JPH1098844A

JPH1098844A - 回転電機

Info

Publication number: JPH1098844A
Application number: JP24981596A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Sekine; 昭裕関根; Masaharu Senoo; 正治妹尾; Keisuke Yamanaka; 桂介山中; Toshifumi Suzuki; 利文鈴木; Eiichiro Sugawa; 英一郎須川; Takuya Kawashima; 琢也川島; Takeshi Komata; 剛小俣
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1998-04-14

Abstract

(57)【要約】【目的】固定子からハウジングフレームへ効率良く熱
を伝えることによって放熱性能を向上させた回転電機を
提供する。【構成】固定子鉄心１Ａと固定子コイルエンド１Ｂか
らなる固定子１において、固定子コイルエンド１Ｂを回
転電機のハウジングフレームの熱膨張係数と略同じ熱膨
張係数を有するモールド樹脂を用いてモールド形成した
モールド部として構成し、該固定子をハウジングフレー
ムの内周面に嵌合して、固定子コイルエンド部分もハウ
ジングフレームの内周面に接触させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハウジングフレー
ムの内周面に固定子を嵌合して組み立てた回転電機に係
り、特にハウジングフレームと固定子との熱伝導の改良
して、放熱性を良好とした回転電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の誘導電動機の固定子の形状を示す
斜視図である図３と、この固定視を用いた従来の誘導電
動機の構造を示す図４を用いて、従来の回転電機の固定
視の構造を説明する。図３に示すように、回転電気の固
定子１は、中央部の固定子鉄心１Ａとその両端部に設け
た固定子コイルエンド１Ｃとから構成されている。固定
子１は、通常固定子コイルエンド１Ｃの外周が固定子鉄
心１Ａの外周より小さくなるように造られている。

【０００３】図４は、上記固定子を用いた誘導電動機の
上半分を破断した全体構成図である。誘導電動機は、固
定子１と、ハウジングフレーム２と、エンドブラケット
３と、軸受４と、回転軸５と、回転子６と、エンドリン
グ７と、羽根８とから構成されている。上記固定子１
は、ほぼ円筒形をしたハウジングフレーム２の内側に保
持される。回転子６は、回転子鉄心６Ａと当該回転子鉄
心６Ａのスロット内に設けられたかご形巻線等からな
り、固定子１に対応してその内部に配置される。また、
かご形巻線は、エンドリング７に接続されていると共
に、当該エンドリング７に冷却用のファン８が取り付け
られている。ハウジングフレーム２の両端には、軸受４
Ａ、４Ｂが設けられたエンドブラケット３Ａ、３Ｂが嵌
め込まれ、ボルト等によって結合されている。中央部に
回転軸５が挿入された回転子６は、回転軸５の両端近傍
で、ボールベアリングからなる軸受４Ａ、４Ｂを介して
エンドブラケット３Ａ、３Ｂに回動自在に支持される。

【０００４】回転軸５の中央付近には、回転子６の回転
子鉄心６Ａが嵌合などにより固定され、これにより固定
子鉄心１Ａと共に磁路が形成される。そして、この回転
子６には、図示されていないが、回転子バーがエンドリ
ング７と一体にダイキャストなどにより施されている。
さらに、上記エンドリング７には、内部冷却用のファン
を形成している羽根８が設けられている。そこで、回転
電機は、固定子１に施されている固定子コイルに所定の
交流電流が供給されると、回転磁界を発生し、回転子６
のバーに交流の二次電流を流し、トルクを発生し、回転
子６と共に回転軸５を回転させることになる。

【０００５】回転機の固定子の構造の従来例として、例
えば、特開昭６４−６０２４１号公報、実開平４−２１
１６３号公報、および特開平８−４７２１８号公報に示
される固定子がある。上記各公報の固定子は、固定子コ
イルおよび固定子鉄心形なる固定子をハウジングフレー
ムに嵌め込んだ後、固定子コイルエンドを樹脂部材によ
りモールドするものであり、固定子コイルの発熱は、上
記モールド樹脂を介してハウジングフレームから放熱し
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】回転電機の運転時に
は、内部で発生する同損によって発熱し、温度が上昇す
る。この回転電機内部の発熱の大部分は、固定子鉄心１
Ａからハウジングフレーム２を通して外部に放熱される
か、固定子コイルエンド１Ｃから空気の層を通りハウジ
ングフレーム２を通して外部に放熱される。図３および
図４に示す従来技術における放熱の径路は、図４に矢印
９として示されている。すなわち、固定子コイルエンド
１Ｃからの放熱は、最終的にハウジングフレーム２を通
して外部に放熱されるまでの間に、空気の層を通ること
から、固定子鉄心１Ａからの放熱のように、固定子鉄心
１Ａとハウジングフレーム２の金属どうしが直接接触し
ている場合と比較して熱伝導が著しく悪く、効率の良い
放熱ができなくなっている。

【０００７】近年、回転電機の重量を軽量化するため
に、ハウジングフレームをアルミニウムによって成形す
るようになってきた。アルミニウムの熱膨張係数は鉄心
より大きいことから、回転電機の内部の温度が上昇する
と、鉄心とハウジングフレームとの間に隙間が発生し、
熱伝導が劣ることとなる。さらに、空気は、熱伝導が悪
いことから、上記隙間の発生が回転電機の放熱性を悪化
させるという問題を有していた。上記各公報に示す固定
子に関する従来技術は、固定子をハウジングフレームに
嵌め込んだ後、固定子コイルエンドを樹脂部材を用いて
モールドしているが、発熱によってハウジングフレーム
とモールド樹脂とが熱膨張し両者の接触が悪くなること
を考慮していない。

【０００８】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、ハウジングフレームと固定子との間の熱伝
導を改良し、放熱性能の良い回転電機を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の回転電機は、円筒形の内周面を有するハウ
ジングフレーム２と、このハウジングフレームの内周面
に嵌合した固定子１とを備えた回転電機において、固定
子１を、固定子コイルエンドにその周面が固定子鉄心１
Ａの周面と同じ高さの円筒形に前記ハウジングフレーム
と略同じ熱膨張係数のモールド部材を用いてモールド成
形して得たモールド部１Ｂを備え、ハウジングフレーム
２の内周面に、固定子鉄心１Ａおよびモールドされた固
定子コイルエンド１Ｂを嵌合して接触させたことを特徴
とする。さらに、本発明は、上記回転電機の固定子の構
造において、ハウジングフレーム２をアルミニウムのダ
イカストで形成し、モールド部１Ｂをポリエステル系樹
脂でモールド形成したことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】円筒形のハウジングフレームに
は、その内周面に固定子鉄心と固定子コイルとからなる
固定子が嵌合されている。固定子は、固定子鉄心の周面
と固定子コイルエンドの周面が同じ高さになるようにモ
ールド樹脂を用いて円筒形にモールド成形されている。
該モールド樹脂の熱膨張係数は、ハウジングフレームの
熱膨張係数と略同じになる材料を使用しているので、回
転電機内に発生した熱は、ハウジングフレームに接触し
ている固定子鉄心とモールド樹脂を介して外部に放熱す
る。さらに、ハウジングフレームとモールド樹脂の熱膨
張係数が同じであることから、回転電機の内部に発生し
た熱によってハウジングフレームが膨張してもモールド
部も同様に膨張するので、モールド部とハウジングフレ
ームとの間に隙間ができず、常に良好な放熱を行うこと
ができる。また、ハウジングフレームをアルミダイカス
ト製とし、モールド部材をポリエステル系樹脂としたと
き、両者の熱膨張係数が略等しくなり、ハウジングフレ
ームとモールド部に隙間が発生せずに、放熱性能が特に
良好であった。

【００１１】

【実施例】本発明にかかる誘導電動機における固定子の
一実施例を示す斜視図である図１、および、この固定子
を用いた誘導電動機の構造を示す上半分を破断した全体
図である図２を用いて、本発明の一実施例を説明する。
図１において、固定子１は、中央部の固定子鉄心１Ａ
と、その両端をモールド樹脂によってモールドした固定
子コイルエンド１Ｂとから構成されている。固定子コイ
ルエンド１Ｂは、その周面が固定子鉄心１Ａの周面と同
じ高さになるように円筒形にモールド成形されモールド
部１Ｂを形成している。図２において、誘導電動機は、
図１に示す固定子１と、たとえば、アルミダイカストか
らなるハウジングフレーム２と、エンドブラケット３
と、軸受４と、回転軸５と、回転子６と、エンドリング
７と、内部冷却用ファンとなる羽根８とから構成されて
いる。

【００１２】図２に示すように、図１に示したモールド
部１Ｂを有する固定子１は、ハウジングフレーム２に、
たとえば、焼き嵌め等によって嵌合される。予め固定子
コイルエンド１Ｂが固定子鉄心１Ａの周面と同じ高さに
モールドされている固定子１をハウジングフレーム２に
嵌合することによって、従来、接触していなかった固定
子１のモールドされた固定子コイルエンド１Ｂは、ハウ
ジングフレーム２と接触する。したがって、回転電機内
部で発生した熱は、固定子鉄心１Ａからだけでなく、固
定子コイルエンド１Ｂからも、図２における矢印９のよ
うに、熱伝達の悪い空気の層を通すことなく、より効率
良くハウジングフレーム２に伝わり、放熱することがで
きる。

【００１３】鉄製のハウジングフレーム２は、同じく鉄
製である固定子鉄心１Ａとその熱膨張係数はほとんど同
じであり、運転時の発熱によりハウジングフレーム２が
膨張しても固定子鉄心１Ａとの接触面に大きな変化はな
い。厳密に言えば、固定子鉄心１Ａの外周とハウジング
フレーム２の内周は、完全に密着しているわけではな
く、加工上の誤差などにより微小な隙間が存在してい
る。そのため、ハウジングフレーム２の材質を鉄からア
ルミニウムのダイカストとした場合、その線膨張係数
は、たとえば、ＡＤＣ１２の場合２．１×１／１０
⁵（１／Ｋ）で鉄材の１．０〜１．３×１／１０⁵（１／
Ｋ）の約２倍であり、この微小な隙間が運転時の熱膨張
により拡大し、放熱性能を悪化させてしまう。

【００１４】しかし、本発明によれば、固定子コイルエ
ンド１Ｂは、ハウジングフレーム２に接触するように予
めモールド成形されているので、モールド樹脂の線膨張
係数をハウジングフレーム２と同じにしておけば、上述
のような問題は解決される。例えば、モールド樹脂に、
線膨張係数がＡＤＣ１２とほとんど同じポリエステル系
レジン（商品番号＝ＢＭＣ１５５１：線膨張係数＝２．
０×１／１０⁵（１／Ｋ））などを使用すれば、固定子
コイルエンド１Ｂとハウジングフレーム２は、常に最適
の状態で接触しており、放熱性能を悪化させることなく
運転することができる。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、モールド成形された固
定子コイルエンドの周面を、固定子鉄心の周面と同じ高
さになるように円筒形にモールド成形して、ハウジング
フレームに固定子を嵌合することで、回転電機内部の放
熱性能を向上させることができた。さらに、本発明によ
れば、回転電機内部の放熱性能を向上させたことによ
り、回転電機を小型化することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる回転電機の固定子の実施例を示
す図。

【図２】本発明にかかる固定子を用いた回転電機の実施
例を示す断面図。

【図３】回転電機の固定子の従来例を示す図。

【図４】回転電機の従来例を示す断面図。

【符号の説明】

１固定子１Ａ固定子鉄心１Ｂ固定子コイルエンド（モールド部）１Ｃ従来技術における固定子コイルエンド２ハウジングフレーム３Ａ、３Ｂエンドブラケット４Ａ、４Ｂ軸受５回転軸６回転子６Ａ回転子鉄心７エンドリング８羽根９放熱の経路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山中桂介千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号日立京葉エンジニアリング株式会社内 (72)発明者鈴木利文千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者須川英一郎千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者川島琢也千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者小俣剛千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒形の内周面を有するハウジングフレ
ームと、このハウジングフレームの内周面に嵌合した固
定子とを備えた回転電機において、固定子は、固定子コ
イルエンドにその周面が固定子鉄心の周面と同じ高さの
円筒形に前記ハウジングフレームと略同じ熱膨張係数の
モールド部材を用いてモールド成形してえた得たモール
ド部を備え、ハウジングフレームの内周面に、固定子鉄
心およびモールドされた固定子コイルエンドを嵌合して
接触させたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】ハウジングフレームをアルミニウムのダ
イカストで形成し、モールド部をポリエステル系樹脂で
モールド形成した請求項１記載の回転電機。