特許 6681788 モータ一体型流体機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6681788

(24)【登録日】2020年3月26日

(45)【発行日】2020年4月15日

(54)【発明の名称】モータ一体型流体機械

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/58 20060101AFI20200406BHJP

   F04D 17/10 20060101ALI20200406BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/58 P

   F04D17/10

   F04D29/58 D

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-107471(P2016-107471)

(22)【出願日】2016年5月30日

(65)【公開番号】特開2017-214834(P2017-214834A)

(43)【公開日】2017年12月7日

【審査請求日】2019年1月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】319007240

【氏名又は名称】株式会社日立インダストリアルプロダクツ

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂本 聖英

(72)【発明者】

【氏名】塚本 和寛

(72)【発明者】

【氏名】平舘 澄賢

(72)【発明者】

【氏名】新川 泰

(72)【発明者】

【氏名】内山 毅

【審査官】 岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−３４６８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国登録特許第１０−１２２１３９６（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】 実開昭４９−０２４９１１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００７−２４４０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０４６８６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／５８

Ｆ０４Ｄ １７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体機械と、
前記流体機械を駆動するモータと、を備え、
前記モータは、
モータケーシングと、
前記モータケーシングの外周側に設けられたカバーと、
一端が前記流体機械に接続された回転可能なロータと、
前記ロータの外周側に配置されるとともに前記モータケーシングの内周側に固定されたステータと、を有し、
前記カバーは、冷却流体を吸い込むための吸気口と、前記冷却流体を排気するための排気口と、を備え、
前記モータケーシングは、前記吸気口から前記モータケーシング内へ前記冷却流体を導入する冷却流体導入孔と、前記モータケーシング内から前記排気口へ前記冷却流体を導出する冷却流体導出孔と、を備え、
前記モータケーシングの外周面と前記カバーの内周面との間に、前記冷却流体が通る冷却流路が形成されており、
前記モータケーシングの外周面に凹凸が設けられており、
前記ステータは、前記ロータの外周面に連通するスリットによって軸方向に分割されており、両端にそれぞれ形成されている２つのコイルエンドを有し、
前記冷却流体導出孔は、前記２つのコイルエンドのうちの前記流体機械に近い方のコイルエンドから前記排気口へ前記冷却流体を導出する第１導出孔、前記２つのコイルエンドのうちの前記流体機械から遠い方のコイルエンドから前記排気口へ前記冷却流体を導出する第２導出孔、および前記スリットから前記排気口へ前記冷却流体を導出する第３導出孔を有し、
前記冷却流体導入孔は、前記吸気口から前記２つのコイルエンドのうちの前記流体機械に近い方のコイルエンドへ前記冷却流体を導入する第１導入孔、および前記吸気口から前記スリットへ前記冷却流体を導入する第３導入孔のみから構成されていることを特徴とするモータ一体型流体機械。

【請求項2】

流体機械と、
前記流体機械を駆動するモータと、を備え、
前記モータは、
モータケーシングと、
前記モータケーシングの外周側に設けられたカバーと、
一端が前記流体機械に接続された回転可能なロータと、
前記ロータの外周側に配置されるとともに前記モータケーシングの内周側に固定されたステータと、を有し、
前記カバーは、冷却流体を吸い込むための吸気口と、前記冷却流体を排気するための排気口と、を備え、
前記モータケーシングは、前記吸気口から前記モータケーシング内へ前記冷却流体を導入する冷却流体導入孔と、前記モータケーシング内から前記排気口へ前記冷却流体を導出する冷却流体導出孔と、を備え、
前記モータケーシングの外周面と前記カバーの内周面との間に、前記冷却流体が通る冷却流路が形成されており、
前記モータケーシングの外周面に凹凸が設けられており、
前記ステータは、両端にそれぞれ形成されている２つのコイルエンドを有し、
前記冷却流体導出孔は、前記２つのコイルエンドのうちの前記流体機械に近い方のコイルエンドから前記排気口へ前記冷却流体を導出する第１導出孔、および前記２つのコイルエンドのうちの前記流体機械から遠い方のコイルエンドから前記排気口へ前記冷却流体を導出する第２導出孔を有し、
前記冷却流体導入孔は、前記吸気口から前記２つのコイルエンドのうちの前記流体機械に近い方のコイルエンドへ前記冷却流体を導入する第１導入孔のみから構成されていることを特徴とするモータ一体型流体機械。

【請求項3】

前記ステータは、前記ロータの外周面に連通するスリットによって軸方向に分割されており、
前記冷却流体導出孔は、前記スリットから前記排気口へ前記冷却流体を導出する第３導出孔を有することを特徴とする請求項２に記載のモータ一体型流体機械。

【請求項4】

前記吸気口は、前記カバーにおける周方向位置が互いに反対側となる位置に一対備えられており、前記排気口は、前記カバーにおける周方向位置が一対の前記吸気口の間となる位置に一対備えられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のモータ一体型流体機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体機械と該流体機械を駆動するモータとを備えるモータ一体型流体機械に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ブロワなどに見られるように、モータと該モータに備えられるロータの一端に直結されて駆動される流体機械とを一体化したモータ一体型流体機械が知られている。このモータ一体型流体機械は、モータの温度が例えばモータに使用される絶縁種の耐熱温度に基づいて設定される保証温度を超えると、破損の原因になるため運転不能となる。したがって、モータ一体型流体機械においては、モータの温度が保証温度を超えないように、モータの中でも比較的発熱量の多いコイルエンドの部分と、ステータおよびロータとを積極的に冷却する必要がある。

【0003】

モータの冷却方法としては、冷却ファンを用いて冷却流体を、コイルエンドの部分や、ステータとロータとの隙間に流す方法が一般的である。ところで、モータ一体型流体機械の場合、流体機械側からモータへ熱伝導で侵入する熱量が存在する。また、この熱量は、流体機械の吸込み流量が少なくなるにつれて増大することが知られている。そのため、冷却に必要な冷却流体の流量が増加し、冷却ファンを複数台用いて冷却しなければならない事態が生じ得る。しかしながら、冷却ファンの増設は、設置スペースの拡大や消費電力の増加につながるため、冷却ファンの設置台数を抑えたモータの冷却が要求される。

【0004】

本技術分野の背景技術として、例えば特許文献１、２に記載の技術が提案されている。
特許文献１には、「流体機械とその駆動モータが一体化されたモータ一体型流体機械において、駆動モータのケ−シング（内胴１１）に冷却流体を該ケ−シング内の少なくともステータ６の両側に導入する複数個の冷却流体導入孔を設けると共に、ステータの中央部に冷却流体が流通するスリットｓを設け、更に該スリットに連通する冷却流体排出路２をケーシングを貫通して設け、複数個の冷却流体導入孔より流入した冷却流体がステータとロータの間隙にその両端から流入しスリット及び冷却流体排出路を通って排出される冷却流体通路形成し、更に流体機械のケーシングと駆動モータ間に間隙を設け、冷却媒体を流す冷却流体通路を形成した」と記載されている（要約参照）。

【0005】

特許文献２には、「ハウジング内に、圧縮機構３と、この圧縮機構３を駆動する電動機４とを備え、前記電動機４は、前記ハウジング２内に固定されたステータコア２４にコイルが巻設されて形成されるステータ２１と、駆動軸１０に固装されてステータ２１の内側に回転可能に配置されたロータ２２とを有して構成され、被圧縮流体を電動機４が収容された電動機収容空間１２ａを通して圧縮機構３へ導く構成において、ハウジング２とステータコア２４との間に、駆動軸１０の軸方向に沿って延設された流体導入通路３１を形成し、被圧縮流体を導入する吸入ポート３０を、ハウジング２のステータコア２４の外周面と対峙する箇所に設けて流体導入通路３１に接続する」と記載されている（要約参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平６−３４６８９１号公報

【特許文献2】国際公開第２０１３／１７２１８９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載の技術では、冷却流体をモータケーシング内の少なくともステータの両側に導入する複数個の冷却流体導入孔が設けられている。また、ステータの軸方向中央部に冷却流体が流通するスリットが設けられ、更に前記スリットに連通する冷却流体排出路がモータケーシングを貫通して設けられている。そして、複数個の冷却流体導入孔から流入した冷却流体が、ステータとロータの隙間に、その両端から流入し、スリット及び冷却流体排出路を通って排出される構造になっている。

【0008】

特許文献１に記載の技術によれば、ステータの両側に冷却流体を流入させることで、ステータの両端を冷却することは可能である。しかし、特許文献１に記載の技術は、ステータの両端を通過した冷却流体を、ステータとロータとの隙間を通して、ステータの軸方向中央部から排気する構造となっている。したがって、ステータの軸方向中央部は、そこに流入する冷却流体の温度が既に上昇しているため、冷却が十分にできない。

【0009】

特許文献２記載の技術では、ハウジングとステータコアとの間に、駆動軸の軸方向に沿って設けられた流体導入路が形成されている。また、流体導入通路を吸入ポートから圧縮機構側へ向かって流れる被圧縮流体の流れを抑制する抑制機構が設けられている。

【0010】

前記したように、モータ一体型流体機械では、流体機械側の熱が、熱伝導によってモータへ侵入するため、反流体機械側に比べて流体機械側のモータの温度が高くなる。しかも、特許文献２に記載の技術では、被圧縮流体（冷却流体）が反流体機械側を流れて温度が上昇した後に流体機械側に流れ込むため、モータの流体機械側は冷却が十分にできない。

【0011】

本発明は、前記した事情に鑑みなされたものであり、モータ一体型流体機械におけるモータをより効率よく冷却することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を達成すべく、本発明に係るモータ一体型流体機械は、流体機械と、前記流体機械を駆動するモータと、を備え、前記モータは、モータケーシングと、前記モータケーシングの外周側に設けられたカバーと、一端が前記流体機械に接続された回転可能なロータと、前記ロータの外周側に配置されるとともに前記モータケーシングの内周側に固定されたステータと、を有し、前記カバーは、冷却流体を吸い込むための吸気口と、前記冷却流体を排気するための排気口と、を備え、前記モータケーシングは、前記吸気口から前記モータケーシング内へ前記冷却流体を導入する冷却流体導入孔と、前記モータケーシング内から前記排気口へ前記冷却流体を導出する冷却流体導出孔と、を備え、前記モータケーシングの外周面と前記カバーの内周面との間に、前記冷却流体が通る冷却流路が形成されており、前記モータケーシングの外周面に凹凸が設けられており、前記ステータは、前記ロータの外周面に連通するスリットによって軸方向に分割されており、両端にそれぞれ形成されている２つのコイルエンドを有し、前記冷却流体導出孔は、前記２つのコイルエンドのうちの前記流体機械に近い方のコイルエンドから前記排気口へ前記冷却流体を導出する第１導出孔、前記２つのコイルエンドのうちの前記流体機械から遠い方のコイルエンドから前記排気口へ前記冷却流体を導出する第２導出孔、および前記スリットから前記排気口へ前記冷却流体を導出する第３導出孔を有し、前記冷却流体導入孔は、前記吸気口から前記２つのコイルエンドのうちの前記流体機械に近い方のコイルエンドへ前記冷却流体を導入する第１導入孔、および前記吸気口から前記スリットへ前記冷却流体を導入する第３導入孔のみから構成されていることを特徴とする。
また、本発明に係るモータ一体型流体機械は、流体機械と、前記流体機械を駆動するモータと、を備え、前記モータは、モータケーシングと、前記モータケーシングの外周側に設けられたカバーと、一端が前記流体機械に接続された回転可能なロータと、前記ロータの外周側に配置されるとともに前記モータケーシングの内周側に固定されたステータと、を有し、前記カバーは、冷却流体を吸い込むための吸気口と、前記冷却流体を排気するための排気口と、を備え、前記モータケーシングは、前記吸気口から前記モータケーシング内へ前記冷却流体を導入する冷却流体導入孔と、前記モータケーシング内から前記排気口へ前記冷却流体を導出する冷却流体導出孔と、を備え、前記モータケーシングの外周面と前記カバーの内周面との間に、前記冷却流体が通る冷却流路が形成されており、前記モータケーシングの外周面に凹凸が設けられており、前記ステータは、両端にそれぞれ形成されている２つのコイルエンドを有し、前記冷却流体導出孔は、前記２つのコイルエンドのうちの前記流体機械に近い方のコイルエンドから前記排気口へ前記冷却流体を導出する第１導出孔、および前記２つのコイルエンドのうちの前記流体機械から遠い方のコイルエンドから前記排気口へ前記冷却流体を導出する第２導出孔を有し、前記冷却流体導入孔は、前記吸気口から前記２つのコイルエンドのうちの前記流体機械に近い方のコイルエンドへ前記冷却流体を導入する第１導入孔のみから構成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、モータ一体型流体機械におけるモータをより効率よく冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１実施形態に係るモータ一体型流体機械の構造を示す概略断面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図3】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図4】図１のＣ−Ｃ断面図である。

【図5】図１のＤ−Ｄ断面図である。

【図6】図１に示されるカバーの概略斜視図である。

【図7】図２のＱ−Ｑ断面図である。

【図8】モータの冷却効果を示す図である。

【図9】本発明の第２実施形態に係るモータ一体型流体機械のモータの構造を示す概略断面図である。

【図10】図９のＨ−Ｈ断面図である。

【図11】本発明の第３実施形態に係るモータ一体型流体機械のモータの構造を示す概略断面図である。

【図12】図１１のＩ−Ｉ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を適宜省略する。

【0016】

（第１実施形態）
まず、図１〜図８を参照しながら、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るモータ一体型流体機械１００の構造を示す概略断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。図４は、図１のＣ−Ｃ断面図である。図５は、図１のＤ−Ｄ断面図である。図６は、図１に示されるカバー６の概略斜視図である。図７は、図２のＱ−Ｑ断面図である。図４、図５では、流体機械１の部分の図示を省略している。

【0017】

図１に示すように、モータ一体型流体機械１００は、流体機械１と、流体機械１を駆動するモータ２と、を備えている。図１における太い破線で示す矢印は、作動流体の流れを示す。また、図１における太い実線で示す矢印は、モータ２の冷却に使用する流体である冷却流体１２の流れを示す。

【0018】

流体機械１は、ブロワケーシング１６を備えている。ブロワケーシング１６の内部には、モータ２の回転軸であるロータ３に装着されて回転する羽根車１７と、作動流体の動圧成分を静圧成分に変化させるディフューザ１８とが備えられている。

【0019】

羽根車１７は、流体吸込口１９から吸い込まれた作動流体を昇温、昇圧し、径方向外側に送出する。羽根車１７から送出された作動流体は、羽根車１７の径方向外側に備えられたディフューザ１８によって動圧成分が静圧成分に変換されて、ディフューザ１８の径方向外側へ流れる。ディフューザ１８の径方向外側へ流れた作動流体は、ブロワケーシング１６に設けられた流体吐出口（図示せず）から、例えば図１の紙面の垂直方向に吐出されるようになっている。

【0020】

モータ２は、モータケーシング５と、モータケーシング５の外周側に設けられたカバー６と、を備えている。また、モータ２は、一端が流体機械１に接続された回転可能なロータ３と、ロータ３の外周側に配置されるとともにモータケーシング５の内周側に固定されたステータ４と、を有している。

【0021】

カバー６は、モータケーシング５の外周面を覆っており、円筒状を呈している。ロータ３は、羽根車１７に直結されており、両端近傍が軸受２２ａ，２２bによって回転可能に支持されている。ステータ４は、両端にそれぞれ形成されている２つのコイルエンド１４ａ，１４ｂを有している。また、ステータ４は、ロータ３の外周面に連通するスリット１３によって軸方向に分割されている。

【0022】

図６に示すように、カバー６は、冷却流体１２を吸い込むための吸気口８（図１〜図４参照）と、冷却流体１２を排気するための排気口９（図２〜図５参照）と、を備えている。ここでは、吸気口８はカバー６の上下に一対設けられており、排気口９はカバー６の左右に一対設けられている。吸気口８および排気口９は、カバー６の外周面の一部が平坦に削られた平坦面６ａにそれぞれ形成されており、カバー６を半径方向に貫通する例えば矩形孔を呈している。冷却流体１２は、冷却ファン(図示せず)によって、強制的にカバー６内に供給されるように構成されている。

【0023】

図１、図５に示すように、モータケーシング５は、吸気口８からモータケーシング５内へ冷却流体を導入する冷却流体導入孔１０と、モータケーシング５内から排気口９へ冷却流体を導出する冷却流体導出孔１１と、を備えている。冷却流体導入孔１０は、吸気口８と連通しており、冷却流体導入孔１０の中心軸線が吸気口８の内部を通るように配置されている。冷却流体導出孔１１は、排気口９と連通しており、冷却流体導出孔１１の中心軸線が排気口９の内部を通るように配置されている。

【0024】

図１に示すように、冷却流体導入孔１０は、それぞれ上下に一対設けられた第１導入孔１０ａ、第２導入孔１０ｃ、および第３導入孔１０ｂを有している。第１導入孔１０ａは、吸気口８から２つのコイルエンド１４ａ，１４ｂのうちの流体機械１に近い方のコイルエンド１４ａへ冷却流体１２を導入するものである。第２導入孔１０ｃは、吸気口８から２つのコイルエンド１４ａ，１４ｂのうちの流体機械１から遠い方のコイルエンド１４ｂへ冷却流体１２を導入するものである。第３導入孔１０ｂは、吸気口８からスリット１３へ冷却流体１２を導入するものである。

【0025】

第１導入孔１０ａは、該第１導入孔１０ａの中心軸線がコイルエンド１４ａを通るように配置されている。第２導入孔１０ｃは、該第２導入孔１０ｃの中心軸線がコイルエンド１４ｂを通るように配置されている。第３導入孔１０ｂは、該第３導入孔１０ｂの中心軸線がスリット１３を通るように配置されている。第１導入孔１０ａ、第２導入孔１０ｃ、および第３導入孔１０ｂは、ここでは、それぞれ断面矩形の貫通孔であるが、特にこれに限定されるものではなく、例えば断面円形の貫通孔であってもよい。

【0026】

図５に示すように、冷却流体導出孔１１は、それぞれ左右に一対設けられた第１導出孔１１ａ、第２導出孔１１ｃ、および第３導出孔１１ｂを有している。第１導出孔１１ａは、２つのコイルエンド１４ａ，１４ｂのうちの流体機械１に近い方のコイルエンド１４ａから排気口９へ冷却流体１２を導出するものである。第２導出孔１１ｃは、２つのコイルエンド１４ａ，１４ｂのうちの流体機械１から遠い方のコイルエンド１４ｂから排気口９へ冷却流体１２を導出するものである。第３導出孔１１ｂは、スリット１３から排気口９へ冷却流体１２を導出するものである。

【0027】

第１導出孔１１ａは、該第１導出孔１１ａの中心軸線がコイルエンド１４ａを通るように配置されている。第２導出孔１１ｃは、該第２導出孔１１ｃの中心軸線がコイルエンド１４ｂを通るように配置されている。第３導出孔１１ｂは、該第３導出孔１１ｂの中心軸線がスリット１３を通るように配置されている。第１導出孔１１ａ、第２導出孔１１ｃ、および第３導出孔１１ｂは、ここでは、それぞれ断面矩形の貫通孔であるが、特にこれに限定されるものではなく、例えば断面円形の貫通孔であってもよい。

【0028】

図１、図２、図５に示すように、モータケーシング５の外周面とカバー６の内周面との間には、冷却流体１２が通る冷却流路２３ａが形成されている。また、モータケーシング５の外周面には、凹凸７が設けられている。

【0029】

図７に示すように、凹凸７は、ここでは、モータケーシング５の周方向に延在する断面矩形の凸部７ａと凹部７ｂとが軸方向に交互に形成されて構成されている。凹凸７の凸部７ａの外径は、ここではカバー６の内径とほぼ同一である（僅かに小さい）が、特にこれに限定されるものではなく、カバー６の内径よりも所定量小さくてもよい。凹凸７の形状は、モータケーシング５の外周面に、高さ（半径方向位置）が異なる複数の部分が形成されていればよく、特に限定されるものではない。例えば、凸部７ａと凹部７ｂとは、リング状に形成されていてもよいし、らせん状に形成されていてもよい。また、凸部７ａや凹部７ｂの断面形状は、矩形に限定されるものではなく、例えば台形や三角形であってもよい。さらに、凸部７ａや凹部７ｂの幅寸法（軸方向寸法）は、適宜変更され得る。

【0030】

次に、モータ２内を流れる冷却流体１２の流路について説明する。
図１に示すように、カバー６の吸気口８から吸い込まれた冷却流体１２は、モータケーシング５の外周面とカバー６の内周面との間に形成されている冷却流路２３ａに流入する。また、吸気口８から吸い込まれた冷却流体１２は、モータケーシング５に設けられた第１導入孔１０ａおよび第２導入孔１０ｃを通り、モータケーシング５内の、コイルエンド１４ａ，１４ｂの配置領域に形成される冷却流路２３ｂ，２３ｃに流入する。さらに、吸気口８から吸い込まれた冷却流体１２は、モータケーシング５に設けられた第３導入孔１０ｂを通り、スリット１３によって形成される冷却流路２３ｄに流入する。冷却流路２３ｂ，２３ｃに流入した冷却流体１２の一部は、ロータ３の回転により誘起される流れによって、ロータ３とステータ４との間の隙間で形成される冷却流路２３ｅを流れる。

【0031】

図２に示すように、冷却流路２３ａに流入した冷却流体１２は、モータケーシング５の外周面に設けられた凹凸７とカバー６との間の隙間を流れ、カバー６に設けられた排気口９を通り、モータ２の外部に排気される。また、冷却流路２３ｄに流入した冷却流体１２は、モータケーシング５に対してスリット１３に連通するように設けられた第３導出孔１１ｂを通り、モータケーシング５の外周側に導出される。そして、モータケーシング５の外周側に導出された冷却流体１２は、カバー６に設けられた排気口９を通り、モータ２の外部に排気される。

【0032】

図３および図４に示すように、冷却流路２３ｂ，２３ｃに流入した冷却流体１２は、モータケーシング５に対してコイルエンド１４ａ，１４ｂに連通するように設けられた第１導出孔１１ａ、第２導出孔１１ｃを通り、モータケーシング５の外周側に導出される。そして、モータケーシング５の外周側に導出された冷却流体１２は、カバー６に設けられた排気口９を通り、モータ２の外部に排気される。

【0033】

図５に示すように、冷却流路２３ｅへ流入した冷却流体１２は、第３導出孔１１ｂを通り、モータケーシング５の外周側に導出され、カバー６に設けられた排気口９を通り、モータ２の外部に排気される。

【0034】

前記したように本実施形態では、モータ一体型流体機械１００のモータ２は、モータケーシング５の外周側に設けられたカバー６を有している。カバー６は、吸気口８と、排気口９とを備えており、モータケーシング５は、吸気口８からモータケーシング５内へ冷却流体１２を導入する冷却流体導入孔１０と、モータケーシング５内から排気口９へ冷却流体１２を導出する冷却流体導出孔１１とを備えている。そして、モータケーシング５の外周面とカバー６の内周面との間に、冷却流体１２が通る冷却流路２３ａが形成されており、モータケーシング５の外周面に凹凸７が設けられている。

【0035】

ここで、仮にモータケーシング５の外周面に凹凸７が無ければ、モータケーシング５の外周側を流れる冷却流体１２の圧力損失が小さいため、冷却流体１２は、モータケーシング５の外周側を主に流れて、モータケーシング５の内周側には導入されにくくなる。
これに対して、本実施形態では、モータケーシング５の外周面の凹凸７によって、モータケーシング５の外周側を流れる冷却流体１２の圧力損失が増えるように調整される。これにより、モータケーシング５の外周側と内周側とにおける冷却流体１２の圧力損失をより均一にすることができる。したがって、冷却流体１２をモータケーシング５の外周側と内周側とのそれぞれにバランス良く導くことが可能となる。
すなわち、本実施形態によれば、モータ一体型流体機械１００におけるモータ２をより効率よく冷却することができる。

【0036】

また、モータケーシング５の外周面に設けられた凹凸７によってモータケーシング５の外周面の放熱面積が増加する。このため、モータケーシング５の外周側に導かれた冷却流体１２がモータケーシング５の外周面とカバー６の内周面との間に形成されている冷却流路２３ａを流れる際に、モータケーシング５の外周面の凹凸７からの放熱が増大し、モータ２の冷却を促進できる。このような放熱による冷却を促進する観点から、凹凸７はフィン形状であることが望ましい。

【0037】

また、本実施形態では、冷却流体導出孔１１は、コイルエンド１４ａから排気口９へ冷却流体１２を導出する第１導出孔１１ａ、およびコイルエンド１４ｂから排気口９へ冷却流体１２を導出する第２導出孔１１ｃを有している。このような構成によれば、冷却流体１２がコイルエンド１４ａ，１４ｂを通って排気されるため、モータ２の中でも比較的発熱量の多いコイルエンド１４ａ，１４ｂの冷却を促進できる。

【0038】

また、本実施形態では、冷却流体導出孔１１は、スリット１３から排気口９へ冷却流体１２を導出する第３導出孔１１ｂを有している。このような構成によれば、冷却流体１２が、ステータ４を分割するとともにロータの外周面に連通するスリット１３を通って排気されるため、ステータ４およびロータ３の冷却を促進できる。

【0039】

また、本実施形態では、冷却流体導入孔１０は、吸気口８からコイルエンド１４ａへ冷却流体１２を導入する第１導入孔１０ａ、吸気口８からコイルエンド１４ｂへ冷却流体１２を導入する第２導入孔１０ｃ、および吸気口８からスリット１３へ冷却流体１２を導入する第３導入孔１０ｂを有している。

【0040】

このような構成によれば、冷却流体１２は、ステータ４の両端のコイルエンド１４ａ，１４ｂにそれぞれ連通する第１導入孔１０ａ、および第２導入孔１０ｃを通り、モータケーシング５の内周側へ流入する。この冷却流体１２は、コイルエンド１４ａ，１４ｂの配置領域に形成される冷却流路２３ｂ，２３ｃを流れ、第１導出孔１１ａ、および第２導出孔１１ｃを経て排気される。冷却流路２３ｂ，２３ｃを流れる冷却流体１２の一部は、ロータ３の回転により誘起された流れによって、ロータ３とステータ４との間の隙間で形成されている冷却流路２３ｅを流れ、第３導出孔１１ｂを経て排気される。これにより、冷却流体１２をコイルエンド１４ａ，１４ｂに導入でき、コイルエンド１４ａ，１４ｂの冷却をより促進できる。
また、冷却流体１２は、スリット１３に連通する第３導入孔１０ｂを通り、モータケーシング５の内周側へ流入する。この冷却流体１２は、ステータ４に設けられたスリット１３で形成される冷却流路２３ｄを流れ、第３導出孔１１ｂを経て排気される。これにより、冷却流体１２をステータ４に設けられたスリット１３に導入でき、ステータ４およびロータ３の冷却をより促進できる。

【0041】

図８は、モータ２の冷却効果を示す図である。図８において、「凹凸有」のグラフは、本実施形態の場合を示し、「凹凸有」のグラフは、本実施形態の凹凸７を無くした構成（比較例）の場合を示す。
図８に示すように、モータ２の温度は、凹凸７を設けることによって圧力損失を増すように調整した本実施形態の場合の方が比較例の場合よりも低いことがわかる。したがって、本実施形態では、モータ一体型流体機械１００のモータ２を、例えば少ない冷却ファンで、効率よく冷却することが可能となる。

【0042】

また、本実施形態では、吸気口８は、カバー６における周方向位置が互いに反対側となる上下の位置に一対備えられており、排気口は、カバー６における周方向位置が一対の吸気口８の間となる左右の位置に一対備えられている。このような構成によれば、例えば冷却流体を一つの吸気口から吸気して一つの排気口から排気する場合よりも、モータ２の全ての周方向位置においてより均一な冷却が可能となる。

【0043】

（第２実施形態）
次に、図９〜図１０を参照しながら、本発明の第２実施形態について、前記した第１実施形態と相違する点を中心に説明し、共通する点の説明を適宜省略する。
図９は、本発明の第２実施形態に係るモータ一体型流体機械のモータ２ａの構造を示す概略断面図である。図１０は、図９のＨ−Ｈ断面図である。

【0044】

モータ一体型流体機械では、流体機械１側からモータ２へ熱伝導で侵入する熱量が存在するため、モータ２の流体機械１側の温度が高くなる。このため、第２実施形態では、モータ２における特に流体機械１側に冷却流体１２を導入する構成が採用されている。

【0045】

第２実施形態では、冷却流体導入孔１０は、吸気口８から２つのコイルエンド１４ａ，１４ｂのうちの流体機械１に近い方のコイルエンド１４ａへ冷却流体１２を導入する第１導入孔１０ａ、および吸気口８からスリット１３へ冷却流体１２を導入する第３導入孔１０ｂのみから構成されている。すなわち、第１実施形態の第２導入孔１０ｃ（図１参照）は設けられていない。また、冷却流体１２をモータ２内に供給する冷却ファン（図示せず）は、排気口９側に設けられている。その他の構造は、前記した第１実施形態と同様である。

【0046】

図９〜図１０、および前記した図２〜図３、図５を参照して、第２実施形態におけるモータ２ａ内を流れる冷却流体１２の流路について説明する。

【0047】

図９に示すように、吸気口８から吸い込まれた冷却流体１２は、冷却流路２３ａに流入する。また、吸気口８から吸い込まれた冷却流体１２は、第１導入孔１０ａを通り、モータケーシング５内の、コイルエンド１４ａの配置領域に形成される冷却流路２３ｂに流入する。さらに、吸気口８から吸い込まれた冷却流体１２は、第３導入孔１０ｂを通り、スリット１３によって形成される冷却流路２３ｄに流入する。冷却流路２３ｂに流入した冷却流体１２の一部は、ロータ３とステータ４との間の隙間で形成される冷却流路２３ｅを流れる。

【0048】

図２に示すように、冷却流路２３ａに流入した冷却流体１２は、モータケーシング５の外周面に設けられた凹凸７とカバー６との間の隙間を流れ、排気口９を通り、モータ２の外部に排気される。また、冷却流路２３ｄに流入した冷却流体１２は、第３導出孔１１ｂを通り、モータケーシング５の外周側に導出され、排気口９を通り、モータ２の外部に排気される。図３に示すように、冷却流路２３ｂに流入した冷却流体１２は、第１導出孔１１ａを通り、モータケーシング５の外周側に導出され、排気口９を通り、モータ２の外部に排気される。図５に示すように、冷却流路２３ｅへ流入した冷却流体１２は、第３導出孔１１ｂを通り、モータケーシング５の外周側に導出され、排気口９を通り、モータ２の外部に排気される。

【0049】

図１０に示すように、冷却流路２３ｃに滞留している流体は、排気口９側に設けられた冷却ファン（図示せず）によって、強制的に排気口９を通ってモータ２の外部に排気される。

【0050】

このような第２実施形態によれば、吸気口８から吸い込まれた冷却流体１２は、冷却流路２３ｂ，２３ｄに連通するように設けられた第１導入孔１０ａおよび第３導入孔１０ｂからのみ、モータケーシング５の内周側に流入する。このため、モータ２の流体機械１側を流れる冷却流体１２の流量が増加し、モータ２の流体機械１側の冷却効率が向上する。

【0051】

（第３実施形態）
次に、図１１〜図１２を参照しながら、本発明の第３実施形態について、前記した第１実施形態と相違する点を中心に説明し、共通する点の説明を適宜省略する。
図１１は、本発明の第３実施形態に係るモータ一体型流体機械のモータ２ｂの構造を示す概略断面図である。図１２は、図１１のＩ−Ｉ断面図である。

【0052】

第３実施形態では、冷却流体導入孔１０は、吸気口８から２つのコイルエンド１４ａ，１４ｂのうちの流体機械１に近い方のコイルエンド１４ａへ冷却流体１２を導入する第１導入孔１０ａのみから構成されている。すなわち、第１実施形態の第２導入孔１０ｃおよび第３導入孔１０ｂ（図１参照）は設けられていない。その他の構造は、前記した第１実施形態と同様である。

【0053】

図１１〜図１２、および前記した図３、図５、図１０を参照して、第３実施形態におけるモータ２ｂ内を流れる冷却流体１２の流路について説明する。

【0054】

図１１に示すように、吸気口８から吸い込まれた冷却流体１２は、冷却流路２３ａに流入する。また、吸気口８から吸い込まれた冷却流体１２は、第１導入孔１０ａを通り、モータケーシング５内の、コイルエンド１４ａの配置領域に形成される冷却流路２３ｂに流入する。冷却流路２３ｂに流入した冷却流体１２の一部は、ロータ３とステータ４との間の隙間で形成される冷却流路２３ｅを流れる。

【0055】

図１２に示すように、冷却流路２３ａに流入した冷却流体１２は、モータケーシング５の外周面に設けられた凹凸７とカバー６との間の隙間を流れ、排気口９を通り、モータ２の外部に排気される。また、冷却流路２３ｄに滞留している冷却流体１２は、排気口９側に設けられた冷却ファン（図示せず）によって、強制的に第３導出孔１１ｂを通り、モータケーシング５の外周側に導出され、排気口９を通り、モータ２の外部に排気される。

【0056】

図３に示すように、冷却流路２３ｂに流入した冷却流体１２は、第１導出孔１１ａを通り、モータケーシング５の外周側に導出され、排気口９を通り、モータ２の外部に排気される。図５に示すように、冷却流路２３ｅへ流入した冷却流体１２は、第３導出孔１１ｂを通り、モータケーシング５の外周側に導出され、排気口９を通り、モータ２の外部に排気される。図１０に示すように、冷却流路２３ｃに滞留している流体は、排気口９側に設けられた冷却ファンによって、強制的に排気口９を通ってモータ２の外部に排気される。

【0057】

このような第３実施形態によれば、吸気口８から吸い込まれた冷却流体１２は、冷却流路２３ｂに連通するように設けられた第１導入孔１０ａからのみ、モータケーシング５の内周側に流入する。このため、モータ２の流体機械１側を流れる冷却流体１２の流量が増加し、モータ２の流体機械１側の冷却効率が向上する。また、流体機械１側の軸受２２ａの冷却が促進され、冷却効率が向上する。

【0058】

以上、本発明について実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。前記した実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0059】

例えば、前記した実施形態では、モータ２は、冷却流体１２を上下に一対設けた吸気口８へ吸い込み、左右に一対設けた排気口９から排気する構成が採用されているが、これに限定されるものではない。例えば、吸気口８を左右に一対設け、排気口９を上下に一対設ける構成が採用されてもよい。

【0060】

また、前記した実施形態では、冷却流体導出孔１１は、ステータ４の両端のコイルエンド１４ａ，１４ｂ、およびスリット１３にそれぞれ連通するように設けられているが、これに限定されるものではない。冷却流体導出孔１１は、例えば２つのコイルエンド１４ａ，１４ｂのうちの一方のコイルエンドにのみ、もしくはスリット１３にのみ、または、スリット１３と一方のコイルエンドにのみ連通するように設ける構成としてもよい。

【0061】

また、前記した実施形態では、ステータ４は、スリット１３によって軸方向に分割されているが、これに限定されるものではなく、スリット１３を有さない構成としてもよい。

【符号の説明】

【0062】

１ 流体機械
２，２ａ，２ｂ モータ
３ ロータ
４ ステータ
５ モータケーシング
６ カバー
６ａ 平坦面
７ 凹凸
７ａ 凸部
７ｂ 凹部
８ 吸気口
９ 排気口
１０ 冷却流体導入孔
１０ａ 第１導入孔
１０ｂ 第３導入孔
１０ｃ 第２導入孔
１１ 冷却流体導出孔
１１ａ 第１導出孔
１１ｂ 第３導出孔
１１ｃ 第２導出孔
１２ 冷却流体
１３ スリット
１４ａ，１４ｂ コイルエンド
１６ ブロワケーシング
１７ 羽根車
１８ ディフューザ
１９ 流体吸込口
２２ａ，２２b 軸受
２３ａ〜２３ｅ 冷却流路
１００ モータ一体型流体機械

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】