冷却设备以及驱动马达的冷却设备的制作方法

本申请要求于2016年10月7日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2016-0129841的韩国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本实用新型涉及一种用于环保车辆的驱动马达。更特别地，本实用新型涉及一种冷却驱动马达的驱动马达的冷却结构。

背景技术：

通常，称为环保车辆的混合动力车辆或电动车辆可以利用从电能获得扭矩的电动马达(以下称为“驱动马达”)来产生驱动力。

驱动马达包括定子和转子。定子被设置在马达外壳中，并且转子被设置在定子的内部处并距其有预定的空气间隙。定子包括由电钢板制成的定子铁芯和缠绕定子铁芯的线圈。

根据被应用于线圈的电流产生了大量的热量。因此，为了防止因为热量而损坏驱动马达并且为了持续地确保稳定的操作性，应执行大幅度的冷却。

特别地，诸如永磁型同步马达(PMSM)的驱动马达的冷却对于马达效率和保护关键组件(例如永久磁铁、线圈等)是非常重要的。驱动马达的冷却是决定驱动马达的性能和效率的主要因素。换言之，驱动马达的永久磁铁和线圈根据温度来影响马达的性能。

驱动马达的冷却方案包括使用油的油冷却方案和使用水的水冷却方案。例如，其中，在通过水冷却方案的驱动马达的冷却单元中，在定子的外侧和马达外壳的内侧之间形成冷却剂流动路径，并且冷却剂流经流动路径以使通过定子产生的热量可以被冷却剂冷却。

因此，在驱动马达中产生的热量通过定子铁芯被传递至马达外壳，并且通过马达外壳散发到外部。冷却剂在马达外壳的冷却剂通道中流动使得热量散发被最大化并且驱动马达被冷却。

然而，根据传统的水冷却方案，冷却剂的冷却表面和热量散发相对于马达外壳是有限的，并且提高驱动马达的冷却性能是非常困难的。

在本背景技术部分中公开的上述信息仅为了加强对本实用新型的背景的理解并且因此其可以包含不构成在本国已经被本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

根据传统的水冷却方案，冷却剂的冷却表面和热量散发相对于马达外壳是有限的，并且提高驱动马达的冷却性能是非常困难的。

本实用新型致力于提供一种冷却设备以及一种驱动马达的冷却设备，其可以通过减小冷却剂的流动通道的横截面积和增加冷却剂的速度来提高驱动马达的冷却性能。

一种冷却设备，其特征在于，其被配置为设置在驱动马达的马达外壳中，该冷却设备包括：流动通道，冷却剂流经流动通道，其中流动通道形成在马达外壳中；冷却剂流入部和冷却剂流出部，其都与流动通道连接；穿孔，其形成在马达外壳中并且与流动通道连接；以及密封构件，其与穿孔啮合并且被配置为改变流动通道的横截面积。

一种驱动马达的冷却设备，其特征在于，其被设置在驱动马达的马达外壳中，该冷却设备包括：流动通道，冷却剂流经流动通道，其中流动通道形成在马达外壳中；冷却剂流入部和冷却剂流出部，其都与流动通道连接；穿孔，其形成在马达外壳中并且与流动通道连接；以及密封螺栓，其与穿孔啮合并且密封穿孔，其中密封螺栓的一部分突出至流动通道以减小所述流动通道的横截面积。

根据本实用新型的示例性实施例，冷却设备可以被设置在驱动马达的马达外壳中。冷却剂流经的流动通道被提供。流动通道形成在马达外壳中。冷却剂流入部和冷却剂流出部与流动通道连接。至少一个穿孔形成在马达外壳中并且与流动通道连接。密封构件与穿孔啮合并且改变流动通道的横截面积。

马达外壳可以通过铁芯式低压铸造(core type low pressure casting) 被制造以具有作为一个单元形成在其中的流动通道。

穿孔可以被形成为芯孔。

密封构件可以与穿孔啮合，并且可以包括改变流动通道的横截面积的密封螺栓。

密封螺栓可以包括支撑穿孔的边缘部分的头部，以及与头部整体地连接并且与穿孔的内部圆周啮合的螺栓部。

螺栓部的一部分可以通过穿孔突出至流动通道，并且减小流动通道的横截面积。

螺栓部相对于流动通道的最大突出横截面积可以是流动通道的横截面积的50％。

至少一个散热片可以从螺栓部的一部分突出至冷却通道的突出部分突出。

至少一个冷却凹槽可以在螺栓部的端部处沿着其外部圆周表面形成。

垫片凹槽可以形成在连接头部和螺栓部的连接部分处。

具有半圆形状的密封垫片可以在连接部分的两侧处被装配至垫片凹槽。

钩状的密封突起可以形成在密封垫片的外部端部处，并且密封突起可以密封穿孔的入口。

根据本实用新型的另一示例性实施例的设置在驱动马达的马达外壳中的驱动马达的冷却设备可以包括冷却剂流经的流动通道。流动通道形成在马达外壳中。冷却剂流入部和冷却剂流出部与流动通道连接。至少一个穿孔形成在马达外壳中并且与流动通道连接。密封螺栓与穿孔啮合并且密封穿孔。密封螺栓的一部分突出至流动通道并且减小流动通道的横截面积。

至少一个散热片可以从螺栓部的一部分突出至冷却通道的部分突出。

根据本实用新型的另一示例性实施例的一种方法可以包括通过铁芯式低压铸造制造马达外壳使得流动通道作为一个单元形成在马达外壳中。马达外壳也包括与流动通道连接的冷却剂流入部和冷却剂流出部以及形成在马达外壳中并且与流动通道连接的穿孔。密封构件与穿孔啮合使得密封构件的一部分延伸至流动通道中以改变流动通道的横截面积。

穿孔可以被形成为芯孔。

密封构件可以包括密封螺栓。

根据本实用新型的示例性实施例，因为密封螺栓的螺栓部通过穿孔部分地突出至流动通道并且通过螺栓部减小流动通道的横截面积，因此在流动通道中流动的冷却剂的速度被增加并且冷却性能被提高。

附图说明

参照附图仅为了描述本实用新型的示例性实施例，因此本实用新型的技术精神不被理解为限制于附图。

图1是示出根据本实用新型的示例性实施例的驱动马达的冷却设备的透视图。

图2是示出根据本实用新型的示例性实施例的驱动马达的冷却设备的部分横截面示意图。

图3是示出应用于根据本实用新型的示例性实施例的驱动马达的冷却设备的密封螺栓的透视图。

图4是示出应用于根据本实用新型的示例性实施例的驱动马达的冷却设备的密封螺栓的第一变型的图。

图5是示出应用于根据本实用新型的示例性实施例的驱动马达的冷却设备的密封螺栓的第二变型的图。

图6和图7是应用于根据本实用新型的示例性实施例的驱动马达的冷却设备的密封螺栓的第三变型的图。

具体实施方式

下文中，将参照其中示出本实用新型的示例性实施例的附图更充分地描述本实用新型。如本领域技术人员将了解的，在不背离本实用新型的精神或范围的情况下，所描述的实施例可以各种不同的方式被修改。

在描述本实用新型中，将省略与说明书无关的部分。遍及说明书，相同的参考符号通常表示相同的元件。

另外，为了更好地理解和易于说明，在附图中示出的每个结构的大小和厚度是被任意示出的，但是本实用新型不限于此。在附图中，为了清楚起见，层、膜、板、区域等的厚度被放大。

在以下描述中将组件的名称区别为第一、第二等是为了在组件的同一关系中将它们区分，并且组件不限于以下描述中的顺序。

遍及说明书，除非明确地相反描述，否则词语“包括”和诸如“包含”或“包含有”的变型将被理解为表示包括陈述的元件但不排除任意其它元件。

进一步地，本文中使用的术语“……单元”、“……部”、“……部分”、“……构件”等表示包括执行一个或多个功能或操作的组件的单元。

图1是示出根据本实用新型的示例性实施例的驱动马达的冷却设备的透视图。

参照图1，根据本实用新型的示例性实施例的驱动马达可以被应用于电动车辆或混合动力车辆。例如，驱动马达可以被固定地安装至混合动力车辆的自动变速器。

根据本实用新型的示例性实施例的驱动马达可以包括永磁型同步马达(PMSM)或绕线转子型同步马达(WRSM)。

驱动马达被固定地安装在马达外壳1内部。驱动马达包括用于产生磁通量的定子3和被布置为距定子3预定的空气间隙用于以作为驱动轴的旋转轴为中心旋转的转子5。马达外壳1的内部表示马达外壳1的内部空间。

例如，驱动马达可以被应用于其中转子5被设置在定子3内部的内部转子型同步马达。定子3可以是集中绕组分裂铁芯型，其具有多个分裂铁芯，每个分裂铁芯具有在其上缠绕的定子线圈(未示出)。

应用于驱动马达的冷却设备100具有其中从驱动马达传递至马达外壳1的热量通过冷却介质(例如，冷却水)被散发的结构。

进一步地，根据本实用新型的示例性实施例，驱动马达的冷却设备100可以通过简单的配置减小冷却剂在马达外壳1中流动的横截面积并且使冷却剂的速度最大化使得可以提高驱动马达的冷却性能。

图2是示出根据本实用新型的示例性实施例的驱动马达的冷却设备的部分横截面示意图。

参照图1和图2，根据本实用新型的示例性实施例，冷却剂流经的流动通道11形成在马达外壳1的内部。流动通道11为冷却剂流经的冷却通道并且沿着马达外壳1的圆周方向形成在马达外壳1中。马达外壳1 的内部不是马达外壳1的内部空间而是在马达外壳1本身中形成的空间。

与流动通道11连接的冷却剂流入部13和冷却剂流出部15被形成在马达外壳1的外部表面处，并且与流动通道11连接的多个穿孔17被形成在马达外壳1的外部表面中。

马达外壳1被制造为铁芯式低压铸件以具有与固定元件作为一个单元形成在其中的流动通道11。穿孔17被形成为用于在马达外壳1中形成流动通道11的芯孔。

进一步地，根据本实用新型的示例性实施例的驱动马达的冷却设备100与穿孔17啮合以提高驱动马达的冷却性能。冷却设备100密封穿孔17，并且包括用于改变流动通道11的横截面积的密封构件30。

根据本实用新型的示例性实施例的密封构件30包括与穿孔啮合的密封螺栓31。图3是示出应用于根据本实用新型的示例性实施例的驱动马达的冷却设备的密封螺栓的透视图。

参照图2和图3，根据本实用新型的示例性实施例的密封螺栓31包括头部33和螺栓部35。头部33支撑在马达外壳1的外部表面中的穿孔17 的边缘部分。

螺栓部35密封穿孔17、与头部33整体地连接以及通过螺旋联接与穿孔17的内部圆周啮合。对应于形成在穿孔17的内部圆周中的螺纹，在螺栓部35的外部圆周中形成螺纹37。

螺栓部35通过穿孔17部分地突出至流动通道11中，并且减小流动通道11的横截面积。螺栓部35可以根据相对于穿孔17的啮合深度或啮合长度来改变流动通道11的横截面积。

此处，为了防止冷却剂压力的损失，优选的是螺栓部35相对于流动通道的最大突出横截面积为流动通道的横截面积的50％。

根据本实用新型的示例性实施例，当操作驱动马达时，冷却剂通过马达外壳1的冷却剂流入部13流入至流动通道11中，并且在通过流动通道11后被排出至冷却剂流出部15。此时，密封螺栓31与马达外壳1的外部圆周的穿孔17啮合，并且穿孔17被密封螺栓31密封。

从驱动马达产生的热量通过定子3被传递至马达外壳1并且通过在马达外壳1的流动通道11中流动的冷却剂被散发，因此驱动马达被冷却。

在上述过程期间，因为密封螺栓31的螺栓部35通过穿孔17部分地突出至流动通道11中并且流动通道11的横截面积通过螺栓部35被减小，因此流经流动通道11的冷却剂的速度被最大化并且驱动马达的冷却性能被提高。

图4是示出应用于根据本实用新型的示例性实施例的驱动马达的冷却设备的密封螺栓的第一变型的图。

参照图4，根据本实用新型的示例性实施例的第一变型，密封螺栓 31包括头部33、螺栓部35以及在螺栓部35中形成的至少一个散热片51。散热片51从螺栓部的一部分突出至冷却通道的突出部分突出。

例如，散热片51以半球形状从突出部分突出。散热片51可以单个地或多个地设置在流动通道11中流动的冷却剂的中心处，或者散热片 51可以单个地或多个地设置在与在流动通道11中流动的冷却剂的中心远离的位置处。进一步地，散热片51可以被设置在冷却剂的中心处和如图中所示的远离冷却剂的中心的位置处。

因此，驱动马达的热量通过螺栓部35的散热片51被容易地散发使得驱动马达的冷却性能被提高。

图5是示出应用于根据本实用新型的示例性实施例的驱动马达的冷却设备的密封螺栓的第二变型的图。

参照图5，根据本实用新型的示例性实施例的第二变型，密封螺栓 31包括头部33、螺栓部35以及在螺栓部35的突出端部的外部圆周中沿着圆周方向形成的至少一个冷却凹槽61。例如，冷却凹槽61具有半圆形状，并且在螺栓部35的突出部分的外部圆周中沿着外部圆周方向形成。

因此，因为沿着马达外壳1的流动通道11流动的冷却剂的接触面积通过螺栓部35的冷却凹槽61被增加，因此从驱动马达产生的热量被容易地散发并且驱动马达的冷却性能被提高。

图6和图7是应用于根据本实用新型的示例性实施例的驱动马达的冷却设备的密封螺栓的第三变型的图。

参照图6和图7，根据本实用新型的示例性实施例的第三变型，密封螺栓31包括用于防止冷却剂泄漏的密封垫片71。

密封垫片71沿着圆周方向与连接头部33和螺栓部35的连接部分啮合，并且密封穿孔17的入口。

密封垫片71具有类似垫圈的半圆形状，并且密封垫片71在连接部分的两侧处被装配至垫片凹槽73。当密封螺栓31与穿孔17啮合时，密封垫片71可以密封头部33和螺栓部35之间的穿孔17的入口。

进一步地，密封突起75形成在密封垫片71的外部端部处以有效地密封穿孔17的入口。密封突起75可以被形成为钩状。密封突起75密封头部33和螺栓部35之间的穿孔17的入口。

因此，密封螺栓31的密封性能通过密封垫片71被提高，并且防止冷却剂通过穿孔17泄漏是可能的。

虽然已经结合目前被认为是实用的示例性实施例描述了本实用新型，但是将理解的是本实用新型不限于公开的实施例，并且相反，本实用新型旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包含的各种变型和等同布置。