JP5013751B2 - Electric motor - Google Patents

Electric motor Download PDF

Info

Publication number
JP5013751B2
JP5013751B2 JP2006150275A JP2006150275A JP5013751B2 JP 5013751 B2 JP5013751 B2 JP 5013751B2 JP 2006150275 A JP2006150275 A JP 2006150275A JP 2006150275 A JP2006150275 A JP 2006150275A JP 5013751 B2 JP5013751 B2 JP 5013751B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
rotor
annular
rotating shaft
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006150275A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007325358A (en
JP2007325358A5 (en
Inventor
正彦 飯田
正人 稲津
公則 安部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP2006150275A priority Critical patent/JP5013751B2/en
Publication of JP2007325358A publication Critical patent/JP2007325358A/en
Publication of JP2007325358A5 publication Critical patent/JP2007325358A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5013751B2 publication Critical patent/JP5013751B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

この発明は、工作機械の主軸モータ等として用いられる電動機に関し、特に、電動機の冷却に関するものである。   The present invention relates to an electric motor used as a spindle motor of a machine tool, and more particularly to cooling of the electric motor.

工作機械の主軸の高速回転化に伴い、中、小型の工作機械では、別置き電動機による主軸駆動のものから主軸ユニットに電動機が組み込まれて主軸を直接回転駆動するビルトインモータ方式のものが、多く見受けられるようになっている。   As machine tool spindles rotate at high speed, many small and medium-sized machine tools have built-in motors that drive the spindle directly from the main spindle drive to a spindle unit driven by a separate motor. It can be seen.

ビルトインモータは、同期式電動機によるものと、誘導式電動機によるものの2通りがある。同期式電動機は、回転子(ロータ)の発熱が理論上ないが、コスト高であることに加え、遠心力によるロータ側の永久磁石の剥離が問題になる。このため、現在、殆どのものが誘導式電動機によるものになっている。   There are two types of built-in motors, one using a synchronous motor and the other using an induction motor. In the synchronous motor, the rotor (rotor) does not generate heat theoretically, but in addition to high cost, peeling of the permanent magnet on the rotor side by centrifugal force becomes a problem. For this reason, most of them are now based on induction motors.

誘導式電動機の場合、回転子に電流が流れ、発熱するため、固定子に加えて回転子を冷却する必要がある。   In the case of an induction motor, since current flows through the rotor and heat is generated, it is necessary to cool the rotor in addition to the stator.

ビルトインモータの冷却は、いくつかに分類することができる。誘導式電動機では、鉄損、銅損が大きい一次側(固定子側)と、二次損失(回転子損失)を各々個別に冷却するのが通常である。一次側の鉄心部を外側から冷却水(あるいは油)によって冷却することは、ほぼ確立しており、技術的に困難でない。このことに対して、二次側は高速回転しており、二次側冷却については、多様な方策が提案されている。この二次側冷却を大きく分類すると、ロータ(回転主軸)を液冷する方法と、ロータを空冷する方法とがある。   Built-in motor cooling can be classified into several categories. In an induction motor, the primary side (stator side) and the secondary loss (rotor loss) with large iron loss and copper loss are usually cooled separately. Cooling the primary side iron core part with cooling water (or oil) from the outside is almost established and not technically difficult. On the other hand, the secondary side rotates at high speed, and various measures have been proposed for secondary side cooling. The secondary side cooling is roughly classified into a method for liquid cooling the rotor (rotary main shaft) and a method for air cooling the rotor.

たとえば、ビルトインモータのロータを主軸に固定するスリーブの軸方向貫通溝に圧縮空気を一端より噴射し、前記スリーブ両端のフィンによる前記貫通溝内のエアの流れに乗せてロータ冷却するものや(例えば、特許文献1)、ステータ、ロータ、スピンドルの少なくとも1つ以上に冷却用液体を噴射するものがある(例えば、特許文献2)。
特開平7−185994号公報 特開平9−154257号公報
For example, compressed air is injected from one end into an axial through groove of a sleeve that fixes a rotor of a built-in motor to a main shaft, and the rotor is cooled by being put on the air flow in the through groove by fins at both ends of the sleeve. For example, Patent Document 1), there is one that injects a cooling liquid onto at least one of a stator, a rotor, and a spindle (for example, Patent Document 2).
JP-A-7-185994 JP-A-9-154257

ロータ(回転主軸)を液冷する方法は、熱容量が大きい熱媒体を使用するから、大きい冷却効果を期待できる。しかし、高速回転する軸に液相の熱媒体を受渡しする装置、たとえば、ロータリジョイントが必要である。ロータリジョイントは、回転速度の上限に限界があり、寿命も短い。   Since the method of liquid cooling the rotor (rotating main shaft) uses a heat medium having a large heat capacity, a large cooling effect can be expected. However, a device that delivers a liquid phase heat medium to a shaft that rotates at high speed, for example, a rotary joint, is required. The rotary joint has a limit on the upper limit of the rotational speed and has a short life.

これに対し、回転子を空冷する方法は、熱媒体を非接触で受渡しすることができるから、液冷の場合のような回転数の制限や寿命の問題を生じることとがない。しかし、空気の通路をどのように形成するかによって、回転の冷却効果が著しく異なったものになる。 On the other hand, the method of air-cooling the rotor can deliver the heat medium in a non-contact manner, and thus does not cause the limitation of the number of rotations and the problem of life as in the case of liquid cooling. However, depending on how to form a passage for air, become those cooling effect of the rotating element is significantly different.

通常、空気通路として使用される回転子外周と固定子内周との間に形成される環状空隙は、狭く、環状空隙内において回転している回転子に連れ回る空気が固定子のヨーク間の溝に高速度で衝突し、高い圧力を発生した状態になるため、環状空隙を空気が流れ難く、十分な冷却効果を期待できない。   Normally, the annular gap formed between the outer periphery of the rotor and the inner circumference of the stator that is used as an air passage is narrow, and the air that follows the rotor rotating in the annular gap is between the yokes of the stator. Since it collides with the groove at a high speed and generates a high pressure, it is difficult for air to flow through the annular gap and a sufficient cooling effect cannot be expected.

この発明が解決しようとする課題は、空冷によって回転子を十分に冷却できるようにすることである。   The problem to be solved by the present invention is to allow the rotor to be sufficiently cooled by air cooling.

この発明による電動機は、回転軸に取り付けられ、軸方向の両端に短絡環体が設けられた回転子と、モータハウジングに取り付けられた固定子とを有する電動機において、前記回転軸と前記回転子とが嵌合する前記回転軸の外周に、軸線方向に横切って延在する螺旋溝を設け、前記回転子の端部に隣接する前記回転軸の部分に固定装着され、前記螺旋溝に連通する溝を有し、前記溝の一方の端が外周面に開口する吸気リング部材を設け、前記モータハウジングの一端に固定装着された回転軸ブラケットに取り付けられ、前記回転軸の外周に配置される環状の内側部材と、前記回転軸ブラケットに取り付けられ、前記内側部材の外周に配置される環状の外側部材とにより構成され、前記回転軸のラジアル方向に開口する環状噴孔を、前記吸気リング部材の溝の一方の端に間隔をおいて対向させて設け、前記環状噴孔から前記吸気リング部材のの一方の端に空気を吹き込むことを特徴とする。 An electric motor according to the present invention includes a rotor attached to a rotating shaft and provided with short-circuiting rings at both ends in the axial direction, and a stator attached to a motor housing, wherein the rotating shaft and the rotor outside circumference of the rotating shaft but to be fitted, provided a helical groove extending across the axial direction, fixed mounted to a portion of the rotary shaft adjacent to an end of the rotor, communicating with the spiral groove An annular ring having a groove, provided with an intake ring member having one end of the groove open to the outer peripheral surface, attached to a rotary shaft bracket fixedly attached to one end of the motor housing, and disposed on the outer periphery of the rotary shaft an inner member attached to the rotary shaft bracket is constituted by an outer annular member is disposed on the outer periphery of said inner member, an annular nozzle hole you open in the radial direction of the rotary shaft, the intake Li It provided to face at intervals at one end of the groove of the grayed member, characterized in that blowing air into one end of the groove of the intake ring member from the annular nozzle hole.

この発明による電動機は、回転軸に取り付けられ、軸方向の両端に短絡環体が設けられた回転子と、モータハウジングに取り付けられた固定子とを有する電動機において、前記回転子に、当該回転子を軸線方向に貫通する複数個の通気孔を設け、前記複数個の通気孔の一端は前記一方の短絡環体の外周面に開口する複数個の入口孔に連通し、前記複数個の通気孔の他端は前記他方の短絡環体の外周面に開口する複数個の出口孔に連通し、前記モータハウジングの一端に固定装着された回転軸ブラケットに取り付けられ、前記回転軸の外周に配置される環状の内側部材と、前記回転軸ブラケットに取り付けられ、前記内側部材の外周に配置される環状の外側部材とにより構成され、前記回転軸のラジアル方向に開口する環状噴孔を、前記複数個の入口孔間隔をおいて対向させて設け、前記環状噴孔から前記複数個の入口孔に空気を吹き込むことを特徴とする。 An electric motor according to the present invention includes a rotor attached to a rotating shaft and provided with short-circuiting rings at both ends in the axial direction, and a stator attached to a motor housing. A plurality of vent holes penetrating in the axial direction, one end of the plurality of vent holes communicating with a plurality of inlet holes opened on the outer peripheral surface of the one short-circuited ring, The other end of the motor is connected to a plurality of outlet holes opened on the outer peripheral surface of the other short-circuiting ring, and is attached to a rotary shaft bracket fixedly attached to one end of the motor housing, and is disposed on the outer periphery of the rotary shaft. and an annular inner member that is attached to the rotating shaft bracket is constituted by an outer annular member is disposed on the outer periphery of said inner member, an annular nozzle hole you open in a radial direction of said rotary shaft, said plurality Pieces It provided to face at a distance to the inlet hole, characterized in that blowing air into said plurality of inlet holes from the annular nozzle hole.

この発明による電動機は、回転軸ブラケットに取り付けられ、回転軸の外周に配置される環状の内側部材と、回転軸ブラケットに取り付けられ、内側部材の外周に配置される環状の外側部材とにより構成され、回転軸のラジアル方向に開口する環状噴孔から、吸気リング部材の溝の一方の端に、または、短絡環体の複数個の入口孔に空気を吹き込むから、その空気が螺旋溝または通気孔を良好に流れ、回転子の冷却が効果的に行われるようになる。 The electric motor according to the present invention includes an annular inner member that is attached to the rotating shaft bracket and is disposed on the outer periphery of the rotating shaft, and an annular outer member that is attached to the rotating shaft bracket and is disposed on the outer periphery of the inner member. , from the annular nozzle hole which opens in the radial direction of the rotary shaft, at one end of the groove of a suction ring member, or, from which blows air into a plurality of inlet holes of the short-circuit ring body, the air spiral groove or As a result , the rotor flows well and the rotor is cooled effectively.

この発明による電動機の実施形態1を、図1を参照して説明する。   Embodiment 1 of an electric motor according to the present invention will be described with reference to FIG.

電動機10は、例えば、工作機械の主軸モータ(ビルトインモータ)であり、円筒形状のモータハウジング11と、モータハウジング11の一端に固定装着された回転軸ブラケット12と、モータハウジング11の他端に固定装着されたリアカバー13とを有し、これらによって円筒空間状のモータ室14を構成している。   The electric motor 10 is, for example, a spindle motor (built-in motor) of a machine tool, and is fixed to the cylindrical motor housing 11, the rotary shaft bracket 12 fixedly attached to one end of the motor housing 11, and the other end of the motor housing 11. The rear cover 13 is attached to form a cylindrical space-like motor chamber 14.

モータ室14の中心部には回転軸(ロータ軸)15が自身の中心軸線周りに回転可能に配置されている。回転軸15の外周には回転子16が固定装着されている。モータハウジング11の内周には円筒形状の固定子21が固定装着されている。回転子16と固定子21は、ともに、モータ室14内にあり、固定子21の内側に回転子16が同心配置されている。   A rotation shaft (rotor shaft) 15 is disposed at the center of the motor chamber 14 so as to be rotatable around its own central axis. A rotor 16 is fixedly mounted on the outer periphery of the rotating shaft 15. A cylindrical stator 21 is fixedly attached to the inner periphery of the motor housing 11. Both the rotor 16 and the stator 21 are in the motor chamber 14, and the rotor 16 is concentrically disposed inside the stator 21.

回転子16は、積層板(珪素鋼板)によるロータ本体17と、ロータ本体17を軸線方向に貫通する複数個の二次導体棒18と、ロータ本体17の左右両端に各々設けられて複数個の二次導体棒18を互いに導通接続する短絡環体(エンドリング)19、20とにより構成され、焼き嵌め等によって回転軸15に固定装着されている。なお、二次導体棒18は、回転子16の中心軸線周りに等間隔に配置され、トルクコギング抑制のために所定のスキュ角を付けられている。   The rotor 16 is provided with a rotor body 17 made of a laminated plate (silicon steel plate), a plurality of secondary conductor rods 18 penetrating the rotor body 17 in the axial direction, and a plurality of secondary conductor rods 18 provided at both left and right ends of the rotor body 17. The secondary conductor rod 18 is composed of short-circuited rings (end rings) 19 and 20 that are conductively connected to each other, and is fixedly attached to the rotary shaft 15 by shrink fitting or the like. The secondary conductor rods 18 are arranged at equal intervals around the central axis of the rotor 16 and have a predetermined skew angle for suppressing torque cogging.

固定子21は、積層板によるステータ本体22と、ステータ本体22に巻装されたステータコイル23とにより構成されている。ステータコイル23の巻線24は、ステータ本体22に形成されている複数個のヨーク25に巻き付けられている(図2参照)。ヨーク25は各々軸線方向に延在していてステータ本体22の周方向に等間隔に設けられており、互いに隣接するヨーク25間にヨーク溝26がある。   The stator 21 includes a stator body 22 made of a laminated plate and a stator coil 23 wound around the stator body 22. The winding 24 of the stator coil 23 is wound around a plurality of yokes 25 formed on the stator body 22 (see FIG. 2). The yokes 25 each extend in the axial direction, are provided at equal intervals in the circumferential direction of the stator body 22, and there are yoke grooves 26 between the adjacent yokes 25.

複数個のヨーク溝26は、ステータ本体22の内周に存在し、各々所定のスキュ角をもって固定子外周の母線方向に対して傾斜していてもよい。   The plurality of yoke grooves 26 may exist on the inner periphery of the stator main body 22 and may be inclined with respect to the generatrix direction of the stator outer periphery with a predetermined skew angle.

ロータ本体17の外周とヨーク溝26を有するステータ本体22の内周との間には、環状空隙(エアギャップ)27が形成されている。環状空隙27は、電動機10の磁気損失を最小限にすべく、小さいことが望ましい。   An annular gap (air gap) 27 is formed between the outer periphery of the rotor body 17 and the inner periphery of the stator body 22 having the yoke grooves 26. The annular gap 27 is desirably small in order to minimize the magnetic loss of the electric motor 10.

モータハウジング11の外周にはステータ冷却スリーブ31が装着されている。ステータ冷却スリーブ31の内周には螺旋溝が形成されていてモータハウジング11の外周と共働して螺旋状の冷却水通路32を確定している。ステータ冷却スリーブ31には、冷却水通路32の一端に連通する冷却水入口33と、冷却水通路32の他端に連通する冷却水出口34が各々形成されている。   A stator cooling sleeve 31 is mounted on the outer periphery of the motor housing 11. A spiral groove is formed on the inner periphery of the stator cooling sleeve 31 and cooperates with the outer periphery of the motor housing 11 to define a spiral cooling water passage 32. The stator cooling sleeve 31 is formed with a cooling water inlet 33 communicating with one end of the cooling water passage 32 and a cooling water outlet 34 communicating with the other end of the cooling water passage 32.

これにより、冷却水入口33より冷却水通路32に冷却水が入り、冷却水は、冷却水通路32を流れ、その間に、モータハウジング11を介してステータ本体22を外側より冷却する。冷却水通路32を流れた冷却水は、ステータ本体22の冷却を終えて冷却水出口34より外部へ排出される。   Thereby, cooling water enters the cooling water passage 32 from the cooling water inlet 33, and the cooling water flows through the cooling water passage 32, while cooling the stator body 22 from the outside via the motor housing 11. The cooling water that has flowed through the cooling water passage 32 finishes cooling the stator body 22 and is discharged to the outside from the cooling water outlet 34.

モータ室14内の回転軸ブラケット12の側には空気ノズル41が設けられている。空気ノズル41は、環状の外側部材42と内側部材43とにより構成され、外側部材42と内側部材43とで環状噴孔44を構成している。環状噴孔44は、外側部材42と内側部材43の嘴形状部の先端にあってアキシャル方向に開口し、環状空隙27と同心で、環状空隙27の軸線方向の一方の開口端27Aに同じ径方向位置にて小さい隙間をおいて開口端27Aに対向している。 An air nozzle 41 is provided on the rotating shaft bracket 12 side in the motor chamber 14. Air nozzle 41 is constituted by an annular outer member 42 and inner member 43, constitute a ring-shaped nozzle hole 44 in the outer member 42 and inner member 43. The annular injection hole 44 is at the tip of the flange-shaped portion of the outer member 42 and the inner member 43 and opens in the axial direction, is concentric with the annular gap 27, and has the same diameter as one opening end 27 </ b> A in the axial direction of the annular gap 27. It faces the opening end 27A with a small gap in the direction position.

環状噴孔44は、外側部材42、内側部材43に形成された空気通路45、46と、回転軸ブラケット12に形成された空気通路47によって回転軸ブラケット12に形成されている空気入口48に連通している。   The annular injection hole 44 communicates with an air inlet 48 formed in the rotary shaft bracket 12 by air passages 45 and 46 formed in the outer member 42 and the inner member 43 and an air passage 47 formed in the rotary shaft bracket 12. is doing.

空気ノズル41は、空気入口48より圧縮空気(加圧空気)を供給され、環状噴孔44より環状空隙27へ向けて空気を噴出する。環状噴孔44より環状空隙27へ向けて噴出した空気は、環状空隙27の一方の開口端27Aより環状空隙27内に入り、環状空隙27内を軸流空気流として流れ、その間に、回転子16および固定子21を冷却する。環状空隙27を流れた空気は、環状空隙27の軸線方向の他方の開口端27Bより環状空隙27外へ流出し、リアカバー13に形成された排気孔29よりモータ室14外に排出される。   The air nozzle 41 is supplied with compressed air (pressurized air) from the air inlet 48 and ejects air from the annular injection hole 44 toward the annular gap 27. The air ejected from the annular nozzle 44 toward the annular gap 27 enters the annular gap 27 from one open end 27A of the annular gap 27 and flows in the annular gap 27 as an axial air flow. 16 and the stator 21 are cooled. The air flowing through the annular gap 27 flows out of the annular gap 27 from the other opening end 27B in the axial direction of the annular gap 27 and is discharged out of the motor chamber 14 through the exhaust hole 29 formed in the rear cover 13.

このように、環状空隙27の開口端27Aに向けて開口した空気ノズル41の環状噴孔44より圧縮空気が吹き出すことにより、圧縮空気は、比較的低圧であっても、噴射流速エネルギによって環状空隙27内に直接に流入し、環状空隙27内を軸流空気流として良好に流れる。   As described above, the compressed air blows out from the annular nozzle hole 44 of the air nozzle 41 opened toward the opening end 27A of the annular gap 27, so that even if the compressed air is at a relatively low pressure, the annular gap is generated by the jet flow velocity energy. 27 flows directly into the air gap 27 and flows favorably in the annular gap 27 as an axial air flow.

固定子21のヨーク溝26が所定のスキュ角をもって固定子外周の母線方向に対して傾斜していれば、回転子16の回転に伴って環状空隙27内にねじポンプ作用が生じ、環状空隙27内における軸流空気流が、より強い良好なものになる。   If the yoke groove 26 of the stator 21 is inclined with respect to the generatrix direction of the outer periphery of the stator with a predetermined skew angle, a screw pump action is generated in the annular gap 27 as the rotor 16 rotates, and the annular gap 27 The axial air flow inside becomes stronger and better.

これらのことにより、環状噴孔44より吹き出す圧縮空気が低圧であっても、環状空隙27内を良好に流れる軸流空気流によって、回転子16、固定子21の空冷が効率よく行われる。しかも、高い空気圧を必要としないから、環状噴孔44より環状空隙27へ向けて噴出する圧縮空気が、回転子16の前後に設けられる回転軸15の軸受の潤滑性能(エアオイル潤滑、オイルミスト潤滑、グリス潤滑)に悪影響を与えることもない。   For these reasons, even if the compressed air blown out from the annular injection hole 44 is at a low pressure, the air cooling of the rotor 16 and the stator 21 is efficiently performed by the axial air flow that flows favorably in the annular gap 27. In addition, since high air pressure is not required, the compressed air jetted from the annular nozzle hole 44 toward the annular gap 27 lubricates the bearings of the rotary shaft 15 provided before and after the rotor 16 (air oil lubrication, oil mist lubrication). , Grease lubrication) is not adversely affected.

なお、環状噴孔44より吹き出す圧縮空気は、低温に温調されたものであってもよく、環状空隙27内を流れる軸流空気流の空気温度が低温であることにより、回転子16、固定子21の空冷が、より良く行われる。   Note that the compressed air blown out from the annular nozzle hole 44 may be temperature-controlled, and the rotor 16 is fixed when the air temperature of the axial airflow flowing through the annular gap 27 is low. The child 21 is air-cooled better.

環状噴孔44を有する空気ノズル41の嘴先端面と、当該嘴先端面と平行に面対向するロータ本体17およびステータ本体22の端面との間のアキシャル隙間aは、必要最小限の小さい値に設定され、空気ノズル41の嘴先端面とロータ本体17およびステータ本体22の端面との間に、アキシャル型の非接触式シールをなしている。これにより、空気ノズル41と環状空隙27との間の空気受渡部における空気損失が最小限に止められ、無駄な空気消費量が少なくなる。   The axial gap a between the flange tip surface of the air nozzle 41 having the annular nozzle hole 44 and the end surfaces of the rotor body 17 and the stator body 22 facing the flange tip surface parallel to the flange tip surface is set to a minimum necessary small value. An axial non-contact type seal is formed between the end surface of the air nozzle 41 and the end surfaces of the rotor body 17 and the stator body 22. Thereby, the air loss in the air delivery part between the air nozzle 41 and the annular space | gap 27 is stopped to the minimum, and useless air consumption is reduced.

また、この実施形態では、空気ノズル41の外側部材42に拡張冷却水通路49が形成されている。拡張冷却水通路49は、一方においてステータ冷却スリーブ31に形成された連通孔50によって冷却水通路(上流側)32に連通し、他方においてステータ冷却スリーブ31に形成された連通孔51によって冷却水通路(下流側)32に連通し、冷却水入口33よりの冷却水が分流するようになっている。 In this embodiment, an extended cooling water passage 49 is formed in the outer member 42 of the air nozzle 41. Expansion cooling water passage 49, the communication hole 50 formed in the stator cooling sleeve 31 in one communicates with the cooling water passage (upstream side) 32, the cooling water passage by communicating hole 51 formed in the stator cooling sleeve 31 at the other The cooling water communicates with the (downstream side) 32 and the cooling water from the cooling water inlet 33 is diverted.

これにより、拡張冷却水通路49を冷却水が流れ、外側部材42が冷却される。外側部材42の固定子21の側の外表面42Aは、ステータコイル23の端部に接近した位置にあり、輻射によってステータコイル23を冷却する。この拡張冷却水通路49を流れる冷却水によるステータコイル23の冷却効果は、外側部材42が良伝熱性・良輻射熱吸収性であることが好ましい。したがって、外側部材42は銅合金等により構成され、外表面42Aは黒色つや消しの表面処理を施されている。さらに、外側部材42の固定子21側の外表面42Aは、溝切り加工等によって表面積を拡張され、ステータコイル23の冷却効果の向上を図られている。   Thereby, the cooling water flows through the extended cooling water passage 49, and the outer member 42 is cooled. The outer surface 42A on the stator 21 side of the outer member 42 is located close to the end of the stator coil 23, and cools the stator coil 23 by radiation. The cooling effect of the stator coil 23 by the cooling water flowing through the extended cooling water passage 49 is preferably such that the outer member 42 has good heat transfer and good radiation heat absorption. Therefore, the outer member 42 is made of a copper alloy or the like, and the outer surface 42A is subjected to a black matte surface treatment. Further, the outer surface 42A of the outer member 42 on the stator 21 side is expanded in surface area by grooving or the like, so that the cooling effect of the stator coil 23 is improved.

図3は、実施形態1による電動機の変形例1を示している。なお、図3において、図1に対応する部分は、図1に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。   FIG. 3 shows a first modification of the electric motor according to the first embodiment. 3, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and description thereof is omitted.

この実施形態では、ロータ本体17の一方の端部外周とステータ本体22の一方の端部内周に各々周溝(円環溝)52、53が形成されている。   In this embodiment, circumferential grooves (annular grooves) 52 and 53 are formed on the outer periphery of one end of the rotor body 17 and the inner periphery of one end of the stator body 22, respectively.

空気ノズル41の外側部材42、内側部材43の嘴形状部の先端側は、周溝52、53内に進入しており、環状噴孔44は、周溝52、53内において環状空隙27と同心で、環状空隙27の軸線方向の一方の開口端27Aに同じ径方向位置にて小さいアキシャル隙間bをおいて開口端27Aに対向している。   The distal end side of the flange-shaped portion of the outer member 42 and the inner member 43 of the air nozzle 41 enters the circumferential grooves 52 and 53, and the annular injection hole 44 is concentric with the annular gap 27 in the circumferential grooves 52 and 53. Thus, a small axial gap b is provided at the same radial position at one opening end 27A in the axial direction of the annular gap 27 and faces the opening end 27A.

外側部材42、内側部材43の嘴形状部と周溝52、53との間には径方向に小さいラジアル隙間cがある。ラジアル隙間cは、必要最小限の小さい値に設定され、空気ノズル41の嘴形状部とロータ本体17およびステータ本体22との間に、ラジアル型の非接触式シールをなしている。これにより、この実施形態でも、空気ノズル41と環状空隙27との間の空気受渡部における空気損失が最小限に止められ、無駄な空気消費量が少なくなる。   There is a small radial gap c in the radial direction between the outer member 42 and the flange portion of the inner member 43 and the circumferential grooves 52 and 53. The radial gap c is set to a necessary minimum value, and a radial non-contact seal is formed between the flange-shaped portion of the air nozzle 41 and the rotor body 17 and the stator body 22. Thereby, also in this embodiment, the air loss in the air delivery part between the air nozzle 41 and the annular gap 27 is minimized, and wasteful air consumption is reduced.

図3に示されている変形例1が、図1に示されている実施形態1と異なるところは、上述した空気受渡部における非接触式シールの型式だけであり、他の構成は、実施形態1と同じである。したがって、この変形例でも、図1に示されている実施形態1と同様の作用効果が得られる。   The modification 1 shown in FIG. 3 differs from the first embodiment shown in FIG. 1 only in the type of the non-contact type seal in the air delivery section described above. Same as 1. Therefore, also in this modification, the same effect as that of the first embodiment shown in FIG. 1 can be obtained.

図4は、実施形態1による電動機の変形例2を示している。なお、図において、図1に対応する部分は、図1に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。 FIG. 4 shows a second modification of the electric motor according to the first embodiment. 4 , parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and description thereof is omitted.

図4に示されている変形例2では、実施形態1の構成に加えて、ロータ本体17の外周面に、各々、所定のスキュ角をもってロータ本体17を軸線方向に横切って延在する複数個の通気溝35が形成されている。   In the second modification shown in FIG. 4, in addition to the configuration of the first embodiment, a plurality of rotor bodies 17 extending across the axial direction on the outer peripheral surface of the rotor body 17 each with a predetermined skew angle. The ventilation groove 35 is formed.

スキュ角を有する通気溝35により、回転子16の回転に伴って環状空隙27内にねじポンプ作用が生じ、環状空隙27内における軸流空気流が、より強い良好なものになり、回転子16、固定子21の空冷が、より一層、効率よく行われる。   The ventilation groove 35 having a skew angle causes a screw pump action in the annular gap 27 as the rotor 16 rotates, and the axial air flow in the annular gap 27 becomes stronger and better. The stator 21 is air-cooled more efficiently.

なお、通気溝35によるねじポンプ作用によって、環状空隙27内に十分な軸流空気流が生じるならば、空気ノズル41を省略することもできる。   Note that the air nozzle 41 can be omitted if a sufficient axial air flow is generated in the annular gap 27 by the screw pump action of the ventilation groove 35.

この発明による電動機の実施形態2を、図5を参照して説明する。なお、図5においても、図1に対応する部分は、図1に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。   A second embodiment of the electric motor according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 5 as well, portions corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and description thereof is omitted.

実施形態2では、環状空隙27に空気を吹き込む空気ノズル61は、ステータ本体22の軸線方向中間部を径方向に貫通して設置されたノズル管62を有する。ノズル管62は、ステータ本体22の周方向の複数位置、たとえば、90度の回転角位置に4個あり、各々環状空隙27に開口する丸孔状の噴孔63を有する。   In the second embodiment, the air nozzle 61 that blows air into the annular gap 27 includes a nozzle pipe 62 that is installed so as to penetrate the axial middle portion of the stator body 22 in the radial direction. There are four nozzle tubes 62 at a plurality of positions in the circumferential direction of the stator body 22, for example, at a rotation angle position of 90 degrees, and each has a circular hole 63 that opens into the annular gap 27.

各ノズル管62は、モータハウジング11に形成された連通孔64、ステータ冷却スリーブ31に形成された周溝(円環溝)65によってステータ冷却スリーブ31に形成されている空気入口66に連通している。   Each nozzle pipe 62 communicates with an air inlet 66 formed in the stator cooling sleeve 31 by a communication hole 64 formed in the motor housing 11 and a circumferential groove (annular groove) 65 formed in the stator cooling sleeve 31. Yes.

各ノズル管62は、空気入口65より圧縮空気(加圧空気)を供給され、噴孔63より環状空隙27の軸線方向中間部に空気を噴出する。噴孔63より環状空隙27の軸線方向中間部に噴出した空気のうち、そのほぼ半分は環状空隙27内を軸流空気流として開口端27Aへ流れ、その間に、回転子16および固定子21を冷却し、残りは環状空隙27内を軸流空気流として開口端27Aとは反対側の開口端27Bへ流れ、それぞれ、その間に、回転子16および固定子21を冷却する。 Each nozzle pipe 62 is supplied with compressed air (pressurized air) from an air inlet 65, and ejects air from an injection hole 63 to an intermediate portion in the axial direction of the annular gap 27. Almost half of the air jetted from the nozzle hole 63 to the intermediate portion in the axial direction of the annular gap 27 flows into the opening end 27A as an axial air flow in the annular gap 27, and the rotor 16 and the stator 21 are passed between them. cooling the remainder flows to the opposite side of the opening end 27B and the open end 27A of the annular gap 27 as axial air flow, respectively, during which cooling the rotor 16 and stator 21.

環状空隙27を流れた空気は、環状空隙27の開口端27A、27Bの各々より環状空隙27外へ流出し、モータハウジング11に形成された排気孔28、リアカバー13に形成された排気孔29の各々よりモータ室14外に排出される。   The air flowing through the annular gap 27 flows out of the annular gap 27 from each of the open ends 27A and 27B of the annular gap 27, and the exhaust holes 28 formed in the motor housing 11 and the exhaust holes 29 formed in the rear cover 13 are discharged. Each is discharged out of the motor chamber 14.

このように、環状空隙27の軸線方向中間部に開口した空気ノズル61の噴孔63より圧縮空気が環状空隙27の軸線方向中間部に直接吹き出すことにより、圧縮空気は、比較的低圧であっても、環状空隙27内に直接に流入し、環状空隙27内を軸流空気流として良好に流れる。   As described above, the compressed air is relatively low in pressure because the compressed air is blown directly from the nozzle hole 63 of the air nozzle 61 opened in the axial direction intermediate portion of the annular gap 27 to the axial direction intermediate portion of the annular gap 27. However, it flows directly into the annular gap 27 and flows favorably in the annular gap 27 as an axial air flow.

これにより、噴孔63より吹き出す圧縮空気が低圧であっても、環状空隙27内を良好に流れる軸流空気流によって、回転子16、固定子21の空冷が効率よく行われる。しかも、高い空気圧を必要としないから、噴孔63より環状空隙27へ向けて噴出する圧縮空気が、回転子16の前後に設けられる回転軸15の軸受の潤滑性能(エアオイル潤滑、オイルミスト潤滑、グリス潤滑)に悪影響を与えることもない。   Thereby, even if the compressed air which blows off from the nozzle hole 63 is a low pressure, the air cooling of the rotor 16 and the stator 21 is efficiently performed by the axial airflow which flows favorably in the annular gap 27. Moreover, since high air pressure is not required, the compressed air that is jetted from the nozzle hole 63 toward the annular gap 27 is used to lubricate the bearings of the rotary shaft 15 provided before and after the rotor 16 (air oil lubrication, oil mist lubrication, (Grease lubrication) is not adversely affected.

この発明による電動機の実施形態3を、図6を参照して説明する。なお、図6においても、図1に対応する部分は、図1に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。   Embodiment 3 of the electric motor according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 6 as well, portions corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and description thereof is omitted.

実施形態3では、回転軸15が回転子16と嵌合する部分の外周に、当該嵌合部を軸線方向に横切って延在する溝として、螺旋溝71が形成されている。螺旋溝71は、本実施形態では、互いに180度の回転方向位相差をもって2条設けられている。   In the third embodiment, a spiral groove 71 is formed on the outer periphery of a portion where the rotary shaft 15 is fitted to the rotor 16 as a groove extending across the fitting portion in the axial direction. In this embodiment, two spiral grooves 71 are provided with a rotational direction phase difference of 180 degrees.

回転軸15が回転子16の一方の端部(回転軸ブラケット12側の端部)に隣接する部分には給気リング部材72が同心に固定装着されている。回転軸15の一部をなす給気リング部材72には、周溝(円環溝)73と、各螺旋溝71毎に設けられて周溝73の一方の端部71Aと螺旋溝71とを連通する軸線方向凹溝74とが形成されている。   An air supply ring member 72 is concentrically fixedly attached to a portion where the rotating shaft 15 is adjacent to one end of the rotor 16 (end on the rotating shaft bracket 12 side). An air supply ring member 72 forming a part of the rotary shaft 15 includes a circumferential groove (annular groove) 73, and one end 71 </ b> A of the circumferential groove 73 and the spiral groove 71 provided for each spiral groove 71. A communicating axial groove 74 is formed.

螺旋溝71、周溝73、軸線方向凹溝74の各々の溝表面は、銅めっき、良伝熱性金属の溶射等によって良伝熱性に表面加工されている。良伝熱性金属の溶射の場合、表面積の拡大のために、溶射粒子が大きいものを用いることが好ましい。   The surface of each of the spiral groove 71, the circumferential groove 73, and the axial groove 74 is subjected to surface treatment with good heat transfer by copper plating, thermal spray of good heat transfer metal, or the like. In the case of thermal spraying of a highly heat conductive metal, it is preferable to use a material having large spray particles in order to increase the surface area.

モータ室14内の回転軸ブラケット12の側には空気ノズル81が設けられている。空気ノズル81は、環状の外側部材82と内側部材83とにより構成され、外側部材82と内側部材83とでの環状噴孔84を構成している。環状噴孔84は、外側部材82と内側部材83の嘴形状部の先端にあってラジアル方向に開口し、給気リング部材72と同心で、給気リング部材72の周溝73と同じ軸線方向位置にて周溝73に小さい隙間をおいて対向している。   An air nozzle 81 is provided on the rotating shaft bracket 12 side in the motor chamber 14. The air nozzle 81 is constituted by an annular outer member 82 and an inner member 83, and constitutes an annular injection hole 84 formed by the outer member 82 and the inner member 83. The annular injection hole 84 is at the tip of the flange-shaped portion of the outer member 82 and the inner member 83 and opens in the radial direction, is concentric with the air supply ring member 72, and has the same axial direction as the circumferential groove 73 of the air supply ring member 72. It faces the circumferential groove 73 at a position with a small gap.

環状噴孔84は、外側部材82、内側部材83に形成された空気通路85、86と、回転軸ブラケット12に形成された空気通路47によって回転軸ブラケット12の空気入口48に連通している。   The annular injection hole 84 communicates with the air inlet 48 of the rotary shaft bracket 12 by the air passages 85 and 86 formed in the outer member 82 and the inner member 83 and the air passage 47 formed in the rotary shaft bracket 12.

空気ノズル81は、空気入口48より圧縮空気(加圧空気)を供給され、環状噴孔84より給気リング部材72の周溝73へ向けて空気を噴出する。環状噴孔84より給気リング部材72の周溝73へ向けて噴出した空気は、周溝73より軸線方向凹溝74を通って螺旋溝71の一方の端部71Aより螺旋溝71内に入り、螺旋溝71内を流れ、その間に、回転子16を冷却する。螺旋溝71を流れた空気は、螺旋溝71の軸線方向の他方の端部71Bより螺旋溝71外へ流出し、リアカバー13に形成された排気孔29よりモータ室14外に排出される。   The air nozzle 81 is supplied with compressed air (pressurized air) from the air inlet 48 and ejects air from the annular injection hole 84 toward the circumferential groove 73 of the air supply ring member 72. The air ejected from the annular nozzle 84 toward the circumferential groove 73 of the air supply ring member 72 passes through the axial groove 46 from the circumferential groove 73 and enters the spiral groove 71 from one end 71A of the spiral groove 71. , Flows in the spiral groove 71, during which the rotor 16 is cooled. The air flowing through the spiral groove 71 flows out of the spiral groove 71 from the other end 71B in the axial direction of the spiral groove 71 and is discharged out of the motor chamber 14 through the exhaust hole 29 formed in the rear cover 13.

このように、螺旋溝71に直接的に連通している給気リング部材72の周溝73に向けて開口した空気ノズル81の環状噴孔84より圧縮空気が吹き出すことにより、圧縮空気は、比較的低圧であっても、噴射流速エネルギによって周溝73に流入し、これより軸線方向凹溝74を通って螺旋溝71内に良好に入り、螺旋溝71内を空気流として良好に流れる。   As described above, the compressed air blows out from the annular nozzle hole 84 of the air nozzle 81 opened toward the circumferential groove 73 of the air supply ring member 72 that communicates directly with the spiral groove 71, so that the compressed air is compared. Even if the pressure is low, it flows into the circumferential groove 73 due to the jet flow velocity energy, and then enters the spiral groove 71 through the axial concave groove 74, and flows well in the spiral groove 71 as an air flow.

これにより、環状噴孔84より吹き出す圧縮空気が低圧であっても、螺旋溝71内を良好に流れる空気流によって、回転子16の空冷が効率よく行われる。しかも、高い空気圧を必要としないから、環状噴孔84より噴出する圧縮空気が、回転子16の前後に設けられる回転軸15の軸受の潤滑性能(エアオイル潤滑、オイルミスト潤滑、グリス潤滑)に悪影響を与えることもない。   Thereby, even if the compressed air which blows off from the annular injection hole 84 is a low pressure, the air cooling of the rotor 16 is efficiently performed by the air flow which flows favorably in the spiral groove 71. In addition, since high air pressure is not required, the compressed air ejected from the annular nozzle hole 84 adversely affects the lubrication performance (air oil lubrication, oil mist lubrication, grease lubrication) of the bearings of the rotating shaft 15 provided before and after the rotor 16. Never give.

なお、環状噴孔84より吹き出す圧縮空気は、低温に温調されたものであってもよく、螺旋溝71内を流れる軸流空気流の空気温度が低温であることにより、回転子16の空冷が、より良く行われる。   Note that the compressed air blown out from the annular nozzle 84 may be temperature-controlled, and the air temperature of the axial airflow flowing through the spiral groove 71 is low, so that the air cooling of the rotor 16 is performed. Is better done.

環状噴孔84を有する空気ノズル81の嘴先端面と、当該嘴先端面と対向する給気リング部材72の外周面との間のラジアル隙間dは、必要最小限の小さい値に設定され、空気ノズル81の嘴先端面と給気リング部材72の外周面との間に、ラジアル型の非接触式シールをなしている。これにより、空気ノズル81と給気リング部材72との間の空気受渡部における空気損失が最小限に止められ、無駄な空気消費量が少なくなる。   The radial gap d between the heel tip surface of the air nozzle 81 having the annular nozzle hole 84 and the outer peripheral surface of the air supply ring member 72 facing the heel tip surface is set to a minimum necessary small value. A radial non-contact type seal is formed between the heel end surface of the nozzle 81 and the outer peripheral surface of the air supply ring member 72. Thereby, the air loss in the air delivery part between the air nozzle 81 and the air supply ring member 72 is minimized, and wasteful air consumption is reduced.

なお、空気ノズル81と給気リング部材72との間の空気受渡部において、空気損失の少ない非接触式シールを構成するために、空気ノズル81の嘴部と短絡環体19との間のアキシャル隙間e、給気リング部材72短絡環体19との間のラジアル間隙fも必要最小限の小さい値に設定されている。   In addition, in the air delivery part between the air nozzle 81 and the air supply ring member 72, in order to comprise a non-contact-type seal | sticker with little air loss, the axial between the collar part of the air nozzle 81 and the short circuit ring 19 is provided. The radial gap f between the gap e and the air supply ring member 72 short-circuit ring body 19 is also set to a necessary minimum value.

また、この実施形態では、空気ノズル81の外側部材82に拡張冷却水通路87が形成されている。拡張冷却水通路87は、一方においてステータ冷却スリーブ31に形成された連通孔50によって冷却水通路(上流側)32に連通し、他方においてステータ冷却スリーブ31に形成された連通孔51によって冷却水通路(下流側)32に連通し、冷却水入口33よりの冷却水が分流するようになっている。 In this embodiment, an extended cooling water passage 87 is formed in the outer member 82 of the air nozzle 81. Expansion cooling water passage 87, the communication hole 50 formed in the stator cooling sleeve 31 in one communicates with the cooling water passage (upstream side) 32, the cooling water passage by communicating hole 51 formed in the stator cooling sleeve 31 at the other The cooling water communicates with the (downstream side) 32 and the cooling water from the cooling water inlet 33 is diverted.

これにより、拡張冷却水通路87を冷却水が流れ、外側部材82が冷却される。外側部材82の固定子21の側の外表面82Aは、ステータコイル23の端部に接近した位置にあり、輻射によってステータコイル23を冷却する。この拡張冷却水通路87を流れる冷却水によるステータコイル23の冷却効果は、外側部材82が良伝熱性・良輻射熱吸収性であることが好ましい。したがって、外側部材82は銅合金等により構成され、外表面82Aは黒色つや消しの表面処理を施されている。さらに、外側部材82の固定子21側の外表面82Aは、実施形態1と同様に、溝切り加工等によって表面積を拡張されることにより、ステータコイル23の冷却効果の向上を図ることができる。 Thereby, the cooling water flows through the extended cooling water passage 87, and the outer member 82 is cooled. The outer surface 82A on the stator 21 side of the outer member 82 is located close to the end of the stator coil 23, and cools the stator coil 23 by radiation. The cooling effect of the stator coil 23 by the cooling water flowing through the extended cooling water passage 87 is preferably such that the outer member 82 has good heat transfer properties and good radiation heat absorption properties. Therefore, the outer member 82 is made of a copper alloy or the like, and the outer surface 82A is subjected to a black matte surface treatment. Further, the outer surface 82A of the outer member 82 on the stator 21 side can be improved in the cooling effect of the stator coil 23 by expanding the surface area by grooving or the like, as in the first embodiment.

この発明による電動機の実施形態4を、図7、図8を参照して説明する。なお、図7においても、図1に対応する部分は、図1に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。   Embodiment 4 of the electric motor according to the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 7 as well, portions corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and description thereof is omitted.

実施形態4では、回転子16に、ロータ本体17を軸線方向に貫通する複数個の通気孔91が形成されている。通気孔91は、回転子16の中心軸線周りに等間隔に配置され、二次導体棒18との干渉を避けるために、二次導体棒18と同じスキュ角を付けられている。通気孔91は、各々、一端において短絡環体19に形成されて短絡環体19の外周面に開口する入口孔92に連通し、他端において短絡環体20に形成されて短絡環体20の外周面に開口する出口孔93に連通している。   In the fourth embodiment, the rotor 16 is formed with a plurality of air holes 91 penetrating the rotor body 17 in the axial direction. The air holes 91 are arranged at equal intervals around the central axis of the rotor 16 and have the same skew angle as that of the secondary conductor rod 18 in order to avoid interference with the secondary conductor rod 18. Each of the vent holes 91 is formed in the short-circuit ring body 19 at one end and communicates with an inlet hole 92 that opens to the outer peripheral surface of the short-circuit ring body 19, and is formed in the short-circuit ring body 20 at the other end. It communicates with an outlet hole 93 that opens to the outer peripheral surface.

モータ室14内の回転軸ブラケット12の側には空気ノズル101が設けられている。空気ノズル101は、環状の外側部材102と内側部材103とにより構成され、外側部材102と内側部材103とで環状噴孔104を構成している。環状噴孔104は、外側部材102と内側部材103の嘴形状部の先端にあってラジアル方向に開口し、短絡環体19と同心で、入口孔92と同じ軸線方向位置にて入口孔92に小さい隙間をおいて対向している。 An air nozzle 101 is provided on the rotating shaft bracket 12 side in the motor chamber 14. Air nozzle 101 is constituted by an annular outer member 102 and inner member 103 constitute a ring-like injection hole 104, and an outer member 102 and inner member 103. The annular injection hole 104 is at the distal end of the flange-shaped portion of the outer member 102 and the inner member 103 and opens in the radial direction. The annular injection hole 104 is concentric with the short-circuiting ring 19 and is located at the same axial position as the inlet hole 92. Opposite with a small gap.

環状噴孔104は、外側部材102、内側部材103に形成された空気通路105、106と、回転軸ブラケット12に形成された空気通路47によって回転軸ブラケット12の空気入口48に連通している。   The annular injection hole 104 communicates with an air inlet 48 of the rotary shaft bracket 12 by air passages 105 and 106 formed in the outer member 102 and the inner member 103 and an air passage 47 formed in the rotary shaft bracket 12.

空気ノズル101は、空気入口48より圧縮空気(加圧空気)を供給され、環状噴孔104より短絡環体19の外周面へ向けて空気を噴出する。環状噴孔104より短絡環体19の外周面へ向けて噴出した空気は、短絡環体19の外周面に開口している入口孔92より通気孔91内に入り、通気孔91内を流れ、その間に、回転子16を冷却する。通気孔91を流れた空気は、短絡環体19とは反対側の短絡環体20の出口孔93より通気孔91外へ流出し、リアカバー13に形成された排気孔29よりモータ室14外に排出される。   The air nozzle 101 is supplied with compressed air (pressurized air) from the air inlet 48, and ejects air from the annular injection hole 104 toward the outer peripheral surface of the short-circuit ring body 19. The air jetted from the annular injection hole 104 toward the outer peripheral surface of the short-circuiting ring body 19 enters the ventilation hole 91 through the inlet hole 92 opened on the outer peripheral surface of the short-circuiting ring body 19, and flows in the ventilation hole 91. In the meantime, the rotor 16 is cooled. The air that has flowed through the vent hole 91 flows out of the vent hole 91 through the outlet hole 93 of the short-circuit ring body 20 on the side opposite to the short-circuit ring body 19 and out of the motor chamber 14 through the exhaust hole 29 formed in the rear cover 13. Discharged.

このように、通気孔91に直接連通している短絡環体19の入口孔92に向けて開口した空気ノズル101の環状噴孔104より圧縮空気が吹き出すことにより、圧縮空気は、比較的低圧であっても、噴射流速エネルギによって入口孔92に流入し、これより通気孔91内に良好に入り、通気孔91内を空気流として良好に流れる。   As described above, the compressed air is blown out from the annular injection hole 104 of the air nozzle 101 opened toward the inlet hole 92 of the short-circuit ring body 19 that communicates directly with the vent hole 91, so that the compressed air is at a relatively low pressure. Even if it exists, it will flow in into the inlet hole 92 with injection | spray flow velocity energy, and will enter into the ventilation hole 91 more favorably from this, and the inside of the ventilation hole 91 will flow favorably as an air flow.

これにより、環状噴孔104より吹き出す圧縮空気が低圧であっても、通気孔91内を良好に流れる空気流によって、回転子16の空冷が回転子16の内部(発熱高温部)より効率よく行われる。しかも、高い空気圧を必要としないから、環状噴孔104より噴出する圧縮空気が、回転子16の前後に設けられる回転軸15の軸受の潤滑性能(エアオイル潤滑、オイルミスト潤滑、グリス潤滑)に悪影響を与えることもない。 Thereby, even if the compressed air blown out from the annular injection hole 104 is at a low pressure, the air flow that favorably flows through the ventilation hole 91 allows the rotor 16 to be cooled more efficiently than the inside of the rotor 16 (heat-generating high-temperature part). Is called. Moreover, since high air pressure is not required, the compressed air ejected from the annular nozzle hole 104 adversely affects the lubrication performance (air oil lubrication, oil mist lubrication, grease lubrication) of the bearings of the rotating shaft 15 provided before and after the rotor 16. Never give.

なお、環状噴孔104より吹き出す圧縮空気は、低温に温調されたものであってもよく、通気孔91内を流れる軸流空気流の空気温度が低温であることにより、回転子16の空冷が、より良く行われる。   The compressed air blown out from the annular nozzle 104 may be temperature-controlled, and the air temperature of the axial flow of air flowing through the vent hole 91 is low, so that the air cooling of the rotor 16 is performed. Is better done.

環状噴孔104を有する空気ノズル101の嘴先端面と、当該嘴先端面と対向する短絡環体19の外周面との間のラジアル隙間gは必要最小限の小さい値に設定され、空気ノズル101の嘴先端面と短絡環体19の外周面との間に、ラジアル型の非接触式シールをなしている。これにより、空気ノズル101と入口孔92との間の空気受渡部における空気損失が最小限に止められ、無駄な空気消費量が少なくなる。 A beak tip surface of the air nozzle 101 having an annular nozzle hole 104, radial clearance g between the outer peripheral surface of the short-circuit ring 19 to face the beak tip surface is set to a necessary minimum small value, the air nozzle 101 A radial non-contact type seal is formed between the heel tip surface and the outer peripheral surface of the short-circuit ring body 19. Thereby, the air loss in the air delivery part between the air nozzle 101 and the inlet hole 92 is minimized, and wasteful air consumption is reduced.

なお、短絡環体19の入口孔92、短絡環体20の出口孔93は、図9に示されているように、各々、短絡環体19、20の端面に開口していてもよい。この場合には、空気ノズル101の環状噴孔104は、アキシャル方向に開口し、入口孔92と同じ径方向位置にて入口孔92に小さい隙間をおいて対向している。   The inlet hole 92 of the short-circuit ring body 19 and the outlet hole 93 of the short-circuit ring body 20 may be opened at the end faces of the short-circuit ring bodies 19 and 20, respectively, as shown in FIG. In this case, the annular nozzle hole 104 of the air nozzle 101 opens in the axial direction and faces the inlet hole 92 with a small gap at the same radial position as the inlet hole 92.

この場合も、通気孔91に直接連通している短絡環体19の入口孔92に向けて開口した空気ノズル101の環状噴孔104より圧縮空気が吹き出すことにより、圧縮空気は、比較的低圧であっても、噴射流速エネルギによって入口孔92に流入し、これより通気孔91内に良好に入り、通気孔91内を空気流として良好に流れ、環状噴孔104より吹き出す圧縮空気が低圧であっても、通気孔91内を良好に流れる空気流によって、回転子16の空冷が効率よく行われる。   Also in this case, the compressed air blows out from the annular nozzle 104 of the air nozzle 101 opened toward the inlet hole 92 of the short-circuiting ring 19 that communicates directly with the vent hole 91, so that the compressed air is at a relatively low pressure. Even if it exists, it flows into the inlet hole 92 due to the jet flow velocity energy, enters into the vent hole 91 better from this, flows well in the vent hole 91 as an air flow, and the compressed air blown out from the annular nozzle hole 104 has a low pressure. Even in this case, the air cooling of the rotor 16 is efficiently performed by the air flow that favorably flows through the vent hole 91.

また、環状噴孔104を有する空気ノズル101の嘴先端面と、当該嘴先端面と対向する短絡環体19の端面との間のアキシャル隙間hは必要最小限の小さい値に設定され、空気ノズル101の嘴先端面と短絡環体19の端面との間に、アキシャル型の非接触式シールをなしている。これにより、空気ノズル101と入口孔92との間の空気受渡部における空気損失が最小限に止められ、無駄な空気消費量が少なくなる。 In addition, the axial gap h between the heel tip surface of the air nozzle 101 having the annular nozzle hole 104 and the end surface of the short-circuit ring body 19 facing the heel tip surface is set to a minimum necessary small value. An axial non-contact seal is formed between the end face of the flange 101 and the end face of the short ring 19. Thereby, the air loss in the air delivery part between the air nozzle 101 and the inlet hole 92 is minimized, and wasteful air consumption is reduced.

この発明による電動機の実施形態1を示す断面図である。It is sectional drawing which shows Embodiment 1 of the electric motor by this invention. 実施形態1の電動機の固定子の部分的拡大断面図である。FIG. 3 is a partial enlarged cross-sectional view of the stator of the electric motor according to the first embodiment. この発明による電動機の実施形態1の変形例1を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification 1 of Embodiment 1 of the electric motor by this invention. この発明による電動機の実施形態1の変形例2を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification 2 of Embodiment 1 of the electric motor by this invention. この発明による電動機の実施形態2を示す断面図である。It is sectional drawing which shows Embodiment 2 of the electric motor by this invention. この発明による電動機の実施形態3を示す断面図である。It is sectional drawing which shows Embodiment 3 of the electric motor by this invention. この発明による電動機の実施形態4を示す断面図である。It is sectional drawing which shows Embodiment 4 of the electric motor by this invention. 図6の線IIX−IIXに沿った断面図である。It is sectional drawing along line IIX-IIX of FIG. この発明による電動機の実施形態4の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of Embodiment 4 of the electric motor by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 電動機
11 モータハウジング
12 回転軸ブラケット
13 リアカバー
14 モータ室
15 回転軸
16 回転子
17 ロータ本体
18 二次導体棒
19、20 短絡環体
21 固定子
22 ステータ本体
23 ステータコイル
24 巻線
25 ヨーク
26 ヨーク溝
27 環状空隙
27A、27B 開口端
29 排気孔
31 ステータ冷却スリーブ
32 冷却水通路
33 冷却水入口
34 冷却水出口
35 通気溝
41 空気ノズル
42 外側部材
42A 外表面
43 内側部材
44 環状噴孔
45、46、47 空気通路
48 空気入口
49 拡張冷却水通路
50、51 連通孔
52、53 周溝
61 空気ノズル
62 ノズル管
63 噴孔
64 連通孔
65 周溝
66 空気入口
71 螺旋溝
71A、71B 端部
72 給気リング部材
73 周溝
74 軸線方向凹溝
81 空気ノズル
82 外側部材
82A 外表面
83 内側部材
84 環状噴孔
85、86 空気通路
87 拡張冷却水通路
91 通気孔
92 入口孔
93 出口孔
101 空気ノズル
102 外側部材
103 内側部材
104 環状噴孔
105、106 空気通路
a、b、e、h アキシャル隙間
c、d、f、g ラジアル間隙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric motor 11 Motor housing 12 Rotating shaft bracket 13 Rear cover 14 Motor chamber 15 Rotating shaft 16 Rotor 17 Rotor main body 18 Secondary conductor rod 19, 20 Short-circuiting ring 21 Stator 22 Stator main body 23 Stator coil 24 Winding 25 Yoke 26 Yoke Groove 27 Annular gap 27A, 27B Open end 29 Exhaust hole 31 Stator cooling sleeve 32 Cooling water passage 33 Cooling water inlet 34 Cooling water outlet 35 Ventilation groove 41 Air nozzle 42 Outer member 42A Outer surface 43 Inner member 44 Annular nozzle 45, 46 , 47 Air passage 48 Air inlet 49 Extended cooling water passage 50, 51 Communication hole 52, 53 Circumferential groove 61 Air nozzle 62 Nozzle pipe 63 Injection hole 64 Communication hole 65 Circumferential groove 66 Air inlet 71 Spiral groove 71A, 71B End 72 Supply Air ring member 73 Circumferential groove 74 Axis Recessed groove 81 Air nozzle 82 Outer member 82A Outer surface 83 Inner member 84 Annular injection hole 85, 86 Air passage 87 Extended cooling water passage 91 Ventilation hole 92 Inlet hole 93 Outlet hole 101 Air nozzle 102 Outer member 103 Inner member 104 Annular injection Hole 105, 106 Air passage a, b, e, h Axial gap c, d, f, g Radial gap

Claims (2)

回転軸に取り付けられ、軸方向の両端に短絡環体が設けられた回転子と、モータハウジングに取り付けられた固定子とを有する電動機において、
前記回転軸と前記回転子とが嵌合する前記回転軸の外周に、軸線方向に横切って延在する螺旋溝を設け、
前記回転子の端部に隣接する前記回転軸の部分に固定装着され、前記螺旋溝に連通する溝を有し、前記溝の一方の端が外周面に開口する吸気リング部材を設け、
前記モータハウジングの一端に固定装着された回転軸ブラケットに取り付けられ、前記回転軸の外周に配置される環状の内側部材と、前記回転軸ブラケットに取り付けられ、前記内側部材の外周に配置される環状の外側部材とにより構成され、前記回転軸のラジアル方向に開口する環状噴孔を、前記吸気リング部材の溝の一方の端間隙をおいて対向させて設け、
前記環状噴孔から前記吸気リング部材の溝の一方の端に空気を吹き込む、
ことを特徴とする電動機。
In an electric motor having a rotor attached to a rotating shaft and provided with a short-circuit ring at both ends in the axial direction, and a stator attached to a motor housing,
Provided on the outer periphery of the rotating shaft with which the rotating shaft and the rotor are fitted, a spiral groove extending across the axial direction;
An inlet ring member is provided that is fixedly attached to a portion of the rotating shaft adjacent to the end of the rotor, has a groove communicating with the spiral groove, and one end of the groove opens to the outer peripheral surface;
An annular inner member that is attached to a rotating shaft bracket fixedly attached to one end of the motor housing and disposed on the outer periphery of the rotating shaft, and an annular member that is attached to the rotating shaft bracket and disposed on the outer periphery of the inner member. of which is constituted by an outer member, an annular nozzle hole you open in the radial direction of the rotary shaft, provided at a gap is opposed to one end of the groove of the intake ring member,
Air is blown into one end of the groove of the intake ring member from the annular injection hole,
An electric motor characterized by that.
回転軸に取り付けられ、軸方向の両端に短絡環体が設けられた回転子と、モータハウジングに取り付けられた固定子とを有する電動機において、
記回転子に、当該回転子を軸線方向に貫通する複数個の通気孔を設け、
前記複数個の通気孔の一端は前記一方の短絡環体の外周面に開口する複数個の入口孔に連通し、
前記複数個の通気孔の他端は前記他方の短絡環体の外周面に開口する複数個の出口孔に連通し、
前記モータハウジングの一端に固定装着された回転軸ブラケットに取り付けられ、前記回転軸の外周に配置される環状の内側部材と、前記回転軸ブラケットに取り付けられ、前記内側部材の外周に配置される環状の外側部材とにより構成され、前記回転軸のラジアル方向に開口する環状噴孔を、前記複数個の入口孔間隙をおいて対向させて設け、
前記環状噴孔から前記複数個の入口孔に空気を吹き込む、
ことを特徴とする電動機。
In an electric motor having a rotor attached to a rotating shaft and provided with a short-circuit ring at both ends in the axial direction, and a stator attached to a motor housing,
Before SL rotor, it provided a plurality of vent holes through the rotor in the axial direction,
One end of the plurality of vent holes communicates with a plurality of inlet holes opened on the outer peripheral surface of the one short-circuited ring,
The other end of the plurality of vent holes communicates with a plurality of outlet holes opened on the outer peripheral surface of the other short-circuit ring body,
An annular inner member that is attached to a rotating shaft bracket fixedly attached to one end of the motor housing and disposed on the outer periphery of the rotating shaft, and an annular member that is attached to the rotating shaft bracket and disposed on the outer periphery of the inner member. of which is constituted by an outer member, an annular nozzle hole you open in the radial direction of the rotary shaft, provided to face at a gap to the plurality of inlet holes,
Air is blown into the plurality of inlet holes from the annular nozzle hole ,
An electric motor characterized by that .
JP2006150275A 2006-05-30 2006-05-30 Electric motor Active JP5013751B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006150275A JP5013751B2 (en) 2006-05-30 2006-05-30 Electric motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006150275A JP5013751B2 (en) 2006-05-30 2006-05-30 Electric motor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2007325358A JP2007325358A (en) 2007-12-13
JP2007325358A5 JP2007325358A5 (en) 2009-05-14
JP5013751B2 true JP5013751B2 (en) 2012-08-29

Family

ID=38857670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006150275A Active JP5013751B2 (en) 2006-05-30 2006-05-30 Electric motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5013751B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109038921A (en) * 2018-08-14 2018-12-18 浙江钜丰冲压科技有限公司 A kind of high-efficient heat-dissipating magneto of built-in jet

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010014640A2 (en) * 2008-07-28 2010-02-04 Direct Drive Systems, Inc. Electric machine
US8415854B2 (en) 2008-07-28 2013-04-09 Direct Drive Systems, Inc. Stator for an electric machine
EP2589133B1 (en) 2010-07-01 2020-08-05 Allison Transmission, Inc. Electric motor with cooling passages
KR200455028Y1 (en) * 2011-03-02 2011-08-10 김황태 Induction motor
KR101720204B1 (en) * 2015-09-02 2017-03-27 동국대학교 경주캠퍼스 산학협력단 Cooling module for electric vehicle motor
CN113315276B (en) * 2021-06-02 2023-07-11 新疆金风科技股份有限公司 Stator cooling device, motor and wind generating set
CN115864737B (en) * 2022-11-24 2023-09-19 扬州大劲电机制造有限公司 Alternating current motor based on high-efficient heat dissipation mechanism

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5763478U (en) * 1980-10-03 1982-04-15
JPH02228230A (en) * 1989-02-27 1990-09-11 Nippon Seiko Kk Motor
JPH06335200A (en) * 1993-05-19 1994-12-02 Fanuc Ltd Motor equipped with rotor cooling means
JP2001025209A (en) * 1999-07-05 2001-01-26 Nissan Motor Co Ltd Rotor of motor
JP4595250B2 (en) * 2001-06-08 2010-12-08 三菱電機株式会社 Single phase induction motor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109038921A (en) * 2018-08-14 2018-12-18 浙江钜丰冲压科技有限公司 A kind of high-efficient heat-dissipating magneto of built-in jet

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007325358A (en) 2007-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5013751B2 (en) Electric motor
CN109327113B (en) Oil cooling motor cooling device
US4418295A (en) Multi-path cooling in AC generator for vehicle
EP2573906B1 (en) Electrical machine with reduced windage loss
JP4293185B2 (en) Magnetic bearing device
US6710479B2 (en) Cooling structure of generator
US7819641B2 (en) Reverse flow cooling for fan motor
KR101757285B1 (en) Rotating directional coolant spray for electric machine
JP5448559B2 (en) Motor cooling structure
JP2006353086A (en) Cooling system for electrical machine equipped with center rotor cooling duct
CN110036553A (en) Motor
CN109952693A (en) Rotor for motor
US20090230790A1 (en) Electrical machine with an internally cooled rotor
JPS58201559A (en) Heat insulating device for spindle stock
US20110298318A1 (en) Gravity Fed Oil Cooling for an Electric Machine
JP2016041938A (en) Electric coolant pump
WO2001082448A2 (en) Permanent magnet rotor cooling system and method
JP6333771B2 (en) Spindle structure, electric motor, and machine tool having through holes for fluid flow
JP2007259674A (en) Rotor for rotary electric machine
WO2007094350A1 (en) Cooling structure of dynamo-electric machine
JP2008193756A (en) Rotary apparatus
JP2006320083A (en) Motor
JP2009081953A (en) Rotating electric machine
WO2008004286A1 (en) Rotating electric machine and shaft for rotating electric machine
US10205372B2 (en) Motor-generator shaft with centrifugal fan blades

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090326

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090326

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110810

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110816

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110909

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120117

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120220

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120529

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120605

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150615

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5013751

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350