JP2546402Y2 - 電動機の空冷装置 - Google Patents
電動機の空冷装置Info
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- JP2546402Y2 JP2546402Y2 JP1996005500U JP550096U JP2546402Y2 JP 2546402 Y2 JP2546402 Y2 JP 2546402Y2 JP 1996005500 U JP1996005500 U JP 1996005500U JP 550096 U JP550096 U JP 550096U JP 2546402 Y2 JP2546402 Y2 JP 2546402Y2
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Description
【０００１】
【考案の属する技術分野】本考案は電動機の空冷装置に
関し、特に、ロータを取付けた中空の出力軸と、出力軸
の内部に冷却気体を貫流させる冷却気体供給手段とを具
備して、主としてロータを効率良く冷却する空冷装置に
関する。
関し、特に、ロータを取付けた中空の出力軸と、出力軸
の内部に冷却気体を貫流させる冷却気体供給手段とを具
備して、主としてロータを効率良く冷却する空冷装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、工作機械において主軸の高速化、
高出力化が進んでおり、これに伴いスピンドルモータの
ステータ及びロータの発熱量も増加してきている。これ
に対し、モータの冷却は一般に、ステータの外周を冷却
液流路を有したジャケットで覆う方式により行っている
が、この方式ではロータはほとんど冷却され得ない。
高出力化が進んでおり、これに伴いスピンドルモータの
ステータ及びロータの発熱量も増加してきている。これ
に対し、モータの冷却は一般に、ステータの外周を冷却
液流路を有したジャケットで覆う方式により行っている
が、この方式ではロータはほとんど冷却され得ない。
【０００３】そこでロータの表面に空気を吹き付けてロ
ータを直接に冷却する方式が採用されつつある。
ータを直接に冷却する方式が採用されつつある。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、ロータ
に直接、冷却用空気を吹き付ける方式では、その冷却効
果は低速回転時においてしか期待できない。回転中のロ
ータの外周面上には、ロータと共に回転する空気の薄い
層が形成されており、高速回転中は外部から吹き付けら
れた空気が遮断され、冷却が充分に行われ得ないからで
ある。
に直接、冷却用空気を吹き付ける方式では、その冷却効
果は低速回転時においてしか期待できない。回転中のロ
ータの外周面上には、ロータと共に回転する空気の薄い
層が形成されており、高速回転中は外部から吹き付けら
れた空気が遮断され、冷却が充分に行われ得ないからで
ある。
【０００５】したがって本考案の目的は、ロータを効率
良く冷却することのできる電動機の空冷装置を提供する
ことにある。
良く冷却することのできる電動機の空冷装置を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案は、ロータを取付けた中空の出力軸と、出力
軸の内部に冷却気体を貫流させる冷却気体供給手段とを
具備した電動機の空冷装置において、出力軸の内部に
は、出力軸の反負荷側端部のみにて開口し、かつ少なく
とも出力軸の負荷側端部に面したロータの端面の近傍ま
で軸方向へ延びる空洞部が設けられ、冷却気体供給手段
は、出力軸の空洞部の内径よりも小さな外径を有して空
洞部の略全長に亙り空洞部に収容される中空管を具備
し、中空管が、少なくともその先端近傍に中空管の内部
と空洞部とを連通する貫通孔を備えるとともに、その基
端で出力軸の反負荷側端部から電動機外部に延長されて
冷却用の加圧気体供給源に接続され、以て出力軸内に、
中空管を通って空洞部に放出され、空洞部の略全長に亙
って流れた後に反負荷側端部から排出される冷却気体の
流路が形成されることを特徴とする電動機の空冷装置を
提供する。
に、本考案は、ロータを取付けた中空の出力軸と、出力
軸の内部に冷却気体を貫流させる冷却気体供給手段とを
具備した電動機の空冷装置において、出力軸の内部に
は、出力軸の反負荷側端部のみにて開口し、かつ少なく
とも出力軸の負荷側端部に面したロータの端面の近傍ま
で軸方向へ延びる空洞部が設けられ、冷却気体供給手段
は、出力軸の空洞部の内径よりも小さな外径を有して空
洞部の略全長に亙り空洞部に収容される中空管を具備
し、中空管が、少なくともその先端近傍に中空管の内部
と空洞部とを連通する貫通孔を備えるとともに、その基
端で出力軸の反負荷側端部から電動機外部に延長されて
冷却用の加圧気体供給源に接続され、以て出力軸内に、
中空管を通って空洞部に放出され、空洞部の略全長に亙
って流れた後に反負荷側端部から排出される冷却気体の
流路が形成されることを特徴とする電動機の空冷装置を
提供する。
【０００７】
【考案の実施の形態】以下、本考案を添付図面に示す実
施形態に基づいて更に詳細に説明する。図１に示す実施
形態は、例として誘導電動機に適用された空冷装置に関
するものである。この電動機では、ロータ１０はスリー
ブ２４を介して中空の出力軸１２に固定される。出力軸
１２は、ハウジング１６の前部材及び後部材により軸受
１４を介して回転可能に軸承される。ハウジング１６を
構成する中央ハウジング１８の内周には、ステータ２０
が取り付けられる。中央ハウジング１８は冷却ジャケッ
トの構造を有し、内部に冷却液流路１９が設けられてい
る。従ってステータ２０に生じる熱は、冷却液流路１９
を流動する冷却液により吸収され、それによりステータ
２０が冷却される。
施形態に基づいて更に詳細に説明する。図１に示す実施
形態は、例として誘導電動機に適用された空冷装置に関
するものである。この電動機では、ロータ１０はスリー
ブ２４を介して中空の出力軸１２に固定される。出力軸
１２は、ハウジング１６の前部材及び後部材により軸受
１４を介して回転可能に軸承される。ハウジング１６を
構成する中央ハウジング１８の内周には、ステータ２０
が取り付けられる。中央ハウジング１８は冷却ジャケッ
トの構造を有し、内部に冷却液流路１９が設けられてい
る。従ってステータ２０に生じる熱は、冷却液流路１９
を流動する冷却液により吸収され、それによりステータ
２０が冷却される。
【０００８】誘導電動機の出力を高くすると、ロータ１
０に生じる誘導電流に起因して、ロータ１０の発熱が増
加する。この熱は出力軸１２に伝導し、軸受１４に焼付
きを生じさせると共に、温度上昇のため出力にも限界を
生ずる危惧がある。そこで、出力軸１２の内部の空洞部
１３に冷却気体を貫流させ、出力軸１２を介してロータ
１０を冷却する空冷装置が採用される。
０に生じる誘導電流に起因して、ロータ１０の発熱が増
加する。この熱は出力軸１２に伝導し、軸受１４に焼付
きを生じさせると共に、温度上昇のため出力にも限界を
生ずる危惧がある。そこで、出力軸１２の内部の空洞部
１３に冷却気体を貫流させ、出力軸１２を介してロータ
１０を冷却する空冷装置が採用される。
【０００９】図示実施形態では、空洞部１３は、出力軸
１２の反負荷側端部１２ａのみにて開口し、かつ少なく
とも出力軸１２の負荷側端部１２ｂに面したロータ１０
の端面の近傍まで、出力軸１２内で軸方向へ延びる。空
洞部１３には、冷却気体供給手段として、空洞部１３の
内径よりも小さな外径を有した中空管２６が、空洞部１
３の略全長に亙って収容され、空洞部１３の壁面との間
に隙間を介して保持される。中空管２６は、少なくとも
その先端近傍に、中空管２６の内部と空洞部１３とを連
通すべく貫通形成された吹出し孔２８を備える（図１に
は複数の吹出し孔２８が明示される）。さらに中空管２
６は、その基端側で出力軸１２の反負荷側端部１２ａか
ら電動機外部に延長されて、冷却用の加圧気体供給源
（図示せず）に接続される。
１２の反負荷側端部１２ａのみにて開口し、かつ少なく
とも出力軸１２の負荷側端部１２ｂに面したロータ１０
の端面の近傍まで、出力軸１２内で軸方向へ延びる。空
洞部１３には、冷却気体供給手段として、空洞部１３の
内径よりも小さな外径を有した中空管２６が、空洞部１
３の略全長に亙って収容され、空洞部１３の壁面との間
に隙間を介して保持される。中空管２６は、少なくとも
その先端近傍に、中空管２６の内部と空洞部１３とを連
通すべく貫通形成された吹出し孔２８を備える（図１に
は複数の吹出し孔２８が明示される）。さらに中空管２
６は、その基端側で出力軸１２の反負荷側端部１２ａか
ら電動機外部に延長されて、冷却用の加圧気体供給源
（図示せず）に接続される。
【００１０】電動機外部の加圧気体供給源から中空管２
６に導入された冷却用の加圧気体は、出力軸１２との間
に隙間を介して配置される中空管２６内で、ロータ１０
及び出力軸１２と熱交換を行うことなく空洞部１３の内
側に導入され、吹出し孔２８を介して空洞部１３に放出
される。空洞部１３に放出された冷却気体は、出力軸１
２と中空管２６との間に画成される空間を通って空洞部
１３の略全長に亙って流れ、ロータ１０及び出力軸１２
を冷却する。このとき、後方の軸受１４も冷却される。
このようにして熱交換を行った冷却気体は、出力軸１２
の反負荷側端部１２ａに戻り、反負荷側端部１２ａから
電動機外部に排出される。
６に導入された冷却用の加圧気体は、出力軸１２との間
に隙間を介して配置される中空管２６内で、ロータ１０
及び出力軸１２と熱交換を行うことなく空洞部１３の内
側に導入され、吹出し孔２８を介して空洞部１３に放出
される。空洞部１３に放出された冷却気体は、出力軸１
２と中空管２６との間に画成される空間を通って空洞部
１３の略全長に亙って流れ、ロータ１０及び出力軸１２
を冷却する。このとき、後方の軸受１４も冷却される。
このようにして熱交換を行った冷却気体は、出力軸１２
の反負荷側端部１２ａに戻り、反負荷側端部１２ａから
電動機外部に排出される。
【００１１】なお、この実施形態でも、空洞部１３を貫
流する冷却気体が出力軸１２の内周面から熱伝達により
吸熱するに際し、出力軸１２の内周面には出力軸１２の
回転に伴って回転する空気の薄い層が形成される。この
空気層のため吸熱作用は幾分低下するが、ロータ１０に
直接冷却気体を吹き付ける場合と比較すると、出力軸１
２の空洞部１３の径寸法はロータ１０の外径寸法よりも
相当に小さいのでその周方向速度が小さく、従って吸熱
作用に対する抵抗は相当に小さく、充分な冷却が可能で
ある。
流する冷却気体が出力軸１２の内周面から熱伝達により
吸熱するに際し、出力軸１２の内周面には出力軸１２の
回転に伴って回転する空気の薄い層が形成される。この
空気層のため吸熱作用は幾分低下するが、ロータ１０に
直接冷却気体を吹き付ける場合と比較すると、出力軸１
２の空洞部１３の径寸法はロータ１０の外径寸法よりも
相当に小さいのでその周方向速度が小さく、従って吸熱
作用に対する抵抗は相当に小さく、充分な冷却が可能で
ある。
【００１２】中空の出力軸の内部に冷却気体を貫流さ
せ、出力軸を介してロータを冷却する空冷装置として
は、本考案の他に、以下の形式のものが考えられる。図
２に示す空冷装置は、出力軸３０を軸方向へ貫通する空
洞部３２を備え、空洞部３２に冷却気体を貫流させるべ
く、出力軸３０の反負荷側端部に、他の電動機（図示せ
ず）によって駆動されるファン装置３４が取り付けられ
る。これにより、出力軸３０を介してロータ３６を冷却
すると共に、前後の軸受３８をも冷却することができ
る。
せ、出力軸を介してロータを冷却する空冷装置として
は、本考案の他に、以下の形式のものが考えられる。図
２に示す空冷装置は、出力軸３０を軸方向へ貫通する空
洞部３２を備え、空洞部３２に冷却気体を貫流させるべ
く、出力軸３０の反負荷側端部に、他の電動機（図示せ
ず）によって駆動されるファン装置３４が取り付けられ
る。これにより、出力軸３０を介してロータ３６を冷却
すると共に、前後の軸受３８をも冷却することができ
る。
【００１３】図３に示す空冷装置は、図２に示すファン
装置３４の代わりに、出力軸３０の反負荷側端部に一体
形成されたファン４０を備える。このような構成によれ
ば、出力軸３０の回転と共にファン４０が回転するの
で、電動機作動時の回転数が高くなる程、空洞部３２に
多くの冷却空気が流れる。したがってこの空冷装置は、
高速回転時に発熱量の大きい構造の電動機に、特に効果
的に適用される。
装置３４の代わりに、出力軸３０の反負荷側端部に一体
形成されたファン４０を備える。このような構成によれ
ば、出力軸３０の回転と共にファン４０が回転するの
で、電動機作動時の回転数が高くなる程、空洞部３２に
多くの冷却空気が流れる。したがってこの空冷装置は、
高速回転時に発熱量の大きい構造の電動機に、特に効果
的に適用される。
【００１４】図４に示す空冷装置は、出力軸４２の反負
荷側端部で開口し、かつ少なくとも出力軸４２の負荷側
端部に面したロータ４４の端面４４ａの近傍まで出力軸
４２内で軸方向へ延びる空洞部４６を備える。空洞部４
６は、ロータ４４の端面４４ａの近傍で出力軸４２に略
径方向へ穿設された貫通孔４８を介して、電動機の内部
空間に連通される。出力軸４２の反負荷側端部には、空
洞部４６に冷却気体を給送するファン装置５０が設置さ
れる。空洞部４６に給送された冷却気体は、出力軸４
２、後部軸受５２及びロータ４４を冷却した後、貫通孔
４８を介して電動機の内部に流入し、さらにステータ５
４の巻線５６をも冷却した後に、中央ハウジング５８に
設けた径方向貫通孔６０を通って電動機外部へ排出され
る。中央ハウジング５８の貫通孔６０の外側には、追加
のファン装置６２を設置することもできる。
荷側端部で開口し、かつ少なくとも出力軸４２の負荷側
端部に面したロータ４４の端面４４ａの近傍まで出力軸
４２内で軸方向へ延びる空洞部４６を備える。空洞部４
６は、ロータ４４の端面４４ａの近傍で出力軸４２に略
径方向へ穿設された貫通孔４８を介して、電動機の内部
空間に連通される。出力軸４２の反負荷側端部には、空
洞部４６に冷却気体を給送するファン装置５０が設置さ
れる。空洞部４６に給送された冷却気体は、出力軸４
２、後部軸受５２及びロータ４４を冷却した後、貫通孔
４８を介して電動機の内部に流入し、さらにステータ５
４の巻線５６をも冷却した後に、中央ハウジング５８に
設けた径方向貫通孔６０を通って電動機外部へ排出され
る。中央ハウジング５８の貫通孔６０の外側には、追加
のファン装置６２を設置することもできる。
【００１５】本考案に係る空冷装置は、これらの技術と
は異なり、電動機の設置構造等に基づく制約により出力
軸の負荷側端部に空洞部を開口させることができず、し
かも電動機の内部空間に冷却空気を導入しない条件のも
とで、出力軸の反負荷側端部のみから冷却気体の供給及
び排出を行うことができるので、特に有利に使用される
ものである。
は異なり、電動機の設置構造等に基づく制約により出力
軸の負荷側端部に空洞部を開口させることができず、し
かも電動機の内部空間に冷却空気を導入しない条件のも
とで、出力軸の反負荷側端部のみから冷却気体の供給及
び排出を行うことができるので、特に有利に使用される
ものである。
【００１６】
【考案の効果】以上の説明から明らかな様に本考案によ
れば、中空出力軸の空洞部に供給された冷却気体により
出力軸を冷却する構成としたので、出力軸の膨張、収縮
が低減され、さらに出力軸を介してロータ及び軸受が効
果的に冷却される。その結果、ロータの温度上昇が低く
抑えられ、ロータのインピーダンスの上昇が低減されて
出力トルクの低下が防止される。また、軸受の内外輪の
温度差の上昇を低減でき、焼き付きが防止される。さら
に、冷却気体の冷却能力を損なうことなく、電動機の反
負荷側だけで、出力軸内への冷却気体の導入及び出力軸
内からの冷却気体の排出を行なうことができるので、出
力軸の負荷側に冷却気体導入又は排出用の開口を設けら
れない場合にも、ロータ及び出力軸を効果的に冷却する
ことが可能となる。
れば、中空出力軸の空洞部に供給された冷却気体により
出力軸を冷却する構成としたので、出力軸の膨張、収縮
が低減され、さらに出力軸を介してロータ及び軸受が効
果的に冷却される。その結果、ロータの温度上昇が低く
抑えられ、ロータのインピーダンスの上昇が低減されて
出力トルクの低下が防止される。また、軸受の内外輪の
温度差の上昇を低減でき、焼き付きが防止される。さら
に、冷却気体の冷却能力を損なうことなく、電動機の反
負荷側だけで、出力軸内への冷却気体の導入及び出力軸
内からの冷却気体の排出を行なうことができるので、出
力軸の負荷側に冷却気体導入又は排出用の開口を設けら
れない場合にも、ロータ及び出力軸を効果的に冷却する
ことが可能となる。
【図１】本考案に係る電動機の空冷装置の実施形態を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】電動機の空冷装置の一例を示す断面図である。
【図３】電動機の空冷装置の他の例を示す断面図であ
る。
る。
【図４】電動機の空冷装置のさらに他の例を示す断面図
である。
である。
１０…ロータ １２…出力軸 １３…空洞部 １４…軸受 ２６…中空管 ２８…吹出し孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 沼居 一久 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社 商品開発研 究所内 (72)考案者 君島 正巳 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社 商品開発研 究所内 (72)考案者 岡 秀樹 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社 商品開発研 究所内 (56)参考文献 特開 昭54−97707（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−121705（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−108589（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−155968（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−38558（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】 ロータを取付けた中空の出力軸と、該出
力軸の内部に冷却気体を貫流させる冷却気体供給手段と
を具備した電動機の空冷装置において、 前記出力軸の内部には、該出力軸の反負荷側端部のみに
て開口し、かつ少なくとも該出力軸の負荷側端部に面し
た前記ロータの端面の近傍まで軸方向へ延びる空洞部が
設けられ、 前記冷却気体供給手段は、前記出力軸の前記空洞部の内
径よりも小さな外径を有して該空洞部の略全長に亙り該
空洞部に収容される中空管を具備し、該中空管が、少な
くともその先端近傍に該中空管の内部と前記空洞部とを
連通する貫通孔を備えるとともに、その基端で前記出力
軸の前記反負荷側端部から電動機外部に延長されて冷却
用の加圧気体供給源に接続され、 以て前記出力軸内に、前記中空管を通って前記空洞部に
放出され、該空洞部の略全長に亙って流れた後に前記反
負荷側端部から排出される冷却気体の流路が形成される
こと、を特徴とする電動機の空冷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1996005500U JP2546402Y2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 電動機の空冷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1996005500U JP2546402Y2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 電動機の空冷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH081616U JPH081616U (ja) | 1996-11-22 |
| JP2546402Y2 true JP2546402Y2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=18527758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1996005500U Expired - Fee Related JP2546402Y2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 電動機の空冷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546402Y2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011005588A1 (de) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | Aloys Wobben | Elektromotor-Kühlung |
| JP2020069604A (ja) * | 2018-10-31 | 2020-05-07 | 日本精工株式会社 | モータビルトイン方式のスピンドル装置 |
| CN111917232A (zh) | 2020-08-31 | 2020-11-10 | 精进电动科技股份有限公司 | 一种电机轴 |
| JP7151821B1 (ja) * | 2021-04-30 | 2022-10-12 | 株式会社明電舎 | 回転機 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4203044A (en) * | 1978-01-16 | 1980-05-13 | Sundstrand Corporation | Double-walled rotor for an oil-cooled electrical machine |
-
1996
- 1996-06-13 JP JP1996005500U patent/JP2546402Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH081616U (ja) | 1996-11-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |