JPH06296340A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】アルミニウム合金ハウジングを用いた開放形回
転電機の温度上昇を低減して、小形の回転電機を提供す
ることにある。 【構成】筒状のアルミニウム合金材からなる回転電機の
ハウジングにおいて、該ハウジングは、固定子の外周に
接し外周を巻く筒状の第一ハウジングと、第一ハウジン
グより外形寸法の大きい筒状の第二ハウジングと、第一
ハウジングの外周と第二ハウジングの内周の間に放射状
に設置した複数個の内リブで構成され、そして第一ハウ
ジングと第一ハウジングと内リブにより通風路を形成し
て冷却風を通して冷却されるように構成される。更に好
ましい実施例によれば、上記通風路の表面に複数個のハ
ニカム状の膨らみまたは窪みが形成される。 【効果】本発明によれば、回転電機の温度上昇を低下す
ることができる。その結果小形の回転電機を提供できる
（容積比で約３０％小形化が可能）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転電機に係り、特に回
転電機の外被の一つであるアルミニュウム鋳造ハウジン
グの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的な電動機の構造を図７に示す。図
８は図７の電動機のハウジング１、固定子３、固定子コ
イル４を軸方向から見た部分断面図である。鋳鉄製ハウ
ジング１の軸方向の両端は開放した円筒形若しくは異形
の円筒形に形成され、そのハウジング１の内周に内リブ
１ａを複数個設け内リブ１ａの内周壁に接するように固
定子３が取り付けられ、そしてこの固定子３には巻装さ
れた固定子コイル４が備わっている。シャフト５は、ハ
ウジング１の両端に取り付けたエンドブラケット２ａ，
２ｂに夫々の軸受を介し回転自在に支承されている。シ
ャフト５の一端側がエンドブラケット２ｂを挿通して出
力軸をなしている。もう一方の反一端側がエンドブラケ
ット２ａを挿通して外部冷却扇９（以下、外ファンと称
す）を固定取り付けしている。

【０００３】シャフト５の反出力軸側において、径方向
に対しては外ファン９の外径寸法より大きく、軸方向に
対しては外ファン９、及びエンドブラケット２ａの外径
部又はハウジング１の外周部近傍迄を覆うエンドカバー
１０を設けている。エンドカバー１０の一端は外気を外
ファン９で取り込む通風孔１０ａを複数設けている。

【０００４】一方、シャフト５の出力軸側において、ハ
ウジング１はエンドブラケット２ｂの外径部に固定され
ている。

【０００５】電動機はエンドブラケット２ａ、２ｂとで
ハウジング１の両端の開口部を塞がれている。そして外
ファン９によりエンドカバー１０の通風孔１０ａより外
気を吸い込み、外気はエンドブラケット２ａに設けた通
風孔１１ａより電動機内部へ導入され、ハウジング１と
固定子３の径方向の隙間、言いかえると内リブ１ａとハ
ウジング１と固定子３で囲まれた通風路１２を矢印イの
ように通り、エンドブラケット２ｂに設けた通風孔１１
ｂから電動機外部へ排出され固定子を冷却している。

【０００６】シャフト５のハウジング１内の途中位置に
は固定子３と対向するように回転子６が設けられる。回
転子６はエンドリング７と図示しない二次導体バーを有
している。冷却扇８は回転子６のエンドリング７の両端
面に軸方向に沿って突設された複数のブレードから構成
されている。

【０００７】前記の回転子６と固定子３とで形成される
磁気作用により、シャフト５が回転すると、それに伴い
冷却扇８も回転し、その回転により外気が矢印ロの如く
吸い込まれ、さらに固定子コイルや回転子を冷却してい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の回転電機のハウ
ジングは、以上のように構成されており、特に回転電機
の小形化を強く要求される場合、ハウジング１の材料に
熱伝導率のよいアルミニウム合金材（比熱は鋼の約２
倍、熱伝導率は約３倍）を用いて、回転電機の内部で発
生する熱をハウジングに早く伝えて冷却を改善して回転
電機を小形にする方法がある。しかしハウジングの材質
をアルミニウム合金に変更しただけでは冷却は改善され
ず、回転電機の温度上昇は低減しない。特に開放形の回
転電機においては、この傾向が著しくアルミニウム合金
材の特徴を生かせないという問題があった。本発明は、
上記のような問題を解消するためになされたものでアル
ミニウム合金材のハウジングで回転電機の冷却性能を向
上することが可能な回転電機のアルミニウム合金ハウジ
ングを得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】一般に回転電機の温度上
昇は、回転電機の冷却表面積に反比例する。そこで本発
明においては、ハウジングを二重構造にし、冷却風が通
過する通風路をハウジング内に設けることによってハウ
ジングの冷却表面積を従来技術より増やしている。即ち
本発明は、筒状のアルミニウム合金材からなる回転電機
のハウジングにおいて、固定子の外周に接し外周を巻く
筒状のハウジング（第一ハウジングという）を有し、第
一ハウジングより外形寸法の大きい筒状のハウジング
（第二ハウジングという）を第一ハウジングと同心円状
に配置し、複数個のリブ（内リブという）を第一ハウジ
ングの外周と第二ハウジングの内周の間に配置するよう
に構成した。

【００１０】好ましい実施例によれば、内リブの数を増
やしたりハニカム状の膨らみや窪みを冷却風が通過する
ハウジング表面に設ける等して、ハウジングの冷却表面
積を更に増やすことができる。

【００１１】

【作用】主たる発熱部である固定子から発生した熱は、
固定子と第一ハウジングを直接装着することにより、第
一ハウジングに伝導される。伝導された熱は、第一ハウ
ジングと第ニハウジングの間を通過する冷却風によって
均一にしかも効果的に冷却される。その結果回転電機の
温度上昇は低下する。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例を図１、図２により説明す
る。図１は本発明からなる電動機の外観側面図、図２は
第一ハウジング２１ａ、第二ハウジング２１ｂ、内リブ
２１ｃ、通風路２２、固定子３、固定子コイル４を軸方
向から見た部分断面図を示す。第二ハウジング２１ｂは
軸方向の両端を開放した円筒形に形成し、その第二ハウ
ジング２１ｂの内周に内リブ２１ｃを複数個放射状に設
け、内リブ２１ｃの内周に接するように第一ハウジング
２１ａを設ける。第一ハウジング２１ａは、第二ハウジ
ング２１ｂより径方向寸法が小さい同心円状の、軸方向
の両端を開放した円筒である。本実施例では、軸方向長
さは第二ハウジング２１ｂより短くしている。

【００１３】固定子３は、第一ハウジング２１ａの内周
に接するように取り付けられる。固定子３は、巻装され
た固定子コイル４を有している。シャフト５は、第二ハ
ウジング２１ｂの両端に取り付けたエンドブラケット２
ａ，２ｂに夫々の軸受を介し回転自在に支承され、その
一端側がエンドブラケット２ｂを挿通して出力軸をなし
ている。もう一方の反一端側がエンドブラケット２ａを
挿通して外部冷却扇９を固定取り付けしている。

【００１４】シャフト５の反出力軸側において、径方向
に対しては外ファン９の外径寸法より大きく、軸方向に
対しては外ファン９、及びエンドブラケット２ａの外径
部又は第二ハウジング２１ｂの外周部近傍迄を覆うカバ
ー１０を設けている。エンドカバー１０の一端には外気
を外ファン９で取り込む通風孔１０ａが複数設けられて
いる。

【００１５】一方、シャフト５の出力軸側において、ハ
ウジング１はエンドブラケット２ｂの外径部に固定され
ている。電動機はエンドブラケット２ａ、２ｂとでハウ
ジング１の両端の開口部を塞がれている。そして外ファ
ン９によりエンドカバー１０の通風孔１０ａより外気を
吸い込み、外気はエンドブラケット２ａに設けた通風孔
１１ａより電動機内部へ導入され、前記の回転子６と固
定子３との磁気作用によりシャフト５が回転すると、そ
れに伴い冷却扇８も回転し、その回転により外気が矢印
ロの如く吸い込まれ、前記の第二ハウジング２１ｂと第
一ハウジング２１ａの径方向の隙間、言いかえると内リ
ブ２１ｃと第一ハウジング２１ａと第二ハウジング２１
ｂで囲まれた通風路２２を矢印イのように通り、エンド
ブラケット２ｂに設けた通風孔１１ｂから電動機外部へ
排出され固定子を冷却している。

【００１６】シャフト５の第二ハウジング２１ｂ内の途
中位置には固定子３と対向するように回転子６が設けら
れ、回転子６はエンドリング７と図示しない二次導体バ
ーを有している。冷却扇８は回転子６のエンドリング７
の両端面に軸方向に沿って突設された複数のブレードか
ら構成されている。前記の回転子６と固定子３とで形成
される磁気作用により、シャフト５が回転すると、それ
に伴い冷却扇８も回転し、その回転により外気が矢印ロ
の如く吸い込まれ、さらに固定子コイルや回転子を冷却
している。

【００１７】次にハウジングの詳細構造を図２乃至図５
を用いて説明する。図２から図５までは本発明によるハ
ウジングの一実施例の部分断面正面図を示す。図２にお
いて第二ハウジング２１ｂの内周に複数個の内リブ２１
ｃを設け、内リブの内周に接し固定子３の外周に接する
ように、同心円状の第一ハウジング２１ａを一体に設け
る。通風路２２は、第二ハウジング２１ｂの内周と内リ
ブ２１ｃと第一ハウジング２１ａとで形成される。図３
は、図２の内リブ２１ｃの数を増やした例である。図４
は、第二ハウジング２１ｂと内リブ２１ｃと第一ハウジ
ング２１ａにおける通風路２２に面した表面に、ハニカ
ム状の膨らみ２３を複数個設けたものである。図５は、
第一ハウジング２１ａと第二ハウジング２１ｂと内リブ
２１ｃで形成された通風路２２に面した表面に、ハニカ
ム状の窪み２４を複数個設けたものである。

【００１８】実施例の回転電機のハウジングは、上記の
ごとき構成よりなるので、次にその冷却作用について述
べる。

【００１９】図１で示す固定子３は、熱伝導性の良いア
ルミニウム合金製の第一ハウジング２１ａに覆い包まれ
ているため、固定子で発生した熱はすぐに第一ハウジン
グ２１ａに伝導される。一方外ファン９により吸引した
外気は、矢印イで示すように通風路２２を通るから固定
子で発生した熱は、効果的に冷却される。即ち従来技術
は図７で示すように第一ハウジングがなく固定子と接す
るのは内リブしかないのでハウジングがアルミニウム合
金であっても固定子で発生した熱は、ハウジングに伝導
しにくいという欠点があったが、本発明の実施例によれ
ば第一ハウジング２１ａと固定子２は広い面積で接触
し、したがって固定子２から第一ハウジング２１ａへの
熱伝導が極めて良くなり、この熱を通風路２２を通る風
で冷却するから非常に効果的に冷却される。

【００２０】図３、図４及び図５で示すハウジングは、
外気の通風路２２にあたる部分の表面積（ハウジングの
冷却表面積）を図２より増やした例である。例えば、図
３は内リブの数を増やしたものであり、図４は第二ハウ
ジング２１ｂの通風路１２における表面に膨らみ２３
を、図５は窪み２４を複数個設けることにより冷却表面
積を従来技術より増加したものである。

【００２１】次ぎに、膨らみ２３や窪み２４の形状につ
いて説明する。図６は通風路２２の表面の展開上視図で
ある。膨らみ２３または窪み２４の形状は、表面積を増
やすために多角形であるほうが望ましい。実施例ではハ
ニカム状の六角形である。そして第一ハウジング２１ａ
の外周表面と第二ハウジング２１ｂの内周表面と内リブ
２１ｃの側表面に設けられた複数個のハニカム状の膨ら
みまたは窪みの開口部は、第一ハウジング２１ａの外周
表面においては第二ハウジング２１ｂの内周部に向かう
ように、また第二ハウジング２１ｂの内周表面において
はハウジングの中心に向かうように、内リブ２１ｃの側
表面においては周方向に向かうように設置される。

【００２２】このように通風路表面に膨らみまたは窪み
を設けることにより、外気が冷却する面積が増えるため
回転電機の温度上昇が低減する。特に固定子３と直接接
触している第一ハウジング２１ａの冷却表面積を増やす
ことは、温度上昇を低減するうえで大変有効である。

【００２３】なお本実施例では、第一ハウジング２１ａ
の軸方向長さは第二ハウジング２１ｂより短くしている
が、必ずしも短い必要はない。また第一ハウジング２１
ａ、第二ハウジング２１ｂ、内リブ２１ｃはアルミダイ
キャスト等により一体に形成することができる。また膨
らみまたは窪みはハニカム状の六角形に限らず本発明の
目的を達成することのできる範囲で変形して適用するこ
とができることはいうまでもない。

【００２４】以上本発明の実施例によれば、アルミニウ
ム合金製のハウジングを二重構造にし、第一ハウジング
２１ａ、第二ハウジング２１ｂ、内リブ２１ｃで通風路
２２を形成したので、主たる発熱部である固定子３から
発生した熱は、固定子３と第一ハウジング２１ａを直接
装着することにより、第一ハウジング２１ａに伝導され
る。伝導された熱は、通風路２２を通過する冷却風によ
って均一にしかも効果的に冷却することができる。その
結果回転電機の温度上昇を低下させることができる効果
がある。また内リブの数を増やしたり、ハニカム状の膨
らみや窪みを冷却風が通過するハウジング表面に設ける
ことによって更に回転電機の温度上昇を低減することが
できる効果がある。その結果容積比で約３０％小形化が
可能となり、小形の回転電機を提供できる効果がある。
特に開放形回転電機の温度上昇の低減が図れる。

【００２５】

【発明の効果】以上本発明の実施例によれば、アルミニ
ウム合金製のハウジングを、第一ハウジング２１ａ、第
二ハウジング２１ｂ、内リブ２１ｃで二重構造に構成し
たので、第一ハウジング２１ａと固定子３が直接広い面
積で接触するようになり、また第一ハウジング２１ａ、
第二ハウジング２１ｂ、内リブ２１ｃで通風路２２を形
成してこの通風路２２に冷却風を通すようにしたので、
効果的に冷却が行われ、回転電機の温度上昇を低減する
ことができる。これにより小形の回転電機を提供できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回転電機の外観部分断
面側面図である。

【図２】本発明の一実施例を示すハウジングの部分断面
正面図である。

【図３】本発明の一実施例を示すハウジングの部分断面
正面図である。

【図４】本発明の一実施例を示すハウジングの部分断面
正面図である。

【図５】本発明の一実施例を示すハウジングの部分断面
正面図である。

【図６】本発明の一実施例を示すハニカム状の膨らみ外
観図である。

【図７】従来の回転電機の外観部分断面側面図である。

【図８】従来の回転電機のハウジングの部分断面正面図
である。

【略号の説明】

１…ハウジング、１ａ…内リブ、２ａ…エンドブラケッ
ト、２ｂ…エンドブラケット、３…固定子、４…固定子
コイル、４ａ…固定子コイルエンド、５…シャフト、６
…回転子、７…エンドリング、８…冷却扇、９…外ファ
ン、１０…エンドカバ−、１０ａ…通風孔、１１ａ…通
風孔、１１ｂ…通風孔、１２…通風路、２１ａ…第一ハ
ウジング、２１ｂ…第二ハウジング、２１ｃ…内リブ、
２２…通風路、２３…ハニカム状の膨らみ、２４…ハニ
カム状の窪み。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定子コイルが巻回された固定子を収納
   し、筒状のアルミニウム合金材からなるハウジングを備
   えた回転電機において、前記ハウジングは、前記固定子
   の外周面に少なくとも内周面の一部が接した第一ハウジ
   ングと、前記第一ハウジングの外側に同心に配置された
   筒状の第二ハウジングと、前記第一ハウジングの外周と
   前記第二ハウジングの内周の間に配置された複数個の内
   リブを備えたことを特徴とする回転電機。
2. 【請求項２】前記第一ハウジングの外周表面または前記
   第二ハウジングの内周表面または前記内リブの表面の少
   なくとも１つに複数個の膨らみを有することを特徴とす
   る請求項１記載の回転電機。
3. 【請求項３】前記第一ハウジングの外周表面または前記
   第二ハウジングの内周表面または前記内リブの表面の少
   なくとも１つに複数個の窪みを有することを特徴とする
   請求項１記載の回転電機。
4. 【請求項４】前記複数個の膨らみの夫々または前記複数
   個の窪みの夫々は、ハニカム状に形成されていることを
   特徴とする請求項２または請求項３記載の回転電機。
5. 【請求項５】前記第一ハウジングと前記第二ハウジング
   と前記内リブは一体鋳造されていることを特徴とする請
   求項１乃至請求項４記載の回転電機。