(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の電動モータの冷却回路であって、
前記電動モータのロータシャフトに設けられたシャフト側通路を含む循環通路と、
前記循環通路に冷却流体を供給するポンプと、
前記循環通路における前記シャフト側通路以外の部分に設けられ前記ロータシャフトの軸受を冷却する軸受冷却用通路とを備え、
前記循環通路は、
前記電動モータ内に設けられ、前記冷却流体を濾過するフィルタを収容するフィルタ通路を備え、
前記軸受冷却用通路は、前記フィルタ通路から分岐する
ことを特徴とする建設機械の電動モータの冷却回路。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の電動モータの冷却回路において、
前記循環通路は、
前記フィルタ通路と前記シャフト側通路とを接続する接続通路を備えている
ことを特徴とする建設機械の電動モータの冷却回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の建設機械の電動モータの冷却回路において、
前記軸受は、前記電動モータのハウジングに固定され、
前記フィルタ通路および前記軸受冷却用通路は、前記ハウジングに設けられ、
前記冷却流体は、前記軸受を冷却した後に前記電動モータのロータおよびステータを冷却する
ことを特徴とする建設機械の電動モータの冷却回路。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の建設機械の電動モータの冷却回路において、
前記電動モータは、前記ロータシャフトの延設方向が上下方向となるように前記建設機械に配置され、
前記軸受冷却用通路の冷却流体は、前記軸受の冷却後に前記電動モータのロータおよび当該ロータに設けられた永久磁石のうちの少なくともいずれか一方を冷却して前記ポンプに戻される
ことを特徴とする建設機械の電動モータの冷却回路。
【請求項５】
建設機械の電動モータの冷却回路であって、
前記電動モータのロータシャフトに設けられたシャフト側通路を含む循環通路と、
前記循環通路に冷却流体を供給するポンプと、
前記循環通路における前記シャフト側通路以外の部分に設けられ前記ロータシャフトの軸受を冷却する軸受冷却用通路とを備え、
前記電動モータ内には、
前記循環通路として、
前記冷却流体が流入する冷却流体流入ポートと、
前記冷却流体流入ポートに連通するポート連通路と、
前記冷却流体を濾過するフィルタを収容し前記ポート連通路に連通するフィルタ通路と、
前記フィルタ通路と前記シャフト側通路とを接続する接続通路とが設けられ、
前記軸受冷却用通路として、
前記フィルタ通路から分岐する分岐通路と、
前記分岐通路から前記電動モータの回転軸方向に沿って前記軸受まで延びる軸受方向通路とが設けられ、
前記冷却流体流入ポート、前記ポート連通路、前記フィルタ通路、および前記分岐通路は、同一平面内に設けられている
ことを特徴とする建設機械の電動モータの冷却回路。
【請求項６】
建設機械の上部旋回体を回転駆動する電動モータであって、
当該電動モータのロータシャフトの両端側が軸受を介して支持されるとともに、前記ロータシャフトの延設方向が上下方向となるように前記建設機械に配置され、
当該電動モータ冷却用の冷却回路として、
前記冷却流体が流入する冷却流体流入ポートと、
前記冷却流体流入ポートに連通するポート連通路と、
前記冷却流体を濾過するフィルタを収容し前記ポート連通路に連通するフィルタ通路と、
前記ロータシャフトに設けられたシャフト側通路と、
前記ロータシャフトの直上に設けられ、前記ロータシャフトの軸方向に沿って前記フィルタ通路と前記シャフト側通路とを接続する接続通路と、
前記フィルタ通路から分岐する分岐通路と、
前記ロータシャフトの軸方向と平行に前記分岐通路から前記軸受まで延びる軸受方向通路とを備え、
前記冷却流体流入ポート、前記ポート連通路、前記フィルタ通路、前記接続通路、前記分岐通路、および前記軸受方向通路は、当該電動モータ内の非可動部材に設けられ、
前記冷却流体流入ポート、前記ポート連通路、前記フィルタ通路、および前記分岐通路は、同一平面内に設けられている
ことを特徴とする建設機械の電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の電動モータおよび電動モータの冷却回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建設機械では、冷却用流体を用いた電動モータの冷却回路が用いられている（例えば、特許文献１参照）。このような冷却回路では、冷却流体がポンプから電動モータに供給され、この冷却流体が電動モータ内を循環して電動モータを冷却する。冷却後に電動モータから流出した冷却用流体は、ラジエータ等の熱交換機器で冷却された後、ポンプによって再び電動モータに送られる。
【０００３】
特許文献１に記載された冷却回路では、ロータシャフト内に冷却用通路が設けられ、ポンプから供給された冷却流体は、この冷却用通路を通って電動モータ内のロータ、ステータコア、ステータコイル等を冷却する。また、ロータシャフト内には、冷却用通路から分岐してシャフトの径方向に延びる径方向通路が設けられ、ロータシャフトを支持する軸受は、この径方向通路から噴出する冷却流体により冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、建設機械では、吊り作業や整地作業等の仕上げ作業時に、上部旋回体や作業機などを低速で動作させることがある。従って、上部旋回体や作業機を電動モータで駆動する建設機械でこのような作業を行う場合には、電動モータも低速で回転駆動することになる。
【０００６】
特許文献１に記載の冷却回路では、電動モータの軸受を冷却するための径方向通路がロータシャフト内に設けられているため、径方向通路内の冷却流体には、ロータの回転に伴う遠心力が作用する。この遠心力は、ロータの回転速度に応じて変化するので、径方向通路から軸受に送られる冷却流体の流量も、ロータの回転速度に応じて変動することになる。このため、前述した仕上げ作業時のように電動モータを低速で回転させる作業を行う場合には、冷却流体に作用する遠心力が小さくなり、軸受への冷却流体の流量を十分に確保することができない。従って、軸受の冷却が十分に行われなくなるおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、軸受の冷却を確実に行うことができる建設機械の電動モータおよび電動モータの冷却回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の冷却回路は、建設機械の電動モータの冷却回路であって、前記電動モータのロータシャフトに設けられたシャフト側通路を含む循環通路と、前記循環通路に冷却流体を供給するポンプと、前記循環通路における前記シャフト側通路以外の部分に設けられ前記ロータシャフトの軸受を冷却する軸受冷却用通路とを備え、前記循環通路は、前記電動モータ内に設けられ、前記冷却流体を濾過するフィルタを収容するフィルタ通路を備え、前記軸受冷却用通路は、前記フィルタ通路から分岐することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の冷却回路において、前記循環通路は、前記フィルタ通路と前記シャフト側通路とを接続する接続通路を備えていることが望ましい。
本発明の冷却回路において、前記軸受は、前記電動モータのハウジングに固定され、前記フィルタ通路および前記軸受冷却用通路は、前記ハウジングに設けられ、前記冷却流体は、前記軸受を冷却した後に前記電動モータのロータおよびステータを冷却することが望ましい。
【００１０】
本発明の冷却回路において、前記電動モータは、前記ロータシャフトの延設方向が上下方向となるように前記建設機械に配置され、前記軸受冷却用通路の冷却流体は、前記軸受の冷却後に前記電動モータのロータおよび当該ロータに設けられた永久磁石のうちの少なくともいずれか一方を冷却して前記ポンプに戻されることが望ましい。
【００１１】
本発明の冷却回路は、建設機械の電動モータの冷却回路であって、前記電動モータのロータシャフトに設けられたシャフト側通路を含む循環通路と、前記循環通路に冷却流体を供給するポンプと、前記循環通路における前記シャフト側通路以外の部分に設けられ前記ロータシャフトの軸受を冷却する軸受冷却用通路とを備え、前記電動モータ内には、前記循環通路として、前記冷却流体が流入する冷却流体流入ポートと、前記冷却流体流入ポートに連通するポート連通路と、前記冷却流体を濾過するフィルタを収容し前記ポート連通路に連通するフィルタ通路と、前記フィルタ通路と前記シャフト側通路とを接続する接続通路とが設けられ、前記軸受冷却用通路として、前記フィルタ通路から分岐する分岐通路と、前記分岐通路から前記電動モータの回転軸方向に沿って前記軸受まで延びる軸受方向通路とが設けられ、前記冷却流体流入ポート、前記ポート連通路、前記フィルタ通路、および前記分岐通路は、同一平面内に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の電動モータは、建設機械の上部旋回体を回転駆動する電動モータであって、当該電動モータのロータシャフトの両端側が軸受を介して支持されるとともに、前記ロータシャフトの延設方向が上下方向となるように前記建設機械に配置され、当該電動モータ冷却用の冷却回路として、前記冷却流体が流入する冷却流体流入ポートと、前記冷却流体流入ポートに連通するポート連通路と、前記冷却流体を濾過するフィルタを収容し前記ポート連通路に連通するフィルタ通路と、前記ロータシャフトに設けられたシャフト側通路と、前記ロータシャフトの直上に設けられ、前記ロータシャフトの軸方向に沿って前記フィルタ通路と前記シャフト側通路とを接続する接続通路と、前記フィルタ通路から分岐する分岐通路と、前記ロータシャフトの軸方向と平行に前記分岐通路から前記軸受まで延びる軸受方向通路とを備え、前記冷却流体流入ポート、前記ポート連通路、前記フィルタ通路、前記接続通路、前記分岐通路、および前記軸受方向通路は、当該電動モータ内の非可動部材に設けられ、前記冷却流体流入ポート、前記ポート連通路、前記フィルタ通路、および前記分岐通路は、同一平面内に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の建設機械の電動モータの冷却回路によれば、軸受冷却用通路がシャフト側通路以外の部分に設けられている。このため、軸受冷却用通路内の冷却流体に対して、ロータの回転に伴う遠心力が作用しない。従って、軸受に送られる冷却流体の流量が、ロータの回転速度に応じて変動することがなく、軸受への冷却流体の流量制御が容易となり、軸受の冷却を確実に行うことができる。
【００１４】
本発明において、軸受冷却用通路が電動モータ内に設けられてシャフト側通路以外の部分から分岐する場合には、軸受冷却専用のポンプや分岐位置から軸受冷却用通路までの通路を別途設ける必要がない。従って、簡易な構成で軸受を冷却することができる。
【００１５】
本発明において、電動モータは、ロータシャフトの延設方向が上下方向となるように建設機械に配置され、軸受冷却用通路の冷却流体は、軸受の冷却後に電動モータのロータおよび当該ロータに設けられた永久磁石のうちの少なくともいずれか一方を冷却して前記ポンプに戻される場合には、軸受冷却用通路の冷却流体によって、軸受以外にもロータや永久磁石が冷却されるとともに、冷却流体をポンプで再度循環させることができる。従って、冷却を効果的に行うことができるとともに、冷却流体を有効利用することができる。
【００１６】
本発明において、循環通路として、冷却流体が流入する冷却流体流入ポートと、冷却流体流入ポートに連通するポート連通路と、冷却流体を濾過するフィルタを収容しポート連通路に連通するフィルタ通路と、前記フィルタ通路と前記シャフト側通路とを接続する接続通路とが設けられ、軸受冷却用通路として、フィルタ通路から分岐する分岐通路と、分岐通路から電動モータの回転軸方向に沿って軸受まで延びる軸受方向通路とが設けられ、冷却流体流入ポート、ポート連通路、フィルタ通路、および分岐通路は、同一平面内に設けられている場合には、ポート連通路、フィルタ通路、および分岐通路を接続するための通路を別途設ける必要がない。また、軸受方向通路の形成にあたっては、ハウジングの軸受収容部分から電動モータの回転軸方向に沿って分岐通路まで通路を設けるだけでよい。従って、軸受冷却用通路を設ける際の加工が容易となる。
【００１７】
本発明の電動モータによれば、冷却油流入ポートから軸受方向通路までが電動モータ内の非可動部材に設けられているため、軸受冷却用の冷却流体に対して、ロータの回転に伴う遠心力が作用しない。このため、軸受に送られる冷却流体の流量が、ロータの回転速度に応じて変動することがなく、軸受の冷却を確実に行うことができる。また、冷却流体流入ポート、ポート連通路、フィルタ通路、および分岐通路が同一平面内に設けられているため、これら通路を設ける際の加工が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る建設機械の平面図。
【図２】建設機械に搭載された電動モータの冷却回路の模式図。
【図３】電動モータの側面図。
【図４】電動モータの平面図。
【図５】電動モータの縦断面図。
【図６】電動モータの天井部の平断面図。
【図７】電動モータの別の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る建設機械としての電動旋回ショベル１０の平面図である。この電動旋回ショベル１０は、下部走行体１１を構成するトラックフレーム上にスイングサークル（従動側ギア）１２を介して設置された旋回体１３を備えている。
【００２０】
旋回体１３は、スイングサークル１２と噛合する電動モータ１の駆動側ギア１Ａによって旋回駆動される。このため、電動モータ１は、駆動側ギア１Ａを駆動するロータ８（図５参照）を上下方向に沿って設けた、いわゆる縦置きに配置されている。この電動モータ１は、後述する冷却回路２（図２参照）によって冷却される。
【００２１】
旋回体１３には、それぞれ図示しない油圧シリンダによって動作されるブーム１４、アーム１５、およびバケット１６が設けられており、これらによって作業機１７が構成されている。各油圧シリンダは、エンジン５で駆動される油圧ポンプ２１（ともに図２参照）を油圧源として油圧駆動される。このように、電動旋回ショベル１０は、油圧駆動の作業機１７と電気駆動の旋回体１３とを備えたハイブリッド駆動式の建設機械である。
【００２２】
図２は、冷却回路２の構成を示す模式図である。冷却回路２は、電動モータ１に冷却流体としての冷却油を供給する油圧ポンプ（ポンプ）２１と、油圧ポンプ２１から電動モータ１を通って油圧ポンプ２１に戻る循環通路２２と、循環通路２２から分岐して電動モータ１内の軸受７を冷却する軸受冷却用通路２３とを備えている。
【００２３】
油圧ポンプ２１は、図示しない発電電動機と直列にエンジン５の出力軸５Ａに接続されており、発電電動機および油圧ポンプ２１が、共にエンジン５によって駆動される。発電電動機で発電された電力は、キャパシタ等の図示しない蓄電装置に蓄電されるとともに、電動モータ１の駆動時には蓄電装置から図示しないインバータを介して電動モータ１に供給される。
【００２４】
循環通路２２の上流側、すなわち油圧ポンプ２１の吐出側には、流入側フィルタ（フィルタ）２４が設けられている。流入側フィルタ２４の上流側と下流側とは、バイパス通路２５でバイパスされており、バイパス通路２５には、リリーフ弁２６が設けられている。すなわち、循環通路２２内の冷却油は、リリーフ弁２６の開閉状態に応じて、流入側フィルタ２４をバイパスできるようになっている。
【００２５】
流入側フィルタ２４またはバイパス通路２５を通った冷却油は、後述する接続通路６３５，６４１（ともに図５参照）と軸受冷却用通路２３とに向けて分流する。軸受冷却用通路２３に流れ込んだ冷却油は、電動モータ１内の軸受７を冷却する。
【００２６】
一方、循環通路２２を通って電動モータ１を冷却した冷却油は、電動モータ１内の油溜り部２７に集まった後、油圧ポンプ２１に向けて流れる。油圧ポンプ２１の吸込側でもある循環通路２２の下流側には、流出側フィルタ２８が設けられており、流出側フィルタ２８を通って濾過された冷却油は、油圧ポンプ２１によって再び電動モータ１に送られる。
【００２７】
以下、電動モータ１の構成について説明しつつ、冷却回路２の特徴について説明する。
本実施形態の電動モータ１は、パワーショベルの上部旋回体を駆動する旋回モータであり、水と油を冷却媒体とする２系統の冷却構造を有している。すなわち、電動モータ１は、冷却水を用いて外周より冷却する冷却回路と、内部に設けられたロータ８等の部材を冷却油により冷却する冷却回路２とを備えている。なお、外周より冷却する冷却回路において、冷却油を用いて冷却を行うようすることも可能である。
【００２８】
図３から図５に示すように、電動モータ１は、非可動部材としてのハウジング６と、ハウジング６に設けられた軸受７と、軸受７を介してハウジング６に回転自在に支持されたロータ８と、ロータ８の外周を覆って設けられたステータ９とを備えている。
【００２９】
ハウジング６は、筒状の本体部６１と、本体部６１の一端側の開口を塞ぐ天井部６２と、天井部６２上に設けられた冷却流体導入部６３と、天井部６２内に設けられてロータシャフト８１（図５参照）の先端部分を冷却流体導入部６３側から支持する支持部材６４と、本体部６１の他端側の開口を塞ぐ底部６５とを備えている。
【００３０】
図５に示すように、本体部６１は、側壁６１１内に形成されたウォータジャケット６１２と、このウォータジャケット６１２を介して互いに連通する冷却水流入ポート６１３および冷却水流出ポート６１４とを備えている。冷却水流入ポート６１３から電動モータ１に流入した冷却水は、ウォータジャケット６１２を通って、ハウジング６を冷却し、冷却水流出ポート６１４から流出する。側壁６１１には、後述するステータコア９１が接するとともに、上下の軸受７が天井部６２および底部６５を介して間接的に接してしているため、ウォータジャケット６１２内の冷却水によって、ステータコア９１や軸受７が冷却される。
【００３１】
図５に示すように、天井部６２には、本体部６１側から冷却流体導入部６３側に貫通する貫通孔６２１と、貫通孔６２１の本体部６１側に形成された軸受固定部６２２と、軸受固定部６２２に固定されてロータシャフト８１の上端側を支持する軸受７と、冷却流体導入部６３側から軸受７まで延びる軸受方向通路６２３とが設けられている。このうちの貫通孔６２１内には支持部材６４が設けられ、支持部材６４には、ロータシャフト８１の軸方向に沿って接続通路６４１が形成されている。接続通路６４１は、後述するロータシャフト８１の軸方向通路８１１に連通する。
【００３２】
図５から図７に示すように、冷却流体導入部６３には、冷却流体流入ポートとしての冷却油流入ポート６３１と、冷却油流入ポート６３１に連通し冷却油を電動モータ１内に導入する導入通路６３２（図６および図７参照）と、導入通路６３２における流入側フィルタ２４の上流側と下流側とをバイパスするバイパス通路２５と、バイパス通路２５に配置されたリリーフ弁２６と（ともに図６参照）、導入通路６３２からロータシャフト８１の軸方向に沿って形成された接続通路６３５と、導入通路６３２と同一の平面内に設けられて導入通路６３２から分岐する分岐通路６３６（図６および図７参照）と、電動モータ１の回転軸方向と平行に延設されて分岐通路６３６と天井部６２の軸受方向通路６２３とに連通する軸受方向通路６３７（図５および図６参照）とが設けられている。
【００３３】
このうちの導入通路６３２は、冷却油流入ポート６３１に連通するポート連通路６３３と、流入側フィルタ２４を収容しポート連通路６３３に連通するフィルタ通路６３４とを備えている。また、接続通路６３５の一端側は、導入通路６３２やバイパス通路２５に連通し、接続通路６３５の他端側は、支持部材６４の接続通路６４１に連通している。図２で説明した軸受冷却用通路２３は、図５に示すように、分岐通路６３６、軸受方向通路６２３、および軸受方向通路６３７を備えている。
【００３４】
冷却油流入ポート６３１、流入側フィルタ２４、およびリリーフ弁２６は、冷却流体導入部６３の異なる側面部に設けられている。このように配置することにより、冷却流体導入部６３の中では比較的大きなこれらの部品を効率的に配置することができるので、冷却流体導入部６３を小さくすることができる。
【００３５】
また、図６に示すように、冷却油流入ポート６３１、ポート連通路６３３、フィルタ通路６３４、分岐通路６３６、バイパス通路２５、およびリリーフ弁２６は、全て同一平面内に設けられている。
【００３６】
図５に示すように、ハウジング６の底部６５には、ロータシャフト８１の下端側を支持する軸受７と、断面凹状の油溜り部２７と、冷却油を外部に流出する冷却油流出ポート６５１と、油溜り部２７および冷却油流出ポート６５１間を連通する冷却油流出通路６５２と、冷却油流出通路６５２に配置された流出側フィルタ２８とが設けられている。ここで、流出側フィルタ２８は、流入側フィルタ２４よりも容量の大きいものを使用している。
【００３７】
ロータ８は、ロータシャフト８１、ロータコア８２、上部プレート８３、および下部プレート８４を備えている。
ロータシャフト８１は、両端が軸受７によって回転自在に支持されている。このロータシャフト８１には、軸方向に沿って設けられた軸方向通路８１１と、この軸方向通路８１１から径方向にのびてロータシャフト８１の外周部に開口する複数の径方向通路８１２とが形成されている。このようなロータシャフト８１では、軸方向通路８１１と径方向通路８１２とによりシャフト側通路８１３が構成される。
【００３８】
ロータコア８２は、電磁鋼板が軸方向に積層して構成され、ロータシャフト８１に嵌合されてロータシャフト８１と一体になって回転する。このロータコア８２には、軸方向に沿って複数の貫通路８２１が形成されるとともに、図示しない複数の永久磁石が埋設されている。
【００３９】
上部および下部プレート８３，８４は、ロータシャフト８１に嵌合されてロータコア８２を挟持し、ロータシャフト８１およびロータコア８２と一体になって回転する。上部プレート８３には、ロータコア８２の貫通路８２１と連通する冷却油噴出孔８３１が設けられ、下部プレート８４には、ロータシャフト８１の径方向通路８１２とロータコア８２の貫通路８２１とを接続する断面凹状の溝部８４１が設けられている。
【００４０】
ステータ９は、ステータコア９１およびステータコイル９２を備えている。
筒状のステータコア９１は、ロータコア８２と同様に、電磁鋼板が軸方向に積層して構成されている。このステータコア９１には、内周側に図示しないヨークが設けられ、このヨークにステータコイル９２が巻装されている。
【００４１】
このような電動モータ１において、循環通路２２（図２参照）は、ハウジング６の冷却流体導入部６３に設けられた冷却油流入ポート６３１導入通路６３２、接続通路６３５、分岐通路６３６、および軸受方向通路６３７と、ハウジング６の支持部材６４に設けられた接続通路６４１と、ハウジング６の天井部６２に設けられた軸受方向通路６２３と、ロータ８に設けられた軸方向通路８１１、径方向通路８１２、溝部８４１、貫通路８２１、および冷却油噴出孔８３１と、ロータコア８２外周とステータコア９１との間の空間と、ハウジング６の底部６５に設けられた油溜り部２７、冷却油流出通路６５２、および冷却油流出ポート６５１とを備えている。また、冷却回路２は、油圧ポンプ２１、循環通路２２、流入側フィルタ２４、流出側フィルタ２８、バイパス通路２５、およびリリーフ弁２６とを備えている。
【００４２】
以上のような構成の冷却回路２において、油圧ポンプ２１より供給された冷却油は、冷却油流入ポート６３１から電動モータ１の導入通路６３２に流入する。通常は、バイパス通路２５のリリーフ弁２６が閉じているため、導入通路６３２に流入した冷却油は、流入側フィルタ２４を通って濾過された後、接続通路６３５，６４１と軸受冷却用通路２３とに向けて分流する。軸受冷却用通路２３に流れ込んだ冷却油は、軸受７の外輪部分に流れで出て軸受７を冷却する。
【００４３】
一方、接続通路６３５，６４１に流れ込んだ冷却油は、ロータシャフト８１の軸方向通路８１１に流れ込む。冷却油は、軸方向通路８１１の下端部に達すると、ロータシャフト８１の径方向通路８１２、下部プレート８４に設けられた溝部８４１、およびロータコア８２の貫通路８２１を通って、ロータ８を冷却する。貫通路８２１を通った冷却油は、冷却油噴出孔８３１から本体部６１内に噴出し、ステータコイル９２を冷却しながら底部６５に向けて落ちてゆく。
【００４４】
ここで、流入側フィルタ２４の目詰まり等の理由により、冷却油流入ポート６３１に流入した冷却油が流入側フィルタ２４を通ることができない場合には、油圧ポンプ２１からの冷却油の供給によって、流入側フィルタ２４の上流側の圧力が上昇する。この圧力がリリーフ弁２６のセット圧（予め設定されている開弁圧）を超えると、リリーフ弁２６が開くため、冷却油は、バイパス通路２５を通って、ロータ８の軸方向通路８１１やハウジング６の軸受冷却用通路２３に流れ込み、電動モータ１を冷却することになる。
【００４５】
底部６５の油溜り部２７に達した冷却油は、油溜り部２７から冷却油流出通路６５２に流れ込み、流出側フィルタ２８で濾過されて冷却油流出ポート６５１から流出する。冷却油流出ポート６５１から流出した冷却油は、図示しない熱交換機器で冷却された後、油圧ポンプ２１に送られ、油圧ポンプ２１によって再び電動モータ１に送られる。
【００４６】
以上の本実施形態によれば、電動モータ２の冷却回路１に流入側フィルタ４１をバイパスするバイパス通路４２が設けられているため、流入側フィルタ４１が目詰まりした場合でも、冷却油がバイパス通路４２を通って電動モータ２内を循環することができる。従って、電動モータ２を確実に冷却することができるので、電動モータ２の温度上昇による損傷を防止することができる。
【００４７】
また、軸受冷却用通路２３が電動モータの２のハウジング６に設けられているため、軸受冷却用通路２３内の冷却流体は、ロータ８の回転に伴う影響を受けない。このため、軸受７に送られる冷却油の流量が、ロータ８の回転に伴って変動することがなく、軸受７への冷却油の流量制御が容易となる。
【００４８】
また、軸受冷却用通路２３内の冷却流体は、分岐通路６３６により循環通路２２から分流した後、軸受方向通路６３７および軸受方向通路６２３内を下方に流れ落ちて軸受７の外輪部分に流れ出る。つまり、軸受冷却用通路２３内の冷却流体は、大きな抵抗を生じることなくスムーズに流れて軸受７に達することになる。従って、軸受７の冷却を確実に行うことができる。
【００４９】
また、軸受７を冷却した冷却油は、軸受７の下方に配置されているロータコア８２およびロータコア８２の図示しない永久磁石、ステータコア９１、ステータコイル９２等を冷却しながら、底部６５に向けて落ちてゆく。このため、冷却油を有効利用することができる。
さらに、軸受冷却用通路２３は、ハウジング６内で循環通路２２から分岐しているため、電動モータ１の外部に軸受７冷却用の分岐回路を設ける必要がない。従って、冷却回路２の部品数が少なくなって構成が簡易化されるので、冷却回路２の製造コストを抑制できる。
【００５０】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、冷却回路２にバイパス通路２５およびリリーフ弁２６が設けられていたが、バイパス通路２５およびリリーフ弁２６を設けない場合でも、本発明の効果を得ることができる。また、前記実施形態では、バイパス通路２５を有する冷却回路は、冷却油による冷却回路に用いられていたがこれに限られず、例えば、冷却水による冷却回路に用いてもよい。
【００５１】
前記実施形態では、バイパス通路２５およびリリーフ弁２６は、流入側フィルタ２４に対してのみ設けられていたが、流出側フィルタ２８に対しても第２バイパス通路および第２リリーフ弁を設けてもよい。また、バイパス通路およびリリーフ弁を、流出側フィルタ２８に対してのみ設けてもよい。これにより、流出側フィルタ２８が目詰まりした場合であっても、冷却油が流出側フィルタ２８をバイパスして、電動モータ１の冷却を行うことができる。
【００５２】
また、前記実施形態では、流入側フィルタ２４および流出側フィルタ２８の２つのフィルタを設けていたが、どちらか１つのみを設け、かつ当該１つのフィルタに対してバイパス通路およびリリーフ弁を設けてもよい。
【００５３】
前記実施形態では、ハウジング６の天井部６２、冷却流体導入部６３、および冷却流体導入部６３は分割して設けられ、軸受方向通路６２３，６３７は、冷却流体導入部６３の軸受方向通路６３７と天井部６２の軸受方向通路６２３とに分割して設けられ、接続通路６３５，６４１は、冷却流体導入部６３の接続通路６３５と支持部材６４の接続通路６４１とに分割して設けられていたが、これら要素の分割は必須ではない。要するに、軸受方向通路６２３，６３７が軸受７まで延設されるとともに、接続通路６３５，６４１がロータシャフト８１の軸方向通路８１１に連通していればよく、例えば、天井部６２、冷却流体導入部６３、および冷却流体導入部６３が一体成型されたハウジング６において、軸受方向通路６２３，６３７や接続通路６３５，６４１を連続した１つの通路として形成してもよい。
【００５４】
前記実施形態において、軸受冷却用通路２３は、ハウジング６内で循環通路２２から分岐していたがこれに限られず、例えば、軸受冷却用通路２３をハウジング６外で循環通路２２から分岐させたり、軸受冷却用通路２３を循環通路２２とは独立に設けたりしてもよい。すなわち、軸受冷却用通路２３専用の冷却油流出ポートをハウジング６に設けるとともに、この専用の冷却油流出ポートから軸受７まで軸受冷却用通路２３を設けた上で、ハウジング６外で循環通路２２から分岐させた通路や循環通路２２とは独立した別の循環通路を、専用の冷却油流出ポートに接続するようにしてもよい。
【００５５】
前記実施形態において、冷却回路は、パワーショベルの上部旋回体を駆動する電動モータ１に用いられていたがこれに限られない。本発明の冷却回路は、様々な用途、種類の電動モータに対して用いてよく、例えば、パワーショベルのエンジン５の出力軸５Ａに接続された発電電動機や、建設機械以外の電動モータにも利用することができる。
【００５６】
前記実施形態では、油圧ポンプ２１がエンジン５の出力軸５Ａに接続されて、エンジン５によって駆動されていたが、冷却流体を供給するポンプとしては、油圧ポンプ２１に限られない。要するに、冷却流体を供給できるポンプであればよく、例えば、電動ポンプを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、建設機械の電動モータの冷却回路に利用できる他、産業機械や産業車両に用いられる電動モータの冷却回路にも利用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１…電動モータ、２…冷却回路、７…軸受、８…ロータ、１０…電動旋回ショベル（建設機械）、２１…油圧ポンプ（ポンプ）、２２…循環通路、２３…軸受冷却用通路、２４…流入側フィルタ（フィルタ）、８１…ロータシャフト、６２３，６３７…軸受方向通路、６３１…冷却油流入ポート（冷却流体流入ポート）、６３３…ポート連通路、６３４…フィルタ通路、６３５，６４１…接続通路、６３６…分岐通路、８１３…シャフト側通路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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