JP2000341908A

JP2000341908A - 回転電機

Info

Publication number: JP2000341908A
Application number: JP11151557A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Ueda; 光郎上田
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2000-12-08
Anticipated expiration: 2019-05-31
Also published as: JP4023031B2

Abstract

(57)【要約】【課題】回転子の曲げ剛性を高めて回転子をクリチカ
ルを上げること、機内の冷却効率を高めること、冷却液
系統の構成を簡単にすることなどが可能な回転電機を提
供する。【解決手段】固定子鉄心４４の軸方向中間部に中間静
圧軸受４５を設ける。また、潤滑油が、ギャップ部５６
を軸方向両側へと流れ、固定子コイル４２の両端部を通
り、フレーム内周部と固定子鉄心外周部との間の戻り流
路５２を通って軸方向中間部側へと流れるように構成す
る。また、両側の静圧軸受３２，３３の潤滑油も、固定
子コイルの両端部へと流入し、ここで中間静圧軸受の潤
滑液と合流して、ともに流れるように構成する。また、
中間静圧軸受は径方向に外輪と内輪とに分割し、内輪は
周方向に複数のセグメントに分割して外輪の内側から外
輪に装着可能に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転電機に関し、特
に、極低慣性高速回転電機に適用して有用なものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】回転子の慣性は回転子径の４乗に比例
し、回転子の軸方向長さの１乗に比例する。よって、極
低慣性高速回転電機では回転子を極低慣性にするために
回転子径を極力小さく設計するが、このことにより、コ
イル部の発熱密度が極端に大きくなる。そこで、かかる
極低慣性高速回転電機においては、固定子部では固定子
外周のフレームをウォータジャケットにし、また、回転
子部では回転軸の中心に設けた流路にシール装置を介し
て冷却水を流すことにより、コイル部の高発熱密度に対
応している。

【０００３】特に、自動車関連製品の開発、試験におい
ては、エンジンと同等の低慣性、高速、大トルクの回転
電機（ダイナモメータ）の出現が望まれている。図１３
にはその一例を示す。同図に示す回転電機１は三相誘導
電動機であり、固定子２の外周のフレーム３は流路３ａ
が形成されてウォータジャケットとなっており、冷却水
が流路３ａの一端側から供給されて他端側から排出され
るようになっている。また、回転子４の回転軸５の中心
部には２重の流路５ａ，５ｂが設けられており、冷却水
が内側の流路５ｂを左端側から右端側へと流れた後、外
側の流路５ａを右端側から左端側へと流れて排出される
ようになっている。

【０００４】また、直接冷却式の回転電機としては、図
１４に示すような構成のものが従来から知られている。
即ち、図１４に示す回転電機１１では、固定子１２に流
路１３が形成されており、冷却液（水又は油）が、フレ
ーム１４の一端側から機内へ供給され、固定子１２と回
転子１５との間のギャップ部１６と流路１３とに分流し
て軸方向にそれぞれ流れた後、合流して、フレーム１４
の他端側から排出されるようになっている。また、回転
軸１９の両端部を回転自在に支持する軸受１７，１８に
対しても、潤滑油を循環させるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１３
に示す回転電機１では、次の〜の問題点を有してい
る。

【０００６】回転子４の冷却水（流路５ａ，５ｂを
流れる冷却水）と回転子４との接触面積が小さくて、熱
伝達抵抗が大きい。固定子２の冷却水（フレーム３の流路３ａを流れる
冷却水）から発熱源である固定子コイル６までの距離が
長くて、熱伝導抵抗が大きい。上記，の理由により冷却能力が低いため、回転
電機１の高出力化が図れない。低慣性にするために回転子４を細長くしているた
め、回転子４の曲げ剛性が小さくて回転子４のクリチカ
ル、即ち、危険速度（固有振動数）が低くなる。このため、回転数使用範囲の制約を受けて高回転とする
ことができない。換言すれば、高回転とするには曲げ剛
性を維持するために回転軸５をあまり細長くすることが
できず、低慣性化の限界をきたしていた。

【０００７】一方、図１４に示す回転電機１１では、冷
却液（水又は油）と回転子１６との接触面積が大きく、
また、固定子コイル２０を直接冷却するため、上記〜
の問題点は概ね解決することができるが、上記の問
題点は有している。また、次の，の問題点も有して
いる。

【０００８】機内の冷却液はギャップ部１６と流路
１３とに分流されて固定子側と回転子側とをそれぞれ冷
却するため、機内の冷却効率が悪い。機内の冷却油系統と軸受１７，１８の冷却油（潤滑
油）系統とが完全に分離されているため、冷却油系統の
構成が複雑である。

【０００９】従って本発明は上記従来技術に鑑み、回転
子の曲げ剛性を高めて回転子のクリチカルを上げるこ
と、機内の冷却効率を高めること、潤滑液系統の構成を
簡単にすることなどが可能な回転電機を提供することを
課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
発明の回転電機は、固定子と回転子とを有し、回転軸の
軸方向両端部を軸受により回転自在に支持した回転電機
において、固定子鉄心の軸方向中間部に、前記回転子の
軸方向中間部を回転自在に支持する中間静圧軸受を設け
たことを特徴とする。

【００１１】また、第２発明の回転電機は、第１発明の
回転電機において、前記中間静圧軸受に対して外部から
供給される潤滑液が、前記中間静圧軸受の外周面側から
前記中間静圧軸受に形成した流路を通って前記中間静圧
軸受の内周面側へと供給された後、分流して、前記固定
子と前記回転子とのギャップ部を軸方向両側へとそれぞ
れ流れ、固定子コイルの両端部をそれぞれ通って前記固
定子鉄心の外周部へと至り、フレーム内周部と前記固定
子鉄心外周部との間に形成した戻り流路を通って軸方向
中間部へと流れ、ここで合流して、外部へと排出される
ように構成したことを特徴とする。

【００１２】また、第３発明の回転電機は、第２発明の
回転電機において、前記軸方向両端部の軸受は静圧軸受
であり、これらの静圧軸受に対して外部から供給される
潤滑油が、同静圧軸受の外周面側から同静圧軸受に形成
した流路を通って同静圧軸受の内周面側へと供給された
後、前記固定子コイルの両端部へとそれぞれ流入し、こ
こで前記中間静圧軸受に供給された潤滑液と合流して、
この潤滑液とともに流れるように構成したことを特徴と
する。

【００１３】また、第４発明の回転電機は、第１、第２
又は第３発明の回転電機において、前記中間静圧軸受は
径方向に外輪と内輪とに分割し、前記外輪にはオープン
スロットを設け、前記内輪は周方向に複数のセグメント
に分割して前記外輪の内側から前記外輪に装着可能に構
成したことを特徴とする。

【００１４】また、第５発明の回転電機は、第４発明の
回転電機において、前記セグメントの分割面は、それぞ
れ平行を成すようにしたことを特徴とする。

【００１５】また、第６発明の回転電機は、第４発明の
回転電機において、前記セグメントの分割面は、径方向
に沿った放射状とするとともに、前記セグメントを前記
外輪の内側から前記外輪に装着する際に前記セグメント
同士が相互に干渉しない程度の間隔を有することを特徴
とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００１７】［実施の形態１］図１は本発明の実施の形
態１に係る回転電機の断面図、図２は図１のＡ部拡大
図、図３は図１のＢ部拡大図、図４は図１のＣ部拡大
図、図５は中間静圧軸受の正面図、図６（ａ）は図５の
Ｄ−Ｄ線矢視断面図、図６（ｂ）は図５のＥ−Ｅ線矢視
断面図、図７は固定子コイルの斜視図である。

【００１８】＜構成＞図１に示す回転電機１は三相誘導
電動機であり、固定子２２と回転子２３とを有してい
る。回転子２３は、回転軸２６に固定された回転子鉄心
（積層鉄心）２５のスロット（貫通孔）２９に回転子バ
ー２４を貫通させ、この回転子バー２４の両端をエンド
リング５９，６０で短絡してなるかご形の回転子であ
る。そして、図１及び図２に示すように、回転子鉄心２
５の軸方向中間部には回転子鉄心２５と同芯、同径に製
作された静圧軸受ジャーナル２７が設けられている。回
転子バー２４は静圧軸受ジャーナル２７のスロット（貫
通孔）２８も貫通している。

【００１９】また、図１に示すように、回転軸２６の軸
方向両端部にも静圧軸受ジャーナル３０，３１がそれぞ
れ設けられており、これの静圧軸受ジャーナル３０，３
１を介して、回転軸２６の軸方向両端部が直結側静圧軸
受３２と反直結側静圧軸受３３とにより回転自在に支持
されている。

【００２０】図３に示すように、直結側静圧軸受３２に
は、外周面側から内周面側へと通じる径方向の流路３４
が形成され、直結側のブラケット５７には、外側から内
側へと通じる軸方向の流路３５が形成されている。ま
た、ブラケット５７には直結側静圧軸受３２の流路３４
に通じる給油孔３７が設けられている。図４に示すよう
に、反直結側静圧軸受３３には、外周面側から内周面側
へと通じる径方向の流路３８が形成され、反直結側のブ
ラケット５８には、外側から内側へと通じる軸方向の流
路３９が形成されている。また、ブラケット５８には反
直結静圧軸受３３の流路３８に通じる給油孔４１が設け
られている。

【００２１】一方、図１に示すように、固定子２２は固
定子鉄心（積層鉄心）４４に形成されたオープンスロッ
ト（コイル幅とほぼ同じ開口幅のスロット）４３に固定
子コイル４２を嵌合してなるものである。固定子コイル
４２は、図７に示すように予め亀甲形に形成されたフル
コイル式のものであり、固定子鉄心４４の内側からオー
プンスロット４３に嵌め込まれる。このオープンスロッ
ト４３に嵌め込んだ固定子コイル４２は図示しないクサ
ビをオープンスロット４３に軸方向から打ち込んで固定
する。

【００２２】そして、図１及び図２に示すように、固定
子鉄心４４の軸方向中間部には、回転子２３の軸方向中
間部を回転自在に支持する中間静圧軸受４５が設けられ
ている。この中間静圧軸受４５にもオープンスロット４
６が形成されており、固定子コイル４２は、このオープ
ンスロット４６にも嵌合されている。なお、中間静圧軸
受４５及び静圧軸受ジャーナル２７は、これらが交番磁
界中にあるため材質を非磁性（銅合金、テフロン等）と
し、且つ、中間静圧軸受４５の内周面と静圧軸受ジャー
ナル２７の外周面とを平滑にして万一接触しても大事に
至らないように配慮されている。

【００２３】また、図５及び図６に示すように、中間静
圧軸受４５は裏金部である外輪４７と軸受ブッシュ部で
ある内輪４８とに分割されている。外輪４７の内周部に
は前述のオープンスロット４６が形成されている。一
方、内輪４８は周方向に４つのセグメント４８ａ，４８
ａ，４８ｃ，４８ｄに分割され、且つ、これらのセグメ
ント４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄの分割面４８ａ−
１，４８ｂ−１，４８ｃ−１，４８ｄ−１はそれぞれ平
行を成している。このため、内輪４８は固定子鉄心４４
の内側から装着することができる。

【００２４】つまり、内輪４８を外輪４７に装着する場
合、固定子鉄心４４と外輪４７のオープンスロット４
３，４６に固定子コイル４２を嵌合した後、固定子鉄心
４４の内側（外輪４７の内側）から、まず、セグメント
４８ａ，４８ｂを装着し、その後、他のセグメント４８
ｃ，４８ｄも、セグメント４８ａ，４８ｂと干渉するこ
となく、図５中に一点鎖線で示す状態から実線で示す状
態に装着することができる。また、内輪４８の内周面に
は図６に示すように油圧ポケット（凹部）５４が形成さ
れている。

【００２５】なお、内輪４８の各セグメント４８ａ，４
８ｂ，４８ｃ，４８ｄの分割面同士及び内輪４８と外輪
４７は、オープンスロット４３，４６に嵌合した固定子
コイル４２に樹脂を含浸させるときに同樹脂によって接
着される。

【００２６】また、中間静圧軸受４５には、外周面側か
ら内周面側へと通じる径方向の流路４９が４箇所に形成
されている。これらの流路４９は、図１に示すようにフ
レーム５０に設けられた給油孔５１に通じている。な
お、図１中の５３は油漏れを防ぐためのＯリングであ
る。

【００２７】また、図１及び図２に示すように、フレー
ム５０の内周部と固定子鉄心４４の外周部との間には潤
滑油の戻り流路（溝）５２が軸方向に沿って複数形成さ
れている。この戻り流路５２はフレーム５０に設けられ
た排油孔５５に通じている。なお、戻り流路５２は、図
示例ではフレーム５０側に形成しているが、固定子鉄心
４４側に形成してもよい。

【００２８】また、図１及び図２に示すように、中間静
圧軸受４５の内周には油圧ポケット５４が設けられてい
て、その両端部は固定子鉄心４４の内周面よりも回転子
側に僅かに突出している。従って、この部分が固定子２
２と回転子２３とのギャップ部５６において最も狭くな
っており、同部分で静圧を維持している。但し、同部分
の隙間は直結側静圧軸受３２及び反直結側静圧軸受３３
のクリアランス部３６，４０よりも広くしておくほうが
よい。これは、直結側静圧軸受側及び反直結側静圧軸受
側の流路抵抗よりも、中間静圧軸受側の流路抵抗の方が
小さくなるようにして、中間静圧軸受側に供給される潤
滑油のほうが多くなるようにすることにより、機内の冷
却に必要な流量を確保するためである。

【００２９】また、固定子鉄心４４の内周面及び回転子
鉄心２５の外周面は、潤滑油の粘性による動力損を低減
するために極力凹凸をなくして平滑にする。

【００３０】また、油圧ポケット５４内の油圧を一定値
以上に保持するため、供給する潤滑油の量を必要に応じ
て増減する。このため、フレーム５０の給油孔５１及び
中間静圧軸受４５の流路４９は４箇所に限らず、予備も
設けておくことが望ましい。

【００３１】＜作用・効果＞上記構成の回転電機１によ
れば、固定子鉄心４４の軸方向中間部に、回転子２３の
軸方向中間部を回転自在に支持する中間静圧軸受４５を
設けたため、両側の直結側静圧軸受３２と反直結静圧軸
受３３のみによって回転子２３を支持する場合に比べ
て、回転子２３の曲げ剛性が著しく高くなり、回転子２
３のクリチカルを上げることができる。このため、回転
子２３は従来の回転子よりも細長くすることができ、更
なる低慣性化と高速化とを実現することができる。

【００３２】また、図１、図２、図３、図４に矢印で示
すように外部の図示しないポンプから直結側静圧軸受３
２、反直結静圧軸受３３及び中間静圧軸受４５に潤滑油
（圧油）が供給される。

【００３３】直結側静圧軸受３２に供給された潤滑油
（圧油）は、給油孔３７から流入し、直結側静圧軸受３
２の外周面側から流路３４を通って直結側静圧軸受３２
の内周面側へと供給された後、分流して、直結側静圧軸
受３２と静圧軸受ジャーナル３０との間の僅かなクリア
ランス部３６を周方向に旋回しながら軸方向両側にそれ
ぞれ流れ、その一方が直接固定子コイル４２の端部へと
流入し、他方も流路３５を経て固定子コイル４２の端部
へと流入する。

【００３４】反直結静圧軸受３３に供給された潤滑油
は、給油孔４１から流入し、反直結静圧軸受３３の外周
面側から流路３８を通って反直結静圧軸受３３の内周面
側へと供給された後、分流して、反直結側静圧軸受３３
と静圧軸受ジャーナル３１との間の僅かなクリアランス
部４０を周方向に旋回しながら軸方向両側にそれぞれ流
れ、その一方が直接固定子コイル４２の端部へと流入
し、他方も流路３９を経て固定子コイル４２の他端部へ
と流入する。

【００３５】そして、中間静圧軸受４５に供給された潤
滑油は、給油孔５１から流入し、中間静圧軸受４５の外
周面側から流路４９を通って中間静圧軸受４５の内周面
側へと供給された後、分流して、固定子２２と回転子２
３とのギャップ部５６を周方向に旋回しながら軸方向両
側へと流れ、固定子コイル４２の両端部をそれぞれ通っ
て固定子鉄心４４の外周部へと至る。このとき、直結側
静圧軸受３２及び反直結側静圧軸受３３に供給された潤
滑油も、中間静圧軸受４５に供給された潤滑油と固定子
コイル４２に両端部において合流し、固定子コイル４２
の両端部をそれぞれ通って固定子鉄心４４の外周部へと
至る。

【００３６】その後、これらの潤滑油は、フレーム５０
の内周部と固定子鉄心４４の外周部との間の戻り流路５
２を通って軸方向中間部へと流れ、ここで合流して、排
油孔５５から外部へと排出される。排出された潤滑油は
図示しない空冷等の冷却装置で冷却された後、再び上記
ポンプによって中間静圧軸受４５、直結側静圧軸受３２
及び反直結側静圧軸受３３に供給される。勿論、この中
間静圧軸受４５等に供給される潤滑油の流量は、軸受部
の潤滑以外に固定子コイル４２等の冷却を行うのに十分
な流量とする。

【００３７】このように、本回転電機２１は、発熱源で
ある固定子コイル４２や発熱部近傍の固定子鉄心４４及
び回転子鉄心２５を潤滑油によって直接冷却するため、
冷却能力が高い。しかも、中間静圧軸受４５に供給され
た潤滑油全体によって固定子コイル４２等を直接冷却す
ることができる。更には、潤滑油が軸方向中間部から軸
方向両側へと流れた後、軸方向中間部へと戻る系統構成
であることから、潤滑油との接触面積も大きい。このた
め、冷却効率が高くなって、冷却能力が更に向上する。

【００３８】また、直結側静圧軸受３２及び反直結側静
圧軸受３３の潤滑油を機内（固定子コイル４２の端部）
に排出し、この潤滑油でも固定子コイル４２等を直接冷
却する構成であるため、機内の冷却能力が更に高まると
ともに、冷却油（潤滑油）系統の構成が極めて簡単とな
る。なお、この場合には中間静圧軸受４５に供給する潤
滑油と直結側静圧軸受３２及び反直結側静圧軸受３３に
供給する潤滑油とを同一種のものにする必要があり、且
つ、機内で攪拌される際の動力損の低減を図るために低
粘度の潤滑油を用いる必要がある。

【００３９】ところで、潤滑油としては高粘度のものの
ほうが望ましいことから、直結側静圧軸受３２及び反直
結側静圧軸受３３には高粘度の潤滑油を用いたい場合に
は、これらの潤滑油系統と、中間静圧軸受４５の潤滑油
系統とを分離してもよい。換言すれば、直結側静圧軸受
３２及び反直結側静圧軸受３３にも低粘度の潤滑油を用
いることができる場合には、上記のように構成すること
によって冷却能力の向上と冷却油（潤滑油）系統の構成
の簡単化とを図ることができる。

【００４０】また、中間静圧軸受４５を外輪４７と内輪
４８とに分割するとともに、内輪４８は４つのセグメン
ト４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄに分割し、且つ、こ
れらのセグメント４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄの分
割面４８ａ−１，４８ｂ−１，４８ｃ−１，４８ｄ−１
はそれぞれ平行を成すようして、内輪４８を外輪４７の
内側から外輪４７に装着することができるようにしたた
め、固定子鉄心４４のスロットをオープンスロット４６
にして、これらのオープンスロット４６にフルコイル式
の固定子コイル４２を固定子鉄心４４の内側から嵌め込
むことができる。このため、ハーフコイル式の固定子コ
イルを軸方向から挿入する場合（詳細は実施の形態３参
照）に比べて、コイル装着作業が非常に容易である。

【００４１】［実施の形態２］図８は本発明の実施の形
態２に係る中間静圧軸受の正面図である。

【００４２】＜構成＞図８に示すように、中間静圧軸受
６１は、裏金部である外輪６２と軸受ブッシュ部である
内輪６３とに分割されている。外輪６２の内周部にはオ
ープンスロット６４が形成されている。一方、内輪６３
は周方向に４つのセグメント６３ａ，６３ａ，６３ｃ，
６３ｄに分割され、且つ、これらのセグメント６３ａ，
６３ａ，６３ｃ，６３ｄの分割面６３ａ−１，６３ａ−
１，６３ｃ−１，６３ｄ−１は、径方向に沿った放射状
とするとともに、同セグメント６３ａ，６３ａ，６３
ｃ，６３ｄを外輪６２の内側から外輪６２に装着する際
に同６３ａ，６３ａ，６３ｃ，６３ｄ同士が相互に干渉
しない程度の間隔を有している。また、中間静圧軸受６
１には、外周面側から内周面側へと通じる径方向の流路
６６が４箇所に形成されている。

【００４３】つまり、本実施の形態２の中間静圧軸受６
１は上記実施の形態１の中間静圧軸受４５と比べて内輪
６３の分割の仕方が異なっており、その他は同様の構成
である。そして、内輪６３の各セグメント６３ａ，６３
ａ，６３ｃ，６３ｄを外輪６２に装着する場合には、例
えば、外輪６２の内側から、まず、セグメント６３ａ，
６３ｂを装着し、その後、他のセグメント６３ｃ，６３
ｄも、セグメント６３ａ，６３ｂと干渉することなく、
図８中に一点鎖線で示す状態から実線で示す状態に装着
することができる。

【００４４】各セグメント６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６
３ｄの分割面同士及び内輪６３と外輪６２は、オープン
スロットに嵌合した固定子コイルに樹脂を含浸させると
きに同樹脂によって接着される。図８中の６５はコイル
含浸時にセグメント間にモールドされた樹脂である。

【００４５】なお、この中間静圧軸受６１は上記実施の
形態１の中間静圧軸受４５に代えて設けることができ、
回転電機全体の構成については上記実施の形態１と同様
であるため、ここでの説明及び図示は省略する（図１参
照）。

【００４６】＜作用・効果＞従って、上記構成の中間静
圧軸受６１を備えた回転電機においても、上記実施の形
態１と同様の作用・効果を奏する。

【００４７】即ち、中間静圧軸受６１を外輪６２と内輪
６３とに分割するとともに、内輪６３は周方向に４つの
セグメント６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄに分割し、
且つ、これらのセグメント６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６
３ｄの分割面６３ａ−１，６３ｂ−１，６３ｃ−１，６
３ｄ−１は、径方向に沿った放射状とするとともに、同
セグメント６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄを外輪６２
の内側から外輪６２に装着する際に同セグメント６３
ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ同士が相互に干渉しない程
度の間隔を有することにより、内輪６３を外輪６２の内
側から装着することができるようにしたため、固定子鉄
心のスロットをオープンスロットにして、これらのオー
プンスロットにフルコイル式の固定子コイルを固定子鉄
心の内側から嵌め込むことができる。このため、ハーフ
コイル式の固定子コイルを軸方向から挿入する場合（詳
細は実施の形態３参照）に比べて、コイル装着作業が非
常に容易である。

【００４８】なお、中間静圧軸受の内輪の分割方法は、
必ずしも上記実施の形態１，２に限定するものではな
く、内輪を外輪の内側から外輪に装着することが可能な
分割方法であればよい。

【００４９】［実施の形態３］図９は本発明の実施の形
態３に係る回転電機の要部断面図（図２に相当する断面
図）、図１０は中間静圧軸受の斜視図、図１１及び図１
２は固定子コイルの装着作業の説明図である。

【００５０】＜構成＞図９及び図１０に示すように、固
定子鉄心４４の軸方向中間部には中間静圧軸受７１が設
けられているが、この中間静圧軸受７１は銅合金やテフ
ロン等を用いて一体的に形成されたものである。中間静
圧軸受７１には外周面側から内周面側へと通じる径方向
の流路７３が４箇所に形成されており、これらの流路７
３はフレーム５０の給油孔５１に通じている。また、中
間静圧軸受７１の内周面には油圧ポット７４が形成され
ている

【００５１】そして、この中間静圧軸受７１にはトンネ
ル式のスロット（貫通孔）７２が形成されるとともに、
固定子鉄心４４には半開放スロット８２が形成されてお
り、これらのスロット７２，８２には図１１に示すよう
なハーフコイル式の固定子コイル８０が装着される。

【００５２】即ち、図１１に示すように、固定子鉄心４
４の軸方向中間部に中間静圧軸受７１を挟み込み、カシ
メ板８３で強固に一体化した後、ハーフコイル式の固定
子コイル８０を、固定子鉄心４４の半開放スロット８２
及び中間静圧軸受７１のスロット７２に軸方向から挿入
する。そして、図１２に示すように、半開放スロット８
２から突き出た固定子コイル８０のエナメル線８１を、
渡り線を残して全て一本一本接続した後、絶縁を施して
コイル装着が完了する。

【００５３】なお、図中のその他の構成については上記
実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付し、重
複する詳細な説明は省略する。また、回転電機全体の構
成についても、上記実施の形態１と同様であるため、こ
こでの説明及び図示は省略する（図１参照）。

【００５４】＜作用・効果＞従って、本実施の形態３の
回転電機においても、上記実施の形態１と同様の作用・
効果を得ることができる。

【００５５】即ち、中間静圧軸受７１を設けたため、回
転子２３の曲げ剛性が著しく高くなり、回転子２３のク
リチカルを上げることができる。このため、回転子２３
は従来の回転子よりも更に細長くすることができ、更な
る低慣性化と高速化とを実現することができる。

【００５６】また、発熱源である固定子コイル８０や発
熱部近傍の固定子鉄心４４及び回転子鉄心２５を潤滑油
によって直接冷却するため、冷却能力が高く、しかも、
中間静圧軸受７１に供給された潤滑油全体によって固定
子コイル８０等を直接冷却することができ、更には、潤
滑油が軸方向中間部から軸方向両側へと流れた後、軸方
向中間部へと戻る系統構成であることから、潤滑油との
接触面積も大きいため、冷却効率が高くなり、冷却能力
が更に向上する。

【００５７】また、直結側静圧軸受３２及び反直結側静
圧軸受３３の潤滑油を機内（固定子コイル４２の端部）
に排出し、この潤滑油でも固定子コイル８０等を直接冷
却する構成であるため、機内の冷却能力が更に高まると
ともに、冷却油（潤滑油）系統の構成が極めて簡単とな
る。

【００５８】但し、本実施の形態３の回転電機では一体
成形された中間静圧軸受７１を用いているため、コイル
装着の際にはハーフコイル式の固定子コイル８０を用い
なければならず、エナメル線８１の接続作業に手間がか
かる。従って、この点では上記実施の形態１の回転電機
２１の方が、フルコイル式の固定子コイル４２を用いる
ことができてエナメル線の接続作業が不要となるため、
コイル装着の作業性が改善されて非常に有利である。

【００５９】

【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように、第１発明の回転電機によれば、固定子
鉄心の軸方向中間部に、回転子の軸方向中間部を回転自
在に支持する中間静圧軸受を設けたため、軸方向両側の
軸受のみによって回転子を支持する場合に比べて、回転
子の曲げ剛性が著しく高くなり、回転子のクリチカルを
上げることができる。このため、本回転子は従来の回転
子よりも細長くすることができ、更なる低慣性化を実現
することができる。

【００６０】また、第２発明の回転電機によれば、中間
静圧軸受に対して外部から供給される潤滑液が、中間静
圧軸受の外周面側から中間静圧軸受に形成した流路を通
って中間静圧軸受の内周面側へと供給された後、分流し
て、固定子と回転子とのギャップ部を軸方向両側へとそ
れぞれ流れ、固定子コイルの両端部をそれぞれ通って固
定子鉄心の外周部へと至り、フレーム内周部と固定子鉄
心外周部との間に形成した戻り流路を通って軸方向中間
部へと流れ、ここで合流して、外部へと排出されるよう
に構成したことにより、発熱源である固定子コイルや発
熱部近傍の固定子鉄心及び回転子鉄心を潤滑液によって
直接冷却するため、冷却能力が高い。しかも、中間静圧
軸受に供給された潤滑液全体によって固定子コイル等を
直接冷却することができ、更には、潤滑液が軸方向中間
部から軸方向両側へと流れた後、軸方向中間部へと戻る
系統構成であることから、潤滑液との接触面積も大きい
ため、冷却効率が高くなって、冷却能力が更に向上す
る。

【００６１】また、第３発明の回転電機によれば、軸方
向両側の静圧軸受に対して外部から供給される潤滑液
も、同静圧軸受の外周面側から同静圧軸受に形成した流
路を通って同静圧軸受の内周面側へと供給された後、固
定子コイルの両端部へとそれぞれ流入し、ここで中間静
圧軸受に供給された潤滑液と合流して、この潤滑液とと
もに流れるように構成したことにより、機内の冷却能力
が更に高まるとともに、冷却液（潤滑液）系統の構成が
極めて簡単となる。

【００６２】また、第４、第５又は第６発明の回転電機
によれば、中間静圧軸受は径方向に外輪と内輪とに分割
し、外輪にはオープンスロットを設け、内輪は周方向に
複数のセグメントに分割して前記外輪の内側から外輪に
装着可能に構成したことにより、固定子鉄心のスロット
をオープンスロットにして、これらのオープンスロット
にフルコイル式の固定子コイルを固定子鉄心の内側から
嵌め込むことができる。このため、ハーフコイル式の固
定子コイルを軸方向から挿入する場合に比べて、コイル
装着作業が非常に容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る回転電機の断面図
である。

【図２】図１のＡ部拡大図である。

【図３】図１のＢ部拡大図である。

【図４】図１のＣ部拡大図である。

【図５】中間静圧軸受の正面図である。

【図６】（ａ）は図５のＤ−Ｄ線矢視断面図、（ｂ）は
図５のＥ−Ｅ線矢視断面図である。

【図７】固定子コイルの斜視図である。

【図８】本発明の実施の形態２に係る中間静圧軸受の正
面図である。

【図９】本発明の実施の形態３に係る回転電機の要部断
面図である。

【図１０】中間静圧軸受の斜視図である。

【図１１】固定子コイルの装着作業の説明図である。

【図１２】固定子コイルの装着作業の説明図である。

【図１３】従来の回転電機の断面図である。

【図１４】従来の他の回転電機の断面図である。

【符号の説明】

２１回転電機２２固定子２３回転子２４回転子バー２５回転子鉄心２６回転軸２７，３０，３１静圧軸受ジャーナル２８，２９，７２スロット（貫通孔）３２直結側静圧軸受３３反直結側静圧軸受３４，３５，３８，３９，４９，６６，７３流路３６，４０クリアランス部３７，４１，５１給油孔４２，８０固定子コイル４３，４６，６４オープンスロット４４固定子鉄心４５，６１，７１中間静圧軸受４７，６２外輪４８，６３内輪４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄセグメント４８ａ−１，４８ｂ−１，４８ｃ−１，４８ｄ−１分
割面６３ａ，６３ａ，６３ｃ，６３ｄセグメント６３ａ−１，６３ａ−１，６３ｃ−１，６３ｄ−１分
割面５０フレーム５２戻り流路５３Ｏリング５４，７４油圧ポケット５５排油孔５６ギャップ部５７，５８ブラケット５９，６０エンドリング６５モールド樹脂８１エナメル線８２半開放スロット８３カシメ板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J102 AA02 BA03 BA17 CA06 CA07 CA09 EA03 EA06 EA09 EA22 GA13 5H605 AA01 BB05 BB10 CC01 CC04 DD13 EB01 EB24 5H607 AA02 BB01 BB06 BB14 BB26 CC01 DD01 DD03 FF24 GG13 GG15 5H609 BB02 PP02 PP06 PP11 QQ04 QQ05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定子と回転子とを有し、回転軸の軸方
向両端部を軸受により回転自在に支持した回転電機にお
いて、固定子鉄心の軸方向中間部に、前記回転子の軸方向中間
部を回転自在に支持する中間静圧軸受を設けたことを特
徴とする回転電機。
【請求項２】請求項１に記載する回転電機において、前記中間静圧軸受に対して外部から供給される潤滑液
が、前記中間静圧軸受の外周面側から前記中間静圧軸受
に形成した流路を通って前記中間静圧軸受の内周面側へ
と供給された後、分流して、前記固定子と前記回転子と
のギャップ部を軸方向両側へとそれぞれ流れ、固定子コ
イルの両端部をそれぞれ通って前記固定子鉄心の外周部
へと至り、フレーム内周部と前記固定子鉄心外周部との
間に形成した戻り流路を通って軸方向中間部へと流れ、
ここで合流して、外部へと排出されるように構成したこ
とを特徴とする回転電機。
【請求項３】請求項２に記載する回転電機において、前記軸方向両端部の軸受は静圧軸受であり、これらの静
圧軸受に対して外部から供給される潤滑液も、同静圧軸
受の外周面側から同静圧軸受に形成した流路を通って同
静圧軸受の内周面側へと供給された後、前記固定子コイ
ルの両端部へとそれぞれ流入し、ここで前記中間静圧軸
受に供給された潤滑液と合流して、この潤滑液とともに
流れるように構成したことを特徴とする回転電機。
【請求項４】請求項１，２又は３に記載する回転電機
において、前記中間静圧軸受は径方向に外輪と内輪とに分割し、前
記外輪にはオープンスロットを設け、前記内輪は周方向
に複数のセグメントに分割して前記外輪の内側から前記
外輪に装着可能に構成したことを特徴とする回転電機。
【請求項５】請求項４に記載する回転電機において、前記セグメントの分割面は、それぞれ平行を成すように
したことを特徴とする回転電機。
【請求項６】請求項４に記載する回転電機において、前記セグメントの分割面は、径方向に沿った放射状とす
るとともに、前記セグメントを前記外輪の内側から前記
外輪に装着する際に前記セグメント同士が相互に干渉し
ない程度の間隔を有することを特徴とする回転電機。