特許ウォッチ

公開番号2025104204
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2024087077
出願日2024-05-29
発明の名称回転機の冷却構造
出願人株式会社明電舎
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02K 9/19 20060101AFI20250702BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】作動時の回転機の冷却を確保しながら、回転機自体のコンパクト化及び軽量化を図ることができる回転機の冷却構造を提供する。
【解決手段】所定の軸線Vを中心にかつ軸線Vに沿って延びるシャフト3を有するモータ1を、その作動時に冷却するモータの冷却構造であって、モータ1のハウジング8内において、軸線V上に配置され、シャフト3と一体に回転することによって動作することにより、モータ1を冷却するための冷媒を循環させる冷却ポンプ7を備えており、冷却ポンプ7は、軸線Vを中心として回転可能に構成され、シャフト3と一体に回転する駆動ギヤ21と、この駆動ギヤ21に噛み合い、駆動ギヤ21の回転に伴って回転する従動ギヤ22と、を有している。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
所定の軸線を中心にかつ当該軸線に沿って延びる回転軸を有する回転機を、その作動時に冷却する回転機の冷却構造であって、
前記回転機のハウジング内において、前記軸線上に配置され、前記回転軸と一体に回転することによって動作することにより、前記回転機を冷却するための冷媒を循環させる冷却ポンプを備えており、
前記冷却ポンプは、
前記軸線を中心として回転可能に構成され、前記回転軸と一体に回転する駆動ギヤと、
この駆動ギヤに噛み合い、当該駆動ギヤの回転に伴って回転する従動ギヤと、
を有していることを特徴とする回転機の冷却構造。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記回転機は、
前記回転軸が貫通した状態で、当該回転軸と一体に回転可能なロータと、
このロータに対し前記軸線方向に所定間隔を隔てて配置されたステータと、
をさらに有しており、
前記ハウジングから外部に露出するように設けられ、前記冷却ポンプと前記ステータとの間で冷媒を循環させる際に当該冷媒が流れる冷媒管を、さらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の回転機の冷却構造。
【請求項３】
前記冷却ポンプは、内接歯車ポンプであり、
前記駆動ギヤは、外周面に沿って複数の歯を有するインナーロータで構成され、
前記従動ギヤは、前記インナーロータを囲むリング状に形成され、内周面に沿って前記インナーロータよりも歯数が多い複数の歯を有するアウターロータで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の回転機の冷却構造。
【請求項４】
前記ハウジングは、その内部に、前記アウターロータを、前記軸線に対して平行でかつ径方向にずれた偏心軸線を中心として回転自在に保持するアウターロータ保持部を有しており、
前記アウターロータ保持部には、前記冷媒を吸入する吸入口及び前記冷媒を吐出する吐出口が、前記軸線方向の前記回転軸と反対側に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の回転機の冷却構造。
【請求項５】
前記回転軸は、前記冷却ポンプから吐出された冷媒を、当該回転軸内を通って前記ステータに案内する冷媒案内流路を有していることを特徴とする請求項３に記載の回転機の冷却構造。
【請求項６】
前記冷媒案内流路は、
前記軸線に沿って所定長さ延び、一端部が前記冷却ポンプ側に開口する第１案内流路と、
この第１案内流路の他端部と前記ステータとを連通し、前記軸線の径方向に沿って延びる第２案内流路と、
を有していることを特徴とする請求項５に記載の回転機の冷却構造。
【請求項７】
前記ハウジングは、その内部に、前記アウターロータを、前記軸線に対して平行でかつ径方向にずれた偏心軸線を中心として回転自在に保持するアウターロータ保持部を有しており、
前記アウターロータ保持部には、前記冷媒を吸入する吸入口が前記軸線方向の前記回転軸と反対側に設けられ、前記冷媒を吐出する吐出口が前記軸線方向の前記回転軸側に設けられ、当該吐出口が前記第１案内流路の前記一端部に連なっていることを特徴とする請求項６に記載の回転機の冷却構造。
【請求項８】
前記回転軸は、その内部に、前記軸線に沿って所定長さ延びかつ所定の径を有するとともに、前記ハウジングの内方に開口する穴部を有し、
前記穴部には、前記軸線を中心として前記回転軸に対して相対的に回転可能な相対回転部材が設けられており、
前記冷却ポンプは、内接歯車ポンプであり、
前記駆動ギヤは、前記回転軸の前記穴部における前記開口の内周面に沿って複数の歯を有するアウターロータ部で構成され、
前記従動ギヤは、前記相対回転部材に回転自在に支持され、外周面に沿って前記アウターロータ部よりも歯数が少ない複数の歯を有するインナーロータで構成されており、
前記相対回転部材には、前記軸線に沿って延びるように貫通し、前記インナーロータ側から、前記穴部の奥壁と前記相対回転部材と間に設けられかつ冷媒を一時的に貯留する冷媒一時貯留部に、冷媒を案内する第３案内流路が設けられ、
前記回転軸には、前記冷媒一時貯留部と前記ステータとを連通し、前記軸線の径方向に沿って延びる第４案内流路が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の回転機の冷却構造。
【請求項９】
前記相対回転部材は、
前記第３案内流路を有し、前記軸線に沿って延びる円柱状に形成された本体部と、
この本体部から前記穴部の前記開口側に突出し、前記軸線から径方向にずれた偏心軸線を中心として、前記インナーロータを回転自在に支持する支持部と、
を有していることを特徴とする請求項８に記載の回転機の冷却構造。
【請求項１０】
前記インナーロータには、その中心部に前記支持部が遊挿した状態で貫通しており、
前記インナーロータにおける前記支持部の長さ方向の一方側及び／又は他方側には、当該インナーロータを、前記支持部の長さ方向に支持しながら回転可能に保持する軸受が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の回転機の冷却構造。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機の冷却構造に関し、例えばドローンの回転翼を駆動するモータなどの回転機に適用され、その作動時に回転機を冷却する回転機の冷却構造に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、この種の回転機の冷却構造として、例えば特許文献１及び２に記載されたものが知られている。特許文献１の回転機は、アキシャルギャップ型回転電機であり、回転軸が貫通した状態でこれに取り付けられたロータと、このロータに対し、回転軸の軸方向に隙間を隔てて配置されたステータと、ロータ及びステータを収容するケースなどを備えている。ケースには、その内外を連通し、冷却液を導入するための導入用ポート、及び導出するための導出用ポートが設けられている。これにより、導入用ポートを介して導入された冷却液により、ケース内のステータが冷却され、ステータと熱交換した冷却液が、導出用ポートを介して、外部に導出されるようになっている。
【０００３】
一方、特許文献２の回転機は、ラジアル型のモータから成る駆動装置であり、モータシャフトが貫通した状態でこれに取り付けられたロータと、このロータに対し、径方向に隙間を隔てて配置されたステータと、ロータ及びステータを収容するハウジングと、このハウジング内に設けられ、冷却用のオイルをハウジング内で循環させるためのポンプ部と、モータシャフトの回転をポンプ部に伝達する伝達部材などを備えている。ポンプ部は、モータシャフトと平行に配置されたポンプシャフトと、このポンプシャフトの下端部に固定され、外周側に複数の歯を有する外歯歯車と、リング状に形成され、内周側に複数の歯を有しかつ外歯歯車に噛み合う内歯歯車とを備えており、これらによって、トロコイドポンプが構成されている。また、伝達部材は、互いに噛み合う２つのギヤを有しており、モータシャフトの回転が、両ギヤを介して、ポンプシャフトに伝達されることにより、ポンプ部が作動するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－９９１８１号公報
特許第６９４７１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の回転機では、ケースに設けられた導入用ポート及び導出用ポートを介して、回転機の外部に配置されるポンプにより、冷却液を回転機の内外で循環させている。そのため、ポンプを駆動するための駆動源が必要であり、加えて、ポンプを含む回転機の冷却構造が大型化してしまう。
【０００６】
一方、特許文献２の回転機では、回転機自体のモータシャフトの回転によって、ポンプ部を駆動するため、特許文献１の回転機と異なり、ポンプ部の専用の駆動源は不要である。しかし、特許文献２の回転機では、ポンプ部のポンプシャフトが、モータシャフトに対し、その径方向に距離を隔てて配置されるために、ギヤから成る伝達部材が必須であり、その分、回転機自体が大型化し、重量も重くなってしまう。
【０００７】
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、作動時の回転機の冷却を確保しながら、回転機自体のコンパクト化及び軽量化を図ることができる回転機の冷却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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、所定の軸線を中心にかつ軸線に沿って延びる回転軸を有する回転機を、その作動時に冷却する回転機の冷却構造であって、回転機のハウジング内において、軸線上に配置され、回転軸と一体に回転することによって動作することにより、回転機を冷却するための冷媒を循環させる冷却ポンプを備えており、冷却ポンプは、軸線を中心として回転可能に構成され、回転軸と一体に回転する駆動ギヤと、この駆動ギヤに噛み合い、駆動ギヤの回転に伴って回転する従動ギヤと、を有していることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、回転機のハウジング内には、上記軸線上に、回転軸と一体に回転することによって動作する冷却ポンプが配置されている。これにより、回転機の外部に冷却液を循環させるポンプを備える従来の冷却構造に比べて、冷却ポンプを含む回転機の冷却構造をコンパクトに構成することができる。また、上記の冷却ポンプは、駆動ギヤ及びこれに噛み合う従動ギヤを有しており、駆動ギヤが、上記軸線を中心として回転可能に構成され、回転軸と一体に回転する。したがって、本発明の回転機の冷却構造では、ポンプシャフトがモータシャフトに対して径方向に距離を隔てて配置される従来の冷却構造と異なり、ギヤなどの伝達部材が不要であり、その分、回転機自体のコンパクト化及び軽量化を図ることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の回転機の冷却構造において、回転機は、回転軸が貫通した状態で、回転軸と一体に回転可能なロータと、このロータに対し軸線方向に所定間隔を隔てて配置されたステータと、をさらに有しており、ハウジングから外部に露出するように設けられ、冷却ポンプとステータとの間で冷媒を循環させる際に冷媒が流れる冷媒管を、さらに備えていることを特徴とする
（【００１１】以降は省略されています）

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