JP2002010575A - 全閉モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定子の冷却効率を高めて小形、軽量、低騒
音の全閉モータを得る。 【解決手段】 外扇ファンからの外気流を密閉ハウジン
グを通して機内に導入し、固定子鉄心を貫流冷却させて
再びハウジングを通して機外に排出する通風路を備えた
全閉モータ。ハウジングの円筒形内周面と固定子鉄心外
周部の凹形溝との間に、内扇ファンの循環風を流す通風
路を備えている。また、固定子鉄心を通る通風路が、上
記固定子鉄心を貫通する風穴である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は全閉モータに関す
るものであり、特に全閉モータの冷却構造に関するもの
である

【０００２】

【従来の技術】図５は、例えば特開平６−１６９５５４
および特開平１０−３２７５５７の組み合わせによる全
閉モータの一例を示す縦断面図であり、図６は図５のＢ
−Ｂ断面図である。図において、１はフレーム、２はこ
のフレーム１内に固定された固定子鉄心、３は固定子鉄
心２に巻装された固定子巻線、４は固定子鉄心２と空隙
を介して配置される回転子鉄心、５は回転子鉄心４に装
着された固定子導体、６は回転子鉄心４を支持する軸で
ある。７および８は前記フレーム１を両端部で固持する
ブラケット、９は前記フレーム１と軸６とを回転自在に
支持するためのブラケット７および８と軸６との間に装
着した軸受であり、フレーム１とブラケット７および８
とでハウジング１７が構成されている。１０はハウジン
グ１７外で軸６の端部に装着された外扇ファン、１１は
外扇ファン１０によって発生された外気流の風を導くた
めのファンカバー、１２はフレーム１の外周表面に取付
けられたフィンである。１３はハウジング１７内で回転
子鉄心４に隣接して軸６に装着された内扇ファン、１４
は回転子鉄心２に開けられた風穴、１５はフレーム１と
固定子鉄心２との間に装着されたリング、１６はこのリ
ング１５に開けられた風穴である。

【０００３】全閉モータは、機内がフレーム１およびブ
ラケット７、８で構成されるハウジング１７によって覆
われ密閉構造となっているため、固定子鉄心２及び固定
子巻線３で発生した熱はフレーム１を介して外部に放熱
している。 放熱をよくするために外扇ファン１０で風
を発生させ、その風をファンカバー１１でフレーム１に
沿って流れるようにしている。さらにフレーム１の外周
表面にはフィン１２を装着されて放熱面積を大きくする
ことにより固定子鉄心２の熱を取ることで固定子巻線３
の温度上昇を抑制している。

【０００４】また、回転子鉄心４及び回転子導体５で発
生する熱は、内扇ファン１３により回転子鉄心４に開け
た風穴１４に風を流して冷却している。回転子鉄心４の
風穴１４を通り温度が高くなった風は、フレーム１と固
定子２との間に装着されたリング１５の風穴１６を通る
ことでフレーム１を介して機外に熱を放散し、冷却され
て再び回転子鉄心４の風穴１４に循環する。この結果、
回転子鉄心４の温度が下がり、回転子導体５の温度上昇
が抑制される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の全閉モータは以
上のように構成されているので、固定子鉄心２からフレ
ーム１へリング１５を介在して熱を伝えているため、固
定子鉄心２からリング１５、リング１５からフレーム１
への熱抵抗及びリング１５自体の熱抵抗による伝熱ロス
がある。その伝熱ロス分を補うために大きな外扇ファン
１０にして風量を確保したり、フレーム１外周部のフィ
ン１２の面積を大きくしたりしているため、モータの寸
法が大きくなっていた。また、外扇ファン１０を大きい
ものにすると寸法や騒音が大きくなったり、フィン１２
の面積を大きくすると重量が増えるといった問題も発生
する。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、固定子鉄心放熱特性が向上し、
小形、軽量かつ低騒音の全閉モータを提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、上述
の課題を解決するための手段は次の通りである。 （１）機外に設けられて外気流を発生させ、密閉された
ハウジング内の固定子を冷却するため外扇ファンと、機
内に設けられて機内空気を循環させ、回転子を冷却する
ための内扇ファンとを備えた全閉モータに於いて、上記
外気流を上記ハウジングを通して機内に導入し、上記固
定子の固定子鉄心を貫流させて再び上記ハウジングを通
して機外に排出させる通風路を備えた。

【０００８】（２）上記ハウジングがほぼ円筒形内周面
を持ち、上記固定子の鉄心外周部の凹形溝との間に、内
扇ファンの循環風を流す導風路を備えた。

【０００９】（３）上記固定子鉄心を通る通風路が上記
固定子鉄心を貫通する風穴である。

【００１０】（４）上記固定子鉄心に設けられて上記外
気を流す上記風穴と、上記循環風を流する上記風穴との
数の比が、ｎ：１である。

【００１１】（５）上記固定子鉄心に設けた上記風穴の
断面形状が円形あるいは多面形である。

【００１２】このように、この発明における全閉鎖モー
タは、フレームと固定子鉄心間のリングを排除し、固定
子鉄心に直接風を流す構造として、外扇ファンの風を固
定子鉄心に設けた風穴に直接流すようにしたので、固定
子鉄心からの放熱特性が向上するので外扇ファンからの
風量を少なくでき、さらにフレーム外周面のフィンが不
要となる。また、機内循環風をフレームと固定子鉄心の
隙間あるいは固定子鉄心の風穴に流すようにしたのでフ
レームと固定子鉄心との間に循環風を流すための部材が
不要となる。この結果、小さな外扇ファンでよく、フレ
ーム外周にフィンがないので小形、軽量かつ低騒音とな
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
一実施例を図について説明する。図１は本発明による全
閉モータの縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図であ
る。図１及び図２において、２１はフレーム、２２はフ
レーム２１内に固定された固定子鉄心、２３は外扇ファ
ン１０の風を導くためのファンカバー、２４は固定子鉄
心２２に設けた風穴、２５はフレーム２１の内周面と固
定子鉄心２２の外周部凹形状でできた軸方向に貫通した
隙間である。フレーム２１とブラケット７および８によ
り内部を密閉するハウジング２７が構成されている。

【００１４】即ち、本発明の全閉モータは、機外（ハウ
ジング２７の外部）に設けられて外気流を発生させ、密
閉されたハウジング２７内の固定子（固定子鉄心２２お
よびそこに巻かれた巻線３）を冷却するため外扇ファン
１０と、機内（ハウジング２７内）に設けられて機内空
気を循環させ、回転子（回転子鉄心４およびそこに巻か
れた巻線５）を冷却するための内扇ファン１３とを備え
ている。また、外気流をハウジング２７を通して機内に
導入し、固定子鉄心２２を貫流させて再びハウジング２
７を通して機外に排出する通風路２８を備えている。

【００１５】外扇ファン１０による外気流をハウジング
２７を通してハウジング２７内に導入するために、外扇
ファン１０を覆い、外扇ファン１０による気流をハウジ
ング２７に沿って流れるように案内するためにファンカ
バー２３が設けられている。ファンカバー２３は、入口
端で外扇ファン１０を覆い、ハウジング２７に沿って延
びて、終端でハウジング２７のフレーム２１に全周に亘
って接続され支持された環状の部材である。

【００１６】フレーム２１のファンカバー２３の終端が
連結された部分には数個（図示の例では９個）の開口２
９が設けられていて、ファンカバー２３によって案内さ
れてきた外気を機内即ちハウジング２７内に導入できる
ようにしてある。開口２９からハウジング２７内に導入
された外気は、開口２９と風穴２４との間を接続する導
管３０により、そこから固定子鉄心２２の風穴２４に案
内されるようにしてある。この例では、導管３０は、長
さ方向に流路断面積が一定の管状のものでも良いが、図
示のものの如く入口端が比較的広く広がり、他端が風穴
２４の大きさとほぼ同じような大きさとなるように、変
化する流路断面積をもつ漏斗状構造のものとすると良
い。

【００１７】固定子鉄心２２に設けられて導管３０に連
結された風穴２４は、図１および図２に示すように円形
断面を持つものであり、固定子鉄心２２の軸方向に延び
て、周方向に分散して互いに平行に配置されている。風
穴２４の出口は、入口側の導管３０と同様の導管３１に
よりハウジング２７の外部に連通されていて、固定子鉄
心２２を冷却した外気が滑らかに外部に排出されるよう
になっている。このように、外扇ファン１０による外気
流をハウジング２７を通して機内に導入し、固定子鉄心
２２を貫流させて再びハウジング２７を通して機外に排
出する通風路２８は、ファンカバー２３、フレーム２１
の開口２９、導管３０、固定子鉄心２２および導管３１
により構成されている。

【００１８】内扇ファン１３はハウジング２７内で回転
子と共に回転してハウジング２７内に循環風を発生させ
る。循環風は内扇ファン１３から径方向外向きに吐出さ
れ、ハウジング２７内で固定子エンドコイル３に沿って
ハウジング２７のフレーム２１に沿うように軸方向に方
向を変える。循環風はやがて固定子鉄心２２の外周面に
形成された軸方向の溝３２と円筒形のフレーム２１の内
周面との間に形成された通風路３３を通って、鉄心２２
を冷却して鉄心２２の反対側からハウジング２７内に出
る。循環風は更に固定子コイルエンド部３を冷却しなが
ら回転子４の通風路１４内に戻り、再び内扇ファン１３
により排出されて同じ経路を循環する。

【００１９】図２にはこの発明による風穴２４と通風路
３３との関係を断面で示してある。この図に良く示され
ているように、固定子鉄心２２内に形成された風穴２４
は、固定子コイル３の中心線上にその中心を持ってい
て、互いに周方向に等しい距離だけ離れている。また、
３つ置きの風穴２４の位置には、風穴２４の代わりに溝
３２による通風路３３が設けられている。図示の例で
は、通風路３３は等間隔に９個あり、それらの間に風穴
２４が３個ずつ設けられていて、通風路３３および風穴
２４のピッチは等しい。

【００２０】次に動作について説明する。図１及び図２
において、固定子鉄心２２及び固定子巻線３で発生した
熱は、外扇ファン１０で発生した風をファンカバー２３
により固定子鉄心２２の風穴２４に流すことで放熱さ
れ、固定子鉄心２２及び固定子巻線３の温度を低い状態
に抑えられる。

【００２１】また、機内の循環風は、回転子鉄心４で熱
を取って温度が高くなって内扇ファン１３より出た後、
フレーム２１内周面と固定子鉄心２２との隙間である通
風路３３を流れる。固定子鉄心２２は上述のように外扇
ファン１０の風で冷却されているので機内循環風もこの
フレーム２１と固定子鉄心２２との通風路３３を流れる
ことで熱を取られ、温度が下がって再び回転子鉄心４に
流れる。このことにより回転子導体５の温度上昇を抑制
することができる。

【００２２】実施の形態２．尚、図１および２に示す実
施形態では、フレーム２１と固定子鉄心２２との隙間で
ある通風路３３に機内循環風を流したが、図３に示すよ
うに固定子鉄心３５に外扇ファン１０の風を流す風穴２
４と同様の風穴３６を設けて、この風穴３６には外気を
導入する導管３０を接続せずに、機内循環風を流す構造
にしてもよい。この構造によれば固定子鉄心３５の構造
が簡単になり、製造が容易である。

【００２３】実施の形態３．実施の形態２で示した固定
子鉄心３５に設ける外扇ファン１０の風穴２４と機内循
環風の風穴３６の数の割合を、例えば図に示すように
３：１のようにすることで冷却効率を最適化することが
できる。なお、風穴の数の割合は３：１だけではなく、
そのモータに適した割合ｎ：１を選択することで上記と
同様の効果を得ることができる。

【００２４】実施の形態４．図４に示す全閉モータに於
いては、図１乃至図３に示したものと異なり、固定子鉄
心３７の風穴３８および機内循環風の風穴３９の断面形
状が丸形でなく四角形である。矩形断面形は円形断面形
に比べて通風路の表面積を大きくできるので伝熱面積が
大きくなり、固定子鉄心３７での放熱効果が向上する。
なお、図示の風穴断面は四角であるが、凹凸形状にして
もよい。

【００２５】

【発明の効果】以上の如く本発明のによる効果は次の通
りである。 （１）機外に設けられて外気流を発生させ、密閉された
ハウジング内の固定子を冷却するため外扇ファンと、機
内に設けられて機内空気を循環させ、回転子を冷却する
ための内扇ファンとを備えた全閉モータに於いて、上記
外気流を上記ハウジングを通して機内に導入し、上記固
定子の固定子鉄心を貫流させて再び上記ハウジングを通
して機外に排出させる通風路を備えたものであるので、
固定子鉄心放熱特性が向上し、小形、軽量かつ低騒音の
全閉モータを提供できる。

【００２６】（２）上記ハウジングがほぼ円筒形内周面
を持ち、上記固定子の鉄心外周部の凹形溝との間に、内
扇ファンの循環風を流す導風路を備えているので、固定
子鉄心放熱特性が向上し、小形、軽量かつ低騒音の全閉
モータを提供する。

【００２７】（３）上記固定子鉄心を通る通風路が、上
記固定子鉄心を貫通する風穴であるので、固定子鉄心放
熱特性が向上し、小形、軽量かつ低騒音の全閉モータを
提供するので、固定子鉄心の構造が簡単になり、製造が
容易である。

【００２８】（４）上記固定子鉄心に設けられて上記外
気を流す上記風穴と、上記循環風を流する上記風穴との
数の比が、ｎ：１であるので、冷却効率が最適化され
る。

【００２９】（５）上記固定子鉄心に設けた上記風穴の
断面形状が円形あるいは多面形であるので、熱伝導に寄
与する表面積が大きくなり放熱効率が向上する。

【００３０】以上のようにこの発明は、固定子鉄心に設
けた風穴に外扇ファンからの風を流す構造としたので、
固定子鉄心からの放熱特性が向上する。このことから外
扇ファンの風量が少なくてすみ、外扇ファンを小さくで
きる。また、フレーム外周面にフィン付けなくてもよい
ことから小形、軽量にできる効果がある。さらに、外扇
ファンの風量が少なくなることで騒音も下がるという効
果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の全閉モータの一実施形態を示す縦
断面図である。

【図２】 この発明の全閉モータの図１のＡ−Ａ線に沿
った断面図である。

【図３】 この発明の全閉モータの他の実施形態を示す
図２と同様の断面図である。

【図４】 この発明の別の実施形態による構造を示す図
２と同様の断面図である。

【図５】 従来の全閉モータの構造を示す縦断面図であ
る。

【図６】 従来の全閉モータの図５のＢ−Ｂ線に沿った
断面図である。

【符号の説明】

２１ フレーム、２２ 固定子鉄心、２３ ファンカバ
ー、２４ 風穴、２７ハウジング、２８ 通風路（２
３、２４、３０、３１）、３２ 溝、３５ 導風路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機外に設けられて外気流を発生させ、密
   閉されたハウジング内の固定子を冷却するため外扇ファ
   ンと、機内に設けられて機内空気を循環させ、回転子を
   冷却するための内扇ファンとを備えた全閉モータに於い
   て、 上記外気流を上記ハウジングを通して機内に導入し、上
   記固定子の固定子鉄心を貫流させて再び上記ハウジング
   を通して機外に排出させる通風路を備えことを特徴とす
   る全閉モータ。
2. 【請求項２】 上記ハウジングがほぼ円筒形内周面を持
   ち、上記固定子の鉄心外周部の凹形溝との間に、内扇フ
   ァンの循環風を流す導風路を備えたことを特徴とする請
   求項１記載の全閉モータ。
3. 【請求項３】 上記固定子鉄心を通る通風路が、上記固
   定子鉄心を貫通する風穴であることを特徴とする請求項
   １あるいは２記載の全閉モータ。
4. 【請求項４】 上記固定子鉄心に設けられ、上記外気を
   流す上記風穴と、上記循環風を流す上記風穴との数の比
   がｎ：１であり、適用するモータの冷却効率を最適とし
   たことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の全
   閉モータ。
5. 【請求項５】 上記固定子鉄心に設けた上記風穴の断面
   形状が円形あるいは多面形であることを特徴とする請求
   項１乃至４のいずれか記載の全閉モータ。