JPH0974716A - 電動機のロータ冷却構造 - Google Patents

電動機のロータ冷却構造

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JPH0974716A
JPH0974716A JP22882495A JP22882495A JPH0974716A JP H0974716 A JPH0974716 A JP H0974716A JP 22882495 A JP22882495 A JP 22882495A JP 22882495 A JP22882495 A JP 22882495A JP H0974716 A JPH0974716 A JP H0974716A
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JP
Japan
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rotor
heat pipe
electric motor
rotor shaft
heat
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Application number
JP22882495A
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English (en)
Inventor
Shinsuke Eguchi
真右 江口
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Nikkiso Co Ltd
Original Assignee
Nikkiso Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 3,600r.p.m.を超える高速電動機
のロータを効率良く冷却して、ロータ及びステータにお
ける熱ひずみの発生を抑制する。 【解決手段】 電動機のロータシャフト14内にヒート
パイプ20を設けると共に、ヒートパイプ20の一方の
端部20bをロータシャフト10から突出させて電動機
のロータ冷却構造を構成する。そして、ロータシャフト
10から突出したヒートパイプ20の端部20bを冷却
液で冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機のロータ冷
却構造に関し、特に、3,600r.p.m.を超える
高速電動機のロータを冷却する冷却構造に関する。
【0002】
【従来の技術】電動機においては、ステータ及びロータ
の巻線に電流が流れるため、ステータ及びロータの温度
が上昇する。すなわち、電流が流れると、電流の強さの
2乗及び巻線の抵抗に比例するジュール熱がステータ及
びロータに発生する。この結果、電動機に供給された電
力がジュール熱となって消費され、電動機の効率が下が
ると共に、ロータに熱応力によるひずみが発生するとい
う弊害がある。特に、密封されたモータケーシング内に
あっては、これらの弊害を引き起こす温度上昇が激し
い。したがって、高速でロータを回転させる高速電動機
にあっては、ロータの冷却をどの様な方法で行うかが問
題となる。
【0003】そこで、従来の電動機においては、ロータ
の回転によりモータケーシング内の雰囲気が攪拌される
ことを利用して、ロータに発生する熱をモータケーシン
グの内部雰囲気を介してモータケーシングに伝達し、伝
達された熱をモータケーシングから外部に放出してい
る。
【0004】また、近年にあっては、ロータにインペラ
を設けてモータケーシングの内部雰囲気をより強力に攪
拌可能とし、冷却率を向上させる冷却構造が提案されて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
モータケーシングの内部雰囲気を介してロータを冷却す
る構造にあっては、熱伝導率が悪い気体をロータから発
生する熱の運搬媒体として利用することになるため、ロ
ータの冷却効果を更に改善することができる余地があ
る。
【0006】したがって、本発明の目的は、3,600
r.p.m.を超える高速電動機のロータを効率良く冷
却してロータシャフトの熱ひずみの発生を防止し、電動
機の効率を向上させ、更には電動機自体を小型化するこ
とができる電動機のロータ冷却構造を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決する手段】前記課題を解決するため、本発
明においては、電動機のロータシャフト内にヒートパイ
プを設けると共に、ヒートパイプの端部の一方をロータ
シャフトから突出させ、ロータシャフトから突出したヒ
ートパイプの端部に放熱手段を設けることを特徴とする
電動機のロータ冷却構造を提供する。
【0008】前記ロータシャフトから突出したヒートパ
イプの端部に、軸封装置を設けて、モータケーシング内
部と隔離する。
【0009】また、前記放熱手段については、ロータシ
ャフトから突出したヒートパイプの端部を覆うケーシン
グであって、このケーシングに冷却液の入口及び出口を
設けて冷却液を流通させる構成とすることができる。放
熱手段ついては、更に、ロータシャフトから突出したヒ
ートパイプの端部に設けたフィンから構成することがで
きる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に係る電動機のロータ冷却
構造の実施の形態を以下に説明する。
【0011】本発明の電動機のロータ冷却構造は、ステ
ータ及びロータをケーシング内に備えた電動機に採用さ
れる。誘導電動機は、電流を通ずることによって回転磁
界を形成する固定子巻線を備えたステータと、固定子巻
線によって形成された回転磁界により回転する、ロータ
バーを備えたロータと、ロータを支持し、モータケーシ
ング内壁に設けられたベアリングによって両端が支持さ
れたロータシャフトとをモータケーシング内部に備える
ことによって構成される。
【0012】そして、本発明の電動機のロータ冷却構造
においては、前述したロータシャフト内部にヒートパイ
プを設けると共に、このヒートパイプの一方の端部をロ
ータシャフト外に突出させ、ロータ及びロータシャフト
で発生した熱をヒートパイプを介してモータケーシング
外へ放熱させる。これにより、ロータとロータシャフト
の温度上昇を防止でき、これらに熱ひずみが発生するこ
とを抑制することが可能となる。
【0013】ヒートパイプは、温度差が存在している場
合に、熱を高温部から低温部へ伝導する作用を有する。
すなわち、ロータシャフト内の一端において、ロータ及
びロータシャフトから熱を吸収して、これをロータシャ
フト外に突出した他端から放出する。ヒートパイプは、
一般に保守を必要とせず、電動機内に給水パイプ、電線
等を接続する必要がなく、その結果、モータ内部の構成
が複雑となることはないという利点がある。
【0014】以下に、本発明の電動機のロータ冷却構造
の具体的な実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0015】
【実施例1】図1に、本発明の電動機のロータ冷却構造
の第1実施例を示す誘導電動機の断面図を示す。この誘
導電動機は、前述したように、固定子巻線12を備えた
ステータ11と、ロータ13と、ロータ13を支持する
ロータシャフト14と、ロータシャフト14を支持する
上側ベアリング15及び下側ベアリング16とが、モー
タケーシング10内に設けられることによって構成され
ている。
【0016】そして、ロータ13及びロータシャフト1
4を冷却するためのヒートパイプ20の大部分が、ロー
タシャフト14内に挿入され、残りの部分がロータシャ
フト14から突出すると共に、モータケーシング10か
ら突出して設けられている。このヒートパイプ20にお
いては、ロータシャフト14に挿入された部分が冷却部
20aとされ、ロータシャフト14から突出した部分が
放熱部20bとされる。
【0017】ヒートパイプ20の放熱部20bの周囲に
は、放熱部20bを囲う冷却用ケーシング21が設けら
れている。このケーシングには、内部に冷却液を流通さ
せるための冷却液入口22と、外部に冷却液を排出する
ための冷却液出口23とが設けられている。なお、図1
には示されていないが、冷却液入口22と冷却液出口2
3との間に、冷却液用の冷却装置やポンプを設けて、冷
却液を循環させることもできる。また、冷却液は、水
等、ヒートパイプを冷却できるものであれば何を使用し
ても良い。
【0018】また、ヒートパイプ20は、ロータシャフ
ト14の回転に伴って同様に回転するため、ヒートパイ
プ20と冷却用ケーシングとの間から冷却液が漏れて、
モータケーシング10内に進入しないように、ヒートパ
イプ20の放熱部20bには、軸封装置24が設けられ
る。
【0019】以上の構成からなるロータ冷却構造を備え
た誘導電動機の動作を以下に説明する。
【0020】電動機を始動すると共に、冷却用ケーシン
グ21内に冷却液を流す。ロータ13及びロータシャフ
ト14の回転に伴って、これらに熱が発生し始める。
【0021】ヒートパイプ20は、その両端20a及び
20bの温度を同一に保つように作用する。したがっ
て、ヒートパイプ20の放熱部20bが冷却液により冷
却され、一方、冷却部20aがロータ13及びロータ1
4の温度上昇により加熱されるため、ヒートパイプ20
の両端の温度のバランスが崩れるが、これを同一にする
ため、ロータ13及びロータシャフト14に発生した熱
が、冷却部20aから放熱部20bに伝達される。
【0022】例えば、ヒートパイプ20に、ウィック式
のものを用いた場合は、ウィック中の流体が冷却部20
a(蒸発部)で蒸発し、蒸気となって放熱部20b(凝
縮部)に運ばれ、ここで凝縮してその蒸発潜熱を放出し
て再び流体の状態に戻り、ウィック中を流れて再び冷却
部20aに戻ってロータ13及びロータシャフト14か
ら熱を奪うという動作が繰り返される。
【0023】ヒートパイプ20の放熱部20bは、冷却
用ケーシング21内にあり、この中に冷却液を流通させ
るため、効率よくヒートパイプ20の放熱部20bから
熱を奪うことができる。
【0024】
【実施例2】図2に、本発明の電動機の冷却構造の第2
実施例を示す。なお、本実施例においては、第1実施例
と同一の構成には同一の引用符号を付け、その構成及び
作用については説明を省略する。
【0025】本実施例においては、ヒートパイプ20の
放熱部20bにフィン25を設けて、ヒートパイプの2
0の冷却部20aから伝達されてきた熱を放出する構成
としている。
【0026】ヒートパイプ20は、ロータシャフト14
と共に回転するため、ヒートパイプ20に取り付けられ
たフィン25も同様に回転する。したがって、フィン2
5にファンで強制的に空気を送る必要がなく、効率良く
放熱部20bを冷却することができる。
【0027】なお、以上説明した本発明の第1及び第2
実施例においては、立型誘導電動機を例にとって説明し
たが、本発明の冷却構造は、立型に限らず、あらゆる種
類の誘導電動機に適用することができる。
【0028】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、種々の
改良及び変更をなし得ることはもちろんである。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロータシャフトにヒートパイプを設けてロータ及びロー
タシャフトを冷却する構成としたため、ロータ及びロー
タシャフトの温度上昇を抑制することができる。したが
って、ロータ及びロータシャフトの熱ひずみの発生を抑
制することができ、かつ、供給される電力を有効に用い
ることができるため、電動機の効率をアップすることが
できる。
【0030】また、ロータ及びロータシャフトを効率良
く冷却することができるため、電動機の放熱性を考慮す
る必要がなくなり、電動機サイズを小型化することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電動機のロータ冷却構造の第1実施例
を示す断面図である。
【図2】本発明の電動機のロータ冷却構造の第2実施例
を示す断面図である。
【符号の説明】
10 モータケーシング 11 ステータ 12 固定子巻線 13 ロータ 14 ロータシャフト 15 上側ベアリング 16 下側ベアリング 20 ヒートパイプ 20a 冷却部 20b 放熱部 21 冷却用ケーシング 22 冷却液入口 23 冷却液出口 24 軸封装置 25 フィン

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動機のロータシャフト内にヒートパイ
    プを設けると共に、前記ヒートパイプの端部の一方を前
    記ロータシャフトから突出させ、 前記ロータシャフトから突出した前記ヒートパイプの端
    部に放熱手段を設けることを特徴とする電動機のロータ
    冷却構造。
  2. 【請求項2】 前記ロータシャフトから突出した前記ヒ
    ートパイプの端部に軸封装置を設ける請求項1記載の電
    動機のロータ冷却構造。
  3. 【請求項3】 前記放熱手段は、前記ロータシャフトか
    ら突出した前記ヒートパイプの端部を覆うケーシングを
    備え、このケーシングに冷却液の入口及び出口を設けて
    冷却液を流通させる構成からなる請求項1記載の電動機
    のロータ冷却構造。
  4. 【請求項4】 前記放熱手段は、前記ロータシャフトか
    ら突出した前記ヒートパイプの端部にフィンを設けてな
    る請求項1記載の電動機のロータ冷却構造。
JP22882495A 1995-09-06 1995-09-06 電動機のロータ冷却構造 Pending JPH0974716A (ja)

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