特開 2023-44217 全閉型回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023044217

(43)【公開日】2023-03-30

(54)【発明の名称】全閉型回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 9/06 20060101AFI20230323BHJP

【ＦＩ】

H02K9/06 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021152128

(22)【出願日】2021-09-17

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中濱 敬文

(72)【発明者】

【氏名】小山 泰平

(72)【発明者】

【氏名】王 蕾

【テーマコード（参考）】

5H609

【Ｆターム（参考）】

5H609BB01

5H609PP02

5H609PP05

5H609PP06

5H609PP08

5H609QQ02

5H609QQ12

5H609RR03

5H609RR16

5H609RR23

5H609RR24

5H609RR37

5H609RR38

(57)【要約】

【課題】より不都合が少なくなるよう改善された新規な構成の全閉型回転電機を得る。
【解決手段】実施形態の全閉型回転電機は、ケースと、ステータと、ロータ鉄心と、ロータシャフトと、第一ファンと、第二ファンと、を備える。第一ファンは、ステータの内径よりも大きな外径を有し、ロータ鉄心およびロータシャフトと一体に回転することによって第一軸受を冷却可能に構成される。第二ファンは、ステータの内径よりも小さな外径を有し、ロータ鉄心およびロータシャフトと一体に回転することによって第二軸受を冷却可能に構成される。ロータシャフトには、軸方向の両端部のうち少なくとも一方の軸端面に開口しケースの外側に臨んだ第一開口と、当該ロータシャフトの外周面に開口しケース内の第二ファンと第二軸受との間の空間に臨んだ第二開口と、を含み、第一開口から第二開口に向けて当該ロータシャフトの内部を延びた空気通路が設けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状のフレームと、前記フレームの軸方向の両端部を覆った一対の端壁と、を有したケースと、
前記フレームの内周面に固定されたステータと、
前記ステータの内周面と対向して配置されたロータ鉄心と、
前記ロータ鉄心の内周部に固定され、前記軸方向の一端部に設けられた第一軸受および前記軸方向の他端部に設けられた第二軸受を介して前記一対の端壁に回転可能に支持されたロータシャフトと、
前記ロータ鉄心の前記軸方向の一端部に固定され、前記ステータの内径よりも大きな外径を有し、前記ロータ鉄心および前記ロータシャフトと一体に回転することによって前記第一軸受を冷却可能に構成された第一ファンと、
前記ロータ鉄心の前記軸方向の他端部に固定され、前記ステータの内径よりも小さな外径を有し、前記ロータ鉄心および前記ロータシャフトと一体に回転することによって前記第二軸受を冷却可能に構成された第二ファンと、
を備え、
前記ロータシャフトには、前記軸方向の両端部のうち少なくとも一方の軸端面に開口し前記ケースの外側に臨んだ第一開口と、当該ロータシャフトの外周面に開口し前記ケース内の前記第二ファンと前記第二軸受との間の空間に臨んだ第二開口と、を含み、前記第一開口から前記第二開口に向けて当該ロータシャフトの内部を延びた空気通路が設けられた、全閉型回転電機。

【請求項2】

前記第二ファンは、前記第二軸受を冷却する空気流を生成する羽根を有し、
前記羽根は、前記第二ファンの径方向外方の端部から前記第二開口と面する位置まで前記径方向内方に延びた、請求項１に記載の全閉型回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、全閉型回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ケースの内周面に固定されたステータと、ステータの内周面と対向して配置されたロータ鉄心と、ロータ鉄心の内周部に固定されケースに一対の軸受を介して回転可能に支持されたロータシャフトと、ロータ鉄心の軸方向の一端部に固定され、ステータの内径よりも大きな外径を有した第一ファンと、ロータ鉄心の軸方向の他端部に固定され、ステータの内径よりも小さな外径を有した第二ファンと、を備えた全閉型回転電機が、知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－０１２６６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種の全閉型回転電機では、より不都合が少なくなるよう改善された新規な構成が得られれば、有益である。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態の全閉型回転電機は、ケースと、ステータと、ロータ鉄心と、ロータシャフトと、第一ファンと、第二ファンと、を備える。ケースは、筒状のフレームと、フレームの軸方向の両端部を覆った一対の端壁と、を有する。ステータは、フレームの内周面に固定される。ロータ鉄心は、ステータの内周面と対向して配置される。ロータシャフトは、ロータ鉄心の内周部に固定され、軸方向の一端部に設けられた第一軸受および軸方向の他端部に設けられた第二軸受を介して一対の端壁に回転可能に支持される。第一ファンは、ロータ鉄心の軸方向の一端部に固定され、ステータの内径よりも大きな外径を有し、ロータ鉄心およびロータシャフトと一体に回転することによって第一軸受を冷却可能に構成される。第二ファンは、ロータ鉄心の軸方向の他端部に固定され、ステータの内径よりも小さな外径を有し、ロータ鉄心およびロータシャフトと一体に回転することによって第二軸受を冷却可能に構成される。ロータシャフトには、軸方向の両端部のうち少なくとも一方の軸端面に開口しケースの外側に臨んだ第一開口と、当該ロータシャフトの外周面に開口しケース内の第二ファンと第二軸受との間の空間に臨んだ第二開口と、を含み、第一開口から第二開口に向けて当該ロータシャフトの内部を延びた空気通路が設けられる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、実施形態の全閉型回転電機の例示的な断面図である。

【図2】図２は、図１の第一ファンの拡大図である。

【図3】図３は、第２の第二ファンの拡大図である。

【図4】図４は、第１変形例の全閉型回転電機の例示的な断面図である。

【図5】図５は、第２変形例の全閉型回転電機の例示的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本発明の例示的な実施形態および変形例が開示される。以下に示される実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態および変形例に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

【0008】

また、以下に開示される実施形態および変形例には、同様の構成要素が含まれる。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。なお、本明細書では、序数は、部品や、部材、部位、位置、方向等を区別するためだけに用いられており、順番や優先度を示すものではない。

【0009】

［実施形態］
図１は、実施形態の全閉型回転電機１の断面図である。図１に示される全閉型回転電機１は、鉄道車両に搭載されるモータとして構成されており、ステータ３や、ケース５、ロータシャフト６、ロータ鉄心８、ファン１０等を備えている。本実施形態では、ステータ３およびケース５は、全閉型回転電機１の固定子９ａを構成し、ロータシャフト６、ロータ鉄心８およびファン１０は、全閉型回転電機１の回転子９ｂを構成している。全閉型回転電機１は、ロータシャフト６の一端部６ａに設けられたカップリング１９等を介して回転力（トルク）を鉄道車両の車輪に伝達できるように接続されている。

【0010】

なお、以下の説明では、便宜上、全閉型回転電機１の回転中心Ａｘの軸方向を、単に軸方向と称し、回転中心Ａｘの径方向を、単に径方向と称し、回転中心Ａｘの周方向を、単に周方向と称する。また、図中、軸方向の一端部側（駆動側、カップリング１９側）を矢印Ｘで示し、径方向の外方を矢印Ｒで示す。

【0011】

ケース５は、フレーム２と、一対のブラケット１５と、を有している。フレーム２は、回転中心Ａｘを中心とした二重の円筒状に構成されている。すなわち、フレーム２は、外筒部２ａと、内筒部２ｂと、を有している。外筒部２ａと内筒部２ｂとの間には、後述するファン１０の回転によって生成される空気流Ｗ１が通過する外側通路１７が設けられている。

【0012】

外筒部２ａの軸方向の中央部には、排気口１８が設けられている。排気口１８は、外筒部２ａを径方向に貫通した貫通孔である。排気口１８は、外筒部２ａや、内筒部２ｂ、ブラケット１５、ファン１０等によって囲まれステータ３の周囲を囲むように延びた外側通路１７と連通している。

【0013】

外筒部２ａの軸方向の両端部には、一対の端壁２ｃ，２ｄが設けられている。端壁２ｃは、外筒部２ａの軸方向の一端部から径方向内方に延びている。端壁２ｃの径方向内方の端部には、ブラケット１５がネジやボルト等の結合具によって固定（一体化）されている。ブラケット１５は、径方向および周方向に沿って広がった円盤状に構成され、端壁２ｃとともに外側通路１７を軸方向の一端部側から覆っている。ブラケット１５および端壁２ｃは、フレーム２の軸方向の一端部を覆った第一端壁の一例である。

【0014】

ブラケット１５の内周面には、軸受７ａが取り付けられている。軸受７ａは、コロ軸受や玉軸受等によって構成され、ロータシャフト６を回転中心Ａｘ回りに回転可能に支持している。また、ブラケット１５における軸受７ａの近傍には、吸気口１６が設けられている。吸気口１６は、ブラケット１５を軸方向に貫通した貫通孔であり、外側通路１７と連通している。吸気口１６は、第一吸気口の一例であり、軸受７ａは、第一軸受の一例である。

【0015】

端壁２ｄは、外筒部２ａの軸方向の他端部から径方向内方に延びている。端壁２ｄの径方向内方の端部には、ブラケット１５がネジやボルト等の結合具によって固定（一体化）されている。ブラケット１５は、径方向および周方向に沿って広がった円盤状に構成され、端壁２ｄとともに外側通路１７を軸方向の他端部側から覆っている。ブラケット１５および端壁２ｄは、フレーム２の軸方向の他端部を覆った第二端壁の一例である。

【0016】

ブラケット１５の内周面には、軸受７ｂが取り付けられている。軸受７ｂは、コロ軸受や玉軸受等によって構成され、ロータシャフト６を回転中心Ａｘ回りに回転可能に支持している。また、ブラケット１５における軸受７ｂの近傍には、吸気口１６が設けられている。吸気口１６は、ブラケット１５を軸方向に貫通した貫通孔であり、外側通路１７と連通している。吸気口１６は、第二吸気口の一例であり、軸受７ｂは、第二軸受の一例である。

【0017】

ステータ３は、ステータ鉄心３ａと、コイル４と、を有している。ステータ鉄心３ａは、回転中心Ａｘを中心とした円環状に構成され、フレーム２（内筒部２ｂ）の内周面２ｅに固定されている。ステータ鉄心３ａは、磁性材によって作られた複数の鋼板を軸方向に積層することによって構成された所謂積層コアである。

【0018】

コイル４は、ステータ鉄心３ａのティース３ｔに巻回されている。コイル４のコイルエンドは、ステータ鉄心３ａの軸方向の両端面から張り出している。また、コイル４には、ティース３ｔに対向して径方向に延びた隙間４ｅが設けられている。隙間４ｅは、後述するファン１０の回転によって生成される空気流Ｗ２が循環する内側通路２７を構成している。

【0019】

本実施形態では、ステータ３は、外側通路１７の内側で内筒部２ｂや、ロータ鉄心８、ファン１０等によって囲まれた密閉空間２５に収容されている。ステータ３は、コイル４への通電によってケース５の内部に磁界を発生させ、当該磁界との相互作用によってステータ３の径方向内方に位置されたロータ鉄心８ひいてはロータシャフト６を回転中心Ａｘ回りの周方向に回転させる。

【0020】

ロータ鉄心８は、円環状に構成されている。ロータ鉄心８の外周面は、僅かな径方向の隙間を介してステータ鉄心３ａの内周面３ｂと対向している。また、ロータ鉄心８の内周部にはロータシャフト６が取り付けられている。ロータシャフト６は、軸方向の両端部に設けられた一対の軸受７ａ，７ｂを介してブラケット１５に回転可能に支持されている。ロータシャフト６の軸方向の一端部６ａは、ケース５の外側に突出しており、この突出部分にカップリング１９、具体的にはギヤカップリングの軸端嵌合部等が結合される。

【0021】

ロータ鉄心８は、ロータシャフト６の外周面６ｃに圧入やキー嵌合等によって固定されている。ロータ鉄心８は、磁性材によって作られた複数の鋼板８ａを軸方向に積層することによって構成されている。また、ロータ鉄心８は、ファン１０のうち軸方向の一端部側に位置された第一ファン１０ｘと軸方向の他端部側に位置された第二ファン１０ｙとの間に挟まれた状態で固定されている。第一ファン１０ｘおよび第二ファン１０ｙは、ロータ鉄心８の鉄心押さえとしても機能している。

【0022】

図２は、図１の第一ファン１０ｘの拡大図である。図２に示されるように、第一ファン１０ｘは、主板１０ａと、複数の羽根１１，１３と、複数のシュラウド１２，１４と、を有している。主板１０ａは、漏斗形状（ラッパ形状）に構成されている。具体的には、主板１０ａは、図２の断面視では、ロータ鉄心８側から端壁２ｃに向けて軸方向の一端部側ほど径方向外方に向かうように傾斜して延びている。主板１０ａは、ロータシャフト６の外周面６ｃに圧入やキー嵌合等によって固定されている。

【0023】

また、主板１０ａの外周縁部１０ｂは、内筒部１１ｂの軸方向の一端部から径方向内方に延びた端壁２ｆと僅かな径方向の微小隙間を介して対向している。本実施形態では、このような主板１０ａおよび端壁２ｆによって、ケース５内がステータ３側の略密閉された密閉空間２５（内側通路２７）と軸受７ａ側の外側通路１７とに仕切られている。外側通路１７は、密閉空間２５よりも軸方向の一端部側で吸気口１６から径方向外方に延びかつ密閉空間２５よりも径方向外方で軸方向の中央部側に向けて延びて排気口１８へと至る。なお、端壁２ｆと端壁２ｃとの間の径方向内方の端部には、外側通路１７におけるブラケット１５側の空間と連通する連通孔２ｈが設けられている。

【0024】

羽根１１は、主板１０ａの傾斜部分における密閉空間２５側の面に設けられている。主板１０ａには、複数の羽根１１が回転中心Ａｘを中心として放射状に延びた状態に設けられている。複数の羽根１１は、周方向に等間隔または不等間隔で配置される。また、複数の羽根１１のステータ３側、すなわち主板１０ａとは反対側の端部は、円環状のシュラウド１２と連結されている。

【0025】

第一ファン１０ｘは、回転中心Ａｘ回りの羽根１１の回転によって密閉空間２５内で内側通路２７を循環する空気流Ｗ２を生成可能である。空気流Ｗ２は、内側通路２７を構成するコイル４の隙間４ｅや、シュラウド１２と周方向に並んだ複数の羽根１１と主板１０ａの間の隙間、コイル４と内筒部２ｂとの間の隙間等を循環し、発熱部としてのコイル４と熱交換を行う。羽根１１は、内側ブレード等とも称され、空気流Ｗ２は、第二空気流等とも称される。

【0026】

羽根１３は、主板１０ａの傾斜部分における外側通路１７側の面に設けられている。主板１０ａには、複数の羽根１３が回転中心Ａｘを中心として放射状に延びた状態に設けられている。複数の羽根１３は、周方向に等間隔または不等間隔で配置される。また、複数の羽根１３の軸受７ａ側、すなわち主板１０ａとは反対側の端部は、円環状のシュラウド１４と連結されている。

【0027】

第一ファン１０ｘは、回転中心Ａｘ回りの羽根１３の回転によって吸気口１６から外側通路１７に吸気され排気口１８から排気される空気流Ｗ１を生成可能である。空気流Ｗ１は、外側通路１７を構成するブラケット１５（軸受７ａ）と主板１０ａとの間の隙間や、シュラウド１４と周方向に並んだ複数の羽根１３と主板１０ａとの間の隙間、外筒部２ａと内筒部２ｂとの間の隙間等を流れ、発熱部としての軸受７ａと熱交換を行う。羽根１３は、外側ブレード等とも称され、空気流Ｗ１は、第一空気流等とも称される。

【0028】

図３は、第二ファン１０ｙの拡大図である。図３に示されるように、第二ファン１０ｙは、主板１０ａと、複数の羽根１１，１３と、複数のシュラウド１２，１４と、を有している。主板１０ａは、漏斗形状（ラッパ形状）に構成されている。具体的には、主板１０ａは、図３の断面視では、ロータ鉄心８側から端壁２ｄに向けて軸方向の他端部側ほど径方向外方に向かうように傾斜して延びている。主板１０ａは、ロータシャフト６の外周面６ｃに圧入やキー嵌合等によって固定されている。

【0029】

また、主板１０ａの外周縁部１０ｂは、内筒部１１ｂの軸方向の他端部から径方向内方に延びた端壁２ｇと僅かな径方向の微小隙間を介して対向している。本実施形態では、このような主板１０ａおよび端壁２ｇによって、ケース５内がステータ３側の密閉空間２５と軸受７ｂ側の外側通路１７とに仕切られている。外側通路１７は、密閉空間２５よりも軸方向の他端部側で吸気口１６から径方向外方に延びかつ密閉空間２５よりも径方向外方で軸方向の中央部側に向けて延びて排気口１８へと至る。なお、端壁２ｇと端壁２ｄとの間の径方向内方の端部には、外側通路１７におけるブラケット１５（軸受７ｂ）側の空間と連通する連通孔２ｉが設けられている。

【0030】

羽根１１は、主板１０ａの傾斜部分における密閉空間２５側の面に設けられている。主板１０ａには、複数の羽根１１が回転中心Ａｘを中心として放射状に延びた状態に設けられている。複数の羽根１１は、周方向に等間隔または不等間隔で配置される。また、複数の羽根１１のステータ３側、すなわち主板１０ａとは反対側の端部は、円環状のシュラウド１２と連結されている。

【0031】

第二ファン１０ｙは、回転中心Ａｘ回りの羽根１１の回転によって密閉空間２５内で内側通路２７を循環する空気流Ｗ２を生成可能である。空気流Ｗ２は、内側通路２７を構成するコイル４の隙間４ｅや、シュラウド１２と周方向に並んだ複数の羽根１１と主板１０ａの間の隙間、コイル４と内筒部２ｂとの間の隙間等を循環し、発熱部としてのコイル４と熱交換を行う。

【0032】

羽根１３は、主板１０ａの傾斜部分における外側通路１７側の面に設けられている。主板１０ａには、複数の羽根１３が回転中心Ａｘを中心として放射状に延びた状態に設けられている。複数の羽根１３は、周方向に等間隔または不等間隔で配置される。また、複数の羽根１３の軸受７ｂ側、すなわち主板１０ａとは反対側の端部は、円環状のシュラウド１４と連結されている。

【0033】

第二ファン１０ｙは、回転中心Ａｘ回りの羽根１３の回転によって吸気口１６から外側通路１７に吸気され排気口１８から排気される空気流Ｗ１を生成可能である。空気流Ｗ１は、外側通路１７を構成するブラケット１５（軸受７ｂ）と主板１０ａとの間の隙間や、シュラウド１４と周方向に並んだ複数の羽根１３と主板１０ａとの間の隙間、外筒部２ａと内筒部２ｂとの間の隙間等を流れ、発熱部としての軸受７ｂと熱交換を行う。

【0034】

このような構成の全閉型回転電機１において、回転子９ｂはロータシャフト６に第一ファン１０ｘおよび第二ファン１０ｙが一体化された状態でステータ３の内周部に軸方向の一端部側から挿入して組み立てられる。そのため、第一ファン１０ｘおよび第二ファン１０ｙのうちいずれか一方は、ステータ３の内径Ｄｒよりも小さくする必要がある。

【0035】

一方、第一ファン１０ｘおよび第二ファン１０ｙは、外径が大きくなるほど遠心力や静圧が大きくなり、内気流量および外気流量が増大するという利点がある。そこで、本実施形態では、第二ファン１０ｙの最大径Ｄ’ｄは、ステータ３の内径Ｄｒよりも小さく設定され、第一ファン１０ｘの最大径Ｄｄ（図２参照）は、ステータ３の内径Ｄｒよりも大きく設定されている。

【0036】

また、本実施形態では、第一ファン１０ｘおよび第二ファン１０ｙの内側通路２７側の羽根１１の枚数は、外側通路１７側の羽根１３の枚数よりも多く設定されている。さらに、内側通路２７側の羽根１１の外径は、外側通路１７側の羽根１３の外径よりも大きく設定されている。回転子９ｂが角速度で回転している場合、羽根１１，１３にはそれらの外径および内径の二乗差で静圧が生じる。

【0037】

ここで、第一ファン１０ｘの羽根１３の静圧をΔＰｘ、空気密度をρ、回転子９ｂが回転する際の角速度をω、羽根１３の外径をＤｂｏ、羽根１３の内径をＤｂｏｉとすると、第一ファン１０ｘの羽根１３の回転による静圧ΔＰｘを次の式１で表すことができる。

【0038】

ΔＰｘ＝ρω²（Ｄｂｏ²－Ｄｂｏｉ²）／８・・・（式１）

【0039】

また、第二ファン１０ｙの羽根１３の静圧をΔＰｙ、空気密度をρ、回転子９ｂが回転する際の角速度をω、羽根１３の外径をＤ’ｂｏ、羽根１３の内径をＤ’ｂｏｉとすると、第二ファン１０ｙの羽根１３の回転による静圧ΔＰｙを次の式２で表すことができる。

【0040】

ΔＰｙ＝ρω²（Ｄ’ｂｏ²－Ｄ’ｂｏｉ²）／８・・・（式２）

【0041】

このように、本実施形態では、第二ファン１０ｙの羽根１３の回転による静圧ΔＰｙは、第一ファン１０ｘの羽根１３の回転による静圧ΔＰｘよりも小さい。よって、第二ファン１０ｙ側の外気流量は、第一ファン１０ｘ側の外気流量よりも少なくなる。したがって、空気流Ｗ１による第二ファン１０ｙ側の軸受７ｂの冷却性が第一ファン１０ｘ側の軸受７ａの冷却性と比べて低下し、ひいては軸受７ａ，７ｂに温度バラツキが生じてしまう虞がある。

【0042】

そこで、本実施形態では、ロータシャフト６の内部に空気通路２０が設けられている。空気通路２０は、軸方向に延びた第一部分２１と、径方向に延びた第二部分２２と、を有している。本実施形態では、第一部分２１は、ロータシャフト６の軸方向の他端部６ｂの軸端面６ｂ１に開口した入口開口２０ａから軸方向の一端部側に向けて延びている。第一部分２１は、入口開口２０ａを介してケース５の外側の空間と連通している。入口開口２０ａは、第一開口の一例である。

【0043】

第二部分２２は、ロータシャフト６の外周面６ｃに開口した出口開口２０ｂから径方向内方に向けて延び第一部分２１と連通している。第二部分２２は、出口開口２０ｂを介してケース５内の第二ファン１０ｙと軸受７ｂとの間の空間、すなわち外側通路１７と連通している。ロータシャフト６には、周方向に互いに間隔をあけて複数の第二部分２２が設けられている。出口開口２０ｂは、第二開口の一例である。

【0044】

本実施形態では、回転子９ｂが角速度で回転している場合、空気通路２０が設けられたロータシャフト６にも静圧が生じる。ここで、ロータシャフト６の静圧をΔＰｓ、空気密度をρ、回転子９ｂが回転する際の角速度をω、ロータシャフト６の外径をＤｓ、ロータシャフト６の内径を０とすると、ロータシャフト６の回転による静圧ΔＰｓを次の式３で表すことができる。

【0045】

ΔＰｓ＝ρω²（Ｄｓ²）／８・・・（式３）

【0046】

本実施形態では、このロータシャフト６の回転による静圧ΔＰｓが第二ファン１０ｙの羽根１３の回転による静圧ΔＰｙに加わることで、吸気口１６および空気通路２０から第二ファン１０ｙの外側通路１７に導入される空気流Ｗ１の流量が増大する。ロータシャフト６の回転による遠心力によって空気通路２０から第二ファン１０ｙ側に外気が導入される。よって、第一ファン１０ｘ側と第二ファン１０ｙ側の流量差がより小さくなり、ひいては一対の軸受７ａ，７ｂの冷却性のアンバランスを抑制することができる。

【0047】

以上のように、本実施形態では、全閉型回転電機１は、筒状のフレーム２と、フレーム２の軸方向の両端部を覆った一対の端壁２ｃ，２ｄと、を有したケース５と、フレーム２の内周面２ｂ１に固定されたステータ３と、ステータ３の内周面３ｂと対向して配置されたロータ鉄心８と、ロータ鉄心８の内周部に固定され、軸方向の一端部に設けられた軸受７ａ（第一軸受）および軸方向の他端部に設けられた軸受７ｂ（第二軸受）を介して一対の端壁２ｃ，２ｄに回転可能に支持されたロータシャフト６と、ロータ鉄心８の軸方向の一端部に固定され、ステータ３の内径Ｄｒよりも大きな外径Ｄｂを有し、ロータ鉄心８およびロータシャフト６と一体に回転することによって軸受７ａを冷却可能に構成された第一ファン１０ｘと、ロータ鉄心８の軸方向の他端部に固定され、ステータ３の内径Ｄｒよりも小さな外径Ｄ’ｄを有し、ロータ鉄心８およびロータシャフト６と一体に回転することによって軸受７ｂを冷却可能に構成された第二ファン１０ｙと、を備え、ロータシャフト６には、軸方向の両端部のうち少なくとも一方の軸端面６ｂ１に開口しケース５の外側に臨んだ入口開口２０ａ（第一開口）と、当該ロータシャフト６の外周面６ｃに開口しケース５内の第二ファン１０ｙと軸受７ｂとの間の外側通路１７（空間）に臨んだ出口開口２０ｂ（第二開口）と、を含み、入口開口２０ａから出口開口２０ｂに向けて当該ロータシャフト６の内部を延びる空気通路２０が設けられている。

【0048】

このような構成によれば、空気通路２０によって第二ファン１０ｙ側の外気流量が増大するため、軸受７ｂの温度上昇をより効果的に抑制することができ、ひいては第二ファン１０ｙによる軸受７ｂの冷却性が第一ファン１０ｘによる軸受７ａの冷却性と比べて低下するのを抑制することができる。

【0049】

また、本実施形態では、空気通路２０が第二ファン１０ｙ側、すなわちカップリング１９とは反対側となるロータシャフト６の軸方向の他端部６ｂに設けられているため、ロータシャフト６の剛性や強度の低下を抑制できたり、空気通路２０内で軸受７ｂの近傍を流れる空気流Ｗ１との熱交換によって軸受７ｂの温度上昇をより効果的に抑制することができたりする場合がある。

【0050】

なお、本実施形態では、空気通路２０の入口開口２０ａが第二ファン１０ｙ側の軸端面６ｂ１に設けられた場合が例示されたが、この例には限定されず、第一ファン１０ｘ側、すなわちカップリング１９側の軸端面に設けられてもよい。

【0051】

［第１変形例］
図４は、第１変形例の全閉型回転電機１Ａの断面図である。全閉型回転電機１Ａは、上記実施形態の全閉型回転電機１と同様の構成を備えている。よって、全閉型回転電機１Ａは、当該同様の構成に基づく上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。

【0052】

ただし、本変形例では、図４に示されるように、第二ファン１０ｙの羽根１３Ａが主板１０ａの外周縁部１０ｂから出口開口２０ｂと面する位置まで径方向内方に延びている点が、上記実施形態と相違している。羽根１３Ａの径方向内方の端部は、出口開口２０ｂの近傍に隣接して位置されている。このように、本変形例では、第二ファン１０ｙは、羽根１３Ａの外径Ｄ’ｂｏと内径Ｄ’ｂｏｉとの差がより大きくなるように構成されている。外周縁部１０ｂは、径方向外方の端部の一例である。

【0053】

上述したように、回転子９ｂが角速度ωで回転している場合、羽根１３Ａにはその外径Ｄ’ｂｏおよび内径Ｄ’ｂｏｉの二乗差で静圧が生じる。したがって、本変形例によれば、第二ファン１０ｙの羽根１３Ａの回転による静圧ΔＰｙがより大きくなり、吸気口１６および空気通路２０から第二ファン１０ｙの外側通路１７に導入される空気流Ｗ１の流量が増大する。

【0054】

よって、本変形例によれば、軸受７ｂの温度上昇をより一層効果的に抑制することができ、ひいては第二ファン１０ｙによる軸受７ｂの冷却性が第一ファン１０ｘによる軸受７ａの冷却性と比べて低下するのをより抑制することができる。

【0055】

［第２変形例］
図５は、第２変形例の全閉型回転電機１Ｂの断面図である。全閉型回転電機１Ｂは、上記実施形態の全閉型回転電機１と同様の構成を備えている。よって、全閉型回転電機１Ｂは、当該同様の構成に基づく上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。

【0056】

ただし、本変形例では、図５に示されるように、ロータシャフト６の軸方向の両端部に空気通路２０，２０Ａが設けられている点が、上記実施形態と相違している。空気通路２０は、上述したロータシャフト６の軸方向の他端部６ｂの軸端面６ｂ１に開口した入口開口２０ａと、ロータシャフト６の外周面６ｃに開口した出口開口２０ｂと、を有し、ケース５の外側とケース５内の第二ファン１０ｙと軸受７ｂとの間の空間（外側通路１７）とを連通している。

【0057】

一方、空気通路２０Ａは、ロータシャフト６の軸方向の一端部６ａの軸端面６ａ１に開口した入口開口２０ａと、ロータシャフト６の外周面６ｃに開口した出口開口２０ｂと、を有し、ケース５の外側とケース５内の第一ファン１０ｘと軸受７ａとの間の空間（外側通路１７）とを連通している。

【0058】

本変形例によれば、一対の空気通路２０，２０Ａによって、第一ファン１０ｘの羽根１３の回転による静圧ΔＰｘや、第二ファン１０ｙの羽根１３Ａの回転による静圧ΔＰｙを調整することにより、一対の軸受７ａ，７ｂの冷却性のアンバランスをより抑制することができる場合がある。

【0059】

以上、本発明の実施形態および変形例が例示されたが、上記実施形態および変形例は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、形式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

【符号の説明】

【0060】

１，１Ａ，１Ｂ…全閉型回転電機、２…フレーム、２ｃ，２ｄ…端壁、２ｅ…内周面、３…ステータ、３ｂ…内周面、５…ケース、６…ロータシャフト、７ａ…軸受（第一軸受）、７ｂ…軸受（第二軸受）、８…ロータ鉄心、１０ｂ…外周縁部（端部）、１０ｘ…第一ファン、１０ｙ…第二ファン、１３，１３Ａ…羽根、１７…外側通路（空間）、２０…空気通路、２０ａ…入口開口（第一開口）、２０ｂ…出口開口（第二開口）、Ｒ…径方向、Ｗ１…空気流、Ｘ…軸方向。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】