(57)【要約】【目的】回転電機の冷却構造において、固定子鉄心枠の加工を複雑にせず簡易な構成で提供すること。【解決手段】回転電機において、固定子鉄心枠周上の軸方向に貫通孔を有する冷却部を取り付け、貫通孔に冷却媒体を流して、回転電機を冷却する。これにより、回転電機の冷却構造を簡易化することができる。【選択図】        図１
2012152011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に複数配列した固定子鉄心歯部を内周側に有する固定子鉄心と、前記固定子鉄心歯部に巻き回される固定子巻線と、前記固定子鉄心の外周側に配置される固定子鉄心枠とを有する回転電機の固定子において、
前記固定子鉄心枠の外周側には、冷却部が取り付けられ、
該冷却部の内部には、軸方向に貫通した孔が周方向に複数配列して設けられ、
それぞれの該貫通孔は、軸方向の両端で連結手段により連結され、
該連結手段は、冷却媒体循環部に通じていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機の固定子において、
前記冷却部は、少なくとも１の前記貫通孔を有するものを１分割単位として分割構成されていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転電機の固定子において、
前記冷却部は、前記固定子鉄心枠からの取外しが容易であることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項４】
請求項１ないし３に記載の回転電機の固定子において、
前記貫通孔は、内周面が耐食性の管状部材により形成されていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項５】
請求項１ないし４に記載の回転電機の固定子において、
外転式および内転式の回転電機であることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項６】
請求項１ないし５に記載の回転電機の固定子において、
回転子に永久磁石が配置された永久磁石界磁型回転電機であることを特徴とする回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の固定子の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機の固定子の冷却構造としては、例えば、図５に示すように、固定子鉄心枠に貫通孔を形成するものが知られている（特許文献１）。
図５において、１は固定子鉄心、２は固定子鉄心歯部、３は貫通孔、６は固定子鉄心枠、７ａは巻線である。
【０００３】
図５では、固定子鉄心１の外周面に取り付けられる固定子鉄心枠６に貫通孔３が設けられている。
そして、貫通孔３を水路として冷却媒体等を通流することにより、巻線７ａの冷却を行っている。
【０００４】
また、その他の冷却構造として、特許文献２に示すように、固定子鉄心枠にラビリンス状の水路を設けて、その水路に冷却媒体等を通流して冷却する構造も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３５３０６号公報
【特許文献２】特開平０７−３３６９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の回転電機の固定子の冷却構造には、以下のような課題があった。
固定子鉄心枠に貫通孔を設けるという加工作業自体が困難である。特に回転電機が大形になった場合には、貫通孔の形成加工や耐腐食加工の作業が複雑となってしまう。
【０００７】
また、貫通孔の数や寸法は、あくまで固定子鉄心枠の強度面を考慮して設計しなければならないため、枠の強度次第では、冷却に最適な数や寸法の貫通孔を設けることができない。
【０００８】
さらに、固定子鉄心枠の内部に貫通孔を設けることで水路を形成しているため、貫通孔に不具合が生じたときには、単体の交換ができず、固定子鉄心枠全体を交換する必要がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決するべく、回転電機の固定子の冷却構造の簡易化を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明によれば、周方向に複数配列した固定子鉄心歯部を内周側に有する固定子鉄心と、前記固定子鉄心歯部に巻き回される固定子巻線と、前記固定子鉄心の外周側に配置される固定子鉄心枠とを有する回転電機の固定子において、前記固定子鉄心枠の外周側には、冷却部が取り付けられ、該冷却部の内部には、軸方向に貫通した孔が周方向に複数配列して設けられ、それぞれの該貫通孔は、軸方向の両端で連結手段により連結され、該連結手段は、冷却媒体循環部に通じていることを特徴とする回転電機の固定子とする。
【００１１】
また、本発明によれば、上記の構成において、前記冷却部は、少なくとも１の前記貫通孔を有するものを１分割単位として分割構成されていることを特徴とする回転電機の固定子とする。
【００１２】
また、本発明によれば、上記の構成において、前記冷却部は、前記固定子鉄心枠からの取外しが容易であることを特徴とする回転電機の固定子とする。
また、本発明によれば、上記の構成において、前記貫通孔は、内周面が耐食性の管状部材により形成されていることを特徴とする回転電機の固定子とする。
【００１３】
また、本発明によれば、上記の構成において、外転式および内転式の回転電機であることを特徴とする回転電機の固定子とする。
また、本発明によれば、上記の構成において、回転子に永久磁石が配置された永久磁石界磁型回転電機であることを特徴とする回転電機の固定子とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、回転電機の固定子の冷却構造を簡易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施例の回転電機の固定子を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線の断面を示す図である。
【図３】図１のＢ方向から見た場合の拡大側面図である。
【図４】本発明の第２の実施例の回転電機の固定子の断面図である。
【図５】従来の回転電機の固定子の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態を以下の実施例で説明する。以下の説明で従来の構造と同一部位には同一の符号を付した。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施例の回転電機の固定子を示す図である。１は固定子鉄心、３は貫通孔、４は冷却部、５は貫通孔連結手段、６は固定子鉄心枠、７ｂは巻線（鉄心端突き出し部）、８は冷却媒体循環装置である。
【００１８】
固定子鉄心１の外周上に固定子鉄心枠６が設けられている。そして、固定子鉄心枠６の外周上には冷却部４が取り付けられている。冷却部４はアルミ等の熱伝導率の良い材料で作られた鋳物とする。
【００１９】
そして、冷却部４の内部には貫通孔３が形成されている。貫通孔３は、軸方向に冷却部４を貫通するように形成されている。
貫通孔３は、冷却部４の製作に際し、あらかじめ貫通孔３を設けた鋳物とすることもできるし、冷却部４の鋳造後に貫通孔３を加工して設けることもできる。
【００２０】
貫通孔３は、図２に示すとおり、周方向に複数形成されており、それらの複数の貫通孔３は、貫通孔連結手段５により互いに連結されている。
貫通孔連結手段５には冷却媒体循環装置８が接続されている。貫通孔連結手段５としては、水室またはエルボ継手を用いることができる。
【００２１】
次に、図２により、固定子の断面の構造を説明する。
図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。２は固定子鉄心歯部、７ａは巻線である。
固定子鉄心１には固定子鉄心歯部２が形成されており、巻線７ａが巻き回されている。
【００２２】
上述のとおり、固定子鉄心１の外周上には固定子鉄心枠６が設けられ、さらに固定子鉄心枠６の外周上には冷却部４が取り付けられている。
そして、冷却部４には、周方向に複数の貫通孔３が形成されている。これら複数の貫通孔３は、上述した貫通孔連結手段５によって互いに連結されている。
【００２３】
続いて、図３により、固定子の側面の構造を説明する。
図３は、図１のＢ方向から見た場合の拡大側面図である。
固定子鉄心枠６の外周上に設けられた冷却部４には、貫通孔３が周方向に複数形成されているが、貫通孔連結手段５により互いに連結されているため、図３では隠れている。
【００２４】
続いて、本発明の第１の実施例の動作を説明する。
固定子の冷却に際し、例えば水冷の場合には、冷却媒体循環装置８によって、貫通孔３の中に水を循環させる。このとき、貫通孔３が冷却水路として機能する。
【００２５】
そして、複数の貫通孔３は貫通孔連結手段５により互いに連結されているため、貫通孔３から流入および流出する冷却媒体（水）は、固定子全周に冷却水が流通するような流路を形成し、固定子全体を冷却することができる。
【００２６】
ここで、事前に腐食に強い材料により管状部材による水路を製作し、その管状部材による水路を貫通孔３として、鋳型に挿入した状態で鋳物を製作して冷却部４とすることもできる。
【００２７】
この場合には、貫通孔３の耐腐食性を向上させることができる。
かくして本発明の第１の実施例によれば、固定子鉄心および固定子鉄心枠と、冷却流路とが別途独立した構造であるため、固定子鉄心枠の加工を複雑にする必要がない。
【００２８】
また、固定子鉄心枠の強度等とは別途独立して、冷却に最適な数、寸法の貫通孔を設計することができる。
さらに、固定子鉄心枠６に冷却部４を取り付けるだけであるため、固定子鉄心枠６の構造が簡素化され、冷却部４の取り付け、取外しも容易になる。水路に不具合があった場合でも、冷却部４単体で交換することができる。固定子鉄心枠全体を交換する必要がない。
【００２９】
なお、本実施例では、固定子鉄心枠６の外周上にさらに冷却部４を取り付けているため、従来構造と比べて、冷却部４は発熱部（巻線７ａ・ｂ）より距離的に遠くなり、その分、冷却効率に影響があると考えられるかもしれない。
【００３０】
しかし、従来構造では、固定子鉄心枠の内部に冷却用の水路を形成するため、その設計において、枠の強度と水路の冷却効果とを考慮した設計を行わねばならない。つまり、強度等の理由から、固定子鉄心枠はある程度以上の厚みを必要とする。
【００３１】
それに対して本実施例では、固定子鉄心枠６と冷却部４とが別々の独立構造であるため、それぞれの設計の自由度が増す。
つまり、固定子鉄心枠６の設計では、内部の水路形成を考慮した厚みは必要ない。また、冷却部４および貫通孔３の設計では、鉄心枠の強度を考慮することなく、冷却効果を最大限に発揮した設計が可能となる。
【００３２】
従って、仮に距離的には発熱部より遠い場合であっても、同等もしくは同等以上の冷却効果を実現することが可能である。
次に、本発明の第２の実施例について説明する。
【００３３】
図４は、本発明の第２の実施例の回転電機の固定子の断面図である。９は分割冷却部である。
分割冷却部９は、実施例１の冷却部４が複数に分割されたものとして構成され、固定子鉄心枠６の外周上に取り付けられ、冷却部４と同様に、固定子鉄心枠６の外周面全体を覆うように取り付けられている。
【００３４】
その他の構成および動作は、実施例１の構成および動作と同じであるので、同一構成要素に同一の符号を付して示し、詳細な説明を省略する。
かくして本発明の第２の実施例によれば、冷却流路が分割構成されているため、大形の回転電機であっても、製作を簡易にすることができるほか、冷却に最適な貫通孔の設計を行うことができる。
【００３５】
また、冷却流路に問題が生じた場合であっても、複数の分割冷却部のうち問題の起きたもののみを交換することが可能となる。つまり、固定子鉄心枠を交換する必要がないだけでなく、さらに冷却流路全体を交換する必要もない。
【００３６】
なお、回転電機は、外転式または内転式の回転電機のいずれであってもよいし、回転子に永久磁石が配置された永久磁石界磁型回転電機であってもよい。
上記実施形態は好ましい実施例について述べたものであり、本発明の趣旨を逸脱することなく、種々の変形実施例が可能なことは勿論である。即ち、固定子鉄心枠の寸法や冷却部の形状等は、設置現場の要求および状況等に応じて種々変更されるべきものである。
【符号の説明】
【００３７】
１    固定子鉄心
２    鉄心歯部
３    貫通孔
４    冷却部
５    貫通孔連結手段
６    固定子鉄心枠
７ａ  巻線
７ｂ  巻線（鉄心端突き出し部）
８    冷却媒体循環装置
９    分割冷却部
【図１】
2012152011.tif 000003
【図２】
2012152011.tif 000004
【図３】
2012152011.tif 000005
【図４】
2012152011.tif 000006
【図５】
2012152011.tif 000007