JP6470676B2 - 液冷モータ - Google Patents
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Description
本発明の一態様に係る液冷モータは、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凹溝の各々に収容さ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、且つ前記凹溝を形成する壁部によって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し、且つ下方に向かうにつれて前記内部管側から前記外部管側に向けて傾斜する水抜き部と、を有している。
また、前記複数の凹溝は、前記内部管の軸方向に間隔をあけて設けられると共に前記内部管に向けて突出する第1突条及び第2突条の間に形成された第1凹溝と、前記内部管の軸方向に間隔をあけて設けられると共に前記内部管に向けて突出する第3突条及び第4突条の間に形成された第2凹溝とを有し、前記空気室は、前記内部管の軸方向で間隔をあけて隣接する前記第2突条と前記第3突条とで形成されている。
また、前記支持部材は、前記モータケースの端面部に取り付けられるフランジを有し、前記第1支持部は、前記フランジより前記モータ側に設けられていて、前記端面部に設けられた開口部に嵌め入れられた内側部分と、前記フランジより前記外部管側に設けられた外側部分とを有し、前記第1凹溝は、前記外側部分に設けられ、前記第2凹溝は、前記内側部分に設けられている。
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
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。
2 機体
3 作業装置
4 走行装置
5 キャビン
11 支持ブラケット
12 支持軸
13 運転席
14 走行操作装置
21L 第1走行部
21R 第2走行部
22L、22R ブーム
23 バケット
24 第1リフトリンク
25 第2リフトリンク
26 リフトシリンダ
27 装着ブラケット
28 チルトシリンダ
29 原動機
31 作動油タンク
32 エンジン
33 フライホイール
34 モータ・ジェネレータ
35 油圧ポンプ
36 回転軸
40 配管接続部
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
52 ウォータジャケット
52A ジャケット通路
52B 内周面
54 固定子
54A ヨーク
54B ティース
55 熱伝導体
56 モータハウジング
62 シール部材
A1 直線孔
A2、A3 連通溝
A4 冷却液供給口
A5 冷却液吐出口
Claims (4)
- 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凹溝の各々に収容さ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、且つ前記凹溝を形成する壁部によって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し、且つ下方に向かうにつれて前記内部管側から前記外部管側に向けて傾斜する水抜き部と、
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。 - 前記複数の凹溝は、
前記内部管の軸方向に間隔をあけて設けられると共に前記内部管に向けて突出する第1突条及び第2突条の間に形成された第1凹溝と、
前記内部管の軸方向に間隔をあけて設けられると共に前記内部管に向けて突出する第3突条及び第4突条の間に形成された第2凹溝とを有し、
前記空気室は、前記内部管の軸方向で間隔をあけて隣接する前記第2突条と前記第3突条とで形成されている請求項1又は2に記載の液冷モータ。 - 前記支持部材は、前記モータケースの端面部に取り付けられるフランジを有し、
前記第1支持部は、
前記フランジより前記モータ側に設けられていて、前記端面部に設けられた開口部に嵌め入れられた内側部分と、
前記フランジより前記外部管側に設けられた外側部分とを有し、
前記第1凹溝は、前記外側部分に設けられ、
前記第2凹溝は、前記内側部分に設けられている請求項3に記載の液冷モータ。
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