JP2003153495A - 回転電機の冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多重ロータ構造の回転電機においてステータ
及びそれに巻かれたコイルを充分に冷却できる回転電機
の冷却構造を提供することにある。 【解決手段】 外ロータ８と内ロータ７との二つのロー
タ及び、それらのロータ間に位置して周方向に複数のス
テータ部材２に分割された一つのステータ１を同一軸線
上に備える多重ロータ構造の回転電機の冷却構造におい
て、ステータ１を構成するステータ部材２が、スリット
と、そのスリットに連設されてスリット内への冷却媒体
の流入及び流出を案内する連通穴とを有する第１の鋼板
と、その第１の鋼板と同一輪郭形状を有するとともに、
その第１の鋼板の連通穴に連なり冷却媒体の出入口を画
成する貫通穴を有する第２の鋼板との少なくとも二種類
の鋼板を具え、ステータ部材２の、ステータ１の軸線Ｃ
方向端部に第２の鋼板を配置するとともにその第２の鋼
板に第１の鋼板を軸線Ｃ方向に重ねて配置して形成され
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、外ロータと内ロー
タとの二つのロータ及びそれらのロータ間に位置して周
方向に複数のステータ部材に分割された一つのステータ
を同一軸線上で同心円状に備える多重ロータ構造の回転
電機（電動機や発電機）の冷却構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】上述の如き回転電機としては従来、例え
ば、特開２００１−１１２２２１号公報や特開２０００
−１４０８６号公報に開示されているものが知られてお
り、かかる回転電機の発熱したステータを冷却する冷却
構造としては、回転電機内に冷却液のＵターン流路を形
成するとともに、ステータ部材間に冷却液通路を画成し
てステータに冷却液を循環させる冷却構造がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる回転
電機の構造では、ステータが周方向に分割されて構成さ
れているため、ステータが受ける電磁気反力を支える必
要があり、従来技術においては、ボルトを用いてステー
タの受ける電磁気反力を支える場合、ボルトを設置する
ためのスペースを確保しつつ、発熱量の大きいステータ
やコイルを充分に冷却することが必要とされた。

【０００４】しかしながら、従来の回転電機の冷却構造
では、ボルトを設置するスペースを確保すると、冷却液
通路を設けるスペースが少なくなることから、ステータ
の充分な冷却性能を確保することが困難であった。ま
た、従来技術ではステータを冷却するための冷却液通路
をステータの両先端部及びそのステータを支持している
ボルトの周囲にしか確保することができないので、ステ
ータを冷やす個所及び冷却面積の自由度がほとんどない
ためステータの内部まで充分に冷却することは難しく、
この理由によっても充分な冷却性能を得ることを困難に
していた。

【０００５】そこで、本発明は、上記課題を有利に解決
して、上述の如き多重ロータ構造の回転電機において、
ステータ及びそれに巻かれたコイルを充分に冷却できる
回転電機の冷却構造を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的のため、請求項
１に記載の第１発明による回転電機の冷却構造は、回転
電機の外ロータと内ロータとの二つのロータ及び、それ
らのロータ間に位置して周方向に複数分割されたステー
タ部材と、該ステータ部材を支持するステータ支持部材
とからなる一つのステータを同一軸線上に備える多重ロ
ータ構造の回転電機の冷却構造において、前記ステータ
部材は、スリットを有する第１の鋼部材と、該第１の鋼
部材と同一輪郭形状を有すると共に、前記第１の鋼部材
のスリットの一方の端部近傍に連なる貫通穴を有する第
２の鋼部材と、該第１の鋼部材と同一輪郭形状を有する
と共に、前記第１の鋼部材のスリットの他方の端部近傍
に連なる貫通穴を有する第３の鋼部材と、を具え、前記
ステータ部材の軸線方向端部に、前記第２、及び第３の
鋼部材をそれぞれ配置すると共に、その第２、第３の鋼
部材の間に、第１の鋼部材を軸線方向に重ねて配置して
形成し、前記第２の鋼部材、或いは前記第３の鋼部材の
貫通穴のうち、一方の貫通穴より、冷却媒体が供給さ
れ、前記スリットを介して他方の貫通穴から排出される
ことを特徴とするものである。

【０００７】また、請求項２記載の第２発明は、回転電
機の外ロータと内ロータとの二つのロータ及び、それら
のロータ間に位置して周方向に複数分割されたステータ
部材と、該ステータ部材を支持するステータ支持部材と
からなる一つのステータを同一軸線上に備える多重ロー
タ構造の回転電機の冷却構造において、前記ステータ部
材は、スリットを有する第１の鋼部材と、該第１の鋼部
材と同一輪郭形状を有するとともに、その第１の鋼部材
の前記スリットの端部近傍に連なる複数の貫通穴を有す
る第２の鋼部材との少なくとも二種類の鋼部材を具え、
前記ステータ部材の、前記ステータの軸線方向端部のそ
れぞれに前記第２の鋼部材を配置するとともにそれら第
２の鋼部材の間に前記第１の鋼部材を前記軸線方向に重
ねて配置して形成し、冷却媒体が、前記ステータの軸線
方向端部のそれぞれに配置された前記第２の鋼部材の貫
通穴のうち、一方の鋼部材の貫通穴より供給され、前記
スリットを介して他方の鋼部材の貫通穴から排出される
ことを特徴とするものである。

【０００８】さらに請求項３に記載の第３発明は、回転
電機の外ロータと内ロータとの二つのロータ及び、それ
らのロータ間に位置して周方向に複数分割されたステー
タ部材と、該ステータ部材を支持するステータ支持部材
とからなる一つのステータを同一軸線上に備える多重ロ
ータ構造の回転電機の冷却構造において、前記ステータ
部材は、２本のスリットを有する第１の鋼部材と、該第
１の鋼部材と同一輪郭形状を有すると共に、前記第１の
鋼部材の２本のスリットの一方の端部近傍に連なる２つ
の貫通穴を有する第２の鋼部材と、を具え、前記ステー
タ部材の軸線方向端部に、前記第２の鋼部材をそれぞれ
配置すると共に、その第２の鋼部材の間に、第１の鋼部
材を軸線方向に重ねて配置して形成し、前記第２の鋼部
材の一方の貫通穴より、冷却媒体が供給され、前記スリ
ットを介して他方の貫通穴から排出されることを特徴と
するものである。

【０００９】さらに請求項４に記載の第４発明は、上記
第１発明又は第２発明において、ステータ部材の両端部
に設けられている貫通穴をそれぞれ連通する周方向溝を
設けたことを特徴とするものである。

【００１０】そして請求項５に記載の第５発明は、上記
第１発明から第３発明までのいずれかにおいて、隣り合
うステータ部材の両端部に設けられている貫通穴をそれ
ぞれ連通する周方向溝を設けたことを特徴とするもので
ある。

【００１１】また、請求項６に記載の第６発明は、上記
第２発明において、前記第２の鋼部材の前記貫通穴が、
両側端部にあることを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項７に記載の第７発明は、上記
第２発明又は第６発明において、前記第１の鋼部材のス
リットは、前記ステータ部材のティース先端部からヨー
ク部まで延在していることを特徴とするものである。

【００１３】そして、請求項８に記載の第８発明は、上
記第２発明及び第６発明及び第７発明のうちの何れか一
項において、前記第２の鋼部材の前記貫通穴には、中間
部及び端部に開口を持つ締結部材が通り、その締結部材
は前記ステータの軸線方向両端に隣接して配置されたス
テータ支持部材と締結されることを特徴とするものであ
る。

【００１４】

【発明の効果】第１発明においては、ステータ部材を構
成する第１の鋼部材のスリットで、ステータ部材内部に
冷却媒体通路が形成され、第１の鋼部材のスリットの端
部近傍に連なる第２の鋼部材の貫通穴と第３の鋼部材の
貫通穴とで、スリット内への冷却媒体の流入及びそのス
リット内からの冷却媒体の流出が案内されるため、第１
の鋼部材のスリットにてステータ部材内部に冷却面積の
広い冷却媒体通路を形成できるから、回転電機において
冷却媒体通路スペースを別途設けることなくステータを
内部から冷却できるので、ステータ及びそれに巻かれる
コイルをも充分に冷却できて冷却効率を向上させること
ができる。

【００１５】しかも、ステータ部材の、ステータの軸線
方向端部に第２の鋼部材と第３の鋼部材とを配置するこ
とで、第１の鋼部材のスリットにより形成された冷却媒
体通路の端部を第２の鋼部材と第３の鋼部材とで確実に
封止できるとともに、第２の鋼部材の貫通穴と第３の鋼
部材の貫通穴にて冷却媒体の出入口を形成できる。それ
ゆえ、第２の鋼部材及び第３の鋼部材が第１の鋼部材の
スリットと共働して冷却媒体通路を画成できるから、あ
らたな部材を追加することなく、それら鋼部材で冷却媒
体通路を簡易に構成することができるとともに、鋼部材
の加工も容易に行なうことができる。

【００１６】第２発明においては、ステータ部材を構成
する第１の鋼部材のスリットで、ステータ部材内に冷却
媒体通路が形成され、第１の鋼部材のスリットの端部近
傍に連なる第２の鋼部材の貫通穴で、スリット内への冷
却媒体の流入及びそのスリット内からの冷却媒体の流出
が案内され、かつ、第１の鋼部材のスリットにより形成
された冷却媒体通路の端部を第２の鋼部材で確実に封止
できる。それゆえ、第２の鋼部材が第１の鋼部材のスリ
ットと共働して冷却媒体通路を画成できるから、あらた
な部材を追加することなく、第１の鋼部材と第２の鋼部
材との少なくとも二種類の鋼部材で冷却媒体通路を簡易
に構成することができるとともに、鋼部材の加工も容易
に行なうことができる。

【００１７】第３発明においては、第１の鋼部材の２本
のスリットでステータ部材内部に２つの冷却媒体通路が
形成され、それら２本のスリットのそれぞれの端部近傍
に第２の鋼板の貫通穴が連なるとともに、その第２の鋼
板で第１の鋼板のスリットの端部が封止される。さら
に、第１の鋼板の一端部に配置した第２の鋼部材の二つ
の貫通穴のうち、一方の貫通穴から冷却媒体が供給され
る一方、第１の鋼板の他端部側でＵターンさせることに
より、二つのスリットを介して他方の貫通穴から冷却媒
体が排出される。従って、ステータ部材の２本のスリッ
トで形成された冷却媒体通路により、第１の鋼部材の内
部をより効果的に冷却することができるとともに、二本
のスリットをステータ部材の内部のステータ部材に巻か
れるコイル近傍に形成することで、コイルも充分に冷や
すことができる。

【００１８】第４発明においては、ステータ部材の両端
部に設けられている貫通穴を、それぞれ連通する周方向
溝を設けたから、ステータを構成する複数のステータ部
材の冷却媒体通路が周方向溝で連通される。これによ
り、ステータを構成する全てのステータ部材の冷却媒体
通路への冷却媒体の流入及び排出を一箇所で行なうこと
もできる。

【００１９】第５発明においては、隣り合うステータ部
材の両端部に設けられている貫通穴をそれぞれ連通する
周方向溝を、例えばステータを支持する部材などに設け
ることで、冷却媒体が、ステータを構成する複数個のス
テータ部材の貫通穴間で隣からその隣へと順次流れるの
で、冷却媒体の流入及び排出を一箇所で行なうこともで
きる。

【００２０】第６発明においては、第２の鋼部材の貫通
穴がその鋼部材の両側端部にあるから、ステータ部材に
巻かれるコイルが第２の鋼部材の両側端部と隣接するの
で、コイルをより良好に冷却することができる。

【００２１】第７発明においては、第１の鋼部材のスリ
ットが、その鋼部材により構成されるステータ部材のテ
ィース先端部からヨーク部まで延在するから、ステータ
部材の、磁界の変化が大きくなるため発熱量の多くなる
ティース部の先端部及びヨーク部の先端部を集中的に冷
却することができる。

【００２２】第８発明においては、第２の鋼部材の貫通
穴に、中間部及び端部に開口を持つ締結部材が通り、挿
入してステータ部材の両端をステータ支持部材に固定支
持させることで、ステータ部材をステータ支持部材に確
実に固定できるから、回転電機においてステータ部材を
ステータ支持部材に支持するためのボルト等の締結部材
のスペースをあらためて確保する必要がない。しかも、
この締結部材が中間部及び端部に開口を持つから、第１
の鋼部材のスリット内への冷却媒体の入出力を容易に行
なうことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。図１
(ａ)及び(ｂ)は、この発明の回転電機の冷却構造の第１
実施例としての、モータの冷却構造におけるステータ部
材を構成する第１の鋼部材及び第２の鋼部材を示す正面
図であり、図２(ａ)及び(ｂ)は、図１に示す第１の鋼部
材及び第２の鋼部材を組付けて構成した一個のステータ
部材を示す正面図及びそのＡ−Ａ線に沿う断面図であ
り、図３は、本実施例のステータを、ステータ支持部材
に図２に示すステータ部材を取り付けた状態で示す断面
図であり、図４は、図３のステータ部材が取り付けられ
たステータ支持部材における冷却液通路の配置を図３の
左側から見て示す正面図であり、図５は、本実施例のモ
ータの冷却構造を適用したモータの概略断面図である。

【００２４】なお、図中符号１はステータ、２はステー
タ部材をそれぞれ示し（図２，図５参照）、３はステー
タ部材２を構成する第１の鋼部材としての第１の鋼板、
４はステータ部材２を構成する第２の鋼部材としての第
２の鋼板をそれぞれ示し（図１参照）、５は複数個のス
テータ部材２を固定支持するステータ支持部材、６はス
テータ部材２の第1の鋼板３と第２の鋼板４とを締結し
てそれをステータ支持部材５に支持させる軸状の締結部
材としてのバンジョーボルト、７は内ロータ、８は外ロ
ータ、９は内ロータシャフト、10は外ロータシャフトを
それぞれ示す（図３〜図５参照）。

【００２５】本実施例の冷却構造を適用するモータは、
図５に示すように、内ロータシャフト９の中心軸線（モ
ータの中心軸線でもある）Ｃ上に、同心円に、内側か
ら、内ロータ７、ステータ１、外ロータ８の順で配設さ
れた多重ロータ構造とされており、外ロータ８と内ロー
タ７との二つのロータ間に位置するステータ１は、周方
向に複数分割されたステータ部材２と、該ステータ部材
２を支持するステータ支持部材５とを具えてなる。

【００２６】即ち、ここでのステータ１は、図４に示す
ように、複数のステータ部材2が内周側ティース先端に
周方向に所定のギャップｔを空けて配置されるととも
に、それらステータ部材２がヨーク部2d及びティース部
2eの先端部2fでステータ支持部材５に支持される。そし
て、個々のステータ部材２は、図１(ａ)及び(ｂ)に示す
ような第1の鋼板３と第２の鋼板４とで構成されてい
る。これら第1の鋼板３及び第２の鋼板４は、ともに同
一輪郭形状を有し、ステータヨーク部3a，4aとステータ
ティース部3b，4bとを具えている。

【００２７】ここでの第1の鋼板３は、図１(ａ)に示す
ように、スリット3cと連通穴3dとを有し、スリット3c
は、ステータティース部3bの先端部3eからステータ１の
半径方向にステータヨーク部3aまで延在するように形成
され、連通穴3dは、スリット3cの両端部に円形に形成さ
れている。また、ここでの第２の鋼板４には、図１(ｂ)
に示すように、第1の鋼板３の二つの連通穴3dと同一の
位置に二つの貫通穴4cが設けられている。

【００２８】そして、各ステータ部材２は、図２（ｂ）
に示すように、中間部材2a及びその両端に配設された端
部材2bにて構成されており、その中間部材2aは、複数枚
の第1の鋼板３をモータの中心軸線Ｃの延在方向に積層
して形成され、また、端部材2bは第２の鋼板４をモータ
の中心軸線Ｃ（図３参照）の延在方向に積層して形成さ
れている。これにより、中間部材2aの中央部に第1の鋼
板３のスリット3cが中心軸線Ｃの延在方向に連続して、
板状の空間R1（図中紙面の表裏方向に所定厚みを持つ空
間）が冷却媒体としての冷却液の通路として画成される
とともに、その両端が第２の鋼板４で封止されることと
なる。ここで、第1の鋼板３の連通穴3dには第２の鋼板
４の貫通穴4aが繋がり、これらの穴でボルトを挿通可能
な貫通穴2cが形成されて、ステータ部材２の径方向（図
２では上下方向）の両端部付近にそれぞれ配置されると
ともに、端部材2bを構成している第２の鋼板４の貫通穴
4aにより上記冷却液通路に対する冷却液の出入口が画成
される。

【００２９】そして、ここでのステータ支持部材５は、
図３及び図４に示すように、円環状の円板でその表面に
は二本の周方向溝5aが互いに径方向位置が異なるように
形成されるとともに、それら周方向溝5aには裏面へ貫通
する貫通穴5bが設けられている。なお、本実施例では、
ステータ部材２をバンジョーボルト６で固定支持するた
めに、図3中、左側に配置されたステータ支持部材５の
下側に位置する周方向溝5aに設けられた貫通穴5bと、右
側に配置されたステータ支持部材５の上側に位置する周
方向溝5aに設けられた貫通穴5bとにめねじを形成してい
る。

【００３０】かかるステータ部材２の、モータの中心軸
線Ｃの延在方向の両端を、二枚のステータ支持部材５で
挟むとともに、ステータ支持部材５に形成された周方向
溝5aの貫通穴5bから、上記二本の貫通穴2cの各々にバン
ジョーボルト６を互いに逆方向から挿入する。つまり、
図３では、上側に位置する貫通穴2cには左側からバンジ
ョーボルト６を挿入し、下側に位置する貫通穴2cには右
側からバンジョーボルト６を挿入している。なお、上記
バンジョーボルト６は、軸線方向の貫通穴6aを有すると
ともに、その中間部及び端部に開口としての半径方向穴
6bを複数持ち、かつ先端部の外周におねじを有するねじ
軸部材である。

【００３１】そして、バンジョーボルト６の先端部外周
に形成されたおねじとステータ支持部材５に設けられた
めねじとを螺合させることで、ステータ支持部材５にス
テータ部材２を挟持させる。この様にしてこの実施例で
は、複数個のステータ部材２がティース部2eの先端に所
定のギャップｔを持って周方向に整列した状態でステー
タ支持部材５を介して相互に結合されてステータ１が形
成されるとともに、そのステータ１がステータ支持部材
５に支持される。なお、ステータ支持部材５にはコイル
収納スペース5cが設けられており、各ステータ部材２の
ティース部2eの外周には、図４及び図５に示すようにコ
イルＳが巻回される。

【００３２】また、第1の鋼板３の連通穴3cと第２の鋼
板４の貫通穴4cとは、磁界が極力通らないような場所を
選んで形成することが好ましく、本実施例では、図１
(ａ)及び(ｂ)に示すように、連通穴3c及び貫通穴4cを、
第1の鋼板３及び第２の鋼板４のステータヨーク部3a，4
a及びステータティース部3b，4bの周方向中央付近の、
磁束の曲がる部分の近傍に位置するようにそれぞれ形成
している。

【００３３】このようにして構成した本実施例のモータ
の冷却構造によれば、冷却液は、図３中矢印にて示すよ
うな経路で流通する。即ち、冷却液は、図３では左側の
ステータ支持部材５の下側の周方向溝5a内に供給され、
複数個のステータ部材２の各々の中心軸線Ｃに近い側
（図３では下側）に位置するバンジョーボルト６の先端
部側（図３では左側）からそのバンジョーボルト６の貫
通穴6a内を経由し、そのバンジョーボルト６の複数（図
３では三個）の半径方向穴6bから、第1の鋼板３のスリ
ット3cにて形成された空間R1に流入してステータ部材２
の内部を冷やし、そして、中心軸線Ｃから遠い側（図３
では上側）のバンジョーボルト６に中心軸線Ｃから近い
側のバンジョーボルト６と同様に設けられた複数（図３
では三個）の半径方向穴6bからそのボルト６の貫通穴6a
内へ流入し、そのバンジョーボルト６（図３では上側）
の右側の端部から、図３では右側のステータ支持部材５
の上側の周方向溝5a内に流出する。なお、本実施例では
冷却液として、例えば、水、油等の一般的なものを使用
している。

【００３４】従って、第１実施例の回転電機の冷却構造
にあっては、ステータ部材２を構成する第１の鋼板３の
スリット3cで、ステータ部材２内に冷却液通路として空
間R1が形成され、そして、第１の鋼板３の連通穴3d及び
それに連なる第２の鋼板４の貫通穴4cにて形成された貫
通穴2aにバンジョーボルト６が挿入されてそのバンジョ
ーボルトの貫通穴6aで、空間R1内への冷却液の流入及び
その空間R1内からの冷却液の流出が案内されるとともに
冷却液の出入口が画成される。これにより、第１の鋼板
３のスリット3cにてステータ部材２内部に冷却面積の広
い冷却液通路を形成できるから、モータにおいて冷却液
通路スペースを別途設けることなく、複数のステータ部
材２より構成されるステータ１を内部から冷却できるの
で、ステータ１及びそれに巻かれるコイルをも充分に冷
却できて冷却効率を向上させることができる。

【００３５】しかも、この実施例では、ステータ部材２
が、ステータ１の軸線方向両端に第２の鋼板４を配置す
るとともに、それら第２の鋼板４の間に第１の鋼板３を
配置して、第１の鋼板３を二枚の第２の鋼板で挟み込ん
で形成されるから、第１の鋼板３のスリット3cにより形
成された冷却媒体通路の両端を第２の鋼板４で確実に封
止できるとともに、第２の鋼板４の貫通穴4cにて冷却媒
体の出入口を形成できる。それゆえ、第２の鋼板４が第
１の鋼板３のスリット3cと共働して冷却媒体通路を画成
できるから、あらたな部材を追加することなく、第１の
鋼板と第２の鋼板との二種類の鋼板で冷却媒体通路を簡
易に構成することができるとともに、鋼板３，４の加工
も容易に行なうことができる。

【００３６】さらに、本実施例の回転電機の冷却構造で
は、第１の鋼板３の連通穴3dとそれに連なる第２の鋼板
４の貫通穴4cとにバンジョーボルト６を挿入してステー
タ部材２の両端をステータ支持部材５に固定支持させる
ことで、第１の鋼板３と第２の鋼板４とにより構成され
たステータ部材２をステータ支持部材５に確実に固定で
きるから、モータにおいてステータ部材２をステータ支
持部材５に支持するためのボルト等の締結部材のスペー
スをあらためて確保する必要がない。しかも、このバン
ジョーボルト６が中間部及び端部に半径方向穴6bを持つ
冷却液軸線方向通路（貫通穴6a）を有し、その通路を冷
却液が流通できるから、第１の鋼板３のスリット3c内へ
の冷却液の入出力を容易に行なうことができる。

【００３７】図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の回転電
機の冷却構造の第２実施例としての、モータの冷却構造
におけるステータ部材を構成する第１の鋼部材及び第２
の鋼部材を示す正面図であり、図７（ａ）及び（ｂ）
は、図６のステータ部材を取り付けたステータ支持部材
の正面図及びそのステータ支持部材の軸線Ｃを中心とし
た円Ｄ周りの構成を展開して示す展開図であり、図８
は、ステータ部材とそれを支持するステータ支持部材と
で構成されるステータの、図７（ｂ）のＢ−Ｂ線に沿う
断面図である。

【００３８】本実施例のモータの冷却構造は、上記第１
実施例のモータの冷却構造において、ステータ１を構成
するステータ部材２を、第１の鋼部材としての第１の鋼
板11と第２の鋼部材としての第２の鋼板12とを用いて構
成したステータ部材２に替えるとともに、ステータ支持
部材５を、ステータ部材２のティース部2eの先端部2f
（鋼板11，12のステータティース先端部11e，12dにより
形成された部分）のみを覆う構成に替えている。

【００３９】即ち、図６に示すように、第２実施例のス
テータ部材２を構成する第1の鋼板11及び第２の鋼板12
は、先の第１実施例のステータ部材２を構成する第1の
鋼板３及び第２の鋼板4と同様の形状（図１参照）を有
しているが、ここでの第1の鋼板11は、図６（ａ）に示
すように、二本のスリット11cを有し、それらスリット1
1cが、鋼板11，12で構成される図７に示すステータ部材
２のティース部2eの先端部2fからヨーク部2dまで延在す
るように、その第１の鋼板11の両側端部に形成され、さ
らに、ステータティース部11bの先端部11eの両側端部に
は、各スリット11cに繋がる連通穴11dが設けられてい
る。また、第２の鋼板12には、図６（ｂ）に示すよう
に、第１の鋼板11の各連通穴11dと同一の位置に貫通穴1
2cが設けられている。

【００４０】上記構成の第１の鋼板11をモータの中心軸
線Ｃ（図８参照）の延在方向に複数枚積層するととも
に、その積層された第１の鋼板11をその両端から、同様
に複数枚積層した第２の鋼板12で挟み込むことにより、
図７および図８に示すステータ部材２が構成され、その
ステータ部材２の内部に第１の鋼板11のスリット11cが
連なって空間R2が形成される。

【００４１】また、本実施例のステータ支持部材５を図
７及び図８に示す。ここで、図７（ａ）に示すステータ
１は、図８に示すステータ１の右方向から見た状態で示
し、また、図７（ｂ）に示すステータ支持部材５は、図
８中右側のステータ支持部材５を下側に、図８中左側の
ステータ支持部材５を上側にそれぞれ位置させて示して
いる。ステータ部材２の両端を支持する各ステータ支持
部材５の裏面には、複数個の周方向溝5aが形成されてい
る。それら周方向溝5aは、図７（ｂ）に示すように、下
側に位置するステータ支持部材５には、隣り合うステー
タ部材２の両端部の貫通穴2c（後述するバンジョーボル
ト６を挿入される穴）を連通させるように設けられてい
る一方、上側に位置するステータ支持部材５には、ステ
ータ部材２の両端部の貫通穴2cを連通させるように設け
られている。

【００４２】そして、本実施例のモータの冷却構造で
は、図７（ａ）に示すように、複数のステータ部材2
が、内周側ティース先端に周方向に所定のギャップｔを
空けて配置されるとともに、図８に示すように、ステー
タ部材２の、モータの中心軸線Ｃの延在方向両端を上記
構成の二枚のステータ支持部材５で挟み、ステータ支持
部材５の周方向溝5aに設けられた貫通穴5bから、ステー
タ部材２の二本の貫通穴2cの各々にバンジョーボルト６
を挿入してそのバンジョーボルト６でステータ部材２を
支持固定する。なお、この実施例におけるバンジョーボ
ルト６も、先の第一実施例と同様に、中間部及び端部に
半径方向穴6bを有している。

【００４３】これにより、前述の図７（ｂ）に示すよう
に、ステータ支持部材５に支持された各ステータ部材２
は、その両端に配置されたステータ支持部材５の周方向
溝5aを介して、隣り合うステータ部材２の貫通穴2a同士
を連通され、それら貫通穴2aに挿入したバンジョーボル
ト６を介して冷却液通路が形成される。

【００４４】従って、上述のように構成したステータに
あっては、図７（ｂ）に矢印にて示すように、ステータ
部材２及びそれを支持するステータ支持部材を冷却液が
流れる。即ち、図７（ｂ）中中央に位置するステータ部
材２は、その右隣のステータ部材２の貫通穴2cに連通す
る下側のステータ支持部材５の周方向溝5aを介して、右
側のバンジョーボルト６の貫通穴6a内に流入して半径方
向穴6bを介して右側の空間R2（ここでは図示せず）に流
れ込んでステータ部材２の内部を冷やし、バンジョーボ
ルト６の半径方向穴6bを介して再び貫通穴6aへ戻り、上
側のステータ支持部材５の周方向溝5aに流出する。

【００４５】さらに、冷却液は、上側のステータ支持部
材５の周方向溝5aを介して同じステータ部材２の左側の
バンジョーボルト６の貫通穴6a内へ流入して半径方向穴
6bを介して左側の空間（ここでは図示せず）に流れ込ん
でステータ部材２の内部を冷やし、バンジョーボルト６
の半径方向穴6bを介して再び貫通穴6aへ戻り、右側の貫
通穴2aから流出する。さらに、冷却液は、その貫通穴2a
に連通するステータ支持部材５の周方向溝5aを介して右
隣のステータ部材２の右側に位置するステータ部材２の
貫通穴2aに流入する。このようにして、隣から次々と複
数のステータ部材２が冷やされる。なお、ステータ支持
部材５の周方向溝5aへの冷却液の供給及び排出は、ステ
ータ支持部材５の表面に設けられた、図示しない周方向
溝に連通する貫通穴により行う。

【００４６】上述のようにして、各ステータ部材２は、
その一端を支持されるステータ支持部材５の周方向溝5a
により冷却液が入出力され、他端を支持されるステータ
支持部材５の周方向溝5aを介して一方の貫通穴2aから他
方の貫通穴2aへとUターンすることとなる。

【００４７】ところで、一般的に、ステータのティース
の先端及びヨークの側端部はともに磁界の変化が大きい
ために発生する熱量が多くなる。これに対して、上記構
成の本実施例のモータの冷却構造によれば、第1の鋼板1
1のスリット11c及び連通穴11dと第２の鋼板12の貫通穴1
2cとが各鋼板11，12の両側端部にあるから、ステータ部
材２の内部においては、磁界の変化が大きくなるために
発熱量の多くなるティース部2eの両側端部及びヨーク部
2dの両側端部を集中的に冷却できる。しかも、ステータ
支持部材２のティース部2eの両側端部の外周に巻回され
たコイルＳが各鋼板11，12の両側端部と隣接するのでか
かるコイルＳをより良好に冷却することができる。

【００４８】図９は、本第３実施例の回転電気の冷却構
造の第３実施例としての、モータの冷却構造における冷
却液通路説明図、図10は、ステータ部材とそれを支持す
るステータ支持部材とで構成されるステータの、図９の
Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。

【００４９】第３実施例のステータ１を構成するステー
タ部材２は、第１の鋼部材としての第１の鋼板、第２の
鋼部材としての第２の鋼板により形成されている。ここ
での第１の鋼板（図示せず）は、先の第２実施例にて図
６に示す第１の鋼板11において、二本のスリット11cの
それぞれの両端にそのスリット11cに繋がる連通穴が設
けられたものであり、また、第２の鋼板は、第１の鋼板
の各連通穴と同一の位置に貫通穴が設けられてたもので
ある。

【００５０】そして、本実施例の第１の鋼板をモータの
中心軸線Ｃ（図10参照）の延在方向に複数枚積層すると
ともに、その積層された第１の鋼板をその両端から、同
様に複数枚積層した本実施例の第２の鋼板で挟み込んで
構成することにより、図９および図10に示すステータ部
材２が構成される。かかるステータ部材２の両端部を支
持するステータ支持部材５は、先の第１実施例と同様
に、図９に示すように、円環状の円板であって、ステー
タ部材２の、ティース部2eの先端部及びヨーク部2dを覆
うように構成されている。

【００５１】そして、ステータ支持部材５の裏面には、
複数の周方向溝5aが径方向位置が異なるように形成され
ている。それら周方向溝5aのうち、内周側の各周方向溝
5aは、隣り合うステータ部材２同士の貫通穴5bを連通さ
せるように設けられる一方、外周側の周方向溝5aは、一
個のステータ部材２の両側端部に設けられている貫通穴
5b同士を連通させるように設けられている。

【００５２】ここでは、図10に示すように、ステータ部
材２の、モータの中心軸線Ｃの延在方向の両端を、二枚
のステータ支持部材５で挟むとともに、各ステータ部材
２の四本の貫通穴2cの各々にバンジョーボルト６を挿入
して、バンジョーボルト６のおねじとステータ支持部材
５のめねじとを螺合させてステータ支持部材５にステー
タ部材２を挟持させることで、図９及び図10に示すよう
なモータのステータが構成される。なお、ここでは、第
１の鋼板11のスリット11c（図６参照）により形成され
た二つの空間R3のそれぞれについて径方向に整列するバ
ンジョーボルト６を互いに逆方向から挿入している。ま
た、本実施例では、ステータ部材２とステータ支持部材
５との間に、上下に位置する貫通穴2cを囲むように、コ
イルＳの内周側と外周側とのそれぞれにリング状のガス
ケットＧが介挿されている。

【００５３】このようにして構成されたステータにあっ
ては、図10に示すように、冷却液は、隣に位置するステ
ータ部材２からステータ支持部材５の下側（図９では内
周側）の周方向溝5aを介してステータ部材２の左下側の
バンジョーボルト６の端部へ流入し、さらにステータ部
材２の一方の側端部の空間R3へ流入してその内部を冷や
して右側のステータ支持部材５の上側の周方向溝5aから
流出し、その周方向溝5aを介してそれに連通する紙面手
前側に位置する上側のバンジョーボルト６の端部から流
入してステータ部材２の他方の側端部の空間R３へ流れ
込んでその内部を冷やした後、紙面手前側に位置する下
側のバンジョーボルト６の端部から隣のステータ部材２
のバンジョーボルト６の貫通穴に連通するステータ支持
部材５の周方向溝5aへ流出する。

【００５４】かかる構成の本第３実施例によれば、上記
第２実施例と同様の効果が得られることに加えて、先の
第１実施例と同様にステータ部材２をヨーク部2dとティ
ース部2eの先端部分とで確実に支持することができる。

【００５５】また、図11は、この発明の回転電機の冷却
構造の第４実施例としての、モータの冷却構造における
ステータを、ステータ支持部材にステータ部材を取り付
けた状態で示す断面図である。

【００５６】本実施例のステータ１を構成するステータ
部材２は、スリットを有する第１の鋼板と、該第１の鋼
板と同一輪郭形状を有すると共に、第１の鋼板のスリッ
トの一方の端部近傍に連なる貫通穴を有する第２の鋼板
と、第１の鋼板と同一輪郭形状を有すると共に、前記第
１の鋼板のスリットの他方の端部近傍に連なる貫通穴を
有する第３の鋼板と、を具え、ステータ部材２の中心軸
線Ｃ方向端部に、第２の鋼板及び第３の鋼板をそれぞれ
配置すると共に、その第２、第３の鋼板の間に、第１の
鋼板を中心軸線Ｃ方向に重ねて配置して形成されたもの
であり、第２の鋼板の鋼板の貫通穴より冷却液が供給さ
れ、スリットを介して第３の鋼板の貫通穴から排出され
る。

【００５７】即ち、本実施例の第１の鋼板は、先の第１
実施例の第１の鋼板３（図１参照）のスリット3cの両端
部に設けた連通穴3dを形成せずに構成され、また、第２
の鋼板は、そのステータティース部（図11では上側）に
貫通穴を形成せずに構成されている（図１参照）。ま
た、本実施例における第３の鋼板は、第１の鋼板のスリ
ットの端部のうち第２の鋼板の貫通穴に連通する端部と
反対側の端部付近に連通するように、ステータティース
部の先端部（図11では下側）に貫通穴が形成されてい
る。そして、第１の鋼板を積層させて形成した中間部の
両端をそれぞれ第２又は第３の鋼板を積層したもので挟
み込むことで本実施例のステータ部材２が構成される。
なお、図11では第２の鋼板を右側に、また、第３の鋼板
を左側にそれぞれ配置してステータ部材２を構成してい
る。

【００５８】また、本実施例のステータ部材２の両端を
支持する本実施例のステータ支持部材５の表面には、第
２の鋼板にて形成された端部を支持するもの（図11中右
側）では、その第２の鋼板にて形成された貫通穴に連通
するようにステータの外周側（図11では上側）に周方向
溝5a及び貫通穴5bが設けられている一方、ステータ部材
２の第３の鋼板にて形成された端部を支持するもの（図
11中左側）は、その第３の鋼板にて形成された貫通穴の
位置に連通するようにステータの内周側（図11では下
側）に設けられている。

【００５９】そして、かかる本実施例の第１の鋼板、第
２の鋼板及び第３の鋼板をステータ支持部材に組み付け
ると、図11に示すような構成となる。なお、本実施例で
は、図示しない部分でステータ支持部材５とステータ部
材２とを締結するための締結スペースを設けて締結部材
で支持固定している。

【００６０】このようにして構成した本実施例のモータ
の冷却構造によれば、第２の鋼板、或いは第３の鋼板の
貫通穴のうち、第２の鋼板の貫通穴から冷却液が供給さ
れ、第１の鋼板のスリットにて形成された空間R４を介
して第３の鋼板の貫通穴から冷却液が排出される。従っ
て、本実施例のモータの冷却構造によれば、バンジョー
ボルト等の締結部材のような軸線方向に貫通する貫通穴
を有するものを使用せずに、より簡易な構成でステータ
部材２内部に冷却液を流通させ得てそのステータ部材を
内部から充分に冷却することができる。

【００６１】以上、図示例に基づき説明したが、この発
明は上述の例に限定されるものではなく、例えば、上記
実施例は、回転電機としてモータに適用したが、発電機
に適用することもできる。また、上記実施例では、冷却
媒体としてモータの冷却に通常用いられる冷却液を使用
しているが、これに替えて、ステータ内部を流通する冷
却媒体として磁性流体を用いても良く、このようにすれ
ば、スリット内を流れる磁性流体がステータ部材を構成
する磁性体（磁極部材）の一部として磁気的に作用する
から、スリットの形成によって減少したステータの磁性
体部分を補うことができる。

【００６２】さらに、上記第１実施例〜第３実施例で
は、締結部材としてバンジョーボルト６を用いている
が、これに限られず、中間部及び端部に開口を持つ冷却
媒体軸線方向通路を有する軸状の締結部材であれば良
い。従って、例えば、端部外周におねじを形成された軸
線方向穴を有する軸状の部材を、内周にめねじを有する
部材（例えば、フレアナット等）を用いて締結部材のお
ねじとフレアナットなどのめねじとを螺合させること
で、ステータ部材をステータ支持部材に固定しても良
い。また、上記第１実施例において示した冷却液の出入
口や流れの向きは適宜変更できることはもちろんであ
る。

【００６３】また、上記実施例では、第１の鋼部材とし
ての第１の鋼板３，11、第２の鋼部材としての第２の鋼
板４，12、及び第３の鋼部材としての第３の鋼板をそれ
ぞれモータの中心軸線Ｃの延在方向に複数枚積層して、
ステータ部材２を構成する中間部材2aと端部材2bとを形
成しているが、これに替えて、中間部材2a及び端部材2b
の少なくとも一方を、第１の鋼板３，11又は第２の鋼板
４，12を複数枚積層したものに相当する一個の第１の鋼
部材、第２の鋼部材又は第３の鋼部材で一体形成しても
良い。

【００６４】また、上記実施例では、ステータ部材２
を、ステータ１の軸線方向両端に、第２の鋼板４，12に
て形成した端部材2bを配置するとともに、それら端部材
2bの間に第１の鋼板３，11にて形成した中間部材2aを配
置することにより、第１の鋼板３，11が第２の鋼板４，
12に挟みこまれるように構成しているが、この構成に限
られず、ステータ部材２の、ステータ１の軸線方向一端
のみに第２の鋼板４，12を配置するとともに軸線方向他
端に位置する第１の鋼板３，11のスリット3c，11cを樹
脂等で液密に封止しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 (ａ)は、この発明の回転電機の冷却構造の第
１実施例としての、モータの冷却構造におけるステータ
部材を構成する第１の鋼部材を示す正面図、（ｂ）は、
上記ステータ部材を構成する第２の鋼部材を示す正面図
である。

【図２】 (ａ)は、図１に示す第１の鋼部材及び第２の
鋼部材を組付けて構成した一個のステータ部材を示す正
面図、（ｂ）は、（ａ）の正面図のＡ−Ａ線に沿う断面
図である。

【図３】 本実施例のステータを、ステータ支持部材に
図２に示すステータ部材を取り付けた状態で示す断面図
である。

【図４】 図３のステータ部材が取り付けられたステー
タ支持部材における冷却液通路の配置を図３の左側から
見て示す正面図である。

【図５】 上記第１実施例のモータの冷却構造を適用し
たモータの概略断面図である。

【図６】 (ａ)は、この発明の回転電機の冷却構造の第
２実施例としての、モータの冷却構造におけるステータ
部材を構成する第１の鋼部材を示す正面図、（ｂ）は、
上記ステータ部材を構成する第２の鋼部材を示す正面図
である。

【図７】 （ａ）及び（ｂ）は、図６のステータ部材を
取り付けたステータ支持部材の正面図及びそのステータ
支持部材の軸線Ｃを中心とした円Ｄ周りの構成を展開し
て示す展開図である。

【図８】 ステータ部材とそれを支持するステータ支持
部材とで構成されるステータの、図７（ｂ）のＢ−Ｂ線
に沿う断面図である。

【図９】 本第３実施例の回転電気の冷却構造の第３実
施例としての、モータの冷却構造における冷却液通路説
明図である。

【図１０】 ステータ部材とそれを支持するステータ支
持部材とで構成されるステータの、図９のＣ−Ｃ線に沿
う断面図である。

【図１１】 この発明の回転電機の冷却構造の第４実施
例としての、モータの冷却構造におけるステータを、ス
テータ支持部材にステータ部材を取り付けた状態で示す
断面図である。

【符号の説明】

１ ステータ ２ ステータ部材 2a 中間部材 2b 端部材 2c，4c，5b，6a，12c 貫通穴 2d ヨーク部 2e ティース部 ３，11 第１の鋼板 3a，4a，11a，12a ステータヨーク部 3b，4b，11b，12b ステータティース部 3c，11c スリット 3d，11d 連通穴 2f，3e 先端部 ４，12 第２の鋼板 ５ ステータ支持部材 5a 周方向溝 5c コイル収納スペース ６ バンジョーボルト 6b 半径方向穴 ７ 内ロータ ８ 外ロータ ９ 内ロータシャフト 10 外ロータシャフト Ｃ 中心軸線 Ｓ コイル ｔ ギャップ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H002 AA10 AB01 AB08 AC03 AD05 AD08 AE07 AE08 5H605 AA01 BB01 BB05 CC03 DD03 DD07 DD13 DD17 EA02 5H609 BB00 PP02 PP06 QQ05 QQ09 QQ12 QQ17 QQ18 RR36 RR37 RR42

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転電機の外ロータと内ロータとの二つ
   のロータ及び、それらのロータ間に位置して周方向に複
   数分割されたステータ部材と、該ステータ部材を支持す
   るステータ支持部材とからなる一つのステータを同一軸
   線上に備える多重ロータ構造の回転電機の冷却構造にお
   いて、 前記ステータ部材は、 スリットを有する第１の鋼部材と、 該第１の鋼部材と同一輪郭形状を有すると共に、前記第
   １の鋼部材のスリットの一方の端部近傍に連なる貫通穴
   を有する第２の鋼部材と、 該第１の鋼部材と同一輪郭形状を有すると共に、前記第
   １の鋼部材のスリットの他方の端部近傍に連なる貫通穴
   を有する第３の鋼部材と、を具え、 前記ステータ部材の軸線方向端部に、前記第２、及び第
   ３の鋼部材をそれぞれ配置すると共に、その第２、第３
   の鋼部材の間に、第１の鋼部材を軸線方向に重ねて配置
   して形成し、 前記第２の鋼部材、或いは前記第３の鋼部材の貫通穴の
   うち、一方の貫通穴より、冷却媒体が供給され、前記ス
   リットを介して他方の貫通穴から排出されることを特徴
   とする回転電機の冷却構造。
2. 【請求項２】 回転電機の外ロータと内ロータとの二つ
   のロータ及び、それらのロータ間に位置して周方向に複
   数分割されたステータ部材と、該ステータ部材を支持す
   るステータ支持部材とからなる一つのステータを同一軸
   線上に備える多重ロータ構造の回転電機の冷却構造にお
   いて、 前記ステータ部材は、 スリットを有する第１の鋼部材と、 該第１の鋼部材と同一輪郭形状を有するとともに、その
   第１の鋼部材の前記スリットの端部近傍に連なる複数の
   貫通穴を有する第２の鋼部材との少なくとも二種類の鋼
   部材を具え、 前記ステータ部材の、前記ステータの軸線方向端部のそ
   れぞれに前記第２の鋼部材を配置するとともにそれら第
   ２の鋼部材の間に前記第１の鋼部材を前記軸線方向に重
   ねて配置して形成し、 冷却媒体が、前記ステータの軸線方向端部のそれぞれに
   配置された前記第２の鋼部材の貫通穴のうち、一方の鋼
   部材の貫通穴より供給され、前記スリットを介して他方
   の鋼部材の貫通穴から排出されることを特徴とする回転
   電機の冷却構造。
3. 【請求項３】 回転電機の外ロータと内ロータとの二つ
   のロータ及び、それらのロータ間に位置して周方向に複
   数分割されたステータ部材と、該ステータ部材を支持す
   るステータ支持部材とからなる一つのステータを同一軸
   線上に備える多重ロータ構造の回転電機の冷却構造にお
   いて、 前記ステータ部材は、 二本のスリットを有する第１の鋼部材と、 該第１の鋼部材と同一輪郭形状を有すると共に、前記第
   １の鋼部材の二本のスリットの一方の端部近傍に連なる
   ２つの貫通穴を有する第２の鋼部材と、を具え、 前記ステータ部材の軸線方向端部に、前記第２の鋼部材
   を配置すると共に、その第２の鋼部材の間に、第１の鋼
   部材を軸線方向に重ねて配置して形成し、 前記第２の鋼部材の一方の貫通穴より、冷却媒体が供給
   され、前記スリットを介して他方の貫通穴から排出され
   ることを特徴とする回転電機の冷却構造。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２において、ステー
   タ部材の両端部に設けられている貫通穴を、それぞれ連
   通する周方向溝を設けたことを特徴とする回転電機の冷
   却構造。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項３までのいずれかに
   おいて、隣り合うステータ部材の両端部に設けられてい
   る貫通穴をそれぞれ連通する周方向溝を設けたことを特
   徴とする回転電機の冷却構造。
6. 【請求項６】 請求項２において、前記第２の鋼部材の
   前記貫通穴が、両側端部にあることを特徴とする回転電
   機の冷却構造。
7. 【請求項７】 請求項２又は請求項６において、前記第
   １の鋼部材のスリットは、前記ステータ部材のティース
   先端部からヨーク部まで延在していることを特徴とする
   回転電機の冷却構造。
8. 【請求項８】 請求項２、請求項６及び請求項７のうち
   の何れか一項において、前記第２の鋼部材の前記貫通穴
   には、中間部及び端部に開口を持つ締結部材が通り、そ
   の締結部材は前記ステータの軸線方向両端に隣接して配
   置されたステータ支持部材と締結されることを特徴とす
   る回転電機の冷却構造。