JPH08322188A - 強制通風冷却形電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動機の両端部のみならず、フレーム中央部
も効果的に冷却する。 【構成】 案内板５０ｕ，５０ｄは、フレーム１３より
も外周位置で且つ軸方向に関してはフレーム１３の中央
部位置で、ファン４１の位置から周方向に伸びており、
案内板５０ｕ，５０ｄとフレーム１３との間に、周方向
に伸びる通風路５１ｕ，５１ｄが形成される。ファン４
１から送った空気の一部は、フレーム１３内に送られて
フレーム１３内を冷却すると共に、送られた空気の一部
は通風路５１ｕ，５１ｄ内を周方向に流れ、フレーム１
３ひいてはステータ鉄心を効果的に冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は強制通風冷却形電動機に
関し、冷却機構に工夫をしたものである。

【０００２】

【従来の技術】回転数の低い電動機や、始動停止が頻繁
に行なわれる可変速電動機や、一定速運転でも発熱の大
きい電動機では、自冷ファンを用いたのでは冷却能力が
不足するので、一般には強制通風冷却形電動機となって
いる。

【０００３】ここで従来の強制通風冷却形電動機の一例
を、正面側から見た断面図である図４及び側面図である
図５を基に説明する。この強制通風冷却形電動機は、電
動機１０にブロワー３０を備えた構成、つまりブロワー
付電動機となっている。

【０００４】電動機１０では、両端面となる反連結側ブ
ラケット１１，連結側ブラケット１２及び周面のフレー
ム１３により外部フレームが構成されている。回転軸１
４は軸受１５，１６により回転自在に支持されており、
回転軸１４にロータ鉄心１７が備えられている。フレー
ム１３の内周面にはステータ鉄心１８が備えられてお
り、ステータ鉄心１８の反連結側端面からは反連結側コ
イル１９ａが出ており、連結側端面からは連結側コイル
１９ｂが出ている。なおフレーム１３の反連結側上部に
は吹込口２０が形成され、フレーム１３の連結側下部に
は排気口２１が形成されている。

【０００５】ブロワー３０は、フレーム１３の吹込口２
０に連結した状態で取り付けられており、吸込口３１か
ら吸い込んだ空気を吹込口２０を通して電動機１０内部
に吹き込む。吹き込まれた空気は図中矢印で示すように
流れて、巻線（コイル１９ａ，１９ｂや回転子コイル）
や鉄心１７，１８を冷却して排気口２１から排気され
る。

【０００６】冷却媒体である空気の流れに沿い冷却状態
を説明すると、まず外気温度と等しい温度となった空気
は、ブロワー３０の吸込口３１から吸い込まれ、吹出口
２０から吹き出される。吹き出された空気は反連結側コ
イル１９ａや鉄心１７，１８の反連結側の端面に当た
り、これら部材から熱をうばい冷却する。次に空気は、
ステータ鉄心１８の外周部のダクトや、ステータ鉄心１
８とロータ鉄心１７との間を、軸方向に移動しつつこれ
ら部材を冷却する。更に連結側コイル１９ｂから熱をう
ばい、熱くなった空気は排気口２１を介して外部に排出
される。冷却用空気は、モータ１０内で送られるにした
がい、温度が上昇していく。

【０００７】ところで上述した図４及び図５に示すブロ
ワー付電動機では通風路が長く屈曲が多いため通風抵抗
が大きくなり、比較的高い静圧が必要である。また、冷
却通路が長いため空気の温度が上がり冷却能力が低下す
る。これを防止するために風量を増加する必要があっ
た。この２つの理由で静圧が高く、風量の多いブロワー
３０を使用する必要があり、次の様な欠点が有った。 （１）静圧が高く、風量が多いブロワーを用いるため騒
音が大きい。 （２）ブロワーの寸法が大きいため、ブロワー付電動機
の寸法は大きくなる。 （３）ブロワーの価格が高く、ブロワー付電動機が高額
になってしまう。

【０００８】本願発明者は、上記実状に鑑み、充分な冷
却能力を保持しつつ上記（１）（２）（３）の欠点を克
服した強制通風冷却形電動機を先に開発して出願した
（特願平５−２９４８５１号）。

【０００９】ここで先に出願した特願平５−２９４８５
１号に示した技術を説明する。なお図４及び図５に示す
技術と同一機能をはたす部分には同一符号を付して説明
する。

【００１０】図６は先に出願した強制通風冷却形電動機
を示す縦断面図（図７のＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅに沿う断面
図）、図７は横断面図（図６のＡ−Ａ断面図）である。
両図に示すように電動機１０では、ブラケット１１，１
２及びフレーム１３により外部フレームが構成されてお
り、軸受１５，１６で軸支した回転軸１４にロータ鉄心
１７を備えている。フレーム１３の内周面には、コイル
１９ａ，１９ｂを有するステータ鉄心１８を備えてい
る。なおフレーム１３の外周面にはフィン１３ａを形成
している。

【００１１】２つのファン４０，４１は軸方向に並んだ
状態でフレーム１３の外周に取り付けられており、ファ
ン４０は反連結側に位置し、ファン４１は連結側に位置
している。そしてファン４０，４１により送った空気
が、フレーム１３に軸方向に並んで形成した吹込口４
２，４３を介して電動機１０内に入るようにしている。
一方、フレーム１３には軸方向に並んだ状態で排気口４
４，４５が形成されており、排気口４４は反連結側に位
置し、排気口４５は連結側に位置している。しかも排気
口４４，４５は、フレーム１３の周方向に沿い、ファン
４０，４１に対してほぼ反対側に位置している。また垂
直方向（上下方向）に関してはファン４０，４１が下方
に位置し、排気口４４，４５が上方に位置している。

【００１２】本例ではファン４０，４１が作動すること
により強制冷却を行うことができる。即ち、ファン４０
により外部から取り込まれ吹込口４２を介してモータ１
０内に送り込まれた空気は、径方向に流れ主に反連結側
コイル１９ａや鉄心１７，１８の反連結側部分に当たっ
てこれら部材から熱をうばって冷却し、熱くなった空気
は排気口４４を通って外部に排出される。またファン４
１により外部から取り込まれ吹込口４３を介してモータ
１０内に送り込まれた空気は、径方向に流れ更に連結側
コイル１９ｂや鉄心１７，１８の連結側部分に当ってこ
れら部材から熱をうばって冷却し、熱くなった空気は排
気口４５を通って外部に排出される。更にファン４０，
４１が下方に位置し、排気口４４，４５が上方に位置す
るので、自然対流による冷却効果も付加されて冷却が行
なわれる。

【００１３】また、ステータ鉄心１８の熱はその外周か
らフレーム１３に伝導し、フレーム１３のフィン１３ａ
から放熱する。

【００１４】このように本例ではモータ１０の反連結側
と連結側を別々のファン４０，４１で冷却して空気を径
方向に送るようにしたので、冷却空気の流通経路の長さ
は従来に比べ大幅に減少し、流面経路の屈曲が少なく通
風抵抗が小さくなる。よってファン４０，４１として
は、例えばプロペラファンなど風圧の低いものを使用し
ても、充分な冷却能力が得られる。

【００１５】ファン４０，４１の価格は一般に安いた
め、高価な１つのブロワーを用いるよりも、２つのファ
ン４０，４１を用いた方がコストダウンになる。

【００１６】結局、先願（特願平５−２９４８５１号）
によれば、２つのファンにより、空気をモータ内で径方
向に送り、モータの反連結側部分と連結側部分とを分け
て冷却するようにしたので、冷却空気の流通経路長が大
幅に短くなりしかも流通経路の屈曲が小さくなり、通風
抵抗が少なくなる。また空気の温度上昇が少なくなり冷
却能力の低下が少ないため、風量も少なくて良い。従っ
て下記の利点が有る。 （１）通風抵抗が少ないので低い静圧で通風でき、風圧
の低い小形のファンが使用できるので、電動機とファン
を合わせた全体の寸法が小さくなる。 （２）静圧が低く、風量も少ないためファンによる騒音
が大幅に小さくなる。 （３）従来のブロワー１個より、本発明に使用するファ
ン２個の方が価格が安い。よって全体的にコストダウン
ができる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述した先願（特願平
５−２９４８５１号）によれば、ロータ鉄心１７の端部
や、ステータ鉄心１８の端部や、コイル１９ａ，１９ｂ
は強制通風冷却されるので、これら部分での冷却性は高
い。しかし、ステータ鉄心１８の外周からフレーム１３
に伝達された熱は、フレーム１３の外被となるフィン１
３ａから、輻射と自然対流で放熱されるだけであり、冷
却性が低いという課題が残っていた。このためフレーム
１３の表面温度が高くなりがちであり、人がフレーム表
面に触れた場合に安全を害するおそれがあった。

【００１８】本発明は、上記従来技術に鑑み、フレーム
外周も効果的に冷却することのできる強制通風冷却形電
動機を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、電動機のフレームに対し、軸方向に関し一
方の側に第１の吹込口を形成すると共に軸方向に関し他
方の側に第２の吹込口を形成し、第１の吹込口を介して
空気をフレーム内に送ると共にフレームの外周に向けて
空気を送る第１のファンと、第２の吹込口を介して空気
をフレーム内に送ると共にフレームの外周に向けて空気
を送る第２のファンを設置し、フレームの外周との間で
通風路となる空間を保持するようにフレームよりも外周
位置で且つ軸方向に関してはフレームの中央位置で、第
１及び第２のファンの設置位置から周方向に伸び、第１
及び第２のファンからフレーム外周に送られた空気が、
前記通風路に沿い流れるよう案内する案内板を備えたこ
とを特徴とする。

【００２０】

【作用】本発明では、ファンから送られた一部の空気が
フレーム内の両端部に送られると共に、ファンから送ら
れた残りの空気が、案内板で案内されてフレームの外周
において周方向に流れ、フレーム外周においても強制通
風冷却が行なわれる。

【００２１】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。なお従来技術と同一機能をはたす部分には同
一符号を付して説明する。

【００２２】図１は本発明の実施例に係る強制通風冷却
形電動機を示す縦断面図（図２のＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅに沿う
断面図）、図２は実施例を示す横断面図（図１のＡ−Ａ
断面図）、図３は実施例を示す正面図（図２のＦ方向か
ら見た図）である。これらの図に示すように電動機１０
では、ブラケット１１，１２及びフレーム１３により外
部フレームが構成されており、軸受１５，１６で軸支し
た回転軸１４にロータ鉄心１７を備えている。フレーム
１３の内周面には、コイル１９ａ，１９ｂを有するステ
ータ鉄心１８を備えている。なおフレーム１３の外周面
にはフィン１３ａを形成している。

【００２３】２つのファン４０，４１は軸方向に並んだ
状態でフレーム１３の外周に取り付けられており、ファ
ン４０は反連結側に位置し、ファン４１は連結側に位置
している。そしてファン４０，４１により送った空気の
一部が、フレーム１３に軸方向に並んで形成した吹込口
４２，４３を介して電動機１０内に入るようにしてい
る。一方、フレーム１３には軸方向に並んだ状態で排気
口４４，４５が形成されており、排気口４４は反連結側
に位置し、排気口４５は連結側に位置している。しかも
排気口４４，４５は、フレーム１３の周方向に沿い、フ
ァン４０，４１に対してほぼ反対側に位置している。ま
た垂直方向（上下方向）に関してはファン４０，４１が
下方に位置し、排気口４４，４５が上方に位置してい
る。

【００２４】更に本実施例では、案内板５０ｕ，５０ｄ
を備えている。案内板５０ｕは、径方向に関してはフレ
ーム１３よりも外周位置に、軸方向に関しては中央位置
（ステータ鉄心１８がある位置）に、上下方向に関して
は上側に位置しており、ファン４０，４１の設置位置か
ら周方向に伸びて形成されている。この案内板５０ｕと
フレーム１３の外周との間で上側の通風路５１ｕが形成
されており、この通風路５１ｕの基端側は通風路吹込口
５２ｕを介してファン４１，４２に連通しており、通風
路５１ｕの先端側は通風路排気口５３ｕを介して大気に
開口している。

【００２５】一方、案内板５０ｄは、径方向に関しては
フレーム１３よりも外周側に、軸方向に関しては中央位
置（ステータ鉄心１８がある位置）に、上下方向に関し
ては下側に位置しており、ファン４０，４１の設置位置
から周方向に伸びて形成されている。この案内板５０ｄ
とフレーム１３の外周との間で下側の通風路５１ｄが形
成されており、この通風路５１ｄの基端側は通風路吹込
口５２ｄを介してファン４１，４２に連通しており、通
風路５１ｄの先端側は通風路排気口５３ｄを介して大気
に開口している。

【００２６】したがってファン４０，４１により送った
空気の一部が、通風路５１ｕ，５１ｄの中を周方向に流
れることになる。

【００２７】本実施例ではファン４０，４１が作動する
ことにより強制冷却を行うことができる。即ち、ファン
４０により外部から取り込まれ吹込口４２を介してモー
タ１０内に送り込まれた空気は、径方向に流れ主に反連
結側コイル１９ａや鉄心１７，１８の反連結側部分に当
たってこれら部材から熱をうばって冷却し、熱くなった
空気は排気口４４を通って外部に排出される。またファ
ン４１により外部から取り込まれ吹込口４３を介してモ
ータ１０内に送り込まれた空気は、径方向に流れ更に連
結側コイル１９ｂや鉄心１７，１８の連結側部分に当っ
てこれら部材から熱をうばって冷却し、熱くなった空気
は排気口４５を通って外部に排出される。更にファン４
０，４１が下方に位置し、排気口４４，４５が上方に位
置するので、自然対流による冷却効果も付加されて冷却
が行なわれる。

【００２８】このように本実施例ではモータ１０の反連
結側と連結側を別々のファン４０，４１で冷却して空気
を径方向に送るようにしたので、冷却空気の流通経路の
長さは従来に比べ大幅に減少し、流面経路の屈曲が少な
く通風抵抗が小さくなる。よってファン４０，４１とし
ては、例えばプロペラファンなど風圧の低いものを使用
しても、充分な冷却能力が得られる。ファン４０，４１
の価格は一般に安いため、高価な１つのブロワーを用い
るよりも、２つのファン４０，４１を用いた方がコスト
ダウンになる。

【００２９】更に本実施例では、ファン４０，４１によ
り送った空気が、通風路５１ｕ，５１ｄに流い周方向に
流れるため、ステータ鉄心１８からフレーム１３のフィ
ン１３ａに伝わった熱は、通風路５１ｕ，５１ｄ内に流
れる空気により強制冷却され、フレーム１３ひいてはス
テータ鉄心１８を効果的に冷却することができる。

【００３０】なお上記実施例では、２つの通風路５１
ｕ，５１ｄを形成したが、要求される冷却能力によって
は、一方の通風路を形成するだけでもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明によれば、フレーム内部には２つのファンによ
り反連結側と連結側に分けて空気を送って冷却するのみ
ならず、フレーム外周では前記ファンから送られた風を
案内板により周方向に案内して冷却するようにしたの
で、フレーム内部の両端部のみならず、特にフレーム外
周の中央部の冷却も効果的に行うことができ、結局、モ
ータ全体を均一に効果的に冷却することができる。また
フレームが過熱しないので人がフレームに触れても安全
である。

【００３２】また本発明では、ファンから送った空気を
フレーム内のみならずフレーム外周の通風路にも送るよ
うにしたので、通風径路の断面積が増し、通風抵抗が低
減して風量が増加するため、全体の冷却性能が向上す
る。つまり、大きなコストアップを招くモータの体格変
更（枠上げ）等をすることなく、案内板を付加するとい
う簡単な工夫をするだけで冷却性能を大幅に上昇させる
ことができる。よってモータコストが低くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す縦断面図。

【図２】本発明の実施例を示す横断面図。

【図３】本発明の実施例を示す正面図。

【図４】先に出願した強制冷却形電動機を示す縦断面図
である。

【図５】先に出願した強制冷却形電動機を示す横断面図
である。

【図６】従来の強制通風冷却形電動機を示す縦断面図。

【図７】従来の強制通風冷却形電動機を示す横断面図。

【符号の説明】 １０ 電動機 １１，１２ ブラケット １３ フレーム １４ 回転軸 １５，１６ 軸受 １７ ロータ鉄心 １８ ステータ鉄心 １９ａ，１９ｂ コイル ２０ 吹込口 ２１ 排気口 ３０ ブロワー ３１ 吸込口 ４０，４１ ファン ４２，４３ 吹込口 ４４，４５ 排気口 ５０ｕ，５０ｄ 案内板 ５１ｕ，５１ｄ 通風路 ５２ｕ，５２ｄ 通風路吹込口 ５３ｕ，５３ｄ 通風路排気口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機のフレームに対し、軸方向に関し
   一方の側に第１の吹込口を形成すると共に軸方向に関し
   他方の側に第２の吹込口を形成し、 第１の吹込口を介して空気をフレーム内に送ると共にフ
   レームの外周に向けて空気を送る第１のファンと、第２
   の吹込口を介して空気をフレーム内に送ると共にフレー
   ムの外周に向けて空気を送る第２のファンを設置し、 フレームの外周との間で通風路となる空間を保持するよ
   うにフレームよりも外周位置で且つ軸方向に関してはフ
   レームの中央位置で、第１及び第２のファンの設置位置
   から周方向に伸び、第１及び第２のファンからフレーム
   外周に送られた空気が、前記通風路に沿い流れるよう案
   内する案内板を備えたことを特徴とする強制通風冷却形
   電動機。