JP7115010B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機に関する。

従来から、以下に示すように、回転電機において、外部から供給される冷却媒体によって電機子を冷却する技術が存在する。

特許文献１には、ロータの外周に配置されたステータのステータコアが左右のハウジングで挟持された状態で、ハウジングとステータコアとが締結ボルトで締結されている回転電機が記載されている。この回転電機では、締結ボルト内に形成された貫通孔に冷却媒体を流すことにより、締結ボルトおよびステータコアを介してステータコアのスロットに設けられた界磁コイル（「ステータコイル」とも呼ぶ）を冷却している。

特許文献２～４には、ハウジング内のステータの外周側に、ステータに向かって冷却媒体を吐出する吐出孔あるいは噴射する噴射孔を有する冷却媒体の通路が設けられている回転電機が記載されている。

特開２０１１－２３４４３１号公報 特開２０１２－１０５４６５号公報 特開２０１２－１１５００１号公報 特開２０１７－２２５２６９号公報

特許文献１の回転電機では、回転電機の電機子の一つであるステータコイルの冷却が締結ボルトおよびステータコアを介して行なわれるため、冷却効果の点で工夫が不十分であり、ステータコイルの冷却効果をより高めることが望まれる。

また、特許文献２～４の回転電機では、ハウジング内において、ステータの外周側に設けられた冷媒媒体の通路から吐出あるいは噴射された冷却媒体が、ステータコアの外周面やステータコアの外部のステータコイルの部分（「コイルエンド」とも呼ばれる）に流れる。これにより、ステータコアの冷却やステータコイルの冷却が可能となる。また、ステータの内周側にあるロータやロータに含まれる回転電機の電機子の他の一つである永久磁石の冷却が可能となる場合もある。このため、特許文献２～４の回転電機は、特許文献１の回転電機に比べて電機子の冷却効果は高い。しかしながら、ハウジング内に専用の冷却媒体通路を設けることが要求され、回転電機の構造が複雑化する点で工夫が不十分である。

そこで、回転電機のハウジング内の構造の複雑化を抑制しつつ、ハウジング内に配置された回転電機の構成要素（ステータやロータの電機子等）の冷却効果を高めることが望まれている。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

本発明の一形態によれば、ハウジング（１０）の内部に、同一の軸線（ＡＸ）を中心として配置されたロータ（２０）とステータ（３０）とを有する回転電機（１００，１００ｂ～１００ｄ）が提供される。この回転電機において、前記ステータは；ステータコア（３１）と；前記ステータコアに装着されたステータコイル（３２）と；を有し；前記ハウジングおよび前記ステータコアは、前記ステータコアが前記ハウジング内に配置された状態で、前記軸線の方向に沿って前記ハウジングから前記ステータコアに亘って延びた挿入孔（５０，５０ｂ～５０ｄ）を有し、前記挿入孔に挿入された締結具（６０，６０ａ～６０ｄ）で締結され；前記挿入孔の内部空間の一部は、前記ハウジングの外部から冷却媒体を導入する冷却媒体流路（７０，７０ｂ～７０ｄ）であり；前記冷却媒体流路は、前記ハウジングの内部に前記冷却媒体を放出する部分（７４，７４ｃ，７４ｄ，６５，６５ａ，６５ｃ，３１３）を有する。
前記ステータコアは、前記冷却媒体流路から前記ステータコイルが挿入されるステータスロット（３１２）に繋がり、前記冷却媒体が前記ステータスロット内へ供給される連通流路（３１３）を有する。

上記形態の回転電機によれば、ステータコアがハウジング内に配置された状態で、軸線の方向に沿ってハウジングからステータコアに亘って延びた挿入孔に、締結具を挿入することでステータコアをハウジングに締結することができる。また、この挿入孔の内部空間の一部をハウジングの外部から冷却媒体を導入する冷却媒体流路とし、この冷却媒体流路に有する冷却媒体を放出する部分からハウジング内に冷却媒体を放出することができる。これにより、ハウジング内に配置されたステータおよびロータを冷却することができる。すなわち、締結具を挿入してステータコアをハウジングに締結するための挿入孔を、ハウジング内部へ冷却媒体を供給する冷却媒体流路として利用することができる。これにより、回転電機のハウジング内に専用の冷却媒体流路を設けることで発生するハウジング内の構造の複雑化を抑制しつつ、ハウジング内に配置された回転電機の構成要素の冷却効果を高めることができる。

本発明は、回転電機以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、回転電機の製造方法本開示は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、回転電機および冷却装置を有する回転電機ユニット、回転電機の製造方法などの形態で実現することができる。

第１実施形態の回転電機の概略構成を示す断面図である。 図１の２－２断面を概略的に示す断面図である。 図１の３－３断面を概略的に示す断面図である。 図１の４－４断面を概略的に示す断面図である。 図１の５－５断面を概略的に示す断面図である。 締結具を示す平面図である。 締結具による締結方法を示す第１の説明図である。 締結具による締結方法を示す第２の説明図である。 第２実施形態の回転電機の締結具を示す平面図である。 第３実施形態の回転電機の概略構成を示す断面図である。 第４実施形態の回転電機の概略構成を示す断面図である。 第４実施形態の回転電機の締結具を示す平面図である。 第５実施形態の回転電機の概略構成を示す断面図である。 図１３の１４－１４断面を概略的に示す断面図である。 第５実施形態における締結具による締結方法を示す説明図である。 インナーロータ形の誘導モータを用いた回転電機の概略構成を示す断面図である。 図１６の１７－１７断面を概略的に示す断面図である。

Ａ．第１実施形態：
図１～図５に示す本実施形態の回転電機１００は、いわゆるアウターロータ形の誘導モータとして構成されている。図１では、説明の便宜上、回転電機１００を冷却するための冷却装置２００を、回転電機１００と共に示している。なお、図１では、軸線ＡＸに沿った回転電機１００の断面を概略的に示している。また、図２～図５では、図１における２－２断面～５－５断面を概略的に示している。図１において、軸線方向ＡＤは回転電機１００の軸線ＡＸに沿った方向であり、径方向ＲＤは軸線ＡＸに垂直な回転電機１００の径方向である。また、回転電機１００は、軸線方向ＡＤが水平方向で、径方向ＲＤが鉛直方向に沿うように配置されている。

図１に示すように、回転電機１００は、ハウジング１０と、ロータ２０と、ステータ３０と、ロータ保持部４０と、軸受８０と、を備える。ハウジング１０と、ロータ２０と、ステータ３０と、ロータ保持部４０と、軸受８０とは、それぞれの軸線および軸線方向が軸線ＡＸおよび軸線方向ＡＤと一致する。

ハウジング１０は、互いに接合されたケース部１１と、蓋部１２とを備える。ケース部１１は、底を有する略円筒状の外観形状を有している。ケース部１１は、その内部空間側の中央部で軸線方向ＡＤに沿って底部から突出し、ステータ３０が締結されるステータ締結部１１１と、ステータ締結部１１１の径方向ＲＤの外側の容器部１１２と、を有する。ステータ締結部１１１は、ステータ３０の径方向ＲＤの内側の端部に接する軸部分１１３と、ステータ３０の径方向ＲＤに沿った端面の一部に接する締結部分１１４と、を有する。容器部１１２は、締結部分１１４の径方向ＲＤの外側の端部から径方向ＲＤの外側に突出し、ケース部１１の底部を構成する円盤状の部位と、この円盤状の部位の外周端部から軸線方向ＡＤ方向に突出する円筒状の部位と、を有している。なお、ケース部１１が発明の「第１部分」に相当し、蓋部１２が発明の「第２部分」に相当する。

ステータ締結部１１１および容器部１１２で構成されるケース部１１の内部空間は、蓋部１２から見た状態で、ステータ締結部１１１を中心とする略円環形状を有しており、ロータ２０と、ステータ３０と、ロータ保持部４０と、軸受８０と、を収容する。

蓋部１２は、略円板状の外観形状を有し、ケース部１１の開口を塞ぐ蓋として機能する。蓋部１２の中央には開口が形成されている。蓋部１２は、この開口からロータ保持部４０の一方の端面４２にアプローチ可能となっている。この端面４２には、不図示の回転軸が取付部材を介して取り付けられる。

ロータ２０は、いわゆるかご形ロータとして構成されている。ロータ２０は、円環状の外観形状を有する。ロータ２０は、回転電機の回転子として機能する。ロータ２０は、ステータ３０に対して径方向ＲＤの外側に空隙を介して配置されている。ロータ２０の径方向ＲＤの外側の端部は、ロータ保持部４０に接合されている。これにより、ロータ２０は、ロータ保持部４０により支持されている。ロータ２０は、ロータコア２２と、複数の二次導体２３と、一対の短絡環部２４、とを備える。

ロータコア２２は、二次導体２３を径方向ＲＤの内側の端部に保持する。ロータコア２２は、軸線方向ＡＤに積層された図示しない複数の金属板部材を備える。かかる金属板部材は、透磁率が高く鉄損が低いことが望ましい。本実施形態において、金属板部材は、例えば、電磁鋼板により構成されている。また、金属板部材の積層方向（軸線方向ＡＤ）の表面は、絶縁加工されている。この加工により、各金属板部材において径方向ＲＤに流れる磁束により生じる渦電流の合計経路を増大させ、電気的抵抗を増加させて渦電流を低減している。

二次導体２３は、導体の部材からなる棒状の部材（「導体バー」とも呼ばれる）である。二次導体２３は、ステータで生じた磁束により誘導電流を発生させる。本実施形態において、二次導体２３は、アルミニウムにより形成されている。なお、アルミニウムに代えて、銅などの導電性をもつ任意の材料により形成してもよい。

一対の短絡環部２４は、それぞれ環状の外観形状を有する。各短絡環部２４は、複数の二次導体２３の一方の端部に溶接されている。一対の短絡環部２４は、それぞれ複数の二次導体２３同士を電気的に接続する。本実施形態において、一対の短絡環部２４は、二次導体２３と同様にアルミニウムにより形成されている。

ロータ保持部４０は、ケース部１１の内周面に近い位置に配置されてロータ２０と接合された筒状の部位と、軸受８０を介してステータ締結部１１１の軸部分１１３の径方向ＲＤの外側に固定された筒状の部位とが、円盤状の部位により接合された外観形状を有する。ロータ保持部４０は、ロータ２０を保持すると共に、軸受８０を介して回転可能にステータ締結部１１１の軸部分１１３に固定されている。軸受８０は、蓋部１２における径方向ＲＤの内側中央に形成された開口の近傍に配置されており、ロータ保持部４０を回転可能に支持している。このため、ロータ２０の回転に伴い、ロータ保持部４０が回転し、端面４２に取り付けられた回転軸が回転することになる。

ステータ３０は、径方向ＲＤの中央にステータ締結部１１１の軸部分１１３が挿入される筒状の穴が設けられた略円筒状の外観形状を有する。ステータ３０は、径方向ＲＤの内側の端部が軸部分１１３に接し、径方向ＲＤに沿った一方の端面の一部が締結部分１１４に接するように配置されて、後述するように、ステータ締結部１１１に締結されている。これにより、ステータ３０は、ハウジング１０により保持されている。

ステータ３０は、ステータコア３１と、ステータコイル３２とを備える。ステータコア３１は、略円筒状の外観形状を有する。また、ステータコア３１は、図２～図５に示すように、円筒状の外周側に外周縁に沿って配置された複数のステータスロット３１２を有している。各ステータスロット３１２には、巻回形成されたステータコイル３２が装着されている。なお、図２～図５の断面は、それぞれ、上側の半分の断面、すなわち、四分の一の断面のみを示している。図示は省略するが他の断面も同様である。また、図１～図５では、ステータコイル３２は、模式的に表されている。ステータスロット３１２に装着されたステータコイル３２は、図１に示すように、ステータコア３１の径方向ＲＤの外側の端部において、軸線方向ＡＤに突出したコイルエンド３３を有している。

ステータ締結部１１１の締結部分１１４およびステータコア３１は、ステータ３０の径方向ＲＤの内側の端部が軸部分１１３に接し、径方向ＲＤに沿った一方の端面の一部が締結部分１１４に接するように配置された状態で、連通する貫通孔１１５および貫通孔３１１を有している。貫通孔１１５および貫通孔３１１は、軸線方向ＡＤに沿ってステータ締結部１１１からステータコア３１に亘って延びた挿入孔５０を構成する。挿入孔５０は、図２～図５に示すように、軸部分１１３とステータスロット３１２の間で、軸部分１１３の周りに円状に配置されている。挿入孔５０の断面は円状である。

各挿入孔５０には締結具６０が挿入されている。締結具６０は、挿入孔５０の内面に密接することで発生する摩擦力によってステータコア３１とステータ締結部１１１とを締結する。

締結具６０は、挿入孔５０に挿入された状態において、ステータコア３１側の端面６３が閉塞されると共に、ステータ締結部１１１側の端面６２が開口された中空部６１を有する円筒状のパイプ構造を有している。中空部６１は、冷却装置２００から導入される冷却媒体が流れる冷却媒体流路７０として用いられる。

また、締結具６０は、挿入孔５０に挿入された状態において、コイルエンド３３に対向する位置に、外面から中空部６１に繋がる貫通孔６４を有している。この貫通孔６４は冷却媒体流路７０としての中空部６１を流れる冷却媒体をコイルエンド３３へ向けて放出する放出部７４となる。

また、図２～図５に示すように、貫通孔３１１には、ステータスロット３１２に繋がる連通流路３１３が設けられている。そして、挿入孔５０としての貫通孔３１１に挿入された締結具６０には、連通流路３１３に接する位置に冷却媒体流路７０としての中空部６１に連通する連通孔６５が設けられている。これにより、冷却媒体流路７０を流れる冷却媒体を、連通流路３１３を介してステータスロット３１２に供給することができる。

なお、図２～図５に示すように、各挿入孔５０としての貫通孔３１１には、その外周側に順に配列されたステータスロット３１２が、複数（本例では、４つ）のスロットごとに割り当てられている。１つの貫通孔３１１に対応する４つのステータスロット３１２は、それぞれに設けられた連通流路３１３を介して対応する貫通孔３１１に接続されている。また、１つの貫通孔３１１に挿入された締結具６０には、連通流路３１３に接する位置に連通孔６５が設けられている。なお、１つのステータスロット３１２に繋がる連通流路３１３は、図２～図５に示した１箇所ではなく、軸線方向ＡＤに沿った複数の箇所において設けられることが好ましく、締結具６０には、１つのステータスロット３１２に繋がれる連通流路３１３の数に応じて、複数の連通孔６５が設けられることが好ましい。例えば、図６に示した締結具６０の平面図の例では、１つのステータスロット３１２に対して軸線方向ＡＤに沿った３箇所において連通流路３１３が設けられており、４つのステータスロット３１２に対応する１２個の連通孔６５が設けられている。

なお、締結具６０の外面には、図１に示すように、ステータ締結部１１１の貫通孔１１５の内面側との間に、冷却媒体の外部への漏れを防止するためのＯリング８２が設けられている。

図１に示すように、冷却装置２００のポンプ２１０から送り出されて熱交換器２２０によって冷却された冷却媒体は、冷却媒体流路７０へと供給される。冷却媒体流路７０を流れる冷却媒体は、上述したように、放出部７４からコイルエンド３３に向けて放出され、ステータコイル３２のコイルエンド３３を冷却する。また、冷却媒体流路７０を流れる冷却媒体は、上述したように（図２～図５参照）、連通孔６５および連通流路３１３を介してステータスロット３１２に供給され、ステータスロット３１２に装着されたステータコイル３２の部分を冷却する。ステータコイル３２を冷却した冷却媒体は、その後落下して、ステータコイル３２の径方向ＲＤの外側に配置されたロータ２０へと流動して、これらを冷却した後、冷却媒体溜り１１６に溜められる。冷却媒体溜り１１６に溜められた冷却媒体は、排出孔１１７からハウジング１０の外部に排出され、冷却装置２００内を循環して再び冷却媒体流路７０へと供給される。なお、冷却媒体としては、冷却オイルを用いることができ、冷却オイルとしては、軸受やギア等の潤滑オイル、例えば、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）を利用することができる。また、冷却媒体としては、冷却オイルに限定されるものではなく、冷却水等の種々の冷却媒体を用いることもできる。

締結具６０は、図７に示すように、締結前においては、挿入孔５０の内径よりも小さい外径を有している。このため、締結具６０を、挿入孔５０の入口５２から容易に挿入し、締結具６０の閉塞された端面６３側を挿入孔５０の出口５３から突出させ、連通流路３１３と連通孔６５との位置を合わせた状態となるように、配置することができる。そして、図７および図８に示すように、棒状の治具ＪＧを締結具６０の中空部６１内に圧入して、締結具６０の外面が挿入孔５０に密接するように、締結具６０を塑性変形させる。これにより、ステータコア３１の貫通孔３１１およびステータ締結部１１１の貫通孔１１５が、締結具６０との間で発生する摩擦力により締結される。なお、締結具６０としては、ステンレス、アルミニウム等の種々の塑性変形可能な金属材料で形成された締結具が利用される。

第１実施形態の回転電機１００では、上述したように、挿入孔５０に締結具６０を挿入することで、ステータコア３１をステータ締結部１１１に締結することができるので、ステータ３０をケース部１１の内部に収容した状態で締結することができる。

また、この締結具６０の中空部６１、すなわち、挿入孔５０の内部空間の一部をハウジング１０の外部から冷却媒体を導入する冷却媒体流路７０として用いることができる。そして、締結具６０のコイルエンド３３に対向する位置に設けられた貫通孔６４を放出部７４として、冷却媒体流路７０からコイルエンド３３に冷却媒体を供給することができる。また、ステータスロット３１２に繋がる連通流路３１３および締結具６０の連通孔６５を介して、冷却媒体流路７０からステータスロット３１２に装着されたステータコイル３２に冷却媒体を供給することができる。これらにより、放出部７４としての締結具６０の貫通孔６４を介して、および、締結具６０の連通孔６５とステータコア３１の連通流路３１３を介して、冷却媒体流路７０からハウジング１０内に冷却媒体を放出することができ、ハウジング１０内に配置されたステータ３０およびロータ２０を冷却することができる。

従って、第１実施形態の回転電機１００によれば、回転電機のハウジング内の構造の複雑化を抑制しつつ、ハウジング内に配置された回転電機の構成要素（ステータやロータの電機子等）の冷却効果を高めることが可能である。

また、ロータ２０およびステータ３０を、ステータコア３１が締結されるケース部１１の内部にケース部１１の開口から収容し、ケース１１の開口を蓋部１２で覆うことにより、ハウジング１０の内部に導入された冷却媒体の外部へ漏洩を抑制することが可能である。

なお、第１実施形態において、締結具６０の貫通孔６４である放出部７４は、「冷却媒体を放出する部分」に相当する。また、締結具６０の連通孔６５および連通流路３１３も、「冷却媒体を放出する部分」に含まれるとしてもよい。

Ｂ．第２実施形態：
第１実施形態では、上述したように、締結具６０を、連通流路３１３毎に設けられた複数の連通孔６５（図６）を有する構成とされたが、図９に示した締結具６０ａのように、複数の連通孔６５を連結した１つの連通孔６５ａを有する構成としてもよい。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果を有する。第２実施形態では、さらに、締結具６０を用いた場合に比べて、連通流路３１３と連通孔６５ａの軸線方向ＡＤにおける位置合わせが容易である。

なお、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、締結具６０ａの貫通孔６４である放出部７４は、「冷却媒体を放出する部分」に相当する。また、締結具６０の連通孔６５ａおよび連通流路３１３も、「冷却媒体を放出する部分」に含まれるとしてもよい。

Ｃ．第３実施形態：
第１実施形態では、上述のように、締結具６０を円筒形状とし、締結具６０を挿入する挿入孔５０の断面形状を円形とする構成とした（図２参照）が、これに限定されるものではない。図１０の回転電機１００ｂに示すように、締結具６０ｂを矩形筒形状とし、締結具６０ｂを挿入する挿入孔５０ｂの断面を矩形とする構成としてもよい。なお、図１０は、第３実施形態の回転電機１００ｂにおける第１実施形態の回転電機１００の図２に対応する断面を示している。締結具６０ｂには、図示は省略するが、第１実施形態の締結具６０の貫通孔６４および連通孔６５、あるいは、第２実施形態の締結具６０ａの貫通孔６４および連通孔６５ａと同様の貫通孔および連通孔が設けられる。本例では、第１実施形態の締結具６０の貫通孔６４および連通孔６５が設けられているものとする。

第３実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果を有する。また、第３実施形態では、円筒形の締結具６０を用いた場合に比べて、締結具６０ｂの位置合わせが容易である。

Ｄ．第４実施形態：
第４実施形態の回転電機１００ｃは、図１１および図１２に示すように、締結具６０ｃを用いている。図１１は図１に対応する回転電機１００ｃの断面図であり、図１２は図６に対応する締結具６０ｃの平面図である。第３実施形態の回転電機１００ｃは、第１実施形態の回転電機１００の締結具６０に代えて締結具６０ｃを用いた点が異なっている。

締結具６０ｃは、図１１および図１２に示すように、端面６２と同様に端面６３ｃも開口された中空部６１ｃを有する円筒形状を有している。また、締結具６０ｃは、複数の連通流路３１３に接し、連通流路３１３と中空部６１とを連通するために、一方の端面６２から他方の端面６３に亘って連続する連通孔６５ｃを有している。

締結具６０ｃによるステータコア３１のステータ締結部１１１への締結は、第１実施形態（図６，７）と同様の方法にて実行することができる。この場合、締結具６０ｃの中空部６１が冷却媒体流路７０ｃとなる。そして、締結具６０ｃの端面６３ｃの開口が冷却媒体流路７０ｃからコイルエンド３３への冷却媒体を供給する放出部７４ｃとなる。

第４実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果を有する。また、第４実施形態では、連通流路３１３に対して連通孔６５ｃが繋がるので、締結具６０を用いた場合に比べて、軸線方向ＡＤにおける締結具６０ｃの位置合わせが容易である。

なお、第４実施形態において、締結具６０ｃの端面６３ｃの開口である放出部７４ｃは、「冷却媒体を放出する部分」に相当する。また、締結具６０ｃの連通孔６５ｃおよび連通流路３１３も、「冷却媒体を放出する部分」に含まれるとしてもよい。

Ｅ．第５実施形態：
第５実施形態の回転電機１００ｄは、図１４に示すように、第３実施形態の回転電機１００ｂと同様に（図１０）、矩形筒形状の挿入孔５０ｄを有している。また、矩形筒形状の締結具６０ｂ（図１０）に代えて、図１３および図１４に示すように、平板状の締結具６０ｄが用いられている。締結具６０ｄは、挿入孔５０ｄの入口５２ｄにおいて、ステータ締結部１１１に密接するように径方向ＲＤに沿って折り曲げられると共に、挿入孔５０ｄの出口５３において、ステータコア３１に密接するように径方向ＲＤに沿って折り曲げられている。締結具６０ｄは、挿入孔５０ｄの内面に密接することで発生する摩擦力によってステータコア３１とステータ締結部１１１とを締結する。

締結具６０ｄによるステータコア３１のステータ締結部１１１への締結は、具体的には、以下のようにして実行することができる。図１５に示すように、まず、一方端が垂直に折れ曲がった平板状の締結具６０ｄを、挿入孔５０ｄに挿入する。そして、挿入孔５０ｄの出口５３ｄにおいて、締結具６０ｄの一方端の折れ曲がった部分とステータコア３１との接触面が密接するように、締結具６０ｄの他方端を引っ張りつつ、他方端を垂直に折り曲げてステータ締結部１１１に密接させる。これにより、ステータコア３１の貫通孔３１１ｄおよびステータ締結部１１１の貫通孔１１５ｄが、締結具６０ｄとの間で発生する摩擦力により締結される。この場合、挿入孔５０ｄの締結具６０ｄを除いた部分が冷却媒体流路７０ｄとなる。また、挿入孔５０ｄの出口５３ｄのうち締結具６０ｄを除いた開口が冷却媒体流路７０ｄからコイルエンド３３へ向けて冷却媒体を放出する放出部７４となる。

第５実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果を有する。また、第５実施形態は、第１実施形態の締結具６０のような連通流路３１３と連通孔６５との位置合わせが不要である点で好ましい。但し、ステータコア３１をステータ締結部１１１へ締結する締結力の点では、第１～第４実施形態の方が第５実施形態に比べて高い締結力を有する点で好ましい。

なお、第５実施形態において、挿入孔５０ｄの出口５３ｄのうち締結具６０ｄを除いた開口である放出部７４ｄは、「冷却媒体を放出する部分」に相当する。また、連通流路３１３も、冷却媒体を放出する部分」に含まれるとしてもよい。

Ｆ．他の実施形態：
Ｆ１．他の実施形態１：
上記実施形態では、円形状の挿入孔５０に対応する締結具６０（第１実施形態）、締結具６０ａ（第２実施形態）および締結具６０ｃ（第４実施形態）、ならびに、矩形状の挿入孔５０ｄに対応する締結具６０ｂ（第３実施形態）について説明した。挿入孔の断面は円形状や矩形状に限定されるものではなく、種々の多角形状としてもよい。そして、締結具の形状も、挿入孔の形状に合わせて種々の多角形筒形状としてもよい。このようにしてもよい、各実施形態の回転電機１００～１００ｃと同様な効果を得ることができる。

Ｆ２．他の実施形態２：
第５実施形態では、断面が矩形状の挿入孔５０ｄに対して、平板状の締結具６０ｄを用いた場合について説明した。平板状の締結具６０ｄは、種々の多角形状の挿入孔にも適用可能である。このようにしても、第５実施形態の回転電機１００ｄと同様な効果を得ることができる。

Ｆ３．他の実施形態３：
第５実施形態および他の実施形態２では、平板状の締結具６０ｄを例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、断面がｎ角形状の挿入孔５０ｄの場合、締結具を、（ｎ－１）面以下の連続する複数の面に密接するように折れ曲がった板とし、板の各面において、それぞれ、挿入孔５０ｄの出口５３においてステータコア３１に密接するように折れ曲がり、挿入孔５０ｄの入口５２においてステータ締結部１１１に密接するように折れ曲がった形状を有していてもよい。このようにしてもよい、第５実施形態の回転電機１００ｄと同様な効果を得ることができる。

Ｆ４．他の実施形態４：
上記第１実施形態では、１つの冷却媒体流路７０に対して４つのステータスロット３１２が割り当てられて、冷却媒体流路７０から連通流路３１３を介して冷却媒体が供給される構成を例として説明した。しかしながら、これに限定されるものではなく、１つの冷却媒体流路に対して３つ以下、あるいは、５つ以上のステータスロットが割り当てられる構成、すなわち、１つの冷却媒体に対して複数のステータスロットが割り当てられる構成としてもよい。

Ｆ５．他の実施形態５：
上記各実施形態の回転電機１００，１００ｂ～１００ｄは、アウターロータ形の誘電モータを例に説明したが、例えば、図１６および図１７に一例として示すような、インナーロータ形の誘導モータを用いた回転電機１００ｅにおいても同様に適用可能である。なお、図１６では、図１と同様に、軸線ＡＸに沿った回転電機１００ｅの断面を概略的に示している。また、図１７では、図２と同様に、図１６における１７－１７断面を概略的に示している。以下では、図１６および図１７に示したインナーロータ形の誘導モータを用いた回転電機１００ｅの構成を簡単に説明する。回転電機１００ｅは、径方向ＲＤの中央にロータ２０ｅが配置され、ロータ２０ｅの外周にステータ３０ｅが配置されている。

図１６に示すように、ロータ２０ｅのロータコア２２の内部に軸線ＡＸに沿って回転軸４０ｅが貫通配置され、ロータコア２２は回転軸４０ｅと一体となるように固定されている。図１７に示すように、ロータコア２２は、二次導体２３を径方向ＲＤの外側の端部に保持する。図１６に示すように、回転軸４０ｅは、軸線ＡＸの両端に設けられた一対の軸受８０を介して、ハウジング１０に回転可能に固定されている。

図１７に示すように、ステータ３０ｅのステータコア３１は、円筒状の内周側に内周縁に沿って配置された複数のステータスロット３１２を有している。各ステータスロット３１２には、巻回形成されたステータコイル３２が装着されている。

図１６に示すように、ステータ３０ｅのステータコア３１の径方向ＲＤの外側の端部および、径方向ＲＤに沿った一方の端面の一部がケース部１１に接するように配置され、締結具６０によって締結される。

インナーロータ形の誘導モータを用いた回転電機１００ｅにおいても、各実施形態や上記他の実施形態と同様な効果を得ることができる。

また、誘導モータでなく磁石を利用した永久磁石式モータや、リラクタンストルクにより回転トルクを得るリラクタンスモータにおいても同様に適用可能である。また、電動機に限らず、発電機に適用してもよい。これらのようにしても、各実施形態や上記他の実施形態と同様な効果を得ることができる。

Ｆ６．他の実施形態６：
上記各実施形態および他の実施形態では、ハウジング１０の内部に冷却媒体を放出する部分として、コイルエンド３３に冷却媒体を放出する放出部７４，７４ｃ，７４ｄと、ステータコイル３２内において、ステータスロット３１２内へ冷却媒体を供給する連通流路３１３の両方を含む場合を例に説明した。しかしながら、いずれか一方のみを備える構成としても良い。

Ｆ７．他の実施形態７：
上記各実施形態および他の実施形態では、締結具と挿入孔の内面に密接した摩擦力によりステータコアとハウジングとを締結する構造を例に説明した。しかしながら、ステータコアとハウジングとを締結する構造としては、これに限定されるものではない。例えば、締結具と挿入孔の内面とが溶接された溶接部を介して、ステータコアとハウジングとが締結される構造としてもよい。また、締結具と挿入孔の内面との間の接着剤層を介して、すなわち、締結具が挿入孔の内面に接着剤で接着されることで、ステータコアと前記ハウジングとが締結される構造としてもよい。これらの場合、締結具の構造に特に限定はない。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…ハウジング、１１…ケース部、２０…ロータ、３０…ステータ、３１…ステータコア、３２…ステータコイル、５０，５０ｂ～５０ｄ…挿入孔、５３ｄ…出口、６０，６０ａ～６０ｄ…締結具、７４，７４ｃ，７４ｄ…放出部、６５，６５ａ，６５ｃ…連通孔、７０，７０ｂ～７０ｄ…冷却媒体流路、３１３…連通流路、ＡＸ…軸線

Claims (6)

1. ハウジング（１０）の内部に配置されたロータ（２０）とステータ（３０）とを有する回転電機（１００，１００ｂ～１００ｄ）であって、
   前記ステータは、
   ステータコア（３１）と、
   前記ステータコアに装着されたステータコイル（３２）と、
   を有し、
   前記ハウジングおよび前記ステータコアは、前記ステータコアが前記ハウジング内に配置された状態で、前記ハウジングから前記ステータコアに亘って延びた挿入孔（５０，５０ｂ～５０ｄ）を有し、前記挿入孔に挿入された締結具（６０，６０ａ～６０ｄ）で締結され、
   前記挿入孔の内部空間の一部は、前記ハウジングの外部から冷却媒体を導入する冷却媒体流路（７０，７０ｂ～７０ｄ）であり、
   前記冷却媒体流路は、前記ハウジングの内部に前記冷却媒体を放出する部分（７４，７４ｃ，７４ｄ，６５，６５ａ，６５ｃ，３１３）を有し、
   前記ステータコアは、前記冷却媒体流路から前記ステータコイルが挿入されるステータスロット（３１２）に繋がり、前記冷却媒体が前記ステータスロット内へ供給される連通流路（３１３）を有する、
   ことを特徴とする回転電機。
2. 請求項１に記載の回転電機であって、
   前記挿入孔は、前記ハウジングおよび前記ステータコアを貫通しており、
   前記締結具（６０，６０ａ，６０ｂ）は、前記挿入孔に挿入された状態において、
   前記締結具の両側の端面のうち、前記ステータコアから突出した端面（６３）が閉塞され、前記ハウジング側の端面（６２）が開口された中空部であって、前記冷却媒体流路とされる中空部（６１，６１ｂ）を有し、
   前記ステータコアから突出した部分において、前記中空部に連通し、前記冷却媒体を放出する部分とされる放出部（７４）を有する、
   回転電機。
3. 請求項１から請求項２のいずれか一項に記載の回転電機であって、
   前記締結具は、前記挿入孔の内面に密接した摩擦力により前記ステータコアと前記ハウジングとを締結する構造を有する、回転電機。
4. 請求項１から請求項２のいずれか一項に記載の回転電機であって、
   前記締結具と前記挿入孔の内面とが溶接された溶接部を介して、前記ステータコアと前記ハウジングとが締結された構造を有する、回転電機。
5. 請求項１から請求項２のいずれか一項に記載の回転電機であって、
   前記締結具と前記挿入孔の内面との間の接着剤層を介して、前記ステータコアと前記ハウジングとが締結された構造を有する、回転電機。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の回転電機であって、
   前記ハウジングは、前記ステータコアが締結される第１部分（１１）と、前記ステータおよび前記ロータを覆う第２部分（１２）と、を含む、回転電機。

Images