(57)【要約】【課題】冷却風によってステータコアを効率よく冷却することができる回転電機（電動モータ又は発電機）の冷却構造を提供する。【解決手段】ステータコア２１の周縁部に冷却風路２６を形成し、ステータコアの一端側を風箱１６で覆って空間部２５を形成し、冷却風を風箱に取り付けた冷却ファン１８Ａ等により空間部に導入して冷却風路内に流す構成する。冷却ファンはステータコアの四方の面部分の周縁部の冷却風路の入口側にそれぞれ対向して４箇所に配置する。ブラケット１４は外面周縁部をステータコアの周縁方向に向かう斜面とする。冷却風路は四隅の斜面部分の周縁部にも形成する。また、風箱の内面周縁部とブラケットの外面周縁部とをステータコア周縁方向に向かう斜面として、これらの斜面で冷却風案内路を形成し、且つ、風箱の側面中央部に取り付けた冷却ファンで空間部に導入した冷却風を冷却風案内路により冷却風路の入口へ案内してもよい。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータコアを有するロータと、前記ロータコアの外周を囲むステータコアを有するステータと、前記ステータコアの軸方向の一端側と他端側とに設けられ軸受を介して前記ロータの回転軸を回転自在に支持するブラケットとを有してなる回転電機において前記ステータコアを冷却するための冷却構造であって、
前記ステータコアの周縁部には同周縁部を軸方向に貫通する複数の冷却風路を形成し、前記ステータコアの軸方向の一端側を風箱で覆って同風箱と前記一端側のブラケットとの間に空間部を形成し、且つ、前記風箱に冷却ファンを取り付けて、冷却風を前記冷却ファンにより前記空間部に導入して前記冷却風路内に流すように構成したことを特徴とする回転電機冷却構造。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機冷却構造において、
前記ステータコアは略直方体状となっており、前記冷却風路はこのステータコア外周の少なくとも四方の面部分の周縁部に形成し、前記冷却ファンは前記四方の面部分の周縁部に形成された冷却風路の入口側にそれぞれ対向するように４箇所に配置したことを特徴とする回転電機冷却構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転電機冷却構造において、
前記一端側のブラケットは外面周縁部を前記ステータコアの周縁方向に向かう斜面とすることにより、前記冷却風路の入口へ向かう冷却風の流れを妨げない構成としたことを特徴とする回転電機冷却構造。
【請求項４】
請求項１，２又は３に記載の回転電機冷却構造において、
前記ステータコアは略直方体状で外周の四隅が切り欠かれて斜面となっており、前記冷却風路はこのステータコア外周の四方の面部分の周縁部と四隅の斜面部分の周縁部とに形成したことを特徴とする回転電機冷却構造。
【請求項５】
請求項１，３又は４に記載の回転電機冷却構造において、
前記風箱の内面周縁部を前記ステータコアの周縁方向に向かう斜面とし、且つ、前記一端側のブラケットの外面周縁部も前記ステータコアの周縁方向に向かう斜面とすることにより、この風箱の斜面とブラケットの斜面とで冷却風案内路を形成し、且つ、前記冷却ファンは前記風箱の側面中央部に取り付け、この冷却ファンによって前記空間部に導入した冷却風を、前記冷却風案内路によって前記冷却風路の入口へと案内するように構成したことを特徴とする回転電機冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転電機冷却構造に関するもので、回転電機（電動モータ又は発電機）のステータコアを冷却風によって冷却する場合に適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来のモータ冷却構造を備えた電動モータの要部概略図である。同図に示すように従来の電動モータ５では、ステータコア１の外周面に多数のフィン２が突設され、且つ、ステータコア１の外周を囲むカバー３には冷却ファン４が取り付けられており、この冷却ファン４によってカバー４内に導入した冷却風（矢印Ａ１）をステータコア外周面のフィン２に吹きつけることによりステータコア１を冷却する構造となっていた。なお、回転電機冷却構造が開示された先行技術文献としては、例えば特許文献１がある。
【０００３】
【特許文献１】
実開平５−５５７６５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示す従来のモータ冷却構造では、冷却ファン４によってフィン２に吹きつけられた冷却風が、フィン２の間にはあまり入らず、矢印Ａ２のようにフィン２の表面を撫でるように流れてしまうため、冷却風の無駄が多くロータコア１をあまり効率的に冷却することができなかった。
【０００５】
従って本発明は上記の事情に鑑み、冷却風によってステータコアを効率よく冷却することができる回転電機（電動モータ又は発電機）の冷却構造を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明の回転電機冷却構造は、ロータコアを有するロータと、前記ロータコアの外周を囲むステータコアを有するステータと、前記ステータコアの軸方向の一端側と他端側とに設けられ軸受を介して前記ロータの回転軸を回転自在に支持するブラケットとを有してなる回転電機において前記ステータコアを冷却するための冷却構造であって、
前記ステータコアの周縁部には同周縁部を軸方向に貫通する複数の冷却風路を形成し、前記ステータコアの軸方向の一端側を風箱で覆って同風箱と前記一端側のブラケットとの間に空間部を形成し、且つ、前記風箱に冷却ファンを取り付けて、冷却風を前記冷却ファンにより前記空間部に導入して前記冷却風路内に流すように構成したことを特徴とする。
【０００７】
また、第２発明の回転電機冷却構造は、第１発明の回転電機冷却構造において、前記ステータコアは略直方体状となっており、前記冷却風路はこのステータコア外周の少なくとも四方の面部分の周縁部に形成し、前記冷却ファンは前記四方の面部分の周縁部に形成された冷却風路の入口側にそれぞれ対向するように４箇所に配置したことを特徴とする。
【０００８】
また、第３発明の回転電機冷却構造は、第１又は第２発明の回転電機冷却構造において、
前記一端側のブラケットは外面周縁部を前記ステータコアの周縁方向に向かう斜面とすることにより、前記冷却風路の入口へ向かう冷却風の流れを妨げない構成としたことを特徴とする。
【０００９】
また、第４発明の回転電機冷却構造は、第１，第２又は第３発明の回転電機冷却構造において、
前記ステータコアは略直方体状で外周の四隅が切り欠かれて斜面となっており、前記冷却風路はこのステータコア外周の四方の面部分の周縁部と四隅の斜面部分の周縁部とに形成したことを特徴とする。
【００１０】
また、第５発明の回転電機冷却構造は、第１，第３又は第４発明の回転電機冷却構造において、
前記風箱の内面周縁部を前記ステータコアの周縁方向に向かう斜面とし、且つ、前記一端側のブラケットの外面周縁部も前記ステータコアの周縁方向に向かう斜面とすることにより、この風箱の斜面とブラケットの斜面とで冷却風案内路を形成し、且つ、前記冷却ファンは前記風箱の側面中央部に取り付け、この冷却ファンによって前記空間部に導入した冷却風を、前記冷却風案内路によって前記冷却風路の入口へと案内するように構成したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１２】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係るモータ冷却構造を備えた電動モータの構成を示す縦断面図、図２は前記電動モータのコア部の構成を示す図２のＢ−Ｂ線矢視断面図、図３は前記電動モータのコア部の構成を示す斜視図である。
【００１３】
＜構成＞
図１〜図３に示すように本実施の形態１の電動モータ１１はロータ１２、ステータ１３、ブラケット１４，１５、風箱１６、冷却ファン１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄなどを有している。
【００１４】
ロータ１２はロータコア２０を有し、ロータコア２０は回転軸であるシャフト１９の外周面に嵌合して固定されている。図示例のロータ１２は永久磁石式のものであり、ロータコア２０には図示しない永久磁石が装着されている。なお、本発明は永久磁石式モータに限定するものではなく、ロータコアにコイルなとが装着されたモータにも適用することができる。ステータ１３はロータコア２０の外周を囲むステータコア２１を有し、ステータコア２１には内周面側のスロット２２に挿通されたコイル２３が設けられている。
【００１５】
ブラケット１４はステータコア２１の軸方向（図１中の左右方向）の一端側（反負荷側）に設けられ、軸受２４Ａを介してシャフト１９を回転自在に支持している。また、ブラケット１４は、その外面の周縁部１４ａをステータコア２１の周縁方向に向かう斜面とすることにより、ステータコア２１の周縁部に形成された冷却風路２６の入口２６ａ（詳細後述）へ向かう冷却風の流れを妨げない（冷却風を案内する）ようになっている。なお、ブラケット１４の斜面１４ａの形状としては、図示のような平面状に限らず、適宜の丸みをつけた曲面状であってもよい。
【００１６】
ブラケット１５はステータコア２１の軸方向（図１の左右方向）の他端側（負荷側）に設けられ、軸受２４Ｂを介してシャフト１９を回転自在に支持している。風箱１６はステータコア２１の軸方向の一端側を覆い、風箱１６とブラケット１４との間に空間部２５を形成している。冷却ファン１８Ａ〜１８Ｄは風箱１６に取り付けられており、外気を冷却風として空間部２５に導入する。なお、図中の２７はエンコーダカバーであり、シャフト１９に接続された図示しないロータリーエンコーダを覆っている。
【００１７】
そして、ステータコア２１の周縁部には、同周縁部を軸方向に貫通する複数の冷却風路２６が形成されている。ステータコア２１は薄い鋼板を多数積層してなる成層鉄心であり、冷却風路２６は各鋼板の周縁部に開けられた孔が鋼板の積層方向（軸方向）に連続することによって形成されている。
【００１８】
ステータコア２１は略直方体状で外周面の四隅が切り欠かれて斜面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄとなっており、冷却風路２６はこのステータコア外周の四方の面２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ部分の周縁部にそれぞれ形成されている。冷却ファン１８Ａ〜１８Ｄは、前記四方の面２１ｅ〜２１ｈ部分の周縁部に形成された冷却風路２６の入口２６ａにそれぞれ対向するようにして４箇所に配置されている。即ち、冷却ファン１８Ａは面２１ｅ部分の周縁部に形成された冷却風路２６の入口２６ａに対向し、冷却ファン１８Ｂは面２１ｆ部分の周縁部に形成された冷却風路２６の入口２６ａに対向し、冷却ファン１８Ｃは面２１ｇ部分の周縁部に形成された冷却風路２６の入口２６ａに対向し、冷却ファン１８Ｄは面２１ｈ部分の周縁部に形成された冷却風路２６の入口２６ａに対向するように配置さている。
【００１９】
冷却ファン１８Ａ〜１８Ｄが作動すると、図１中に矢印Ｃで示すように冷却風が、風箱１６とブラケット１４との間の空間部２５に導入され、各冷却風路２６にその入口２６ａから流入して各冷却風路２６内を軸方向に流れた後、各冷却風路２６の出口２６ｂから流出される。このとき、冷却風路２６内を流れる冷却風によってステータコア２１が冷却される。
【００２０】
＜作用・効果＞
以上のように本実施の形態１によれば、ステータコア２１の周縁部には同周縁部を軸方向に貫通する複数の冷却風路２６を形成し、ステータコア２１の軸方向の一端側を風箱１６で覆ってこの風箱１６と前記一端側のブラケット１４との間に空間部２５を形成し、且つ、風箱１６に冷却ファン１８Ａ〜１８Ｄを取り付けて、冷却風を冷却ファン１８Ａ〜１８Ｄにより前記空間部２５に導入して冷却風路２６内に流すように構成したため、冷却風を全て無駄なくステータコア２１の冷却に利用することができ、ステータコア２１を非常に効率よく冷却することができる。
【００２１】
また、４台の冷却ファン１８Ａ〜１８Ｄが、ステータコア２１の四方の面２１ｅ〜２１ｈ部分の周縁部に形成された冷却風路２６の入口にそれぞれ対向するようにして周方向の４箇所に配置されているため、大きな圧力損失を招くことなく、冷却風を各面２１ｅ〜２１ｈ部分の周縁部に形成された冷却風路２６にスムーズに送り込むことができる。このため、冷却ファン１８Ａ〜１８Ｄによる冷却風量の増加を図ること、或いは、冷却ファン１８Ａ〜１８Ｄの容量を低減して冷却ファン１８Ａ〜１８Ｄのコンパクト化を図ることができる。
【００２２】
また、ブラケット１４は外面周縁部１４ａをステータコア２１の周縁方向に向かう斜面とすることにより、冷却風路２６の入口２６ａ（詳細後述）へ向かう冷却風の流れを妨げないようにしているため、より圧力損失が低減されてスムーズに冷却風路２６へ冷却風を送り込むことができる。このため、更に冷却ファン１８Ａ〜１８Ｄによる冷却風量の増加を図ること、或いは、冷却ファン１８Ａ〜１８Ｄの容量を低減して冷却ファン１８Ａ〜１８Ｄのコンパクト化を図ることができる。
【００２３】
［実施の形態２］
図４は本発明の実施の形態２に係るモータ冷却構造を備えた電動モータのコア部の構成を示す横断面図（上記実施の形態１の図２に相当する図）である。
【００２４】
＜構成＞
図４に示すように、本実施の形態２の電動モータ１１では、ステータコア２１の周縁部を軸方向に貫通する冷却風路２６が、ステータコア外周の四方の面２１ｅ〜２１ｈ部分の周縁部だけでなく、四隅の斜面２１ａ〜２１ｄ部分の周縁部にも形成されている。
【００２５】
なお、本実施の形態２のその他の構成については上記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する（上記実施の形態１の欄の記載及び図１〜図３を参照）。
【００２６】
＜作用・効果＞
以上のように、本実施の形態２によれば、ステータコア外周の四方の面２１ｅ〜２１ｈ部分の周縁部だけでなく、四隅の斜面２１ａ〜２１ｄ部分の周縁部にも冷却風路２６が形成されているため、冷却ファン１８Ａ〜１８Ｄによって風箱１６とブラケット１４との間の空間部２５（図１参照）に導入された冷却風が、前記四方の面２１ｅ〜２１ｈ部分の周縁部に形成された冷却風路２６内だけでなく、前記四隅の斜面２１ａ〜２１ｄ部分の周縁部に形成された冷却風路２６内にも流れるため、より効率よくステータコア２１を冷却することができる。
【００２７】
［実施の形態３］
図５は本発明の実施の形態３に係るモータ冷却構造を備えた電動モータの構成を示す縦断面図（上記実施の形態１の図１に相当する図）、図６は前記電動モータの側面図（図５のＤ方向矢視図）である。
【００２８】
＜構成＞
図５に示すように、本実施の形態３の電動モータ１１では、風箱１６の内面の周縁部１６ａをステータコア２１の周縁方向に向かう斜面とし、且つ、軸方向の一端側のブラケット１４の外面の周縁部１４ａもステータコア２１の周縁方向に向かう斜面とすることにより、これらの風箱１６の斜面（内面周縁部）１６ａとブラケット１４の斜面（外面周縁部）１４ａとで冷却風案内路３０が形成されている。
【００２９】
また、図５及び図６に示すように冷却ファン１８は風箱１６の側面中央部に１台だけ取り付けられている。冷却風案内路３０は、冷却ファン１８の周縁部からステータコア２１の周縁部（冷却風路２６）へ向かう斜めの流路となっており、冷却ファン１８によって風箱１６とブラケット１４との間の空間部２５に導入された冷却風を、図５中に矢印Ｅで示すように冷却風路２６の入口２６ａへと案内する。なお、このような冷却風案内路３０を形成するブラケット１４の斜面１４ａと風箱１６の斜面１６ａの形状としては、図示のような平面状に限らず、適宜の丸みをつけた曲面状であってもよい。
【００３０】
本実施の形態３のその他の構成については上記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する（上記実施の形態１の欄の記載及び図１〜図３を参照）。
【００３１】
＜作用・効果＞
以上のように本実施の形態３によれば、風箱１６の内面周縁部１６ａをステータコア２１の周縁方向に向かう斜面とし、且つ、一端側のブラケット１４の外面周縁部１４ａもステータコア２１の周縁方向に向かう斜面とすることにより、これらの風箱１６の斜面１６ａとブラケット１４の斜面１４ａとで冷却風案内路３０を形成し、且つ、冷却ファン１８は風箱１６の側面中央部に取り付け、この冷却ファン１８によって空間部２５に導入した冷却風を、冷却風案内路３０によって冷却風路２６の入口２６ａへと案内するように構成したため、上記実施の形態１のように４台の冷却ファン１８Ａ〜１８Ｄを配置せずに風箱１６の側面中央部に１台の冷却ファン１８を取り付けても、大きな圧力損失を招くことなくスムーズに冷却風を冷却風路２６に送り込むことができる。このため、冷却ファンのコンパクト化を図ることができる。
【００３２】
なお、本発明は上記のように電動モータのステータコアを冷却風で冷却する場合に適用して有用なものであるが、必ずしもこれに限定するものではなく、発電機のステータコアを冷却風で冷却する場合にも適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上、実施の形態とともに具体的に説明したように、第１発明の回転電機冷却構造によれば、ロータコアを有するロータと、前記ロータコアの外周を囲むステータコアを有するステータと、前記ステータコアの軸方向の一端側と他端側とに設けられ軸受を介して前記ロータの回転軸を回転自在に支持するブラケットとを有してなる回転電機において前記ステータコアを冷却するための冷却構造であって、前記ステータコアの周縁部には同周縁部を軸方向に貫通する複数の冷却風路を形成し、前記ステータコアの軸方向の一端側を風箱で覆って同風箱と前記一端側のブラケットとの間に空間部を形成し、且つ、前記風箱に冷却ファンを取り付けて、冷却風を前記冷却ファンにより前記空間部に導入して前記冷却風路内に流すように構成したことを特徴とするため、冷却風を全て無駄なくステータコアの冷却に利用することができ、ステータコアを非常に効率よく冷却することができる。
【００３４】
また、第２発明の回転電機冷却構造によれば、第１発明の回転電機冷却構造において、前記ステータコアは略直方体状となっており、前記冷却風路はこのステータコア外周の少なくとも四方の面部分の周縁部に形成し、前記冷却ファンは前記四方の面部分の周縁部に形成された冷却風路の入口側にそれぞれ対向するように４箇所に配置したことを特徴とするため、大きな圧力損失を招くことなく、冷却風を前記四方の各面部分の周縁部に形成された冷却風路にスムーズに送り込むことができる。このため、冷却ファンによる冷却風量の増加を図ること、或いは、冷却ファンの容量を低減して冷却ファンのコンパクト化を図ることができる。
【００３５】
また、第３発明の回転電機冷却構造によれば、第１又は第２発明の回転電機冷却構造において、前記一端側のブラケットは外面周縁部を前記ステータコアの周縁方向に向かう斜面とすることにより、前記冷却風路の入口へ向かう冷却風の流れを妨げない構成としたことを特徴とするため、より圧力損失が低減されてスムーズに冷却風路へ冷却風を送り込むことができる。このため、更に冷却ファンによる冷却風量の増加を図ること、或いは、冷却ファンの容量を低減して冷却ファンのコンパクト化を図ることができる。
【００３６】
また、第４発明の回転電機冷却構造によれば、第１，第２又は第３発明の回転電機冷却構造において、前記ステータコアは略直方体状で外周の四隅が切り欠かれて斜面となっており、前記冷却風路はこのステータコア外周の四方の面部分の周縁部と四隅の斜面部分の周縁部とに形成したことを特徴とするため、冷却ファンによって風箱とブラケットとの間の空間部に導入された冷却風が、前記四方の面部分の周縁部に形成された冷却風路内だけでなく、前記四隅の斜面部分の周縁部に形成された冷却風路内にも流れるため、より効率よくステータコアを冷却することができる。
【００３７】
また、第５発明の回転電機冷却構造によれば、第１，第３又は第４発明の回転電機冷却構造において、前記風箱の内面周縁部を前記ステータコアの周縁方向に向かう斜面とし、且つ、前記一端側のブラケットの外面周縁部も前記ステータコアの周縁方向に向かう斜面とすることにより、この風箱の斜面とブラケットの斜面とで冷却風案内路を形成し、且つ、前記冷却ファンは前記風箱の側面中央部に取り付け、この冷却ファンによって前記空間部に導入した冷却風を、前記冷却風案内路によって前記冷却風路の入口へと案内するように構成したことを特徴とするため、上記第１発明のように４箇所に冷却ファンを配置せずに風箱の側面中央部に冷却ファンを取り付けても、大きな圧力損失を招くことなくスムーズに冷却風を冷却風路に送り込むことができる。このため、冷却ファンのコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るモータ冷却構造を備えた電動モータの構成を示す縦断面図である。
【図２】前記電動モータのコア部の構成を示す図２のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図３】前記電動モータのコア部の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るモータ冷却構造を備えた電動モータのコア部の構成を示す横断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係るモータ冷却構造を備えた電動モータの構成を示す縦断面図である。
【図６】前記電動モータの側面図（図５のＤ方向矢視図）である。
【図７】従来のモータ冷却構造を備えた電動モータの要部概略図である。
【符号の説明】
１１　電動モータ
１２　ロータ
１３　ステータ
１４　反負荷側のブラケット
１４ａ　斜面（外面周縁部）
１５　負荷側のブラケット
１６　風箱
１６ａ　斜面（内面周縁部）
１８　冷却ファン
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄ　冷却ファン
１９　シャフト
２０　ロータコア
２１　ステータコア
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ　ステータコア外周の隅部（斜面）
２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ　ステータコア外周の四方の面
２２　スロット
２３　コイル
２４Ａ，２４Ｂ　軸受
２５　空間部
２６　冷却風路
２６ａ　入口
２６ｂ　出口
２７　エンコーダカバー
３０　冷却風案内路
【図１】
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【図２】
2004147446.tif 000004
【図３】
2004147446.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004147446.tif 000007
【図６】
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【図７】
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