(57)【要約】【課題】媒体の通気孔からの噴出を効果的に防止でき得る回転電機を提供する。【解決手段】回転電機１０は、回転子１２、固定子１６、および、これらを収容するケース２０を備えている。このケース２０内には、コイル冷却のための冷却油が、冷却油供給パイプ２４に形成された噴射孔２６から供給される。ケース２０の上面には、外部との通気を許容する通気孔２２が設けられており、この通気孔２２と固定子１６との間には、回転軸１４などの可動体により攪拌されて泡化した冷却油の通過を阻害する遮蔽板２８が設けられている。【選択図】図１
2012130119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子、固定子、および、これらを収容するケースを備え、前記ケース内に冷却または潤滑のための媒体が供給される回転電機であって、
前記ケースのうち設置時に上側になる位置には外部との通気を許容する通気孔が設けられ、
前記通気孔の直下であって、前記固定子と通気孔との間に、前記媒体の通過を阻害する遮蔽板が設けられる、
ことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機であって、
前記遮蔽板は、少なくとも一部が、端部に近づくほど下方に向かう傾斜面となっている、ことを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転電機であって、
前記遮蔽板は、その上面から上方に延びるリブを少なくとも一つ有する、ことを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機であって、さらに、
回転軸と平行な方向に延び、前記ケース内に前記媒体を供給する媒体供給通路を有し、
前記遮蔽板は、前記媒体供給通路と一体化されている、
ことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却または潤滑のためにオイルなどの媒体が供給される回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータや発電機などの回転電機において、コイルの冷却やベアリングの潤滑のために回転電機のケース内部に、オイルなどの媒体を供給する技術が知られている。例えば、特許文献１には、ステータコアおよびコイルエンドの上方に回転軸方向に沿って配設される冷却油パイプを設け、当該冷却油パイプからコイルエンドに向かって冷却油を吐出する技術が開示されている。かかる技術によれば、コイルエンドが効率的に冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１５６５０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、こうした従来の技術では、供給された冷却油などの媒体が、ケース外部に噴出するおそれがあった。例えば、車両に搭載された回転電機の場合、車両の旋回に伴い、回転電機に遠心力がかかる。この遠心力の影響で、回転電機のケース内部の媒体が、一方に偏り、モータ回転子やギアなどの回転体に接触することがある。この場合、媒体が、これら回転体で攪拌され、泡化（体積増加）し、最終的にケース上部まで到達することがある。
【０００５】
ここで、一般に、回転電機のケースの上部には、ケース内部と外部との圧力差を解消するための通気孔が形成されている。媒体がケース上部まで到達すると、ケース内外での圧力差により、この媒体がケース外部に噴き出すことがあった。
【０００６】
そこで、本発明では、こうした媒体の噴き出しを効果的に防止でき得る回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の回転電機は、回転子、固定子、および、これらを収容するケースを備え、前記ケース内に冷却または潤滑のための媒体が供給される回転電機であって、前記ケースのうち設置時に上側になる位置には外部との通気を許容する通気孔が設けられ、前記通気孔の直下であって、前記固定子と通気孔との間に、前記媒体の通過を阻害する遮蔽板が設けられる、ことを特徴とする。
【０００８】
好適な態様では、前記遮蔽板は、少なくとも一部が、端部に近づくほど下方に向かう傾斜面となっている。他の好適な態様では、前記遮蔽板は、その上面から上方に延びるリブを少なくとも一つ有する。他の好適な態様では、さらに、回転軸と平行な方向に延び、前記ケース内に前記媒体を供給する媒体供給通路を有し、前記遮蔽板は、前記媒体供給通路と一体化されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、通気孔と固定子の間に、媒体の通過を阻害する遮蔽板が設けられるため、媒体が通気孔に到達することが効果的に防止され、ひいては、媒体の噴出を効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態である回転電機の概略構成図である。
【図２】冷却油供給パイプおよび遮蔽板の概略斜視図である。
【図３】冷却油の泡化の様子を示す図である。
【図４】冷却油供給パイプおよび遮蔽板の他の例を示す概略斜視図および側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態である回転電機１０の概略構成図である。この回転電機１０は、例えば、車両などの駆動体に搭載される回転電機１０で、その回転軸１４が略水平となるように設置される。
【００１２】
回転電機１０は、回転子１２と、当該回転子１２の周囲に配された固定子１６、および、これら回転子１２および固定子１６を収容するケース２０などを備えている。
【００１３】
固定子１６は、内周に複数のスロットが形成された円筒状のステータコア１７と、当該ステータコア１７のスロットに巻回されたコイルと、から構成される。ステータコア１７は、電磁鋼板を回転軸１４方向に積層してかしめることで構成されている。このステータコア１７の両端からは、巻回されたコイルの一部であるコイルエンド１８が突出している。
【００１４】
固定子１６の内側には、回転子１２が配されている。回転子１２の両端からは、回転軸１４が延出しており、当該回転軸１４は、ベアリング１５を介して、ケース２０に対して回転自在に支持されている。回転電機１０をモータとして駆動する際、および、回転電機１０をジェネレータとして発電させる際、当該回転子１２は、回転軸周りに回転する。
【００１５】
ケース２０は、この固定子１６および回転子１２を収容する略箱状物である。このケース２０のうち、設置時に上側になる位置には、外部と連通する通気孔２２が設けられている。この通気孔２２を介して空気が内外に流れることで、ケース２０内外での圧力差が緩和される。
【００１６】
また、ケース２０上面と固定子１６との間には、回転軸１４と平行な方向に延びる冷却油供給パイプ２４が設けられている。この冷却油供給パイプ２４は、コイルを冷却するための冷却油をケース２０内に導くためのパイプである。すなわち、回転電機１０がモータとして駆動する場合、および、回転電機１０がジェネレータとして発電する場合、コイルには電流が流れることになる。コイルに電流が流れると、当該コイルが発熱し、結果として、回転電機１０の効率が低下してしまう。
【００１７】
このコイルの温度上昇を低減するために、本実施形態では、この冷却油供給パイプ２４を介して、コイルエンド１８に冷却油を供給している。この冷却油供給パイプ２４の一端は、ケース２０外部に設けられた冷却油供給源（図示せず）に連通されており、他端は、ケース２０内部において閉塞されている。また、冷却油供給パイプ２４のうち、コイルエンド１８の真上位置には、当該冷却油供給パイプ２４の内部を流れる冷却油を噴射する噴射孔２６が設けられている。冷却油供給源から供給された冷却油は、当該パイプ２４を通じてケース２０内に導かれ、噴射孔２６から噴射する。噴射した冷却油は、コイルエンド１８に直接接触し、下方に流れていく。この冷却油が流れる過程で、冷却油とコイルエンド１８との間で熱交換が行われ、コイルエンド１８の冷却が行われる。
【００１８】
冷却油供給パイプ２４には、遮蔽板２８が取り付けられている。この遮蔽板２８は、断面略円弧状の板材で、冷却油の通気孔２２からの噴出を防止するために設けられている。以下、この遮蔽板２８について詳説する。
【００１９】
図２は、この遮蔽板２８と冷却油供給パイプ２４の概略斜視図である。また、図３は、冷却油の泡化の様子を示す概略図である。
【００２０】
既述したように、本実施形態の回転電機１０においては、ケース２０内にコイル冷却のための冷却油が供給される。供給された冷却油は、図示しない回収手段により適宜回収されるが、この回収は、常に完全に行われるわけでなく、一部の冷却油３０は、図３（ａ）に示すように、ケース２０の底部に残留する。
【００２１】
この残留した冷却油３０の油面は、回転電機１０が静地した状態では、水平であり、その油面高さは回転子１２などの可動体より下になるように設定されている。しかし、この回転電機１０が搭載されている車両が旋回などした場合には、その旋回に伴い生じる遠心力により冷却油３０が一方に偏り、図３（ｂ）に示すように、冷却油３０の一部が回転子１２などの可動体に接触することがあった。
【００２２】
可動体に接触した冷却油３０は、当該可動体により攪拌され、泡化する。そして、この泡化した冷却油３０がケース２０内部で上昇し、ケース２０上面に設けられた通気孔２２に到達することがあった。通気孔２２に到達した冷却油３０は、当該ケース２０内外での気圧差により、通気孔２２から外部に噴出してしまう。かかる冷却油３０の噴出は、回転電機１０の周囲に設置された他の装置へ悪影響を与えていた。
【００２３】
ここで、本実施形態のように、通気孔２２を、ケース２０の中央上部に設ければ、こうした冷却油３０の噴出を、多少は低減できる。ケース２０の中央上部は、攪拌された冷却油３０の泡が到達するのに最も時間がかかる位置であるため、こうした位置に通気孔２２を設けることで、冷却油３０の噴出の可能性をある程度は低減できる。しかし、かかる通気孔２２の位置を工夫するだけでは、冷却油３０の噴出を効果的に低減することは難しかった。
【００２４】
そこで、本実施形態では、冷却油供給パイプ２４に、冷却油３０の通気孔２２からの噴出を防止するための遮蔽板２８を設けている。この遮蔽板２８は、図１、図２に示すように、回転軸１４と平行な方向に長尺で、冷却油供給パイプ２４の上側に設置された板材である。この遮蔽板２８は、断面略円弧状、換言すれば、幅方向両端に近づくほど下方に下がる傾斜面を備えた形状となっている。
【００２５】
この遮蔽板２８は、ロウ付けなどの固着手段により冷却油供給パイプ２４の上側に固着されており、当該遮蔽板２８と冷却油供給パイプ２４とは一体化されている。ここで、遮蔽板２８は、冷却油供給パイプ２４を回転電機１０に取り付けたときに、ケース２０上面に設けられた通気孔２２の直下になるような位置に取り付けられている。
【００２６】
このような遮蔽板２８の作用について説明する。既述したように、ケース２０の底部に残留した冷却油３０は、当該回転電機１０が搭載される車両などの旋回に伴い、一方に偏る。一方に偏った冷却油３０は、回転子１２などの可動体に接触し、攪拌され、泡化する。泡化した冷却油３０は、下から上へと上昇していく。そして、遮蔽板２８の底面まで到達した冷却油３０の泡は、当該遮蔽板２８により遮られ、更なる上方への移動が阻害される。その結果、当該遮蔽板２８の上方に位置する通気孔２２に、冷却油３０の泡が到達することが効果的に防止される。
【００２７】
もちろん、こうした冷却油３０の泡の一部は、遮蔽板２８の側端部から遮蔽板２８の上面まで到達することはありえる。しかし、既述したように、遮蔽板２８は、その端部に近づくにつれ下方に向かう下向きの傾斜面を有している。そのため、冷却油３０の泡の一部が、遮蔽板２８の上面に到達したとしても、この下向きの傾斜面に沿って落下することになる。その結果、冷却油３０が、通気孔２２に到達する可能性をより低減できる。そして、結果として、通気孔２２からの冷却油３０の噴出を効果的に防止できる。
【００２８】
次に、他の実施形態について図４を参照して説明する。図４は、他の実施形態で用いられる冷却油供給パイプ２４および遮蔽板２８の概略斜視図、および、側面図である。上述の実施形態と同様、本実施形態でも、ケース２０上面と冷却油供給パイプ２４との間に、冷却油の通過を阻害する遮蔽板２８を配するべく、冷却油供給パイプ２４に遮蔽板２８を固着している。
【００２９】
この遮蔽板２８は、上述の実施形態と同様に断面略円弧状となっており、端部に近づくほど下方に近づく下向きの傾斜面を有している。また、この遮蔽板２８は、上述の実施形態と異なり、その上面に上方に向かって立脚する二つのリブ３２が設けられている。この二つのリブ３２は、通気孔２２の直下位置を中心として、その左右両側に設けられている。かかる位置にリブ３２を設けることにより、冷却油の通気孔２２への到達をより効果的に防止できる。
【００３０】
すなわち、泡化した冷却油が遮蔽板２８の上面に到達したとき、当該冷却油が回転軸１４方向に遮蔽板２８の上面を伝って移動することがある。具体的には、泡化した冷却油が、図４（ｂ）において破線の矢印で示すような経路を辿ることがある。そして、結果として、泡化した冷却油が、通気孔２２に到達することがある。
【００３１】
かかる冷却油の伝いを防止するために、本実施形態では、既述したように、遮蔽板２８の上面にリブ３２を立脚させている。かかるリブ３２を設けることにより、遮蔽板２８の中央方向（通気孔２２の直下位置）へ移動しようとする冷却油は、当該移動の過程でリブ３２に当たり、更なる移動が阻害されることになる。そして、これにより、冷却油の通気孔２２への到達、ひいては、通気孔２２からの冷却油の噴出がより効果的に防止される。
【００３２】
なお、このリブ３２は、遮蔽板２８とは別個に製造した後、ロウ付けなどの固着手段により固着してもよいし、遮蔽板２８をプレス（絞り）したときに当該遮蔽板２８と一体成形するようにしてもよい。
【００３３】
また、図示例では、垂直真上に立脚する略扇形状のリブ３２を二つ設けているが、冷却油の遮蔽板２８の中央方向への移動を阻害でき得るのであれば、リブ３２の突出角度、形状、個数は、特に限定されない。
【００３４】
また、これまでの説明では、遮蔽板２８を断面略円弧状の板材としているが、少なくとも一部に端部に近づくほど下方に向かう下向きの傾斜面が存在するのであれば、他の形状であってもよい。したがって、遮蔽板２８は、例えば、断面略Ｖ字状などでもよい。また、本実施形態では、コイルを冷却するための冷却油がケース内に供給される回転電機を対象としているが、回転電機のケース内に供給され、回転軸などの可動体に接触して泡化し、通気孔から噴出する恐れがある媒体、例えば、潤滑油などを用いる回転電機にも応用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  回転電機、１２  回転子、１４  回転軸、１５  ベアリング、１６  固定子、１７  ステータコア、１８  コイルエンド、２０  ケース、２２  通気孔、２４  冷却油供給パイプ、２６  噴射孔、２８  遮蔽板、３０  冷却油、３２  リブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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