(57)【要約】【課題】冷却用空間内を流れる流体の偏流を抑制することができる冷却構造を備えた電動機を提供する。【解決手段】ケース１３の内部に周方向の略全体にわたって形成され、流体を流通可能な冷却用空間５０は、流体が流入する入口６０を有する第１冷却部５１と、この第１冷却部５１よりもケース１３の軸方向の一方側に位置する第２冷却部５２と、入口６０に対してケース１３の半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置し、第１冷却部５１内の流体が合流するとともに第１冷却部５１と第２冷却部５２とを連通する第１合流部６１と、この第１合流部６１に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置し、第２冷却部５２内の流体が合流する第２合流部６２とを含んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ（１７）およびステータ（１９）を収容する筒状のケース（１３）を備えた電動機であって、
前記ケース（１３）は、その内部に周方向の略全体にわたって形成され、流体を流通可能な冷却用空間（５０）を備え、
前記冷却用空間（５０）は、
前記流体が流入する入口（６０）を有し、周方向の略全体にわたって前記流体を流通可能な第１冷却部（５１）と、
この第１冷却部（５１）よりも前記ケース（１３）の軸方向の一方側に位置し、周方向の略全体にわたって流体を流通可能な第２冷却部（５２）と、
前記入口（６０）に対して前記ケース（１３）の半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置し、前記第１冷却部（５１）内の前記流体が合流するとともに前記第１冷却部（５１）と前記第２冷却部（５２）とを連通する第１合流部（６１）と、
この第１合流部（６１）に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置し、前記第２冷却部（５２）内の前記流体が合流する第２合流部（６２）と、を含む電動機。
【請求項２】
前記第２合流部（６２）は、前記冷却用空間（５０）内の前記流体を外部に排出するために前記ケース（１３）に設けられた出口である、請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記冷却用空間（５０）は、前記第１合流部（６１）に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域で、かつ、前記入口（６０）と前記出口との間の位置に、前記第１合流部（６１）よりも開口面積が小さく、前記第１冷却部（５１）と前記第２冷却部（５２）を連通する空気抜き用の連通部（２５）を有している、請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記冷却用空間（５０）は、
前記第２冷却部（５２）よりも前記ケース（１３）の軸方向の一方側に位置し、周方向の略全体にわたって流体を流通可能な第３冷却部（５３）と、
前記第２合流部（６２）に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置し、前記第３冷却部（５３）内の前記流体が合流する第３合流部（６３）と、をさらに有し、
前記第２合流部（６２）が前記第２冷却部（５２）と前記第３冷却部（５３）とを連通している、請求項１に記載の電動機。
【請求項５】
前記第３合流部（６３）は、前記冷却用空間（５０）内の前記流体を外部に排出するために前記ケース（１３）に設けられた出口である、請求項４に記載の電動機。
【請求項６】
前記冷却用空間（５０）は、
前記第３冷却部（５３）よりも前記ケース（１３）の軸方向の一方側に位置し、周方向の略全体にわたって流体を流通可能な第４冷却部（５４）と、
前記第３合流部（６３）に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置し、前記第４冷却部（５４）内の前記流体が合流する第４合流部（６４）と、をさらに有し、
前記第３合流部（６３）が前記第３冷却部（５３）と前記第４冷却部（５４）とを連通している、請求項４に記載の電動機。
【請求項７】
前記第４合流部（６４）は、前記冷却用空間（５０）内の前記流体を外部に排出するために前記ケース（１３）に設けられた出口である、請求項６に記載の電動機。
【請求項８】
前記ケース（１３）は、
前記ロータ（１７）および前記ステータ（１９）を収容する筒状の内筒部（２１）と、
この内筒部（２１）の外側に配置されるとともに前記内筒部（２１）に固定されて前記内筒部（２１）との間に前記冷却用空間（５０）を形成する筒状の外筒部（２３）と、
前記内筒部（２１）と前記外筒部（２３）との間に前記周方向に沿って設けられ、前記冷却用空間（５０）を前記第１冷却部（５１）と前記第２冷却部（５２）に分割する仕切り（８１）と、を備えている、請求項１〜３のいずれかに記載の電動機。
【請求項９】
前記仕切り（８１）は、前記入口（６０）に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に、前記第１合流部（６１）の一部または全部を構成し、前記第１冷却部（５１）と前記第２冷却部（５２）を連通する開口部（７１）を有している、請求項８に記載の電動機。
【請求項１０】
前記ケース（１３）は、
前記ロータ（１７）および前記ステータ（１９）を収容する筒状の内筒部（２１）と、
この内筒部（２１）の外面を覆うとともにこの外面に対して所定の間隔をあけて配置されることにより前記内筒部（２１）との間に前記冷却用空間（５０）を形成する筒状の外筒部（２３）と、
前記内筒部（２１）と前記外筒部（２３）との間に前記周方向に沿って設けられ、前記冷却用空間（５０）を前記第１冷却部（５１）と前記第２冷却部（５２）に分割する第１仕切り（８１）と、
前記内筒部（２１）と前記外筒部（２３）との間に前記周方向に沿って設けられ、前記冷却用空間（５０）を前記第２冷却部（５２）と前記第３冷却部（５３）に分割する第２仕切り（８２）と、
前記内筒部（２１）と前記外筒部（２３）との間に前記周方向に沿って設けられ、前記冷却用空間（５０）を前記第３冷却部（５３）と前記第４冷却部（５４）に分割する第３仕切り（８３）と、を備えている、請求項６または７に記載の電動機。
【請求項１１】
前記第１仕切り（８１）は、前記入口（６０）に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に、前記第１合流部（６１）の一部または全部を構成し、前記第１冷却部（５１）と前記第２冷却部（５２）を連通する第１開口部（７１）を有し、
前記第２仕切り（８２）は、前記第１合流部（６１）に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に、前記第２合流部（６２）の一部または全部を構成し、前記第２冷却部（５２）と前記第３冷却部（５３）を連通する第２開口部（７２）を有し、
前記第３仕切り（８３）は、前記第２合流部（６２）に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に、前記第３合流部（６３）の一部または全部を構成し、前記第３冷却部（５３）と前記第４冷却部（５４）を連通する第３開口部（７３）を有している、請求項１０に記載の電動機。
【請求項１２】
前記外筒部（２３）は前記内筒部（２１）と別体で構成されている、請求項８〜１１のいずれかに記載の電動機。
【請求項１３】
前記内筒部（２１）は、その外面に周方向の略全体にわって設けられた凹凸部（２７）を有している、請求項１２に記載の電動機。
【請求項１４】
前記凹凸部（２７）が前記周方向に延びる複数の溝（２７）である、請求項１３に記載の電動機。
【請求項１５】
前記流体が絶縁性の油である、請求項１〜１４のいずれかに記載の電動機。
【請求項１６】
油圧機器に用いられる電動機であって、
前記絶縁性の油が前記油圧機器の作動油である、請求項１５に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建設機械、農業機械、工作機械などの産業機械、自動車などの自走車両には電動機が用いられている。このような産業機械では大電流が電動機に供給されるので、電動機はそのときの発熱を抑えるための冷却構造を備えている。例えば、特許文献１には、ケースの外周部分に周方向に沿って冷却水を循環させる冷却構造に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２５９３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の電動機では、冷却水を循環させる冷却用空間をケースの外周部分における周方向の全体にわたって形成してはいるが、冷却用空間内を流れる冷却水はそのときの成り行きで流れるので、冷却用空間内において冷却水の流れに偏りが生じる。このように偏流が生じる冷却構造においては冷却効果が必ずしも十分ではなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷却用空間内を流れる流体の偏流を抑制することができる冷却構造を備えた電動機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電動機は、ロータ（１７）およびステータ（１９）を収容する筒状のケース（１３）を備えている。前記ケース（１３）は、その内部に周方向の略全体にわたって形成され、流体を流通可能な冷却用空間（５０）を備えている。前記冷却用空間（５０）は、前記流体が流入する入口（６０）を有し、周方向の略全体にわたって前記流体を流通可能な第１冷却部（５１）と、この第１冷却部（５１）よりも前記ケース（１３）の軸方向の一方側に位置し、周方向の略全体にわたって流体を流通可能な第２冷却部（５２）と、前記入口（６０）に対して前記ケース（１３）の半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置し、前記第１冷却部（５１）内の前記流体が合流するとともに前記第１冷却部（５１）と前記第２冷却部（５２）とを連通する第１合流部（６１）と、この第１合流部（６１）に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置し、前記第２冷却部（５２）内の前記流体が合流する第２合流部（６２）と、を含んでいる。
【０００７】
この構成では、入口（６０）から第１冷却部（５１）内に流入した流体は、第１冷却部（５１）の周方向の一方側と他方側に分岐して第１冷却部（５１）を流れ、入口（６０）に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に設けられた第１合流部（６１）を通って合流して第２冷却部（５２）に流入し、再び第２冷却部（５２）の周方向の一方側と他方側に分岐して第２冷却部（５２）を流れ、第１合流部（６１）に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に設けられた第２合流部（６２）において再び合流することになる。
【０００８】
しかも、第１合流部（６１）は入口（６０）に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に設けられ、第２合流部（６２）は第１合流部（６１）に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に設けられている。したがって、周方向の一方側と他方側の通路の長さがほぼ同程度となっている。したがって、第１冷却部（５１）の周方向の一方側および他方側をそれぞれ流れるときの流体が受ける抵抗差を小さくし、第２冷却部（５２）の周方向の一方側および他方側をそれぞれ流れるときの流体が受ける抵抗差を小さくすることができる。これにより、第１冷却部（５１）および第２冷却部（５２）において、周方向の一方側と他方側に分岐する流体の割合をほぼ同程度に制御することができる。
【０００９】
このように本構成では、冷却用空間（５０）を軸方向に分割しつつ冷却用空間（５０）の周方向の略全体にわたって流体を強制的に流す冷却構造を採用することにより、冷却用空間（５０）内を流れる流体における軸方向および周方向の両方の流れを制御することができる。これにより、冷却用空間（５０）内の偏流を効果的に抑制することができるので、冷却効果を高めて電動機の発熱による電動機の温度上昇を抑制することができる。
【００１０】
前記第２合流部（６２）は、前記冷却用空間（５０）内の前記流体を外部に排出するために前記ケース（１３）に設けられた出口であってもよい。
【００１１】
この構成では、入口（６０）と出口とを近接した位置に設けることができるので、流体用の配管を入口（６０）および出口に配設しやすくなる。また、例えば軸方向が略水平になるように電動機を配置して使用する場合には入口（６０）と出口をともに上方に配置することができるので、冷却用空間（５０）内に溜まることのある空気を排出しやすくなる。
【００１２】
前記冷却用空間（５０）は、前記第１合流部（６１）に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域で、かつ、前記入口（６０）と前記出口との間の位置に、前記第１合流部（６１）よりも開口面積が小さく、前記第１冷却部（５１）と前記第２冷却部（５２）を連通する空気抜き用の連通部（２５）を有しているのが好ましい。
【００１３】
この構成では、第２合流部（６２）が出口であることに加え、さらに前記連通部（２５）を有しているので、上記したように軸方向が水平になるように電動機を配置し、入口（６０）と出口をともに上方に配置した状態で使用する場合に、第１冷却部（５１）内に溜まった空気を、連通部（２５）を通じて第２冷却部（５２）側に移動させて出口から排出させることが容易になる。また、連通部（２５）は第１合流部（６１）よりも開口面積が小さいので、連通部（２５）を通る際に流体が受ける抵抗は第１合流部（６１）を通る際に受ける抵抗よりも大きくなる。これにより、流体が連通部（２５）を通じて第１冷却部（５１）から第２冷却部（５２）に近道して流れるのを抑制し、流体の大部分を第１冷却部（５１）の周方向の一方側と他方側に沿って流すことができるので、冷却効果が低下するのを抑制できる。
【００１４】
前記冷却用空間（５０）は、前記第２冷却部（５２）よりも前記ケース（１３）の軸方向の一方側に位置し、周方向の略全体にわたって流体を流通可能な第３冷却部（５３）と、前記第２合流部（６２）に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置し、前記第３冷却部（５３）内の前記流体が合流する第３合流部（６３）と、をさらに有し、前記第２合流部（６２）が前記第２冷却部（５２）と前記第３冷却部（５３）とを連通していてもよい。
【００１５】
この構成では、冷却用空間（５０）が、上記したような第３冷却部（５３）と第３合流部（６３）とをさらに有しているので、冷却用空間（５０）を軸方向にさらに細分化することができる。これにより、冷却用空間（５０）内の偏流をより効果的に抑制することができる。
【００１６】
前記第３合流部（６３）は、前記冷却用空間（５０）内の前記流体を外部に排出するために前記ケース（１３）に設けられた出口であってもよい。
【００１７】
前記冷却用空間（５０）は、前記第３冷却部（５３）よりも前記ケース（１３）の軸方向の一方側に位置し、周方向の略全体にわたって流体を流通可能な第４冷却部（５４）と、前記第３合流部（６３）に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置し、前記第４冷却部（５４）内の前記流体が合流する第４合流部（６４）と、をさらに有し、前記第３合流部（６３）が前記第３冷却部（５３）と前記第４冷却部（５４）とを連通していてもよい。
【００１８】
この構成では、冷却用空間（５０）が、第４冷却部（５４）と第４合流部（６４）とをさらに有しているので、冷却用空間（５０）を軸方向にさらに一段と細分化することができる。これにより、冷却用空間（５０）内の偏流をさらに効果的に抑制することができる。
【００１９】
前記第４合流部（６４）は、前記冷却用空間（５０）内の前記流体を外部に排出するために前記ケース（１３）に設けられた出口であってもよい。
【００２０】
この構成では、入口（６０）と出口とを近接した位置に設けることができるので、流体用の配管を入口（６０）および出口に配設しやすくなる。また、例えば軸方向が略水平になるように電動機を配置して使用する場合には入口（６０）と出口をともに上方に配置することができるので、冷却用空間（５０）内に溜まることのある空気を排出しやすくなる。
【００２１】
第１冷却部（５１）と第２冷却部（５２）を設ける手段としては、例えば外筒部（２３）を２つの部材で構成し、一方の部材を用いて内筒部（２１）とともに第１冷却部（５１）を形成し、他方の部材を用いて内筒部（２１）とともに第２冷却部（５２）を形成するようにしてもよいが、次のような構成であるのが好ましい。
【００２２】
すなわち、前記ケース（１３）は、前記ロータ（１７）および前記ステータ（１９）を収容する筒状の内筒部（２１）と、この内筒部（２１）の外側に配置されるとともに前記内筒部（２１）に固定されて前記内筒部（２１）との間に前記冷却用空間（５０）を形成する筒状の外筒部（２３）と、前記内筒部（２１）と前記外筒部（２３）との間に前記周方向に沿って設けられ、前記冷却用空間（５０）を前記第１冷却部（５１）と前記第２冷却部（５２）に分割する仕切り（８１）と、を備えているのが好ましい。
【００２３】
この構成のように内筒部（２１）と外筒部（２３）との間に周方向に沿って仕切り（８１）を設けることにより冷却用空間（５０）を第１冷却部（５１）と第２冷却部（５２）に分割するようにすれば、外筒部（２３）を別部材ではなく一つの部材により構成することができる。これにより、外筒部（２３）の構造を簡略化できる。
【００２４】
前記仕切り（８１）は、前記入口（６０）に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に、前記第１冷却部（５１）と前記第２冷却部（５２）を連通し、前記第１合流部（６１）の一部または全部を構成する開口部（７１）を有しているのが好ましい。
【００２５】
この構成では、仕切り（８１）に設けられた開口部（７１）が第１合流部（６１）の一部または全部を構成している。このように内筒部（２１）と外筒部（２３）との間に上記のような仕切り（８１）が設けられている場合には、仕切り（８１）に開口部（７１）を形成するという簡単な構造を採用するだけで第１合流部の一部または全部を構成することができるので、製造工程を簡略化できる。
【００２６】
前記ケース（１３）は、前記ロータ（１７）および前記ステータ（１９）を収容する筒状の内筒部（２１）と、この内筒部（２１）の外面を覆うとともにこの外面に対して所定の間隔をあけて配置されることにより前記内筒部（２１）との間に前記冷却用空間（５０）を形成する筒状の外筒部（２３）と、前記内筒部（２１）と前記外筒部（２３）との間に前記周方向に沿って設けられ、前記冷却用空間（５０）を前記第１冷却部（５１）と前記第２冷却部（５２）に分割する第１仕切り（８１）と、前記内筒部（２１）と前記外筒部（２３）との間に前記周方向に沿って設けられ、前記冷却用空間（５０）を前記第２冷却部（５２）と前記第３冷却部（５３）に分割する第２仕切り（８２）と、前記内筒部（２１）と前記外筒部（２３）との間に前記周方向に沿って設けられ、前記冷却用空間（５０）を前記第３冷却部（５３）と前記第４冷却部（５４）に分割する第３仕切り（８３）と、を備えている。
【００２７】
この構成では、内筒部（２１）と外筒部（２３）との間に周方向に沿った仕切り（８１）を複数設けることにより冷却用空間（５０）を複数の冷却部に分割できる。このようにすれば、外筒部（２３）を別部材ではなく一つの部材により構成することができ、外筒部（２３）の構造を簡略化できる。
【００２８】
前記第１仕切り（８１）は、前記入口（６０）に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に、前記第１冷却部（５１）と前記第２冷却部（５２）を連通し、前記第１合流部（６１）の一部または全部を構成する第１開口部（７１）を有している。前記第２仕切り（８２）は、前記第１合流部（６１）に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に、前記第２冷却部（５２）と前記第３冷却部（５３）を連通し、前記第２合流部（６２）の一部または全部を構成する第２開口部（７２）を有している。前記第３仕切り（８３）は、前記第２合流部（６２）に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に、前記第３冷却部（５３）と前記第４冷却部（５４）を連通し、前記第３合流部（６３）の一部または全部を構成する第３開口部（７３）を有している。
【００２９】
この構成では、各仕切り（８１，８２，８３）に設けられた各開口部（７１，７２，７３）が第１〜３合流部（６１，６２，６３）の一部または全部を構成している。このように内筒部（２１）と外筒部（２３）との間に上記のような仕切り（８１，８２，８３）が設けられている場合には、仕切り（８１，８２，８３）に開口部（７１，７２，７３）を形成するという簡単な構造を採用するだけで第１〜３合流部（６１，６２，６３）の一部または全部を構成することができるので、製造工程を簡略化できる。
【００３０】
前記外筒部（２３）は前記内筒部（２１）と別体で構成されているときには、例えば外筒部（２３）と内筒部（２１）の間に上記した仕切りを形成する場合、内筒部（２１）の外面などに後述する凹凸部を形成する場合などにおいて加工が容易になる。
【００３１】
前記内筒部（２１）は、その外面に周方向の略全体にわって設けられた凹凸部（２７）を有しているときには、流体と内筒部（２１）との接触面積を増大させて冷却効率を向上させることができる。
【００３２】
前記凹凸部（２７）が前記周方向に延びる複数の溝（２７）であるときには、溝（２７）の形成方向は冷却部における流体の流れる方向に沿った方向となるので、凹凸部（２７）が流体を周方向に流れやすく案内して流体を円滑に流すことができる。
【００３３】
前記流体が絶縁性の油であるときには、水などの流体を使用した場合と比較して漏電などのおそれを低減できる。
【００３４】
電動機が油圧機器に用いられる場合には、前記絶縁性の油が前記油圧機器の作動油であるのが好ましい。
【００３５】
この構成では、絶縁性の油が油圧機器の作動油であるので、作動油の一部を冷却用空間（５０）に流入する流体として用いることができる。これにより、油圧機器の配管構造、タンク構造などを簡略化できる。
【発明の効果】
【００３６】
以上説明したように、本発明によれば、冷却用空間を軸方向に分割して複数の冷却部を設けるとともに冷却用空間の周方向の略全体にわたって流体を強制的に流す冷却構造を採用することにより、冷却用空間内を流れる流体における軸方向および周方向の両方の流れを制御することができる。これにより、冷却用空間内の偏流を効果的に抑制することができるので、冷却効果を高めて電動機の発熱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態の電動機をシャフトの軸方向に切断した断面図である。
【図２】第１実施形態の内筒部、外筒部およびステータを示し、これらを軸方向に切断した断面図である。
【図３】（ａ）は、第１実施形態の電動機を入口側から見たときの内筒部の構造を示す斜視図であり、（ｂ）は、この電動機を入口に対して半径方向に対向する側から見たときの内筒部の構造を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態の電動機におけるケース、ステータなどの構造を示す斜視図である。
【図５】第１実施形態の電動機における冷却用空間の形状を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は、第２実施形態の電動機を入口側から見たときの内筒部の構造を示す斜視図であり、（ｂ）は、この電動機を入口に対して半径方向に対向する側から見たときの内筒部の構造を示す斜視図である。
【図７】（ａ）は、第３実施形態の電動機を入口側から見たときの内筒部の構造を示す斜視図であり、（ｂ）は、この電動機を入口に対して半径方向に対向する側から見たときの内筒部の構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３９】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態にかかる電動機１１は、ケース１３と、このケース１３の軸方向に沿ってケース１３に回転可能に支持されたシャフト１５と、このシャフト１５に取り付けられた円柱状のロータ１７と、このロータ１７に対向するステータ１９とを備えている。
【００４０】
図１および図２に示すように、ケース１３は、筒状の内筒部２１と、この内筒部２１の外面を覆う筒状の外筒部２３と、内筒部２１における軸方向の両側の開口部をそれぞれ塞ぐ円盤部２９および円盤部３１とを含む。これらの内筒部２１、外筒部２３、円盤部２９および円盤部３１は別体で作製された後、一体化されている。
【００４１】
円盤部２９は内筒部２１の第１方向Ｄ１側の開口部に嵌合されており、図略のボルトにより内筒部２１の端部に固定されている。この円盤部２９の内面には、シャフト１５の一端部が配置される凹部が形成されている。この凹部の内周面とシャフト１５の外周面との間には軸受け３３が介在している。
【００４２】
なお、図１のようにシャフト１５の一端部が凹部内に配置される形態の他、例えば円盤部２９にシャフト１５を挿通可能な図略の貫通穴が設けられ、この貫通穴にシャフト１５の一端部が挿通された形態であってもよい。この形態の場合には、シャフト１５の両端部において回転運動を出力するようにできる。また、この形態の場合には、シャフト１５の一方の端部を回転運動の入力側とし、他方の端部を回転運動の出力側とすることにより、出力側の回転運動を入力側がアシストするようにもできる。
【００４３】
円盤部３１は内筒部２１の第２方向Ｄ２側の開口部に嵌合されており、図略のボルトにより内筒部２１の端部に固定されている。この円盤部３１の中央にはシャフト１５の他端部が挿通される貫通口が形成されている。この貫通口の内周面とシャフト１５の外周面との間には軸受け３５が介在している。このようにしてシャフト１５は回転可能に円盤部２９，３１に支持されている。なお、シャフト１５の第２方向Ｄ２側の端部および円盤部３１は、油圧機械などの産業機械の本体に取り付けられる。
【００４４】
内筒部２１の内面にはステータ１９が周方向に沿って配設されている。このステータ１９は、ロータ１７の外周面と所定の隙間をあけてこの外周面と対向して配置されている。ステータ１９は内筒部２１の内面に熱的に接触するように取り付けられたコア１９ａとこのコア１９ａに巻回された巻線１９ｂとを有している。
【００４５】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、内筒部２１は、流体の流路となる冷却用空間５０を外筒部２３とともに形成する胴部４０と、この胴部４０の第２方向Ｄ２側の端部に設けられたフランジ部４１とを有している。このフランジ部４１は、貫通穴４３ａを有する挿通部４３と、電動機１１に電力を供給する導線が挿通される貫通穴４５ａ（図２参照）を有する配線部４５とを有している。図４に示すように、内筒部２１は、外筒部２３の外面に設けられたナット部４６のねじ穴と挿通部４３の貫通穴４３ａとの位置を合わせた状態でボルト４４を貫通穴４３ａに挿通しナット部４６のねじ穴に螺合することによって外筒部２３と連結される。配線部４５の側部には配線部４５の開口を塞ぐ平板４７がねじ止めされている。
【００４６】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、胴部４０は、第１方向Ｄ１側の端部に設けられた外縁部３７と、第２方向Ｄ２側の端部に設けられた外縁部３９と、これらの外縁部３７，３９の間に設けられた仕切り８１とを有している。外縁部３７、外縁部３９および仕切り８１は、外筒部２３の内面と周方向に沿って対向する対向面３７ａ，３９ａ，８１ａをそれぞれ有している。本実施形態では、これらの対向面３７ａ，３９ａ，８１ａの外径はほぼ同程度に調整されている。ただし、これらの対向面３７ａ，３９ａ，８１ａの外径は必ずしも同程度でなくてもよい。すなわち、対向面３７ａと外筒部２３の内面との間が後述する下方側の溝４９に配置されるＯリングによりシールされ、対向面３９ａと外筒部２３の内面との間が上方側の溝４９に配置されるＯリングによりシールされ、かつ、後述する第１冷却部５１と第２冷却部５２との間で流体の流れが仕切り８１によってある程度制限されればよい。これらの条件を満たせば、例えば、対向面３７ａ，３９ａ，８１ａの外径がそれぞれ異なっていてもよく、外筒部２３の内面が湾曲または軸方向に対して傾斜していてもよい。
【００４７】
図２および図４に示すように、外筒部２３は、内筒部２１の胴部４０の外面を覆う円筒状の部材である。この外筒部２３は、胴部４０の外面を覆うとともにこの外面に対して所定の間隔をあけて配置されることにより胴部４０との間に流体を流通可能な冷却用空間５０を形成している。外筒部２３の外面には冷却用空間５０と連通する流体の入口６０と出口６２とが設けられている。
【００４８】
外縁部３７と仕切り８１との間には、これらよりも外径の小さい第１凹部９１が周方向に沿って形成されており、外縁部３９と仕切り８１との間には、これらよりも外径の小さい第２凹部９２が周方向に沿って形成されている。これにより、外筒部２３が内筒部２１の外面を覆うように配置されると、外縁部３７，３９および仕切り８１の対向面３７ａ，３９ａ，８１ａに外筒部２３の内面が対向する一方で、第１凹部９１および第２凹部９２は外筒部２３の内面との間にはそれぞれ空間が形成される。これらの空間は、冷却用空間５０の一部を構成する第１冷却部５１および第２冷却部５２となる。このようにして冷却用空間５０は、第１冷却部５１と第２冷却部５２とに軸方向に分割されている。
【００４９】
また、外縁部３７と第１凹部９１との間には、周方向に沿ってＯリング用の溝４９が形成されており、外縁部３９と第２凹部９２との間には、周方向に沿ってＯリング用の溝４９が形成されている。これらの溝４９にはそれぞれ図略のＯリングが配置される。これにより、外筒部２３と内筒部２１の外縁部３７，３９との間の水密性が高められている。
【００５０】
第１凹部９１および第２凹部９２には、半径方向の内方に凹む複数の溝２７（第１実施形態では５つの溝２７）が周方向に沿ってそれぞれ形成されている。各溝２７は、互いに略平行であり、周方向の略全体にわたって形成されている。
【００５１】
第１冷却部５１は、各溝２７の壁面を構成する環状の突起により半径方向の内方側の空間が複数に仕切られている一方で、半径方向の外方側の空間において連通している。また、第２冷却部５２は、第１冷却部５１と同様に、各溝２７の壁面を構成する環状の突起により半径方向の内方側の空間が複数に仕切られている一方で、半径方向の外方側の空間は軸方向に連通している。このような構成を採用することによって、第１冷却部５１および第２冷却部５２において、半径方向の内方側では流体と内筒部２１の外面との接触面積を増大させる一方で、半径方向の外方側では流体の流通抵抗が増大するのを抑制できる。これにより、冷却効率を向上させるとともに流体が流れる際の圧力損失を低減できる。
【００５２】
図３（ｂ）に示すように、仕切り８１は、入口６０に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置する開口部７１を有している。この開口部７１は、仕切り８１の一部を切削加工して形成した半径方向の内側に凹む凹部である。開口部７１は、外筒部２３の内面とともに第１合流部６１を構成する（図５参照）。
【００５３】
この第１合流部６１は、冷却用空間５０の一部であり、入口６０に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置し、第１冷却部５１と第２冷却部５２とを連通している。
【００５４】
ここで、本実施形態において「入口６０に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域」とは、具体的には次のことを意味している。まず、この領域の軸方向の位置は、第１冷却部５１と第２冷却部５２との間にある。次に、この領域の周方向の位置は次の通りいくつかの形態が例示できる。この周方向の位置の一例としては、冷却用空間５０を平面視したとき（冷却用空間５０をシャフト１５の軸方向に向かって見たとき）に、円筒状の第１冷却部５１の軸上の位置（シャフト１５の回転軸上の位置）を中心として入口６０に対して１８０°回転した対向位置を含み、この対向位置から周方向に所定の幅を持った領域が挙げられる。第１実施形態はこのタイプである。
【００５５】
また、前記周方向の位置の他の例としては、前記対向位置を必ずしも含まなくてよく、前記対向位置から周方向の一方側と他方側にほぼ等距離の位置にある互いに離れた二つの領域を含んでいる。また、前記周方向の位置のさらに他の例としては、上記二つの例を組み合わせた領域が挙げられる。
【００５６】
また、第１冷却部５１内の流体の偏流を抑制する効果を高める観点から、第１合流部６１の周方向の位置は、入口６０の中心と前記対向位置とを結ぶ直線に対してほぼ線対称となるような形態であるのが好ましい。また、第１合流部６１が周方向の一方側と他方側に延設される範囲は、偏流抑制の観点から、前記対向位置から±４５°の領域に含まれているのがより好ましい。
【００５７】
なお、上記した第１合流部６１の配設領域に関する意味内容は、後述する第２〜４合流部についても同様である。すなわち、第１合流部６１の上記説明における「入口６０に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域」を、第２合流部６２の場合には「第１合流部６１に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域」と読み替え、第３合流部６３の場合には「第２合流部６２に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域」と読み替え、第４合流部６４の場合には「第３合流部６３に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域」と読み替える。
【００５８】
図３（ａ）、図４および図５に示すように、冷却用空間５０は、第１合流部６１に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置する第２合流部６２を有している。この第２合流部６２は、第１実施形態では流体を外部に排出するための出口６２として機能する。第２冷却部５２内を周方向の一方側と他方側に分かれて流れてくる流体が、この出口６２において合流する。この出口６２は、入口６０と周方向の同じ側に位置し、入口６０と軸方向に並ぶ位置にある。
【００５９】
また、図３（ａ）に示すように、仕切り８１は、周方向の位置が入口６０に近く、かつ、入口６０と出口６２との間の位置に開口部２５ａを有している。この開口部２５ａは、仕切り８１の一部を切削加工して形成した半径方向の内側に凹む凹部である。この開口部２５ａは、外筒部２３の内面とともに空気抜き用の連通部２５を構成する（図５参照）。この連通部２５は、冷却用空間５０の一部であり、第１冷却部５１と第２冷却部５２とを連通させている。
【００６０】
開口部７１の周方向の開口長さは、用いる流体の粘度、流体の供給量などに応じて適宜設定すればよく特に限定されるものではないが、少なくとも開口部２５ａよりも大きくなるように設定される。すなわち、第１合流部６１の開口面積は、第１冷却部５１の周方向の一方側と他方側を通って流れる流体が合流して第２冷却部５２側に円滑に流れるように流体にかかる抵抗などを考慮して設定される。一方、連通部２５の開口面積は、第１冷却部５１に滞留する空気を第２冷却部５２側に移動させることができ、かつ、入口６０から供給された流体が連通部２５を通って第２冷却部５２側に流れるのを極力抑えることができる程度に第１合流部６１よりも十分に小さい値に設定されるのが好ましい。
【００６１】
流体としては、水を用いることもできるが、例えば絶縁性の油を用いることによって漏電のおそれを低減することができる。絶縁性の油としては、電動機１１が油圧機器に用いられるものである場合には、この油圧機器の作動油であるのが好ましい。
【００６２】
次に、第１実施形態の電動機１１の動作について説明する。まず、電動機１１に電力を供給すると、ロータ１７とステータ１９との間に磁力が発生してシャフト１５が回転する。この電動機１１の駆動に伴って主にロータ１７およびステータ１９が発熱する。この発熱による電動機１１の温度上昇を抑制するために、例えば冷却用の流体としての作動油が入口６０を通じて冷却用空間５０に供給される。
【００６３】
入口６０から供給された流体は、第１冷却部５１の周方向の一方側と他方側に分岐して第１冷却部５１内を流れる。本実施形態では、第１合流部６１が前記対向位置に設けられているので、第１冷却部５１の周方向の一方側と他方側に分岐して流れる流体の割合がほぼ均等になる。
【００６４】
これらの分岐した流体は、第１合流部６１において合流して第２冷却部５２に流入する。このように分岐した流体を一旦合流させたうえで第２冷却部５２に流入させることにより、第１合流部６１を通過する際に均一に混合された流体を第２冷却部５２に送ることができる。これにより、第２冷却部５２における冷却効果のばらつきを低減できる。
【００６５】
第２冷却部５２に流入した流体は、第２冷却部５２の周方向の一方側と他方側に再び分岐して第２冷却部５２内を流れる。これらの分岐した流体は、第２合流部（出口）６２において再び合流し、この出口６２から外部に排出される。出口６２は、第１合流部６１に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に設けられているので、第２冷却部５２の周方向の一方側と他方側に分岐して流れる流体の割合がほぼ均等になる。なお、排出された流体は、必要に応じて冷却した後、冷却用として循環させて再利用してもよい。
【００６６】
以上説明したように、第１実施形態によれば、冷却用空間５０は、前記流体が流入する入口６０を有するとともに周方向の略全体にわたって前記流体を流通可能な第１冷却部５１と、この第１冷却部５１よりも前記ケース１３の軸方向の一方側に位置し、周方向の略全体にわたって流体を流通可能な第２冷却部５２とを含んでいる。さらに、冷却用空間５０は、前記入口６０に対して前記ケース１３の半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置する第１合流部６１と、この第１合流部６１に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置する第２合流部６２とを含んでいる。このように第１実施形態では、冷却用空間５０を軸方向に分割しつつ冷却用空間５０の周方向の略全体にわたって流体を強制的に流す冷却構造を採用することにより、冷却用空間５０内を流れる流体における軸方向および周方向の両方の流れを制御することができる。これにより、冷却用空間５０内の偏流を効果的に抑制することができるので、冷却効果を高めて電動機の発熱を抑制することができる。
【００６７】
また、第１実施形態では、第２合流部６２は、前記冷却用空間５０内の前記流体を外部に排出するために前記ケース１３に設けられた出口であるので、出口が入口６０と周方向の同じ側に位置している。これにより、入口６０と出口とを近接した位置に設けることができる。これにより、流体用の配管を配設しやすくなる。また、例えば軸方向が略水平になるように電動機を配置して使用する場合には入口６０と出口６２をともに上方に配置することができるので、冷却用空間５０内に溜まることのある空気を排出しやすくなる。
【００６８】
また、第１実施形態では、前記冷却用空間５０は、前記第１合流部６１に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域で、かつ、前記入口６０と前記出口６２との間の位置に、前記第１合流部６１よりも開口面積が小さく、前記第１冷却部５１と前記第２冷却部５２を連通する空気抜き用の連通部２５を有しているので、上記したように軸方向が水平になるように電動機を配置し、入口６０と出口６２をともに上方に配置した状態で使用する場合に、第１冷却部５１内に溜まった空気を、連通部２５を通じて第２冷却部５２側に移動させて出口から排出させることが容易になる。また、連通部２５は第１合流部６１よりも開口面積が小さいので、連通部２５を通る際に流体が受ける抵抗は第１合流部６１を通る際に受ける抵抗よりも大きくなる。これにより、流体が連通部２５を通じて第１冷却部５１から第２冷却部５２に近道して流れるのを抑制し、流体の大部分を第１冷却部５１の周方向の一方側と他方側に沿って流すことができるので、冷却効果が低下するのを抑制できる。
【００６９】
また、第１実施形態では、前記ケース１３は、前記ロータ１７および前記ステータ１９を収容する筒状の内筒部２１と、この内筒部２１の外側に配置されるとともに前記内筒部２１に固定されて前記内筒部２１との間に前記冷却用空間５０を形成する筒状の外筒部２３と、前記内筒部２１と前記外筒部２３との間に前記周方向に沿って設けられ、前記冷却用空間５０を前記第１冷却部５１と前記第２冷却部５２に分割する仕切り８１と、を備えているので、第１冷却部５１と第２冷却部５２を形成する外筒部２３は別部材ではなく一つの部材により構成することができる。これにより、外筒部の構造を簡略化できる。
【００７０】
また、第１実施形態では、前記仕切り８１は、前記入口６０に対して前記半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に、前記第１冷却部５１と前記第２冷却部５２を連通し、前記第１合流部６１の一部を構成する開口部７１を有している。このように内筒部２１と外筒部２３との間に上記のような仕切り８１が設けられている場合には、仕切り８１に開口部７１を形成するという簡単な構造を採用するだけで第１合流部の一部または全部を構成することができるので、製造工程を簡略化できる。
【００７１】
また、第１実施形態では、前記外筒部２３は前記内筒部２１と別体で構成されているので、外筒部２３と内筒部２１の間に上記した仕切りを形成する場合に加工が容易になる。また、外筒部２３が内筒部２１と別体で構成されているので、外筒部２３または内筒部２１に凹凸部などを前もって形成した後、外筒部２３を内筒部２１に固定することができるので、凹凸部の加工が容易になる。特に、凹凸部が内筒部２１の外面に設けられている場合には、外筒部２３の内面に凹凸部を形成するのと比較してさらに加工が容易になる。また、外筒部２３と内筒部２１が別体であることにより、内筒部２１に対する外筒部２３の相対位置を任意に設定できるので、多様なニーズに対応することができる。
【００７２】
また、第１実施形態では、前記内筒部２１は、その外面に周方向の略全体にわって設けられた複数の溝２７を有しているので、流体と内筒部２１との接触面積を増大させて冷却効率を向上させることができる。また、第１実施形態では、複数の溝２７が前記周方向に延びるように形成されているので、溝２７の形成方向が冷却部における流体の流れる方向に沿った方向となるので、溝２７が流体を周方向に流れやすく案内して流体を円滑に流すことができる。
【００７３】
また、第１実施形態では、前記流体が絶縁性の油である場合には、水などの流体を使用した場合と比較して漏電などのおそれを低減できる。また、電動機が油圧機器に用いられる場合には、前記絶縁性の油が前記油圧機器の作動油であると、作動油の一部を冷却用空間５０に流入する流体として用いることができる。これにより、油圧機器の配管構造、タンク構造などを簡略化できる。
【００７４】
＜第２実施形態＞
図６は本発明の第２実施形態にかかる電動機１１の内筒部２１を示す斜視図である。なお、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７５】
この第２実施形態では、冷却用空間５０は、第３冷却部５３と、第３合流部６３と、第２仕切り８２とをさらに有している点で第１実施形態とは異なっている。なお、図６（ａ），（ｂ）では、外筒部２３の図示は省略しているが、外縁部３９と第２仕切り８２との間に設けられた第３凹部９３と、外筒部２３の内面とにより囲まれる空間が第３冷却部５３となる（図６（ａ），（ｂ）の一点鎖線の矢印５３で示す領域）。
【００７６】
第３冷却部５３は、第２冷却部５２よりも内筒部２１の軸方向の第２方向Ｄ２側に位置し、周方向の略全体にわたって流体を流通可能である。第３合流部６３は流体の出口である。この出口６３は、外筒部２３の外面に設けられた筒状の管（図示略）により構成されている。この出口６３は、第２合流部６２に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置している。すなわち、出口６３は入口６０と周方向の反対側に位置している。第３冷却部５３内の流体は出口６３において合流し、外部に排出される。
【００７７】
また、第２合流部６２は、第１実施形態のように出口として機能するのではなく、第２冷却部５２と第３冷却部５３とを連通して第２冷却部５２の流体を第３冷却部５３に流入させる役割を果たす。この第２合流部６２は、第２仕切り８２に形成された半径方向内側に凹む凹部からなる開口部７２と、外筒部２３の外面とにより構成されている。
【００７８】
第２仕切り８２は、第１仕切り８１の開口部２５ａに対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に、開口部２５ａを有している。この開口部２５ａは外筒部２３の外面とともに空気抜き用の連通部（図示略）となる。
【００７９】
この第２実施形態では、冷却用空間５０が、第３冷却部５３と第３合流部６３とをさらに有しているので、仕切り間の距離が短くなって各冷却部の軸方向の高さが小さくなる。このように冷却用空間５０を軸方向にさらに細分化することができる。これにより、各冷却部において軸方向の偏流が抑制できるので、冷却用空間５０内の偏流をより効果的に抑制することができる。
【００８０】
＜第３実施形態＞
図７は本発明の第３実施形態にかかる電動機１１の内筒部２１を示す斜視図である。なお、ここでは第１実施形態および第２実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８１】
この第３実施形態では、冷却用空間５０は、第４冷却部５４と、第４合流部６４と、第３仕切り８３とをさらに有している点で第１実施形態および第２実施形態とは異なっている。なお、図７（ａ），（ｂ）では、外筒部２３の図示は省略しているが、外縁部３９と第３仕切り８３との間に設けられた第４凹部９４と、外筒部２３の内面とにより囲まれる空間が第４冷却部５４となる（図７（ａ），（ｂ）の一点鎖線の矢印５４で示す領域）。
【００８２】
第４冷却部５４は、第３冷却部５３よりも内筒部２１の軸方向の第２方向Ｄ２側に位置し、周方向の略全体にわたって流体を流通可能である。第４合流部６４は流体の出口である。この出口６４は、第３合流部６３に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置している。第４冷却部５４内の流体は出口６４において合流し、外部に排出される。
【００８３】
また、第３合流部６３は、第２実施形態のように出口として機能するのではなく、第３冷却部５３と第４冷却部５４とを連通して第３冷却部５３の流体を第４冷却部５４に流入させる役割を果たす。この第３合流部６３は、第３仕切り８３に形成された半径方向内側に凹む凹部からなる開口部７３と、外筒部２３の外面とにより構成されている。
【００８４】
第３仕切り８３は、第１仕切り８１の開口部２５ａと軸方向のほぼ同じ位置に開口部２５ａを有している。この開口部２５ａは外筒部２３の外面とともに空気抜き用の連通部（図示略）となる。
【００８５】
この第３実施形態では、冷却用空間５０が、第４冷却部５４と第４合流部６４とをさらに有しているので、仕切り間の距離がさらに短くなって各冷却部の軸方向の高さがより小さくなる。このように冷却用空間５０を軸方向にさらに一段と細分化することができる。これにより、各冷却部において軸方向の偏流が抑制できるので、冷却用空間５０内の偏流をさらに効果的に抑制することができる。
【００８６】
また、第３実施形態では、出口６４が入口６０と周方向の同じ側に位置しているので、入口６０と出口６４とを近接した位置に設けることができる。これにより、流体用の配管を配設しやすくなる。また、例えば軸方向が略水平になるように電動機を配置して使用する場合には入口６０と出口６４をともに上方に配置することができるので、冷却用空間５０内に溜まることのある空気を排出しやすくなる。
【００８７】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は、前記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で種々変更、改良等が可能である。例えば、上記第１実施形態では、仕切りに設けられた開口部としての凹部と外筒部の内面とにより第１合流部が構成されている場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば第１合流部は、仕切りに開口部としての貫通口を設けることにより構成することもできる。他の第２〜４合流部についても同様である。
【００８８】
また、上記第３実施形態では、冷却用空間５０が第１冷却部、第２冷却部、第３冷却部および第４冷却部に分割されている場合を例示したが、さらに細分化してもよい。
【００８９】
また、上記実施形態では、内筒部の外面に周方向に沿って仕切りが形成されている形態を例示したが、仕切りは、内筒部の外面ではなく外筒部の内面に周方向に沿って形成されていてもよく、また、内筒部および外筒部とは別の部材で構成されていてもよい。
【００９０】
また、上記実施形態では、冷却用空間を形成する内筒部と外筒部が別体である場合を例に挙げて説明したが、これらの内筒部と外筒部は、別体ではなく一体の部材であってもよい。
【００９１】
また、上記実施形態では、内筒部の外面に周方向の略全体にわたって互いに略平行な複数の溝が設けられている場合を例示したが、このような凹凸部としては、例えば螺旋状の溝、複数の突起、複数のディンプルなどが内筒部の外面または外筒部の内面に設けられていてもよい。また、冷却用空間内における流体の偏流を抑制するという観点では、上記のような凹凸部は必ずしも設けられていなくてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１１  電動機
１３  ケース
１７  ロータ
１９  ステータ
２１  内筒部
２３  外筒部
２５  空気抜き用連通部
２７  溝
５０  冷却用空間
５１  第１冷却部
５２  第２冷却部
５３  第３冷却部
５４  第４冷却部
６０  入口
６１  第１合流部
６２  出口（第２合流部）
６３  出口（第３合流部）
６４  出口（第４合流部）
７１  開口部（第１開口部）
７２  第２開口部
７３  第３開口部
８１  仕切り（第１仕切り）
８２  第２仕切り
８３  第３仕切り
【図１】
2010206993.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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