JP2005039926A - Low-speed motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船舶の推進機などに用いる低速電動機に関するものである。 The present invention relates to a low-speed electric motor used for a marine propulsion device and the like.
一般に、電動機は、回避することのできない銅損、鉄損、機械損に起因する発熱により内部温度が上昇する。そのため、電動機の内部は冷却される。 Generally, the internal temperature of an electric motor rises due to heat generated by copper loss, iron loss, and mechanical loss that cannot be avoided. Therefore, the inside of the electric motor is cooled.
このようなものとして、例えば、回転子と、その外側に配置された固定子とをケーシング内に収容した電動機において、回転軸の回転子を挟む両端部分に、2つのファンをそれぞれ取り付けるとともに、回転子に内側空気循環路を、ケーシングに外側空気循環路を設けた電動機が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 As such, for example, in an electric motor in which a rotor and a stator arranged outside the rotor are housed in a casing, two fans are respectively attached to both end portions sandwiching the rotor of the rotary shaft, and There has been proposed an electric motor in which an inner air circulation path is provided in a child and an outer air circulation path is provided in a casing (see, for example, Patent Document 1).
この電動機では、回転軸が所定の回転速度で回転すると、2つのファンも同じ回転速度で回転する。このとき、一方のファンが電動機の内部の空気を吸い込み昇圧したのち内側空気循環路内に流入させる。この流入した空気は、内側空気循環路内を流れて回転子の発熱を吸熱する。この空気は他方のファンに吸い込まれる。そのあと、他方のファンがこの空気を昇圧して排出する。そのあと、この排出された空気は、外側空気循環路内に流入され、ケーシングの外側の空気との間で熱交換され、所定の温度まで冷却される。そして、この空気は、一方のファンに再び吸い込まれる。以上のようにして、固定子および回転子の発熱が抑制されている。
しかしながら、低速電動機の場合、回転軸が低速(例えば、270rpm)であるため、回転軸に取り付けたファンでは電動機内の回転子および固定子を効果的に冷却するのに必要な空気を流すことができない。そのため、電動機内の回転子および固定子の温度が上昇するという問題がある。 However, in the case of a low-speed electric motor, the rotating shaft has a low speed (for example, 270 rpm), so that a fan attached to the rotating shaft can flow air necessary for effectively cooling the rotor and stator in the electric motor. Can not. Therefore, there exists a problem that the temperature of the rotor and stator in an electric motor rises.
これに対処するため、電動機と別体のファンを設けてこのファンから低速電動機に冷却用空気を供給すること、または、低速電動機の回転軸に増速機を取り付けるとともに、この増速機にファンを取り付けて、このファンから低速電動機に冷却用空気を供給することなどが考えられる。しかし、これらの方法は、電動機およびその付帯設備が大きくなるという問題がある。 In order to cope with this, a fan that is separate from the electric motor is provided and cooling air is supplied from the fan to the low-speed electric motor, or a speed-up gear is attached to the rotating shaft of the low-speed motor, and the fan is attached to the speed-up gear. It is conceivable to supply cooling air from this fan to the low-speed electric motor. However, these methods have a problem that the electric motor and its incidental facilities become large.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ファンの送風能力を低下させることなく、コンパクトにすることができる低速電動機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a low-speed electric motor that can be made compact without reducing the blowing capacity of a fan.
本発明装置は、回転軸および該回転軸に対して同軸に設けられる回転子ヨークを備える回転子と、該回転子の外側に配設される固定子とがケーシング内に収容される低速電動機であって、回転子ヨークの軸方向の少なくとも1つの端部に取り付けられた、回転子と固定子との間に形成される隙間に流体を流して回転子および固定子を冷却するためのファンと、回転子ヨークに内蔵された差動歯車装置と、該差動歯車装置に連結された出力軸とを備えており、回転軸の回転速度が差動歯車装置によって減速されて出力軸に伝達されるように構成されている。 The device according to the present invention is a low-speed electric motor in which a rotor including a rotating shaft and a rotor yoke provided coaxially with the rotating shaft, and a stator disposed outside the rotor are accommodated in a casing. A fan attached to at least one end of the rotor yoke in the axial direction for cooling the rotor and the stator by flowing a fluid through a gap formed between the rotor and the stator; A differential gear device built in the rotor yoke and an output shaft connected to the differential gear device, and the rotational speed of the rotary shaft is reduced by the differential gear device and transmitted to the output shaft. It is comprised so that.
この構成によれば、回転軸の回転速度を高速にしたまま、出力軸の回転速度を低速に設定することができる。従って、回転子ヨークに取り付けられたファンを高速に回転させることができる。その結果、ファンの送風能力の低下を防止することができ、電動機内の回転子および固定子を効果的に冷却するのに必要な空気流量を確保することができる。これにより、電動機内の回転子および固定子の銅損、鉄損などによる発熱を抑制することができる。また、差動歯車装置が回転子ヨークに内蔵されるので、装置全体をコンパクトにすることができる。 According to this configuration, it is possible to set the rotation speed of the output shaft to a low speed while keeping the rotation speed of the rotation shaft high. Therefore, the fan attached to the rotor yoke can be rotated at high speed. As a result, it is possible to prevent a decrease in the blowing capacity of the fan and to secure an air flow rate necessary for effectively cooling the rotor and the stator in the electric motor. Thereby, the heat_generation | fever by the copper loss, iron loss, etc. of the rotor and stator in an electric motor can be suppressed. Moreover, since the differential gear device is built in the rotor yoke, the entire device can be made compact.
上記差動歯車装置が、回転軸の出力端に同軸的に設けられた太陽歯車と、該太陽歯車を同心的に取り囲むように配置されてケーシングに固定された内歯車と、該内歯車と太陽歯車との間に配置されて太陽歯車の回りを公転する遊星歯車とを備えており、太陽歯車の軸線と出力軸の軸線とが略一致するように配置されており、遊星歯車が出力軸に連結されることが望ましい。これにより、差動歯車装置をコンパクトにすることが可能となる。その結果、装置全体をコンパクトにすることができる。 The differential gear device includes a sun gear coaxially provided at the output end of the rotating shaft, an internal gear arranged concentrically surrounding the sun gear and fixed to the casing, the internal gear and the sun And a planetary gear that revolves around the sun gear and is arranged so that the axis of the sun gear and the axis of the output shaft substantially coincide with each other, and the planetary gear serves as the output shaft. It is desirable to be connected. Thereby, the differential gear device can be made compact. As a result, the entire apparatus can be made compact.
上記ケーシングの内面に回転子ヨークに内挿されるように突設された、内歯車の外周部を支持するための支持部と、該支持部、回転子ヨークおよびケーシングの各内面に取り囲まれた、差動歯車装置を収容する空間とを備えており、支持部の外面と回転子ヨークの内面との間に、該空間内の流体が上記固定子側に流出することを防ぐためのシール部がさらに配設されることが望ましい。 The inner surface of the casing is protruded so as to be inserted into the rotor yoke, and is surrounded by inner surfaces of the support portion, the rotor yoke, and the casing. And a seal portion for preventing fluid in the space from flowing out to the stator side between the outer surface of the support portion and the inner surface of the rotor yoke. Further, it is desirable to be disposed.
一般的に、差動歯車装置には潤滑油またはグリースなどが使用されている。この潤滑油などが固定子側に流入して回転子および固定子に付着すると、回転子および固定子の電気的特性(例えば、電気的絶縁など)が劣化する場合がある。そのため、本発明では、支持部の外面と回転子ヨークの内面との間にシール部が設けられている。これにより、上記空間内の流体、すなわち、差動歯車装置の潤滑油などを含む流体が、固定子側に流出することを防止することができる。その結果、回転子および固定子の電気的特性が劣化することを防止することができる。 Generally, a differential gear device uses lubricating oil or grease. When this lubricating oil or the like flows into the stator and adheres to the rotor and the stator, the electrical characteristics (for example, electrical insulation) of the rotor and the stator may deteriorate. Therefore, in the present invention, a seal portion is provided between the outer surface of the support portion and the inner surface of the rotor yoke. Thereby, the fluid in the said space, ie, the fluid containing the lubricating oil of a differential gear apparatus, etc. can be prevented from flowing out to the stator side. As a result, it is possible to prevent the electrical characteristics of the rotor and the stator from deteriorating.
上記回転子ヨークの外周部に、永久磁石が配設されてもよい。この構成によれば、回転子ヨークの外周部に電磁石を取り付ける場合に比べて発熱を低減させることができるとともに、回転子全体を小さくすることが可能となる。これにより、装置全体をコンパクトにすることができる。 A permanent magnet may be disposed on the outer periphery of the rotor yoke. According to this configuration, heat generation can be reduced and the entire rotor can be reduced as compared with the case where an electromagnet is attached to the outer peripheral portion of the rotor yoke. Thereby, the whole apparatus can be made compact.
上記固定子の外周部とケーシングの内周部との間に、回転子と固定子との間に形成される隙間から排出される流体を循環させるための第1冷却通路を備えることが望ましい。この構成によれば、流体が上記隙間内を流れるときに回転子および固定子から受け取った熱を、ケーシングを介して外部に放熱することができる。これにより、電動機内部の温度を所定の温度に保つことが可能となる。その結果、電動機の出力を所定値まで上げることができる。 It is desirable to provide a first cooling passage for circulating a fluid discharged from a gap formed between the rotor and the stator between the outer periphery of the stator and the inner periphery of the casing. According to this configuration, the heat received from the rotor and the stator when the fluid flows in the gap can be radiated to the outside through the casing. Thereby, it becomes possible to keep the temperature inside the electric motor at a predetermined temperature. As a result, the output of the electric motor can be increased to a predetermined value.
上記固定子の外周部に、内部に固定子を冷却するための冷媒を流す第2冷却通路を有する冷却部材をさらに備えるように構成されてもよい。これにより、固定子が効率よく冷却される。また、上記のように固定子の外側に、第1冷却通路を設ける場合には、第1冷却通路内を流れる流体を、第2冷却通路内を流れる冷媒により冷却することもできる。その結果、電動機内部の温度を所定の温度に保つことができる。なお、冷媒としては、水および海水などが使用される。 You may comprise so that the outer peripheral part of the said stator may further be equipped with the cooling member which has a 2nd cooling channel | path which flows the refrigerant | coolant for cooling a stator inside. Thereby, a stator is cooled efficiently. When the first cooling passage is provided outside the stator as described above, the fluid flowing in the first cooling passage can be cooled by the refrigerant flowing in the second cooling passage. As a result, the temperature inside the electric motor can be kept at a predetermined temperature. In addition, water, seawater, etc. are used as a refrigerant | coolant.
本発明によれば、電動機の温度上昇を低減させるためのファンの送風能力を低下させることなく、装置全体をコンパクトにすることができる。 According to the present invention, the entire apparatus can be made compact without reducing the blowing capacity of the fan for reducing the temperature rise of the electric motor.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る低速電動機の縦部分断面図である。図2は低速電動機の第1ファンの部分図であり、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A断面図である。図3は低速電動機の第2ファンの部分図であり、(a)は正面図、(b)は(a)のB−B断面図である。図4は差動歯車装置の要部の構成を概略的に示した正面図である。 FIG. 1 is a vertical partial sectional view of a low-speed motor according to an embodiment of the present invention. 2A and 2B are partial views of the first fan of the low-speed motor, where FIG. 2A is a front view and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. FIG. 3 is a partial view of the second fan of the low-speed motor, where (a) is a front view and (b) is a cross-sectional view taken along the line BB of (a). FIG. 4 is a front view schematically showing a configuration of a main part of the differential gear device.
図1に示すように、低速電動機1は、ケーシング2と、回転軸3aおよび回転子ヨーク3bを備える回転子3と、この回転子3の外側を取り囲むように配置される固定子4と、その軸線が回転軸3aの軸線に略一致するように直列配置される出力軸5と、回転子3から出力される回転速度を減速してその回転速度を出力軸5に出力するための差動歯車装置6とを備える。これらの回転子3、固定子4、出力軸5、および差動歯車装置6は、ケーシング2内に収容されている。
As shown in FIG. 1, the low-speed
ケーシング2は、略円筒形状に形成されている。このケーシング2の外周部は、回転軸3aおよび出力軸5に対して同軸的に取り囲むように配置されている。ケーシング2の軸方向の両端部の中央部には、回転軸3aおよび出力軸5を回転自在に支持する円筒状のハウジング2a、2bが外側に向けてそれぞれ突設されている。
The casing 2 is formed in a substantially cylindrical shape. The outer peripheral portion of the casing 2 is disposed so as to surround the rotation shaft 3a and the
回転軸3a用ハウジング2aには、回転軸3aを回転自在に支持する軸受7aが内嵌されている。この軸受7aは、回転軸3aの出力軸5側と反対側(図1の左側)の端部を支持する。これにより、回転軸3aは、ハウジング2aに対して回転自在となる。また、ハウジング2aの突設側の端部は、塵埃などの進入を防ぐため蓋などで閉塞されている。
A
同様に、出力軸5用ハウジング2bには、出力軸5を回転自在に支持する軸受7bが内嵌されている。この軸受7bは、出力軸5を支持する。これにより、出力軸5は、ハウジング2bに対して回転自在となる。
Similarly, a
出力軸5は、ハウジング2bを貫通してケーシング2の外側に突出している。そして、図示していないが、出力軸5の突出側の軸端に、舶用の推進機などの被駆動軸が連結されている。
The
次に、回転子3の構成について説明する。回転子3は、上記の通り、回転軸3aと回転子ヨーク3bとを備える。
Next, the configuration of the
上記のように、回転軸3aの出力軸5側と反対側(図1の左側)の端部には、軸受7aが配設されており、回転軸3aの出力軸5側(図1の右側)の端部には、後述する差動歯車装置6の一部を構成する太陽歯車6aが回転軸3aと一体的に形成されている。これにより、回転軸3aの回転が差動歯車装置6に伝達されるようになっている。詳細は、後述する。
As described above, the
なお、ここでは、太陽歯車6aと回転軸3aとが一体的に形成されているが、太陽歯車6aおよび回転軸3aをそれぞれ別体としても構わない。これにより、太陽歯車6aを回転軸3aから容易に着脱することができるので、太陽歯車6aのメンテナンスが容易となる。
Here, the
回転子ヨーク3bは、有底筒状に形成されており、その開口端が出力軸5側に向くように配置されている。回転子ヨーク3bは、その軸線が回転軸3aの軸線と一致するように配置されている。そして、回転軸3aが、回転子ヨーク3bの底部を貫通するように、回転子ヨーク3bの底部の内面および外面から軸方向にそれぞれ突設されている。回転軸3aが回転子ヨーク3bの底部の内面から突出される量は、回転軸3aの端部に形成される太陽歯車6aが回転子ヨーク3b内に収容されるように設定される。これにより、後述の差動歯車装置6が回転子ヨーク3b内に収容されて装置全体がコンパクトになる。
The
なお、ここでは、回転子ヨーク3bと回転軸3aとが一体的に形成されているが、それぞれ別体に構成されても構わない。例えば、回転子ヨーク3bの中央部に貫通孔を設けて、この貫通孔に回転軸3aを内嵌する構成とすることができる。これにより、各部品が簡単な形状になるので、容易に製作することができる。
Here, the
回転子ヨーク3bの外周全面には、回転子ヨーク3bの外周に沿って湾曲する複数の箱状の永久磁石8が取り付けられている。これにより、回転子3の発熱を巻線式のものより低減し、回転子3を小さくすることができる。これらの永久磁石8は、回転子ヨーク3bの周方向に電動機1の極数に対応した個数配置されるとともに、回転子ヨーク3bの軸方向に並列的に配置されている。これらの永久磁石8と、回転子ヨーク3bと、回転軸3aとにより、回転子が構成され、永久磁石8により所定の極数の磁石磁界が構成される。
A plurality of box-shaped
また、回転子ヨーク3bの軸方向の両端部の外周部には、ケーシング2内の空気を吸い込んで回転子3と固定子4との間に形成された隙間9内に流入させるための第1ファン10、および、この隙間9内を流れる空気を吸い込むための第2ファン11が、回転子ヨーク3bを挟み込むように対向配置されている。
Further, in the outer peripheral portions of both end portions in the axial direction of the
第1ファン10は、回転子ヨーク3bの一端部(図1の左側)に周設されており、第2ファン11は、回転子ヨーク3bの他端部(図1の右側)に周設されている。
The
この第1ファン10は、図2(a)に示すように、第1羽根10aと、回転子ヨーク3bに取り付けるための環状の第1台座10bと、この第1台座10bに第1羽根10aを取り付けるための第1取付具10cとを備える。
As shown in FIG. 2A, the
この第1取付具10cは、図2(b)に示すように、側面視で四角形状の板状体であり、第1台座10b上にその径方向外方に傾斜してそれぞれ突設されている。この第1取付具10cは、第1台座10bの周方向に放射状に等配されている。各第1取付具10cの第1台座10b側と反対側の端部には、各端部間を覆うように環状の第1板部材10dが取り付けられている。
As shown in FIG. 2 (b), the
第1羽根10aは、図2(a)に示すように、側面視で四角形状の板状体であり、第1板部材10dの第1台座10b側と反対側の部分に突設され、周方向に放射状に等配されている。第1羽根10aとしては、正逆転いずれにも使用可能なように、直線羽根が使用されている。もちろん、高性能を得るために湾曲した羽根を使用しても構わない。
As shown in FIG. 2A, the
各第1羽根10aの第1板部材10d側と反対側の端部には、図2(b)に示すように、上記第1板部材10dとともに各第1羽根10a間に空気が流れる流路を形成するための環状の第1シュラウド10eが取り付けられている。
At the end of each
各第1羽根10aは、第1板部材10dに対して径方向外方に傾斜しており、その先端10fが、図1に示すように、固定子4の内周面に非接触で近接するようになっている。これにより、第1ファン10によって昇圧された空気が、回転子3と固定子4との間に形成される隙間9内に流入する。固定子4と第1ファン10との隙間から漏れることを防止することができる。その結果、第1ファン10の送風効率が向上する。
Each
また、第2ファン11は、図3(a)に示すように、回転子3と固定子4との間に形成される隙間9内を流れる空気を吸い込むための第2羽根11aと、ケーシング2内の第2ファン11の外側の空気を撹拌して冷却効果を向上させるための第3羽根11bと、回転子ヨーク3bに取り付けるための環状の第2台座11cと、この第2台座11cに第2羽根11aおよび第3羽根11bをそれぞれ取り付けるための第2取付具11dとを備える。
Further, as shown in FIG. 3A, the
この第2取付具11dは、環状の板状体であり、その中央縁部が第2台座11c側に略垂直に湾曲している。すなわち、ラッパ状に形成されている。そして、この第2取付具11dの湾曲部の端部が、第2台座11b上に取り付けられている。従って、第2取付具11dの拡径部分11eは、第2台座11cに対して略平行に配置される。
The
この拡径部分11eの第2台座側(図3(b)の左側)の部分には、側面視で四角形状の第2羽根11aが突設され、周方向に放射状に等配されている。各第2羽根11aとしては、正逆転いずれにも使用可能なように、直線羽根が使用されている。もちろん、高性能を得るため湾曲した羽根も使用可能である。
On the second pedestal side (the left side in FIG. 3B) of the diameter-expanded
各第2羽根11aの第2台座11c側の端部には、図3(b)に示すように、上記拡径部分11eとともに各第2羽根11a間に空気が流れる流路を形成するための環状の第2シュラウド11fが取り付けられている。
At the end of each
各第2羽根11aは、上記拡径部分11eに対して径方向外方に傾斜しており、その先端11gが、図1に示すように、固定子4の内周面に非接触で近接するようになっている。これにより、第2ファン11によって昇圧された空気が、第2ファン11の吸い込み側に漏れることを防止することができる。その結果、第2ファン11の送風効率が向上する。
Each
また、上記拡径部分11eの第2羽根11a側と反対側(図3(b)の右側)の部分には、側面視で四角形状の第3羽根11bが突設され、周方向に放射状に等配されている。この第3羽根11bも、第2羽根11a同様、正逆転いずれにも使用可能なように、直線羽根が使用されている。もちろん、湾曲した羽根も使用可能である。
Further, a
各第3羽根11bは、上記拡径部分11eへの第2羽根11aの取付位置に対応する位置にそれぞれ配置されており、拡径部分11eに対して径方向内方に傾斜している。そして、第3羽根11bは、第2羽根11aと拡径部分11eを介して連続するように形成されている。その結果、第2羽根11a間、および、第3羽根11b間から流出する空気の流れ方向は略同一となる。これにより、第2ファン11の送風効率の低下を防止することが可能となる。
Each 3rd blade |
各第3羽根11bの第2台座11c側と反対側の端部には、図3(b)に示すように、第2取付部11dの拡径部分11eとともに各第2羽根11a間に空気が流れる流路を形成するための環状の第3シュラウド11hが取り付けられている。
At the end of each
なお、ここでは、回転子ヨーク3bの軸方向の両端部に第1ファン10および第2ファン11を設けているが、回転子3と固定子4との間に形成される隙間9内に回転子3と固定子4とを冷却するのに必要な空気を流すことができれば、いずれか一方を設けるだけでもよい。また、第2ファン11とケーシング2との間の空気が第2羽根11aにより十分に撹拌される場合には、第3羽根11bを取り付けなくてもよい。
Here, the
次に、差動歯車装置6について図1および図4に基づいて説明する。
Next, the
図1に示すように、差動歯車装置6は、回転軸3aの出力軸5側の端部に同軸に取り付けられた太陽歯車6aと、この太陽歯車6aを同心的に取り囲むように設けられた内歯車6bと、この内歯車6bと太陽歯車6aとの間に配置されて太陽歯車6aの回りを公転する遊星歯車6cとを備える。
As shown in FIG. 1, the
内歯車6bは、環状に形成されており、内周部に歯を有するものである。この内歯車6bは、ケーシング2の出力軸5側の端部内面から回転子ヨーク3bの底部の内面側(図1の左側)に向かって立設された円筒状の支持部12に内嵌され固定されている。従って、この支持部12の先端部分は、回転子ヨーク3b内に内挿される。
The
遊星歯車6cは、図4に示すように、太陽歯車6aおよび内歯車6bにそれぞれ噛合されるように形成されている。各遊星歯車6cの軸線は、回転軸3bおよび出力軸5の各軸線と略平行に配置されている。なお、ここでは、遊星歯車6cの個数は4つであるが、各歯車6a〜6cの歯数、形状などに応じて適宜設定される。例えば、遊星歯車6cの個数を一般には3つ以上にしても構わない。
As shown in FIG. 4, the
この遊星歯車6cの中央部には、図1に示すように、軸方向に貫通する孔が設けられており、この孔に軸受13が内挿されている。この軸受13に、遊星歯車6cを回転自在に支持する支持軸14の一端が内嵌されている。
As shown in FIG. 1, a hole penetrating in the axial direction is provided at the center of the
この支持軸14は、その軸線が遊星歯車6cの軸線と一致するように配置されている。従って、支持軸14の軸線は、回転軸3aおよび出力軸5の軸線と略平行になる。
The
この支持軸14の他端は、出力軸5の回転軸3a側の端部に周設される鍔部5aに取り付けられている。
The other end of the
以上の構成により、回転軸3aが所定の回転速度N1で回転すると、遊星歯車6cが太陽歯車6aの回りを公転し、回転速度N2で出力軸5が回転する。
With the above configuration, when the rotation shaft 3a rotates at a predetermined rotation speed N1, the
この場合、太陽歯車6aの歯数をM1、内歯車6bの歯数をM2とすると、出力軸5の回転速度N2は下式で表される。
In this case, assuming that the number of teeth of the
(数1)
N2=N1x(1/((M2/M1)+1))
従って、例えば、歯数比M2/M1=10にすれば、差動歯車装置6は、回転軸3aの回転速度(N1=2970rpm)を、出力軸5の回転速度(N2=270rpm)まで減速させることができる。
(Equation 1)
N2 = N1x (1 / ((M2 / M1) +1))
Therefore, for example, if the gear ratio M2 / M1 = 10, the
すなわち、上述した差動歯車装置6の歯数比(M2/M1)を適宜設定することにより、回転軸3aの回転速度を高速にしたまま、出力軸5の回転速度を低速に設定することができる。これにより、第1ファン10および第2ファン11を高速回転させることができる。その結果、第1ファン10および第2ファン11は、ケーシング2内の回転子3および固定子4を冷却するのに十分な空気を流出することができる。
That is, by appropriately setting the gear ratio (M2 / M1) of the
また、差動歯車装置6は、図1に示すように、回転子ヨーク3b、ケーシング2の出力軸5側の端部、および支持部12の各内面に取り囲まれた空間6dに収容されている。回転子ヨーク3bの内周面と支持部12の外周面との間に空隙が形成されている。そのため、この空間6d内の空気が固定子4側に流れ込む場合がある。
Further, as shown in FIG. 1, the
ところが、この空気は、差動歯車装置6の各歯車6a〜6cに潤滑油またはグリースなどを使用しているため、潤滑油などが含まれる。そのため、この空気が固定子4側に流れ込むと、回転子3の外側または固定子4に潤滑油などが付着して回転子3または固定子4の電気的特性が劣化する場合がある。
However, since this air uses lubricating oil or grease for the
そこで、本実施形態では、図1に示すように、回転子ヨーク3bの内周面に、上述の空気が固定子4側に流出しないようにするためのシール部15が径方向内方に突設されている。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
このシール部15は、上記ケーシング2の支持部12の外周面に所定の距離を離隔して近接するように形成されている。このシール部15は、例えば、ラビリンス状に形成されており、回転子ヨーク3bの内周面全周に亘って形成されている。このシール部15は、より確実にシールするために軸方向に所定の距離を離隔して並設されている。これにより、上記空間6d内の空気が固定子4側に流出することを防止することができる。その結果、回転子3の外側および固定子4などの電気的特性の劣化を防止することができる。
The
なお、ここでは、シール部15を回転子ヨーク3bの内面に設けているが、支持部12の外周面に設けても構わない。または、シール部15を別体として、回転子ヨーク3bの内周面または支持部12の外周面に取り付けてもよい。また、シール部15として、シールを確実にするためリップシールのような接触型のシール部材を用いてもよい。
Here, the
ところで、固定子4は、図1に示すように、環状の固定子鉄心4aと、この固定子鉄心4aのスロットに捲回された複数相の電機子コイル4bとを備えており、全体がほぼ環状に形成されている。この固定子4はケーシング2の内面に固設されている。この固定子4の外周面には、固定子4などを冷却するための環状の冷却部材16が固定子4を取り囲むように設けられている。
As shown in FIG. 1, the stator 4 includes an
この冷却部材16は、断面矩形状をなしている。そして、冷却部材16の内部には、水または海水などの冷媒を流す矩形断面の第2冷却通路16aが軸方向に複数配設されている。また、この第2冷却通路16aは、図示されていないが、冷却部材16の周方向に沿って配されている。より具体的には、例えば、第2冷却通路16aが、1つの流路からなる場合には、冷却部材16の内部に軸方向に螺旋状に配置される。なお、冷却部材16および第2冷却通路16aの形状、流路数などは、固定子4などとの熱交換量に応じて適宜設定される。
The cooling
また、冷却部材16の外周面とケーシング2の内周面との間に、第2ファン11から排出される空気を第1ファン10側に戻すための第1冷却通路17が形成されている。この第1冷却通路17は、冷却部材16を取り囲むように形成されている。これにより、第1冷却通路17内を流れる空気の熱は、ケーシング2および冷却部材16を通じて、ケーシング2の外部の空気および第2冷却通路16a内の冷媒に吸熱される。また、この熱交換を促進するため、図示していないが、冷却部材16の外周面およびケーシング2の内周面にフィンなどを突設したり、第1冷却通路17を蛇行させて伝熱面積を十分確保することが望ましい。
Further, a
なお、回転子3および固定子4の発熱量が小さい場合には、第1冷却通路17のみ設けることもできる。これにより、構造を簡単にすることができる。
Note that when the amount of heat generated by the
以上の構成により、まず、回転子3が所定の回転速度で回転すると、第1ファン10および第2ファン11が回転子3と同じ回転速度で回転する。これにより、第1ファン10が、回転子ヨーク3bの底部の外面側の空気を吸い込む(図1の矢符R1参照)。第1ファン10は、この空気を昇圧して回転子3と固定子4との間に形成される隙間9に流入させる。流入した空気は、隙間9内を第2ファン11側に流れる(図1の矢符R2参照)。このとき、この空気は、固定子4の発熱、および、回転子3の永久磁石8の発熱を吸熱する。
With the above configuration, first, when the
そのあと、この空気は第2ファン11に吸い込まれ、第2ファン11がこの空気を昇圧して第2ファン11の吐出側の空間に排出する(図1の矢符R3参照)。そのあと、この空気は、図1の矢符R4で示すように、ケーシング2の内周面に向かって流れ、第2冷却通路17内に流入する。そして、この空気は、第2冷却通路17内を第1ファン10側(図1の矢符R5)に向かって流れる。このとき、この空気は、ケーシング2の外側の空気および第1冷却通路16a内の冷媒と熱交換して、第2冷却通路17から排出されるときには、所定の温度まで冷却される。そして、この空気は、再び第1ファン10に吸い込まれる。このように、ケーシング2内の空気は、回転子3および固定子4を冷却するために循環される。
Thereafter, the air is sucked into the
なお、上述した実施形態は一例であり、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。 The above-described embodiment is an example, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment.
本発明にかかる低速電動機は、電動機の温度上昇を低減させるためのファンの送風能力を低下させることなく、装置全体をコンパクトにすることが必要な船舶の推進機などに用いられる低速電動機などとして有用である。 The low-speed electric motor according to the present invention is useful as a low-speed electric motor used for a marine propulsion device or the like that needs to make the entire apparatus compact without reducing the fan blowing capacity for reducing the temperature rise of the electric motor. It is.
1…電動機
2…ケーシング
2a…ハウジング
2b…ハウジング
3…回転子
3a…回転軸
3b…回転子ヨーク
4…固定子
4a…固定子鉄心
4b…電機子コイル
5…出力軸
6…差動歯車装置
6a…太陽歯車
6b…内歯車
6c…遊星歯車
8…永久磁石
9…隙間
10…第1ファン
11…第2ファン
12…支持部
13…軸受
14…支持軸
15…シール部
16…冷却部材
16a…第2冷却通路
17…第1冷却通路
1 ... Electric motor
2 ... Casing
2a ... Housing
2b ... Housing
3 ... Rotor
3a ... Rotating shaft
3b ... Rotor yoke
4 ... Stator
4a ... Stator core
4b ... Armature coil
5 ... Output shaft
6 ... Differential gear unit
6a ... Sun gear
6b ... Internal gear
6c ... Planetary gear
8 ... Permanent magnet
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記回転子ヨークの軸方向の少なくとも1つの端部に取り付けられた、回転子と固定子との間に形成される隙間に流体を流して回転子および固定子を冷却するためのファンと、
上記回転子ヨークに内蔵された差動歯車装置と、
該差動歯車装置に連結された出力軸とを備えており、
上記回転軸の回転速度が差動歯車装置によって減速されて出力軸に伝達されるように構成されてなる、低速電動機。 A low-speed electric motor in which a rotor including a rotating shaft and a rotor yoke provided coaxially with the rotating shaft, and a stator disposed outside the rotor are housed in a casing,
A fan attached to at least one end of the rotor yoke in the axial direction for cooling the rotor and the stator by flowing a fluid through a gap formed between the rotor and the stator;
A differential gear device built in the rotor yoke;
An output shaft coupled to the differential gear device,
A low-speed electric motor configured such that the rotational speed of the rotary shaft is decelerated by a differential gear device and transmitted to an output shaft.
上記回転軸の出力端に同軸的に設けられた太陽歯車と、
該太陽歯車を同心的に取り囲むように配置されて上記ケーシングに固定された内歯車と、
該内歯車と上記太陽歯車との間に配置されて太陽歯車の回りを公転する遊星歯車とを備えており、
上記太陽歯車の軸線と上記出力軸の軸線とが略一致するように配置されており、
上記遊星歯車が出力軸に連結されてなる、請求項1記載の低速電動機。 The differential gear device is
A sun gear coaxially provided at the output end of the rotating shaft;
An internal gear disposed concentrically surrounding the sun gear and fixed to the casing;
A planetary gear disposed between the internal gear and the sun gear and revolving around the sun gear;
It is arranged so that the axis of the sun gear and the axis of the output shaft substantially coincide with each other,
The low-speed electric motor according to claim 1, wherein the planetary gear is connected to an output shaft.
該支持部、回転子ヨークおよびケーシングの各内面に取り囲まれた、上記差動歯車装置を収容する空間とを備えており、
上記支持部の外面と回転子ヨークの内面との間に、該空間内の流体が上記固定子側に流出することを防ぐためのシール部がさらに配設されてなる、請求項2記載の低速電動機。 A support portion for supporting an outer peripheral portion of the internal gear, which is provided so as to be inserted into the rotor yoke on the inner surface of the casing;
A space for accommodating the differential gear device, surrounded by inner surfaces of the support portion, the rotor yoke, and the casing,
The low speed according to claim 2, further comprising a seal portion for preventing fluid in the space from flowing out to the stator side between the outer surface of the support portion and the inner surface of the rotor yoke. Electric motor.
Priority Applications (1)
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JP2003273935A JP2005039926A (en) | 2003-07-14 | 2003-07-14 | Low-speed motor |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=34211029
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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2003
- 2003-07-14 JP JP2003273935A patent/JP2005039926A/en not_active Withdrawn
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