JPH0759291A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハウジングをアルミニウム合金で容易にダイ
カスト成形できる。 【構成】 ハウジング１の径方向の断面形状が、三辺欠
如三辺存在の六角形状体Ａの二辺ｂ，ｃを底部とする先
端にこれと同形状の三辺欠如三辺存在の六角形状体Ａを
ハウジング１の周囲に沿い順次連設した断面筒形形状と
し、該底部を構成する二辺ｂとｃとが同じ厚みであるの
で、ハウジング筒形部の肉厚を均一にでき、放熱フィン
１ａとして機能する辺ａも同じ厚みであるので、ハウジ
ング全体の肉厚を均一にできる。そのため、ハウジング
をアルミニウム合金材でダイカスト鋳造しても、そのと
きの鋳造時における特有の欠陥の発生を防止し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転電機のメイン外被
であるハウジングの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回転電機の従来技術として図７に示す如
き技術のものがある。図７において、１は回転電機の外
被である筒状のハウジングであり、鉄系材料を鋳造によ
り形成されている。１ａはハウジング１の外周に放射状
に多数個設けられた放熱フィンで、ハウジング１と一体
に鋳造形成されている。２は固定子であり、薄けい素鋼
板の積層鉄心２ａの内周部に多数形成されたスロット部
にコイル３を巻回することによって構成されている。前
記ハウジング１は、回転電機の固定子２や内部を保護す
ると友に、回転電機の運転中に固定子２で発生した熱を
ハウジング１に伝え、該ハウジング１から外部に放熱す
る機能をなしている。なお、従来技術関するものとし
て、特開昭５８−８９０４４号公報等が挙げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、回転電機
は、小型かつ軽量化が強力に要求されている。しかしな
がら、上記従来技術は、放熱フィン１ａを有するハウジ
ング１が鉄系材料からなっているので、放熱効果をより
向上させることが困難である。そのため、ハウジング１
として熱伝導率のよいアルミニウム合金材（比重は鋼の
約１／３、比熱は鋼の約二倍、熱伝導率は鋼の約三倍）
を用い、内部で発生する熱をハウジングにより良好に伝
達することが容易に考えられる。ところが、ハウジング
１の材質をアルミニウム合金に変更しただけでは、製作
上の問題がある。例えば、ハウジング１を生産性の良い
ダイカスト鋳造しようとすると、ハウジング１とこれに
設けられた放熱フィン１ａとで厚さが異なるので、ダイ
カスト鋳造においては、凝固速度の違いによる引け巣や
湯境によるおける気泡巻込み巣等の鋳造上の欠陥となり
やすく、アルミニウム合金材の特徴を活かせないと云う
問題がある。

【０００４】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑み、ハウジングをアルミニウム合金材でダイカスト成
形しても、成型時に発生する問題を確実に解消すること
ができ、以てアルミニウム合金材の特徴を活かすことが
できる回転電機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の回転電機におい
ては、ハウジングがアルミニウム合金材により形成され
ている。そして、ハウジングの径方向の断面形状は、各
辺が一様の厚みをなし、かつ互いに隣り合う三辺が取り
除かれると共に他の隣接する三辺が存在する三辺欠如三
辺存在からなる複数の略正六角形状体を有し、該三辺欠
如三辺存在略正六角形状体の一端側の一辺をハウジング
の軸方向に向かう放射位置に配置して放熱フィンを構成
すると共に、他の二辺を底部としてハウジングの周囲に
沿わせて配置し、さらに該二辺からなる底部の先端に前
記三辺欠如三辺存在の六角形状体の底部をハウジングの
周囲に沿い順次連設している。

【０００６】

【作用】本発明では、上述の如く、ハウジングの径方向
の断面形状が、三辺欠如三辺存在の六角形状体のうち、
二辺を底部とする先端にこれと同形状の三辺欠如三辺存
在の六角形状体をハウジングの周囲に沿って順次連設し
た断面筒形形状とし、また底部を構成する二辺が夫々同
じ厚みであって、これによって形成される筒形部の肉厚
を均一にできるばかりでなく、放熱フィンとして機能す
る辺もそれらと同じ厚みであるので、ハウジング全体の
肉厚を均一にすることができる。そのため、ハウジング
をアルミニウム合金材でダイカスト鋳造しても、そのと
きの鋳造時における特有の欠陥の発生を防止し得る。即
ち、厚みの差によって凝固速度の違いによる引け巣や湯
境にみられる強度的に弱い欠陥部の発生を防止し得る。
また、前記ハウジングは、アルミニウム合金により形成
されているので、鉄系材料で鋳造された従来技術に比較
すると、それだけ固定子で発生した熱の伝導率が上が
り、放熱効果を上げることができ、しかも三辺欠如三辺
存在の六角形状体状を連設し、夫々の辺が互いに曲折し
た形状となっているので、薄肉であっても、強度を保つ
ことができ、そのため、ハウジングを軽量化し得る。従
って、冷却効率が高くかつ軽量化できるので、小型化も
実現し得る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図６により
説明する。図１乃至図３は本発明による回転電機の一実
施例を示している。実施例の回転電機は、図１に示すよ
うに、軸方向の両端を開口した筒状のハウジング１が形
成され、該ハウジング１の内周壁に固定子２が配置され
ている。ハウジング１は図２に示すように周囲に放熱フ
ィン１ａを有している。固定子２は、固定子鉄心の内周
部に多数個形成されたスロット部にコイル３を巻回して
構成されている。またハウジング１の軸方向の両端部に
はエンドブラケット４ａ，４ｂがボルト等により取付け
られ、これに軸受を介しシャフト５が支承されている。
シャフト５の一端側は一方のエンドブラケット４ｂを挿
通して出力軸をなしており、他端側は他方のエンドブラ
ケット４ａを挿通して外部冷却扇９を装着している。さ
らに、エンドブラケット４ａの外周にはエンドカバー１
０が取付られ、該エンドカバー１０は、前記外部冷却扇
９，エンドブラケット４ａを覆い得る大きさをなし、そ
の端面に風穴１０ａが複数設けられている。一方、ハウ
ジング１内ではシャフト５の固定子２と対応する途中位
置に回転子６が固定され、該回転子６は図示しない二次
導体バー，エンドリング７，冷却扇８を有している。そ
して、回転子６と固定子２とで形成される磁気作用によ
ってシャフト５が回転すると、それに伴ない外部冷却扇
９も回転することにより、エンドカバー１０の風穴１０
ａから外気が矢印イの如く取り込まれ、取り込まれた外
気がエンドブラケット４ａの外周とエンドカバー１０と
の間の隙間１１から矢印ロの如くハウジング１の放熱フ
ィン１ａ間に流出し、かつその放熱フィン１ａに沿い流
れてエンドブラケット４ｂの外部表面を矢印ハの如く通
風することにより冷却するようにしている。一方、ハウ
ジング１内部においては、回転子６の冷却扇８の回転に
より固定子２を冷却するようにしている。

【０００８】本実施例においては、前記ハウジング１が
アルミニウム合金材により形成され、しかもハウジング
本体とその放熱フィン１ａとが同じ厚みをなしている。
即ち、前記ハウジング１は径方向の断面形状において、
その周囲の一部が図２に示すように、三辺が欠如すると
共に他の三辺が存在する三辺欠如三辺存在の六角形状体
Ａをなしている。この三辺欠如三辺存在六角形状体Ａに
ついて図３に基づいて具体的に述べると、各辺が一様の
厚みをなすような略正六角形とし、そのうち互いに隣り
合う三辺ｄ〜ｆが同図に示す鎖線の如く取り除かれると
共に、それ以外の隣り合う三辺ａ〜ｃが存在する形状を
なしている。このような三辺欠如三辺存在六角形状体Ａ
のうち、何れか一端側の一辺（本例では辺ａ）をハウジ
ング１の軸方向に向かう放射位置に配置して放熱フィン
１ａを構成し、他の二辺ｂ，ｃを底部としてハウジング
１の周囲に沿わせて配置し、かつ該二辺ｂ，ｃからなる
底部の先端に前記三辺欠如三辺存在の六角形状体Ａをハ
ウジング１の周囲に沿って順次連設した断面形状とする
ことにより、ハウジング１を形成している。その際本例
では、前記六角形状体Ａにおける底部の先端に、隣り合
う六角形状体Ａの放熱フィン１ａを構成する辺ａを一致
させ、即ち、辺ｃの先端にこれと隣り合う六角形状体Ａ
の辺ａとを一致させているが、該辺ａを辺ｃの先端に連
続するようにしても良い。このハウジング１はアルミニ
ウム合金材をダイカスト鋳造することによって成形され
る。そして、組み付け時、ハウジング１の内側に固定子
２を圧入（若しくは焼きばめ）等することによってハウ
ジング１と固定子２とが組み付けられる。

【０００９】実施例の回転電機は、ハウジング１の径方
向の断面形状が上記の如く、三辺欠如三辺存在の六角形
状体Ａのうち、二辺ｂ，ｃを底部とする先端にこれと同
形状の三辺欠如三辺存在の六角形状体Ａをハウジング１
の周囲に沿って順次連設した断面筒形形状とし、また底
部を構成する二辺ｂとｃとが同じ厚みであって、これに
よって形成される筒形部の肉厚を均一にできるばかりで
なく、放熱フィン１ａとして機能する辺ａもそれらと同
じ厚みであるので、ハウジング全体の肉厚を均一にする
ことができる。そのため、ハウジングをアルミニウム合
金材でダイカスト鋳造しても、そのときの鋳造時におけ
る特有の欠陥の発生を防止し得、即ち、厚みの差によっ
て凝固速度の違いによる引け巣や湯境にみられる強度的
に弱い欠陥部の発生を防止し得る。一般にダイカスト鋳
造にあっては、高圧で鋳造速度が速いため気泡の巻き込
み欠陥等が多く、その防止策として湯流れシミュレーシ
ョンより最適のゲート設計等を行なっているが、上述の
如く、ハウジング形状を変更することが最も重要であ
り、ゲート設計等を容易にすることができる。また、前
記ハウジング１は、アルミニウム合金により形成されて
いるので、鉄系材料で鋳造された従来技術に比較する
と、それだけ固定子２で発生した熱の伝導率が上がり、
放熱（冷却）効果を上げることができ、しかも三辺欠如
三辺存在の六角形状体Ａを連設し、夫々の辺ａ〜ｃが互
いに曲折した形状となっているので、薄肉であっても、
強度を保つことができ、そのため、ハウジング１を軽量
化し得る。従って、冷却効率が高くかつ軽量化できるの
で、小型化も実現し得、従来技術と同程度の仕様のもの
に比較すると、約３０％の小型化を図れる。

【００１０】図４乃至図６は本発明による回転電機の他
の例を夫々示している。図４に示す第二の実施例におい
て、ハウジング１はその外周の一部が適宜の厚みをなす
略正六角形状体とし、そのうち、互いに隣り合う図示し
ない二辺が取り除かれると共に、実線にて示すように、
それ以外の隣り合う他の四辺ａ〜ｄが存在する二辺欠如
四辺存在からなる略正六角形状体Ｂ（以下、二辺欠如四
辺存在六角形状体と云う）を複数形成している。そし
て、該各二辺欠如四辺存在六角形状体Ｂのうち、前記取
り除かれた二辺と対向する二辺を底部とし、各底部とこ
れと隣り合う二辺欠如四辺存在六角形状体Ｂの各底部と
を夫々連結板Ｃによりハウジング１の周囲に沿って連結
した形状にすると共に、各二辺欠如四辺存在六角形状体
Ｂの両端側の二辺、即ち、辺ａ，ｄとをハウジング１の
軸方向に向かうよう放射状に配置し、これらを放熱フィ
ン１ａとすることにより、筒形のハウジング１を形成し
ている。なお、このハウジング１には固定子２が前記第
一の実施例と同様に圧入等によって組み付けられる。こ
の実施例によれば、ハウジング１が複数個からなる二辺
欠如四辺存在の略正六角形状体Ｂとこれらを互いに連結
する連結板Ｃとを有して形成されるので、基本的には前
記第一の実施例と同様の作用効果がある。

【００１１】図５に示す実施例は、ハウジング１の成型
に際し、該ハウジングの図示しない成形型に固定子２の
積層鉄心２ａをセットし、これにアルミニウム合金を流
し込み、該アルミニウム合金によって積層鉄心２ａの外
周を固着した固定子２を形成すると共に、該固定子２と
一体のハウジング１を形成するようにしたものである。
そして、ハウジング１としては、第二の実施例のものと
略同様の形状をなしている。即ち、本例のハウジング１
は、径方向の断面形状が第二の実施例に類似した二辺欠
如四辺存在の六角形状体Ｂ′と連結体Ｃ′とを有し、そ
の六角形状体Ｂ′の底部，連結体Ｃ′と固定子２との間
の隙間がアルミニウム合金材によって充填されている。
この実施例によれば、ハウジング１の成型時、固定子２
の積層鉄心２ａの外周をハウジング１と一体的に鋳込む
ことによって固定子２とハウジング１とを一体化したの
で、両者を互いに組み付けることが不要になる。しか
も、ハウジング１と固定子２間に隙間が存在せず、固定
子２に対しハウジング１の内周全面が密着しているの
で、第一，第二の実施例に比較すると、固定子２からの
熱がハウジング１に伝わるのがいっそう良好になり、回
転電機内部の熱に対する冷却効果がより有効となる。

【００１２】図６に示す実施例は、基本的には図５に示
す実施例と同様であり、固定子２とハウジング１とを一
体化している。そして、ハウジング１は第一の実施例に
類似した形状をなしている。即ち本例のハウジング１
は、径方向の断面形状が第二の実施例に類似した三辺欠
如三辺存在の六角形状体Ａ′を有し、その六角形状体
Ａ′をハウジング周囲に沿って順次連結した形状をな
し、しかも各六角形状体Ａ′の底部と固定子２との間の
隙間がアルミニウム合金によって充填されている。従っ
て、図５に示す実施例と同様の作用効果がある。

【００１３】なお、何れの実施例とも、ハウジング１が
ダイカスト鋳造された例を示したが、これに限定される
ものではなく、例えば押出し法で製作することもでき、
その際ハウジング本体と放熱フィンとの肉厚が均一であ
ると、金型の製作が容易であるばかりでなく、金型から
の押出し成形も容易となる。

【００１４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ハ
ウジングの径方向の断面形状が、三辺欠如三辺存在の六
角形状体のうち、二辺を底部とする先端にこれと同形状
の三辺欠如三辺存在の六角形状体をハウジングの周囲に
沿って順次連設した断面筒形形状とし、また底部を構成
する二辺と放熱フィンを構成する辺とを同じ厚みに形成
したので、ハウジング全体の肉厚を均一にすることがで
き、ハウジングをアルミニウム合金材でダイカスト鋳造
しても、そのときの鋳造時における特有の欠陥の発生を
防止し得、また冷却効率が高くかつ軽量化できることに
よって小型化も実現し得る結果、アルミニウム合金の特
性を確実に活かすことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による回転電機の第一の実施例を示す一
部破断の全体説明図。

【図２】ハウジングの断面図。

【図３】ハウジング形状の基本原理を示す説明図。

【図４】本発明による回転電機の第二の実施例を示すハ
ウジングの要部の説明図。

【図５】本発明による回転電機の他の実施例を示すハウ
ジングの要部の説明図。

【図６】本発明による回転電機のさらに他の実施例を示
すハウジングの要部の説明図。

【図７】従来技術の回転電機の一構成例を示す一部破断
の全体説明図。

【符号の説明】

１…ハウジング、Ａ，Ａ′…三辺欠如三辺存在の六角形
状体、Ｂ，Ｂ′…二辺欠如四辺存在の六角形状体、Ｃ，
Ｃ′…連結体、ａ〜ｆ…辺、２…固定子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朝吹 弘 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周部に放熱フィンを設けたハウジング
   と、該ハウジングの内側に配置された固定子とを有する
   回転電機において、前記ハウジングをアルミニウム合金
   材により形成し、そのハウジングの径方向の断面形状
   は、各辺が一様の厚みをなし、かつ互いに隣り合う三辺
   が取り除かれると共に他の隣接する三辺が存在する三辺
   欠如三辺存在からなる複数の六角形状体を有し、該三辺
   欠如三辺存在の六角形状体における一端側の一辺をハウ
   ジングの軸方向に向かう放射位置に配置して放熱フィン
   を構成すると共に、他の二辺を底部としてハウジングの
   周囲に沿わせて配置し、さらに該二辺からなる底部の先
   端に前記三辺欠如三辺存在の六角形状体の底部をハウジ
   ングの周囲に沿い順次連設したことを特徴とする回転電
   機。
2. 【請求項２】 外周部に放熱フィンを設けたハウジング
   と、該ハウジングの内側に配置された固定子とを有する
   回転電機において、前記ハウジングにおける径方向の断
   面形状は、各辺が一様の厚みをなし、かつ互いに隣り合
   う二辺が取り除かれた二辺欠如四辺存在からなる複数の
   六角形状体と、該各二辺欠如四辺存在の六角形状体にお
   いて前記取り除かれた二辺と対向する二辺からなる底
   部，及びこれと隣り合う二辺欠如四辺存在六角形状体の
   底部間をハウジングの周囲に沿って交互に連結する連結
   板とを有してアルミニウム合金材により形成され、かつ
   前記各二辺欠如四辺存在六角形状体の両端側の二辺をハ
   ウジングの軸方向に向かうよう放射状に配置して放熱フ
   ィンを構成したことを特徴とする回転電機。