JPH0574169U - アウタ−ロ−タ形高速回転機の冷却機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アウタ−ロ−タ形高速回転機の冷却効率を向
上させて使用寿命を長くする。 【構成】 ステ−タの固定軸の自由端側外周に螺旋形の
溝を明け、溝の山部の外周にスリ−ブを外嵌めして螺旋
形の冷却水通路を追加形成して、冷却水の受熱面積が大
きくされ冷却効率が高められた構造である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、アウタ−ロ−タ形高速回転機に関し、特にアウタ−ロ−タ形高速 回転機の改良された冷却機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図３は、ロ−タが回転機の外側に配置されて回転するアウタ−ロ−タ形高速回 転機の従来の例としてのアウタ−ロ−タスピンドルモ−タの部分切断正面図であ り、図４（Ａ）は、図３の断面側面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ−Ｂ 断面図であり、これらの図を参照してその構造の概略を説明する。 固定軸１の自由端部側の外周に固定された鉄心２と、この鉄心の溝に挿入され た複数個のコイル３とを有するステ−タ４があり、そのステ−タの外周を囲む形 で複数個のマグネット５を有するロ−タ６の自由端部側が軸方向にコイル３を越 えて外方に延長され、固定軸１とは軸心が同一で固定軸１の軸方向外側延長線上 で回転軸となるスピンドル６’を形成している。 このロ−タ６には、その外側に配置されてスピンドル側に端部フランジ７を、 反対側に軸受フランジ８を有するケ−シング９内に収納され、軸受フランジ８の 軸方向外側に隣接して固定軸１を支持固定している支持フランジ１０と、更にそ の軸方向外側に端部フランジ１１が備えられている。

【０００３】 ロ−タ６は高速回転するので、この従来例では、いわゆるティルティングパッ ド形軸受として知られる部分円弧静圧気体軸受が使用され、図３と図４の（Ａ） と（Ｂ）に示すように、ロ−タ６とケ−シング９の間の隙間内には円周方向に分 割され断面が円弧状の３個パッド１２，１３，１４が、それぞれ図示しない３個 のピボットにより揺動可能に支持されているが、これらのピボットは、図３で紙 面に直角な垂直面ＯＸと、ＯＸから、それぞれ左方及び右方へ角度１３０度の傾 角で、スピンドルモ−タの軸線Ｏ−Ｏを含む平面ＯＹ，ＯＺとケ−シング９の内 表面上に中心が置かれている。 これらの平面ＯＸ，ＯＹ，ＯＺに沿って図３と図４の（Ａ）及び（Ｂ）に示す ように、パッド１２，１３，１４の長手方向両端付近に半径方向の内方に向けら れた高圧空気噴出口１２ａと１２ｂ、１３ａと１３ｂ、１４ａと１４ｂが配置さ れ、また端部フランジ７及び軸受側フランジ８には軸方向内方に指向されたスラ スト方向高圧空気噴出口７ａ〜７ｃ，８ａ〜８ｃが設けられ、この高圧空気は端 部フランジ１１の円周方向に設けられた高圧空気入口１１ａ〜１１ｃから、それ ぞれの通路Ｐを通って供給され空気軸受として機能する。

【０００４】 一方、このアウタ−ロ−タ形高速回転機の冷却機構は、固定軸１に図４（Ａ） および（Ｂ）に示すように、軸線方向の両側にそれぞれ１本の比較的小口径の長 孔１ａと、軸線を挟んで上下にそれぞれ１本の比較的大口径の長孔１ｂとが、固 定軸１の自由端部の近くに設けられた連絡室１ｃにより連通されるように設置さ れて、軸受側の端部フランジ１１に水平に設けられた２個の冷却水入口１１ｄか ら流入する冷却水は、長孔１ａ、この長孔１ａの終端の連絡室１ｃ、長孔１ｂを 通り支持フランジ１０内で固定軸１の外周に設けられた空洞部１０ａを経て、端 部フランジ１１に設けられた流出口１１ｅから外部配管を介して熱交換器、ポン プなどへと循環する。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このアウタ−ロ−タモ−タは高速回転されるため、前記の空気 軸受としての空気の流れは軸受としての機能には十分であっても、冷却作用とし ては不十分で、また前述した冷却水が循環する流路は固定軸１の内部に限られる ので、ステ−タ４や、さらにその外側のアウタ−ロ−タへの冷却効果は十分でな いため、モ−タは運転中に高温になり寿命が短かい、そのため冷却構造部の冷却 効率の向上が強く要望されていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案では、ステ−タの固定軸の自由端部側外表面に螺旋形の溝を形成して、 この前記螺旋形溝の山部外面を覆う薄肉のスリ−ブを外嵌し、そのスリ−ブの外 側にステ−タの鉄心を取り付け、この螺旋形溝に沿って冷却水の水路を形成する 構造とし、冷却水の受熱面積を増大することにより冷却効率を向上させた。

【０００７】

【作用】

固定軸の外表面に形成された螺旋形溝と、この外表面に嵌められたスリ−ブと により螺旋形の冷却水通路を形成したので、固定軸の内部へ軸線方向に流入した 冷却水は固定軸の自由端部近くの連絡室から前記の螺旋形通路を通って戻り流出 するため冷却水の受熱面積が格段に増大して冷却効率を向上させことができる。

【０００８】

【実施例】

本考案によるアウタ−ロ−タ形高速回転機の冷却機構の一実施例を、図３と図 ４（Ａ）と（Ｂ）に示した従来例と同じく、静圧空気軸受を使用したアウタ−ロ −タ形高速回転機に適用した場合について、図１の部分切断正面図と、図１のＡ −Ａ断面側面図である図２に示すが、図３、図４の（Ａ）、（Ｂ）に示した部品 と同じ部品には同じ符号を付し、以下の説明では重複を避けて異なる点のみを述 べる。 固定軸１の自由端部側の外表面１６に軸方向内方にピッチが進む螺旋形の溝１ ７を形成し、溝１７の最初の溝（図で左端部）１７ａはリング状で軸１内の冷却 水の流入路である長孔１ａと水平孔１８で連結され、また最終（図で右端部）の 溝１７ｂもリング状で上，下の軸方向の溝１９により固定軸１の段部１ｅの切欠 き２０に連結され、切欠き２０は段部１ｅの外表面にある上，下の軸方向溝２１ 及び斜行孔２２を介して流出用の長孔１ｂに連結されている。 固定軸１の外表面１６と軸の段部１ｅとには、それぞれスリ−ブ２３と２４が 密接して嵌められ、スリ−ブ２３の外側に鉄心２が層状に嵌められている。 前記の段部１ｅは必ずしも不可欠ではない。

【０００９】 冷却水の流れを説明すると、右端面の入口１１ｄに供給された冷却水は、長孔 １ａ、水平孔１８、リング状溝１７ａ、螺旋形の溝１７、リング状溝１７ｂと， 溝１９、切欠き２０、溝２１、斜行孔穴２２を経て流出用の長孔１ｂに戻り、空 室１０ａ、出口１１ｅを通過し図示されない配管により熱交換器、ポンプへと循 環される。

【００１０】

【考案の効果】

固定軸外周の螺旋形の溝とスリ−ブとにより囲まれて形成される螺旋形通路は 発熱する鉄心の内側に位置し冷却水の受熱面積が極めて大きいので、従来のアウ タ−ロ−タ形高速回転機の固定軸に螺旋形通路を形成するための機械加工と、僅 かな部品を追加するだけで冷却効率を大巾に向上させ回転機の寿命を延長させる ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるアウタ−ロ−タ形高速回転機の冷
却機構の一実施例を示す部分切断正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面側面図である。

【図３】従来のアウタ−ロ−タ形高速回転機の部分切断
正面図である。

【図４】（Ａ）は、図３に示した従来のアウタ−ロ−タ
形高速回転機の側断面図であり（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ
矢視部分断面図である。

【符号の説明】

１ 固定軸 １ａ 冷却水の流入路としての長孔 １ｂ 冷却水の第１の流出路としての長孔 ２ 鉄心 ３ コイル ４ ステ−タ ５ マグネット ６ ロ−タ ６′ スピンドル ７ 端部フランジ ８ 軸受フランジ ９ ケ−シング １０ 支持フランジ １１ 軸受端部フランジ １１ｄ 冷却水の流入口 １１ｅ 冷却水の流出口 １２、１３、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 空気軸受装置 １６ 固定軸の外周面 １７ 冷却水の第２の流出路としての螺旋形溝孔 ２３ スリ−ブ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定軸と、この固定軸の自由端部側の外
   周に固定された鉄心と、この鉄心の溝に挿入された複数
   個のコイルを有するステ−タと、このステ−タの外周を
   囲む複数個のマグネットを有しその一方の端部が軸方向
   に前記マグネットの端部を越えて延長され前記固定軸と
   同軸の回転軸となるスピンドルと、前記スピンドル側の
   端部に端部フランジを、その反対の固定端側に軸受フラ
   ンジを有し前記ステ−タとロ−タとを内部に収納するケ
   −シングと、前記軸受フランジの軸方向外側に隣接して
   固定軸を支持固定する支持フランジと、更にその軸方向
   外側の軸受端部フランジと、前記ロ−タとケ−シングと
   の間に配置され前記ロ−タを軸支する軸受装置と、前記
   固定軸を冷却する水冷却装置とを有するアウタ−ロ−タ
   形高速回転機において：前記水冷却装置は、前記固定軸
   の内部に明けられ冷却水を前記固定軸の一方端から他方
   端まで導入する流入路と、前記固定軸内に設けられ前記
   冷却水を前記流入路と向流に流出させる第１の流出路
   と、前記固定軸の軸方向で前記鉄心にほぼ対応する部分
   の外周面に形成された螺旋形溝と、この螺旋形溝の山部
   の外周と前記鉄心の内周との間に挿入されたスリ−ブと
   を有し、このスリ−ブ内周面と螺旋形溝の間に形成され
   た螺旋形の第２の流出路と、この第２の流出路を前記の
   第１の流出路に連通させる連絡路とを含んで成ることを
   特徴とするアウタ−ロ−タ形高速回転機の冷却機構。