JP2013188030A

JP2013188030A - 液冷式回転電機

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Publication number: JP2013188030A
Application number: JP2012052104A
Authority: JP
Inventors: Masao Morita; 正夫守田; Hideaki Arita; 秀哲有田; Moriyuki Kaseyama; 盛幸枦山; Yoshihiro Miyama; 義浩深山; Takeshi Mori; 剛森
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2012-03-08
Publication date: 2013-09-19
Anticipated expiration: 2032-03-08
Also published as: JP5649600B2

Abstract

【課題】この発明は、接続される両流路の中心位置のずれが生じても、確実にシール性を確保できる液冷式回転電機を得る。
【解決手段】アダプタ３１がフランジ部３４を第１嵌合凹部４０と第２嵌合凹部４１により構成される空間内に遊嵌状態に装着され、第１嵌合部３２に外嵌状態に装着された第１Ｏリング３７の軸方向の両面が第１嵌合凹部４０の底面とフランジ部３４の軸方向一端面に接し、かつ径方向の両面が第１嵌合凹部４０の内周面と第１嵌合部３２の外周面に接し、第２嵌合部３３に外嵌状態に装着された第２Ｏリング３８の軸方向の両面が第２嵌合凹部４１の底面とフランジ部３４の軸方向他端面に接し、かつ径方向の両面が第２嵌合凹部４１の内周面と第２嵌合部３３の外周面に接している。
【選択図】図４

Description

この発明は、冷却流路がフレームとブラケットの両方に内蔵された液冷式回転電機に関し、特に両冷却流路の接続構造に関するものである。

従来の液冷式回転電機では、冷却液の通路を有し電気自動車の駆動力を発生させるモータ本体と、モータ本体に装着され、冷却液が内部に流通し、流通後の冷却液をモータ本体内の通路に送出するヒートシンクと、ヒートシンクを介してモータ本体に取り付けられたコントローラと、を備えていた（例えば、特許文献１参照）。

従来の液冷式回転電機には、ヒートシンク内の冷却液の通路とモータ本体内の冷却液の通路との接続構造について、具体的に示されていないが、流路の接続には、ジョイントを用いるのが一般的である。

従来のジョイントは、直線流路が軸中心を貫通し、外周両端部がＯリングを備える嵌合部として形成され、両嵌合部を相対する両流路のそれぞれに挿入して、両流路を接続していた（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−２０１４６２号公報特開平１１−２５２８６３号公報

従来のジョイントは、Ｏリングが装着されている嵌合部を流路に圧入し、Ｏリングを径方向に圧縮させてシール性を確保していた。そこで、嵌合部が挿入される２つの流路の中心位置がずれると、嵌合部の軸中心が流路中心に対して傾斜し、Ｏリングの径方向の圧縮が周方向に関して均一でなくなり、シール性を低下させることにつながる。つまり、従来のジョイントを用いる場合には、接続される２つの流路の中心位置を高精度に一致させることが求められる。

しかしながら、従来の液冷式回転電機においては、モータ本体のフレームおよびヒートシンクの工作誤差や組み立て誤差により、両流路の中心位置の位置ずれが発生し易い。そこで、従来の液冷式回転電機の流路の接続に従来のジョイントを用いた場合には、シール性が確保できなくなるおそれがあった。

この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ジョイント形状を工夫し、接続される両流路の中心位置のずれが生じても、確実にシール性を確保できる液冷式回転電機を得ることを目的とする。

この発明による液冷式回転電機は、第１冷却流路が内蔵された筒状のフレーム、該フレームの軸方向一端に配置される第１エンドフレーム、および該フレームの軸方向他端に配置され、第２冷却流路が内蔵された第２エンドフレームを有するハウジングと、上記フレームに内嵌状態に収納、保持される円環状のステータコアおよび該ステータコアに巻装されたステータコイルを有するステータと、上記第１および第２エンドフレームに軸支されて上記ステータの内周側に回転可能に配設されるロータと、を備えている。上記フレームと上記第２エンドフレームとが、上記第１冷却流路の第１接続流路の開口端を拡大して上記フレームの軸方向他端面に凹設された第１嵌合凹部と上記第２冷却流路の第２接続流路の開口端を拡大して上記第２エンドフレームの軸方向一端面に凹設された第２嵌合凹部とを相対させて、端面同士を当接させて固定されており、上記第１冷却流路と上記第２冷却流路とが、相対する上記第１嵌合凹部と上記第２嵌合凹部に装着されたジョイントにより接続されている。上記ジョイントは、上記第１嵌合凹部および上記第２嵌合凹部の内形より小さく、上記第１接続流路および上記第２接続流路の内形より大きな外形形状を有する環状のフランジ部、該フランジ部の内周端から軸方向一側に延設された筒状の第１嵌合部、および該フランジ部の内周端から軸方向他側に延設された筒状の第２嵌合部を有し、該フランジ部を該第１嵌合凹部と該第２嵌合凹部により構成される空間内に位置させて装着されるアダプタと、上記第１嵌合部に外嵌状態に装着され、上記フレームと上記第２エンドフレームの端面同士を当接させる力により弾性変形し、軸方向の両面が上記第１嵌合凹部の底面と上記フランジ部の軸方向一端面に接し、かつ径方向の両面が該第１嵌合凹部の内周面と該第１嵌合部の外周面に接する環状の第１シール部材と、上記第２嵌合部に外嵌状態に装着され、上記フレームと上記第２エンドフレームの端面同士を当接させる力により弾性変形し、軸方向の両面が上記第２嵌合凹部の底面と上記フランジ部の軸方向他端面に接し、かつ径方向の両面が該第２嵌合凹部の内周面と該第２嵌合部の外周面に接する環状の第２シール部材と、を備えている。

この発明によれば、アダプタが第１嵌合凹部と第２嵌合凹部とにより構成される空間内に遊嵌状態に装着され、第１および第２シール部材を介してフレームと第２エンドフレームに弾性保持されている。そこで、第１嵌合凹部と第２嵌合凹部の穴中心位置がずれても、アダプタが第１シール部材の圧縮状態と第２シール部材の圧縮状態との不均衡状態を緩和するように変位する。これにより、第１シール部材と第１嵌合凹部およびアダプタとの接触状態が確保され、第２シール部材と第２嵌合凹部およびアダプタとの接触状態が確保され、良好なシール性が得られる。

この発明の実施の形態１に係る液冷式回転電機を示す断面図である。この発明の実施の形態１に係る液冷式回転電機における冷却流路の接続状態を説明する分解斜視図である。この発明の実施の形態１に係る液冷式回転電機におけるジョイントの構成を説明する一部破断側面図である。この発明の実施の形態１に係る液冷式回転電機における流路中心位置が一致する冷却流路接続部周りを示す要部断面図である。この発明の実施の形態１に係る液冷式回転電機における流路中心位置がずれた冷却流路接続部周りを示す要部断面図である。この発明の実施の形態２に係る液冷式回転電機における冷却流路接続部周りを示す要部断面図である。この発明の実施の形態３に係る液冷式回転電機における冷却流路接続部周りを示す要部断面図である。この発明の実施の形態４に係る液冷式回転電機における冷却流路接続部周りを示す要部断面図である。この発明の実施の形態５に係る液冷式回転電機における冷却流路接続部周りを示す要部断面図である。この発明の実施の形態６に係る液冷式回転電機における冷却流路接続部周りを示す要部斜視図である。この発明の実施の形態７に係る液冷式回転電機におけるアダプタを示す断面図である。この発明の実施の形態８に係る液冷式回転電機におけるアダプタを示す断面図である。

以下、本発明による液冷式回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る液冷式回転電機を示す断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る液冷式回転電機における冷却流路の接続状態を説明する分解斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る液冷式回転電機におけるジョイントの構成を説明する一部破断側面図、図４はこの発明の実施の形態１に係る液冷式回転電機における流路中心位置が一致する冷却流路接続部周りを示す要部断面図、図５はこの発明の実施の形態１に係る液冷式回転電機における流路中心位置がずれた冷却流路接続部周りを示す要部断面図である。

図１および図２において、液冷式回転電機１００は、モータ１と、外部から供給された直流電力を交流電力に変換してモータ１に供給するインバータ装置２０と、を有し、インバータ装置２０がモータ１の反負荷側に一体に組み込まれて構成されている。

モータ１は、円筒状のモータフレーム３、モータフレーム３の負荷側に配設された第１エンドフレームとしての負荷側エンドフレーム４、およびモータフレーム３の反負荷側に配設された第２エンドフレームとしての反負荷側エンドフレーム５からなるハウジング２と、ハウジング２内に回転可能に配設されたロータ１０と、ロータ１０を囲繞するようにモータフレーム３に取り付けられたステータ１５と、を備えている。

負荷側エンドフレーム４は、円盤状に作製され、負荷側軸受６が軸心位置に装着され、モータフレーム３の負荷側端面に締着固定されている。反負荷側エンドフレーム５は、円盤状に作製され、反負荷側軸受７が軸心位置に装着されている。そして、負荷側エンドフレーム４がモータフレーム３の負荷側端面に締着固定され、反負荷側エンドフレーム５がモータフレーム３の反負荷側端面に締着固定されて、ハウジング２が構成される。第１冷却流路２５がモータフレーム３に内蔵され、第２冷却流路２６が反負荷側エンドフレーム５に内蔵されている。そして、第１冷却流路２５の一端と第２冷却流路２６の一端がジョイント３０を介して接続されている。なお、第１給排水ポート２７が第１冷却流路２５の他端に接続するようにモータフレーム３に配設され、第２給排水ポート２８が第２冷却流路２６の他端に接続するように反負荷側エンドフレーム５に配設されている。

なお、モータフレーム３、負荷側エンドフレーム４、および反負荷側エンドフレーム５は、例えば、アルミニウムを用いてダイカストにより製造されるが、材料は良熱伝導金属であればアルミニウムに限定されず、製造方法もダイカストに限定されない。
また、モータフレーム３と負荷側エンドフレーム４は別部品で構成されているが、一体物として構成してもよい。

ロータ１０は、電磁鋼板などの磁性薄板を積層して構成された円筒状のロータコア１１と、それぞれ、ロータコア１１の外周側を軸方向に貫通するように装着されて、周方向に等角ピッチで配設された複数の永久磁石１２と、ロータコア１１の軸心位置を貫通するように挿入されてロータコア１１に固着されたシャフト１３と、を備えている。なお、永久磁石１２は、径方向外側の極性がＮ極とＳ極とに周方向に交互になるように配設されている。

ロータ１０は、シャフト１３の軸方向他端側を負荷側軸受６を介して負荷側エンドフレーム４に支持され、シャフト１３の軸方向一端側を反負荷側軸受７を介して反負荷側エンドフレーム５に支持されて、ハウジング２内に回転可能に配設されている。

ステータ１５は、電磁鋼板などの磁性薄板を積層して構成され、円環状のコアバック１７、およびそれぞれコアバック１７の内周面から径方向内方に延在して、周方向に等角ピッチで配列された複数本のティース１８を有するステータコア１６と、絶縁被覆された導体線をティース１８に巻回して作製されたステータコイル１９と、を備えている。

ステータ１５は、ステータコア１６をモータフレーム３に内嵌状態に挿入され、焼きばめなどにより固着され、ロータコア１１の外周側にシャフト１３と同軸にモータフレーム３に保持されている。

インバータ装置２０は、反負荷側エンドフレーム５の反負荷側の面に周方向に配設されたパワーモジュール２１と、パワーモジュール２１を駆動する回路が搭載された回路基板（図示せず）と、パワーモジュール２１および回路基板を覆うように反負荷側エンドフレーム５に装着され、パワーモジュール２１および回路基板を保護する保護カバー２３と、を備えている。

このように構成された液冷式回転電機１００では、外部電源から供給された直流電力がインバータ装置２０により交流電力に変換され、ステータコイル１９に供給される。これにより、ステータ１５に回転磁界が発生される。このステータ１５の回転磁界と永久磁石１２による磁界との相互作用により回転力が発生し、ロータ１０が回転駆動され、その回転トルクがシャフト１３を介して出力される。

そして、例えば、冷却水が、ポンプ（図示せず）により第１給排水ポート２７から第１冷却流路２５に給水され、第１冷却流路２５を流通した後ジョイント３０を介して第２冷却流路２６に流入する。そして、冷却水は第２冷却流路２６を流通した後、第２給排水ポート２８から外部に排水される。

そこで、ステータコイル１９での発熱は、ステータコア１６を介してモータフレーム３に伝達され、第１冷却流路２５内を流通する冷却水に放熱され、ステータ１５の温度上昇が抑制される。インバータ装置２０のパワーモジュール２１での発熱は、反負荷側エンドフレーム５に伝達され、第２冷却流路２６内を流通する冷却水に放熱され、パワーモジュール２１の温度上昇が抑制される。

つぎに、第１冷却流路２５と第２冷却流路２６との接続構造について図３および図４を参照しつつ説明する。

ジョイント３０は、図３に示されるように、第１嵌合部３２と第２嵌合部３３とがフランジ部３４を介して同軸に連結され、貫通穴３５が穴方向を軸方向として軸心位置に形成されたアダプタ３１と、第１嵌合部３２に外嵌状態に装着された第１シール部材としてのゴム製の第１Ｏリング３７と、第２嵌合部３３に外嵌状態に装着された第２シール部材としてのゴム製の第２Ｏリング３８と、を備えている。第１および第２嵌合部３２，３３は同一形状の円筒体に形成され、フランジ部３４は第１および第２嵌合部３２，３３より大径の円環状平板に形成されている。第１および第２Ｏリング３７，３８は同一形状の円形断面の円環状リング体に作製され、第１および第２嵌合部３２，３３に装着されたときに、第１および第２Ｏリング３７，３８の断面中心を通る中心線の直径がフランジ部３４の外径より小さくなるように構成されている。

一方、第１冷却流路２５の一端の円形断面の第１接続流路２５ａの開口端には、第１接続流路２５ａを拡径して円形断面の第１嵌合凹部４０が形成され、第２冷却流路２６の一端の円形断面の第２接続流路２６ａの開口端には、第２接続流路２６ａを拡径して第１嵌合凹部４０と同じ内径の円形断面の第２嵌合凹部４１が形成されている。そして、第１嵌合部３２の外径は接続流路２５ａの内径より小さく、第１嵌合部３２の軸方向長さは第１嵌合凹部４０の深さ（軸方向長さ）より長くなっている。第２嵌合部３３の外径は接続流路２６ａの内径より小さく、第２嵌合部３３の軸方向長さは第２嵌合凹部４１の深さ（軸方向長さ）より長くなっている。さらに、フランジ部３４の外径は、第１および第２接続流路２５ａ，２６ａの内径より大きく、第１および第２嵌合凹部４０，４１の内径より小さくなっている。第１および第２Ｏリング３７，３８は、第１および第２嵌合部３２，３３に装着されたとき、外径が第１および第２嵌合凹部４０，４１の内径より僅かに小さくなっている。

ジョイント３０は、第１Ｏリング３７が装着された第１嵌合部３２を第１冷却流路２５の第１接続流路２５ａに挿入されて、モータフレーム３に取り付けられる。そして、第２Ｏリング３８が装着された第２嵌合部３３が第２冷却流路２６の第２接続流路２６ａ内に挿入されるように、反負荷側エンドフレーム５をモータフレーム３の反負荷側端面に宛がい、第１嵌合凹部４０と第２嵌合凹部４１の中心穴位置が一致するように位置調整する。

ついで、図２に示されるように、取付ねじ２９を反負荷側エンドフレーム５の貫通穴９に通し、モータフレーム３の反負荷側端面に形成されたねじ穴８に締着し、反負荷側エンドフレーム５をモータフレーム３に締着一体化する。

これにより、取付ねじ２９の締着力が、第１嵌合凹部４０の底面とフランジ部３４の第１嵌合部３２側の端面とにより第１Ｏリング３７を軸方向に圧縮し、かつ第２嵌合凹部４１の底面とフランジ部３４の第２嵌合凹部４１側の端面とにより第２Ｏリング３８を軸方向に圧縮するように作用する。

そこで、図４に示されるように、第１Ｏリング３７は、軸方向に圧縮されて径方向に膨張するように弾性変形し、第１Ｏリング３７の軸方向の両面が第１嵌合凹部４０の底面とフランジ部３４の第１嵌合部３２側の端面に接し、第１Ｏリング３７の内周面が第１嵌合部３２の外周面に接し、第１Ｏリング３７の外周面が第１嵌合凹部４０の内周面に接する。同様に、第２Ｏリング３８は、軸方向に圧縮されて径方向に膨張するように弾性変形し、第２Ｏリング３８の軸方向の両面が第２嵌合凹部４１の底面とフランジ部３４の第２嵌合部３３側の端面に接し、第２Ｏリング３８の内周面が第２嵌合部３３の外周面に接し、第２Ｏリング３８の外周面が第２嵌合凹部４１の内周面に接する。これにより、第１冷却流路２５と第２冷却流路２６との接続部におけるシール性が確保される。

ここで、工作誤差や組み立て誤差により、第２嵌合凹部４１の穴中心が、図５に示されるように、第１嵌合凹部４０の穴中心より下方に位置したとする。これにより、アダプタ３１の軸心が第１嵌合凹部４０および第２嵌合凹部４１の穴中心方向に対して傾斜する。つまり、アダプタ３１は、第２嵌合部３３側が下方に向くように傾斜する。

第１嵌合部３２、第１嵌合凹部４０およびフランジ部３４により構成される空間では、上部側の径方向隙間および下部側の軸方向隙間が狭くなり、下部側の径方向隙間および上部側の軸方向隙間が広くなる。そこで、第１Ｏリング３７の上部側では、軸方向隙間が広くなる分、軸方向の圧縮量が少なくなるが、径方向隙間が狭いので、第１Ｏリング３７の外周面と第１嵌合凹部４０の内周面との接触状態および第１Ｏリング３７の内周面と第１嵌合部３２の外周面との接触状態が確保される。また、第１Ｏリング３７の下部側では、径方向隙間が広くなるが、軸方向隙間が狭くなるので、軸方向の圧縮量が多くなり、第１Ｏリング３７の外周面と第１嵌合凹部４０の内周面との接触状態および第１Ｏリング３７の内周面と第１嵌合部３２の外周面との接触状態が確保される。

第２嵌合部３３、第２嵌合凹部４１およびフランジ部３４により構成される空間では、上部側の径方向隙間および下部側の軸方向隙間が広くなり、下部側の径方向隙間および上部側の軸方向隙間が狭くなる。そこで、第２Ｏリング３８の上部側では、径方向隙間が広くなるが、軸方向隙間が狭くなるので、軸方向の圧縮量が多くなり、第２Ｏリング３８の外周面と第２嵌合凹部４１の内周面との接触状態および第２Ｏリング３８の内周面と第２嵌合部３３の外周面との接触状態が確保される。また、第２Ｏリング３８の下部側では、軸方向隙間が広くなる分、軸方向の圧縮量が少なくなるが、径方向隙間が狭いので、第２Ｏリング３８の外周面と第２嵌合凹部４１の内周面との接触状態および第２Ｏリング３８の内周面と第２嵌合部３３の外周面との接触状態が確保される。

さらに、アダプタ３１が第１および第２嵌合凹部４０，４１により構成される空間内に遊嵌状態に配設され、第１および第２Ｏリング３７，３８を介してモータフレーム３および反負荷側エンドフレーム５に弾性支持されている。そこで、第１および第２嵌合凹部４０，４１の穴中心位置がずれても、第１Ｏリング３７の圧縮状態と第２Ｏリング３８の圧縮状態との均衡がとれるように、アダプタ３１が軸方向や径方向に移動し、アダプタ３１の姿勢が変わる。そこで、第１Ｏリング３７と第１嵌合凹部４０およびアダプタ３１との接触状態、および第２Ｏリング３８と第２嵌合凹部４１およびアダプタ３１との接触状態が確保される。

このように、この実施の形態１によれば、アダプタ３１が、第１および第２嵌合凹部４０，４１の内径より小さく、第１および第２接続流路２５ａ，２６ａの内径より大きな外径を有する平板環状のフランジ部３４と、フランジ部３４の内周端から軸方向両側に延設され、第１および第２接続流路２５ａ，２６ａの内径より小さい外径を有する筒状の第１および第２嵌合部３２，３３と、を備え、フランジ部３４を第１および第２嵌合凹部４０，４１により構成される空間内に位置させて遊嵌状態に装着される。そして、第１Ｏリング３７が、第１嵌合部３２に外嵌状態に装着され、モータフレーム３と反負荷側エンドフレーム５の端面同士を当接させる締着力により弾性変形し、その軸方向の両面が第１嵌合凹部４０の底面とフランジ部３４の軸方向一端面に接し、かつその径方向の両面が第１嵌合凹部４０の内周面と第１嵌合部３２の外周面に接する。さらに、第２Ｏリング３８が、第２嵌合部３３に外嵌状態に装着され、モータフレーム３と反負荷側エンドフレーム５の端面同士を当接させる締着力により弾性変形し、その軸方向の両面が第２嵌合凹部４１の底面とフランジ部３４の軸方向他端面に接し、かつその径方向の両面が第２嵌合凹部４１の内周面と第２嵌合部３３の外周面に接する。したがって、第１嵌合凹部４０と第２嵌合凹部４１との穴中心位置がずれても、第１Ｏリング３７と第１嵌合凹部４０およびアダプタ３１との接触状態、および第２Ｏリング３８と第２嵌合凹部４１およびアダプタ３１との接触状態が確保され、良好なシール性が得られる。

アダプタ３１の軸方向長さが第１および第２嵌合凹部４０，４１の底面間の軸方向長さより長くなっているので、ジョイント３０の装着時に、第１および第２嵌合部３２，３３の延出端側が第１および第２接続流路２５ａ，２６ａに挿入される。これにより、ジョイント３０が安定した状態で装着され、第１および第２Ｏリング３７，３８がモータフレーム３と反負荷側エンドフレーム５との間に挟まれるような事態が回避される。

ここで、第１および第２Ｏリング３７，３８の円形断面の中心を通る中心線がフランジ部３４の外径より内径側に位置していることによる効果について説明する。

まず、第１および第２Ｏリング３７，３８の円形断面の中心を通る中心線がフランジ部３４の外径より外径側に位置している場合には、フランジ部３４の外周縁部が第１および第２Ｏリング３７，３８の円形断面の中心を通る中心線の内周側に当たる。そこで、モータフレーム３と反負荷側エンドフレーム５とを締着固定したときに、第１および第２嵌合凹部４０，４１の底面によりフランジ部３４側に押された第１および第２Ｏリング３７，３８は、外径側に変位しやすい。これにより、第１および第２Ｏリング３７，３８の内周面が第１および第２嵌合部３２，３３の外周面に接触しなくなる可能性が生じる。また、フランジ部３４の外周縁部が第１および第２Ｏリング３７，３８に押し当てられるので、第１および第２Ｏリング３７，３８が損傷し易い。

第１および第２Ｏリング３７，３８の円形断面の中心を通る中心線がフランジ部３４の外径より内径側に位置している場合、モータフレーム３と反負荷側エンドフレーム５とを締着固定したときに、第１および第２Ｏリング３７，３８はフランジ部３４の端面と第１および第２嵌合凹部４０，４１の底面との２つの平面により加圧挟持される。これにより、第１および第２Ｏリング３７，３８は軸方向に圧縮され、径方向に膨張し、優れたシール性が確保されるとともに、損傷発生が抑えられる。

実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２に係る液冷式回転電機における冷却流路接続部周りを示す要部断面図である。

図６において、第２接続流路２６ｂの内径が第１接続流路２５ａの内径より大きく、第２嵌合凹部４１ａの内径が第１嵌合凹部４０の内径より大きくなっている。アダプタ３１Ａの第２嵌合部３３ａの外径が、第１接続流路２５ａの内径と第２接続流路２６ｂの内径との差分、第１嵌合部３２の外径より大きくなっている。第２Ｏリング３８ａの内径および外径が、第１接続流路２５ａの内径と第２接続流路２６ｂの内径との差分、第１Ｏリング３７の内径および外径より大きくなっている。

このように構成されたジョイント３０Ａは、第１Ｏリング３７が装着された第１嵌合部３２を第１接続流路２５ａに挿入されて、モータフレーム３に取り付けられる。そして、第２Ｏリング３８ａが装着された第２嵌合部３３ａが第２接続流路２６ｂ内に挿入されるように、反負荷側エンドフレーム５をモータフレーム３の反負荷側端面に宛がい、第１嵌合凹部４０と第２嵌合凹部４１ａの中心穴位置が一致するように位置調整する。ついで、反負荷側エンドフレーム５をモータフレーム３に締着一体化する。

これにより、第１Ｏリング３７は、軸方向に圧縮されて径方向に膨張するように弾性変形し、第１Ｏリング３７の軸方向の両面が第１嵌合凹部４０の底面とフランジ部３４の第１嵌合部３２側の端面に接し、第１Ｏリング３７の内周面が第１嵌合部３２の外周面に接し、第１Ｏリング３７の外周面が第１嵌合凹部４０の内周面に接する。同様に、第２Ｏリング３８ａは、軸方向に圧縮されて径方向に膨張するように弾性変形し、第２Ｏリング３８ａの軸方向の両面が第２嵌合凹部４１ａの底面とフランジ部３４の第２嵌合部３３ａ側の端面に接し、第２Ｏリング３８ａの内周面が第２嵌合部３３ａの外周面に接し、第２Ｏリング３８ａの外周面が第２嵌合凹部４１ａの内周面に接する。これにより、第１冷却流路２５と第２冷却流路２６との接続部におけるシール性が確保される。

したがって、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。

実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３に係る液冷式回転電機における冷却流路接続部周りを示す要部断面図である。

図７において、第２嵌合凹部４１ｂの内径が第１嵌合凹部４０の内径より大きくなっている。第２Ｏリング３８ｂの外径が、第１嵌合凹部４０の内径と第２嵌合凹部４１ｂの内径との差分、第１Ｏリング３７の外径より大きくなっている。

このように構成されたジョイント３０Ｂは、第１Ｏリング３７が装着された第１嵌合部３２を第１接続流路２５ａに挿入されて、モータフレーム３に取り付けられる。そして、第２Ｏリング３８ｂが装着された第２嵌合部３３が第２接続流路２６ａ内に挿入されるように、反負荷側エンドフレーム５をモータフレーム３の反負荷側端面に宛がい、第１嵌合凹部４０と第２嵌合凹部４１ｂの中心穴位置が一致するように位置調整する。ついで、反負荷側エンドフレーム５をモータフレーム３に締着一体化する。

これにより、第１Ｏリング３７は、軸方向に圧縮されて径方向に膨張するように弾性変形し、第１Ｏリング３７の軸方向の両面が第１嵌合凹部４０の底面とフランジ部３４の第１嵌合部３２側の端面に接し、第１Ｏリング３７の内周面が第１嵌合部３２の外周面に接し、第１Ｏリング３７の外周面が第１嵌合凹部４０の内周面に接する。同様に、第２Ｏリング３８ｂは、軸方向に圧縮されて径方向に膨張するように弾性変形し、第２Ｏリング３８ｂの軸方向の両面が第２嵌合凹部４１ｂの底面とフランジ部３４の第２嵌合部３３側の端面に接し、第２Ｏリング３８ｂの内周面が第２嵌合部３３の外周面に接し、第２Ｏリング３８ｂの外周面が第２嵌合凹部４１ｂの内周面に接する。これにより、第１冷却流路２５と第２冷却流路２６との接続部におけるシール性が確保される。

したがって、この実施の形態３においても、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。

実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４に係る液冷式回転電機における冷却流路接続部周りを示す要部断面図である。

図８において、ジョイント３０Ｃは、第１嵌合部３２ｃと第２嵌合部３３ｃとがフランジ部３４ｃを介して同軸に連結され、貫通穴３５ｃが穴方向を軸方向として軸心位置に形成されたアダプタ３１Ｃと、第１嵌合部３２ｃに外嵌状態に装着された第１Ｏリング３７ｃと、第２嵌合部３３ｃに外嵌状態に装着された第２Ｏリング３８ｃと、を備えている。第１および第２嵌合部３２ｃ，３３ｃは同一形状の円筒体に形成され、フランジ部３４ｃは第１および第２嵌合部３２ｃ，３３ｃより大径の円環状平板に形成されている。第１および第２Ｏリング３７ｃ，３８ｃは同一形状の円形断面の円環状リング体に作製され、第１および第２嵌合部３２ｃ，３３ｃに装着されたときに、第１および第２Ｏリング３７ｃ，３８ｃの断面中心を通る中心線の直径がフランジ部３４ｃの外径より小さくなるように構成されている。

そして、第１および第２嵌合部３２ｃ，３３ｃの外径は接続流路２５ａ，２６ａの内径より大きく、第２嵌合凹部４０，４１の内径より小さい。第１および第２嵌合部３２ｃ，３３ｃの軸方向長さは第１および第２嵌合凹部４０，４１の深さ（軸方向長さ）より短くなっている。フランジ部３４ｃの外径は、第１および第２嵌合部３２ｃ、３３ｃの外径より大きく、第１および第２嵌合凹部４０，４１の内径より小さくなっている。貫通穴３５ｃの内径は接続流路２５ａ，２６ａの内径より大きく。さらに、アダプタ３１Ｃの軸方向長さは第１および第２嵌合凹部４０，４１の深さの総和より短い。第１および第２Ｏリング３７ｃ，３８ｃは、第１および第２嵌合部３２ｃ，３３ｃに装着されたとき、外径が第１および第２嵌合凹部４０，４１の内径より僅かに小さくなっている。

このように構成されたジョイント３０Ｃは、第１Ｏリング３７ｃが装着された第１嵌合部３２ｃを第１接続流路２５ａに挿入されて、モータフレーム３に取り付けられる。そして、第２Ｏリング３８ｃが装着された第２嵌合部３３ｃが第２接続流路２６ａ内に挿入されるように、反負荷側エンドフレーム５をモータフレーム３の反負荷側端面に宛がい、第１嵌合凹部４０と第２嵌合凹部４１の中心穴位置が一致するように位置調整する。さらに、上記実施の形態１と同様に、取付ねじ２９を反負荷側エンドフレーム５の貫通穴９に通し、モータフレーム３の反負荷側端面に形成されたねじ穴８に締着し、反負荷側エンドフレーム５をモータフレーム３に締着一体化し、ジョイント３０Ｃが第１冷却流路２５と第２冷却流路２６との接続部に取り付けられる。

この実施の形態４においても、アダプタ３１Ｃが第１および第２嵌合凹部４０，４１により構成される空間内に遊嵌状態に装着され、取付ねじ２９の締着力が、第１嵌合凹部４０の底面とフランジ部３４ｃの第１嵌合部３２ｃ側の端面とにより第１Ｏリング３７ｃを軸方向に圧縮し、かつ第２嵌合凹部４１の底面とフランジ部３４ｃの第２嵌合凹部４１側の端面とにより第２Ｏリング３８ｃを軸方向に圧縮するように作用する。

そこで、第１Ｏリング３７ｃは、軸方向に圧縮されて径方向に膨張するように弾性変形し、第１Ｏリング３７ｃの軸方向の両面が第１嵌合凹部４０の底面とフランジ部３４ｃの第１嵌合部３２ｃ側の端面に接し、第１Ｏリング３７ｃの内周面が第１嵌合部３２ｃの外周面に接し、第１Ｏリング３７ｃの外周面が第１嵌合凹部４０の内周面に接する。同様に、第２Ｏリング３８ｃは、軸方向に圧縮されて径方向に膨張するように弾性変形し、第２Ｏリング３８ｃの軸方向の両面が第２嵌合凹部４１の底面とフランジ部３４ｃの第２嵌合部３３ｃ側の端面に接し、第２Ｏリング３８ｃの内周面が第２嵌合部３３ｃの外周面に接し、第２Ｏリング３８ｃの外周面が第２嵌合凹部４１の内周面に接する。これにより、第１冷却流路２５と第２冷却流路２６との接続部におけるシール性が確保される。

したがって、この実施の形態４においても、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。
この実施の形態４によれば、アダプタ３１Ｃの貫通穴３５ｃの内径が第１および第２接続流路２５ａ，２６ａの内径より大きいので、ジョイント３０Ｃにおける流路断面積が第１および第２接続流路２５ａ，２６ａの流路断面積より大きく、ジョイント３０Ｃでの圧損を小さくできる。

実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５に係る液冷式回転電機における冷却流路接続部周りを示す要部断面図である。

図９において、テーパ面４２が第２嵌合凹部４１ｄの開口縁部を面取りして形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態４と同様に構成されている。

この実施の形態５によれば、テーパ面４２が第２嵌合凹部４１ｄの開口縁部を面取りして形成されているので、反負荷側エンドフレーム５Ａの取付け時に、第２Ｏリング３８ｃがモータフレーム３と反負荷側エンドフレーム５Ａとの間に挟み込まれることがなく、取付け性が向上する。

実施の形態６．
図１０はこの発明の実施の形態６に係る液冷式回転電機における冷却流路接続部周りを示す要部斜視図である。

図１０において、第１突起部４５がモータフレーム３Ａの外周面に突設されて軸方向に延設されている。第１接続流路２５ａが第１突起部４５に形成され、第１嵌合凹部４０が第１接続流路２５ａの開口端を拡径して第１突起部４５の反負荷側端面に凹設されている。第２突起部４６が反負荷側エンドフレーム５Ｂの外周面に突設されている。第２接続流路２６ａが第２突起部４６に形成され、第２嵌合凹部４１が第２接続流路２６ａの開口端を拡径して第２突起部４６の負荷側端面に凹設されている。そして、図示されていないが、ジョイント３０が第１および第２嵌合凹部４０，４１により構成される空間内に配設されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

この実施の形態６によれば、第１および第２接続流路２５ａ，２６ａがモータフレーム３Ａおよび反負荷側エンドフレーム５Ｂの外周面に突設された第１および第２突起部４５，４６に形成されているので、第１および第２接続流路２５ａ，２６ａの流路径を大きくすることができ、流路抵抗の小さな冷却流路接続部を実現できる。

実施の形態７．
図１１はこの発明の実施の形態７に係る液冷式回転電機におけるアダプタを示す断面図である。

図１１において、アダプタ３１Ｄは、第１嵌合部３２ｄおよび第２嵌合部３３ｄの延出端内周面がテーパ形状に形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

この実施の形態７によれば、第１嵌合部３２ｄおよび第２嵌合部３３ｄの延出端内周面がテーパ形状に形成されている。そこで、冷却水が冷却流路接続部をスムーズに流通するので、冷却流路接続部における流路抵抗の増大が抑えられる。

実施の形態８．
図１２はこの発明の実施の形態８に係る液冷式回転電機におけるアダプタを示す断面図である。

図１２において、アダプタ３１Ｅは、第１嵌合部３２ｅおよび第２嵌合部３３ｅの延出端外周面がテーパ形状に形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

この実施の形態８によれば、第１嵌合部３２ｅおよび第２嵌合部３３ｅの延出端外周面がテーパ形状に形成されている。そこで、第１および第２Ｏリングを第１および第２嵌合部３２ｅ，３３ｅに装着時、モータフレーム３とジョイントとの組み立て時、および反負荷側エンドフレーム５とジョイントとの組み立て時、第１嵌合部３２ｅおよび第２嵌合部３３ｅの延出端外周面がガイド面となり、組立性が向上する。

なお、上記各実施の形態では、インバータ装置がモータの反負荷側に配設されている液冷式回転電機について説明しているが、本発明はインバータ装置が省略された液冷式回転電機に適用しても同様効果を奏する。
また、上記各実施の形態では、第２冷却流路が反負荷側エンドフレームに内蔵されているものとしているが、第２冷却流路は負荷側エンドフレームに内蔵されてもよい。

また、上記各実施の形態では、反負荷側エンドフレームがフレームに締着固定されるものとしているが、反負荷側エンドフレームの固定方法はこれに限定されない。例えば、フレームの外周縁部を反負荷側に延出させて円環状の嵌合凹部を設け、反負荷側エンドフレームを当該嵌合凹部に圧入してフレームに固定するようにしてもよい。

また、上記各実施の形態では、第１および第２嵌合凹部が円形断面に形成されているものとしているが、第１および第２嵌合凹部の断面は円形に限定されず、例えば楕円形であってもよい。この場合、第１嵌合部、フランジ部、および第２嵌合部の外形形状、さらには第１および第２Ｏリングの外径形状を第１および第２嵌合凹部の断面形状に適合する形状とすることが望ましい。

また、上記各実施の形態では、第１および第２接続流路と第１および第２嵌合凹部が円形断面に形成されているものとしているが、第１および第２接続流路の断面形状と第１および第２嵌合凹部の断面形状は異なってもよい。例えば、第１および第２嵌合凹部を円形断面とし、第１および第２接続流路を楕円形としてもよい。

２ハウジング、３モータフレーム、４負荷側エンドフレーム（第１エンドフレーム）、５反負荷側エンドフレーム（第２エンドフレーム）、１０ロータ、１５ステータ、１６ステータコア、１９ステータコイル、２５第１冷却流路、２５ａ第１接続流路、２６第２冷却流路、２６ａ，２６ｂ第２接続流路、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃジョイント、３１，３１Ａ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅアダプタ、３２，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ第１嵌合部、３３，３３ａ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ第２嵌合部、３４，３４ｃフランジ部、３５，３５ｃ貫通穴、３７，３７ｃ第１Ｏリング（第１シール部材）、３８，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ第２Ｏリング（第２シール部材）、４０第１嵌合凹部、４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｄ第２嵌合凹部、４２テーパ面、４５第１突起部、４６第２突起部、１００液冷式回転電機。

Claims

第１冷却流路が内蔵された筒状のフレーム、該フレームの軸方向一端に配置される第１エンドフレーム、および該フレームの軸方向他端に配置され、第２冷却流路が内蔵された第２エンドフレームを有するハウジングと、
上記フレームに内嵌状態に収納、保持される円環状のステータコアおよび該ステータコアに巻装されたステータコイルを有するステータと、
上記第１および第２エンドフレームに軸支されて上記ステータの内周側に回転可能に配設されるロータと、を備え、
上記フレームと上記第２エンドフレームとが、上記第１冷却流路の第１接続流路の開口端を拡大して上記フレームの軸方向他端面に凹設された第１嵌合凹部と上記第２冷却流路の第２接続流路の開口端を拡大して上記第２エンドフレームの軸方向一端面に凹設された第２嵌合凹部とを相対させて、端面同士を当接させて固定されており、
上記第１冷却流路と上記第２冷却流路とが、相対する上記第１嵌合凹部と上記第２嵌合凹部に装着されたジョイントにより接続されている液冷式回転電機において、
上記ジョイントは、
上記第１嵌合凹部および上記第２嵌合凹部の内形より小さく、上記第１接続流路および上記第２接続流路の内形より大きな外形形状を有する環状のフランジ部、該フランジ部の内周端から軸方向一側に延設された筒状の第１嵌合部、および該フランジ部の内周端から軸方向他側に延設された筒状の第２嵌合部を有し、該フランジ部を該第１嵌合凹部と該第２嵌合凹部により構成される空間内に位置させて装着されるアダプタと、
上記第１嵌合部に外嵌状態に装着され、上記フレームと上記第２エンドフレームの端面同士を当接させる力により弾性変形し、軸方向の両面が上記第１嵌合凹部の底面と上記フランジ部の軸方向一端面に接し、かつ径方向の両面が該第１嵌合凹部の内周面と該第１嵌合部の外周面に接する環状の第１シール部材と、
上記第２嵌合部に外嵌状態に装着され、上記フレームと上記第２エンドフレームの端面同士を当接させる力により弾性変形し、軸方向の両面が上記第２嵌合凹部の底面と上記フランジ部の軸方向他端面に接し、かつ径方向の両面が該第２嵌合凹部の内周面と該第２嵌合部の外周面に接する環状の第２シール部材と、
を備えていることを特徴とする液冷式回転電機。
上記第１嵌合部の外形は上記第１接続流路の内形より小さく、上記第２嵌合部の外形は上記第２接続流路の内形より小さいことを特徴とする請求項１記載の液冷式回転電機。
上記アダプタの軸方向長さが上記第１嵌合凹部と上記第２嵌合凹部の深さの総和より長いことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液冷式回転電機。
上記アダプタの軸方向長さが上記第１嵌合凹部と上記第２嵌合凹部の深さの総和より短く、かつ該アダプタの流路の外形が上記第１接続流路および上記第２接続流路の内形より大きいことを特徴とする請求項１記載の液冷式回転電機。
上記第２嵌合凹部の開口縁部がテーパ形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の液冷式回転電機。
上記第１シール部材および上記第２シール部材は、上記第１嵌合部および上記第２嵌合部に装着された状態で、その断面中心を通る中心線が上記フランジ部の外形より内側に位
置していることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液冷式回転電機。
上記フレームの外周面の軸方向他端側に径方向外方に突設された第１突起部と、上記第２エンドフレームの外周面の軸方向一端側に径方向外方に突設された第２突起部と、を更に備え、上記第１接続流路および上記第１嵌合凹部が上記第突起部に形成され、上記第２接続流路および上記第２嵌合凹部が上記第２突起部に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液冷式回転電機。
上記第１接続流路および上記第１嵌合凹部が上記フレームの外周面より内側に形成され、上記第２接続流路および上記第２嵌合凹部が上記第２エンドフレームの外周面より内側に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液冷式回転電機。
上記アダプタの上記第１嵌合部および上記第２嵌合部の延出端内周面がテーパ形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の液冷式回転電機。
上記アダプタの上記第１嵌合部および上記第２嵌合部の延出端外周面がテーパ形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の液冷式回転電機。