JP6521009B2 - 油圧ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、油圧ユニットに関する。
従来の油圧ユニットとしては、油圧ポンプと、油圧ポンプを駆動するモータと、モータに近接して設けられたオイルクーラと、オイルクーラを冷却する冷却ファンとを備えるものがある(特許文献1参照)。この油圧ユニットでは、冷却ファンの下流側に配置されたモータとオイルクーラとは、冷却ファンから吹き出す空気によって冷却される。
特開2008−8252号公報
上記従来の油圧ユニットと同様の構成で、冷却ファンの風向きが逆向になるようにして、モータとオイルクーラとが、冷却ファンに吸い込まれる空気の流れによって冷却されるように構成されたものがある。このとき、オイルクーラが熱交換部の側方にヘッダを有する場合、オイルクーラのヘッダの周辺から空気が冷却ファンに直接吸い込まれることで、冷却ファンによって吸い込まれる空気の一部がモータの周囲を通過せず、モータを冷却する冷却空気の風量が減少し、モータの冷却効率が低下するという問題がある。
そこで、この発明の課題は、モータの冷却効率の低下を抑制できる油圧ユニットを提供することである。
この発明の一態様に係る油圧ユニットは、
油圧ポンプと、
上記油圧ポンプを駆動するモータと、
上記油圧ポンプから吐出された作動油を冷却するオイルクーラと、
上記モータ及び上記オイルクーラに冷却空気を供給する冷却ファンと、
上記冷却ファンと上記オイルクーラとの間に設けられたシュラウドと
を備え、
上記オイルクーラは、
一対のヘッダと、
上記ヘッダの間に設けられた熱交換部と
を備え、
上記シュラウドは、上記ヘッダの少なくとも一方を覆う壁部を備えると共に、
上記モータの側方に配置され、上記モータを制御するコントローラを備え、
上記コントローラは、
上記モータを駆動する駆動回路と、
上記駆動回路を冷却するヒートシンクと
を備え、
上記シュラウドは、上記冷却ファンから吹き出した冷却空気の一部を上記ヒートシンクに向けて案内する案内部を備えることを特徴とする
この構成によれば、冷却ファンがモータの周囲とオイルクーラを介して冷却空気を吸い込む場合、シュラウドの壁部は、オイルクーラの少なくとも一方のヘッダを覆うことで、モータの周囲を通過せずにオイルクーラのヘッダの周辺から冷却ファンに直接吸い込まれる空気の流れを遮る。また、冷却ファンから吹き出した冷却空気がオイルクーラを介してモータ側に供給される場合、シュラウドの壁部は、オイルクーラの少なくとも一方のヘッダを覆うことで、オイルクーラのヘッダから漏れ出す空気の流れを遮る。このためシュラウドに、壁部を設けない場合と比較して、冷却ファンによって供給される冷却空気のうちモータの周囲を通過する冷却空気の量が増加し、モータの冷却効率の低下を抑制できる。また、シュラウドの案内部は、冷却ファンから吹き出した冷却空気の一部をヒートシンクに向けて案内する。このため、冷却ファンにより、モータとオイルクーラに加えて駆動回路を冷却できる。
この発明の一態様に係る油圧ユニットは、
油圧ポンプと、
上記油圧ポンプを駆動するモータと、
上記油圧ポンプから吐出された作動油を冷却するオイルクーラと、
上記モータ及び上記オイルクーラに冷却空気を供給する冷却ファンと、
上記冷却ファンと上記オイルクーラとの間に設けられたシュラウドと
を備え、
上記オイルクーラは、
一対のヘッダと、
上記ヘッダの間に設けられた熱交換部と
を備え、
上記シュラウドは、上記ヘッダの少なくとも一方を覆う壁部を備えると共に、
上記モータの側方に配置され、上記モータを制御するコントローラを備え、
上記コントローラは、
上記モータを駆動する駆動回路と、
上記駆動回路を冷却するヒートシンクと
を備え、
上記オイルクーラと上記モータとの間に配置され、上記冷却ファンから吹き出した冷却空気の一部を上記ヒートシンクに向けて案内するルーバーを備えることを特徴とする
この構成によれば、冷却ファンがモータの周囲とオイルクーラを介して冷却空気を吸い込む場合、シュラウドの壁部は、オイルクーラの少なくとも一方のヘッダを覆うことで、モータの周囲を通過せずにオイルクーラのヘッダの周辺から冷却ファンに直接吸い込まれる空気の流れを遮る。また、冷却ファンから吹き出した冷却空気がオイルクーラを介してモータ側に供給される場合、シュラウドの壁部は、オイルクーラの少なくとも一方のヘッダを覆うことで、オイルクーラのヘッダから漏れ出す空気の流れを遮る。このためシュラウドに、壁部を設けない場合と比較して、冷却ファンによって供給される冷却空気のうちモータの周囲を通過する冷却空気の量が増加し、モータの冷却効率の低下を抑制できる。また、ルーバーは、冷却ファンから吹き出した冷却空気の一部をヒートシンクに向けて案内する。このため、冷却ファンによって、モータとオイルクーラに加えてコントローラの駆動回路を冷却できる。



一実施形態では、
上記冷却ファンにより供給される冷却空気が上記モータの周囲を流れるように、且つ上記モータを覆うように設けられたモーターカバーを備え、
上記モーターカバーは、上記モータの形状に沿うように構成されている。
上記実施形態では、モーターカバーがモータの形状に沿うように構成されていることで、冷却ファンによって供給される冷却空気は、モータの形状に沿って流れる。このため、冷却ファンにより供給された冷却空気のうち、モータから離れて流れる冷却空気が減少することで、モータの周囲を流れる冷却空気の風量が増加して、モータの冷却効率の低下を抑制できる。
一実施形態では、
上記モーターカバーは、上記オイルクーラと上記モータとの間のほぼ全部を覆う。
上記実施形態では、モーターカバーは、オイルクーラとモータとの間をほぼ全部覆うため、冷却ファンがモータの周囲とオイルクーラを介して冷却空気を吸い込む場合、モータの周囲を通過せずにオイルクーラとモータとの間から冷却ファンに直接吸い込まれる空気の流れを遮る。また、冷却ファンから吹き出した冷却空気がオイルクーラを介してモータ側に供給される場合、モーターカバーは、オイルクーラとモータの間からモーターカバーの外側へ向かう冷却空気の流れを遮る。このため、冷却ファンによって供給され、モータの周囲を通過する冷却空気の量を増加でき、モータの冷却効率の低下を抑制できる。
一実施形態では、
上記冷却ファンにより供給される冷却空気が上記モータの周囲を流れるように、且つ上記モータを覆うように設けられたモーターカバーを備え、
上記モーターカバーは、上記ヒートシンクを覆う。
上記実施形態では、モーターカバーは、モータとヒートシンクとを覆うため、冷却ファンによりモーターカバーの内部に供給された冷却空気は、モータとオイルクーラに加えてヒートシンクの周囲を通過する。このため、冷却ファンによって、モータとヒートシンクに加えてコントローラの駆動回路を冷却できる。
以上より明らかなように、この発明によれば、シュラウドの壁部は、オイルクーラの少なくとも一方のヘッダを覆うことによって、冷却ファンによって供給されてモータの周囲を通過する冷却空気の量が増加し、モータの冷却効率の低下を抑制できる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る油圧ユニットの斜視図である。 図2は、上記油圧ユニットのモーターカバーを取り外した状態の側面図である。 図3は、上記油圧ユニットのポンプを取り外した状態の側面図である。 図4は、オイルクーラと、シュラウドとの正面図である。 図5は、上記油圧ユニットの平面図である。 図6は、上記モーターカバーの斜視図である。 図7は、本発明の第2実施形態に係るシュラウドの斜視図である。 図8は、本発明の第2実施形態に係る油圧ユニットのモーターカバーを取り外した状態の平面図である。 図9は、本発明の第3実施形態に係るルーバーの斜視図である。
以下、本発明の実施形態に係る油圧ユニットを添付図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
本実施形態の油圧ユニット1は、工作機械などの外部機器に作動油を供給する。図1は、油圧ユニット1の斜視図である。以下の説明において、本実施形態の油圧ユニット1の前後方向、幅方向、及び高さ方向をそれぞれX方向、Y方向、Z方向という場合がある。
図1を参照すると、油圧ユニット1は、作動油を収容する作動油タンク10と、作動油タンク10の上部に取り付けられた架台11とを備える。なお、以下の説明において、X方向側(図2において右側)及びX方向の反対側(図2において左側)をそれぞれ前方及び後方という場合がある。油圧ユニット1は、油圧ポンプ20と、油圧ポンプ20を駆動するモータ30(図2に示す)と、油圧ポンプ20から吐出された作動油を冷却するオイルクーラ40と、モータ30を制御するコントローラ50とを備える。油圧ポンプ20と、モータ30と、オイルクーラ40と、コントローラ50は、架台11に載置されており、作動油タンク10は、架台11の下方に配置されている。また、油圧ユニット1は、モータ30とオイルクーラ40とに冷却空気を供給する冷却ファン60と、冷却ファン60とオイルクーラ40との間に設けられたシュラウド70と、モータ30を覆うモーターカバー80とを備える。
図2は、モーターカバー80を取り外した状態の油圧ユニット1をY方向から見た側面図である。
図2を参照すると、油圧ポンプ20と、モータ30と、オイルクーラ40と、シュラウド70と、冷却ファン60とはX方向に順に配置されている。油圧ポンプ20は、作動油タンク10と接続されている吸入配管21と、オイルクーラ40と接続されているドレン配管22とが接続されている。油圧ポンプ20は、吸入配管21を介して作動油タンク10から作動油が供給され、ドレン配管22を介してオイルクーラ40に作動油を吐出する。冷却ファン60は、軸流ファンであり、シュラウド70に取り付けられている。本実施形態の冷却ファン60は、X方向に空気を吹き出す(矢印R1参照)ように配置されている。
図3は、油圧ポンプ20を取り外した状態の油圧ユニット1をX方向から見た側面図である。
図3を参照すると、モータ30は、円柱状であり、外周から放射状に突出するフィン31を備える。コントローラ50は、モータ30のY方向の側方に配置されている。コントローラ50は、駆動回路51と、駆動回路51を冷却するヒートシンク52とを備える。ヒートシンク52は、コントローラ50の側面から突設されており、モータ30の上方に延在している。また、図2を併せて参照すると、コントローラ50のヒートシンク52は、オイルクーラ40の後方に配置されている。
モーターカバー80は、図3に示すように、モータ30とコントローラ50のヒートシンク52とを覆うように、架台11とコントローラ50とに固定されている。言い換えれば、モータ30と、コントローラ50のヒートシンク52とは、モーターカバー80と、架台11とコントローラ50とによって囲まれた空間に配置されている。
図4は、オイルクーラ40と、シュラウド70との斜視図である。
図4を参照すると、オイルクーラ40は、空冷式の熱交換器であり、一対のヘッダ41A,41Bと、一対のヘッダ41A,41Bの間に設けられた熱交換部42とを備える。一方のヘッダ41Aには、ドレン配管22が接続されており、他方のヘッダ41Bには、戻り配管43が接続されている。熱交換部42は、図示しないフィンが設けられた複数のチューブ42aを備える。油圧ポンプ20(図2に示す)からドレン配管22を介してオイルクーラ40に流入した高温の作動油は、一方のヘッダ41Aによって熱交換部42の複数のチューブ42aに分配されて、熱交換部42の複数のチューブ42aを流れながら冷却される。冷却された作動油は、他方のヘッダ41Bに流入し、戻り配管43を介して作動油タンク10(図2に示す)に戻される。
シュラウド70は、矩形状の本体部71と、矩形状の壁部72とを備える。シュラウド70の本体部71は、オイルクーラ40の熱交換部42と略同じ大きさを有しており、オイルクーラ40の熱交換部42を覆う。シュラウド70の本体部71は、略中央部に円形の開口部71aが設けられている。図1を併せて参照すると、シュラウド70の開口部71aは、冷却ファン60に覆われている。また、シュラウド70の壁部72は、オイルクーラ40の一方のヘッダ41Aを覆っている。シュラウド70の壁部72は、一方の端部に壁部72と直交するように後方に屈曲した屈曲部72aを有している。
図5は、油圧ユニット1の平面図である。図5において、一点鎖線の円で囲む拡大図で要部を明瞭に示す。
図5の拡大図に示すように、シュラウド70の壁部72の屈曲部72aは、コントローラ50の側面と接触している。モーターカバー80は、モータ30とオイルクーラ40との間のほぼ全部を覆っている。ここで、モータ30とオイルクーラ40との間に、図示しないフィルタを上方から挿入できるように、フィルタの厚さ(6mm程度)だけ間隔を設けている。
図6は、上記モーターカバー80の斜視図である。
図6を参照すると、本実施形態のモーターカバー80は、樹脂からなりモータ30(図3に示す)の形状に沿うように構成されている。具体的には、モーターカバー80は、Z方向に延びる第1垂直部81と、第1垂直部81に連なる傾斜部82と、傾斜部82に連なりY方向に延びる第1水平部83と、第1水平部83に連なりZ方向に延びる第2垂直部84と、第2垂直部84に連なりY方向に延びる第2水平部85とを備える。モーターカバー80の傾斜部82は、Z方向側かつY方向側に向けて斜め上方に延びる平坦面である。モーターカバー80は、前方に向かって、第1垂直部81と、傾斜部82と、第1水平部83との前方側の縁から外側に向けて広がるように延びるフランジ部86を備える。
モーターカバー80のフランジ部86の前方側の縁と、架台11と、コントローラ50とによって囲まれる部分は、オイルクーラ40と略同じ大きさを有している(図3及び図5参照)。モーターカバー80が傾斜部82は、冷却ファン60によって供給されてモーターカバー80の内部を流れる冷却空気のうち、モータ30から離れて流れ、冷却に寄与しない空気を、モーターカバー80が傾斜部82を備えない場合よりも、少なくできる。
(冷却空気の流れ)
本実施形態の冷却ファン60は、前述したように、X方向に向かって空気を吹き出す。
冷却ファン60が駆動されると、後方からモーターカバー80の内部を通って冷却空気が冷却ファン60に吸い込まれる。冷却空気は、モータ30と、コントローラ50のヒートシンク52との周囲を通過することで、モータ30とコントローラ50の駆動回路51とを冷却する。その後、オイルクーラ40の熱交換部42を通過し、作動油を冷却して、シュラウド70の本体部71の開口部71aから外部へと排出される。
この構成によれば、シュラウド70の壁部72によって、オイルクーラ40のヘッダ41Aを覆うことで、モータ30の周囲を通過せずにオイルクーラ40のヘッダ41Aの周辺から冷却ファン60に直接吸い込まれる空気の流れを遮る。このため、冷却ファン60によって供給され、モータ30の周囲を通過する冷却空気の量が増加し、モータ30の冷却効率の低下を抑制できる。
上記実施形態では、モーターカバー80がモータ30の形状に沿うように構成されていることで、冷却ファン60によって供給される冷却空気は、モータ30の形状に沿って流れる。このため、モータ30の周囲を流れる冷却空気の風量を増加でき、モータ30の冷却効率の低下を抑制できる。
上記実施形態では、モーターカバー80は、オイルクーラ40とモータ30との間をほぼ全部覆うため、モータ30の周囲を通過せずにオイルクーラ40とモータ30との間から冷却ファン60に直接吸い込まれる空気の流れを遮る。このため、冷却ファン60によって供給され、モータ30の周囲を通過する冷却空気の量を増加でき、モータ30の冷却効率の低下を抑制できる。
上記実施形態では、モーターカバー80は、モータ30とヒートシンク52とを覆うため、冷却ファン60によりモーターカバー80の内部に供給された冷却空気は、モータ30とオイルクーラ40とに加えてヒートシンク52の周囲を通過する。このため、冷却ファン60は、モータ30とオイルクーラ40に加えてコントローラ50の駆動回路51を冷却できる。
[第2実施形態]
この発明の第2実施形態の油圧ユニット1は、冷却ファン60が冷却空気を吹き出す向きと、シュラウド70の形状を除いて第1実施形態と同一の構成をしている。第2実施形態の冷却ファン60は、前方から後方へ冷却空気を吹き出す。図7は、第2実施形態のシュラウド170の後方から見た斜視図であり、図8は、第2実施形態の油圧ユニット1のモーターカバー80を取り外した状態の平面図である。図7及び図8において、図1〜図6と同一の構成部には同一の参照符号を付している。
図7を参照すると、シュラウド170は、矩形状の本体部171と、本体部171から後方へ突出しZ方向に延在する垂直壁172と、本体部171から後方へ突出しY方向に延在する水平壁173と、垂直壁172よりもY方向側かつ水平壁173よりもZ方向側に設けられた案内部174とを備える。
図8を参照すると、シュラウド170の案内部174は、オイルクーラ40の一方のヘッダ41Aと対向するように配置されている。本実施形態の冷却ファン60は、前方から後方へ冷却空気を吹き出す(矢印R2参照)。冷却ファン60によって供給される冷却空気の一部は、シュラウド170の案内部174から、オイルクーラ40の一方のヘッダ41Aの周囲を通過して、コントローラ50のヒートシンク52に向かって案内される(矢印R3参照)。
この構成によれば、シュラウド170の案内部174は、ヒートシンク52に向けて冷却空気を案内する。このため、冷却ファン60により供給される冷却空気の一部は、ヒートシンク52に案内されるので、冷却ファン60は、モータ30とオイルクーラ40とに加えて駆動回路51を冷却できる。
[第3実施形態]
この発明の第3実施形態の油圧ユニット1は、ルーバー90を備える点を除いて第2実施形態と同一の構成をしており、図1〜図8を援用する。図9は、ルーバー90の斜視図である。
図9を参照すると、ルーバー90は、オイルクーラ40の後方に取り付けられており、第1部分90aと、第1部分90aに連なる第2部分90bとを備える。ルーバー90の第1部分90aは、前方から後方に流れる冷却空気を、斜め上方に向けるように構成されている。また、ルーバー90の第2部分90bは、前方から後方に流れる冷却空気を、斜め上方かつY方向側に向けるように構成されている。すなわち、ルーバー90は、冷却ファン60によって供給される冷却空気の一部をY方向側かつZ方向側に向ける。冷却ファン60によって供給される冷却空気の一部は、モータ30よりもY方向側かつZ方向側に配置されたヒートシンク52にルーバー90によって案内される。
上記第3実施形態では、ルーバー90は、冷却ファン60から吹き出した冷却空気の一部をヒートシンク52に向けて案内する。このため、冷却ファン60によって、モータ30とオイルクーラ40とに加えてコントローラ50の駆動回路51を冷却できる。
以上、本発明を好適な第1〜第3実施形態により説明してきたが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲において、種々の変更が可能である。
例えば、上記第1実施形態では、冷却ファン60によって供給された冷却空気は、前方から後方へ流れていたが、これに限定されず、後方から前方に流れていてもよい。
上記第1〜第3実施形態では、モーターカバー80は、X方向からみて多角形を構成する複数の面から構成されていたが、この形状に限定されず、モータ30の形状に沿うような円弧状などの他の形状であってもよい。
また、上記第1〜第3実施形態では、コントローラ50は、架台11の上に配置されていたが、これに限定されず、コントローラ50は、架台の下方に設置してもよい。この場合、モーターカバー80は、取り付けられなくてもよいし、架台11とモーターカバー80とでモータ30を覆うように構成されていてもよい。
1…油圧ユニット
10…作動油タンク
11…架台
20…油圧ポンプ
21…吸入配管
22…ドレン配管
30…モータ
31…フィン
40…オイルクーラ
41A,41B…ヘッダ
42…熱交換部
42a…チューブ
43…戻り配管
50…コントローラ
51…駆動回路
52…ヒートシンク
60…冷却ファン
70…シュラウド
71…本体部
71a…開口部
72…壁部
72a…屈曲部
80…モーターカバー
81…第1垂直部
82…傾斜部
83…第1水平部
84…第2垂直部
85…第2水平部
86…フランジ部
90…ルーバー
90a…第1部分
90b…第2部分
170…シュラウド
171…本体部
171a…開口部
172…垂直壁
173…水平壁
174…案内部

Claims (5)

  1. 油圧ポンプ(20)と、
    上記油圧ポンプ(20)を駆動するモータ(30)と、
    上記油圧ポンプ(20)から吐出された作動油を冷却するオイルクーラ(40)と、
    上記モータ(30)及び上記オイルクーラ(40)に冷却空気を供給する冷却ファン(60)と、
    上記冷却ファン(60)と上記オイルクーラ(40)との間に設けられたシュラウド(170)と
    を備え、
    上記オイルクーラ(40)は、
    一対のヘッダ(41A,41B)と、
    上記ヘッダ(41A,41B)の間に設けられた熱交換部(42)と
    を備え、
    上記シュラウド(170)は、上記ヘッダ(41A,41B)の少なくとも一方を覆う壁部を備えると共に、
    上記モータ(30)の側方に配置され、上記モータ(30)を制御するコントローラ(50)を備え、
    上記コントローラ(50)は、
    上記モータ(30)を駆動する駆動回路(51)と、
    上記駆動回路(51)を冷却するヒートシンク(52)と
    を備え、
    上記シュラウド(170)は、上記冷却ファン(60)から吹き出した冷却空気の一部を上記ヒートシンク(52)に向けて案内する案内部(174)を備えることを特徴とする、油圧ユニット(1)。
  2. 油圧ポンプ(20)と、
    上記油圧ポンプ(20)を駆動するモータ(30)と、
    上記油圧ポンプ(20)から吐出された作動油を冷却するオイルクーラ(40)と、
    上記モータ(30)及び上記オイルクーラ(40)に冷却空気を供給する冷却ファン(60)と、
    上記冷却ファン(60)と上記オイルクーラ(40)との間に設けられたシュラウド(70,170)と
    を備え、
    上記オイルクーラ(40)は、
    一対のヘッダ(41A,41B)と、
    上記ヘッダ(41A,41B)の間に設けられた熱交換部(42)と
    を備え、
    上記シュラウド(70,170)は、上記ヘッダ(41A,41B)の少なくとも一方を覆う壁部(72)を備えると共に、
    上記モータ(30)の側方に配置され、上記モータ(30)を制御するコントローラ(50)を備え、
    上記コントローラ(50)は、
    上記モータ(30)を駆動する駆動回路(51)と、
    上記駆動回路(51)を冷却するヒートシンク(52)と
    を備え、
    上記オイルクーラ(40)と上記モータ(30)との間に配置され、上記冷却ファン(60)から吹き出した冷却空気の一部を上記ヒートシンク(52)に向けて案内するルーバー(90)を備えることを特徴とする、油圧ユニット(1)。
  3. 請求項1又は2に記載の油圧ユニット(1)において、
    上記冷却ファン(60)により供給される冷却空気が上記モータ(30)の周囲を流れるように、且つ上記モータ(30)を覆うように設けられたモーターカバー(80)を備え、
    上記モーターカバー(80)は、上記モータ(30)の形状に沿うように構成されていることを特徴とする、油圧ユニット(1)。
  4. 請求項に記載の油圧ユニット(1)において、
    上記モーターカバー(80)は、上記オイルクーラ(40)と上記モータ(30)との間のほぼ全部を覆うことを特徴とする、油圧ユニット(1)。
  5. 請求項1又は2に記載の油圧ユニット(1)において、
    上記冷却ファン(60)により供給される冷却空気が上記モータ(30)の周囲を流れるように、且つ上記モータ(30)を覆うように設けられたモーターカバー(80)を備え、
    上記モーターカバー(80)は、上記ヒートシンク(52)を覆うことを特徴とする、油圧ユニット(1)。
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