CN103715787A

CN103715787A - 具有空气冷却结构的马达

Info

Publication number: CN103715787A
Application number: CN201310451484.7A
Authority: CN
Inventors: 齐藤毅
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: JP5689448B2; CN103715787B; CN203554081U; DE102013110662B4; US20140091653A1; JP2014072960A; DE102013110662A1

Abstract

本发明提供一种具备空气冷却结构的马达，马达的冷却效率优良，并且还能够避免马达的大型化。马达的定子在其内部具有与槽部外周接近或邻接并沿轴向延伸的通气路，风扇马达送出的空气在通过通气路冷却槽部的同时，与定子的主轴侧端部的内壁面碰撞。与壳体碰撞的空气，通过设置于壳体或其附近的变向部而流动方向反转，在冷却定子的外侧的同时返回风扇马达一侧。

Description

具有空气冷却结构的马达

技术领域

本发明涉及具有空气冷却结构的马达，特别涉及具备空气冷却结构的机床的主轴驱动用马达。

背景技术

一般地，在机床所使用的主轴驱动用马达上设置风扇马达对该马达进行空气冷却式冷却，在这样的情况下，为了避免排气碰到机床的支柱（柱）使主轴产生热位移而导致加工精度下降，采用使空气向远离主轴的方向（与输出轴相反的方向）流动的结构。例如日本特开平10-235536号公报中记载了如下的主轴冷却装置：形成覆盖主轴的至少左、右侧方以及前方的冷却外套19a～19c，在该冷却外套内具备从工具安装侧供给冷却空气而从主轴马达15侧排出的结构。

另外，在日本特开2007-336721号公报中记载了如下的空气冷却马达：在固定于马达的外筒4的与负载相反一侧的托架6的端部，设置间隔件18，所述间隔件18覆盖马达轴1的贯通孔11与冷却剂供给管12的连接部并且具有密闭的空洞，在成为与马达轴1平行地输送冷却风的方向的该间隔件18的后方位置配置冷却风扇16，在与负载相反一侧的托架6上设置有风孔17，所述风孔17连通外筒4和被覆板14之间的空间与间隔件18。

再有，在日本特开2005-124266号公报中记载了如下的电动机的冷却结构：以覆盖定子6的外周的方式设置，且具有与通风孔9的负载一侧连通的通风路8，并且设置有引导件4，所述引导件4一方的端部安装于负载侧托架3，另一方的端部具有用于从与负载相反一侧吸入冷却风的开口部4B。

在与输出轴相反一侧安装风扇马达等进行空气冷却的马达中，若排气方向为与输出轴相反的方向，则与为输出轴方向的情况相比，根据经验可知冷却效率较差。因此，向与输出轴相反方向排气以免排气碰到机床支柱的技术，存在对于冷却不利的问题。

在如日本特开平10-235536号公报以及日本特开2007-336721号公报那样的安装冷却外套将冷却风向与输出轴相反方向引导的结构中，除了如上所述的冷却效率较差之外，还存在因增加冷却外套而导致马达的外形尺寸变大的问题。

再有，虽然日本特开2005-124266号公报记载了通过引导件4使冷却风的流动方向在负载侧托架3的附近反转的结构，但冷却电动机时的冷却风的流动方向还是与输出轴相反的方向（与负载相反的方向），同样还存在由于引导件4而导致整体大型化的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种马达的冷却效率优良，并且具备能够避免马达的大型化的空气冷却结构的马达。

为实现上述目的，本发明提供一种具有空气冷却结构的马达，具有：定子；在上述定子内部绕上述定子的中心形成为圆状的多个槽部；以及设置于上述定子的与输出轴相反一侧的风扇马达，其特征在于，上述定子在其内部具有接近上述槽部的外周并沿轴向延伸的通气路，上述风扇马达送出的空气，通过上述通气路而流向上述定子的输出轴侧端部，在上述输出轴侧端部流动方向反转而流向与输出轴相反一侧。

在优选的实施方式中，上述定子具有形成于上述定子的上述输出轴侧端部附近的排出口、和引导部件，所述引导部件以使从上述排出口排出的空气朝向与输出轴相反一侧流动的方式引导空气。

在该情况下，也可以上述多个槽部协作而构成圆形截面，上述定子具有围绕上述圆形截面的非圆形截面，上述通气路相对于上述多个槽部所划定的外周圆的全周部分地形成，上述排出口设置为，从该排出口排出的空气与关于周向没有形成上述通气路的部位的表面接触。

在其他优选的实施方式中，上述定子在其内部具有与上述槽部的外周接近或邻接并沿轴向延伸的内侧通气路、和外侧通气路，所述外侧通气路与上述内侧通气路的径向外则接近并沿轴向延伸，并且在上述输出轴侧端部与上述内侧通气路流体地连通。

附图说明

本发明的上述或其他的目的、特征以及优点，通过参照附图对以下的优选的实施方式进行说明而更清楚。

图1是表示本发明的第一实施方式的马达的概要构成的立体图。

图2是表示图1的马达的径向截面的图。

图3是模式化说明图1的马达中定子的壳体附近的结构的图。

图4是表示本发明的第二实施方式的马达的径向截面的立体图。

图5是模式化说明图4的马达中定子的壳体附近的结构的图。

具体实施方式

图1是表示本发明的第一实施方式的马达10的概要构成的立体图，为了明晰化而切除其一部分。马达10是例如用于旋转驱动图示省略的机床主轴的主轴驱动用马达。马达10具有：与该主轴连结的输出轴21；在内部具备多个槽部14的定子16（参照图2）；同心配置于定子16内并与输出轴12连结的转子（省略图示）；以及风扇马达18。风扇马达18构成为安装于与输出轴12相反一侧（与主轴相反一侧）的定子16的端面上，能够使空气通过定子16内而朝向输出轴12沿其轴向流动。

图2是表示图1的马达10的径向截面（与输出轴12的轴向垂直的截面）的图。多个槽部14在定子16的内部绕定子16的中心配置为圆状（周向）。另外，每个槽部14具有在图2（径向截面）中大致沿径向延伸的细长的形状，各槽部上卷绕安装有线圈（未图示）。另外，定子16在其内部具有与槽部14的外周接近或邻接并沿轴向延伸的通气路20，风扇马达18送出的空气在通过通气路20冷却槽部14的同时，与定子16的输出轴侧端部（在图示例中为壳体22）的内壁面碰撞。

如图3所示，与壳体22碰撞的空气被壳体22或设置于其附近的变向部24改变行进方向。具体而言，变向部24包括：壳体22；形成于定子16的壳体附近的排出口26；以及，以使从排出口排出的空气朝向与主轴相反一侧流动的方式引导该空气的引导部件28，其中，引导部件28具有在与主轴相反一侧开口的开口部30。根据这样的构成，如图3的箭头所示，从风扇马达18通过通气路20输送来的空气，通过变向部24使流动方向反转，在冷却定子16的外侧的同时，返回风扇马达18一侧。

第一实施方式如图示例那样，在适用于在非圆形截面的外形内具有协作而构成大致圆形截面的多个槽部14那样的结构（例如具有大致矩形截面的大致长方体形状）的定子16时特别有利。即，在这样的构成中，为了使整体小型化、轻量化而极力缩小定子16，受其影响有时不能在整个槽部14的全周设置通气路20。这样在通气路20相对于槽部14的全周部分地形成的情况下，虽然在通气路20关于周向没有形成的部位（图2中以附图标记32图示）有可能冷却不充分，但是通过以从开口部30排出的空气与该部位的表面接触（热交换）的方式构成排出口以及引导部件，从而也能够适当地对部位32进行冷却。另外，如图2所示，定子16能够例如将形成有槽部14以及通气路20等的实质一体的薄板状的电磁钢板沿轴向多片层叠而进行制作。

图4是表示本发明的第二实施方式的马达40的径向截面（与输出轴12的轴向垂直的截面）的立体图。第二实施方式不具有排出口或引导部件，通气路关于径向分离为内侧和外侧，在这点上与第一实施方式不同。第二实施方式的其它构成要素由于与第一实施方式等同即可，所以对对应的构成要素标注与第一实施方式相同的附图标记并省略详细的说明。

在第二实施方式中，定子16具有与槽部14的外周接近或邻接并沿轴向延伸的内侧通气路42，还具有在与内侧通气路42的径向外侧接近并沿轴向延伸的外侧通气路44。来自风扇马达的空气，在通过内侧通气路42冷却槽部14的同时，与定子16的主轴侧端部（图示例中壳体22）碰撞。如图5所示，与壳体22碰撞后的空气，在壳体22中行进方向反转，流入外侧通气路44内，在外侧通气路44内沿与主轴相反的方向前进。即在第二实施方式中，内侧通气路42和外侧通气路44相互平行地延伸，且仅在壳体22的附近流体地连通，通过内侧通气路42的空气碰撞的壳体22的部位作为变向部而发挥作用。

此外，通过外侧通气路44的空气，虽然能够在定子16的适当位置设置开口部并从该开口部向外部排出，但是为了得到更高的冷却效果，优选在风扇马达的正前面（例如图1中定子16和风扇马达18的连接部（台阶部）46）形成与外侧通气路44连通的开口部（未图示），从该开口部向外部排出。另外，如图4所示，定子16能够例如将形成有槽部14、内侧通气路42以及外侧通气路44等的实质一体的薄板状的电磁钢板沿轴向多片层叠而进行制作。

在上述任一实施方式中，由于来自风扇马达18的冷却风朝向输出轴12流动，所以能得到比以往更高的冷却效果。另外，由于该冷却风的流动方向在定子16的输出轴侧端部（壳体22）反转，所以没有到达位于输出轴一侧的机床支柱等的结构物，没有产生不良影响。

此外，上述第一实施方式和第二实施方式也能够组合。即，图4所示的构成还设置有与图1所示的排出口26等同的排出口，在壳体内反转的空气也能够流过外侧通气路44与排出口的双方。

根据本发明，由于来自风扇马达的冷却风朝向马达的输出轴流动，所以不仅能够得到比以往更高效的冷却，还由于该冷却风的流动方向在壳体的输出轴侧端部反转，所以设置于输出轴侧的结构物不受热的不良影响。

作为使冷却风的流动方向反转的手段，通过利用设置于定子的输出轴侧端部附近的排出口以及引导部件，从而能够避免马达整体的大型化。另外，即使在定子内的通气路没有在整个槽部外周的全周形成的情况下，根据排出口以及引导部件的构成，也能够对不存在通气路（难以冷却）的部位进行适当地冷却。

通过在定子的内部设置内侧通气路和外侧通气路，也能够避免马达整体的大型化，所述内侧通气路与槽部的外周接近或邻接并沿轴向延伸，所述外侧通气路与内侧通气路的径向外侧接近并沿轴向延伸，并且在输出轴侧端部与所述内侧通气路流体地连通。

Claims

1.一种具有空气冷却结构的马达（10、40），具有：定子（16）；在上述定子内部绕上述定子的中心配置为圆状的多个槽部（14）；以及设置于上述定子的与输出轴相反一侧的风扇马达（18），其特征在于，

上述定子在其内部具有接近上述槽部的外周并沿轴向延伸的通气路（20、42、44），

上述风扇马达送出的空气，通过上述通气路而流向上述定子的输出轴侧端部，在上述输出轴侧端部流动方向反转而流向与输出轴相反一侧。

2.根据权利要求1所述的具有空气冷却结构的马达，其特征在于，

上述定子具有形成于上述定子的上述输出轴侧端部附近的排出口（26）、和引导部件（28），所述引导部件（28）以使从上述排出口排出的空气朝向与输出轴相反一侧流动的方式引导空气。

3.根据权利要求2所述的具有空气冷却结构的马达，其特征在于，

上述多个槽部协作而构成圆形截面，上述定子具有围绕上述圆形截面的非圆形截面，上述通气路相对于上述多个槽部所划定的外周圆的全周部分地形成，

上述排出口设置为，从该排出口排出的空气与关于周向没有形成上述通气路的部位（32）的表面接触。

4.根据权利要求1所述的具有空气冷却结构的马达，其特征在于，

上述定子在其内部具有与上述槽部的外周接近或邻接并沿轴向延伸的内侧通气路（42）、和外侧通气路（44），所述外侧通气路（44）与上述内侧通气路的径向外则接近并沿轴向延伸，并且在上述输出轴侧端部与上述内侧通气路流体地连通。