JP2863788B2 - モータ - Google Patents

モータ

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JP2863788B2
JP2863788B2 JP12626097A JP12626097A JP2863788B2 JP 2863788 B2 JP2863788 B2 JP 2863788B2 JP 12626097 A JP12626097 A JP 12626097A JP 12626097 A JP12626097 A JP 12626097A JP 2863788 B2 JP2863788 B2 JP 2863788B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却方法を改善し
たモータの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】モータの構造上、外側にあって固定され
ているステータの鉄心及びコイルで発生した熱は外部に
逃がしやすい。しかし、回転体であるロータコアは、軸
受によってフレーム内の熱伝導性の悪い空気の中に支持
されている。このため、水中モータのようにフレーム外
周に冷却水が存在する場合でも、ロータで発生する熱が
外部に逃げにくく、これがモータの小型化を妨げる原因
になっていた。
【0003】モータロータの熱を効率的に外部に放出す
るようにしたモータとして、図6に示すようなものがあ
る。これは、筒状のフレーム1の内部の空間に、軸体2
と、この軸体を取り囲んで該軸体に一体に取り付けられ
たロータ3と、このロータ3を取り囲むステータ4を備
えたもので、軸体2には空間内に封入された気体を循環
させるファン5が一体に取り付けられている。また、軸
体2とロータ3の間にロータ通風路6が形成されている
とともに、フレーム1には軸方向に延びる突条7が形成
され、この内側にフレーム通風路8が形成されている。
さらに、ロータ3の端面を構成するエンドリング9には
外方に突出する板状のフィン10が形成されており、こ
れによってロータ3と流通する気体との熱交換のための
面積を増やして冷却効率を向上させている。
【0004】このモータにおいては、ロータ3の回転に
伴ってファン5によって外周方向に吐き出された冷却空
気はフレーム通風路8に導かれ、ここにおいてフレーム
1の外側にある冷却水によって冷やされ、図6の矢印で
示すように降下しながら下部コア室11に導入される。
この冷却された空気は、さらにファン5の吸引により、
主軸2とロータコア3との間に形成されたロータ通風路
6に導かれ、ここでロータコア3にて発生した熱を奪い
ながら、矢印で示すように上昇し、上部コア室12に到
達し、ファン5の吸込口に戻る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のモ
ータにおいては、図7に示すように、下部コア室11か
らファン5の吸引によりロータ通風路6に導かれた気体
は、ロータ通風路6の入口近傍に設けられたロータコア
3の放熱用フィン10の作用によって外周側に曲げられ
る。そのため、ロータ通風路6に導かれるロータ冷却用
空気の量が不足し、ロータコア3の冷却が十分になされ
ないため、予想以上に温度が上昇することがあった。
【0006】この発明は、放熱用フィンによる熱交換機
能を生かしつつロータの内側への送風量をも確保して、
ロータの冷却機能を強化し、安定した性能のモータを提
供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、フレーム内の空間に、軸体と、この軸体を取り囲ん
で該軸体に一体に取り付けられた筒状のロータと、この
ロータを取り囲む筒状のステータとが設けられ、上記軸
体とロータの間に冷却流体路が形成されるとともに該ロ
ータの端面に冷却フィンが形成されているモータにおい
て、上記ロータの端部には、上記冷却流体路の入口に上
記フィンと上記冷却流体路を区画する筒状の隔壁が設け
られていることを特徴とするモータである。
【0008】このような構成により、ロータ内側の冷却
流体路の入口部に設けた筒状の隔壁により、冷却流体路
入口直前の冷却媒体にロータフィンの回転の影響が及ば
ないので、冷却媒体の流通量を大幅に増加させ、冷却効
率を向上させることができる。
【0009】このような筒状隔壁は、空気等の冷却流体
が冷却流体路に流入する側に設けると、流出する側に設
けるよりも効果が大きいが、いずれの側に設けても、あ
るいは両側に設けても良い。また、冷却流体を強制的に
循環させるファンを設けても良いが、自然対流や、一方
側にのみ設けた場合に発生する差圧の作用でファンを設
けなくても流体が循環し、それで冷却効果が充分である
場合もある。
【0010】請求項2に記載の発明は、上記軸体には上
記空間内の流体を上記冷却流体路に流通させるファンが
取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の
モータである。これにより、軸体の回転を利用して冷却
流体を強制的に循環させ、冷却効率を向上させることが
できる。
【0011】請求項3に記載の発明は、上記隔壁の高さ
は上記フィンの高さより大きいことを特徴とする請求項
1又は2に記載のモータであるので、ロータフィンの回
転による冷却流体路入口直前の冷却媒体への影響をより
小さくすることができ、さらに冷却効率を向上させるこ
とができる。
【0012】請求項4に記載の発明は、上記隔壁はロー
タ側端部から上記フィンの端部側に向かうに従い広がる
テーパ形状をなしていることを特徴とする請求項1ない
し3のいずれかに記載のモータである。これにより、ロ
ータの冷却流体路への円滑な流体の流入を維持しつつ、
フィンの影響を小さくして冷却効率を向上させることが
できる。
【0013】請求項5に記載の発明は、上記隔壁は、上
記フィンが形成されたエンドリングと一体に形成されて
いることを特徴とする請求項1ないし4いずれかに記載
のモータである。請求項6に記載の発明は、上記隔壁
は、上記フィンが形成されたエンドリングに着脱可能に
取り付けられていることを特徴とする請求項1ないし4
のいずれかに記載のモータである。
【0014】
【実施例】以下、図1を参照して乾式水中モータについ
ての実施例を説明する。なお、上述した従来例と同一の
部分については、符号を同じくして説明を略する。この
実施例と図に示す従来例の差異は、ロータ通風路6の入
口部に筒状の隔壁13を配置した点である。この隔壁1
3は、その内端側のフランジ部14と、内端側から外端
側に向けて直線的に広がるテーパ部15と、さらに外端
側に曲率をもって広がる朝顔部16が、プラスチックや
金属などから一体に形成されており、エンドリング9に
ボルト18を用いて取付けている。
【0015】隔壁13の高さは、図示するように、エン
ドリング9に取り付けたときにテーパ部15がフィン1
0の内側に位置し、朝顔部16がフィン10を覆うよう
に外側へ延びるようになっている。そして、朝顔部16
の縁部はステータコイル端4aの頂部に向かって延び、
ここに、フレーム通風路8からロータ通風路6をつなぐ
滑らかな流路を構成している。
【0016】このような構成のモータにおいては、モー
タが起動して軸体2が回転すると、ファン5によって外
周方向に吐き出された冷却空気が、フレーム通風路8、
下部コア室11、ロータ通風路6、上部コア室12へと
流れてファン5の吸込口に戻る循環流路が形成される。
下部コア室11においては、図に示すように、フレーム
通風路8から出た空気の一部は、隔壁13の朝顔部16
に沿って滑らかに流れてロータ通風路6に導かれる。
【0017】一方、コイル4aの頂部と朝顔部16の縁
部の間の隙間からフィン10に向かった流れは、鉛直方
向断面においては、図示するように隔壁13の背面及び
コイル面に沿って小さい循環流を形成し、また、フィン
10によって周方向にも流される。しかしながら、ロー
タ通風路6の入口部が隔壁13によってフィン10から
区画されているので、ロータ通風路6へ向かう流れがフ
ィン10によって影響を受けることが防止される。従っ
て、ロータ冷却用の空気の量を大幅に増加させ、冷却効
率を向上することができる。
【0018】図2は、隔壁13の取付構造の他の実施例
を示すもので、隔壁13のフランジ部14の取付穴14
aをエンドリング9のバランス用ポール17に挿通し、
このポール17を打撃により潰して固定するようにした
ものである。
【0019】図3に示す別の実施例においては、隔壁1
3を主軸2に取り付けている。すなわち、隔壁13は、
主軸2から径方向に突出してロータを取り付けるための
枝部2aの端面にボルトで固定されている。
【0020】 表 1 ──────────────────────────────────── 場 所 従来の冷却方法 本発明の冷却方法 ──────────────────────────────────── フレーム通風路内 6〜 8m/sec 14〜16m/sec ──────────────────────────────────── ロータ通風路内 14〜18m/sec 18〜22m/sec ────────────────────────────────────
【0021】表1に、実施例のモータにおける冷却空気
流速を、従来のモータと比較して示す。この表に示すよ
うに、冷却空気流速が従来と比較して1.5〜2倍の増
加が可能である。
【0022】図4に示すのはさらに別の実施例であっ
て、ロータコア4のダイキャスト時に、エンドリング9
及びロータフィン10とロータ通風路6の入口部の隔壁
13を一体に製作したものである。この例においては、
隔壁13の製作の工数が削減されてコストが軽減でき、
また、ロータフィン10の強度も高くなって耐用性も向
上する。さらにロータの放熱面積が増加し、冷却性能も
向上する。
【0023】図5に示すのはこの発明の第5の実施例で
あり、ここでは、軸体2にファンを取り付けていない。
つまり、負荷側、反負荷側のそれぞれに配置されたフィ
ン10のどちらか一方に筒状の隔壁13を設けると、ロ
ータの通風路6の両端部で差圧を生じさせることができ
るので、ファンを設置せずに冷却媒体の循環が可能とな
る。これによりフレーム1を小さくすることができ、そ
の結果、モータの小型化、低価格化に寄与する。この場
合も、隔壁13の形状や取り付け構造は、図2ないし図
4の構成を用いても良いことは言うまでもない。
【0024】なお、上記の例では、隔壁13を回転側部
分に取り付けたが、フレーム側やステータ等の固定側に
取り付けても良い。また、上記例は、本発明を乾式水中
モータに適用したが、内部を適当な液体で満たした液封
水中モータや、陸上用のモータにも適用が可能である。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のモータで
は、ロータフィンの熱交換促進作用を失うことなく、モ
ータ内部のロータ流体路への冷却流体の流れを整て流通
量を増加させることができ、冷却効率を大幅に向上させ
ることができる。このため、ロータコアを効率良く冷却
してロータコアの熱によるモータの損傷を防止すること
ができ、さらに、ロータコアを小型化させてモータ本体
を軽量化することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のモータの要部の断面図
である。
【図2】本発明の第2の実施例のモータの要部の断面図
である。
【図3】本発明の第3の実施例のモータの要部の断面図
である。
【図4】本発明の第4の実施例のモータの要部の断面図
である。
【図5】本発明の第5の実施例のモータの要部の断面図
である。
【図6】従来のモータの(a)一部を破断した正面図、
(b)平面図である。
【図7】図6のモータの要部の断面図である。
【符号の説明】
1 フレーム 2 主軸 3 ロータコア 4 ステータコア 4a ステータコイル 5 ファン 6 ロータ通風路(冷却流体路) 8 フレーム通風路 9 エンドリング 10 フィン 11 下部コア室 12 上部コア室 13 隔壁 15 テーパ部 16 朝顔部 17 バランス用ポール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 9/00 - 9/28

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレーム内の空間に、軸体と、この軸体
    を取り囲んで該軸体に一体に取り付けられたロータと、
    このロータを取り囲むステータとが設けられ、上記軸体
    とロータの間に冷却流体路が形成されるとともに該ロー
    タの端面に冷却フィンが形成されているモータにおい
    て、 上記冷却流体路の入口に上記フィンと上記冷却流体路を
    区画する筒状の隔壁が設けられていることを特徴とする
    モータ。
  2. 【請求項2】 上記軸体には上記空間内の流体を上記冷
    却流体路に流通させるファンが取り付けられていること
    を特徴とする請求項1に記載のモータ。
  3. 【請求項3】 上記隔壁の高さは上記フィンの高さより
    大きいことを特徴とする請求項1又は2に記載のモー
    タ。
  4. 【請求項4】 上記隔壁はロータ側端部から上記フィン
    の端部側に向かうに従い広がるテーパ形状をなしている
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の
    モータ。
  5. 【請求項5】 上記隔壁は、上記フィンが形成されたエ
    ンドリングと一体に形成されていることを特徴とする請
    求項1ないし4のいずれかに記載のモータ。
  6. 【請求項6】 上記隔壁は、上記フィンが形成されたエ
    ンドリングに着脱可能に取り付けられていることを特徴
    とする請求項1ないし4のいずれかに記載のモータ。
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