JPH0525966U - 回転電機の冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転電機の冷却効率を向上する。 【構成】 回転電機の冷却フィン１２を内側にウィック
１４をコーティングした上板１５と下板１６とで構成
し、内部に作動液を封入したヒートパイプ構造とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回転電機の冷却構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、電動機（モータ）などの回転電機は、ステータ及びロータからの電気 損と機械損とを有し、両損失共、最終的に熱となって大気中に放散される。この 熱の放散が良好でないと、回転電機自身の温度が上昇してコイルの絶縁抵抗が低 下してしまい、使用不能に至ってしまう。

【０００３】 このため、放熱を良好にするために種々の方法が採られているが、一般的には 図３に示すような構造が採用される。 図３中、１は出力軸、２はロータ、３はステータであり、ステータ３を囲むフ レーム４の外周に冷却フィン５が一体的に形成されている。一般的には、冷却フ ィン付きフレーム６はアルミダイキャスト、鋳鉄鋳物などで一体成形される。ま た、冷却効果を増すため、反出力軸側に冷却用ファン７を設け、外気を強制的に 冷却フィン５の間に導いて放熱を促進するようにしている。なお、図中、８は冷 却用ファン７のカバー、９は端子箱、１０はブラケットを示す。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

回転電機の損失の熱による放散のうち、最も割合の大きいステータ部からの熱 伝播を見ると、ステータコイル→ステータコア→フレーム→フレーム冷却フィン までが固体伝導であり、冷却フィンが外気に接する部分で熱伝達の形態を採る。 そして、固体伝導部では、熱量を一定とすれば、熱伝導率が大きい程、温度差が 小さくて済む。すなわち、回転電機自身の温度上昇を低く抑えることができる。

【０００５】 現状では、フレームの材質としてＡｌ（ダイキャスト）、Ｆｅ（鋳鉄）などが 一般的に使用されており、これらの熱伝導率に基づいて冷却設計がなされ、フレ ーム及びフレーム冷却フィンの形状寸法が決定されている。 したがって、回転電機の高速化、大容量化、コンパクト化を図る場合に温度上 昇を低く抑えるためには、形状を大きくするか、外部冷却装置を設けるかして対 処しなければならない。

【０００６】 本考案はこのような事情に鑑み、回転電機の冷却効率の向上を図り、回転電機 の形状を大きくすることなく高速化、大容量化等に対応できる回転電機の冷却構 造を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成する本考案に係る回転電機の冷却構造は、フレームに冷却フィ ンを具えた回転電機において、上記冷却フィンをプレート状に成形したヒートパ イプとしたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】

回転電機本体からフレームまで固体伝導された熱はヒートパイプの蒸発潜熱伝 播により冷却フィン端部へ移動し放散される。このとき、冷却フィンのフレーム 側の高温部と冷却フィン端部の低温部との温度差は１〜２℃と極めて小さいので 、回転電機本体の温度上昇は従来より低く抑えられる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案を実施例に基づいて説明する。

【００１０】 図１は従来のフレーム冷却フィンに相当する部分にヒートパイプ構造を応用し た一実施例に係る冷却構造を示す説明図である。

【００１１】 図１（Ａ）に示す冷却フィンユニット１１は回転電機の円筒状に仕上げたフレ ームに嵌め込んで使用するものであり、円周方向に冷却フィン１２が配置されて いる。

【００１２】 かかる冷却フィンユニット１１は、図１（Ｂ）に示すように、アルミニウム（ Ａｌ）、銅、ステンレスなどの薄板１３にウィック１４をコーティングした後、 波板状に成形して冷却フィン部を成形した上板１５と、円弧状にベンディングし た同材質の下板１６とを合せて溶接１７により接合して構成したものであり、冷 却フィン１２の内部の空気を抜いて減圧にした後、作動液を注入・密封してヒー トパイプ構造としたものである。

【００１３】 図１（Ａ）に示す冷却フィンユニット１１は、回転電機の軸方向に２分割した 一方のフレーム冷却フィンを構成するものであり、ステータの外側フレーム外周 面を円筒状に仕上げた回転電機の軸方向両側から嵌め込んで固定して用いること ができる。なお、冷却フィンユニット１１を回転電機に組み込んだ状態を図２に 示してあるが、同図において従来（図３）と同一作用を示す部材には同一符号を 付して重複する説明は省略する。

【００１４】 次に、本実施例の作用を説明する。 冷却フィン１２内部の作動液のうち下板１６を介して回転電機のフレームと接 触する部分（高温部）にある液は、熱量を吸収して蒸気となり、温度の低い冷却 フィン１２の先端部（低温部）へ移動する。そして、低温部に移動した蒸気は熱 量を奪われて再び液体となってウィック１４に吸収され、毛細管現象によりウィ ック１４を伝わって高温部へ返送される。すなわち、回転電機のフレームに固体 伝導した熱は、冷却フィン１２内の作動液の循環により当該冷却フィン１２の先 端部から放散されることになる。ここで、冷却フィン１２内の伝熱は蒸発潜熱に よる伝播であるため、高温部と低温部との温度差は１〜２℃と極めて小さいので 、回転電機自体の温度上昇は従来と比較して低く抑えられる。

【００１５】 このように回転電機の冷却効果が大幅に改善されることにより、同一形状、寸 法であれば高速、大容量化を図ることができ、同一容量であれば小形縮小化を図 ることができる。

【００１６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案はフレームの冷却フィンにヒートパイプ構造を採 用することにより、回転電機の冷却効果を大幅に改善することができる。したが って、同一形状、寸法であれば高速、大容量化を図ることができ、同一容量であ れば小形縮小化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例に係る冷却構造を示す説明図である。

【図２】図１の冷却フィンユニットの使用態様を示す説
明図である。

【図３】従来技術に係る回転電気の一例を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１１ 冷却フィンユニット １２ 冷却フィン １３ 薄板 １４ ウィック １５ 上板 １６ 下板 １７ 溶接

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレームに冷却フィンを具えた回転電機
   において、上記冷却フィンをプレート状に成形したヒー
   トパイプとしたことを特徴とする回転電機の冷却構造。