JP2014140276A - 液冷式回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却液の環状流路の入口部、出口部での圧力損失の低減を抑制することができ、かつ冷却液に混入したガスは、環状流路内に停滞することが抑制され、それだけ冷却効率が向上する液冷式回転電機を提供する。
【解決手段】この発明に係る水冷式電動機は、冷却水が流れる環状流路４内を軸線方向に延び環状流路４を仕切る仕切部６の一端部に形成された送入開口部７に給液管９の先端部が接続され、また仕切部６の他端部に形成された送出開口部８に排液管１０の先端部が接続され、給液管９及び排液管１０は、それぞれの基端部が環状流路４の接線方向に延出している。また、給液管９及び排液管１０の基端部は、互いに仕切部６を境にして反対方向に延出している。
【選択図】図２

Description

この発明は、内筒と外筒との間の環状流路に流れる冷却液により回転電機本体が冷却される液冷式回転電機に関する。

従来、内筒と外筒との間に冷却水が流れる環状流路を形成し、冷却水が給水部から環状流路に流入し、排水部から流出して電動機本体を冷却する水冷式電動機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この水冷式電動機の給水部及び排水部は、ともに先端部が環状流路の法線方向に臨み基端部が環状流路の軸線方向に延びた、Ｌ字形状であり、この給水部から流入した冷却水は、環状流路で右回りと左回りとに分岐され、分岐された冷却水は、集合して排水部から外部に排出される。

特開平６−９９７４５号公報（図２）

上記構成の水冷式電動機は、断面積が環状流路よりも小さく最も流速の早い給水部及び排水部は、Ｌ字形状であり、圧力損失が大きいという問題点があった。
また、ガスが混入した冷却水の場合、環状流路内で互いに反対方向に流れる冷却水が混在し、冷却水中のガスが環状流路に停滞し易く、それだけ冷却効率が低下するという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであって、冷却液の環状流路の入口部、出口部での圧力損失の低減を抑制することができ、かつ冷却液に混入したガスは、環状流路内に停滞することが抑制され、それだけ冷却効率が向上する液冷式回転電機を得ることを目的とするものである。

この発明に係る液冷式回転電機は、回転電機本体と、
この回転電機本体を囲った内筒と、この内筒の外側を囲った外筒と、
前記内筒及び前記外筒を両側から塞ぎ、内筒及び外筒とともに環状流路を形成する板状の閉塞板と、
冷却液が流れる前記環状流路内を軸線方向に延び環状流路を仕切る仕切部と、
この仕切部の一端部に形成された送入開口部に先端部が接続されているとともに前記冷却液を前記環状流路に供給する給液管と、
前記仕切部の他端部に形成された送出開口部に先端部が接続されているとともに前記冷却液を前記環状流路の外部に排出する排液管と、
を備え、
前記給液管及び前記排液管は、それぞれの基端部が環状流路の接線方向であって互いに前記仕切部を境にして反対方向に延出している。

この発明に係る液冷式回転電機では、環状流路内を軸線方向に延び環状流路を仕切る仕切部の一端部に形成された送入開口部に給液管の先端部が接続され、また前記仕切部の他端部に形成された送出開口部に排液管の先端部が接続され、前記給液管及び前記排液管は、それぞれの基端部が環状流路の接線方向に延出している。
従って、冷却液は、前記給液管を通じて前記環状流路内に円滑に流入し、また前記排液管を通じて前記環状流路から外部に円滑に排出され、冷却液の環状流路の入口部、出口部での圧力損失の低減を抑制することができる。
また、前記給液管及び前記排液管の基端部は、互いに前記仕切部を境にして反対方向に延出し、冷却液は、送入開口部から環状流路内に流入し、一方向に流れて送出開口部から外部に排出されるので、冷却液に混入したガスは、環状流路内に停滞することが抑制され、それだけ冷却効率が向上する。

この発明の実施の形態１の水冷式電動機を示す側面図である。 図１のＩＩ-ＩＩ線に沿った矢視断面図である。 図１の水冷式電動機の変形例を示す側面図である。 図３のＩＶ-ＩＶ線に沿った矢視断面図である。 図１の水冷式電動機の他の変形例を示す側面図である。 図１の水冷式電動機のさらに他の変形例を示す側面図である。 図６のＶＩＩ-ＶＩＩ線に沿った矢視断面図である。 図１の水冷式電動機のさらに他の変形例を示す側断面図である。 図１の水冷式電動機のさらに他の変形例を示す側断面図である。 図９のＸ-Ｘ線に沿った矢視断面図である。 この発明の実施の形態２の水冷式電動機の要部を示す断面図である。 （ａ）-（ｅ）は図１１のシール材押し付け構造体の各変形例を示す図である。 図１１の水冷式電動機の変形例を示す要部断面図である。 図１１の水冷式電動機の他の変形例を示す要部断面図である。 この発明の実施の形態３の冷却式電動機の環状流路内の冷却水の流れ方向に対して垂直方向に切断したときの部分断面図である。 図１５の環状流路を冷却水の流れ方向に沿って切断したときの部分断面図である。 図１５の水冷式電動機の変形例を示す、環状流路を冷却水の流れ方向に対して垂直方向に切断したときの部分断面図である。 図１７の環状流路を冷却水の流れ方向に沿って切断したときの部分断面図である。 図１５の水冷式電動機の変形例を示す、環状流路を周方向に沿って切断したときの部分模式図である。 図１５の水冷式電動機の他の変形例を示す、環状流路を周方向に沿って切断したときの部分模式図である。 この発明の実施の形態４の冷却式電動機を示す側断面図である。 図２１のインバータを矢印ヘから視たときの内部構成図である。

以下、この発明の各実施の形態の水冷式電動機について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の水冷式電動機を示す側面図、図２は図１のＩＩ-ＩＩ線に沿った矢視断面図である。
液冷式回転電機であるこの水冷式電動機は、主軸１を有する回転電機本体である電動機本体と、主軸１と同心で電動機本体を囲った内筒２と、内筒２と同様に主軸と同心で内筒２を囲った外筒３と、内筒２及び外筒３の両側を塞ぎ、内筒２及び外筒３とともに環状流路４を形成する円板状の閉塞板５と、環状流路４に軸線方向に沿って延び環状流路４を仕切る矩形状の仕切部６と、を備えている。
仕切部６には、一端部に送入開口部７が形成されており、他端部に送出開口部８が形成されている。送入開口部７には、環状流路４の接線方向に外部に延出した給液管９の先端部が接続されている。送出開口部８には、環状流路４の接線方向に外部に延出した排液管１０の先端部が接続されている。

電動機本体は、一方の閉塞板５から端部が突出した主軸１、この主軸１と一体の回転子及び回転子（図示せず）を囲った固定子（図示せず）を主要構成要素とするもので、電気エネルギーを機械エネルギーに変化（回転動力を発生）し、外部に伝達するものである。

円筒形状の内筒２は、電動機本体を収容し、電動機本体を保持し、電動機本体から発生した熱を内筒２を介して外部に放出する。円筒形状の外筒３は、冷却液である冷却水が通水する環状流路４の水密の役割を担い、また給液管９及び排液管１０を保持している。閉塞板５は、主軸１を保持し、また内筒２と共に防塵、防水及び防振の役割を担う。

この実施の形態の水冷式電動機では、給液管９から流入した冷却水は、送入開口部７を介して環状流路４に導かれる。この冷却水は、図２に矢印イに示すように時計方向に流れた後、仕切部６の送出開口部８を介して排液管１０から外部に排出される。
冷却水は、この環状流路４を通過する間に、電動機本体からの熱が内筒２を通じて冷却水に伝達され、この熱は、冷却水とともに外部に放出される。

この実施の形態による水冷式電動機によれば、環状流路４を軸線方向に沿って延びて環状流路４を仕切る仕切部６は、その一端部に冷却水が送入する送入開口部７が形成されており、他端部に冷却水が送出する送出開口部８が形成されており、仕切部６の送入開口部７から環状流路４内に流入した冷却水は、一方向に流れた後、仕切部６の送出開口部８から排液管１０を通じて外部に排出される。
従って、環状流路４内で互いに異なる方向に冷却水が流れて衝突して圧力損失を増大させ、また冷却水中に混入したガスが環状流路４内に滞留するといった不都合は生じない。
このように、この実施の形態の水冷式電動機では、冷却液は、送入開口部７から環状流路４内に流入し、一方向に流れて送出開口部８から外部に排出されるので、冷却液に混入したガスは、環状流路４内に停滞することが抑制され、それだけ環状流路４での冷却効率が向上する。

また、先端部が仕切部６の送入開口部７に接続された給液管９及び先端部が仕切部６の送出開口部８に接続された排液管１０は、それぞれの基端部が環状流路４の接線方向であって互いに仕切部６を境にして反対方向に延出している。
従って、給液管９からの冷却水は、送入開口部７を通じて環状流路４内に一方向に流れる冷却水内に円滑に流入し、また環状流路４内の冷却水は、送出開口部８を通じて排液管１０から外部に円滑に排出されるので、送入開口部７及び送出開口部８での圧力損失を低減させることができる。

上記実施の形態の水冷式電動機では、環状流路４を形成する内筒２及び外筒３、及び環状流路４を軸線方向に沿って仕切る仕切部６は、それぞれ別体であるが、これらは、例えば仕切部６に、内筒２及び外筒３の少なくとも一方に軸線方向に延びた溝を形成し、この溝に仕切部６を装着させて組立ててもよい。
また、内筒２または外筒３と、仕切部６とを一体成型してもよい。
なお、仕切部６により環状流路４を完全に仕切る必要性は無く、多少隙間があってもよい。
同様に、送入開口部７に給液管９の先端部を、また送出開口部８に排液管１０の先端部をそれぞれ完全に接合する必要は無い。送入開口部７、送出開口部８が環状流路４に臨んでいれば送入開口部７、送出開口部８のそれぞれの内周壁面と、給液管９、排液管１０のそれぞれの先端部の外周面との間に多少の隙間があってもよい。
但し、外筒３と、給液管９及び排液管１０のそれぞれの基端部との間は水密構造である必要がある。

図３は図１に示した実施の形態１の水冷式電動機の変形例を示す側面図、図４は図３のＩＶ-ＩＶ線に沿った矢視断面図である。
この変形例では、仕切部６は、給液管用仕切部６ａと、排液管用仕切部６ｂとから構成されている。給液管９側の給液管用仕切部６ａは、給液管９に沿って外筒３の内周壁面までであってかつ軸線方向に沿って中間部まで延びて形成されている。また、排液管１０側の排液管用仕切部６ｂは、排液管１０に沿って外筒３の内周壁面までであってかつ軸線方向に沿って中間部まで延びて形成されている。
図１の水冷式電動機では、給液管９及び排液管１０は、それぞれの先端部が仕切部６に接続され、それぞれの基端部が外筒３に接続され、先端部の接続部位では組立性、基端部の接続部位では水密性がそれぞれ要求されるが、振動等により、組立性、水密性を確保することが困難である場合がある。

これに対して、この変形例では、給液管９及び排液管１０は、接続部位が２箇所から一箇所となり、しかもこの接続箇所も、仕切部６の送入開口部７、送出開口部８から外筒３の内周壁面まで延びた給液管用仕切部６ａ及び排液管用仕切部６ｂの全領域である。
従って、給液管９の給液管用仕切部６ａに対する接触面積、排液管１０の排液管用仕切部６ｂに対する接触面積を大きくすることができ、給液管９及び排液管１０は、それぞれの仕切部６ａ，６ｂに対して強固に組立てられ、また水密性も向上する。
なお、給液管用仕切部６ａの送入開口部７に給液管９の先端部を圧入または接着、溶着、ロウ付けなどにより水密性を保持することが可能であり、また排液管用仕切部６ｂの送出開口部８に対しても同様である。
なお、図３のものでは、給液管用仕切部６ａ及び排液用仕切部６ｂの形状は、それぞれ別個の矩形状であるが、それぞれが周方向または軸線方向において一部重なってもよいし、一部結合した構成でもよい。

図５は図１に示した実施の形態１の水冷式電動機の他の変形例を示す側面図である。
この変形例では、環状流路４の上流側と下流側との間の中間部での、給液管用仕切部６ａ及び排液管用仕切部６ｂのコーナ部に、傾斜面６ａ１，６ｂ１が形成されている。
この変形例では、給液管用仕切部６ａ及び排液管用仕切部６ｂのコーナ部に傾斜面６ａ１，６ｂ１を形成することにより、送入開口部７から環状流路４に向かって環状流路４は滑らかに急拡大し、一方環状流路４は送出開口部８に向かって滑らかに縮小する。
従って、図３のものと比較して環状流路４の圧力損失が小さくなるとともに、給液管用仕切部６ａ及び排液管用仕切部６ｂのコーナ部に傾斜面６ａ１，６ｂ１を形成した分だけ冷却水の外筒３の内周壁面との接液面積が増大して環状流路４の放熱特性が向上する。

図６は図１に示した実施の形態１の水冷式電動機のさらに他の変形例を示す側面図、図７は図６のＶＩＩ-ＶＩＩ線に沿った矢視断面図である。
この変形例では、仕切部６は、環状流路４の上流側の給液管用仕切部６ａと、下流側の排液管用仕切部６ｂと、給液管用仕切部６ａと排液管用仕切部６ｂとを連結した中央仕切部６ｃとから構成されている。
この中央仕切部６ｃは、軸線に対して傾斜した平板である。
この変形例では、平板状であって送入開口部７から送出開口部８に向かって軸線に対して傾斜した中央仕切部６ｃを設けたので、送入開口部７から環状流路４内に流入した冷却水は、図５のものと比較してさらに円滑に送出開口部８に導かれ、圧力損失が小さくなるとともに、冷却水の内筒２の外周壁面及び外筒３の内周壁面との接液面積が増大し、さらには偏流が抑制され、放熱特性が向上する。

また、この変形例では、給液管９の先端部の指向方向と排液管１０の先端部の指向方向とが交差する角度のうち、内筒２側の角度は１８０°以下である。
従って、この例では、給液管９及び排液管１０のそれぞれの基端部が斜め上方向に指向しており、給液管９及び排液管１０と、それぞれの外部配管（図示せず）との接続作業性が向上する。
また、例えば、給液管９の先端部の指向方向及び排液管１０の先端部の指向方向が交差する角度を９０°とし、さらに給液管９及び排液管１０の基端部が４５°立ち上がったものを用いることで、給液管９及び排液管１０のそれぞれの基端部の開口部を真上に指向させることができる。

なお、中央仕切部６ｃと軸線との交差角度θは、大きければそれだけ冷却水は環状流路４内を円滑に流れるので、好ましくは４５°以上、さらに好ましくは７０°以上にする方がよい。
なお、仕切部６は、給液管用仕切部６ａ、排液管用仕切部６ｂ及び中央仕切部６ｃのそれぞれが周方向または軸線方向において一部重なってもよいし、一部または全体が結合した構成でもよい。
また、中央仕切部６ｃは外筒３と接合される必要は無く、内筒２に装着または一体成型してもよい。

なお、図３-図７に記載した水冷式電動機の製造方法としては、内筒２または外筒３に別部品である仕切部６を装着、ロウ付け、溶接などで取付けてもよい。
また、内筒２または外筒３の両側の開口部からジグがスライドして製作するダイキャスト製法でも製造可能である。
また、図３のＩ、ＩＩに示すように、給液管用仕切部６ａと排液管用仕切部６ｂとから分離するように内筒２及び外筒３を軸線に対して垂直方向に沿って分割して製造してもよいし、また図４のＩＩＩ、ＩＶに示すように、仕切部６の有無によって内筒２及び外筒３を軸線に沿って分割して製造してもよい。
なお、上記ＩＩＩの部位と上記ＩＶの部位とで分割した場合、ＩＶの部位は細密な高効率冷却構造に成型することができる。
また、ＩＶの部位の外筒３の外周壁面は、曲面状にする必要性がなく平面でよく、このＩＶの部位の外周壁面にインバータなどの電装品を装着、またはＩＶの部位の外筒３の外周壁面に開口部を設け、この開口部に嵌着した電装品の一部が冷却水と接することで、電装品を高効率で冷却するようにしてもよい。
また、仕切部６だけでなく、水冷式電動機の固定ジグ等も内筒２または外筒３と一括して成型してもよい。

図８は図１に示した実施の形態１の水冷式電動機のさらに他の変形例を示す側断面図である。
この変形例では、水平方向に延びた給液管９の先端部の指向方向と排液管１０の先端部の指向方向とが交差する、交差角度のうち内筒２側の角度は９０°である。
この例の場合、冷却水は、給液管９を通じてほぼ水平方向から環状流路４内に供給され、ほぼ垂直上方に延びた排液管１０を通じて外部に排出されるので、冷却水に混入したガスは排液管１０内を上方向に移動して、冷却水とともに外部に効率良く排出される。
また、仕切部６が完全に環状流路４を塞がずに、隙間（連通口）を仕切部６と外筒３との間に設けた場合には、環状流路４内に溜まる冷却水は給液管９から外部に排水することができる。

図９は図１に示した実施の形態１の水冷式電動機のさらに他の変形例を示す側断面図、図１０は図９のＸ-Ｘ線に沿った矢視断面図である。
冷却水は、環状流路４内では、中央仕切部６ｃが軸線に対して傾斜角度θ傾いているので、このままの状態では、中央仕切部６ｃの影響で、冷却水は、図１０において環状流路４の軸線方向である幅Ｗの下側（給液管９側）に偏流する。
これに対して、この例では、外筒３の内周壁面に軸線方向に延びた断面三角形状に突起した偏流抑制部１１が設けられており、しかもこの偏流抑制部１１は、軸線に対する傾斜角度φが、傾斜角度θよりも小さい。
従って、環状流路４を流れる冷却水は、偏流抑制部１１により環状流路４の幅Ｗの下側である給液管９側方向への偏流が抑制されて環状流路４内を流れ、環状流路４の放熱特性がより均一になる。特に、軸線方向の長さが長く、それだけ環状流路４の幅Ｗ方向の偏流の影響が大きい電動機に対して有効となる。
なお、この偏流抑制部１１は、このものに限定されるのではなく、内筒２の外周壁面に設けてもよいし、また敢えて圧力損失を発生させ、環状流路４の幅方向の流速分布幅を小さくする構造であればよい。

実施の形態２．
図１１この発明の実施の形態２の水冷式電動機を示す要部断面図である。
この実施の形態では、内筒２及び外筒３のそれぞれの両端面には、周方向に延びた溝３０が形成されている。この溝３０には、例えばＯリングであるシール材１２が収められている。閉塞板５と、シール材１２との間にはリング状の押し付け構造体１３が介在している。
閉塞板５は、内筒２及び外筒３のそれぞれの端面側に、周方向に延びた溝３１が形成されている。
押し付け構造体１３は、この溝３１内に軸線方向に案内されて移動可能であり、この背面には閉塞板５を貫通した、一対のネジである加圧部１４の先端面が当接して、シール材１２側に押し付けられるようになっている。押し付け構造体１３のシール材１２側には、並立した突出部からなる突起３２が一対形成されている。一方の突起３２は、内筒２のシール材１２を内周側と外周側とで挟んで溝３０に嵌入されている。他方の突起３２は、外筒３のシール材１２を内周側と外周側とで挟んで溝３０に嵌入されている。なお、加圧部１４は、閉塞板５の周方向に等分間隔で複数配設されている。

内筒２及び外筒３の軸線方向の長さは、製造上の公差により、数百ミクロン程度の差δが生じるが、この値は、シール材１２の潰れ代に相当し、従って製造上の交差により水漏れを引き起こすことがある。
これに対して、この実施の形態の水冷式電動機によれば、閉塞板５と、シール材１２との間には押し付け構造体１３が介在し、この押し付け構造体１３は、この背面を閉塞板５を貫通した加圧部１４の先端面が当接してシール材１２を確実に押し潰し、環状流路４を塞ぐので、前記公差が生じても、確実に水密構造が確保される。

なお、図１２（ａ）−図１２（ｅ）は、図１１の押し付け構造体１３と異なる形状の例である。
図１２（ａ）の押し付け構造体１３では、シール材１２側に突起３２Ａが一対形成されている。一方の突起３２Ａは、内筒２の溝３０であってシール材１２の外周側に嵌入される。他方の突起３２Ａと、外筒２の溝３０であってシール材１２の内周側に嵌入される。
図１２（ｂ）の押し付け構造体１３では、シール材１２側に突起３２Ｂが一対形成されている。一方の突起３２Ｂは、内筒２の溝３０であってシール材１２の内周側に嵌入される。他方の突起３２Ｂは、外筒２の溝３０であってシール材１２の外周側に嵌入される。
図１２（ｃ）の押し付け構造体１３では、シール材１２側に突起３２Ｃが一対形成されている。一方の突起３２Ｃは、内筒２の溝３０に嵌入される。他方の突起３２Ｃは、外筒２の溝３０に嵌入される。

図１３は、図１２（ｄ）のシール材押し付け構造体１３Ａを用いた例を示す要部断面図である。
この例では、閉塞板５の周方向に延びた溝３１に、断面形状が蛇行したリング状のシール材押し付け構造体１３Ａが収納されている。このシール材押し付け構造体１３Ａと、内筒２及び外筒３の両端面との間には、両端面を覆ったドーナツ状のシール材１２Ａが設けられている。
この例では、シール材押し付け構造体１３Ａは、軸線方向に弾性変形し、この弾性力で
シール材１２Ａを確実に押し潰し、環状流路４を塞ぐので、前記公差が生じても、確実に水密構造が確保される。
なお、図１２（ｄ）のシール材押し付け構造体１３Ａの代わりに、図１２（ｅ）に示すように、円弧状のシール材押し付け構造体１３Ｂを用い、このシール材押し付け構造体１３Ｂの弾性力でシール材１２Ａを押し潰すようにしてもよい。

また、図１４に示すように、シール材押し付け構造体１３の背面に断面凹凸形状の板ばねである加圧部１４Ａを配置してもよい。この加圧部１４Ａを用いて場合には、図１１に示した加圧部１４は不要となる。

なお、上記実施の形態の各例では、閉塞板５に、シール材押し付け構造体１３，１３Ａを収納し、またガイドする溝３１を形成したが、内筒２の外周壁面と外筒３の内周壁面との間をシール材押し付け構造体が軸線方向に移動するのを案内する空隙として利用するようにしてもよい。この場合には、シール材押し付け構造体には、空隙を挿脱可能な突出部が形成される。

実施の形態３．
図１５はこの発明の実施の形態３の冷却式電動機の環状流路４内の冷却水の流れ方向に対して垂直方向に切断したときの部分断面図、図１６は環状流路４内の冷却水の流れ方向に沿って切断したときの部分断面図である。
この実施の形態では、周方向に沿って、全周にわたって内筒２の外周壁面と外筒３の内周壁面とに交互にジクザク状に略三角形のフィン１５が配置されている。
内筒２及び外筒３は、円筒形状であり、環状流路４内の周回する冷却水には、遠心力が働き、図１６のロに示すように、二次流である旋回流が発生する。
この実施の形態では、隣接する旋回流の回転方向が反転し、隣り合う旋回流同士で旋回流がさらに強化され、外筒３の内周壁面及び内筒２の外周壁面上に形成される温度境界層が薄くなり、放熱特性が向上する。
また、フィン１５の面積拡大効果により、放熱特性がされに向上する。

図１７は環状流路４内の冷却水の流れ方向に対して垂直方向に切断したときの部分断面図、図１８は環状流路４内の冷却水の流れ方向に沿って切断したときの部分断面図である。なお、図１７中の特殊記号は、冷却水の流れ方向を示し、冷却水は、紙面に対して垂直下側方向に流れる。
この例では、外筒３の内周壁面に軸線方向に延びた切り欠き１６が全周にわたって形成されている。
環状流路４内の周回する冷却水は、遠心力により、外筒３の内周壁面に衝突するが、この例では。図１８の矢印ハに示すように切り欠き１６内で衝突することで、外筒３の内周壁面上に形成される温度境界層が破断され、環状流路４の放熱特性が向上する。
この衝突現象は、内筒２の外周壁面にも影響を及ぼし、内筒２の外周壁面上に形成される温度境界層も薄くなり、電動機本体で生じた熱は、環状流路４内の冷却水に効率良く伝達される。
なお、切り欠き１６は、外筒３の内周壁面のみに形成してもよいし、内筒２の外周壁面及び外筒３の内周壁面の両壁面に形成してもよい。

図１９は、図１０と同様に、環状流路４を周方向に沿って切断したときの部分模式図である。
この例では、一対の閉塞板５に基端部が当接し、先端部が内筒２の外周壁面に沿って軸線方向に延びた突出部１７が周方向に一定の間隔を空けて複数形成されている。それぞれの閉塞板５から軸線方向に延びた突出部１７は、互いに対向している。
閉塞板５と内筒２とは、突出部１７に螺着されたボルト（図示せず）により固定されている。
この例では、環状流路４の流れの障害となる突出部１７を内筒２の外周壁面に設けたことで、冷却水の流れが拡大（流速低下）と縮小（流速増加）を繰り返し、内筒２の外周壁面に形成される温度境界層厚さが薄くなり、環状流路４の放熱特性が向上する。

図２０は、図１９の変形例であり、この例では、両閉塞板５から軸線方向に延びた突出部１７は、周方向に沿って互いにジクザク状になるように内筒２の外周壁面に形成されている。
この例では、冷却水の流れが蛇行することにより、内筒２の外周壁面に形成される温度境界層厚さが薄くなり、環状流路４の放熱特性が向上する。
なお、図１９及び図２０に示した突出部１７については、外筒３の内周壁面にも同様に形成してもよい。

実施の形態４．
図２１はこの発明の実施の形態４の冷却式電動機を示す側断面図、図２２は図２１を矢印への方向から視たときのインバータ１９の内部構造を示す図である。
この実施の形態では、仕切部６と対向する外筒３の外周壁面にインバータ取付台座１８が設けられている。このインバータ取付台座１８には、インバータ１９が取り付けられている。このインバータ１９は、ケース２０で覆われている。

このインバータ１９は、インバータ取付台座１８上のベース板２１に、主にパワーモジュール２２、コンデンサ２３が設置され、これらは、バスバー２４によりそれぞれ連結されている。パワーモジュール２２、コンデンサ２３の上側には基板２５が配置されている。
また、インバータ取付台座１８において、パワーモジュール２２の取付部位とコンデンサ２３の取付部位との間に周方向に延びた断熱溝２６が設けられている。

この実施の形態では、環状流路４の偏流が最も小さくなる仕切部６と対向する位置に高効率冷却が必要なインバータ１９を設けることにより、インバータ１９は効率よく冷却される。

また、インバータ取付台座１８にはパワーモジュール２２だけでなく、コンデンサ２３もベース板２１を介して設置されており、パワーモジュール２２とともにコンデンサ２３も効率よく冷却される。
さらに、インバータ取付台座１８に断熱溝２６を設けることで、高温側のパワーモジュール２２の取付部位と、低温側のコンデンサ２３の取付部位の間での熱干渉が抑制され、コンデンサ２３の低温が確保される。

なお、インバータ取付台座１８に環状流路４と連通する開口部を設け、この開口部に嵌着した電装品の一部が冷却水と接することで、電装品を高効率で冷却するようにしてもよい。
また、ベース板２１を介さずに、パワーモジュール２２、コンデンサ２３及びバスバー２４等をインバータ取付台座１８に直接設けるようにしてもよい。

なお、上記各実施の形態では、液冷式回転電機として水冷式電動機について説明したが、これは一例であり、この発明は、水冷式発電機にも適用することができる。また冷却液として冷却水以外に、オイル、エチレングリコール等であってもよい。
また、主軸１は一方の閉塞板５からのみ外部に先端部が突出するものに限定されるものではなく、両方の閉塞板からそれぞれ先端部が外部に突出する回転電機であってもよい。
また、内筒２，外筒３は円筒形状に限定されず、断面多角形状であってもよい。

１ 主軸、２ 内筒、３ 外筒、４ 環状流路、５ 閉塞板、６ 仕切部、６ａ 給液管用仕切部、６ｂ 排液管用仕切部、６ａ１，６ｂ１ 傾斜面、６ｃ 中央仕切部、７ 送入開口部、８ 送出開口部、９ 給液管、１０ 排液管、１１ 偏流抑制部、１２，１２Ａ シール材、１３，１３Ａ，１３Ｂ シール材押し付け構造体、１４，１４Ａ 加圧部、１５ 略三角形フィン、１６ 切り欠き、１７ 突出部、１８ インバータ取付台座、１９ インバータ、２０ ケース、２１ ベース板、２２ パワーモジュール、２３ コンデンサ、２４ バスバー、２５ 基板、２６ 断熱溝、３０，３１ 溝、３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ 突起。

Claims (15)

1. 回転電機本体と、
   この回転電機本体を囲った内筒と、
   この内筒の外側を囲った外筒と、
   前記内筒及び前記外筒を両側から塞ぎ、内筒及び外筒とともに環状流路を形成する板状の閉塞板と、
   冷却液が流れる前記環状流路内を軸線方向に延び環状流路を仕切る仕切部と、
   この仕切部の一端部に形成された送入開口部に先端部が接続されているとともに前記冷却液を前記環状流路に供給する給液管と、
   前記仕切部の他端部に形成された送出開口部に先端部が接続されているとともに前記冷却液を前記環状流路の外部に排出する排液管と、
   を備え、
   前記給液管及び前記排液管は、それぞれの基端部が環状流路の接線方向であって互いに前記仕切部を境にして反対方向に延出している液冷式回転電機。
2. 前記仕切部は、前記給液管側であって前記給液管に沿って前記外筒の内周壁面まで延設した給液管用仕切部と、前記排液管側であって前記排液管に沿って前記外筒の内周壁面まで延設した排液管用仕切部とから構成されている請求項１に記載の液冷式回転電機。
3. 前記仕切部は、前記給液管側であって給液管に沿って前記外筒の内周壁面まで延設した給液管用仕切部と、前記排液管側であって排液管に沿って前記外筒の内周壁面まで延設した排液管用仕切部と、この排液管用仕切部と前記給液管用仕切部とを連結した平板状の中央仕切部とから構成されている請求項１に記載の液冷式回転電機。
4. 前記中央仕切部は、軸線方向に対して傾斜して設けられている請求項３に記載の液冷式回転電機。
5. 前記中央仕切部の下流側には、傾斜した中央仕切部により偏流する前記冷却液の偏流を抑制する偏流抑制部が前記外筒の内周壁面、または前記内筒の外周壁面に軸線方向に延びて形成されている請求項４に記載の液冷式回転電機。
6. 前記給液管の先端部の指向方向と前記排液管の先端部の指向方向とが交差する、内筒側の角度は１８０°以下である請求項１〜５の何れか１項に記載の液冷式回転電機。
7. 前記角度は、９０°であって、前記排液管の基端部は上方向に指向している請求項６に記載の液冷式回転電機。
8. 前記内筒及び前記外筒のそれぞれの端面と、前記閉塞板との間に、シール材、及びシール材を押圧するシール材押し付け構造体が設けられ、またこのシール材押し付け構造体の背面にシール材押し付け構造体を前記シール材側に付勢した加圧部が設けられている請求項１〜７の何れか１項に記載の液冷式回転電機。
9. 前記内筒の外周壁面及び前記外筒の内周壁面には、軸線方向に沿って延びた断面三角形状の各フィンが全周にわたって互いにジクザク状に配置されて形成されている請求項１〜８の何れか１項に記載の液冷式回転電機。
10. 前記内筒の外周壁面及び前記外筒の内周壁面の少なくとも一方には、軸線方向に延びた切り欠きが形成されている請求項１〜８の何れか１項に記載の液冷式回転電機。
11. 対向するそれぞれの前記閉塞板に基端部が当接し、先端部が前記内筒の外周壁面または前記外筒の内周壁面に沿って軸線方向に延びた突出部がそれぞれ形成されている請求項１〜８の何れか１項に記載の液冷式回転電機。
12. 前記仕切部と対向する前記外筒の外周壁面の部位に、インバータ取付台座を設け、インバータ取付台座またはベース板を介してインバータ取付台座に、パワーモジュール、コンデンサを有するインバータを設けた請求項１〜１１の何れか１項に記載の液冷式回転電機。
13. 前記パワーモジュールとともに前記コンデンサも前記インバータ取付台座または前記ベースを介してインバータ取付台座に設けた請求項１２に記載の液冷式回転電機。
14. 前記インバータ取付台座の前記パワーモジュールと前記コンデンサとの間には、パワーモジュールからの熱がコンデンサに及ぶのを抑制する断熱溝が形成されている請求項１３に記載の液冷式回転電機。
15. 前記液冷式回転電機は、水冷式電動機である請求項１〜１４の何れか１項に記載の液冷式回転電機。

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