JP2003230253A - 回転電機 - Google Patents
回転電機Info
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- JP2003230253A JP2003230253A JP2002021119A JP2002021119A JP2003230253A JP 2003230253 A JP2003230253 A JP 2003230253A JP 2002021119 A JP2002021119 A JP 2002021119A JP 2002021119 A JP2002021119 A JP 2002021119A JP 2003230253 A JP2003230253 A JP 2003230253A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ステータの内部を直接冷却してロータの温度
上昇も抑えることができ、しかも分解組立などが容易に
できる回転電機を提供すること。 【解決手段】 回転電機10のステータ12のスロット
12c内に冷却用管体21を配置するとともに、この冷
却用管体21を少なくとも前記ステータ12の軸方向一
端側から着脱可能に構成する。これにより、スロット1
2c内に配置した冷却用管体21によってステータ12
内部を直接冷却して温度上昇を抑え、これによってロー
タ11が加熱されることを防止するようにし、冷却用管
体21を少なくともステータ12の軸方向一端側から着
脱できるようにして組立や分解を容易にできるようにし
ている。
上昇も抑えることができ、しかも分解組立などが容易に
できる回転電機を提供すること。 【解決手段】 回転電機10のステータ12のスロット
12c内に冷却用管体21を配置するとともに、この冷
却用管体21を少なくとも前記ステータ12の軸方向一
端側から着脱可能に構成する。これにより、スロット1
2c内に配置した冷却用管体21によってステータ12
内部を直接冷却して温度上昇を抑え、これによってロー
タ11が加熱されることを防止するようにし、冷却用管
体21を少なくともステータ12の軸方向一端側から着
脱できるようにして組立や分解を容易にできるようにし
ている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、回転電機に関
し、特に高速回転する電動機や発電機でコアの鉄損やコ
イルの銅損等による発熱によって温度が上昇するステー
タを直接冷却するようにし、ロータの温度上昇も抑える
ことができるようにするものである。
し、特に高速回転する電動機や発電機でコアの鉄損やコ
イルの銅損等による発熱によって温度が上昇するステー
タを直接冷却するようにし、ロータの温度上昇も抑える
ことができるようにするものである。
【0002】
【従来の技術】ターボ圧縮機を直接駆動する電動機や小
型のガスタービンで駆動される発電機などの回転電機の
中には、高速回転で運転されるものがあり、例えばロー
タの両端部に遠心式圧縮機のインペラを取り付けた1軸
2段のターボ圧縮機では、10万rpm以上の回転数で
運転されるものもある。
型のガスタービンで駆動される発電機などの回転電機の
中には、高速回転で運転されるものがあり、例えばロー
タの両端部に遠心式圧縮機のインペラを取り付けた1軸
2段のターボ圧縮機では、10万rpm以上の回転数で
運転されるものもある。
【0003】このような高速回転される電動機や発電機
では、高周波交流電源が用いられることから、高周波に
よるコアの鉄損やコイルの銅損等によってステータ内部
が発熱し加熱される。
では、高周波交流電源が用いられることから、高周波に
よるコアの鉄損やコイルの銅損等によってステータ内部
が発熱し加熱される。
【0004】このためステータを冷却することが提案さ
れ、ステータの外部を冷却するようにしたものや、さら
に冷却効率を高めるため、例えば特開2001−238
387号公報に開示された回転電機では、ステータのス
ロット内に良熱伝導性金属からなる冷媒通路を配設する
ようにし、冷媒を供給することで冷却するようにしてい
る。
れ、ステータの外部を冷却するようにしたものや、さら
に冷却効率を高めるため、例えば特開2001−238
387号公報に開示された回転電機では、ステータのス
ロット内に良熱伝導性金属からなる冷媒通路を配設する
ようにし、冷媒を供給することで冷却するようにしてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ステータを
外部から冷却しても、内部の温度上昇を十分抑えること
ができず、ステータの中心部で回転するロータが高温に
晒されるという問題がある。
外部から冷却しても、内部の温度上昇を十分抑えること
ができず、ステータの中心部で回転するロータが高温に
晒されるという問題がある。
【0006】特に、ステータをティースとヨークとの分
割構造とした場合には、連結部分が生じるため一体構造
の場合に比べ、ティース部分での発熱を効率良く外部の
ヨークに伝達して冷却することができないという問題が
ある。
割構造とした場合には、連結部分が生じるため一体構造
の場合に比べ、ティース部分での発熱を効率良く外部の
ヨークに伝達して冷却することができないという問題が
ある。
【0007】さらに、上記特開2001−238387
号公報に開示された回転電機のように、ステータのスロ
ット内に良熱伝導性金属からなる冷媒通路を配設し、冷
媒を供給することで冷却する場合には、冷媒通路を配設
するためその分だけ回転電機の構造が複雑になり、組立
や分解が難しくなるとともに、万一冷媒通路が損傷した
場合には簡単に取り出して修理することができず、回転
電機全体を分解し、再組立しなければならないという問
題がある。
号公報に開示された回転電機のように、ステータのスロ
ット内に良熱伝導性金属からなる冷媒通路を配設し、冷
媒を供給することで冷却する場合には、冷媒通路を配設
するためその分だけ回転電機の構造が複雑になり、組立
や分解が難しくなるとともに、万一冷媒通路が損傷した
場合には簡単に取り出して修理することができず、回転
電機全体を分解し、再組立しなければならないという問
題がある。
【0008】この発明は、上記従来技術の有する課題に
鑑みてなされたもので、ステータの内部を直接冷却でき
るようにしてロータの温度上昇も抑えることができ、し
かも分解組立などが容易にできる回転電機を提供しよう
とするものである。
鑑みてなされたもので、ステータの内部を直接冷却でき
るようにしてロータの温度上昇も抑えることができ、し
かも分解組立などが容易にできる回転電機を提供しよう
とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
この発明の請求項1記載の回転電機は、回転するロータ
と、このロータの周囲に設けられるステータとからなる
回転電機であって、前記ステータのスロット内に冷却用
管体を配置するとともに、この冷却用管体を少なくとも
前記ステータの軸方向一端側から着脱可能に構成したこ
とを特徴とするものである。
この発明の請求項1記載の回転電機は、回転するロータ
と、このロータの周囲に設けられるステータとからなる
回転電機であって、前記ステータのスロット内に冷却用
管体を配置するとともに、この冷却用管体を少なくとも
前記ステータの軸方向一端側から着脱可能に構成したこ
とを特徴とするものである。
【0010】この回転電機によれば、回転電機のステー
タのスロット内に冷却用管体を配置するとともに、この
冷却用管体を少なくとも前記ステータの軸方向一端側か
ら着脱可能に構成しており、スロット内に配置した冷却
用管体によってステータ内部を直接冷却して温度上昇を
抑え、これによってロータが加熱されることを防止する
ようにし、冷却用管体を少なくともステータの軸方向一
端側から着脱できるようにして組立や分解を容易にでき
るようにしている。
タのスロット内に冷却用管体を配置するとともに、この
冷却用管体を少なくとも前記ステータの軸方向一端側か
ら着脱可能に構成しており、スロット内に配置した冷却
用管体によってステータ内部を直接冷却して温度上昇を
抑え、これによってロータが加熱されることを防止する
ようにし、冷却用管体を少なくともステータの軸方向一
端側から着脱できるようにして組立や分解を容易にでき
るようにしている。
【0011】また、この発明の請求項2記載の回転電機
は、請求項1記載の構成に加え、前記ステータを、ティ
ースとヨークとの分割構造とする一方、前記冷却用管体
を前記ティース側に密着させて配置したことを特徴とす
るものである。
は、請求項1記載の構成に加え、前記ステータを、ティ
ースとヨークとの分割構造とする一方、前記冷却用管体
を前記ティース側に密着させて配置したことを特徴とす
るものである。
【0012】この回転電機によれば、前記ステータを、
ティースとヨークとの分割構造とする一方、前記冷却用
管体を前記ティース側に密着させて配置するようにして
おり、ステータがティースとヨークとの分割構造であっ
てもティース側に密着させた冷却用管体で効率良く冷却
でき、これによってロータが加熱されることを防止する
ようにし、しかも冷却用管体が少なくともステータの軸
方向一端側から着脱でき、組立や分解も容易にできるよ
うになる。
ティースとヨークとの分割構造とする一方、前記冷却用
管体を前記ティース側に密着させて配置するようにして
おり、ステータがティースとヨークとの分割構造であっ
てもティース側に密着させた冷却用管体で効率良く冷却
でき、これによってロータが加熱されることを防止する
ようにし、しかも冷却用管体が少なくともステータの軸
方向一端側から着脱でき、組立や分解も容易にできるよ
うになる。
【0013】さらに、この発明の請求項3記載の回転電
機は、請求項1または2記載の構成に加え、前記冷却用
管体をヒートパイプで構成したことを特徴とするもので
ある。
機は、請求項1または2記載の構成に加え、前記冷却用
管体をヒートパイプで構成したことを特徴とするもので
ある。
【0014】この回転電機によれば、前記冷却用管体を
ヒートパイプで構成するようにしており、冷却水等の冷
媒を供給排出する必要もなく、構造が簡単となるととも
に、効率良く冷却することができるようになる。
ヒートパイプで構成するようにしており、冷却水等の冷
媒を供給排出する必要もなく、構造が簡単となるととも
に、効率良く冷却することができるようになる。
【0015】また、この発明の請求項4記載の回転電機
は、請求項3記載の構成に加え、前記ヒートパイプのぞ
れぞれを2本の直管状に構成し、前記ステータの軸方向
中央部にそれぞれの吸熱部を配置するとともに、軸方向
両端部にそれぞれの放熱部を配置して構成したことを特
徴とするものである。
は、請求項3記載の構成に加え、前記ヒートパイプのぞ
れぞれを2本の直管状に構成し、前記ステータの軸方向
中央部にそれぞれの吸熱部を配置するとともに、軸方向
両端部にそれぞれの放熱部を配置して構成したことを特
徴とするものである。
【0016】この回転電機によれば、前記ヒートパイプ
のぞれぞれを2本の直管状に構成し、前記ステータの軸
方向中央部にそれぞれの吸熱部を配置するとともに、軸
方向両端部にそれぞれの放熱部を配置するようにしてお
り、軸方向中央部の熱を両端部で放熱するようにし、一
層効率的にステータの内部を直接冷却できるようにして
いる。
のぞれぞれを2本の直管状に構成し、前記ステータの軸
方向中央部にそれぞれの吸熱部を配置するとともに、軸
方向両端部にそれぞれの放熱部を配置するようにしてお
り、軸方向中央部の熱を両端部で放熱するようにし、一
層効率的にステータの内部を直接冷却できるようにして
いる。
【0017】さらに、この発明の請求項5記載の回転電
機は、請求項1または2記載の構成に加え、前記冷却用
管体を、直管状の直管部材と、この直管部材の着脱基端
部を環状に連結する環状管体とで構成したことを特徴と
するものである。
機は、請求項1または2記載の構成に加え、前記冷却用
管体を、直管状の直管部材と、この直管部材の着脱基端
部を環状に連結する環状管体とで構成したことを特徴と
するものである。
【0018】この回転電機によれば、前記冷却用管体
を、直管状の直管部材と、この直管部材の着脱基端部を
環状に連結する環状管体とで構成するようにしており、
冷却水などの冷媒を用いて冷却する場合にも効率良く冷
却でき、しかも着脱基端部だけにヘッダとなる環状管体
を設けることでステータの軸方向一端側から着脱でき、
組立や分解も容易にできるようにしている。
を、直管状の直管部材と、この直管部材の着脱基端部を
環状に連結する環状管体とで構成するようにしており、
冷却水などの冷媒を用いて冷却する場合にも効率良く冷
却でき、しかも着脱基端部だけにヘッダとなる環状管体
を設けることでステータの軸方向一端側から着脱でき、
組立や分解も容易にできるようにしている。
【0019】また、この発明の請求項6記載の回転電機
は、請求項5記載の構成に加え、前記直管部材を2重管
で構成するとともに、この2重管のそれぞれに連結され
る前記環状管体を2つ設けたことを特徴とするものであ
る。
は、請求項5記載の構成に加え、前記直管部材を2重管
で構成するとともに、この2重管のそれぞれに連結され
る前記環状管体を2つ設けたことを特徴とするものであ
る。
【0020】この回転電機によれば、前記直管部材を2
重管で構成するとともに、この2重管のそれぞれに連結
される前記環状管体を2つ設けるようにしており、冷却
水などの冷却媒体の供給排出を軸方向一方側の2つの環
状管体からでき、しかも他の発明と同様に軸方向一端側
から着脱して組立や分解も容易にできるようにしてい
る。
重管で構成するとともに、この2重管のそれぞれに連結
される前記環状管体を2つ設けるようにしており、冷却
水などの冷却媒体の供給排出を軸方向一方側の2つの環
状管体からでき、しかも他の発明と同様に軸方向一端側
から着脱して組立や分解も容易にできるようにしてい
る。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面に基づき詳細に説明する。図1〜図3はこの発
明の回転電機を高速モータに適用した一実施の形態にか
かり、図1は全体の縦断面図、図2は一部分を切り欠い
て示す外観斜視図および全体の概略斜視図、図3は冷却
用管体にかかる全体の外観斜視図、1本を抽出した縦断
面図および高速モータへの組立分解の説明斜視図であ
る。
いて図面に基づき詳細に説明する。図1〜図3はこの発
明の回転電機を高速モータに適用した一実施の形態にか
かり、図1は全体の縦断面図、図2は一部分を切り欠い
て示す外観斜視図および全体の概略斜視図、図3は冷却
用管体にかかる全体の外観斜視図、1本を抽出した縦断
面図および高速モータへの組立分解の説明斜視図であ
る。
【0022】この回転電機としての高速モータ10は、
ロータ11と、このロータ11の周囲に設けられるステ
ータ12を備えており、ロータ11はモータケーシング
13の両端部に設けられたラジアル磁気軸受14および
スラスト磁気軸受15を介して高速回転できるように支
持されている。
ロータ11と、このロータ11の周囲に設けられるステ
ータ12を備えており、ロータ11はモータケーシング
13の両端部に設けられたラジアル磁気軸受14および
スラスト磁気軸受15を介して高速回転できるように支
持されている。
【0023】この高速モータ10のロータ11は高速回
転することから、例えばロータコアにロータ導体をコー
ティングした構造のものが用いられる。
転することから、例えばロータコアにロータ導体をコー
ティングした構造のものが用いられる。
【0024】このようなロータ11の周囲に設けられる
ステータ12は積層鋼板で構成され、円周方向に12等
分されて放射状に配置され、内周側が一体に連結された
ティース12aと、これらティース12aの外側を囲む
環状のヨーク12bとの分割構造とされ、各ティース1
2aの放射方向外側の端部が僅かにヨーク12bに噛み
込むようにしてある。
ステータ12は積層鋼板で構成され、円周方向に12等
分されて放射状に配置され、内周側が一体に連結された
ティース12aと、これらティース12aの外側を囲む
環状のヨーク12bとの分割構造とされ、各ティース1
2aの放射方向外側の端部が僅かにヨーク12bに噛み
込むようにしてある。
【0025】したがって、このステータ12では、放射
方向両側がティース12aで囲まれ、外周側がヨーク1
2bで囲まれた12個のスロット12cが形成され、各
ティース12aにステータコイル16を巻いた状態でヨ
ーク12bと組み立てることでステータコイル16がス
ロット12c内に収納された状態となる。
方向両側がティース12aで囲まれ、外周側がヨーク1
2bで囲まれた12個のスロット12cが形成され、各
ティース12aにステータコイル16を巻いた状態でヨ
ーク12bと組み立てることでステータコイル16がス
ロット12c内に収納された状態となる。
【0026】このようなステータ12を冷却するため、
この高速モータ10では、スロット12cの中心側の空
間を利用して冷却装置20を構成する冷却用管体として
の冷却パイプ21が配置されており、冷却媒体として、
例えば冷却水を供給することで冷却するようにしてあ
る。
この高速モータ10では、スロット12cの中心側の空
間を利用して冷却装置20を構成する冷却用管体として
の冷却パイプ21が配置されており、冷却媒体として、
例えば冷却水を供給することで冷却するようにしてあ
る。
【0027】この冷却装置20の冷却パイプ21はスロ
ット12cの中心側に密着できるように断面形状が略台
形状とされ、しかも2重管で構成されている。
ット12cの中心側に密着できるように断面形状が略台
形状とされ、しかも2重管で構成されている。
【0028】そして、冷却装置20を構成する各冷却パ
イプ21は、ステータ12の軸方向の一端側から着脱で
きるように、着脱基端側に環状管としての環状の供給ヘ
ッダ22と排出ヘッダ23とが重ねて配置され、これら
外側の供給ヘッダ22に冷却パイプ21の内管21aが
連通するよう取付けられ、内側の排出ヘッダ23に冷却
パイプ21の外管21bが連通するように取り付けられ
ている。
イプ21は、ステータ12の軸方向の一端側から着脱で
きるように、着脱基端側に環状管としての環状の供給ヘ
ッダ22と排出ヘッダ23とが重ねて配置され、これら
外側の供給ヘッダ22に冷却パイプ21の内管21aが
連通するよう取付けられ、内側の排出ヘッダ23に冷却
パイプ21の外管21bが連通するように取り付けられ
ている。
【0029】これにより、冷却装置20の2つのヘッダ
22,23と12本の冷却パイプ21を一体として冷却
パイプ21の先端部から装着するようにしたり、ヘッダ
22,23から引き出すようにしてステータ12に着脱
することができる。
22,23と12本の冷却パイプ21を一体として冷却
パイプ21の先端部から装着するようにしたり、ヘッダ
22,23から引き出すようにしてステータ12に着脱
することができる。
【0030】このような冷却パイプ21と2つのヘッダ
22,23は、冷却パイプ21がステータ12のスロッ
ト12cの中心側に密着するように配置され支持される
とともに、ヘッダ22,23部分がモータケーシング1
3に支持され、各ヘッダ22,23に冷却水の供給管2
4と排出管25が接続され、モータケーシング13の外
部から冷却水を供給排出できるようにしてある。
22,23は、冷却パイプ21がステータ12のスロッ
ト12cの中心側に密着するように配置され支持される
とともに、ヘッダ22,23部分がモータケーシング1
3に支持され、各ヘッダ22,23に冷却水の供給管2
4と排出管25が接続され、モータケーシング13の外
部から冷却水を供給排出できるようにしてある。
【0031】また、この高速モータ10では、モータケ
ーシング13の円筒部分に軸方向前後に2つの冷却水流
路26が形成され、冷却水を供給することでモータケー
シング13を介して内部を冷却できるようにしてある。
ーシング13の円筒部分に軸方向前後に2つの冷却水流
路26が形成され、冷却水を供給することでモータケー
シング13を介して内部を冷却できるようにしてある。
【0032】さらに、この高速モータ10では、モータ
ケーシング13の外部からステータ12の中間部に冷却
空気を供給し、ステータ12とロータ11との隙間を介
してロータ11の外表面を冷却するとともに、ステータ
コイル16の端部を冷却した後モータケーシング13の
外部に排出されるようにしてある。
ケーシング13の外部からステータ12の中間部に冷却
空気を供給し、ステータ12とロータ11との隙間を介
してロータ11の外表面を冷却するとともに、ステータ
コイル16の端部を冷却した後モータケーシング13の
外部に排出されるようにしてある。
【0033】このような高速モータ10によれば、ステ
ータ12のスロット12cの中心側に密着させて冷却パ
イプ21を配置し、これに供給ヘッダ22から冷却水を
供給し、排出ヘッダ23から排出するようにしているの
で、ステータ12の内部を直接冷却することができる。
ータ12のスロット12cの中心側に密着させて冷却パ
イプ21を配置し、これに供給ヘッダ22から冷却水を
供給し、排出ヘッダ23から排出するようにしているの
で、ステータ12の内部を直接冷却することができる。
【0034】これにより、ステータ12がティース12
aとヨーク12bの分割構造であってティース12aか
らの熱がヨーク12bに効率良く伝達できない場合で
も、直接ティース12aを冷却することができ、ステー
タ12の内部温度の上昇や温度分布が不均一になること
を抑えることができるとともに、ロータ11の温度上昇
を抑えることができる。
aとヨーク12bの分割構造であってティース12aか
らの熱がヨーク12bに効率良く伝達できない場合で
も、直接ティース12aを冷却することができ、ステー
タ12の内部温度の上昇や温度分布が不均一になること
を抑えることができるとともに、ロータ11の温度上昇
を抑えることができる。
【0035】また、冷却装置20を構成する冷却パイプ
21および2つのヘッダ22,23を組み立てて一体に
したままステータ12に装着したり、取り外すことがで
き、保守点検や万一の損傷に対する修理などを高速モー
タ10全体を分解することなく簡単に行うことができ
る。
21および2つのヘッダ22,23を組み立てて一体に
したままステータ12に装着したり、取り外すことがで
き、保守点検や万一の損傷に対する修理などを高速モー
タ10全体を分解することなく簡単に行うことができ
る。
【0036】次に、この発明の他の一実施の形態につい
て図4および図5により説明するが、既に説明した上記
実施の形態と同一部分については、同一記号を記し重複
する説明は省略する。
て図4および図5により説明するが、既に説明した上記
実施の形態と同一部分については、同一記号を記し重複
する説明は省略する。
【0037】図4および図5はこの発明の回転電機を高
速モータに適用した他の一実施の形態にかかり、図4は
全体の縦断面図、図5は冷却用管体にかかる全体の外観
斜視図、ステータの一部分を切り欠いて示す外観斜視図
および全体の概略斜視図である。
速モータに適用した他の一実施の形態にかかり、図4は
全体の縦断面図、図5は冷却用管体にかかる全体の外観
斜視図、ステータの一部分を切り欠いて示す外観斜視図
および全体の概略斜視図である。
【0038】この高速モータ30では、ロータ11およ
びステータ12、モータケーシング13に取付けられる
ラジアル磁気軸受14およびスラスト磁気軸受15など
のモータ部分の基本構造は既に説明した高速モータ10
と同一であり、冷却装置40の構成が異なるものであ
る。
びステータ12、モータケーシング13に取付けられる
ラジアル磁気軸受14およびスラスト磁気軸受15など
のモータ部分の基本構造は既に説明した高速モータ10
と同一であり、冷却装置40の構成が異なるものであ
る。
【0039】この高速モータ30のステータ12を冷却
するための冷却装置40では、冷却用管体を構成する冷
却パイプ41が断面形状が略台形状の単管状とされて両
端が開口したものが用いられ、スロット12cの中心側
の空間を利用してスロット12cに密着するように配置
される。
するための冷却装置40では、冷却用管体を構成する冷
却パイプ41が断面形状が略台形状の単管状とされて両
端が開口したものが用いられ、スロット12cの中心側
の空間を利用してスロット12cに密着するように配置
される。
【0040】この冷却装置40を構成する各冷却パイプ
41は、ステータ12の軸方向の一端側から着脱できる
ように、着脱基端側に環状管としての環状の供給ヘッダ
42が配置され、この供給ヘッダ42に冷却パイプ41
の着脱基端側が連通するよう取付けられ、着脱先端側の
冷却パイプ41は開放状態としてある。
41は、ステータ12の軸方向の一端側から着脱できる
ように、着脱基端側に環状管としての環状の供給ヘッダ
42が配置され、この供給ヘッダ42に冷却パイプ41
の着脱基端側が連通するよう取付けられ、着脱先端側の
冷却パイプ41は開放状態としてある。
【0041】一方、高速モータ30のモータケーシング
13の各冷却パイプ41の先端部が位置する部分に対応
して半円状の2つの排出ヘッダ43が取付けてあり、排
出ヘッダ43に突き出して設けたOリングなどのシール
材を備えた連結管44に挿入することで連結できるよう
にしてある。
13の各冷却パイプ41の先端部が位置する部分に対応
して半円状の2つの排出ヘッダ43が取付けてあり、排
出ヘッダ43に突き出して設けたOリングなどのシール
材を備えた連結管44に挿入することで連結できるよう
にしてある。
【0042】これにより、冷却装置40の供給ヘッダ4
2と12本の冷却パイプ41を一体として冷却パイプ4
1の先端部から挿入し、排出ヘッダ43の連結管44に
装着するようにしたり、供給ヘッダ42から引き出すよ
うにして排出ヘッダ43の連結管44から取り外すこと
でステータ12に着脱することができる。
2と12本の冷却パイプ41を一体として冷却パイプ4
1の先端部から挿入し、排出ヘッダ43の連結管44に
装着するようにしたり、供給ヘッダ42から引き出すよ
うにして排出ヘッダ43の連結管44から取り外すこと
でステータ12に着脱することができる。
【0043】また、各ヘッダ42,43に冷却水の供給
管45と排出管46が接続され、モータケーシング13
の外部から冷却水を供給排出できるようにしてある。
管45と排出管46が接続され、モータケーシング13
の外部から冷却水を供給排出できるようにしてある。
【0044】なお、この冷却装置40以外の構成は既に
説明した高速モータ10と同一である。
説明した高速モータ10と同一である。
【0045】このような高速モータ10によれば、ステ
ータ12のスロット12cの中心側に密着させて冷却パ
イプ41を配置し、これに供給ヘッダ42から冷却水を
供給し、モータケーシング13に取り付けてある別体の
排出ヘッダ43から冷却後の冷却水を排出するようにし
ているので、ステータ12の内部を冷却水で直接冷却す
ることができる。
ータ12のスロット12cの中心側に密着させて冷却パ
イプ41を配置し、これに供給ヘッダ42から冷却水を
供給し、モータケーシング13に取り付けてある別体の
排出ヘッダ43から冷却後の冷却水を排出するようにし
ているので、ステータ12の内部を冷却水で直接冷却す
ることができる。
【0046】これにより、ステータ12がティース12
aとヨーク12bの分割構造であってティース12aか
らの熱がヨーク12bに効率良く伝達できない場合で
も、直接ティース12aを冷却することができ、ステー
タ12の内部温度の上昇や温度分布が不均一になること
を抑えることができるとともに、ロータ11の温度上昇
を抑えることができる。
aとヨーク12bの分割構造であってティース12aか
らの熱がヨーク12bに効率良く伝達できない場合で
も、直接ティース12aを冷却することができ、ステー
タ12の内部温度の上昇や温度分布が不均一になること
を抑えることができるとともに、ロータ11の温度上昇
を抑えることができる。
【0047】また、冷却装置40を構成する冷却パイプ
41および供給ヘッダ42を組み立てて一体にしたまま
ステータ12に装着したり、取り外すことができ、保守
点検や万一の損傷に対する修理などを高速モータ30全
体を分解することなく簡単に行うことができる。
41および供給ヘッダ42を組み立てて一体にしたまま
ステータ12に装着したり、取り外すことができ、保守
点検や万一の損傷に対する修理などを高速モータ30全
体を分解することなく簡単に行うことができる。
【0048】次に、この発明のさらに他の一実施の形態
について図6および図7により説明するが、既に説明し
た上記2つの実施の形態と同一部分については、同一記
号を記し重複する説明は省略する。
について図6および図7により説明するが、既に説明し
た上記2つの実施の形態と同一部分については、同一記
号を記し重複する説明は省略する。
【0049】図6および図7はこの発明の回転電機を高
速モータに適用したさらに他の一実施の形態にかかり、
図6は全体の縦断面図、図7は冷却用管体にかかるステ
ータの一部分を切り欠いて示す外観斜視図および全体の
概略斜視図である。
速モータに適用したさらに他の一実施の形態にかかり、
図6は全体の縦断面図、図7は冷却用管体にかかるステ
ータの一部分を切り欠いて示す外観斜視図および全体の
概略斜視図である。
【0050】この高速モータ50では、ロータ11およ
びステータ12、モータケーシング13に取付けられる
ラジアル磁気軸受14およびスラスト磁気軸受15など
のモータ部分の基本構造は既に説明した高速モータ1
0,30と同一であり、冷却装置60の構成が異なるも
のである。
びステータ12、モータケーシング13に取付けられる
ラジアル磁気軸受14およびスラスト磁気軸受15など
のモータ部分の基本構造は既に説明した高速モータ1
0,30と同一であり、冷却装置60の構成が異なるも
のである。
【0051】この高速モータ50のステータ12を冷却
するための冷却装置60では、冷却用管体としてヒート
パイプ61が用いられ、ステータ12の各スロット12
cの軸方向に2本のヒートパイプ61が配置され、各ヒ
ートパイプ61の吸熱部61aがステータ12の中央部
に位置しスロット12cの壁面の中心側に密着するよう
に配置され、放熱部61bが軸方向両端部に位置するよ
うに配置してある。
するための冷却装置60では、冷却用管体としてヒート
パイプ61が用いられ、ステータ12の各スロット12
cの軸方向に2本のヒートパイプ61が配置され、各ヒ
ートパイプ61の吸熱部61aがステータ12の中央部
に位置しスロット12cの壁面の中心側に密着するよう
に配置され、放熱部61bが軸方向両端部に位置するよ
うに配置してある。
【0052】そして、高速モータ50への取り付けは、
モータケーシング13側にヒートパイプ61の外側の端
部(放熱側の端部)を支持することで固定される。
モータケーシング13側にヒートパイプ61の外側の端
部(放熱側の端部)を支持することで固定される。
【0053】このようなヒートパイプ61で構成した冷
却装置60では、ヒートパイプ61を1本ずつ出し入れ
することで簡単にステータ12のスロット12cに着脱
することができる。
却装置60では、ヒートパイプ61を1本ずつ出し入れ
することで簡単にステータ12のスロット12cに着脱
することができる。
【0054】なお、この冷却装置60以外の構成は既に
説明した高速モータ10,30と同一である。
説明した高速モータ10,30と同一である。
【0055】このような高速モータ50によれば、ステ
ータ12のスロット12cの中心側に密着させてヒート
パイプ61を配置しているので、ステータ12の内部を
直接効率良く冷却することができ、テータ12がティー
ス12aとヨーク12bの分割構造であってティース1
2aからの熱がヨーク12bに効率良く伝達できない場
合でも、直接ティース12aを冷却してステータ12の
内部温度の上昇や温度分布が不均一になることを抑える
ことができるとともに、ロータ11の温度上昇を抑える
ことができる。
ータ12のスロット12cの中心側に密着させてヒート
パイプ61を配置しているので、ステータ12の内部を
直接効率良く冷却することができ、テータ12がティー
ス12aとヨーク12bの分割構造であってティース1
2aからの熱がヨーク12bに効率良く伝達できない場
合でも、直接ティース12aを冷却してステータ12の
内部温度の上昇や温度分布が不均一になることを抑える
ことができるとともに、ロータ11の温度上昇を抑える
ことができる。
【0056】また、この高速モータ50では、冷却用管
体をヒートパイプ61で構成したので、冷却水などの冷
却媒体の供給排出のための構造が必要なく、一層冷却装
置60および高速モータ50の構造を簡素化することが
でき、コンパクト化を図ることができる。
体をヒートパイプ61で構成したので、冷却水などの冷
却媒体の供給排出のための構造が必要なく、一層冷却装
置60および高速モータ50の構造を簡素化することが
でき、コンパクト化を図ることができる。
【0057】なお、上記実施の形態では、回転電機とし
て高速モータを例に説明したが、発電機として構成して
も良い。
て高速モータを例に説明したが、発電機として構成して
も良い。
【0058】さらに、上記実施の形態では、冷却用管体
としてヒートパイプを用いる場合に軸方向に2本ずつ配
置するようにしたが、1本のヒートパイプを用いる場合
であっても良い。
としてヒートパイプを用いる場合に軸方向に2本ずつ配
置するようにしたが、1本のヒートパイプを用いる場合
であっても良い。
【0059】また、上記実施の形態では、冷却用管体と
して冷却パイプを用いる場合に冷却媒体として冷却水を
用いる例で説明したが、他の冷却媒体を用いて冷却する
ようにしても良い。
して冷却パイプを用いる場合に冷却媒体として冷却水を
用いる例で説明したが、他の冷却媒体を用いて冷却する
ようにしても良い。
【0060】さらに、上記実施の形態では、ステータを
ティースとヨークで分割する構造とした例で説明した
が、ステータが一体構造であっても良く、さらにヨーク
とティースが一体のステータを周方向に分割するなど他
の分割構造としたものであっても良い。
ティースとヨークで分割する構造とした例で説明した
が、ステータが一体構造であっても良く、さらにヨーク
とティースが一体のステータを周方向に分割するなど他
の分割構造としたものであっても良い。
【0061】
【発明の効果】以上、実施の形態とともに具体的に説明
したようにこの発明の請求項1記載の回転電機によれ
ば、回転電機のステータのスロット内に冷却用管体を配
置するとともに、この冷却用管体を少なくとも前記ステ
ータの軸方向一端側から着脱可能に構成したので、スロ
ット内に配置した冷却用管体によってステータ内部を直
接冷却して温度上昇を抑え、これによってロータが加熱
されることを防止することができるとともに、冷却用管
体を少なくともステータの軸方向一端側から着脱するこ
とで、組立や分解を容易に行うことができる。
したようにこの発明の請求項1記載の回転電機によれ
ば、回転電機のステータのスロット内に冷却用管体を配
置するとともに、この冷却用管体を少なくとも前記ステ
ータの軸方向一端側から着脱可能に構成したので、スロ
ット内に配置した冷却用管体によってステータ内部を直
接冷却して温度上昇を抑え、これによってロータが加熱
されることを防止することができるとともに、冷却用管
体を少なくともステータの軸方向一端側から着脱するこ
とで、組立や分解を容易に行うことができる。
【0062】また、この発明の請求項2記載の回転電機
によれば、前記ステータを、ティースとヨークとの分割
構造とする一方、前記冷却用管体を前記ティース側に密
着させて配置するようにしたので、ステータがティース
とヨークとの分割構造であってもティース側に密着させ
た冷却用管体で効率良く冷却でき、これによってロータ
が加熱されることを防止することができ、しかも冷却用
管体が少なくともステータの軸方向一端側から着脱で
き、組立や分解も容易に行うことができる。
によれば、前記ステータを、ティースとヨークとの分割
構造とする一方、前記冷却用管体を前記ティース側に密
着させて配置するようにしたので、ステータがティース
とヨークとの分割構造であってもティース側に密着させ
た冷却用管体で効率良く冷却でき、これによってロータ
が加熱されることを防止することができ、しかも冷却用
管体が少なくともステータの軸方向一端側から着脱で
き、組立や分解も容易に行うことができる。
【0063】さらに、この発明の請求項3記載の回転電
機によれば、前記冷却用管体をヒートパイプで構成した
ので、冷却水等の冷媒を供給排出する必要もなく、構造
が簡単となるとともに、効率良く冷却することができ
る。
機によれば、前記冷却用管体をヒートパイプで構成した
ので、冷却水等の冷媒を供給排出する必要もなく、構造
が簡単となるとともに、効率良く冷却することができ
る。
【0064】また、この発明の請求項4記載の回転電機
によれば、前記ヒートパイプのぞれぞれを2本の直管状
に構成し、前記ステータの軸方向中央部にそれぞれの吸
熱部を配置するとともに、軸方向両端部にそれぞれの放
熱部を配置したので、軸方向中央部の熱を両端部で放熱
することができ、一層効率的にステータの内部を直接冷
却することができる。
によれば、前記ヒートパイプのぞれぞれを2本の直管状
に構成し、前記ステータの軸方向中央部にそれぞれの吸
熱部を配置するとともに、軸方向両端部にそれぞれの放
熱部を配置したので、軸方向中央部の熱を両端部で放熱
することができ、一層効率的にステータの内部を直接冷
却することができる。
【0065】さらに、この発明の請求項5記載の回転電
機によれば、前記冷却用管体を、直管状の直管部材と、
この直管部材の着脱基端部を環状に連結する環状管体と
で構成したので、冷却水などの冷媒を用いて冷却する場
合にも効率良く冷却でき、しかも着脱基端部だけにヘッ
ダとなる環状管体を設けることでステータの軸方向一端
側から着脱でき、組立や分解も容易に行うことができ
る。
機によれば、前記冷却用管体を、直管状の直管部材と、
この直管部材の着脱基端部を環状に連結する環状管体と
で構成したので、冷却水などの冷媒を用いて冷却する場
合にも効率良く冷却でき、しかも着脱基端部だけにヘッ
ダとなる環状管体を設けることでステータの軸方向一端
側から着脱でき、組立や分解も容易に行うことができ
る。
【0066】また、この発明の請求項6記載の回転電機
によれば、前記直管部材を2重管で構成するとともに、
この2重管のそれぞれに連結される前記環状管体を2つ
設けるようにしたので、冷却水などの冷却媒体の供給排
出を軸方向一方側の2つの環状管体で行うことが出来、
しかも他の発明と同様に軸方向一端側から着脱して組立
や分解も容易に行うことができる。
によれば、前記直管部材を2重管で構成するとともに、
この2重管のそれぞれに連結される前記環状管体を2つ
設けるようにしたので、冷却水などの冷却媒体の供給排
出を軸方向一方側の2つの環状管体で行うことが出来、
しかも他の発明と同様に軸方向一端側から着脱して組立
や分解も容易に行うことができる。
【図1】この発明の回転電機を高速モータに適用した一
実施の形態にかかる全体の縦断面図である。
実施の形態にかかる全体の縦断面図である。
【図2】この発明の回転電機を高速モータに適用した一
実施の形態にかかる一部分を切り欠いて示す外観斜視図
および全体の概略斜視図である。
実施の形態にかかる一部分を切り欠いて示す外観斜視図
および全体の概略斜視図である。
【図3】この発明の回転電機を高速モータに適用した一
実施の形態にかかり、冷却用管体部分の全体の外観斜視
図、1本を抽出した縦断面図および高速モータへの組立
分解の説明斜視図である。
実施の形態にかかり、冷却用管体部分の全体の外観斜視
図、1本を抽出した縦断面図および高速モータへの組立
分解の説明斜視図である。
【図4】この発明の回転電機を高速モータに適用した他
の一実施の形態にかかる全体の縦断面図である。
の一実施の形態にかかる全体の縦断面図である。
【図5】この発明の回転電機を高速モータに適用した他
の一実施の形態にかかり、冷却用管体部分の全体の外観
斜視図、ステータの一部分を切り欠いて示す外観斜視図
および全体の概略斜視図である。
の一実施の形態にかかり、冷却用管体部分の全体の外観
斜視図、ステータの一部分を切り欠いて示す外観斜視図
および全体の概略斜視図である。
【図6】この発明の回転電機を高速モータに適用したさ
らに他の一実施の形態にかかる全体の縦断面図である。
らに他の一実施の形態にかかる全体の縦断面図である。
【図7】この発明の回転電機を高速モータに適用したさ
らに他の一実施の形態にかかり、ステータの一部分を切
り欠いて示す外観斜視図および全体の概略斜視図であ
る。
らに他の一実施の形態にかかり、ステータの一部分を切
り欠いて示す外観斜視図および全体の概略斜視図であ
る。
【符号の説明】
10 高速モータ(回転電機)
11 ロータ
12 ステータ
12a ティース
12b ヨーク
12c スロット
13 モータケーシング
14 ラジアル磁気軸受
15 スラスト磁気軸受
16 ステータコイル
20 冷却装置
21 冷却パイプ(冷却用管体)
21a 内管
21b 外管
22 供給ヘッダ(環状管体)
23 排出ヘッダ(環状管体)
24 供給管
25 排出管
26 冷却水流路
30 高速モータ(回転電機)
40 冷却装置
41 冷却パイプ(冷却用管体)
42 供給ヘッダ(環状管体)
43 排出ヘッダ(環状管体)
44 連結管
45 供給管
46 排出管
50 高速モータ(回転電機)
60 冷却装置
61 ヒートパイプ(冷却用管体)
61a 吸熱部
61b 放熱部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 高橋 俊雄
東京都江東区豊洲二丁目1番1号 石川島
播磨重工業株式会社東京第一工場内
(72)発明者 桑田 厳
東京都江東区豊洲二丁目1番1号 石川島
播磨重工業株式会社東京第一工場内
(72)発明者 杉谷 宗寧
東京都江東区豊洲二丁目1番1号 石川島
播磨重工業株式会社東京第一工場内
Fターム(参考) 5H002 AA10 AB04 AC06 AD02 AD06
AD08 AE00 AE06 AE08
5H609 BB06 BB14 PP02 PP06 PP08
PP09 QQ05 QQ08 QQ10 QQ12
QQ14 QQ16 QQ18 RR34 RR37
RR59
Claims (6)
- 【請求項1】回転するロータと、このロータの周囲に設
けられるステータとからなる回転電機であって、前記ス
テータのスロット内に冷却用管体を配置するとともに、
この冷却用管体を少なくとも前記ステータの軸方向一端
側から着脱可能に構成したことを特徴とする回転電機。 - 【請求項2】前記ステータを、ティースとヨークとの分
割構造とする一方、前記冷却用管体を前記ティース側に
密着させて配置したことを特徴とする請求項1記載の回
転電機。 - 【請求項3】前記冷却用管体をヒートパイプで構成した
ことを特徴とする請求項1または2記載の回転電機。 - 【請求項4】前記ヒートパイプのそれぞれを2本の直管
状に構成し、前記ステータの軸方向中央部にそれぞれの
吸熱部を配置するとともに、軸方向両端部にそれぞれの
放熱部を配置して構成したことを特徴とする請求項3記
載の回転電機。 - 【請求項5】前記冷却用管体を、直管状の直管部材と、
この直管部材の着脱基端部を環状に連結する環状管体と
で構成したことを特徴とする請求項1または2記載の回
転電機。 - 【請求項6】前記直管部材を2重管で構成するととも
に、この2重管のそれぞれに連結される前記環状管体を
2つ設けたことを特徴とする請求項5記載の回転電機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002021119A JP2003230253A (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002021119A JP2003230253A (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 回転電機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003230253A true JP2003230253A (ja) | 2003-08-15 |
Family
ID=27744445
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002021119A Pending JP2003230253A (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 回転電機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003230253A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2011182573A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Toyota Motor Corp | ステータ |
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CN102751803A (zh) * | 2012-07-09 | 2012-10-24 | 南京磁谷科技有限公司 | 用导热管冷却方式冷却的电机 |
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CN110707839A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-01-17 | 陈路阳 | 一种定子铁芯 |
JP2020014283A (ja) * | 2018-07-13 | 2020-01-23 | 本田技研工業株式会社 | 回転電機のステータ構造及びこれを備えた車両 |
-
2002
- 2002-01-30 JP JP2002021119A patent/JP2003230253A/ja active Pending
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JP2008515366A (ja) * | 2004-09-27 | 2008-05-08 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 電気機械の冷却装置 |
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CN109571134B (zh) * | 2019-01-04 | 2020-07-28 | 西安交通大学 | 基于导热通道的精密机床主轴冷却系统及集中散热方法 |
CN110707839A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-01-17 | 陈路阳 | 一种定子铁芯 |
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