JP3596514B2 - 回転電機の冷却構造 - Google Patents
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Description
【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，４ａ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１１ｃ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１２ｃ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１１のスリット１１ｃ及び連通穴１１ｄと第２の鋼板１２の貫通穴１２ｃ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
【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，４ａ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１１ｃ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１２ｃ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１１のスリット１１ｃ及び連通穴１１ｄと第２の鋼板１２の貫通穴１２ｃ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
Claims (8)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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