷卻系統(tǒng)那樣1個主機床使 用多個液冷馬達時，或者像混合式施工機械的發(fā)電機或馬達冷卻系統(tǒng)那樣除液冷馬達以外 還必須冷卻驅動控制器時，如果在每個液冷馬達將會產生較大壓損從而成為嚴重的弊端這 種狀況下使用液冷馬達70，其在冷卻方面尤其有效地發(fā)揮作用。另外，一般若用于對電動機進行冷卻的冷卻流道形成于外殼，則很難確保使該外 殼內外貫穿所必需的配線空間，但該實施方式所涉及的連結流道76以直線狀且每條之間 存在間隙，從而利用該間隙可確保貫通用于驅動液冷馬達70的配線的貫穿孔(配線空 間)93 96，因此不需要僅為了確保配線空間而擴大軸向空間，相應地，能夠縮短液冷馬達 70的軸向長度。另外，在上述實施方式中，示出形成有12條截面為圓形的連結流道76的例子，但 在本發(fā)明中，對連結流道的形狀或條數(shù)沒有特別的限定。截面為圓形的連結流道與非圓形 的連結流道相比壓損較小。(若條數(shù)相同)則非圓形的連結流道相對于電動機的表面積變 大，因此能夠進行更高效率的冷卻。(若一定程度上確保每條連結流道的截面積)連結流道 的條數(shù)越多壓損越小，且冷卻效率呈上升傾向。另外，連結流道的周向上的間隔也可以為非 等間隔。所述入口側環(huán)狀流道中的入口側攔截部與流入口的相位(圓周方向上的位置及 形成順序)，以及出口側環(huán)狀流道中的出口側攔截部與所述流出口的相位均為優(yōu)選實施例， 總而言之，若入口側攔截部及出口側攔截部配置成如下結構，即連結流道中入口側環(huán)狀流 道中的靠近流入口連結流道的出口側的環(huán)狀流道側的合流點至流出口的流道長于入口側 環(huán)狀流道中的流入口至該連結流道的距離的結構，則可相應地得到本發(fā)明的上述效果。產業(yè)上的可利用性尤其能以均等且較少壓損冷卻液冷馬達70整體，因此對使用了多個液壓馬達的 工作機械或者不僅需要冷卻馬達還要冷卻驅動控制器的混合式施工機械的驅動裝置的冷 卻系統(tǒng)等，可以得到非常良好的效果。2008年11月14日申請的日本申請?zhí)柎a2008-292207的說明書、附圖及權利要求 中公開的全部內容，通過參考援用于該說明書中。
權利要求
1.一種液冷馬達，具有可通過冷卻液冷卻的外殼結構，其特征在于，具備入口側環(huán)狀流道，具備1個所述冷卻液所流入的流入口 ；出口側環(huán)狀流道，具備1個所述冷卻液所流出的流出口 ；連結流道，在所述入口側及出口側的環(huán)狀流道之間沿所述液冷馬達的軸向設置有多 個，并使冷卻液從所述入口側環(huán)狀流道向所述出口側環(huán)狀流道流過；1個入口側攔截部，攔截在所述入口側環(huán)狀流道內流過的所述冷卻液的流動；及1個出口側攔截部，攔截在所述出口側環(huán)狀流道內流過的所述冷卻液的流動；所述入口側攔截部及出口側攔截部配置成如下所述連結流道中，所述入口側環(huán)狀流 道中的從靠近所述流入口的連結流道的向所述出口側環(huán)狀流道側的合流點至所述流出口 的流道長于所述入口側環(huán)狀流道中的從所述流入口至該連結流道的距離。
2.如權利要求1所述的液冷馬達，其特征在于，所述入口側環(huán)狀流道中所述入口側攔截部相對于所述流入口的相位與所述出口側環(huán) 狀流道中所述出口側攔截部相對于所述流出口的相位相反。
3.如權利要求1或2所述的液冷馬達，其特征在于，所述流入口形成為如下冷卻液從所述入口側環(huán)狀流道的大致切線方向流入，其中，以 從該流入口流向所述入口側環(huán)狀流道的流入合流點作為該切線的切點。
4.如權利要求1至3中任一項所述的液冷馬達，其特征在于，所述流出口形成為如下冷卻液從所述出口側環(huán)狀流道的大致切線方向流出，其中，以 從該出口側環(huán)狀流道流向該流出口的流出分支點作為該切線的切點。
5.如權利要求1至4中任一項所述的液冷馬達，其特征在于，所述入口側攔截部及出口側攔截部通過形成有所述入口側環(huán)狀流道及出口側環(huán)狀流 道的外殼與該外殼一體形成。
6.如權利要求1至5中任一項所述的液冷馬達，其特征在于，所述液冷馬達的配線從所述入口側環(huán)狀流道與出口側環(huán)狀流道之間，即從未形成有所 述多個連結流道的位置引出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液冷馬達，其冷卻均勻性高且冷卻液的壓力損失能夠盡量抑制到最小。在入口側及出口側的環(huán)狀流道(72、74)之間沿液冷馬達(70)的軸向設置多個連結流道(76(76a～76l))，且使冷卻液從入口側環(huán)狀流道(72)向出口側環(huán)狀流道(74)并行流過。入口側環(huán)狀流道(72)中設置1個入口側攔截部(82)，所述入口側攔截部攔截在該入口側環(huán)狀流道(72)內流過的冷卻液的流動，出口側環(huán)狀流道(74)中設置1個出口側攔截部(84)，所述出口側攔截部攔截在該出口側環(huán)狀流道(74)內流過的冷卻液的流動。入口側及出口側攔截部(82、84)配置成如下入口側環(huán)狀流道(72)中的從靠近流入口(78)的連結流道(76a)的出口側環(huán)狀流道(74)側的合流點至流出口(80)的流道長于入口側環(huán)狀流道(72)中的從流入口(78)至該連結流道(76a)的距離。
文檔編號H02K5/20GK102150344SQ20098013555
公開日2011年8月10日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權日2008年11月14日
發(fā)明者水谷清信, 池上雅人, 藤野泰充 申請人:住友重機械工業(yè)株式會社