特開 2025-24512 回転機における冷却液の流路構造

(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】P2025024512

(43)【公開日】2025-02-20

(54)【発明の名称】回転機における冷却液の流路構造

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/20 20060101AFI20250213BHJP

【ＦＩ】

H02K5/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023128679

(22)【出願日】2023-08-07

(71)【出願人】

【識別番号】000006105

【氏名又は名称】株式会社明電舎

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100208580

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 玲奈

(74)【代理人】

【識別番号】100116001

【弁理士】

【氏名又は名称】森 俊秀

(72)【発明者】

【氏名】大山 侑樹

【テーマコード（参考）】

5H605

【Ｆターム（参考）】

5H605AA01

5H605BB05

5H605CC01

5H605DD13

(57)【要約】

【課題】回転機の外周壁において、その壁厚部内の流路を冷却液で充満させた状態に維持することができ、それにより、回転機全体を適切に冷却することができる回転機における冷却液の流路構造を提供する。
【解決手段】フレーム５の壁厚部内に、フレーム５の軸線方向に沿って、蛇行しながら延びるように設けられ、冷却時に冷却液が流れる流路本体１と、流路本体３１の一端部に連なるように設けられ、外部から冷却液を流路本体３１に導入するための冷却液導入流路部２２ａと、流路本体３１の他端部に連なるように設けられ、流路本体３１内の冷却液を外部に排出するための冷却液排出流路部２３ａと、を備え、流路本体３１は、冷却液導入流路部２２ａ側から順に、導入側周方向流路部３２、導入側反転流路部３３、中間周方向流路部３４、排出側反転流路部３５、及び排出側周方向流路部３６を有している。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転機における円筒状の外周壁に設けられ、当該回転機を冷却するための冷却液の流路構造であって、
前記外周壁の壁厚部内に、当該外周壁の軸線方向に沿って、蛇行しながら延びるように設けられ、冷却時に冷却液が流れる流路本体と、
前記流路本体の一端部に連なるように設けられ、外部から冷却液を前記流路本体に導入するための冷却液導入流路部と、
前記流路本体の他端部に連なるように設けられ、前記流路本体内の冷却液を外部に排出するための冷却液排出流路部と、
を備え、
前記流路本体は、
前記冷却液導入流路部から前記外周壁の周方向にほぼ１周するように延びる導入側周方向流路部と、
この導入側周方向流路部に連なり、当該導入側周方向流路部を流れた冷却液の流れる方向を反転させる導入側反転流路部と、
この導入側反転流路部に連なり、前記外周壁の周方向にほぼ１周するように延びる中間周方向流路部と、
この中間周方向流路部に連なり、当該中間周方向流路部を流れた冷却液を、前記冷却液排出流路部側に案内するよう、流れる方向を反転させる排出側反転流路部と、
この排出側反転流路部に連なり、前記外周壁の周方向にほぼ１周するように延びるとともに、前記冷却液排出流路部に連なる排出側周方向流路部と、
を有していることを特徴とする回転機における冷却液の流路構造。

【請求項2】

前記中間周方向流路部は、単一の中間周方向流路部によって、又は互いに前記軸線方向に並ぶように設けられかつ互いに端部同士が連通された複数の中間周方向流路部によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転機における冷却液の流路構造。

【請求項3】

前記回転機は、前記外周壁の内側に設置される円筒状のステータを備え、
当該ステータは、その軸線方向に沿って延びるとともに径方向外側に突出する凸状に形成され、互いに周方向に所定角度ごとに配置された複数の係合凸部を有しており、
前記外周壁は、当該外周壁の軸線方向に沿って延びるとともに、径方向外側に突出する凸状に形成されることで径方向内側に開口する凹状に構成され、前記複数の係合凸部がそれぞれ係合する複数のステータ回り止め部を有することを特徴とする請求項１に記載の回転機における冷却液の流路構造。

【請求項4】

前記外周壁は、
円筒状に形成され、内周面側に前記ステータが取り付けられるとともに、外周面側に前記流路本体を構成するための溝部が形成された内側フレームと、
円筒状に形成され、前記内側フレームを内側に挿入した状態で、当該内側フレームに重ねられることにより、前記溝部と内周面との間に前記流路本体を構成する外側フレームと、
を有していることを特徴とする請求項３に記載の回転機における冷却液の流路構造。

【請求項5】

前記内側フレーム及び前記外側フレームの前記ステータ回り止め部に対応する部位が、径方向外側に突出する凸状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の回転機における冷却液の流路構造。

【請求項6】

前記冷却液導入流路部及び前記冷却液排出流路部は、前記外周壁の径方向に延び、前記複数のステータ回り止め部のうちの所定のステータ回り止め部に対応する位置に設けられており、
前記内側フレームは、前記所定のステータ回り止め部に対応する外周面に、径方向外側に凸に湾曲するように形成され、前記冷却液導入流路部を介して流入した冷却液を前記流路本体に案内する案内面を有していることを特徴とする請求項５に記載の回転機における冷却液の流路構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気自動車や重機などの駆動用あるいは旋回用のモータ、さらには発電機などの各種の回転機に適用され、その回転機を冷却するための冷却液の流路構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、モータに適用され、その外周面に冷却水が流れる冷却水路を備えた流路構造として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。このモータは、その外周壁を構成する円筒状のフレームを有しており、そのフレームの外周面を覆うように、冷却水路を有するウォータージャケットが設けられている。具体的には、ウォータージャケットは、モータのフレームの外径よりも大きい内径を有する円筒状の外周壁と、この外周壁とモータのフレームとの間に配置され、モータの軸線方向に沿って所定長さ延びかつモータの径方向に突出する複数のフィンとを有している。これらのフィンは、フレームの周方向に互いに所定間隔を隔てた状態で、長さ方向の一端部がモータの軸線方向の一方側及び他方側に交互に寄った状態に配置されている。これにより、モータのフレームの外周面側には、フレームの周方向に沿って、蛇行しながら延びる冷却水路が構成されている。

【0003】

また、ウォータージャケットには、モータの軸線方向における一方側の端部に、ウォータージャケットの周方向に互いに隣接した状態で、冷却水入口及び冷却水出口が設けられている。さらに、ウォータージャケットには、上記の冷却水入口と冷却水出口の間に、上記フィンとほぼ同様に形成され、モータの軸線方向の全体にわたって延びかつ冷却水入口側と冷却水出口側とを仕切る仕切壁が設けられている。

【0004】

上記のように構成された冷却水路を有するモータでは、ポンプなどによって、冷却水が冷却水入口に送り出されると、その冷却水は、冷却水路に沿って、すなわち、モータのフレームの外周面上において、フレームの周方向に沿って蛇行しながら流れる。そして、冷却水は、フレームの外周面上をほぼ１周した後、冷却水出口から外部に排出される。このように、冷却水が、モータのフレームの外周面上を流れることにより、モータの回転に伴う発熱を、冷却水との熱交換によって抑制し、空冷式に比べて、モータを効率良く冷却している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実開昭６０－１５３６５３号公報（第２図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上記の冷却水路を備えたモータでは、以下のような問題がある。すなわち、特許文献１の第２図に記載されているように、モータのシャフトが鉛直に延びる姿勢となるようにモータを設置した場合、冷却水は、冷却水路に沿って上下しながら蛇行し、モータのフレームの外周面をほぼ１周するように流れる。この場合、冷却水入口から送り出される冷却水の流量が不十分であると、冷却水は、冷却水路の上端部に充填されないまま流れ、その結果、モータの上端部を冷却できなくなるおそれがある。

【0007】

もちろん、冷却水が冷却水路に充満した状態において、モータの作動開始時から新たな冷却水を冷却水入口に送り出すことにより、モータ全体を冷却することは可能である。しかし、上記のモータでは、モータが停止する際の冷却水の送り出しと排出の停止タイミングのずれや、モータの停止中における冷却水出口からの冷却水の漏出などにより、冷却水路に充満していた冷却水が減少し、その結果、冷却水路内の上部にエアが溜まってしまうことがある。このようなエアがモータの作動時に冷却水路内に存在する場合、モータを適切に冷却できなくなるおそれがある。また、上記のような不具合を回避するためには、モータの利用者がエア抜きしたり、冷却水を冷却水路に充満したりしなければならず、モータの作動開始前に煩雑な作業を要することがある。

【0008】

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、回転機の外周壁において、その壁厚部内の流路を冷却液で充満させた状態に維持することができ、それにより、回転機全体を適切に冷却することができる回転機における冷却液の流路構造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】

【0009】

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、回転機における円筒状の外周壁に設けられ、回転機を冷却するための冷却液の流路構造であって、外周壁の壁厚部内に、外周壁の軸線方向に沿って、蛇行しながら延びるように設けられ、冷却時に冷却液が流れる流路本体と、流路本体の一端部に連なるように設けられ、外部から冷却液を流路本体に導入するための冷却液導入流路部と、流路本体の他端部に連なるように設けられ、流路本体内の冷却液を外部に排出するための冷却液排出流路部と、を備え、流路本体は、冷却液導入流路部から外周壁の周方向にほぼ１周するように延びる導入側周方向流路部と、この導入側周方向流路部に連なり、導入側周方向流路部を流れた冷却液の流れる方向を反転させる導入側反転流路部と、この導入側反転流路部に連なり、外周壁の周方向にほぼ１周するように延びる中間周方向流路部と、この中間周方向流路部に連なり、中間周方向流路部を流れた冷却液を、冷却液排出流路部側に案内するよう、流れる方向を反転させる排出側反転流路部と、この排出側反転流路部に連なり、外周壁の周方向にほぼ１周するように延びるとともに、冷却液排出流路部に連なる排出側周方向流路部と、を有していることを特徴とする。

【0010】

この構成によれば、回転機における円筒状の外周壁の壁厚部内に、その外周壁の軸線方向に沿って、蛇行しながら延びる流路本体が設けられており、この流路本体の一端部及び他端部にそれぞれ、上記の冷却液導入流路部及び冷却液排出流路部が連なるように設けられている。また、流路本体は、冷却液導入流路部側から順に、上記の導入側周方向流路部、導入側反転流路部、中間周方向流路部、排出側反転流路部、及び排出側周方向流路部が連なり、その排出側周方向流路部の端部に冷却液排出流路部が設けられている。上記の導入側周方向流路部、中間周方向流路部及び排出側周方向流路部はいずれも、外周壁の周方向にほぼ１周するように延びており、導入側反転流路部及び排出側周方向流路部は、上流側から流れてきた冷却液の流れる方向を反転させ、その冷却水を下流側に流すように構成されている。

【0011】

上記のように構成された流路構造では、冷却液導入流路部に導入された冷却液は、導入側周方向流路部、導入側反転流路部、中間周方向流路部、排出側反転流路部、及び排出側周方向流路部に、順に流れ、各流路部を充満させた状態に維持しながら、冷却液排出流路部から外部に排出される。このように、本発明の流路構造によれば、冷却液が流れる流路本体を、回転機の外周壁の壁厚部内に、外周壁の軸線方向に沿って、蛇行しながら延びるように設けているので、回転機の設置姿勢に関わらず、従来に比べて比較的容易に、流路本体を冷却液で充満させた状態に維持することができ、それにより、作動時に発熱する回転機全体を適切に冷却することができる。

【0012】

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の回転機における冷却液の流路構造において、中間周方向流路部は、単一の中間周方向流路部によって、又は互いに軸線方向に並ぶように設けられかつ互いに端部同士が連通された複数の中間周方向流路部によって構成されていることを特徴とする。

【0013】

この構成によれば、中間周方向流路部が、単一又は複数の中間周方向流路部によって構成されるので、回転機の形状やサイズ、構造などに応じて、中間周方向流路部の数を適宜、設定することができる。例えば、回転機の軸線方向の長さが比較的短い場合には、中間周方向流路部を単一に設定する一方、回転機の軸線方向の長さが比較的長い場合には、中間周方向流路部を複数に設定することが可能である。

【0014】

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の回転機における冷却液の流路構造において、回転機は、外周壁の内側に設置される円筒状のステータを備え、ステータは、その軸線方向に沿って延びるとともに径方向外側に突出する凸状に形成され、互いに周方向に所定角度ごとに配置された複数の係合凸部を有しており、外周壁は、外周壁の軸線方向に沿って延びるとともに、径方向外側に突出する凸状に形成されることで径方向内側に開口する凹状に構成され、複数の係合凸部がそれぞれ係合する複数のステータ回り止め部を有することを特徴とする。

【0015】

この構成によれば、回転機の外周壁の内側に、円筒状のステータが設置されており、そのステータには、軸線方向に沿って延びかつ径方向外側に突出する凸状に形成された複数の係合凸部が、互いに周方向に所定角度ごとに設けられている。また、回転機の外周壁は、複数のステータ回り止め部を有している。これらのステータ回り止め部は、外周壁の軸線方向に沿って延びるとともに、径方向外側に突出する凸状に形成されることで径方向内側に開口する凹状に構成されている。ステータが外周壁の内側に設置された状態では、ステータの複数の係合凸部が、外周壁の複数のステータ回り止め部にそれぞれ係合する。これにより、回転機のステータを、外周壁の内側に、回転不能な状態で安定して設置することができる。

【0016】

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の回転機における冷却液の流路構造において、外周壁は、円筒状に形成され、内周面側にステータが取り付けられるとともに、外周面側に流路本体を構成するための溝部が形成された内側フレームと、円筒状に形成され、内側フレームを内側に挿入した状態で、内側フレームに重ねられることにより、溝部と内周面との間に流路本体を構成する外側フレームと、を有していることを特徴とする。

【0017】

この構成によれば、回転機の外周壁が、いずれも円筒状に形成された内側フレーム及び外側フレームを有している。内側フレームには、その内周面側にステータが取り付けられる一方、外周面側に流路本体を構成するための溝部が形成されている。この内側フレームを外側フレームの内側に挿入した状態で、外側フレームを内側フレームに重ねることにより、内側フレームの溝部と外側フレームの内周面との間に、上記流路本体を容易に構成することができる。

【0018】

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の回転機における冷却液の流路構造において、内側フレーム及び外側フレームのステータ回り止め部に対応する部位が、径方向外側に突出する凸状に形成されていることを特徴とする。

【0019】

この構成によれば、内側フレーム及び外側フレームにおいて、ステータ回り止め部に対応する部位が、径方向外側に突出する凸状に形成されることにより、流路本体の横断面のサイズを、ステータ回り止め部の周囲において大きく変化させることなく、ほぼ一定に維持することができる。それにより、冷却液がステータ回り止め部に対応する部位を流れる際に、冷却液の圧力損失が大きくなるのを抑制でき、冷却液の円滑な流れを確保することができる。

【0020】

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の回転機における冷却液の流路構造において、冷却液導入流路部及び冷却液排出流路部は、外周壁の径方向に延び、複数のステータ回り止め部のうちの所定のステータ回り止め部に対応する位置に設けられており、内側フレームは、所定のステータ回り止め部に対応する外周面に、径方向外側に凸に湾曲するように形成され、冷却液導入流路部を介して流入した冷却液を流路本体に案内する案内面を有していることを特徴とする。

【0021】

この構成によれば、冷却液導入流路部及び冷却液排出流路部が、いずれも外周壁の径方向に延び、所定のステータ回り止め部に対応する位置に設けられている。また、内側フレームは、冷却液導入流路部を介して流入した冷却液を、流路本体に案内する案内面を有している。この案内面は、上記所定のステータ回り止め部に対応する外周面に設けられ、径方向外側に凸に湾曲するように形成されている。これにより、冷却液導入流路部に導入された冷却液は、案内面によって、流路本体側に円滑に案内され、その結果、冷却液導入流路部に導入された冷却液の流速をほぼ維持しながら、流路本体に冷却液を送り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態による冷却液の流路構造を適用したモータを、横置きした状態で示す斜視図であり、（ａ）は全体を示し、（ｂ）はフロントブラケットが取り外された状態を示す。

【図2】図１（ａ）に示すモータを、縦置きした状態で示す斜視図であり、（ａ）は全体を示し、（ｂ）はエンドブラケットが取り外された状態を示す。

【図3】（ａ）は図１（ａ）に示すモータからフロントブラケット、エンドブラケット及び端子が取り外された状態のモータを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すモータを分解して示す斜視図である。

【図4】フレームの構造を説明するための図であり、（ａ）は横置きされたフレームの全体を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すフレームを、内側フレームと外側フレームに分解して示す斜視図である。

【図5】フレームの構造を説明するための図であり、（ａ）は縦置きされたフレームの全体を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すフレームのＡ－Ａ線に沿う断面図である。

【図6】（ａ）は図３（ａ）に示すモータを縦置きした状態の側面図であり、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）はそれぞれ、（ａ）に示すモータのＢ－Ｂ線、Ｃ－Ｃ線、Ｄ－Ｄ線及びＥ－Ｅ線に沿う断面図である。

【図7】（ａ）は縦置きしたモータのフレームにおける冷却水の流路を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す冷却水の流路を、フレームの周方向に展開した状態で示す図である。

【図8】（ａ）及び（ｂ）は、図７（ａ）及び（ｂ）の流路にそれぞれ対応し、冷却水の流れを説明するための図である。

【図9】流路本体の変形例を示す図であり、中間周方向流路部が３つに設定された状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による冷却液の流路構造を適用したモータ１（回転機）を、横置きした状態で示しており、（ａ）は全体を示し、（ｂ）はフロントブラケット６が取り外された状態を示している。また、図２は、図１（ａ）に示すモータ１を、縦置きした状態で示しており、（ａ）は全体を示し、（ｂ）はエンドブラケット７が取り外された状態を示している。なお、上記の「横置き」とは、モータ１のシャフト２が水平に延びる姿勢となるように、モータ１を設置する状態を意味し、上記の「縦置き」とは、モータ１のシャフト２が鉛直に延びる姿勢となるように、モータ１を設置する状態を意味する。

【0024】

図１及び図２に示すモータ１は、例えば重機の旋回用のモータなどに使用されるものであり、その場合には一般に、図２（ａ）に示すように、縦置きした状態で設置される。

【0025】

図３（ａ）は、図１（ａ）に示すモータ１からフロントブラケット６、エンドブラケット７及び端子９が取り外された状態のモータ１を示し、図３（ｂ）は、（ａ）に示すモータ１を分解して示している。図１～図３に示すように、このモータ１は、所定長さを有するシャフト２と、このシャフト２が貫通しかつこのシャフト２に固定されたロータ３と、ロータ３の外周を囲むように設けられたステータ４と、上記のロータ３及びステータ４を覆う円筒状に形成され、壁厚部に冷却水（冷却液）の流路１０を有するフレーム５（外周壁）と、このフレーム５の軸線方向の前後にそれぞれ取り付けられたフロントブラケット６及びエンドブラケット７と、フレーム５の外周面の後端部に設けられ、ステータ４に電力を供給するための端子９とを備えている。

【0026】

図１（ａ）に示すように、シャフト２は、その一端部がフロントブラケット６の中央孔６ａを貫通し、先端部にピニオン２ａが設けられている。また、上記のフロントブラケット６には、その周縁部に径方向に突出するフランジ部６ｂが設けられ、そのフランジ部６ｂに、モータ１を取り付けるための複数（図１（ａ）では１２個）の取付孔６ｃが設けられている。さらに、フロントブラケット６には、複数（図１（ａ）では６個）の連結孔６ｄが設けられ、各連結孔６ｄに挿入された連結ボルト６ｅを介して、フロントブラケット６がフレーム５の前面に連結されている。

【0027】

図２（ａ）に示すように、エンドブラケット７は、フレーム５の後面全体を覆う所定形状に形成されており、複数（図２（ａ）では７個）の連結ボルト７ａを介して、フレーム５の後面に連結されている。なお、前述したフロントブラケット６及び上記のエンドブラケット７の内側にはそれぞれ、ベアリングが固定されており、それらのベアリングによって、シャフト２が回転自在に支持されている。

【0028】

図３（ｂ）に示すように、ロータ３は、肉厚円筒状に形成され、中心部を貫通するシャフト２に固定されたロータコア３ａと、その内部に埋設された複数の永久磁石（図示せず）とを備えている。

【0029】

ステータ４は、円筒状のステータコア４ａと、これに巻き付けられた三相のステータコイル４ｂとを備えている。また、ステータコア４ａの外周面には、互いに周方向に等角度に配置された３つの係合凸部８が設けられている。各係合凸部８は、ステータコア４ａの軸線方向に沿って、その長さ方向の全体にわたって延びるとともに、ステータコア４ａの径方向外側に円弧状に突出するように形成されている。また、各係合凸部８には、軸線方向に沿って延び、固定ボルトが挿通されるボルト孔８ａが形成されている。

【0030】

図４（ａ）及び図５（ａ）はそれぞれ、横置き及び縦置きされたフレーム５を示している。また、図４（ｂ）は、同図（ａ）に示すフレーム５を分解して示しており、図５（ｂ）は、同図（ａ）に示すフレーム５のＡ－Ａ線に沿う断面図である。

【0031】

図４及び図５に示すように、フレーム５は、円筒状に形成され、上記ステータ４が内周面側に取り付けられる内側フレーム１１と、円筒状に形成され、内側フレーム１１を内側に挿入した状態で、この内側フレーム１１に重ねられることにより、冷却水が流れる流路１０の流路本体３１が構成される外側フレーム１２とを有している。

【0032】

図４（ｂ）に示すように、内側フレーム１１は、その外周面に、流路１０を構成するための所定形状の溝部１３ａを有するフレーム本体部１３と、このフレーム本体部１３の後端に連なり、フレーム本体部１３よりも外径が大きく形成された拡径部１４とを有している。上記の溝部１３ａは、内側フレーム１１の径方向外側に開放し、内側フレーム１１の軸線方向に沿って、蛇行しながら延びるように形成されている。

【0033】

また、フレーム本体部１３には、互いに周方向に等角度に配置され、内側に設置されるステータ４の３つの係合凸部８がそれぞれ係合する３つのステータ回り止め部１５が設けられている。各ステータ回り止め部１５は、フレーム本体部１３の軸線方向に沿って、フレーム本体部１３の前端部の所定位置から後端まで延びるとともに、径方向外側に突出する凸状に形成されることで径方向内側に開口する凹状に構成されている。

【0034】

拡径部１４には、その外周面の所定位置に、外部からステータ４における３相のステータコイル４ｂに電力を供給するための端子９を設置するための端子設置部１４ａが設けられている。

【0035】

一方、外側フレーム１２は、図４に示すように、互いに周方向に等角度に配置され、内側フレーム１１の３つのステータ回り止め部１５にそれぞれ対応する３つの回り止め対応部２１が設けられている。各回り止め対応部２１は、外側フレーム１２の軸線方向に沿って、外側フレーム１２の長さ方向のほぼ全体にわたって延び、径方向外側に突出する凸状に形成されることで径方向内側に開口する凹状に構成されている。

【0036】

また、外側フレーム１２には、所定の同一の回り止め対応部２１に、冷却水を流路本体３１に導入するための冷却水導入部２２、及び流路本体３１内の冷却水を外部に排出するための冷却水排出部２３が設けられている。これらの冷却水導入部２２及び冷却水排出部２３は、外側フレーム１２の径方向に所定長さ延びる円筒状に形成されており、それらの内部の導入流路部２２ａ（冷却液導入流路部）及び排出流路部２３ａ（冷却液排出流路部）がそれぞれ、流路本体３１の両端部に連通している。

【0037】

図５（ｂ）に示すように、外側フレーム１２が内側フレーム１１に重ねられた状態のフレーム５では、内側フレーム１１の溝部１３ａと、外側フレーム１２の内周面とによって、フレーム５の壁厚部内に、流路本体３１が構成されている。なお、同図（ｂ）に示すように、このフレーム５では、流路本体３１の上方及び下方にそれぞれ設置された上側Ｏリング２５及び下側Ｏリング２６により、流路本体３１が水密に保持されている。

【0038】

図６（ａ）は、図３（ａ）に示すモータ１を縦置きした状態の側面図を示しており、図６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）はそれぞれ、図６（ａ）に示すモータ１のＢ－Ｂ線、Ｃ－Ｃ線、Ｄ－Ｄ線及びＥ－Ｅ線に沿う断面図を示している。また、図７（ａ）は、縦置きしたモータ１のフレーム５における流路１０を、立体的に示しており、図７（ｂ）は、流路１０を、フレーム５の周方向に展開した状態で示している。

【0039】

図６及び図７に示すように、流路１０は、フレーム５の軸線方向（図６（ａ）及び図７の上下方向）に沿って、蛇行しながら延びる流路本体３１と、この流路本体３１の下側の端部に連なり、冷却水導入部２２内の導入流路部２２ａと、流路本体３１の上側の端部に連なり、冷却水排出部２３内の排出流路部２３ａとを備えている。

【0040】

具体的には、流路本体３１は、導入流路部２２ａからフレーム５の周方向にほぼ１周するように延びる導入側周方向流路部３２と、これに連なり、導入側周方向流路部３２を流れた冷却水の流れる方向を反転させる導入側反転流路部３３と、これに連なり、フレーム５の周方向にほぼ１周するように延びる中間周方向流路部３４と、これに連なり、中間周方向流路部３４を流れた冷却水の流れる方向を反転させ、排出流路部２３ａ側に案内する排出側反転流路部３５と、これに連なり、フレーム５の周方向にほぼ１周するように延びるとともに、排出流路部２３ａに連なる排出側周方向流路部３６とを有している。

【0041】

図５（ｂ）に示すように、流路本体３１の導入側周方向流路部３２、中間周方向流路部３４、及び排出側周方向流路部３６は、横断面が縦長矩形状に形成され、所定寸法の流路幅（図５（ｂ）及び図７（ｂ）の上下方向の幅）及び流路深さ（図５（ｂ）の左右方向の幅）を有している。

【0042】

また、図６及び図７に示すように、上記の導入側周方向流路部３２、中間周方向流路部３４、及び排出側周方向流路部３６には、内側フレーム１１の所定の２つのステータ回り止め部１５、１５に対応して、径方向外側に突出する凸状流路部が２つずつ形成されている。具体的には、上流側である導入流路部２２ａ側から順に、導入側周方向流路部３２には、２つの凸状流路部３２ａ、３２ｂが設けられ、中間周方向流路部３４には、２つの凸状流路部３４ａ、３４ｂが設けられ、さらに、排出側周方向流路部３６には、２つの凸状流路部３６ａ、３６ｂが設けられている。

【0043】

一方、流路本体３１の導入側反転流路部３３及び排出側反転流路部３５は、上述したように、上流側から流れてきた冷却水の流れる方向を反転させ、下流側に流すように構成されている。また、これらの導入側反転流路部３３及び排出側反転流路部３５では、それらの横断面積が、導入側、中間及び排出側の周方向流路部３２、３４及び３６の横断面積に比べて大きく設定されている。これにより、冷却水が導入側反転流路部３３及び排出側反転流路部３５を通過する際の圧力損失の上昇を抑制することができる。

【0044】

図８（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、上述した図７（ａ）及び（ｂ）の流路１０に対応し、冷却水の流れを示している。図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、冷却水が導入流路部２２ａに導入されると、その冷却水は、矢印で示すように流路本体３１に沿って、すなわち、導入側周方向流路部３２、導入側反転流路部３３、中間周方向流路部３４、排出側反転流路部３５、及び排出側周方向流路部３６に順に流れ、排出流路部２３ａから外部に排出される。なお、図示しないが、排出流路部２３ａから外部に排出された冷却水は、所定の冷却装置によって冷却され、その後、導入流路部２２ａに再度、導入するように循環される。

【0045】

以上詳述したように、本実施形態の流路構造を適用したモータ１によれば、冷却水が流れる流路本体３１を、モータ１のフレーム５の壁厚部内に、フレーム５の軸線方向に沿って、蛇行しながら延びるように設けているので、モータ１の設置姿勢に関わらず、従来に比べて比較的容易に、流路本体３１を冷却水で充満させた状態に維持することができ、それにより、作動時に発熱するモータ１全体を適切に冷却することができる。

【0046】

また、モータ１では、そのステータ４が、３つの係合凸部８を介して、内側フレーム１１の３つのステータ回り止め部１５にそれぞれ係合するので、モータ１のステータ４を、フレーム５の内側に、回転不能な状態で安定して設置することができる。さらに、モータ１のフレーム５では、溝部１３ａを有する内側フレーム１１を外側フレーム１２の内側に挿入した状態で、外側フレーム１２を内側フレーム１１に重ねることにより、内側フレーム１１の溝部１３ａと外側フレーム１２の内周面との間に、流路本体３１を容易に構成することができる。

【0047】

また、モータ１では、内側フレーム１１のステータ回り止め部１５と、外側フレーム１２の回り止め対応部２１との間に、径方向外側に突出する凸状流路部３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａ及び３６ｂを形成することにより、流路本体３１の横断面のサイズを、ステータ回り止め部１５の周囲において大きく変化させることなく、ほぼ一定に維持することができる。それにより、冷却水が凸状流路部３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａ及び３６ｂを流れる際に、冷却水の圧力損失が大きくなるのを抑制でき、冷却水の円滑な流れを確保することができる。

【0048】

さらに、内側フレーム１１は、導入流路部２２ａを介して流入した冷却水を、流路本体３１に案内する案内面１３ｂを有している。この案内面１３ｂは、内側フレーム１１において、冷却水導入部２２に対応するステータ回り止め部１５の外周面に設けられ、径方向外側に凸に湾曲するように形成されている。これにより、導入流路部２２ａに導入された冷却水は、案内面１３ｂによって、流路本体３１の導入側周方向流路部３２に円滑に案内され、その結果、導入流路部２２ａに導入された冷却水の流速をほぼ維持しながら、流路本体３１に冷却水を送り出すことができる。

【0049】

なお、本発明は、説明した上記実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、流路本体３１において、導入側周方向流路部３２と排出側周方向流路部３６との間に、単一の中間周方向流路部３４を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の中間周方向流路部３４を設けるようにしてもよい。

【0050】

図９は、流路本体３１の変形例を示している。この流路本体３１Ａは、単一の中間周方向流路部３４を備えた流路本体３１に対し、３つの中間周方向流路部３４を備えており、これらの中間周方向流路部３４の端部同士が、反転流路部３４ｃを介して互いに連通している。このように、モータ１の形状やサイズ、構造などに応じて、中間周方向流路部３４の数を適宜、設定することができる。例えば、モータ１の軸線方向の長さが比較的短い場合には、中間周方向流路部３４を単一に設定する一方、モータ１の軸線方向の長さが比較的長い場合には、中間周方向流路部３４を複数に設定することが可能である。

【0051】

また、実施形態では、回転機としてのモータ１における冷却水の流路構造について説明したが、本発明は、運転によって発熱する各種の回転機（例えば発電機など）に適用することも可能である。

【0052】

また、実施形態で示した流路構造を適用したモータ１、フレーム５及び流路１０の細部の構成などは、あくまで例示であり、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更することができる。

【符号の説明】

【0053】

１ モータ（回転機）
２ シャフト
３ ロータ
４ ステータ
５ フレーム（外周壁）
６ フロントブラケット
７ エンドブラケット
８ 係合凸部
１０ 流路
１１ 内側フレーム
１２ 外側フレーム
１３ フレーム本体部
１３ａ 溝部
１３ｂ 案内面
１５ ステータ回り止め部
２１ 外側フレームの回り止め対応部
２２ 冷却水導入部
２２ａ 導入流路部（冷却液導入流路部）
２３ 冷却水排出部
２３ａ 排出流路部（冷却液排出流路部）
３１ 流路本体
３２ 導入側周方向流路部
３３ 導入側反転流路部
３４ 中間周方向流路部
３５ 排出側反転流路部
３６ 排出側周方向流路部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】