技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種線性馬達(dá)的冷卻單元。

背景技術(shù)：

作為冷卻線性馬達(dá)的線圈的冷卻單元，已知有一種冷卻單元，其具備：內(nèi)部流有制冷劑的兩張平板狀的冷卻部；制冷劑從外部流入并且向冷卻部供給制冷劑的流入部；使來自冷卻部的制冷劑流出的流出部(例如，專利文獻(xiàn)1)。在該冷卻單元中，用兩張冷卻部夾住線圈，從而對發(fā)熱的線圈進(jìn)行冷卻。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-207838號公報(bào)

在專利文獻(xiàn)1中記載的冷卻單元中，流入部及流出部與兩張平板狀冷卻部以在流入部及流出部與兩張平板狀冷卻部之間夾著用于抑制制冷劑泄漏的O型環(huán)的狀態(tài)緊固在一起。

若以夾著O型環(huán)的狀態(tài)進(jìn)行緊固，則冷卻部因O型環(huán)的回彈力而被按壓，可能會導(dǎo)致冷卻部變形。因此，可以考慮在流路內(nèi)設(shè)置肋部件，并從流路內(nèi)側(cè)按壓被O型環(huán)按壓的部分。然而，若在流路內(nèi)設(shè)置肋部件，則流路會相應(yīng)地變窄，會導(dǎo)致壓力損失的增大。因此，抑制冷卻部變形并非那么簡單。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于這種情況而提出的，其目的在于提供一種能夠抑制冷卻部的壓力損失增大且能夠抑制冷卻部變形的線性馬達(dá)的冷卻單元。

為了解決上述課題，本發(fā)明的一種實(shí)施方式提供一種線性馬達(dá)的冷卻單元，其用于冷卻構(gòu)成線性馬達(dá)的驅(qū)動部的線圈，所述冷卻單元具備緊貼于線圈且用于冷卻線圈的冷卻部。冷卻部包括第1部件、疊合于第1部件的第2部件 及肋部件。在第1部件的與第2部件疊合的表面上形成有凹部，凹部與疊合于第1部件的第2部件的表面之間的間隙形成用于冷卻線圈的制冷劑的流路，肋部件固定于第1部件或第2部件中的一方，并且肋部件在間隙內(nèi)抵接于第1部件或第2部件中的另一方，流路的一部分通過肋部件分隔為多個(gè)分隔流路，在第2部件表面中的、形成多個(gè)分隔流路中的至少一個(gè)分隔流路的部分，形成有擴(kuò)大凹部。

另外，將上述構(gòu)成要件的任意組合、本發(fā)明的構(gòu)成要件或表現(xiàn)形式在方法、裝置、系統(tǒng)等之間相互置換的技術(shù)，也作為本發(fā)明的實(shí)施方式而有效。

根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制冷卻部的壓力損失增大且能夠抑制冷卻部變形。

附圖說明

圖1是表示實(shí)施方式所涉及的線性馬達(dá)的冷卻單元的立體圖。

圖2是表示平板冷卻部的分解立體圖。

圖3是表示平板冷卻部的橫剖面圖。

圖4是表示肋部件及其周邊的剖面圖。

圖5是表示肋部件及其周邊的剖面圖。

圖6是表示流量與壓力損失之間的關(guān)系的圖表。

圖中：2-平板冷卻部，2a-間隙，3-流入部，5-線圈，6-O型環(huán)，7-間隙，8-流路，13-第3平板部件，13a-擴(kuò)大凹部，14-第4平板部件，20-肋部件，20a-基部，20b-突起部，100-冷卻單元。

具體實(shí)施方式

以下，在各附圖中，對相同或相等的構(gòu)成要件、部件及工序標(biāo)注相同的符號，并適當(dāng)省略其重復(fù)說明。并且，為了便于理解，在各附圖中適當(dāng)放大或縮小部件的尺寸。并且，在各附圖中，省略對實(shí)施方式的說明并不重要的部件的一部分。

圖1是表示實(shí)施方式所涉及的線性馬達(dá)的冷卻單元100的立體圖。適用了本實(shí)施方式所涉及的冷卻單元100的線性馬達(dá)具備：沿規(guī)定方向排列設(shè)置的矩形板狀的多個(gè)(圖1中為三個(gè))線圈5、交替排列設(shè)置且與線圈5對置的多個(gè)N極磁鐵及多個(gè)S極磁鐵(均未圖示)。若對線圈5進(jìn)行通電，則在N極磁鐵 與S極磁鐵之間產(chǎn)生電磁力，通過該電磁力，線圈5與冷卻單元100一同移動。如此，線圈5構(gòu)成線性馬達(dá)的驅(qū)動部。另外，在實(shí)施方式中，由三個(gè)線圈5形成A相、B相這兩個(gè)相。

冷卻單元100對線圈5進(jìn)行冷卻從而抑制線圈5的溫度上升。冷卻單元100具備：從兩側(cè)夾住線圈5的兩張平板冷卻部2、設(shè)置于線圈5排列方向上的一端側(cè)的流入部3、設(shè)置于線圈5排列方向上的另一端側(cè)的流出部4。

圖2、圖3表示平板冷卻部2。圖2是從平板冷卻部2的緊貼于線圈5的一側(cè)觀察平板冷卻部2的立體圖。圖3是平板冷卻部2的橫剖面圖。平板冷卻部2包括第1平板部件11、第2平板部件12、第3平板部件13及肋部件20。第1平板部件11、第2平板部件12、第3平板部件13及肋部件20例如為金屬制品、陶瓷制品或樹脂制品。第1平板部件11、第2平板部件12及第3平板部件13依次層疊，并通過擴(kuò)散接合或熱接合而接合在一起。

第1平板部件11為長方形形狀的平板。在第1平板部件11的長邊方向上的一端側(cè)形成有貫穿平板面的六個(gè)圓形的流入口11a。六個(gè)流入口11a沿第1平板部件11的短邊方向排列設(shè)置。并且，在第1平板部件11的長邊方向上的另一端側(cè)形成有貫穿平板面的六個(gè)圓形的流出口11b。六個(gè)流出口11b沿第1平板部件11的短邊方向排列設(shè)置。

第2平板部件12為大小與第1平板部件11的大小相同的長方形形狀的平板。在第2平板部件12上形成有貫穿平板面的三個(gè)長方形形狀的開口12a。三個(gè)開口12a沿第2平板部件12的短邊方向排列設(shè)置，且沿第2平板部件12的長邊方向延伸。在各開口12a的一端側(cè)分別形成有兩個(gè)圓形的開口12b，在另一端側(cè)也分別形成有兩個(gè)圓形的開口12c。即，在第2平板部件12上形成有共計(jì)六個(gè)開口12b和共計(jì)六個(gè)開口12c。開口12b設(shè)置在與流入口11a對應(yīng)的位置，開口12c設(shè)置在與流出口11b對應(yīng)的位置。因此，若將第1平板部件11的平板面和第2平板部件12的平板面疊合在一起，則流入口11a和開口12b連通，流出口11b和開口12c連通。

若將第1平板部件11的平板面和第2平板部件12的平板面疊合在一起，則第2平板部件12的三個(gè)開口12a的一側(cè)被封閉，形成具有三個(gè)凹部(以下稱作凹部14a)的一張平板部件(稱作第4平板部件14)。另外，還可以將第1平板部件11和第2平板部件12形成為一體，從而無需分體形成第1平板部 件11和第2平板部件12。即，可以預(yù)先形成具有三個(gè)凹部14a的第4平板部件14。

第3平板部件13為大小與第1平板部件11及第2平板部件12的大小相同的長方形形狀的平板。在第3平板部件13的平板面形成有擴(kuò)大凹部13a(后述)。通過將第3平板部件13的平板面和第4平板部件14的具有凹部14a的一側(cè)的面疊合并接合在一起，三個(gè)凹部14a的開口被封閉，從而在平板冷卻部2內(nèi)形成三個(gè)間隙7a～7c(以下，統(tǒng)稱為“間隙7”)。三個(gè)間隙7a～7c作為在平板冷卻部2內(nèi)沿長邊方向延伸的三個(gè)流路8a～8c(以下，統(tǒng)稱為“流路8”)而發(fā)揮功能。例如，冷卻水等制冷劑在該流路8中流過。流路8a～8c依次連接于流入部3。

肋部件20分別設(shè)置于第2平板部件12的開口12a的長邊方向上的兩端。具體而言，肋部件20設(shè)置于開口12a的端部且開口12a與開口12b的連結(jié)部分12d以及設(shè)置于開口12a的端部且開口12a與開口12c的連結(jié)部分12e。在本實(shí)施方式中，肋部件20與第2平板部件12形成為一體。因此，肋部件20與第2平板部件12的開口12a的邊緣相連。關(guān)于肋部件20的結(jié)構(gòu)，參考圖4、圖5將在后面進(jìn)行敘述。

返回到圖1，流入部3包括：長方體形狀的上部3b、以從厚度方向(即，與平板冷卻部2的平板面正交的方向)上的兩側(cè)縮小上部3b的方式形成的長方體形狀的下部3c。在上部3b設(shè)置有在上表面開口且沿下方延伸的流入口3a。下部3c具有與線圈5大致相同的厚度，并且下部3b被兩張平板冷卻部2夾住。流入部3在下部3c被兩張平板冷卻部2夾住且上部3b的下表面與平板冷卻部2的上表面接觸的狀態(tài)下通過螺栓緊固而固定于平板冷卻部2。尤其，流入部3以在流入部3與平板冷卻部2之間夾有用于抑制制冷劑泄漏的O型環(huán)6(圖1中未圖示)的狀態(tài)固定于平板冷卻部2。并且，在下部3c的側(cè)面(即，與第1平板部件11緊貼的面)形成有多個(gè)貫穿孔(未圖示)。在流入部3固定于平板冷卻部2的狀態(tài)下，各貫穿孔與平板冷卻部2的各流入口11a連通。即，流入部3和平板冷卻部2的三個(gè)流路8a～8c(即，三個(gè)間隙7a～7c)連通。

與流入部3相同，流出部4包括：長方體形狀的上部4b、以從厚度方向上的兩側(cè)縮小上部4b的方式形成的長方體形狀的下部4c。在上部4b設(shè)置有在上 表面開口且沿下方延伸的流出口4a。與流入部3相同，流出部4也在下部4c被兩張平板冷卻部2夾住且上部4b的下表面與平板冷卻部2的上表面接觸的狀態(tài)下通過螺栓緊固而固定于平板冷卻部2。尤其，流出部4以在流出部4與平板冷卻部2之間夾有O型環(huán)6的狀態(tài)固定于平板冷卻部2。并且，在下部4c的側(cè)面形成有多個(gè)貫穿孔(未圖示)。在流出部4固定于平板冷卻部2的狀態(tài)下，各貫穿孔與平板冷卻部2的各流出口11b連通。即，平板冷卻部2的三個(gè)流路8a～8c(即，三個(gè)間隙7a～7c)與流出部4連通。

若在流出部4及流入部3固定于平板冷卻部2的狀態(tài)下使冷卻水流入流入部3的流入口3a，則制冷劑從流入部3通過平板冷卻部2的各流入口11a，并流過平板冷卻部2內(nèi)的三個(gè)流路8a～8c及各流出口11b之后，從流出部4的流出口4a向外部流出。

圖4及圖5為表示肋部件20及其周邊的剖面圖。在圖4中代表性地示出最接近上部3b的開口12a中設(shè)置的(即，設(shè)置于流路8a內(nèi)的)肋部件20中的一個(gè)肋部件。在圖5中代表性地示出遠(yuǎn)離上部3b的兩個(gè)開口12a中設(shè)置的(即，設(shè)置于流路8b內(nèi)或流路8c內(nèi)的)肋部件20中的一個(gè)肋部件。圖4及圖5也可以看作是表示連結(jié)部分12d的周邊或連結(jié)部分12e的周邊的剖面圖。O型環(huán)6設(shè)置于平板冷卻部2與流入部3之間。肋部件20包括基部20a和兩個(gè)突起部20b?；?0a形成為比第2平板部件12薄，且基部20a與開口12a的邊緣相連。兩個(gè)突起部20b從基部20a向第3平板部件13側(cè)突出，并在各間隙7內(nèi)抵接于第3平板部件13。因此，在連結(jié)部分12d以及連結(jié)部分12e中，各間隙7(即，各流路8)被兩個(gè)突起部20b分隔為三個(gè)流路。從流入口11a流入到平板冷卻部2內(nèi)的制冷劑流過被分隔的該三個(gè)流路(以下，稱作“分隔流路”)。

如圖5所示，在第3平板部件13的平板面中的、形成流路8b或流路8a的分隔流路的部分，分別形成有擴(kuò)大凹部13a。各擴(kuò)大凹部13a具有矩形形狀的剖面形狀。各擴(kuò)大凹部13a也可以具有U字形的剖面形狀、V字形的剖面形狀或其它剖面形狀。在本實(shí)施方式中，各擴(kuò)大凹部13a形成為相同的大小。即，各擴(kuò)大凹部13a的寬度W、深度D及長度L(參考圖2)彼此相同。另一方面，如圖4所示，在第3平板部件13的平板面中的、形成流路8a的分隔流路的部分，未形成有擴(kuò)大凹部13a。

根據(jù)以上說明的實(shí)施方式所涉及的冷卻單元100，在連結(jié)部分12d、12e中，肋部件20的突起部20b抵接于第3平板部件13。因此，在平板冷卻部2和流入部3及流出部4以在平板冷卻部2和流入部3及流出部之間夾有O型環(huán)的狀態(tài)而緊固在一起的狀態(tài)下，第1平板部件11通過O型環(huán)的回彈力而被按壓，而且第1平板部件11還通過肋部件20從相反一側(cè)被按壓。由此，第1平板部件11的變形得到抑制。而且，在第3平板部件13的平板面中的、形成分隔流路的部分形成有擴(kuò)大凹部13a。在此，在連結(jié)部分12d及連結(jié)部分12e中，通過設(shè)置肋部件20，流路變窄相當(dāng)于肋部件20的量，但是通過設(shè)置擴(kuò)大凹部13a，流路增大相當(dāng)于擴(kuò)大凹部13a的量。因此，即使設(shè)置肋部件20，也能夠抑制流路變窄，從而能夠抑制壓力損失增大。如此，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的冷卻單元100，能夠抑制平板冷卻部2的壓力損失增大并且能夠抑制平板冷卻部2變形。

并且，根據(jù)實(shí)施方式所涉及的冷卻單元100，在第3平板部件13的平板面中的、形成流路8a的分隔流路的部分，未形成有擴(kuò)大凹部13a。通常，連結(jié)于流入部3中的上游側(cè)的流路的壓力損失較小，連結(jié)于下游側(cè)的流路的壓力損失較大。因此，通過在連結(jié)于流入部3中的上游側(cè)的流路8a不設(shè)置擴(kuò)大凹部13a，使連結(jié)于上游側(cè)的流路8a和連結(jié)于下游側(cè)的流路8b、8c的壓力損失得到平衡，使得制冷劑更均勻地流過各流路。

本發(fā)明人等進(jìn)行了模擬試驗(yàn)，用以確認(rèn)實(shí)施方式所涉及的冷卻單元的抑制壓力損失增大的效果。圖6為表示流量與壓力損失之間的關(guān)系的圖表。在圖6中，橫軸表示流量(L/min)，縱軸表示壓力損失(kPa)。曲線50表示未設(shè)置有擴(kuò)大凹部13a的以往的冷卻單元的模擬試驗(yàn)結(jié)果，曲線52表示設(shè)置有擴(kuò)大凹部13a的實(shí)施方式的冷卻單元100的模擬試驗(yàn)結(jié)果。由該模擬試驗(yàn)結(jié)果可知，與以往的冷卻單元相比，實(shí)施方式的冷卻單元100的壓力損失大致減半。

以上，對實(shí)施方式所涉及的冷卻單元進(jìn)行了說明。該實(shí)施方式只是一個(gè)例子，上述各構(gòu)成要件或各處理工藝的組合可存在各種變形例，并且這些變形例也屬于本發(fā)明的范圍，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講是可以理解的。以下示出變形例。

(變形例1)

在實(shí)施方式中，對在第3平板部件13的平板面中的、形成流路8a的分隔 流路的部分未形成有擴(kuò)大凹部13a的情況進(jìn)行了說明，但并不限定于此。也可以在第3平板部件13的平板面中的、形成流路8a的分隔流路的部分形成擴(kuò)大凹部13a。

(變形例2)

在實(shí)施方式中，對在除了流路8a以外的流路的所有分隔流路處均形成有擴(kuò)大凹部13a的情況進(jìn)行了說明，但并不限定于此。也可以在各流路的三個(gè)分隔流路中的至少一個(gè)分隔流路處形成擴(kuò)大凹部13a。并且，也可以形成例如橫跨兩個(gè)分隔流路的共用的擴(kuò)大凹部13a。

并且，在實(shí)施方式中，對各擴(kuò)大凹部13a的大小彼此相同的情況進(jìn)行了說明，但并不限定于此，各擴(kuò)大凹部13a的大小也可以互不相同。例如，可以將在第3平板部件13的平板面中的、形成分隔流路的部分上形成的擴(kuò)大凹部13a的大小設(shè)為，越是連接在流入部3中的下游側(cè)流路，其分隔流路的大小越大。該情況下，可以將擴(kuò)大凹部13a的深度D、寬度W或長度L中的至少一個(gè)設(shè)為更大，從而使擴(kuò)大凹部13a變得更大。由此，越是連結(jié)于流入部3中的下游側(cè)的流路，其分隔流路變得越大，從而能夠使連結(jié)于流入部3中的上游側(cè)的流路和連結(jié)于下游側(cè)的流路的壓力損失得到平衡，使得制冷劑更均勻地流過各流路。

(變形例3)

雖然在實(shí)施方式中并沒有特別說明，但與未設(shè)置有擴(kuò)大凹部13a的情況相比，只要可以降低整個(gè)平板冷卻部2的壓力損失即可。即，也可以在形成分隔流路的第3平板部件13的平板面的至少一部分上形成向間隙突出的凸部。

(變形例4)

在實(shí)施方式中，對肋部件20與第2平板部件12形成為一體的情況進(jìn)行了說明，但并不限定于此。肋部件20也可以與第1平板部件11或第3平板部件13形成為一體。在肋部件20與第3平板部件13形成為一體的情況下，肋部件20的突起部20b可以向第1平板部件11側(cè)突出。或者，肋部件20也可以與第1平板部件11、第2平板部件12、第3平板部件13分體形成，然后與它們結(jié)合在一起。

(變形例5)

在實(shí)施方式中，對適用冷卻單元100的線性馬達(dá)包括三個(gè)線圈，且用這些 三個(gè)線圈來形成A相、B相這兩個(gè)相的情況進(jìn)行了說明，但并不限定于此。線性馬達(dá)也可以包括一個(gè)、兩個(gè)或四個(gè)以上的線圈，即，線性馬達(dá)可以包括至少一個(gè)線圈，且用該至少一個(gè)線圈來形成A相、B相這兩個(gè)相。并且，線性馬達(dá)還可以包括3的整數(shù)倍個(gè)數(shù)的線圈，且用該3的整數(shù)倍個(gè)數(shù)的線圈來形成U相、V相、W相這三個(gè)相。

上述實(shí)施方式和變形例的任意組合也作為本發(fā)明的實(shí)施方式而有用。通過組合而產(chǎn)生的新的實(shí)施方式兼具組合前的實(shí)施方式及變形例的效果。