KR102605219B1

KR102605219B1 - 회전 전기 기기

Info

Publication number: KR102605219B1
Application number: KR1020220084298A
Authority: KR
Inventors: 가츠히토 나이토; 다이헤이 고야마; 게이 야스무로; 도시오 하세베; 가즈노리 야마와키
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바; 도시바 인프라 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2021-09-21
Filing date: 2022-07-08
Publication date: 2023-11-24
Also published as: EP4152567B1; CN115842423A; EP4152567A1; JP2023044979A; KR20230042550A

Abstract

회전 전기 기기
실시 형태의 과제는, 냉각성이 향상된 회전 전기 기기를 제공하는 데 있다.
실시 형태에 따르면, 회전 전기 기기는, 고정자 철심(24) 및 고정자 코일(26)을 갖는 고정자(12)와, 고정자 철심의 일단부면을 덮은 제1 브래킷(16)과, 고정자 철심의 타단부면을 덮은 제2 브래킷(18)과, 회전자(28)를 구비하고 있다. 고정자 철심의 외주에 마련된 제1 유로 형성부(40)는, 고정자 철심의 축방향의 일단으로부터 타단까지 연장되는 제1 유로(F1)와, 제1 유로의 직경 방향의 외측에 마련되어 고정자 철심의 축방향의 일단으로부터 타단까지 연장되는 제2 유로(F2)를 갖고 있다. 제1 브래킷은, 고정자 철심의 일단부면에 대향하는 개구단을 갖는 환상의 주위벽(16a)과, 고정자 철심의 일단부면과 간격을 두고 대향하는 저벽(16b)과, 주위벽의 일부로 구성된 제2 유로 형성부(48)를 갖고 있다. 제2 유로 형성부는, 외기 유로(RA) 및 내기 유로(RI)를 형성하고 있다.

Description

회전 전기 기기{ROTATING ELECTRIC MACHINE}

본 출원은, 일본 특허 출원 2021-153136(출원일: 2021년 9월 21일)을 기초로 하고, 이 출원으로부터 우선권의 이익을 향수한다. 본 출원은, 이 출원을 참조함으로써, 동 출원의 내용 모두를 포함한다.

여기서 설명하는 실시 형태는, 회전 전기 기기에 관한 것이다.

근년, 회전자의 자극에 영구 자석을 배치한 영구 자석형의 회전 전기 기기가 제안되어 있다. 또한, 차량 구동용의 회전 전기 기기는, 소형화 및 고출력화가 요구되고 있다. 고출력화에 수반하여, 고정자 코일 및 영구 자석의 온도 상승이 문제가 될 수 있다. 그 때문에, 회전 전기 기기의 냉각성을 강화할 필요가 있다.

본 발명의 실시 형태의 과제는, 냉각성이 향상된 회전 전기 기기를 제공하는 데 있다.

실시 형태에 따르면, 회전 전기 기기는, 축방향의 일단에 위치하는 제1 단부면 및 상기 축방향의 타단에 위치하는 제2 단부면과, 외주면을 갖는 통 형상의 고정자 철심과, 상기 고정자 철심에 설치된 고정자 코일과, 상기 고정자 철심의 외주에 마련되어, 상기 고정자 철심의 축방향의 일단으로부터 타단까지 연장되는 제1 유로와 상기 고정자 철심의 직경 방향에 있어서 상기 제1 유로의 외측에 위치하여 상기 고정자 철심의 축방향의 일단으로부터 타단까지 연장되는 제2 유로를 형성하고 있는 제1 유로 형성부를 구비하는 고정자와; 상기 제1 단부면에 대향하는 개구단을 갖는 환상의 주위벽과, 상기 제1 단부면에 간격을 두고 대향하는 저벽과, 상기 주위벽의 일부에서 형성된 제2 유로 형성부를 갖는 제1 브래킷과; 상기 제2 단부면에 대향하는 개구단을 갖는 환상의 주위벽과, 상기 제2 단부면에 간격을 두고 대향하는 저벽을 갖는 제2 브래킷을 구비하고 있다. 상기 제1 브래킷의 상기 제2 유로 형성부는, 상기 주위벽의 상기 개구단으로부터 직경 방향으로 연장 돌출되어 둘레 방향의 폭을 갖는 제1 단부벽과, 상기 제1 단부벽의 상기 둘레 방향의 일단 및 타단으로부터 각각 상기 저벽까지 상기 축방향으로 연장되어 있음과 함께 상기 직경 방향으로 기립 설치되어 상기 둘레 방향으로 간격을 두고 서로 대향한 한 쌍의 제1 측벽과, 상기 한 쌍의 제1 측벽 사이에 위치하여, 상기 제1 단부벽의 상기 개구단의 측의 단부로부터 상기 저벽까지 상기 축방향으로 연장되어 상기 둘레 방향의 제1 폭을 갖는 제1 저벽과, 상기 한 쌍의 제1 측벽 사이에 위치하여, 상기 제1 단부벽으로부터 상기 저벽까지 상기 축방향으로 연장되어 상기 둘레 방향의 제1 폭을 갖고, 상기 직경 방향으로 간격을 두고 상기 제1 저벽에 대향하는 제1 격벽과, 상기 한 쌍의 제1 측벽 사이에 위치하여, 상기 제1 단부벽의 연장 돌출측의 단부로부터 상기 저벽까지 상기 축방향으로 연장되어 상기 둘레 방향의 제1 폭을 갖고, 상기 직경 방향으로 간격을 두고 상기 제1 격벽에 대향하는 제1 천장벽과, 상기 제1 단부벽에 형성되어 상기 둘레 방향의 소정 폭을 갖고, 상기 제1 유로의 일단에 대향하는 제1 유출구와, 상기 제1 단부벽에 형성되어 상기 둘레 방향의 소정 폭을 갖고, 상기 제1 유출구에 대하여 상기 직경 방향의 외측에 위치하여 상기 제2 유로의 일단에 대향하는 제2 유출구와, 상기 제1 저벽에 형성되어 상기 저벽에 인접하여 위치하여, 상기 둘레 방향의 제1 폭을 갖는 제1 유입구와, 상기 제1 저벽에 형성되어 상기 제1 유입구에 대하여 상기 제1 단부벽의 측에 위치하여, 상기 제1 폭보다도 작은 상기 둘레 방향의 제2 폭을 갖는 제2 유입구와, 상기 제1 격벽에 형성되어 상기 제2 유입구에 대향하여 위치하여, 상기 제1 폭보다도 작은 상기 둘레 방향의 제3 폭을 갖는 유통구와, 상기 제1 저벽과 상기 제1 격벽 사이에 위치하여, 상기 제1 저벽에 연결되어 상기 제2 유입구의 주위에 위치하는 일단과 상기 제1 격벽에 연결되어 상기 유통구의 주위에 위치하는 타단을 갖는 통 형상의 제2 격벽을 구비하고 있다. 상기 제1 저벽, 상기 제1 격벽, 상기 한 쌍의 제1 측벽 및 상기 제2 격벽에 의해, 상기 제1 유입구와 상기 제1 유출구를 연결하는 외기 유로가 형성되고, 상기 제1 격벽, 상기 제1 천장벽, 상기 한 쌍의 제1 측벽 및 상기 제2 격벽에 의해, 상기 제2 유입구와 상기 제2 유출구를 연결하는 내기 유로가 형성되어 있다.

도 1은, 실시 형태에 관한 회전 전기 기기의 외관을 나타내는 사시도.
도 2는, 제1 브래킷 및 커버판을 분해하여 나타내는 상기 회전 전기 기기의 분해 사시도.
도 3은, 도 1의 선A-A를 따른 상기 회전 전기 기기의 단면도.
도 4는, 도 3의 선C-C를 따른 제1 브래킷 부분의 단면도.
도 5는, 도 3의 선D-D를 따른 제1 브래킷 부분의 단면도.
도 6은, 도 3의 선B-B를 따른 상기 회전 전기 기기의 단면도.
도 7은, 상기 회전 전기 기기의 일부 종단면을 나타내는 상기 회전 전기 기기의 단면도.
도 8은, 제1 브래킷의 외기 유로 및 내기 유로를 모식적으로 나타내는 사시도.
도 9는, 도 8의 선F-F를 따른 유로 형성부의 단면을 포함하는 사시도.
도 10은, 도 8의 선G-G를 따른 유로 형성부의 단면을 포함하는 사시도.
도 11은, 도 8의 선H-H를 따른 유로 형성부의 단면을 포함하는 사시도.
도 12는, 도 3의 선E-E를 따른 제2 브래킷 부분의 단면도.

이하 도면을 참조하면서, 실시 형태에 관한 회전 전기 기기에 대하여 설명한다.

또한, 개시는 어디까지나 일례에 지나지 않고, 당업자에게 있어서, 발명의 주지를 유지한 적의 변경이며 용이하게 상도할 수 있는 것에 대해서는, 당연히 본 발명의 범위에 포함되는 것이다. 실시 형태를 통해 공통의 구성에는 동일한 부호를 붙이는 것으로 하고, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 각 도면은 실시 형태와 그 이해를 촉진시키기 위한 모식도이고, 그 형상이나 치수, 비 등은 실제의 장치와 다른 개소가 있지만, 이것들은 이하의 설명과 공지의 기술을 참작하여 적절히, 설계 변경할 수 있다.

(실시 형태)

도 1은, 실시 형태에 관한 회전 전기 기기의 외관을 나타내는 사시도, 도 2는, 제1 브래킷 및 커버판을 분해하여 나타내는 회전 전기 기기의 분해 사시도, 도 3은, 도 1의 선A-A를 따른 회전 전기 기기의 단면도이다. 이하의 설명에 있어서, 회전 전기 기기의 중심 축선 C1의 방향을 축방향, 중심 축선 C1과 직교하는 방향을 직경 방향, 중심 축선 C1 주위로 주회하는 방향을 둘레 방향이라고 칭한다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 회전 전기 기기(10)는, 소위 완전 폐쇄형의 회전 전기 기기로서 구성되어 있다. 회전 전기 기기(10)는, 고정자(12)와, 고정자(12)의 축방향의 일단부면에 고정된 제1 철심 누름부(14a) 및 고정자(12)의 축방향의 타단부면에 고정된 제2 철심 누름부(14b)와, 제1 철심 누름부(14a)에 고정되어 고정자(12)의 일단측(구동측)을 덮는 주발 형상의 제1 브래킷(16)과, 제2 철심 누름부(14b)에 고정되어 고정자(12)의 타단측(비구동측)을 덮는 주발 형상의 제2 브래킷(18)과, 고정자(12)의 외주에 고정된 복수매, 예를 들어 4장의 커버판(20)을 구비하고 있다. 제1 브래킷(16) 및 제2 브래킷(18)은, 고정자(12)와 함께, 내부가 밀폐된 케이스(외피)를 구성하고 있다. 제1 브래킷(16) 및 제2 브래킷(18)에는, 후술하는 베어링 B1, B2를 내장한 베어링 하우징이 설치되어 있다. 케이스 내에, 고정자(12)에 대하여 회전 가능한 후술하는 회전자(28)가 마련되어 있다. 회전자의 회전 샤프트는, 축방향의 양단부가 베어링에 의해 지지되어, 중심 축선 C1의 주위에서 회전 가능하게 배치되어 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 고정자(12)는, 대략 환상 혹은 원통 형상의 고정자 철심(24)과, 고정자 철심에 감긴 고정자 코일(26)을 갖고 있다. 고정자 철심(24)은, 자성재, 예를 들어 규소 강판을 포함하는 환상의 금속 박판(전자 강판) P1을 축방향으로 다수매 적층하여 구성되어 있다. 고정자 코일(26)은, 고정자 철심(24)의 복수의 슬롯에 배치되어 있음과 함께, 고정자 철심(24)의 축방향의 일단부면(24a) 및 타단부면(24b)으로부터 축방향으로 연장된 코일 엔드(27a, 27b)를 갖고 있다. 고정자 철심(24)의 축방향의 일단부면 및 타단부면에 겹쳐서 제1 철심 누름부(14a) 및 제2 철심 누름부(14b)가 배치되고, 고정자 철심(24)을 축방향의 양측으로부터 끼워서 보유 지지하고 있다.

제1 브래킷(16)은, 예를 들어 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 주발 형상으로 형성되어, 대략 원통 형상의 주위벽(16a)과 주위벽(16a)의 일단측을 폐색하고 있는 원반 형상의 저벽(16b)을 일체로 갖고 있다. 제1 브래킷(16)은, 주위벽(16a)의 개구측의 단을 제1 철심 누름부(14a)에 고정함으로써, 중심 축선 C1과 동축적으로 배치되어 고정자(12)의 구동측을 덮고 있다. 저벽(16b)은, 고정자 철심(24)의 일단부면에 축방향의 간격을 두고 대향하고 있다. 저벽(16b)의 중앙부에 환상의 제1 베어링 브래킷(53)이 볼트로 체결되어 있다. 제1 베어링 브래킷(53)의 중앙부에, 제1 베어링 B1을 내장한 제1 베어링 하우징(54)이 체결되어 있다. 제1 베어링 B1의 주위에 있어서, 제1 베어링 브래킷(53)에 복수의 흡기구(55)가 마련되어 있다.

도 4는, 도 3의 선C-C를 따른 제1 브래킷(16)의 횡단면도이다. 도시한 바와 같이, 제1 베어링 브래킷(53)에 복수의 흡기구(55)가 마련되어 있다. 복수의 흡기구(55)는, 회전 샤프트(30)의 주위에 위치하여, 둘레 방향으로 등간격을 두고 배열되어 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 제2 브래킷(18)은, 예를 들어 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 대략 주발 형상으로 형성되어, 대략 원통 형상의 주위벽(18a)과 주위벽(18a)의 일단측을 폐색하고 있는 원반 형상의 저벽(18b)과 저벽(18b)의 내면측에 마련되어 주위벽(18a)에 간격을 두고 대향한 환상의 격벽(18c)을 일체로 갖고 있다. 제2 브래킷(18)은, 주위벽(18a)의 개구측의 단을 제2 철심 누름부(14b)에 고정함으로써, 중심 축선 C1과 동축적으로 배치되어 고정자(12)의 비구동측을 덮고 있다. 저벽(18b)의 중앙부에, 제2 베어링 B2를 내장한 제2 베어링 하우징(62)이 체결되어 있다. 제2 베어링 B2의 주위에 있어서, 저벽(18b)에 복수의 흡기구(55)가 마련되어 있다.

회전자(28)는, 회전 샤프트(30)와, 회전자 철심(32)과, 회전자 철심(32)에 매립된 복수개의 영구 자석 M을 구비하고 있다. 회전 샤프트(30)는, 중심 축선 C1과 동축적으로 케이스 내에 배치되어, 축방향의 일단 및 타단이 각각 제1 베어링 B1, 제2 베어링 B2에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 회전 샤프트(30)의 한쪽의 단부는 베어링 B1을 통해 기외로 연장 돌출되어, 구동 단부(30a)를 구성하고 있다.

회전자 철심(32)은, 자성재, 예를 들어 규소 강판을 포함하는 환상의 금속 박판(전자 강판) P2를 축방향으로 다수매 적층하여 구성되어, 대략 원통 형상으로 형성되어 있다. 회전자 철심(32)은, 회전 샤프트(30)의 축방향의 대략 중앙부에 설치되어, 고정자 철심(24)의 내측에, 중심 축선 C1과 동축적으로 배치되어 있다. 회전자 철심(32)의 외주면은, 간극(에어 갭)을 두고, 고정자 철심(24)의 내주면에 대향하고 있다. 회전자 철심(32)의 축방향 길이는, 고정자 철심(24)의 축방향 길이와 대략 동등하게 형성되고, 회전자 철심(32)은 전체 길이에 걸쳐서 고정자 철심(24)에 대향하고 있다.

회전자 철심(32)의 외주부에는, 각각 축방향으로 연장되는 복수의 자석 매립 구멍(50)이 형성되고, 둘레 방향으로 간격을 두고 나열되어 있다. 자석 매립 구멍(50)은, 회전자 철심(32)을 축방향으로 관통하여 형성되고, 회전자 철심(32)의 양 단부면에 개구되어 있다. 각 자석 매립 구멍(50)에 직사각형 판 형상의 영구 자석 M이 장전되어 있다. 영구 자석 M은, 회전자 철심(32)을 축방향의 전체 길이에 걸쳐서 연장되어 있다.

회전자 철심(32)은, 회전 샤프트(30)에 설치된 한 쌍의 원판 형상의 철심 누름부(28a, 28b)에 의해, 축방향 양 단부면으로부터 끼워지도록 지지되어 있다. 철심 누름부(28a, 28b)는, 환상으로 형성되고, 그 외경은, 회전자 철심(32)의 외경보다도 약간 작게 형성되어 있다.

회전자 철심(32)과 제1 베어링 B1 사이에서 회전 샤프트(30)에 제1 팬 FA가 설치되어, 회전 샤프트(30)와 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 회전자 철심(32)과 제2 베어링 B2 사이에서 회전 샤프트(30)에 제2 팬 FB가 설치되어, 회전 샤프트(30)와 일체로 회전 가능하게 되어 있다.

제1 팬 FA는, 원심형의 팬으로서 구성되어, 회전에 의해 반경 방향으로 바람을 발생시킨다. 제1 팬 FA는, 나팔 형상 혹은 부채 형상의 팬 본체(70a)를 구비하고 있다. 팬 본체(70a)는 회전 샤프트(30)에 고정되어, 회전자 철심(32)측으로부터 제1 브래킷(16)을 향하고, 또한 직경 방향의 외주측으로 넓어지면서 연장 돌출되어 있다. 팬 본체(70a)의 외주연부는, 제1 브래킷(16)의 주위벽(16a)의 내측에 위치하여, 주위벽(16a)의 일부와 직경 방향으로 나란하게 배치되어 있다. 이 외주주연부는, 주위벽(16a)의 내주부와 원환상의 미소 간극을 두고 서로 걸림 결합되어 있다. 원환상의 미소 간극부는, 서로 요철 형상의 대략 2단 구조로 형성되고, 래비린스 구조부 X를 형성하고 있다.

제1 브래킷(16)의 내부 공간은, 팬 본체(70a)에 의해, 제1 팬 FA와 저벽(16b) 사이에 규정된 외측 공간 OA와, 제1 팬 FA와 고정자(12) 사이에 규정된 내측 공간 IA로 구획되어 있다. 제1 브래킷(16)의 흡기구(55)는 외측 공간 OA에 연통되어 있다.

도 5는, 도 3의 선D-D를 따른 제1 브래킷(16) 부분의 횡단면도이다. 도시한 바와 같이, 제1 팬 FA는, 팬 본체(70a)의 고정자 철심(24)의 측의 내면에 간극을 두고 대향 배치된 환상의 내부 슈라우드(72)와, 팬 본체(70a)의 내면과 내부 슈라우드(72) 사이에 마련된 복수매의 내부 블레이드(73)와, 팬 본체(70a)의 제1 베어링 B1의 측의 외면에 마련된 복수매의 외부 블레이드(74)를 갖고 있다. 내부 블레이드(73)는, 둘레 방향으로 일정한 간격을 두고 마련되어, 내측 공간 IA에 위치하고 있다. 외부 블레이드(74)는, 둘레 방향으로 일정한 간격을 두고 마련되어, 외측 공간 OA에 위치하고 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 제2 팬 FB는, 원심형의 팬으로서 구성되어, 회전에 의해 반경 방향으로 바람을 발생시킨다. 제2 팬 FB는, 나팔 형상 혹은 부채 형상의 팬 본체(76a)를 갖고 있다. 팬 본체(76a)는 철심 누름부(28b)를 통해 회전 샤프트(30)에 고정되어, 회전자 철심(32)측으로부터 제2 브래킷(18)의 저벽(18b)을 향하고, 또한 직경 방향의 외주측으로 넓어지면서 연장 돌출되어 있다. 팬 본체(76a)의 외주연부는, 제2 브래킷(18)의 격벽(18c)의 내측에 위치하여, 격벽(18c)과 직경 방향으로 나란하게 배치되어 있다. 이 외주연부는, 격벽(18c)의 내주부와 원환상의 미소 간극을 두고 서로 걸림 결합되어 있다. 원환상의 미소 간극부는, 서로 요철 형상의 대략 2단 구조로 형성되어, 래비린스 구조부 X를 형성하고 있다.

제2 브래킷(18)의 내부 공간은, 팬 본체(76a) 및 격벽(18c)에 의해, 제2 팬 FB와 저벽(18b) 사이에 규정된 외측 공간 OA와, 제2 팬 FB와 고정자(12) 사이에 규정된 내측 공간 IA로 구획되어 있다. 제2 브래킷(18)의 흡기구(65) 및 토출구는 외측 공간 OA에 연통되어 있다.

제2 팬 FB는, 팬 본체(76a)의 제2 베어링 B2의 측의 외면에 간극을 두고 대향 배치된 환상의 외부 슈라우드(77)와, 팬 본체(76a)와 외부 슈라우드(77) 사이에 마련된 복수매의 외부 블레이드(78)를 갖고 있다. 외부 블레이드(78)는, 둘레 방향으로 일정한 간격을 두고 마련되어, 외측 공간 OA에 위치하고 있다.

도 6은, 도 3의 선B-B를 따른 고정자 및 회전자의 단면도이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서, 회전자(28)는, 복수 자극, 예를 들어 6자극으로 구성되어 있다. 회전자 철심(32)에는, 1자극마다, 2개의 영구 자석 M이 매설되어 있다. 중심 축선 C1 및 둘레 방향의 자극 중심을 통과하여 방사 방향으로 연장되는 축을 자극 중심축(d축)으로 한 경우, 각 d축의 둘레 방향 양측에 자석 매립 구멍(50)이 마련되어 있다. 자석 매립 구멍(50)은, 영구 자석 M의 형상에 대응한 대략 직사각형의 단면 형상을 갖고, 각각 d축에 대하여 경사져 있다. 2개의 영구 자석 M은, 각각 자석 매립 구멍(50) 내에 장전 및 배치되어 있다. 영구 자석 M은, 예를 들어 접착제 등에 의해 회전자 철심(32)에 고정되어도 된다.

영구 자석 M은, 예를 들어 횡단면이 직사각 형상의 가늘고 긴 평판 형상으로 형성되어, 회전자 철심(32)의 축방향의 전체 길이에 걸쳐서 배치되어 있다. 각 자석 매립 구멍(50)은, 영구 자석 M이 장전된 대략 직사각 형상의 장전 영역과, 장전 영역의 길이 방향의 일단으로부터 d축의 측으로 팽출된 내주측 공극(50a)과, 장전 영역의 길이 방향의 타단으로부터 회전자 철심(32)의 외주면의 측으로 팽출된 외주측 공극(50b)을 갖고 있다. 2개의 자석 매립 구멍(50) 및 2개의 영구 자석 M은, 내주측의 단이 d축을 사이에 두고 인접 대향하고, 외주측의 단이 d축으로부터 둘레 방향으로 이격되고 또한 회전자 철심(32)의 외주면의 근방에 위치하여, 대략 V자 형상으로 나란하게 배치되어 있다. 후술하는 바와 같이, 각 자석 매립 구멍(50)의 내주측 공극(50a) 및 외주측 공극(50b)을 통해 냉각 공기를 유통 가능하게 하고 있다.

고정자 철심(24)의 내주부에는, 복수의 슬롯(36)이 형성되어 있다. 복수의 슬롯(36)은, 둘레 방향으로 등간격을 두고 나열되어 있다. 각 슬롯(36)은, 고정자 철심(24)의 내주면에 개구되어, 이 내주면으로부터 방사 방향으로 연장되어 있다. 각 슬롯(36)은, 고정자 철심(24)의 축방향의 전체 길이에 걸쳐서 연장 돌출되어 있다. 복수의 슬롯(36)을 형성함으로써, 고정자 철심(24)의 내주부는, 회전자(28)에 면하는 복수의 티스(38)를 구성하고 있다.

고정자 코일(26)은, 예를 들어 복수개의 평각도체로 구성되어 있다. 고정자 코일(26)은, 각 슬롯(36)에 2개씩 배치되어, 티스(38)에 감겨 있다. 고정자 코일(26)에 전류를 흐르게 함으로써, 고정자(12)(티스(38))에 소정의 쇄교 자속이 형성된다.

본 실시 형태에 있어서, 고정자(12)는, 그 외주부의 복수 개소, 예를 들어 4군데에 마련된 유로 형성부(제1 유로 형성부)(40)를 갖고 있다. 4개의 유로 형성부(40)는, 둘레 방향으로 등간격, 예를 들어 90도 이격하여 위치하고 있다. 각 유로 형성부(40)는, 고정자 철심(24)을 구성하는 각 전자 강판 P1의 외주로부터 직경 방향 외측으로 연장 돌출된 격자 형상의 리브(42)를 갖고 있다. 리브(42)는, 대략 원호 형상의 메인 리브(42a)를 갖고 있다. 메인 리브(42a)는, 전자 강판 P1의 외주연의 1군데로부터 둘레 방향으로 이격된 다른 개소까지 직경 방향 외측으로 연장 돌출되고, 외주연과 간격을 두고 대향하고 있다. 메인 리브(42a)와 전자 강판 P1의 외주연 사이에 제1 유로 F1이 규정되어 있다. 또한, 리브(42)는, 각각 전자 강판 P1의 외주연으로부터 메인 리브(42a)까지 직경 방향으로 연장되어 제1 유로 F1을 둘레 방향으로 복수로 구획되어 있는 복수의 제1 정류 리브(42b)와, 메인 리브(42a)의 외주연으로부터 직경 방향 외측으로 각각 연장 돌출된 복수의 제2 정류 리브(42c)를 일체로 포함하고 있다.

다수매의 전자 강판 P1을 동심상으로 적층함으로써, 리브(42)가 축방향으로 나란하게 위치한다. 이로써, 리브(42)와 고정자 철심(24)의 외주면 사이에, 축방향으로 연속해서 연장되는 제1 유로 F1이 형성되어 있다. 제1 정류 리브(42b)는, 제1 유로 F1 내에 위치하여, 정류판으로서 기능할 수 있다.

유로 형성부(40)는 커버판(20)을 갖고 있다. 커버판(20)은, 리브(42)를 덮어 배치되고, 커버판(20)의 양 측연부가 고정자 철심(24)의 외주에 고정되어, 예를 들어 용접되어 있다. 커버판(20)의 대향하는 한 쌍의 단부 에지는, 제1 철심 누름부(14a) 및 제2 철심 누름부(14b)에 각각 용접되어 있다. 고정자 철심(24)의 외주면 및 메인 리브(42a)의 외주면과 커버판(20)의 내면에 의해 제2 유로 F2가 규정되어 있다. 제2 유로 F2는, 고정자 철심(24)의 축방향의 일단으로부터 축방향의 타단까지 축방향으로 연속해서 연장되어 있다. 제2 정류 리브(42c)는, 제2 유로 F2 내에 위치하여, 정류판으로서 기능할 수 있다.

도 7은, 회전 전기 기기의 일부의 종단면을 나타내는 회전 전기 기기의 사시도이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서, 고정자 철심(24)을 구성하는 다수매의 전자 강판 P2는, 중심 축선 C1의 주위에서, 몇 번씩 순차 회전 방향으로 어긋나게 한 상태에서 적층되어 있다. 이로써, 각 유로 형성부(40)의 제1 유로 F1은, 축방향에 대하여 소정 각도 경사져서 연장되어 있다. 마찬가지로, 제2 유로 F2 내에 위치하는 복수의 제2 정류 리브(42c)는, 축방향에 대하여 소정 각도 경사져서 연장되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 고정자(12)의 제1 철심 누름부(14a) 및 제2 철심 누름부(14b)의 각각은, 외주부에 4군데에 마련된 유통구(44)를 갖고 있다. 4군데에 마련된 유통구(44)는, 둘레 방향으로 등간격, 예를 들어 90도 이격하여 위치하고 있다. 각 유통구(44)는, 각각 둘레 방향으로 연장되는 원호 형상의 긴 구멍을 포함하는 제1 유통구(44a) 및 제2 유통구(44b)를 포함하고 있다. 제1 및 제2 유통구(44a, 44b)는, 직경 방향으로 나란하게 배치되고, 일예에서는, 제1 유통구(44a)가 직경 방향의 내측에, 제2 유통구(44b)가 직경 방향의 외측에 위치하고 있다. 또한, 제1 유통구(44a) 및 제2 유통구(44b)는, 각각 둘레 방향으로 복수로 분할된 유통구로 해도 된다.

도 3 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 제1 철심 누름부(14a) 및 제2 철심 누름부(14b)를 고정자 철심(24)의 단부면에 설치한 상태에 있어서, 제1 철심 누름부(14a)의 제1 유통구(44a)는 고정자(12)의 대응하는 제1 유로 F1의 일단에 대향하여 위치하여, 제1 유로 F1에 연통되어 있다. 제1 철심 누름부(14a)의 제2 유통구(44b)는 고정자(12)가 대응하는 제2 유로 F2의 일단에 대향하여 위치하여, 제2 유로 F2에 연통되어 있다. 마찬가지로, 제2 철심 누름부(14b)의 제1 유통구(44a)는 고정자(12)의 대응하는 제1 유로 F1의 타단에 대향하여 위치하여, 제1 유로 F1에 연통되어 있다. 제2 철심 누름부(14b)의 제2 유통구(44b)는 고정자(12)의 대응하는 제2 유로 F2의 타단에 대향하여 위치하여, 제2 유로 F2에 연통되어 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 브래킷(16)은, 주위벽(16a)의 복수 개소, 여기서는, 4군데에 마련된, 소정 폭 및 소정 두께의 유로 형성 볼록부(제2 유로 형성부)(48)를 갖고 있다. 4개의 유로 형성 볼록부(48)는, 둘레 방향으로 등간격, 예를 들어 90도 이격하여 위치하고 있다. 각 유로 형성 볼록부(48)는 주위벽(16a)의 개구단으로부터 저벽(16b)까지 축방향으로 연장되어, 둘레 방향의 소정 폭을 갖고 있다. 유로 형성 볼록부(48)는, 각각 고정자(12)의 유로 형성부(40)에 대향하고 있다. 유로 형성 볼록부(48) 중에는, 후술하는 외기 유로 및 내기 유로가 서로 구획된 상태에서 형성되어 있다.

인접하는 2개의 유로 형성 볼록부(48) 사이에서 주위벽(16a)의 개구단에 각각 플랜지(52)가 마련되어 있다. 유로 형성 볼록부(48) 및 플랜지(52)를 포함하는 주위벽(16a)의 외경 및 외형은, 제1 철심 누름부(14a)의 외경 및 외형에 대략 일치하고 있다. 주위벽(16a)의 내경은, 고정자 철심(24)의 외경(유로 형성부(40)를 포함하지 않는 외경)보다도 약간 작은 직경으로 설정되어 있다.

제1 브래킷(16)은, 4개의 유로 형성 볼록부(48)가 제1 철심 누름부(14a)의 유통구(44)와 각각 대향하는 위치에서, 제1 철심 누름부(14a)에 고정되어 있다. 여기서는, 플랜지(52)가 볼트에 의해 제1 철심 누름부(14a)에 체결되어 있다.

제2 브래킷(18)은, 주위벽(18a)의 복수 개소, 여기서는, 4군데에 마련된, 소정 폭 및 소정 두께의 유로 형성 볼록부(제3 유로 형성부)(58)를 갖고 있다. 4개의 유로 형성 볼록부(58)는, 둘레 방향으로 등간격, 예를 들어 90도 이격하여 위치하고 있다. 각 유로 형성 볼록부(58)는 주위벽(18a)의 축방향의 일단으로부터 타단까지 연장되어, 둘레 방향의 소정 폭을 갖고 있다. 유로 형성 볼록부(58)에는, 후술하는 외기 유로 및 내기 유로가 서로 구획된 상태로 형성되어 있다.

인접하는 2개의 유로 형성 볼록부(58) 사이에서 주위벽(18a)의 개구단에 각각 플랜지(61)가 마련되어 있다. 유로 형성 볼록부(58) 및 플랜지(61)를 포함하는 주위벽(18a)의 외경 및 외형은, 제2 철심 누름부(14b)의 외경 및 외형에 대략 일치하고 있다. 주위벽(18a)의 내경은, 고정자 철심(24)의 외경(유로 형성부(40)를 포함하지 않는 외경)보다도 약간 작은 직경으로 설정되어 있다.

제2 브래킷(18)은, 주위벽(18a)의 복수 개소, 여기서는, 4군데에 마련된, 소정 폭 및 소정 두께의 유로 형성 볼록부(제3 유로 형성부)(58)를 갖고 있다. 4개의 유로 형성 볼록부(58)는, 둘레 방향으로 등간격, 예를 들어 90도 이격하여 위치하고 있다. 각 유로 형성 볼록부(58)는 주위벽(18a)의 개구단으로부터 저벽(18b)까지 축방향으로 연장되어, 둘레 방향의 소정 폭을 갖고 있다. 유로 형성 볼록부(58) 중에는, 후술하는 외기 유로 및 내기 유로가 서로 구획된 상태에서 형성되어 있다. 제2 브래킷(18)은, 4개의 유로 형성 볼록부(58)가 제2 철심 누름부(14b)의 유통구(44)와 각각 대향하는 위치에서, 제2 철심 누름부(14a)에 고정되어 있다. 여기서는, 플랜지(61)가 볼트에 의해 제2 철심 누름부(14b)에 체결되어 있다.

이어서, 제1 브래킷(16)의 유로 형성 볼록부(48)의 구성에 대하여 설명한다.

도 8은, 제1 브래킷의 유로 형성 볼록부(48)에 형성된 외기 유로 및 내기 유로를 모식적으로 나타내는 유로 형성 볼록부(48)의 사시도이다. 도시한 바와 같이, 유로 형성 볼록부(48) 내에 제1 외기 유로 RA 및 제1 내기 유로 RI가 형성되어 있다. 유로 형성 볼록부(48)는, 제1 브래킷(16)의 외측 공간 OA에 개구되는 제1 유입구 IP1과 고정자(12)의 제1 유로 F1의 일단에 대향하는 제1 유출구 OP1을 갖고 있다. 제1 외기 유로 RA는, 제1 유입구 IP1과 제1 유출구 OP1을 연결하고 있다. 제1 외기 유로 RA는, 제1 유입구 IP1로부터 제1 유출구 OP1까지 축방향으로 연장되어 있다. 제1 외기 유로 RA는, 둘레 방향으로 제1 폭 W1을 갖고 있다. 제1 외기 유로 RA는, 축방향의 중도부에, 둘레 방향의 폭이 다른 부분보다도 좁게 형성된 협폭부 WS를 갖고 있다.

유로 형성 볼록부는, 제1 브래킷(16)의 내측 공간 IA에 개구되는 제2 유입구 IP2와 고정자(12)의 제2 유로 F2의 일단에 대향하는 제2 유출구 OP2를 갖고 있다. 제2 유입구 IP2는, 제1 외기 유로 RA의 협폭부 WS와 둘레 방향으로 나란하게 위치하고 있다. 제2 유출구 OP2는, 제1 유출구 OP1에 대하여 직경 방향의 외측에 위치하고 있다. 제1 내기 유로 RI는, 제2 유입구 IP2와 제2 유출구 OP2를 연결하고 있다. 제1 내기 유로 RI는, 제2 유입구 IP2로부터 제1 외기 유로 RA를 가로질러 직경 방향의 외측으로 연장되고, 또한 제2 유출구 OP2까지 축방향으로 연장되어 있다. 제1 내기 유로 RI에 있어서 축방향으로 연장되는 부분은, 둘레 방향으로 제1 폭 W1을 갖고, 제1 외기 유로 RA에 대하여 직경 방향의 외측에 위치하고 있다.

이어서, 제1 외기 유로 RA 및 제1 내기 유로 RI를 형성하는 벽부의 구성에 대하여 설명한다. 도 9는, 도 8의 선F-F를 따른 유로 형성 볼록부의 단면을 나타내는 사시도, 도 10은, 도 8의 선G-G를 따른 유로 형성 볼록부의 단면을 나타내는 사시도, 도 11은, 도 6의 선H-H를 따른 유로 형성 볼록부의 단면을 나타내는 사시도이다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 유로 형성 볼록부(48)는, 주위벽(16a)의 개구단으로부터 직경 방향으로 연장 돌출되어 둘레 방향의 폭 W를 갖는 제1 단부벽(48a)과, 각각 주위벽(16a)에 직경 방향으로 기립 설치되어 제1 단부벽(48a)의 둘레 방향의 일단 및 타단으로부터 저벽(16b)까지 축방향으로 연장되고, 둘레 방향으로 제1 폭 W1을 두고 서로 대향한 한 쌍의 제1 측벽(48b)과, 한 쌍의 제1 측벽(48b) 사이에 위치하고, 제1 단부벽(48a)의 개구단의 측의 단부로부터 저벽(16b)까지 축방향으로 연장되고, 둘레 방향의 제1 폭 W1을 갖는 제1 저벽(48c)을 갖고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 저벽(48c)은, 제1 브래킷(16)의 주위벽(16a)의 일부로 구성되어 있다.

제1 단부벽(48a)에 제1 유출구 OP1 및 제2 유출구 OP2가 형성되어 있다. 제1 유출구 OP1 및 제2 유출구 OP2는, 둘레 방향으로 연장되는 긴 구멍이고, 둘레 방향의 소정 폭(<W1)을 갖고 있다. 제1 유출구 OP1은 주위벽(16a)의 개구단의 측에 위치하고, 제2 유출구 OP2는 제1 유출구 OP1에 대하여 직경 방향의 외측에 위치하고 있다.

유로 형성 볼록부(48)는, 한 쌍의 제1 측벽(48b) 사이에 위치하여, 제1 단부벽(48a)의 직경 방향의 중도부로부터 저벽(16b)까지 축방향으로 연장되고, 직경 방향으로 간격을 두고 제1 저벽(48c)에 대향하는 제1 격벽(48d)과, 한 쌍의 제1 측벽(48b) 사이에 위치하여, 제1 단부벽(48a)의 연장 돌출측의 단부로부터 저벽(16b)까지 축방향으로 연장되고, 직경 방향으로 간격을 두고 제1 격벽(48d)에 대향하는 제1 천장벽(48e)을 갖고 있다. 제1 격벽(48d) 및 제1 천장벽(48e)은, 각각 둘레 방향의 제1 폭 W1을 갖고 있다. 제1 천장벽(48e)의 저벽(16b)의 측의 단부는, 제1 격벽(48d)의 저벽(16b)의 측의 단부에 연결되어 있다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 저벽(48c)에 제1 유입구 IP1 및 제2 유입구 IP2가 형성되어 있다. 제1 유입구 IP1은, 저벽(16b)에 인접하여 위치되어 있다. 제1 유입구 IP1은, 둘레 방향으로 연장하는 긴 구멍이고, 둘레 방향으로 제2 폭 W2를 갖고 있다. 제2 폭 W2는, 제1 저벽(48c)의 제1 폭 W1보다도 약간 작다. 제2 유입구 IP2는, 제1 유입구 IP1에 대하여 제1 단부벽(48a)의 측에 위치하고, 또한 한쪽의 측벽(48b)에 인접하여 위치하고 있다. 제2 유입구 IP2는, 한쪽의 측벽(48b)으로부터 다른 쪽의 측벽(48b)을 향해 둘레 방향으로 연장된 긴 구멍이고, 둘레 방향의 제3 폭 W3을 갖고 있다. 제3 폭 W3은, 제2 폭 W2보다도 작고, 예를 들어 제1 폭 W1의 1/2 정도로 설정되어 있다.

도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이, 제1 격벽(48d)에 유통구 CP1이 형성되어 있다. 유통구 CP1은, 제2 유입구 IP2와 직경 방향에 대향하여 위치하고 있다. 유통구 CP1은, 한쪽의 측벽(48b)으로부터 다른 쪽의 측벽(48b)을 향해 둘레 방향으로 연장된 긴 구멍이고, 둘레 방향의 제3 폭 W3을 갖고 있다.

유로 형성 볼록부(48)는, 제1 저벽(48c)과 제1 격벽 사이에 위치하여 직경 방향으로 연장되는 통 형상의 제2 격벽(48f)을 갖고 있다. 제2 격벽(48f)의 일단은, 제1 저벽(48c)에 연결되어 제2 유입구 IP2의 주위에 위치하고, 제2 격벽(48f)의 타단은, 제1 격벽(48d)에 연결되어 유통구 CP1의 주위에 위치하고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 제2 격벽(48f)의 일부는 측벽(48b)에 의해 형성되어 있다. 제2 격벽(48f)의 내주면에 의해, 제2 유입구 IP2와 유통구 CP1을 연결하는 유로가 규정되어 있다.

상기 구성의 유로 형성 볼록부(48)에서는, 제1 저벽(48c), 제1 격벽(48d), 한 쌍의 제1 측벽(48b) 및 제2 격벽(48f)에 의해, 제1 유입구 IP1과 제1 유출구 OP1을 연결하는 제1 외기 유로 RA가 규정되고, 제1 격벽(48d), 제1 천장벽(48e), 한 쌍의 제1 측벽(48b) 및 제2 격벽(48f)에 의해, 제2 유입구 IP2와 제2 유출구 OP2를 연결하는 제1 내기 유로 IR이 규정되어 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 브래킷(16)의 4개의 유로 형성 볼록부(48)는, 둘레 방향으로 등간격, 예를 들어 90도 이격하여 위치하고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 하나의 유로 형성 볼록부(48)는 제1 외기 유로 RA의 협폭부 WS가 한쪽의 측벽(48b)에 인접하여 위치하도록 형성되고, 둘레 방향으로 인접하는 다른 유로 형성 볼록부(48)는, 협폭부 WS가 다른 쪽의 측벽(48b)에 인접하여 위치하도록 형성되어 있다. 즉, 둘레 방향으로 인접하는 2개의 유로 형성 볼록부는, 이들 2개의 유로 형성 볼록부(48) 사이 및 중심 축선 C1을 지나는 가상선 L1에 대하여, 좌우 대칭의 형상으로 형성되어 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 브래킷(16)을 제1 철심 누름부(14a)에 고정한 상태에 있어서, 각 유로 형성 볼록부(48)의 제1 유출구 OP1은 제1 철심 누름부(14a)의 제1 유통구(44a) 및 고정자(12)의 제1 유로 F1의 일단에 대향하고 있다. 이로써, 유로 형성 볼록부(48)의 제1 외기 유로 RA는, 제1 유출구 OP1 및 제1 유통구(44a)를 통해 제1 유로 F1의 일단에 연통되어 있다. 각 유로 형성 볼록부(48)의 제2 유출구 OP2는 제1 철심 누름부(14a)의 제1 유통구(44b) 및 고정자(12)의 제2 유로 F2의 일단에 대향하고 있다. 이로써, 유로 형성 볼록부(48)의 제1 내기 유로 RI는, 제2 유출구 OP2 및 제2 유통구(44b)를 통해 제2 유로 F2의 일단에 연통되어 있다.

각 유로 형성 볼록부(48)의 제1 유입구 IP1은, 제1 브래킷(16)의 외측 공간 OA에 개구되고, 제1 외기 유로 RA는, 제1 유입구 IP1을 통해 외측 공간 OA에 연통되어 있다. 각 유로 형성 볼록부(48)의 제2 유입구 IP2는, 제1 브래킷(16)의 내측 공간 IA에 개구되고, 제1 내기 유로 RI는, 제2 유입구 IP2를 통해 내측 공간 IA에 연통되어 있다.

이어서, 제2 브래킷(18)의 유로 형성 볼록부(58)의 구성에 대하여 설명한다.

도 12는, 도 3의 선E-E를 따른 제2 브래킷 부분의 단면도이다.

도 3, 도 7 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 유로 형성 볼록부(58)는, 주위벽(18a)의 개구단으로부터 직경 방향으로 연장 돌출되어 둘레 방향의 소정 폭을 갖는 제2 단부벽(58a)과, 제2 단부벽(58a)의 둘레 방향의 일단 및 타단으로부터 각각 저벽(18b)까지 축방향으로 연장되어 있음과 함께 직경 방향으로 기립 설치되어 둘레 방향으로 소정 폭을 두고 서로 대향한 한 쌍의 제2 측벽(58b)과, 한 쌍의 제2 측벽(58b) 사이에 위치하여, 제2 단부벽(58a)의 개구단의 측의 단부로부터 저벽(18b)까지 축방향으로 연장되는 제2 저벽(58c)과, 한 쌍의 제2 측벽(58b) 사이에 위치하여, 제2 단부벽(58a)으로부터 저벽(18b)까지 축방향으로 연장되고, 직경 방향으로 간격을 두고 제2 저벽(58c)에 대향하는 제3 격벽(58d)과, 한 쌍의 제2 측벽(58b) 사이에 위치하여, 제2 단부벽(58a)의 연장 돌출측의 단부로부터 저벽까지 상기 축방향으로 연장되고, 상기 직경 방향으로 간격을 두고 상기 제2 격벽에 대향하는 제2 천장벽(58e)과, 제2 저벽(58c)과 제3 격벽(58d) 사이에 위치하여, 제2 저벽(58c)과 제3 격벽(58d)에 연결되는 제4 격벽(58f)을 일체로 갖고 있다. 유로 형성 볼록부(58)는, 제2 단부벽(58a)에 형성되어 제1 유로 F1의 타단에 대향하는 제3 유입구 IP3과, 제2 단부벽(58a)에 형성되어 제3 유입구 IP3의 직경 방향의 외측에 위치하여 제2 유로 F2의 타단에 대향하는 제4 유입구 IP4와, 각 제2 측벽(58b)에 형성된 배기구(60)를 갖고 있다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 제2 유로 형성 볼록부(58)는, 제2 저벽(58c)에 형성되어 저벽(18b)에 인접하여 위치하는 제3 유출구 OP3과, 제3 격벽(58d)에 형성되어 제3 유출구 OP3에 대향하는 제2 유통구 CP2를 더 갖고 있다. 전술한 제4 격벽(58f)은, 배기구(60)와 제3 유출구 OP3 사이에서 제2 저벽(58c)에 연결되는 일단과, 배기구(60)와 제2 유통구 CP2 사이에서 제3 격벽(58d)에 연결되는 타단을 갖고, 제2 유통구 CP2와 제3 유출구 OP3을 연결하는 유로를 규정하고 있다.

제2 저벽(58c), 제3 격벽(58d), 한 쌍의 제2 측벽(58b) 및 제4 격벽(58f)에 의해, 제3 유입구 IP3과 배기구(60)를 연결하는 제2 외기 유로 RA가 형성되어 있다. 제2 외기 유로 RA는, 제3 유입구 IP3으로부터 제4 격벽(58f)까지 제2 저벽(58c)과 제3 격벽(58d) 사이를 축방향으로 연장되어, 한 쌍의 제2 측벽(58b)에 형성된 배기구(60)에 연결되어 있다.

제3 격벽(58d), 제2 천장벽(58e), 제4 격벽(58f) 및 한 쌍의 제2 측벽(58b)에 의해, 제3 유출구 OP3과 제4 유입구 IP4를 연결하는 제2 내기 유로 RI가 형성되어 있다. 제2 내기 유로 RI는, 제4 유입구 IP4로부터 저벽(18b)의 근방까지 제3 격벽(58d)과 제2 천장벽(58e) 사이를 축방향으로 연장되고, 또한 제2 유통구 CP2를 통해 제3 유출구 OP3까지 연장되어 있다. 제2 외기 유로 RA의 둘레 방향의 폭 및 제2 내기 유로 RI의 둘레 방향의 폭은, 유로 형성 볼록부(58)의 둘레 방향 폭과 대략 동등한 폭으로 형성되어 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 제2 브래킷(18)을 제2 철심 누름부(14b)에 고정한 상태에 있어서, 각 유로 형성 볼록부(58)의 제3 유입구 IP3은, 제2 철심 누름부(14b)의 제1 유통구(44a) 및 고정자(12)의 제1 유로 F1의 타단에 대향하고 있다. 이로써, 유로 형성 볼록부(58)의 제2 외기 유로 RA는, 제3 유입구 IP3 및 제1 유통구(44a)를 통해 제1 유로 F1의 타단에 연통되어 있다. 각 유로 형성 볼록부(58)의 제4 유입구 IP4는, 제2 철심 누름부(14b)의 제2 유통구(44b) 및 고정자(12)의 제2 유로 F2의 타단에 대향하고 있다. 이로써, 유로 형성 볼록부(58)의 제2 내기 유로 RI는, 제4 유입구 IP4 및 제2 유통구(44b)를 통해 제2 유로 F2의 타단에 연통되어 있다. 각 유로 형성 볼록부(58)의 제3 유출구 OP3은, 제2 브래킷(18)의 외측 공간 OA에 개구되고, 제2 외기 유로 RA는, 제3 유출구 OP3을 통해 외측 공간 OA에 연통되어 있다.

상기와 같이 구성된 회전 전기 기기(10)의 동작 및 냉각 작용에 대하여 설명한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 회전 전기 기기(10)의 가동 시, 고정자 코일(26)에 통전되어 회전자(28)가 중심 축선 C1의 주위에서 회전한다. 이때, 고정자 코일(26) 및 영구 자석 M이 발열되고, 이 열이 회전 전기 기기(10) 내의 각 부로 전달되어, 온도 상승한다. 회전자(28)의 회전 샤프트(30)와 일체로, 제1 팬 FA 및 제2 팬 FB가 중심 축선 C1의 주위에서 회전한다.

또한, 도 3에 있어서, 실선 화살표는 외기의 흐름을 나타내고, 중공 화살표는 내기의 흐름을 나타내고 있다. 제1 팬 FA가 회전하면, 외부 블레이드(74)에 의해 제1 브래킷(16)의 외측 공간 OA에 공기류가 발생한다. 이로써, 저벽(16b)에 마련된 흡기구(55)를 통해 외기가 외측 공간 OA에 흡입된다. 유입된 외기, 즉, 냉각 공기는, 제1 베어링 B1의 주위를 흐른 후, 팬 본체(70a) 및 저벽(16b)을 따라 외측 공간 OA 내를 방사 방향으로 흐르고, 그 일부는 각 유로 형성 볼록부(48)의 제1 유입구 IP1로부터 제1 외기 유로 RA로 유입된다. 냉각 공기는, 제1 외기 유로 RA를 통해 고정자(12)의 제1 유로 F1에 유입되고, 이 제1 유로 F1을 흐른 후, 제2 브래킷(18)의 제2 외기 유로 RA에 유입된다. 냉각 공기는 제2 외기 유로 RA를 흐른 후, 배기구(60)부터 기외로 배기된다.

상기와 같이 흡기구(55)로부터 외측 공간 OA로 도입된 냉각 공기에 의해, 제1 베어링 B1 및 팬 본체(70a)가 냉각되어 온도 저하된다. 이때, 회전자(28)의 열 및 내측 공간 IA의 열이 팬 본체(70a)에 전해져, 팬 본체(70a)로부터 냉각 공기로 방열된다. 이로써, 회전자(28) 및 내측 공간 IA의 온도 저하에 기여할 수 있다.

냉각 공기가 고정자(12)의 제1 유로 F1을 흐를 때, 냉각 공기는 고정자 철심(24)의 외주면에 직접, 접촉하여 흐른다. 고정자 철심(24)의 열이 냉각 공기에 방열되어, 고정자 철심(24)이 냉각된다. 제1 유로 F1에는, 복수개의 제1 정류 리브(42b)가 마련되어 있기 때문에, 냉각 공기는 제1 유로 F1 내에서 둘레 방향의 일방측으로 치우치는 일 없이, 둘레 방향의 전역에 걸쳐서 대략 균등하게 유통한다. 동시에, 제1 정류 리브(42b)를 마련함으로써, 고정자 철심(24)과 냉각 공기의 접촉 면적이 커져, 더 효율적으로 고정자 철심(24)의 방열 및 냉각에 기여할 수 있다.

동시에, 제1 팬 FA가 회전하면, 내부 블레이드(73)에 의해 제1 브래킷(16)의 내측 공간 IA 내에 내기류가 발생한다. 내기류는, 제1 팬 FA의 내부 블레이드(73)와 내부 슈라우드(72) 사이를 통해 방사 방향으로 유출된다. 유출된 내기는 코일 엔드(27a)의 주위를 통해, 유로 형성 볼록부(48)의 제2 유입구 IP2로부터 제1 내기 유로 RI에 유입된다. 유입된 내기는, 제1 내기 유로 RI를 흐른 후, 고정자(12)의 제2 유로 F2에 유입되고, 제2 유로 F2를 통해 흐른다. 또한, 내기는, 제2 유로 F2로부터 제2 브래킷(18)의 제2 내기 유로 RI를 통해, 제2 브래킷(18)의 내측 공간 IA에 유입되고, 코일 엔드(27b)의 주위를 흐른 후, 회전자 철심(32)의 자석 매립 구멍(내주측 공극(50a), 외주측 공극(50b))(50) 및 회전자 철심(32)과 고정자 철심(24) 사이의 간극(에어 갭)을 통해 제1 브래킷(16)의 내측 공간 IA로 복귀된다.

제1 브래킷(16)의 내기 유로 RI를 흐르는 동안, 내기는 제1 외기 유로 RA를 흐르는 외기에 의해 격벽을 통해 냉각되어 온도 저하된다. 또한, 고정자(12)의 제2 유로 F2를 흐르는 동안, 내기는, 커버판(20)을 통해 기외로 방열되어 온도 저하된다. 동시에, 내기는, 제1 유로 F1을 흐르는 냉각 공기에 의해 메인 리브(42a)를 통해 냉각되어 온도 저하된다. 제2 유로 F2에는, 복수개의 제2 정류 리브(42c)가 마련되어 있기 때문에, 내기는 제2 유로 F2 내에서 둘레 방향의 일방측으로 치우치는 일 없이, 둘레 방향의 전역에 걸쳐서 대략 균등하게 유통한다. 동시에, 제2 정류 리브(42c)를 마련함으로써, 고정자 철심(24)측의 리브의 접촉 면적이 커져, 더 효율적으로 내기의 방열 및 냉각에 기여할 수 있다. 상기와 같이 온도 저하된 내기를 기내에서 순환 유통함으로써, 고정자 코일(26), 고정자 철심(24), 회전자 철심(32), 영구 자석 M의 열을 내향적으로 방열하여, 이것들의 냉각에 기여할 수 있다.

한편, 제2 팬 FB가 회전하면, 외부 블레이드(78) 및 외부 슈라우드(77)에 의해 제2 브래킷(18)의 외측 공간 OA 내에 공기류가 발생한다. 이로써, 저벽(18b)에 마련된 흡기구(65)를 통해 외기가 외측 공간 OA에 흡입된다. 유입된 외기, 즉, 냉각 공기는, 제2 베어링 B2의 주위 및 팬 본체(76a)의 외면을 따라 흐른 후, 저벽(18b)의 토출구부터 기외로 유출된다.

외측 공간 OA에 도입된 냉각 공기에 의해, 제2 베어링 B2 및 팬 본체(76a)가 냉각되어 온도 저하된다. 이때, 회전자(28)의 열 및 내측 공간 IA의 열이 팬 본체(76a)로 전해져, 팬 본체(76a)로부터 냉각 공기로 방열된다. 이로써, 회전자(28) 및 내측 공간 IA의 온도 저하에 기여할 수 있다.

이상과 같이 구성된 본 실시 형태에 관한 회전 전기 기기에 의하면, 고정자 철심(24)의 외주면에 접하도록 마련된 제1 유로 F1과, 제1 유로 F1의 직경 방향의 외주측을 덮도록 마련된 제2 유로를 형성하고, 제1 유로 F1에 외기, 제2 유로 F2에 내기를 흐르게 하는 구성으로 함으로써, 외기에 의해 고정자 철심(24)을 효율적으로 냉각할 수 있음과 함께, 제2 유로 F2를 흐르는 내기의 열을 기외로 방열하고, 또한 외기에 의해 내기를 냉각하는 것이 가능하게 된다. 온도 저하된 내기를 회전 전기 기기의 기내에서 순환 유통함으로써, 기내의 고정자 코일, 회전자 철심, 영구 자석 등의 냉각에 기여할 수 있다.

고정자(12)의 제1 유로 F1은, 고정자 철심(24)을 구성하는 전자 강판 P1에 일체로 성형된 리브(42)를 포함하는 유로 형성부(40)에 의해 형성되어 있다. 그 때문에, 독립된 통풍 덕트 등을 고정자의 외주측에 마련할 필요가 없어, 부품 개수의 삭감, 회전 전기 기기의 소형화를 도모하는 것이 가능하게 된다.

또한, 제1 브래킷(16)은 복수의 유로 형성 볼록부(48)를 갖고, 각 유로 형성 볼록부(48) 내에, 고정자(12)의 제1 유로 F1에 연통하는 외기 유로 RA 및 고정자(12)의 제2 유로 F2에 연통하는 내기 유로 RI가 형성되어 있다. 즉, 제1 브래킷(16)은, 복수의 외기 유로 RA 및 복수의 내기 유로 RI를 일체로 갖고 구성되어 있다. 마찬가지로, 제2 브래킷(18)은, 복수의 외기 유로 RA 및 복수의 내기 유로 RI를 일체로 갖고 구성되어 있다. 그 때문에, 독립된 통풍 덕트 등을 제1 브래킷 및 제2 브래킷에 마련할 필요가 없어, 부품 개수의 삭감, 회전 전기 기기의 소형화를 도모하는 것이 가능하게 된다.

이상으로부터, 본 실시 형태에 따르면, 냉각 능력이 향상되어 소형화가 가능한 완전 폐쇄형의 회전 전기 기기를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시 형태를 설명했지만, 이 실시 형태는, 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 상술한 신규의 실시 형태는, 기타의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태는, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허 청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.

예를 들어, 상술한 실시 형태에 있어서, 고정자의 유로 형성부는 고정자 철심의 외주부의 4군데에 마련되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 유로 형성부는, 2개, 3개, 혹은 5개 이상 마련하는 구성으로 해도 된다. 유로 형성부의 수에 따라, 제1 브래킷 및 제2 브래킷의 유로 형성 볼록부의 수를 증감하면 된다. 본 발명의 회전 전기 기기는, 영구 자석형의 회전 전기 기기에 한정되지는 않고, 바구니형의 회전자를 갖는 유도 회전 전기 기기에 적용해도 된다.

Claims

축방향의 일단에 위치하는 제1 단부면 및 상기 축방향의 타단에 위치하는 제2 단부면과, 외주면을 갖는 통 형상의 고정자 철심과, 상기 고정자 철심에 설치된 고정자 코일과,
상기 고정자 철심의 외주에 마련되어, 상기 고정자 철심의 축방향의 일단으로부터 타단까지 연장되는 제1 유로와 상기 고정자 철심의 직경 방향에 있어서 상기 제1 유로의 외측에 위치하여 상기 고정자 철심의 축방향의 일단으로부터 타단까지 연장되는 제2 유로를 형성하고 있는 제1 유로 형성부를 구비하는 고정자와,
상기 제1 단부면에 대향하는 개구단을 갖는 환상의 주위벽과, 상기 제1 단부면에 간격을 두고 대향하는 저벽과, 상기 주위벽의 일부에서 형성된 제2 유로 형성부를 갖는 제1 브래킷과,
상기 제2 단부면에 대향하는 개구단을 갖는 환상의 주위벽과, 상기 제2 단부면에 간격을 두고 대향하는 저벽을 갖는 제2 브래킷을
포함하는 회전 전기 기기이며,
상기 제1 브래킷의 상기 제2 유로 형성부는,
상기 주위벽의 상기 개구단으로부터 직경 방향으로 연장 돌출되어 둘레 방향의 폭을 갖는 제1 단부벽과,
상기 제1 단부벽의 상기 둘레 방향의 일단 및 타단으로부터 각각 상기 저벽까지 상기 축방향으로 연장되어 있음과 함께 상기 직경 방향으로 기립 설치되어 상기 둘레 방향으로 간격을 두고 서로 대향한 한 쌍의 제1 측벽과,
상기 한 쌍의 제1 측벽 사이에 위치하여, 상기 제1 단부벽의 상기 개구단의 측의 단부로부터 상기 저벽까지 상기 축방향으로 연장되어 상기 둘레 방향의 제1 폭을 갖는 제1 저벽과,
상기 한 쌍의 제1 측벽 사이에 위치하여, 상기 제1 단부벽으로부터 상기 저벽까지 상기 축방향으로 연장되어 상기 둘레 방향의 제1 폭을 갖고, 상기 직경 방향으로 간격을 두고 상기 제1 저벽에 대향하는 제1 격벽과,
상기 한 쌍의 제1 측벽 사이에 위치하여, 상기 제1 단부벽의 연장 돌출측의 단부로부터 상기 저벽까지 상기 축방향으로 연장되어 상기 둘레 방향의 제1 폭을 갖고, 상기 직경 방향으로 간격을 두고 상기 제1 격벽에 대향하는 제1 천장벽과,
상기 제1 단부벽에 형성되어 상기 둘레 방향의 소정 폭을 갖고 상기 제1 유로의 일단에 대향하는 제1 유출구와,
상기 제1 단부벽에 형성되어 상기 둘레 방향의 소정 폭을 갖고, 상기 제1 유출구에 대하여 상기 직경 방향의 외측에 위치하여 상기 제2 유로의 일단에 대향하는 제2 유출구와,
상기 제1 저벽에 형성되어 상기 저벽에 인접하여 위치하여, 상기 둘레 방향의 제1 폭을 갖는 제1 유입구와,
상기 제1 저벽에 형성되어 상기 제1 유입구에 대하여 상기 제1 단부벽의 측에 위치하여, 상기 제1 폭보다도 작은 상기 둘레 방향의 제2 폭을 갖는 제2 유입구와,
상기 제1 격벽에 형성되어 상기 제2 유입구에 대향하여 위치하여, 상기 제1 폭보다도 작은 상기 둘레 방향의 제3 폭을 갖는 유통구와,
상기 제1 저벽과 상기 제1 격벽 사이에 위치하여, 상기 제1 저벽에 연결되어 상기 제2 유입구의 주위에 위치하는 일단과 상기 제1 격벽에 연결되어 상기 유통구의 주위에 위치하는 타단을 갖는 통 형상의 제2 격벽을 구비하고,
상기 제1 저벽, 상기 제1 격벽, 상기 한 쌍의 제1 측벽 및 상기 제2 격벽에 의해, 상기 제1 유입구와 상기 제1 유출구를 연결하는 외기 유로가 형성되고,
상기 제1 격벽, 상기 제1 천장벽, 상기 한 쌍의 제1 측벽 및 상기 제2 격벽에 의해, 상기 제2 유입구와 상기 제2 유출구를 연결하는 내기 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 전기 기기.
제1항에 있어서, 상기 제2 브래킷은, 상기 주위벽의 일부에서 형성된 제3 유로 형성부를 갖고,
상기 제3 유로 형성부는,
상기 주위벽의 상기 개구단으로부터 직경 방향으로 연장되어 상기 둘레 방향의 소정 폭을 갖는 제2 단부벽과,
상기 제2 단부벽에 형성되어 상기 제1 유로의 타단에 대향하는 제3 유입구와,
상기 제2 단부벽에 형성되어 상기 제3 유입구의 상기 직경 방향의 외측에 위치하여 상기 제2 유로의 타단에 대향하는 제4 유입구와,
상기 제1 단부벽의 상기 둘레 방향의 일단 및 타단으로부터 각각 상기 저벽까지 상기 축방향으로 연장되어 있음과 함께 상기 직경 방향에 기립 설치되어 상기 둘레 방향으로 상기 제1 폭을 두고 서로 대향한 한 쌍의 제2 측벽과,
상기 제2 측벽에 형성된 배기구와,
상기 한 쌍의 제2 측벽 사이에 위치하여, 상기 제2 단부벽의 상기 개구단의 측의 단부로부터 상기 저벽까지 상기 축방향으로 연장되는 제2 저벽과,
상기 한 쌍의 제2 측벽 사이에 위치하여, 상기 제2 단부벽으로부터 상기 저벽까지 상기 축방향으로 연장되고,
상기 직경 방향으로 간격을 두고 상기 제2 저벽에 대향하는 제3 격벽과,
상기 한 쌍의 제2 측벽 사이에 위치하여, 상기 제2 단부벽의 연장 돌출측의 단부로부터 상기 저벽까지 상기 축방향으로 연장되어, 상기 직경 방향으로 간격을 두고 상기 제2 격벽에 대향하는 제2 천장벽과,
상기 제2 저벽에 형성되어 상기 저벽에 인접하여 위치하는 제3 유출구와,
상기 제3 격벽에 형성되어 상기 제3 유입구에 대향하는 제2 유통구와,
상기 제2 저벽과 상기 제2 격벽 사이에 위치하여, 상기 배기구와 상기 제3 유출구 사이에서 상기 제2 저벽에 연결되는 일단과, 상기 배기구와 상기 제2 유통구 사이에서 상기 제3 격벽에 연결되는 타단을 갖는 제4 격벽을 구비하고,
상기 제2 저벽, 상기 제3 격벽, 상기 한 쌍의 제2 측벽 및 상기 제4 격벽에 의해, 상기 제3 유입구와 상기 배기구를 연결하는 외기 유로가 형성되고,
상기 제3 격벽, 상기 제4 격벽, 상기 제2 천장벽 및 상기 한 쌍의 제2 측벽에 의해, 상기 제4 유입구와 상기 제3 유출구를 연결하는 내기 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 전기 기기.
제2항에 있어서, 상기 제1 브래킷의 상기 저벽에 마련된 제1 베어링과, 상기 제2 브래킷의 상기 저벽에 마련된 제2 베어링과,
상기 제1 베어링 및 상기 제2 베어링에 의해 중심 축선의 주위에서 회전 가능하게 지지되어, 상기 고정자와 동축적으로 배치된 회전 샤프트와, 상기 회전 샤프트에 설치되어, 상기 고정자 철심의 내측에 동축적으로 배치된 회전자 철심을 갖는 회전자와,
상기 제1 베어링과 상기 회전자 철심 사이에서 상기 회전 샤프트에 설치되어, 상기 회전 샤프트와 일체로 회전 가능한 제1 팬과,
상기 제2 베어링과 상기 회전자 철심 사이에서 상기 회전 샤프트에 설치되어, 상기 회전 샤프트와 일체로 회전 가능한 제2 팬을 더 구비하고,
상기 제1 팬은, 상기 회전 샤프트에 고정되어 상기 제1 브래킷의 내부 공간을 상기 저벽과 상기 제1 팬 사이에 위치하여 상기 제1 유입구 및 상기 저벽에 마련된 흡기구에 연통하는 외측 공간과, 상기 고정자 철심 및 회전자 철심과 상기 제1 팬 사이에 위치하여 상기 제2 유입구에 연통하는 내측 공간으로 구획한 팬 본체와, 상기 팬 본체의 외면에 마련되어 상기 외측 공간에 위치하는 복수의 외부 블레이드와, 상기 팬 본체의 내면에 마련되어 상기 내측 공간에 위치하는 복수의 내부 블레이드를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 회전 전기 기기.
제3항에 있어서, 상기 제2 팬은, 상기 회전 샤프트에 고정되어 상기 제2 브래킷의 내부 공간을 상기 저벽과 상기 제2 팬 사이에 위치하여 상기 저벽에 마련된 흡기구에 연통하는 외측 공간과, 상기 고정자 철심 및 회전자 철심과 상기 제2 팬 사이에 위치하여 상기 제3 유출구에 연통하는 내측 공간으로 구획하는 팬 본체와, 상기 팬 본체의 외면에 마련되어 상기 외측 공간에 위치하는 복수의 외부 블레이드를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 회전 전기 기기.
제1항에 있어서, 상기 고정자 철심은, 복수매의 자성 강판을 동심상으로 적층하여 구성된 적층 철심이고, 상기 제1 유로 형성부는, 각 자성 강판의 외주연에 일체로 형성된 리브를 갖고, 상기 리브는, 상기 자성 강판의 외주연으로부터 직경 방향의 외측으로 연장 돌출되어 상기 외주연과의 사이에 상기 제1 유로를 규정하고 있는 메인 리브와, 각각 상기 메인 리브와 상기 외주연 사이로 연장되어, 둘레 방향으로 서로 이격하여 마련된 복수의 제1 정류 리브와, 상기 메인 리브의 외연으로부터 직경 방향의 외측으로 연장 돌출된 복수의 제2 정류 리브를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 회전 전기 기기.
제5항에 있어서, 상기 제1 정류 리브는, 상기 제1 유로 내에 위치하고, 상기 고정자 철심의 축방향의 일단으로부터 타단까지 연장되는 정류판을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 회전 전기 기기.
제6항에 있어서, 상기 제1 유로 형성부는, 상기 고정자 철심의 외주면에 고정되어 상기 리브를 덮는 커버판을 구비하고, 상기 제2 유로는, 상기 메인 리브의 외연과 상기 커버판의 내면 사이에 규정되고, 상기 제2 정류 리브는, 상기 제2 유로 내에 위치하고, 상기 고정자 철심의 축방향의 일단으로부터 타단까지 연장되는 정류판을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 회전 전기 기기.