JPH04322144A - モ−タの冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機等の発熱す
るモ−タ部から伸びる駆動軸を軸受で支承し、このモー
タ部の周囲に冷却媒体を流すモ−タの冷却構造に関し、
例えば、磁気軸受部を用いたモータに用いられるもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】磁気軸受式のスピンドルモ−タを超高速
回転させる場合、発熱源であるモ−タ部の冷却のために
、モ−タ部よりリヤ側に位置してハウジングに貫設され
た送入孔からハウジング内部に冷却空気を送入する。 送入された空気はモ−タ部を軸方向に貫流し、その後、
モ−タ部よりフロント側に位置してハウジングに貫設さ
れた排出孔から外部に排出される。

【０００３】通常の磁気軸受式モ−タでは、駆動軸の軸
方向変位を制御するアキシャル磁気軸受部が冷却空気の
軸方向流れを堰き止めるので、この部分における冷却空
気の滞留を防止するために、アキシャル磁気軸受部のア
キシャルクリアランスカラ−に上記排出孔を貫設してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来では
、上記排出孔２２ａは、アキシャルクリアランスカラ−
２ａの内周面から放射方向（図４参照）、又は駆動軸９
の回転方向と一致する接線方向（図５参照）に貫設され
ており、そのために下記の不具合が生じていることがわ
かった。

【０００５】すなわち、駆動軸９は極めて高速回転を行
っているので駆動軸９との連れ回りにより駆動軸９の周
囲に旋回空気流が生じ（図５、図６参照）、この旋回空
気流が排出孔の入口付近で周壁角部３０ａに当たって乱
れ、渦や境界層の剥離を発生させる。そして、このよう
な気流の乱れによる必要な駆動動力が増加し、また、排
出孔２２ａの入口付近における空気抵抗が増加し冷却空
気流の排出が悪化する。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、上記した排出孔の入口付近における冷却媒体流
の乱れによる駆動動力の増加を防止するとともにこの冷
却媒体流の円滑な排出を可能とし得るモ−タの冷却構造
を提供することをその目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のに係わるモ−タ
の冷却構造は、円筒状のハウジングと、該ハウジング内
にその軸心に沿って回転自在に挿通される駆動軸と、該
ハウジング内に配設され前記駆動軸を回転自在に保持す
るラジアル軸受部と、前記ハウジング内に配設され前記
駆動軸を駆動するモ−タ部と、該モ−タ部の一方側に位
置して前記ハウジングに貫設され該ハウジング内へ冷却
媒体を送入する送入孔と、前記モ−タ部の他方側に位置
して前記ハウジングに貫設され該ハウジング内の冷却媒
体を外部に排出する排出孔とを備えるモ−タの冷却構造
において、前記排出孔は、前記ハウジングの内周面から
前記駆動軸の回転方向と逆の略接線方向に貫設されてい
ることを特徴としている。

【０００８】

【作用】駆動軸は、軸受部に非接触に回転自在に保持さ
れ、モ−タ部により駆動される。送入孔からハウジング
内部に送入された冷却媒体は、モ−タ部を軸方向に貫流
した後、排出孔から外部に排出される。排出孔は、駆動
軸の回転方向と逆の略接線方向に貫設されているので、
ハウジングの周壁内周面に排出孔貫孔のために鋭い周壁
角部を形成する必要がなく、この周壁角部に高速の冷却
媒体の旋回流が衝突して渦が生成したり、境界層が剥離
したりすることが減る。

【０００９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のモ−タの
冷却構造では、ハウジングの内周面から回転方向と逆の
略接線方向に排出孔が貫設されているので、排出孔の入
口付近における冷却媒体流の乱れを低減して駆動動力の
増加を減らし、冷却媒体流の円滑な排出を可能とするこ
とができる。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例を図１に示し、図２にその
要部を拡大して示す。この装置は磁気軸受式スピンドル
モ−タであって、一端開口の円筒状のハウジング１には
その軸心に沿って駆動軸９が回転自在に挿通されており
、この駆動軸９はハウジング１に配設された一対のラジ
アル磁気軸受部５ａ、５ｂにより回転自在に保持されて
いる。ハウジング１内には、両ラジアル磁気軸受部５ａ
、５ｂの間のラジアル磁気軸受部５ａに近接してアキシ
ャル磁気軸受部６が配設され、このアキシャル磁気軸受
部６とリヤ側の前記ラジアル磁気軸受部との間に位置し
てモ−タ部７が配設されている。ここで、３はボールベ
アリングであり、４ａ、４ｂは駆動軸９の径方向変位を
検出するラジアルセンサであり、８は駆動軸９の軸方向
変位を検出するアキシャルセンサである。

【００１１】更に説明すると、モ−タ部７は誘導モ−タ
で構成されており、そのかご型ロ−タは駆動軸９に嵌着
されている。ラジアル磁気軸受部５ａ、５ｂはハウジン
グ１の内周面に配設された複数の電磁石からなり、これ
ら電磁石はそれぞれ駆動軸９を径方向に吸引する。アキ
シャル磁気軸受部６は互いに軸方向に所定間隔を保ちつ
つハウジング１の内周面に嵌入された一対の電磁石６０
、６０と、これら電磁石６０、６０の間に介設されて両
電磁石９０、９０間の間隔を保証する両端開口円筒形状
のアキシャルクリアランスカラ−２と、電磁石６０、６
０間に位置して駆動軸９に嵌装される磁性輪板６１とか
らなる。電磁石６０、６０はそれぞれ磁性輪板６１を軸
方向に吸引する。

【００１２】この磁気軸受の作動を説明すると、ラジア
ルセンサ４ａ、４ｂが検出した駆動軸９の径方向変位に
基づいてラジアル磁気軸受部５ａ、５ｂの電磁石への通
電電流を調節し、駆動軸９を常に軸心位置に保持する。 また、アキシャルセンサ６が検出した駆動軸９の軸方向
変位に基づいてアキシャル磁気軸受部６の電磁石６０、
６０への通電電流を調節し、駆動軸９の軸方向変位を−
タ常に０とする。

【００１３】次に、このモ−タの空気冷却構造を説明す
る。ハウジング１内に冷却空気流を送入する送入孔２１
は、ハウジング１のリヤ側の端壁に軸方向に貫設されて
おり、一方、排出孔の上流部（以下、単に排出孔という
）２２はアキシャルクリアランスカラ−（本発明でいう
ハウジングに包含される。）２に貫設され（図２参照）
、排出孔の下流部（以下、単に排出孔という）２３はこ
の排出孔の上流部２２に連通してハウジング１に貫設さ
れている（図１参照）。

【００１４】排出孔２２の詳細を図２に示す。排出孔２
２は、ハウジング１の内周面から駆動軸９の回転方向と
逆の略接線方向に貫設されており、そして排出孔２３を
通じて外部に排気される。排出孔２３も排出孔２２と略
同方向に貫設されている。このようにすれば、排出孔２
２の入口部において、ハウジング１の内周に形成される
周壁角部３０が非常に大きな鈍角（好ましくは１２０度
以上）となり、駆動軸９の高速回転とともに形成される
旋回空気流ａがこの周壁角部３０に衝突して渦を形成し
たり境界層剥離を生じたりすることがなく（図３参照）
、駆動動力の節減が可能となる。また、排出孔２２の入
口付近における空気流の乱れが少なく、円滑に冷却空気
流が排出される。

【００１５】なお本発明は、冷却媒体に空気を使用した
場合について述べたが、モータ内部を旋回する他の流体
、例えばオイル、冷媒あるいは水素ガスのような他の冷
却媒体を採用することも当然可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図、

【図２】図１
のアキシャルクリアランスカラ−の径方向断面図、

【図３】図２の排出孔付近の一部拡大断面図、

【図４】
従来のアキシャルクリアランスカラ−の径方向断面図、

【図５】図４の一部拡大断面図、

【図６】従来のアキシャルクリアランスカラ−の径方向
断面図、

【図７】図６の一部拡大断面図、

【符号の説明】

１はハウジング、２はアキシャルクリアランスカラ−（
本発明で言うハウジング）、５ａ、５ｂはラジアル磁気
軸受部、６はアキシャル磁気軸受部、７はモ−タ部、９
は駆動軸、２１は送入孔、２２は排出孔（の上流部）、
２３は排出孔（の下流部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状のハウジングと、該ハウジング内に
   その軸心に沿って回転自在に挿通される駆動軸と、該ハ
   ウジング内に配設され前記駆動軸を回転自在に保持する
   ラジアル軸受部と、前記ハウジング内に配設され前記駆
   動軸を駆動するモ−タ部と、該モ−タ部の一方側に位置
   して前記ハウジングに貫設され該ハウジング内へ冷却媒
   体を送入する送入孔と、前記モ−タ部の他方側に位置し
   て前記ハウジングに貫設され該ハウジング内の冷却媒体
   を外部に排出する排出孔とを備えるモ−タの冷却構造に
   おいて、前記排出孔は、前記ハウジングの内周面から前
   記駆動軸の回転方向と逆の略接線方向に貫設されている
   ことを特徴とするモ−タの冷却構造。