JPH0810976B2 - モータの液冷構造 - Google Patents
モータの液冷構造Info
- Publication number
- JPH0810976B2 JPH0810976B2 JP1014182A JP1418289A JPH0810976B2 JP H0810976 B2 JPH0810976 B2 JP H0810976B2 JP 1014182 A JP1014182 A JP 1014182A JP 1418289 A JP1418289 A JP 1418289A JP H0810976 B2 JPH0810976 B2 JP H0810976B2
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- JP
- Japan
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- motor
- hole
- rotary shaft
- cooling liquid
- liquid
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
- H02K9/197—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil in which the rotor or stator space is fluid-tight, e.g. to provide for different cooling media for rotor and stator
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はモータの液冷構造に関し、特に、小型、高出
力、高発熱のモータを回転軸に冷却液を流すことによっ
て冷却する液冷構造に関する。
力、高発熱のモータを回転軸に冷却液を流すことによっ
て冷却する液冷構造に関する。
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕 モータを外部から液体によって冷却することは従来か
ら行われている。然しながら、最近の傾向として、モー
タを小型にする要望が強い。この要望の下に、従来と同
じ、又はそれ以上の高出力を得ようとすれば、必然的に
高発熱を伴う。こうした場合、従来の様に外部からの液
冷のみではどうしても冷却能力に限界がある。
ら行われている。然しながら、最近の傾向として、モー
タを小型にする要望が強い。この要望の下に、従来と同
じ、又はそれ以上の高出力を得ようとすれば、必然的に
高発熱を伴う。こうした場合、従来の様に外部からの液
冷のみではどうしても冷却能力に限界がある。
そこで本発明は、モータを内部側から液冷する構造の
提供を目的とする。
提供を目的とする。
上記目的に鑑みて本発明は、軸方向へ延びる孔を備え
た中空の回転軸と、回転軸の孔の径よりも小さな外径を
有し、該孔内に挿入されて回転軸に同心に固定される中
空のパイプ部材とを備え、回転軸及びパイプ部材の内部
に冷却液が導入されるモータの液冷構造において、回転
軸の孔は開口端と閉鎖端とを有し、該閉鎖端が回転軸の
負荷側に配置されるとともに、該開口端が回転軸の反負
荷側に配置されてモータ外部に冷却液を排出する冷却液
排出手段に連結され、パイプ部材は軸方向へ延びる貫通
孔を有し、該貫通孔の一端が回転軸の閉鎖端の近傍に配
置されるとともに、他端が回転軸の開口端の近傍に配置
されてモータ外部から冷却液を導入する冷却液導入手段
に連結され、以て回転軸内に、反負荷側からパイプ部材
の貫通孔を通って負荷側に到り、さらに負荷側から回転
軸とパイプ部材との間の空間を通って反負荷側に戻る冷
却液流路が形成されることを特徴とするモータの液冷構
造を提供する。この液冷構造において、冷却液排出手段
は、開口端の近傍で回転軸の壁に半径方向へ貫通形成さ
れる出口孔と、該出口孔とモータ内部空間との間の冷却
液の流通を防止するシール手段とを具備することが好ま
しい。
た中空の回転軸と、回転軸の孔の径よりも小さな外径を
有し、該孔内に挿入されて回転軸に同心に固定される中
空のパイプ部材とを備え、回転軸及びパイプ部材の内部
に冷却液が導入されるモータの液冷構造において、回転
軸の孔は開口端と閉鎖端とを有し、該閉鎖端が回転軸の
負荷側に配置されるとともに、該開口端が回転軸の反負
荷側に配置されてモータ外部に冷却液を排出する冷却液
排出手段に連結され、パイプ部材は軸方向へ延びる貫通
孔を有し、該貫通孔の一端が回転軸の閉鎖端の近傍に配
置されるとともに、他端が回転軸の開口端の近傍に配置
されてモータ外部から冷却液を導入する冷却液導入手段
に連結され、以て回転軸内に、反負荷側からパイプ部材
の貫通孔を通って負荷側に到り、さらに負荷側から回転
軸とパイプ部材との間の空間を通って反負荷側に戻る冷
却液流路が形成されることを特徴とするモータの液冷構
造を提供する。この液冷構造において、冷却液排出手段
は、開口端の近傍で回転軸の壁に半径方向へ貫通形成さ
れる出口孔と、該出口孔とモータ内部空間との間の冷却
液の流通を防止するシール手段とを具備することが好ま
しい。
冷却液は、回転軸の開口端側すなわち反負荷側で冷却
液導入手段からパイプ部材の貫通孔に導入され、貫通孔
を通ってパイプ部材の他端から回転軸の孔の閉鎖端すな
わち負荷側端部に流出する。さらに冷却液は、回転軸と
パイプ部材との間に画成される空間を通って、回転軸及
びロータを冷却しつつ、回転軸の開口端側すなわち反負
荷側に戻り、そこで冷却液排出手段によりモータ外部に
排出される。冷却液排出手段を構成する出口孔は、遠心
力により冷却液の排出を促進し、シール手段は、排出さ
れた冷却液のモータ内部への浸入を防止する。
液導入手段からパイプ部材の貫通孔に導入され、貫通孔
を通ってパイプ部材の他端から回転軸の孔の閉鎖端すな
わち負荷側端部に流出する。さらに冷却液は、回転軸と
パイプ部材との間に画成される空間を通って、回転軸及
びロータを冷却しつつ、回転軸の開口端側すなわち反負
荷側に戻り、そこで冷却液排出手段によりモータ外部に
排出される。冷却液排出手段を構成する出口孔は、遠心
力により冷却液の排出を促進し、シール手段は、排出さ
れた冷却液のモータ内部への浸入を防止する。
以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に
詳細に説明する。まずモータを内部から冷却する１つの
実施態様を第２図を用いて説明する。モータのロータに
は回転中心軸線を中心線として設けられた貫通孔16を有
する中空円筒状の回転軸14と一体化されており、ステー
タ10の内側を回転する。このモータの前側（すなわち負
荷側）ハウジング18を適宜な固定構造体22に固定してい
る。上記回転軸14は中空の結合部材24を介して、作業用
の主軸26に連結されている。
詳細に説明する。まずモータを内部から冷却する１つの
実施態様を第２図を用いて説明する。モータのロータに
は回転中心軸線を中心線として設けられた貫通孔16を有
する中空円筒状の回転軸14と一体化されており、ステー
タ10の内側を回転する。このモータの前側（すなわち負
荷側）ハウジング18を適宜な固定構造体22に固定してい
る。上記回転軸14は中空の結合部材24を介して、作業用
の主軸26に連結されている。
この主軸26は、例えば工作機械によりワークに深い穴
を加工形成する場合に、その主軸の先端に取り付けた工
具によって加工されるワークの加工穴内に冷却用のエア
ー又は液を供給するべく、また、回転軸14及びロータ12
を冷却したエアー又は液を回収すべく中空状に形成して
ある。従って、先端の工具にも貫通孔が設けてある。冷
却用のエアーや冷却液をモータの回転軸14の貫通孔16に
送り込むには、周知の回転ジョイント20を回転軸14の後
端（すなわち反負荷側端部）に接続させればよい。
を加工形成する場合に、その主軸の先端に取り付けた工
具によって加工されるワークの加工穴内に冷却用のエア
ー又は液を供給するべく、また、回転軸14及びロータ12
を冷却したエアー又は液を回収すべく中空状に形成して
ある。従って、先端の工具にも貫通孔が設けてある。冷
却用のエアーや冷却液をモータの回転軸14の貫通孔16に
送り込むには、周知の回転ジョイント20を回転軸14の後
端（すなわち反負荷側端部）に接続させればよい。
深穴加工の際に、周囲から加工穴に対して冷却液（切
削液）を流入させようとしても、加工場所である底部ま
では十分に浸入しない。従って、上述した構成により、
軸内部から供給すれば冷却液は十分に供給が可能とな
る。この際、主軸に直結されたモータの回転軸自体も、
またロータ12も冷却され、延いては主軸並びに工具の温
度上昇も低減できる。
削液）を流入させようとしても、加工場所である底部ま
では十分に浸入しない。従って、上述した構成により、
軸内部から供給すれば冷却液は十分に供給が可能とな
る。この際、主軸に直結されたモータの回転軸自体も、
またロータ12も冷却され、延いては主軸並びに工具の温
度上昇も低減できる。
第１図にはモータのみを内部から冷却する冷却構造を
図示している。この第１図に示すモータ冷却の実施例で
は、モータの回転軸14の先端を閉じているため、冷却液
の回収構造に特徴を有する。また回転軸14の先端が閉じ
られていることにより、該モータを工作機械の主軸等に
直結する場合においても、主軸そのものの構造並びに該
主軸とモータの回転軸14との結合部材も何らの変更なく
使用することが可能である。
図示している。この第１図に示すモータ冷却の実施例で
は、モータの回転軸14の先端を閉じているため、冷却液
の回収構造に特徴を有する。また回転軸14の先端が閉じ
られていることにより、該モータを工作機械の主軸等に
直結する場合においても、主軸そのものの構造並びに該
主軸とモータの回転軸14との結合部材も何らの変更なく
使用することが可能である。
回転中心軸線C1を中心とした貫通孔40を形成した回転
軸14はロータ12と一体的に構成されており、前後の軸受
60を介してステータ10に対して回転可能に軸承されてい
る。更に、モータの後端（すなわち反負荷側端部）に
は、回転軸14の回転検知用の検出器54が取り付けられて
おり、ステータ10は従来のオイルジャケット32により外
部から液体冷却される。
軸14はロータ12と一体的に構成されており、前後の軸受
60を介してステータ10に対して回転可能に軸承されてい
る。更に、モータの後端（すなわち反負荷側端部）に
は、回転軸14の回転検知用の検出器54が取り付けられて
おり、ステータ10は従来のオイルジャケット32により外
部から液体冷却される。
回転軸14の貫通孔40の先端（すなわち負荷側端部）は
栓部材38によって閉じられていると共に、該貫通孔40の
中には後方より外径が貫通孔40の孔の直径よりも小さな
パイプ部材30が挿入されており、該パイプ部材30はブラ
ケット36によって回転軸14に同心状に固定されていると
共に、複数個の環状部材34によってパイプ部材30が回転
軸14と同心位置を保つように保持されている。またこれ
らの環状部材34の外周部には適宜数軸方向に孔を設けて
あり、冷却液を通すことが可能となっている。
栓部材38によって閉じられていると共に、該貫通孔40の
中には後方より外径が貫通孔40の孔の直径よりも小さな
パイプ部材30が挿入されており、該パイプ部材30はブラ
ケット36によって回転軸14に同心状に固定されていると
共に、複数個の環状部材34によってパイプ部材30が回転
軸14と同心位置を保つように保持されている。またこれ
らの環状部材34の外周部には適宜数軸方向に孔を設けて
あり、冷却液を通すことが可能となっている。
パイプ部材30の後端に接続された回転ジョイント20
（冷却液導入手段）を介してパイプ部材30内へ給送され
た冷却液は回転軸14の前端部37の近くでパイプ部材30か
ら流出し、該パイプ部材30の外周面と回転軸14の貫通孔
40とで形成している環状の流路を後方へ流れる。この際
に回転軸14とロータ12とを冷却する。そして再びモータ
の後端へ戻り、回転軸14の後端部42に半径方向に貫通形
成した貫通孔44を通って回転軸14の外へ排出される。こ
の冷却液の排出に際しては冷却液の供給圧力の他に、回
転に伴う遠心力も大きく寄与する。こうして排出された
冷却液は回転軸14の後端部42の外周を隙間を有して囲繞
している環状ハウジング62の形成する液溜め室46に一時
的に溜められるが、冷却液出口孔48から外部に回収され
る。
（冷却液導入手段）を介してパイプ部材30内へ給送され
た冷却液は回転軸14の前端部37の近くでパイプ部材30か
ら流出し、該パイプ部材30の外周面と回転軸14の貫通孔
40とで形成している環状の流路を後方へ流れる。この際
に回転軸14とロータ12とを冷却する。そして再びモータ
の後端へ戻り、回転軸14の後端部42に半径方向に貫通形
成した貫通孔44を通って回転軸14の外へ排出される。こ
の冷却液の排出に際しては冷却液の供給圧力の他に、回
転に伴う遠心力も大きく寄与する。こうして排出された
冷却液は回転軸14の後端部42の外周を隙間を有して囲繞
している環状ハウジング62の形成する液溜め室46に一時
的に溜められるが、冷却液出口孔48から外部に回収され
る。
この液溜め室46の軸方向の両側はオイルシール56によ
ってシールされているが、諸条件により、幾分かの液漏
れが生ずることがある。この液溜め室46に近接した位置
に上述の回転検出器54が設けられており、その収容ハウ
ジング66内に冷却液が侵入することは回避しなければな
らない。このため本発明では、オイルシール56と収容ハ
ウジング66との間に、フリンジャー50と呼ばれる単純形
状の環状板を回転軸14に取り付けてある。このフリンジ
ャー50は回転軸14と共に回転し、その遠心力によりオイ
ルシール56から漏れた冷却液を振り切り、それにより回
転検出器54への冷却液の侵入、影響を完全に遮断するこ
とができる。こうして振り切られた冷却液は下方のドレ
イン52から外部へ排出される。
ってシールされているが、諸条件により、幾分かの液漏
れが生ずることがある。この液溜め室46に近接した位置
に上述の回転検出器54が設けられており、その収容ハウ
ジング66内に冷却液が侵入することは回避しなければな
らない。このため本発明では、オイルシール56と収容ハ
ウジング66との間に、フリンジャー50と呼ばれる単純形
状の環状板を回転軸14に取り付けてある。このフリンジ
ャー50は回転軸14と共に回転し、その遠心力によりオイ
ルシール56から漏れた冷却液を振り切り、それにより回
転検出器54への冷却液の侵入、影響を完全に遮断するこ
とができる。こうして振り切られた冷却液は下方のドレ
イン52から外部へ排出される。
なお、参照番号58はオイルシールであり、これはモー
タの前側が作業雰囲気中にあるため、該雰囲気中のオイ
ル等がモータ内へ侵入することを防止している。即ち、
回転軸14の前端37は通常の結合部材によって通常の工作
機械の主軸等に連結することができ、従来どうりの作業
が可能であることは明らかであり、更に本発明に係るモ
ータの冷却性能の向上により、高負荷作業をも可能とす
る。また、回転検出器54がない場合においても、フリン
ジャー50の作用により後部ハウジング68の中に冷却液が
侵入することが回避され得ることは同様である。
タの前側が作業雰囲気中にあるため、該雰囲気中のオイ
ル等がモータ内へ侵入することを防止している。即ち、
回転軸14の前端37は通常の結合部材によって通常の工作
機械の主軸等に連結することができ、従来どうりの作業
が可能であることは明らかであり、更に本発明に係るモ
ータの冷却性能の向上により、高負荷作業をも可能とす
る。また、回転検出器54がない場合においても、フリン
ジャー50の作用により後部ハウジング68の中に冷却液が
侵入することが回避され得ることは同様である。
以上の説明から明らかな様に本発明によれば、安いパ
イプ部材を使用し、回転軸には比較的大きな直径の貫通
孔を設けるのでその加工は比較的容易であり、全体とし
て低コストの液冷構造が提供可能となる。また、モータ
の後部のみにおいて冷却液の流入、流出をさせるため、
回転軸の前端は冷却構造のないモータの場合と全く同一
であり、モータの回転軸に直結させる主軸、或いは結合
部材に何らの変更も要しない。
イプ部材を使用し、回転軸には比較的大きな直径の貫通
孔を設けるのでその加工は比較的容易であり、全体とし
て低コストの液冷構造が提供可能となる。また、モータ
の後部のみにおいて冷却液の流入、流出をさせるため、
回転軸の前端は冷却構造のないモータの場合と全く同一
であり、モータの回転軸に直結させる主軸、或いは結合
部材に何らの変更も要しない。
第１図は本発明に係る液冷構造を有したモータの縦断面
図、 第２図はモータの回転軸とロータを冷却する一態様を示
す略示縦断面図。 12……ロータ、14……回転軸、 30……パイプ部材、40……貫通孔、 44……径方向貫通孔、46……液溜め室、 50……フリンジャー、56……オイルシール。
図、 第２図はモータの回転軸とロータを冷却する一態様を示
す略示縦断面図。 12……ロータ、14……回転軸、 30……パイプ部材、40……貫通孔、 44……径方向貫通孔、46……液溜め室、 50……フリンジャー、56……オイルシール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中澤 康之 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社商品開発研究所内 (56)参考文献 特開 昭54−97707（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】軸方向へ延びる孔を備えた中空の回転軸
と、回転軸の孔の径よりも小さな外径を有し、該孔内に
挿入されて回転軸に同心に固定される中空のパイプ部材
とを備え、回転軸及びパイプ部材の内部に冷却液が導入
されるモータの液冷構造において、 回転軸の孔は開口端と閉鎖端とを有し、該閉鎖端が回転
軸の負荷側に配置されるとともに、該開口端が回転軸の
反負荷側に配置されてモータ外部に冷却液を排出する冷
却液排出手段に連結され、 パイプ部材は軸方向へ延びる貫通孔を有し、該貫通孔の
一端が回転軸の閉鎖端の近傍に配置されるとともに、他
端が回転軸の開口端の近傍に配置されてモータ外部から
冷却液を導入する冷却液導入手段に連結され、 以て回転軸内に、反負荷側からパイプ部材の貫通孔を通
って負荷側に到り、さらに負荷側から回転軸とパイプ部
材との間の空間を通って反負荷側に戻る冷却液流路が形
成されること、 を特徴とするモータの液冷構造。 - 【請求項２】前記冷却液排出手段は、開口端の近傍で回
転軸の壁に半径方向へ貫通形成される出口孔と、該出口
孔とモータ内部空間との間の冷却液の流通を防止するシ
ール手段とを具備する請求項１に記載のモータの液冷構
造。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1014182A JPH0810976B2 (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | モータの液冷構造 |
| PCT/JP1990/000077 WO1990009053A1 (en) | 1989-01-25 | 1990-01-24 | Liquid cooling structure of motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1014182A JPH0810976B2 (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | モータの液冷構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02197237A JPH02197237A (ja) | 1990-08-03 |
| JPH0810976B2 true JPH0810976B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=11853994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1014182A Expired - Fee Related JPH0810976B2 (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | モータの液冷構造 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810976B2 (ja) |
| WO (1) | WO1990009053A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998020601A1 (fr) * | 1996-11-07 | 1998-05-14 | Fanuc Ltd | Moteur a refroidissement par air |
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| AT403864B (de) | 1994-06-13 | 1998-06-25 | Abb Daimler Benz Transp | Kühlsystem für eine elektrische maschine |
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| JPS5229764Y2 (ja) * | 1971-11-30 | 1977-07-07 | ||
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-
1989
- 1989-01-25 JP JP1014182A patent/JPH0810976B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-01-24 WO PCT/JP1990/000077 patent/WO1990009053A1/ja unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998020601A1 (fr) * | 1996-11-07 | 1998-05-14 | Fanuc Ltd | Moteur a refroidissement par air |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02197237A (ja) | 1990-08-03 |
| WO1990009053A1 (en) | 1990-08-09 |
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