(57)【要約】【課題】軸方向の一方を開放端とし軸方向の他方の端を閉じた環状の冷却液流路（冷却水流路等）をフレームに形成し、且つ、従来に比べて液冷構造（水冷構造等）の組み立て作業（封止処理作業）が容易な液冷式（水冷式等）の回転電機を提供する。【解決手段】固定子１の外周に設けたフレーム３に、軸方向の一方が開放端１１ａであり軸方向の他方の端１１ｂが閉じている環状の冷却水流路１１を設け、開放端１１ａをブラケット４で塞いだ構成の水冷構造を有する水冷式回転電機において、冷却水流路１１における開放端１１ａ側の端部１１ｃの幅Ｗ１を、冷却水流路１１における前記端部１１ｃの内側部分１１ｄの幅Ｗ２よりも広くすることにより、前記端部１１ｃを環状の封止部とし、この封止部１１ｃに嵌入した１つの環状のガスケット８によって冷却水流路１１内を流通する冷却液を封止する構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子の外周に設けたフレームに、軸方向の一方が開放端であり軸方向の他方の端が閉じている環状の冷却液流路を設け、前記開放端をブラケットで塞いだ構成の液冷構造を有する液冷式回転電機において、
前記冷却液流路における前記開放端側の端部の幅を、前記冷却液流路における前記端部の内側部分の幅よりも広くすることにより、前記端部を環状の封止部とし、前記封止部に嵌入した１つの環状のガスケットによって前記冷却液流路内を流通する冷却液を封止する構成としたことを特徴とする液冷式回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液冷式回転電機（電動機又は発電機）に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機（電動機又は発電機）に水冷構造（冷却水流路）を設ける方法としては、従来、下記の（１）〜（３）のような方法がある。
【０００３】
（１）  ２部品以上の流路形成構造物を接触させて冷却水流路を形成し、前記接触部又は前記接触部の近傍部に設けた樹脂製又は金属製のガスケットによって前記冷却水流路内を流通する冷却水を封止する方法。
（２）  中空中子による鋳造技術を用いて１部品で冷却水流路を形成する方法。
（３）  鋳造等の製造技術により、軸方向の一方が開放端であり軸方向の他方の端が閉じている環状の冷却液流路をフレームに設け、前記開放端をブラケットで塞ぎ、前記開放端の近傍に設けた複数のガスケット（Ｏリング）によって前記冷却水流路を流通する冷却水を封止する方法。
【０００４】
なお、上記（３）の方法による水冷構造を備えた従来の水冷式回転電機は、例えば下記の特許文献１，２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１３２０９号公報
【特許文献２】特開平８−２０５４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記（１）の方法では、２部品以上の流路形成構造物と、ガスケット等による２箇所以上の封止処理とを組み合わせて初めて冷却水流路が完成するため、冷却水流路の形成に手間がかかる。その上、上記（１）の方法では、２部品以上の流路形成構造物とガスケット等による２箇所以上の封止処理とを組み合わせて冷却水流路を完成させてからでなければ水漏れ評価を実施することができないため、水漏れ評価が面倒であり、また、水漏れが判明した場合、２部品以上の流路形成構造物のうちの何れの流路形成構造物に水漏れの原因があるのかを判断するためには２部品以上の流路形成構造物を分解することなどが必要な場合もあり、水漏れの原因追究に時間がかかる。
【０００７】
上記（２）の方法では、１部品のみで冷却水流路を形成することができるが、中空中子による高度な鋳造技術が必要であるため、回転電機が高価なものになってしまう。
【０００８】
一方、上記（３）の方法では、流路形成構造物がフレームの１部品だけであるため、上記（１）の方法に比べて冷却水流路の形成が容易であり、水漏れ評価の実施や水漏れの原因追究が容易である。また、上記（３）の方法では、上記（２）の方法に比べて容易な鋳造等の製造技術によってフレームに冷却水流路を形成することができるため、回転電機のコストを低減することができる。
【０００９】
このため、回転電機に水冷構造を設ける場合、上記（３）の方法のように軸方向の一方を開放端とし軸方向の他方の端を閉じた環状の冷却液流路をフレームに形成することが望ましい。しかしながら、上記（３）の方法では、冷却水を封止するために複数のガスケットを用いる必要があるため、その分、水冷構造の組み立て作業（封止処理作業）に手間がかかり、このことが回転電機のコストアップを招くことにもなる。
【００１０】
従って、本発明は上記の事情に鑑み、軸方向の一方を開放端とし軸方向の他方の端を閉じた環状の冷却液流路（冷却水流路等）をフレームに形成し、且つ、従来に比べて液冷構造（水冷構造等）の組み立て作業（封止処理作業）が容易な液冷式（水冷式等）の回転電機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の液冷式回転電機は、固定子の外周に設けたフレームに、軸方向の一方が開放端であり軸方向の他方の端が閉じている環状の冷却液流路を設け、前記開放端をブラケットで塞いだ構成の液冷構造を有する液冷式回転電機において、
前記冷却液流路における前記開放端側の端部の幅を、前記冷却液流路における前記端部の内側部分の幅よりも広くすることにより、前記端部を環状の封止部とし、前記封止部に嵌入した１つの環状のガスケットによって前記冷却液流路内を流通する冷却液を封止する構成としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の液冷式回転電機によれば、固定子の外周に設けたフレームに、軸方向の一方が開放端であり軸方向の他方の端が閉じている環状の冷却液流路を設け、前記開放端をブラケットで塞いだ構成の液冷構造を有する液冷式回転電機において、前記冷却液流路における前記開放端側の端部の幅を、前記冷却液流路における前記端部の内側部分の幅よりも広くすることにより、前記端部を環状の封止部とし、この封止部に嵌入した１つの環状のガスケットによって前記冷却液流路内を流通する冷却液を封止する構成としたことを特徴としているため、次のような効果が得られる。
【００１３】
（１）  １部品のフレーム（流路形成構造物）に軸方向の一方が開放端であり軸方向の他方の端が閉じている環状の冷却液流路を設けるため、２部品以上の流路形成構造物を組み合わせる場合や高度な鋳造技術を用いる場合に比べて、冷却液流路の形成が容易である。そして更には、冷却液封止用のガスケットも１つでよいため、複数のガスケットを用いる場合に比べて、液冷構造の組み立て作業（封止処理作業）も容易である。
（２）  １部品のフレームと１つのガスケットで冷却液流路が完成するため、水漏れ評価の実施が容易であり、水漏れが判明した場合でも、手戻りが少なく、水漏れの原因追究を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態例に係る水冷式回転電機の断面図、（ｂ）は前記水冷式回転電機の斜視図である。
【図２】（ａ）は前記水冷式回転電機のフレームを抽出して示す断面図（（ｂ）のＢ−Ｂ線矢視断面図）、（ｂ）は前記フレームの側面図（（ａ）のＡ方向矢視図）である。
【図３】（ａ）は前記水冷式回転電機のガスケットを抽出して示す断面図（（ｂ）のＤ−Ｄ線矢視断面図）、（ｂ）は前記ガスケットの側面図（（ａ）のＣ方向矢視図）である。
【図４】（ａ）は前記水冷式回転電機のフレーム及びガスケットを抽出して示す断面図（（ｂ）のＦ−Ｆ線矢視断面図）、（ｂ）は前記フレーム及びガスケットの側面図（（ａ）のＥ方向矢視図）である。
【図５】本発明の実施の形態例に係る水冷式回転電機のフレーム及びガスケットを抽出して示す側面図（図２（ｂ）に相当する側面図）であって、冷却水流路の他の形状例を示す図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施の形態例に係る他の水冷式回転電機の断面図、（ｂ）は前記水冷式回転電機の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき詳細に説明する。
【００１６】
図１に示すように、本発明の実施の形態例に係る水冷式回転電機（電動機又は発電機）は、固定子１と、回転子２と、円筒状のフレーム３と、反連結側のブラケット４と、連結側のブラケット５と、反連結側の軸受６と、連結側の軸受７と、樹脂製又は金属製である円環状のガスケット（Ｏリング）８とを有している。
【００１７】
固定子１は円筒状の固定子鉄心１ａと、固定子鉄心１ａに設けられた固定子コイル１ｂとを有して成るものである。回転子２は回転子鉄心２ａと、回転子鉄心２ａに設けられた永久磁石（図示省略）と、回転子鉄心２ａの内周に嵌挿された回転軸２ｂとを有して成るものであり、固定子１との間にギャップｇを保持した状態で固定子１の内側に設けられている。なお、回転子２は回転子鉄心に回転子コイルなどを設けたものでもよい。
【００１８】
ブラケット４は、その外周面に突設された結合部４ａと、フレーム３の外周面における軸方向（回転軸１１の軸方向：図１（ａ）の左右方向）の一端側に突設された結合部３ａとをボルト９で締結することによってフレーム３に固定され、ブラケット４の内周部に設けられた軸受６を介して回転子２の回転軸２ｂを回転自在に支持している。
【００１９】
ブラケット５は、その外周面に突設された結合部５ａと、フレーム３の外周面における前記軸方向の他端側に突設された結合部３ｂとをボルト１０で締結することによってフレーム３に固定され、ブラケット５の内周部に設けられた軸受７を介して回転子２の回転軸２ｂを回転自在に支持している。
【００２０】
次に、図１〜図４に基づき、本水冷式回転電機の水冷構造について説明する。
【００２１】
図１及び図２に示すように、フレーム３には冷却水流路１１が形成されている。冷却水流路１１は円筒状のものであり、側面視が円環状（図２（ａ））になっている。そして、冷却水流路１１は前記軸方向の一方が開放端１１ａであり、前記軸方向の他方の端１１ｂが閉じている。開放端１１ａはブラケット４によって塞がれている。このような冷却水流路１は、鋳造や機械加工などの製造技術によって容易にフレーム３に形成することができる。
【００２２】
なお、図示例の場合、冷却水流路１１は、フレーム３の周方向の連続した円環状ではなく、前記周方向の一端側の冷却水流入部１１ｆと前記周方向の他端側の冷却水流出部１１ｇとが分離している。冷却水流入部１１ｆはフレーム３の外周面に設けられた冷却水流入口１２に連通し、冷却水流出部１１ｇはフレーム３の外周面に設けられた冷却水流出口１３に連通している。
【００２３】
従って、図２（ｂ）に矢印で示すように、冷却水は、冷却水流入口１２を介して冷却水流入部１１ｆから冷却水流路１１内へ流入し、冷却水流出路１１内を前記周方向や前記軸方向に流れて固定子１などを冷却した後、冷却水流出部１１ｇから冷却水流出口１３を介して流出する。なお、これに限定するものではなく、冷却水流路１１は前記周方向に連続した円環状であってもよい。この場合、例えば、冷却水がフレーム３の径方向の一方側で冷却水流路１１内へ流入し、前記径方向の他方側で冷却水流路１１内から流出するようにすることができる。
【００２４】
そして、図１及び図２に示すように、本実施の形態例では、冷却水流出路１１における開放端１１ａ側の端部１１ｃの幅Ｗ１（即ち前記径方向の幅：例えば図２（ａ）の上下方向の幅）を、冷却水流出路１１における前記端部１１ｃの内側部分１１ｄ（即ち前記軸方向における前記端部１１ｂの内側の部分）の幅Ｗ２（即ち前記径方向の幅：例えば図２（ａ）の上下方向の幅）よりも広くすることにより、前記端部１１ｃを円環状の封止部としている。即ち、封止部１１ｃと内側部分１１ｄとの境目には、段差部１１ｅが形成されている。なお、封止部１１ｃは、冷却水流入部１１ｆと冷却水流出部１１ｇの間の部分にも形成されており、前記周方向に連続した円環状のものである。
【００２５】
更に、図１及び図４に示すように、封止部１１ｃには１つのガスケット８が嵌入されている。図２、図３及び図４に示すように、円環状の封止部１１ｃの周方向全体に対して、円環状のブラケット８の周方向全体が嵌入されている。この１つのガスケット８によって冷却液流路１１を流通する冷却水が封止されている。
【００２６】
なお、図示例では、冷却水流路１１の幅が、前記軸方向において、封止部１１ｃ以外は内側部分１１ｄの幅Ｗ２と同じ一定幅になっているが、必ずしもこれに限定するものではなく、冷却水流路１１の幅は一定でなくてもよい。即ち、封止部１１ｃの幅Ｗ１が、その直ぐ内側の部分１１ｄの幅Ｗ２よりも広くなっていればよい。
【００２７】
また、上記では、冷却水流路１１が円環状のものであるが、これに限定するものではなく、冷却水流路１１は円環以外の環状のものであってもよい。例えば、冷却水流路１１は、図５に示すような多角形状のものであってもよい。図５の場合にも、冷却水流路１１の端部１１ｃの幅を、その内側部分１１ｄの幅よりも広くすることにより、端部１１ｃを環状の封止部とし、この封止部１１ｃに１つのブラケット８を嵌入して冷却水を封止することができる。
【００２８】
また、上記では、冷却水流路１１の他端１１ｂ側のブラケット５をボルト１０でフレーム３に固定しているが、これに限定するものではなく、図６に示すようにブラケット５とフレーム３が一体のものであってもよい。
【００２９】
また、上記の冷却水流出路１１は反連結側が開放端１１ａであり、連結側の端１１ｂが閉じているが、これに限定するものではなく、開放端１１ａと閉端１１ｂを逆にしてもよい。即ち、冷却水流路１１は連結側を開放端１１ａとし、反連結側の端１１ｂが閉じていてもよい。この場合、連結側に封止部１１ｃを設け、この封止部１１ｃにガスケット８を嵌入する。また、この場合には、反連結側のブラケット４とフレーム３と一体することができる。
【００３０】
以上のように、本実施の形態例の水冷式回転電機によれば、固定子１の外周に設けたフレーム３に、軸方向の一方が開放端１１ａであり軸方向の他方の端１１ｂが閉じている環状の冷却水流路１１を設け、開放端１１ａをブラケット４で塞いだ構成の水冷構造を有する水冷式回転電機において、冷却水流路１１における開放端１１ａ側の端部１１ｃの幅Ｗ１を、冷却水流路１１における前記端部１１ｃの内側部分１１ｄの幅Ｗ２よりも広くすることにより、前記端部１１ｃを環状の封止部とし、この封止部１１ｃに嵌入した１つの環状のガスケット８によって冷却水流路１１内を流通する冷却液を封止する構成としたことを特徴としているため、次のような効果が得られる。
【００３１】
（１）  １部品のフレーム３（流路形成構造物）に軸方向の一方が開放端１１ａであり軸方向の他方の端１１ｂが閉じている環状の冷却水流路１１を設けるため、２部品以上の流路形成構造物を組み合わせる場合や高度な鋳造技術を用いる場合に比べて、冷却水流路１１の形成が容易である。そして更には、冷却水封止用のガスケット８も１つでよいため、複数のガスケットを用いる場合に比べて、水冷構造の組み立て作業（封止処理作業）も容易である。
（２）  １部品のフレーム３と１つのガスケット８で冷却液流路１１が完成するため、水漏れ評価の実施が容易であり、水漏れが判明した場合でも、手戻りが少なく、水漏れの原因追究を短時間で行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は液冷式回転電機に関するものであり、冷却水などの冷却液が流通する流路を回転電機のフレームに形成する場合に適用して有用なものである。
【符号の説明】
【００３３】
１  固定子
１ａ  固定子鉄心
１ｂ  固定子コイル
２  回転子
２ａ  回転子鉄心
２ｂ  回転軸
３  フレーム
３ａ，３ｂ  結合部
４  ブラケット
４ａ  結合部
５  ブラケット
５ａ  結合部
６，７  軸受
８  ガスケット（Ｏリング）
９，１０  ボルト
１１  冷却水流路
１１ａ  開放端
１１ｂ  端
１１ｃ  封止部
１１ｄ  内側部分
１１ｅ  段差部
１１ｆ  冷却水流入部
１１ｇ  冷却水流出部
１２  冷却水流入口
１３  冷却水流出口
【図１】
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【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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