JPH11332166A - 回転電機の固定子枠 - Google Patents

回転電機の固定子枠

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Publication number
JPH11332166A
JPH11332166A JP6608799A JP6608799A JPH11332166A JP H11332166 A JPH11332166 A JP H11332166A JP 6608799 A JP6608799 A JP 6608799A JP 6608799 A JP6608799 A JP 6608799A JP H11332166 A JPH11332166 A JP H11332166A
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JP
Japan
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fins
stator frame
seat
electric machine
seats
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Application number
JP6608799A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Taniyama
賀浩 谷山
Takeo Kakiuchi
健男 垣内
Hiroaki Kawase
弘明 川瀬
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定座を大にせず強度向上が図れ且つ外扇カ
バー内への指等侵入の防止保護構造が得られる。又、フ
ィン間への冷却風流入を増加させ冷却特性を向上させる
と共に固定子枠剛性を向上させる回転電機の固定子枠を
提供する。 【解決手段】 回転電機の固定子枠は、円筒状のアルミ
ニウム鋳造製で、外周には軸方向に伸びる複数個のフィ
ンを有し、このフィン上で長さ方向の所定箇所にアルミ
鋳造後に鋳型より該鋳造物を取出すピン受座が設けら
れ、両端円周方向には複数個の固定座を有して成る回転
電機の固定子枠で、前記ピン受座24を隣設フィン22
間で円周方向に千鳥形配列し、前記固定座33の側面に
円周方向に突出する固定座リブ33aを突設し、上下方
向に突出する縦フィン22aと横方向に突出する横フィ
ン22bとの境界部25に、固定子枠21端面近くの前
記両フィン22a,22bを繋ぐ連結座26を設けたも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム鋳造
製の回転電機の固定子枠に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の回転電機(以下、電動機と呼ぶ)
の一例を図18乃至図25を参照して説明する。図18
に示すように円筒状の鋳造によるアルミニウム製で、外
周には軸方向に伸びる複数個のフィン1aを有する固定
子枠1の両端にはタップ孔1cが穿孔された複数個の固
定座1bがあって、この固定座1bに座6cを当接させ
タップ孔1cへ挿入のボルト11締付けにより固定子枠
1の両端に軸受ブラケット6a,6bが嵌合固定されて
いる。この固定子枠1の内側には固定子巻線3を有する
固定子鉄心2が圧入され、この固定子鉄心2内周の空隙
を介して回転子鉄心を嵌合した回転軸5が、前記軸受ブ
ラケット6a,6bに嵌合の軸受7を介して回転自在に
配設されている。反負荷側の軸受ブラケット6bから突
出する回転軸5の先端には外扇8が取付けられ、この外
扇8を覆うように外扇カバー9が軸受ブラケット6bの
座6cにボルト10で締付け固定されている。
【0003】前記固定子枠1のフィン1a上で長さ方向
の所定箇所には、アルミ鋳造後に鋳型より該固定子枠1
を取出す時に使用される図示しない押出ピンの受座1e
が設けられ、この受座1eは円周方向に複数個のフィン
1a上に直列状態の配列(図18では6個)となってい
る。そして、特定のフィン1a上には図示しない銘板を
取付けるための銘板座1fが、前記受座1eと並設して
ある(図20参照)。又、フィン1aは鋳造上から固定
子枠1の軸方向に対して直角水平方向の上下方向と横方
向に突出している(図19参照)。この為、上下方向の
縦フィン1aaと横方向の横フィン1abとの境界部1
Gにはフィン1aのない空間状態で、この境界部1Gが
90度毎に固定子枠1上では4箇所形成されている。こ
の為、境界部1Gには約45度の傾きをもつフィン1c
が放射方向に突設してある。このようにして電動機51
は形成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記固定子枠1はアル
ミ製で鋼製に比べて強度が劣ることから、その固定座1
bはタップ孔1cの穿孔或いはボルト11締付けの為に
鋼製よりも厚肉化にしなければならない。また固定座1
bは、外扇カバー9内への指の侵入に対して外扇8と干
渉を防ぐ為の保護も兼ねているので、特に横幅を大きく
しなければならない。この為、外扇8の回転にて発生す
る冷却風の固定子枠1外周部への流入を阻害し、ひいて
は電動機51の冷却性を悪化させる要因と成る。
【0005】一方、固定子枠1の受座1eは、固定子枠
1を取出すことから大荷重を要するので、大きい程よく
且つ各フィン1a上に1箇所配設されている。すると、
受座1eはフィン1a間の冷却風の流れを阻害して(図
20の矢印Aで示す)通風性が悪くなり、固定子枠1か
らの放熱が悪化して電動機51の温度上昇が高くなる要
因になってくる。これは銘板座1fも同傾向である。
【0006】また、上下方向の縦フィン1aaと横方向
の横フィン1abとの境界部1Gにはフィン1cが放射
方向に突設しているものの大きな通風路を形成して、他
のフィン1aa,1ab間の通風抵抗が大きくなり、冷
却風のフィン1aa,1ab間の通過風量が減少して冷
却効率が低下し且つ境界部1Gだけでは冷却効率が悪
い。更に、固定子枠1内に固定子鉄心2を圧入した時、
境界部1Gは剛性が不足して変形を起し固定子枠1及び
固定子鉄心2内径の真円度が得られず、固定子鉄心2と
回転子鉄心との空隙に偏心が現れ電動機特性にバラツキ
が発生する。
【0007】一方、軸受ブラケット6a,6bをボルト
11締付けにより固定子枠1の両端に固定する時に、ボ
ルト11の軸方向には図23に示すように矢視D方向に
軸力が発生する。この軸力はボルト11を通して固定座
1bに伝達され、固定座1bの周辺部には引張荷重が作
用する。ボルト11を締結する時の軸力が過大な場合
は、固定座1b周辺には曲げ応力が作用して図23に示
す一点鎖線のような亀裂が発生し固定子枠1の一部が破
損(図24(a),(b)に示す)に至り、回転電機の
故障になる恐れもある。これを防止する手段として、固
定座1b形状を大きくすることが考えられるが、外扇8
より送風される冷却風の固定子枠1表面へ流入する妨げ
となって、回転電機の冷却特性が低下する要因となる。
又、増量となる。
【0008】本発明は上記事情に鑑みて成されたもの
で、固定座を大きくしなくても強度の向上が図れ且つ外
扇カバー内への指等侵入を防止できる保護構造が得られ
る。また、フィン間への冷却風の流入を増加させて冷却
特性を向上させると共に固定子枠の剛性を向上させる回
転電機の固定子枠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】本発明における回転電機
の固定子枠は、請求項1では円筒状の鋳造によるアルミ
ニウム製で、外周には軸方向に伸びる複数個のフィンを
有し、このフィン上で長さ方向の所定箇所にアルミ鋳造
後に鋳型より該鋳造物を取出す受座が設けられ、両端円
周方向には複数個の固定座を有して成る回転電機の固定
子枠において、前記受座を隣設フィン間で円周方向に千
鳥形配列したことを特徴とする。このように形成する
と、従来に対して隣設ピン受座間が広くなり、縦・横フ
ィン夫々の間を流れる冷却風は、通風抵抗が減少して負
荷側端まで円滑に流れる。この千鳥形配列は、冷却風が
ピン受座当たることで方向性を与えられ、強制的にフィ
ンに沿って流れることとなる(図7に示す矢印Bのよう
な流れに)。この両作用によって、両フィンからの放熱
効果が向上して固定子枠の冷却は良くなり、ひいては電
動機の冷却効率が向上し温度上昇が低下する。
【0010】次に請求項2では、前記固定座の側面に円
周方向に突出する固定座リブを突設している。すると、
固定座でのタップ孔穿孔作業と、固定子枠と軸受ブラケ
ットの嵌合固定段階で、固定座のタップ孔へボルト締付
けが行われる時、固定座リブの突設により応力の分散化
が図れると共に剛性が向上しているので、固定座周辺で
の亀裂の発生を防止することができ、事故防止に繋が
る。
【0011】また請求項3では、上下方向に突出する縦
フィンと横方向に突出する横フィンとの境界部に、固定
子枠端面近くの前記両フィンを繋ぐ連結座を設けてい
る。この連結座により境界部の剛性が向上し、固定子枠
内への固定子鉄心圧入時には固定子枠内径の変形がなく
なり、固定子鉄心と回転子鉄心との空隙では円周方向で
偏差はなくなり電動機特性は規定通りのものが得られ
る。又、電動機を運転すると境界部に連結座を配設した
ので、外扇ファンにより外扇カバー内に入った外気は、
従来境界部を流れていたものが連結座が障壁となるので
縦・横フィンの方へ変流して両フィンの夫々間を軸方向
に流れ、従来より固定子枠の冷却効率がよくなり電動機
の温度上昇を低下させる。
【0012】更に請求項4では、受座を隣設フィン間で
円周方向に千鳥形配列し、前記固定座の側面に円周方向
に突出する固定座リブを突設し、上下方向に突出する縦
フィンと横方向に突出する横フィンとの境界部に、固定
子枠端面近くの前記両フィンを繋ぐ連結座を設けてい
る。この構成にすると、請求項1乃至3に記載の作用効
果が全て得られて非常に良い特性の電動機が形成され
る。
【0013】そして請求項5では、受座を銘板座と同ピ
ッチで配置させて形成している。ピン受座が銘板座の作
用もするので、銘板を取付けるだけの作用をする銘板座
が不要となって、冷却風の障害物が減少して通風性がよ
くなると共に部品点数も減少して電動機が軽量且つ安価
となる。
【0014】また請求項6では、固定座の側面に円周方
向に突出する複数個の固定座リブを突設している。更に
固定座の剛性が高くなり固定子枠の変形や振動発生を防
止する。
【0015】請求項7では、連結座を縦フィンと横フィ
ン間の根元部分又は根元から頭部近くまで設けている。
請求項6と同様の作用効果が得られる。請求項8では、
連結座に1個又は複数個の孔を穿孔している。冷却風が
更に増加する。
【0016】請求項9では、固定座の側面に縦フィンと
連結する連結座を設けている。固定座に引張荷重が作用
しても荷重が連結座を介して縦フィンでも分散して支え
ることになり、固定座の周辺部が受ける荷重が減少(逆
にいえば耐破壊荷重が大きくなる)して該周辺部が従来
のように破損する恐れがなくなる。
【0017】
【発明の実施の形態】(第1実施例)以下本発明の第1
実施例を示す回転電機(以下、電動機と呼ぶ)について
図1乃至図7を参照し、従来構成と同じものは同じ符号
を使用して説明する。図1は電動機の一部断面を含む正
面図、図2は図1の側面図、図3は固定座周辺の部分拡
大図、図4は図3のX−X方向断面図、図5は連結座を
示す固定子枠の正面図、図6は固定子枠の断面図、図7
はピン受座周辺の部分拡大図である。
【0018】図1及び図2において、円筒状の鋳造によ
るアルミニウム製で、外周には軸方向に伸びる複数個の
フィン22を有する固定子枠21の両端にはタップ孔2
3cが穿孔された後述する複数個の固定座23があっ
て、この固定座23と座6cを合せタップ孔23cへ挿
入のボルト11締付けにより固定子枠21の両端に軸受
ブラケット6a,6bが嵌合固定されている。この固定
子枠21の内側には固定子巻線3を有する固定子鉄心2
が圧入され、この固定子鉄心2内周の空隙を介して回転
子鉄心を嵌合した回転軸5が、前記軸受ブラケット6
a,6bに嵌合の軸受7を介して回転自在に配設されて
いる。反負荷側の軸受ブラケット6bから突出する回転
軸5の先端には外扇8が取付けられ、この外扇8を覆う
ように外扇カバー9が軸受ブラケット6bの座6cにボ
ルト10で締付け固定されている。
【0019】前記固定子枠21のフィン22上で長さ方
向の所定箇所には、アルミ鋳造後に鋳型より該固定子枠
21(鋳造物)を取出す時に使用される押出ピン(図示
しない)のピン受座24(円形状)が設けられ、このピ
ン受座24は隣設フィン22間では円周方向に千鳥形の
配列(図1では6個)となっている。又、固定座23側
面のフィン22側には、円周両方向に突出する固定座リ
ブ23a(図4,5参照)が突設してある。更に、縦フ
ィン22aと横フィン22bとの境界部25の固定子枠
21端面から内側に向けて、固定子枠21端面近くの両
フィン22a,22b根元を繋ぐ半円形状の連結座26
(図5に両端面配設例、片方端面配設例は省略)を、両
フィン22a,22b高さの約2/3高さに設定し形成
する。
【0020】このように形成された電動機52の組立て
及び使用状態を説明する。まず、固定座23でのタップ
孔23c穿孔作業と、固定子枠21と軸受ブラケット6
a,6bの嵌合固定段階で、固定座23と座6cを係合
させタップ孔23cへボルト11締付けが行われる時、
固定座23は側面に固定座リブ23aを突設させている
ので応力の分散化が図れると共に剛性が向上しているの
で、固定座23周辺での亀裂の発生を防止することがで
き、事故防止に繋がる。
【0021】次に、固定子枠21内への固定子鉄心2圧
入時には、境界部25の固定子枠21端面から内側に向
けて、固定子枠21端面近くの両フィン22a,22b
根元を繋ぐ半円形状の連結座26を配設しているので、
境界部25の剛性が向上して固定子枠21内径の変形が
なくなり、固定子鉄心2と回転子鉄心との空隙では円周
方向で偏差はなくなり電動機特性は規定通りのものが得
られる。
【0022】続いて、この電動機52を運転すると、境
界部25に連結座26を配設したので、外扇ファン8に
より外扇カバー9内に入った外気は、従来境界部1Gを
流れていたものが前記連結座26が障壁となるので縦フ
ィン22a及び横フィン22bの方へ変流して両フィン
22a,22b間を軸方向に流れ、従来より固定子枠2
1の冷却効率がよくなり電動機の温度上昇を低下させ
る。又、ピン受座24は隣設フィン22間で円周方向に
千鳥形の配列となっているので、従来に対して隣設ピン
受座24間が広くなり、両フィン22a,22b間を流
れる冷却風は、通風抵抗が減少して負荷側端まで円滑に
流れる。この千鳥形配列は、冷却風がピン受座24当た
ることで方向性を与えられ、強制的に両フィン22a,
22bに沿って流れることとなる(図7に示す矢印Bの
ような流れに)。この両作用によって、両フィン22
a,22bからの放熱効果が向上して固定子枠21の冷
却は良くなり、ひいては電動機52の冷却効率が向上し
温度上昇が低下する。
【0023】(第2実施例)次に第2実施例を説明す
る。第1実施例と異なるのは、ピン受座24を、図示し
ない銘板を取付けるための銘板座1fと同ピッチで配置
させる。これによって、ピン受座24が銘板座1fの代
理を兼用するので、銘板を取付けるだけの作用をする銘
板座1fが不要となって、冷却風の障害物が減少して通
風性がよくなると共に部品点数も減少して電動機52が
軽量且つ安価となる。
【0024】(第3実施例)次に第3実施例を図8を参
照して説明する。第1実施例と異なるのは、ピン受座2
4aの形状を、円形状から菱形状に代える。これにより
縦フィン22a及び横フィン22bでの冷却風の流れが
図8に示す矢印Cのような菱形に沿って流れ更に良くな
る。
【0025】(第4実施例)次に第4実施例を図9乃至
図11を参照して説明する。第1実施例と異なるのは、
固定座33に設けた固定座リブ33aを縦フィン22a
及び横フィン22bに対して図9に示すように傾斜させ
る。図10では、固定座リブ43aを固定座43に2枚
設けたもの。図11では、固定座リブ53aを固定座5
3に縦フィン22aaび横フィン22bに対して傾斜し
たものと平行したものを各1枚設ける。これらの構成で
第1実施例より更に強度大となった固定座33,43,
53が得られる。
【0026】(第5実施例)次に第5実施例を図12を
参照して説明する。第1実施例と異なるのは、境界部2
5に配設した連結座26A内にネジ孔26aを穿孔す
る。このネジ孔26aに軸受ブラケット6a,6b固定
用の通しボルトを通すことにより、安全性の向上を損な
わずに組立時の作業性が良くなり効率的な冷却が行え
る。
【0027】(第6実施例)次に第6実施例を図13を
参照して説明する。第1実施例と異なるのは、境界部2
5に配設した連結座26B内に、縦フィン22a及び横
フィン22b間の圧力損失と同等になる面積分の貫通孔
26bを1個又は複数個穿孔する。この貫通孔26bに
より外扇カバー9からの異物侵入に対する安全性を確保
した状態で、縦フィン22a及び横フィン22b間を均
一に冷却風の送風が可能となり、放熱効率が向上する。
【0028】(第7実施例)次に第7実施例を図14を
参照して説明する。第1実施例と異なるのは、縦フィン
22a及び横フィン22b間を繋ぐ連結座26Cを、両
フィン22a,22b間の根元から頭部近くまで一体に
設けたものである。これにより、外扇カバー9との通風
性の安全裕度を高めると共に外扇8から流入の冷却風の
漏出を確実に防止でき、両フィン22a,22b間に有
効に冷却風を流すことができる。そして、連結座26C
が両フィン22a,22b間の根元から頭部近くまであ
るので、固定子枠21g端面の剛性が更に増加し、電動
機52の振動を低下させる。又、連結座26に、ネジ孔
26dと貫通孔26eを夫々別個に穿孔したものを図1
5,図16に連結座26D,26Eとして示した。第7
実施例と第5実施例及び第7実施例と第6実施例を組み
合わせた効果が夫々ある。
【0029】(第8実施例)次に第8実施例を図17を
参照して説明する。第1実施例と異なるのは、固定座6
4の両側面に縦フィン62aと連結する連結座64a
が、該固定座64の根元からタップ孔64c中心線近く
まで一体に設けたものである。この為、軸受ブラケット
6a,6bをボルト11締付けにより固定子枠21jの
両端に固定する時に発生する軸力がボルト11を通して
固定座64に伝達され、固定座64の周辺部に引張荷重
が作用しても、この連結座64aの形成により、荷重が
連結座64aを介して縦フィン62aでも分散して支え
ることになり、固定座64の周辺部が受ける荷重が減少
(逆にいえば耐破壊荷重が大きくなる)して該周辺部が
従来のように破損する恐れがなくなる。しかも、連結座
64aの高さがタップ孔54c中心線近くまでとしてい
るので、外扇8からの冷却風の流れを阻害することが少
ない。尚、冷却風の流れを更に良くするには、図17
(c)に示すように連結座65aを固定座65のタップ
孔65c中心線近く付近のみとして、根元から連結座6
5aまでに空間を形成さてもよい。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、固定座を
大きくしなくても強度の向上が図れ且つ外扇カバー内へ
の指等侵入を防止できる保護構造が得られる。また、フ
ィン間への冷却風の流入を増加させて冷却特性を向上さ
せると共に、固定子枠の剛性が高くなったので固定子枠
の変形がなくなって空隙の偏心が改良され回転電機の電
気特性や振動特性が良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す電動機の一部断面を含
む正面図、
【図2】図1のX−X方向側断面図、
【図3】固定座周辺の部分拡大図、
【図4】図3のY−Y方向断面図、
【図5】連結座を示す固定子枠の正面図、
【図6】固定子枠の断面図、
【図7】ピン受座周辺の部分拡大図、
【図8】ピン受座周辺の第2実施例を示す図7相当図、
【図9】固定座周辺の第2実施例を示す図3相当図、
【図10】固定座周辺の第3実施例を示す図3相当図、
【図11】固定座周辺の第4実施例を示す図3相当図、
【図12】連結座の第2実施例を示す要部拡大図、
【図13】連結座の第3実施例を示す図12相当図、
【図14】連結座の第4実施例を示す図6相当図、
【図15】連結座の第5実施例を示す図12相当図、
【図16】連結座の第6実施例を示す図12相当図、
【図17】連結座の第7実施例を示す図11相当図、
【図18】従来例を示す図1相当図、
【図19】従来例を示す図2相当図、
【図20】従来例を示す図7相当図、
【図21】従来例を示す図3相当図、
【図22】従来例を示す図4相当図、
【図23】固定座の引張荷重を示す説明図、
【図24】固定座の破損を示す説明図、
【図25】従来例を示す図6相当図。
【符号の説明】
1,21,21a,21b,21c,21d,21e,
21f,21g,21h,21i,21j…固定子枠
(鋳造物)、1f…銘板座、 1
G,25…境界部、2…固定子鉄心、
3…固定子巻線、5…回転軸、
6a,6b…軸受ブラケット、8…外扇、
9…外扇カバー、 10,11…ボルト、22…フィ
ン、 22a,62a…縦フィ
ン、22b…横フィン、 23,3
3,43,53…固定座、23a,33a,43a,5
3a…固定座リブ、23c…タップ孔、
24,24a…ピン受座、26,26A,26B,
26C,26E…連結座、26b,26e…貫通孔、
26a,26d…ネジ孔、52…電動機。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円筒状の鋳造によるアルミニウム製で、
    外周には軸方向に伸びる複数個のフィンを有し、このフ
    ィン上で長さ方向の所定箇所にアルミ鋳造後に鋳型より
    該鋳造物を取出す受座が設けられ、両端円周方向には複
    数個の固定座を有して成る回転電機の固定子枠におい
    て、前記受座を隣設フィン間で円周方向に千鳥形配列し
    たことを特徴とする回転電機の固定子枠。
  2. 【請求項2】 円筒状の鋳造によるアルミニウム製で、
    外周には軸方向に伸びる複数個のフィンを有し、このフ
    ィン上で長さ方向の所定箇所にアルミ鋳造後に鋳型より
    該鋳造物を取出す受座が設けられ、両端円周方向には複
    数個の固定座を有して成る回転電機の固定子枠におい
    て、前記固定座の側面に円周方向に突出する固定座リブ
    を突設したことを特徴とする回転電機の固定子枠。
  3. 【請求項3】 円筒状の鋳造によるアルミニウム製で、
    外周には軸方向に伸びる複数個のフィンを有し、このフ
    ィン上で長さ方向の所定箇所にアルミ鋳造後に鋳型より
    該鋳造物を取出す受座が設けられ、両端円周方向には複
    数個の固定座を有して成る回転電機の固定子枠におい
    て、上下方向に突出する縦フィンと横方向に突出する横
    フィンとの境界部に、固定子枠端面近くの前記両フィン
    を繋ぐ連結座を設けたことを特徴とする回転電機の固定
    子枠。
  4. 【請求項4】 円筒状の鋳造によるアルミニウム製で、
    外周には軸方向に伸びる複数個のフィンを有し、このフ
    ィン上で長さ方向の所定箇所にアルミ鋳造後に鋳型より
    該鋳造物を取出す受座が設けられ、両端円周方向には複
    数個の固定座を有して成る回転電機の固定子枠におい
    て、前記受座を隣設フィン間で円周方向に千鳥形配列
    し、前記固定座の側面に円周方向に突出する固定座リブ
    を突設し、上下方向に突出する縦フィンと横方向に突出
    する横フィンとの境界部に、固定子枠端面近くの前記両
    フィンを繋ぐ連結座を設けたことを特徴とする回転電機
    の固定子枠。
  5. 【請求項5】 前記受座を銘板座と同ピッチで配置させ
    て形成した請求項1又は4記載の回転電機の固定子枠。
  6. 【請求項6】 前記固定座の側面に円周方向に突出する
    複数個の固定座リブを突設した請求項2又は4記載の回
    転電機の固定子枠。
  7. 【請求項7】 前記連結座を縦フィンと横フィン間の根
    元部分又は根元から頭部近くまで設けた請求項3又は4
    記載の回転電機の固定子枠。
  8. 【請求項8】 前記連結座に1個又は複数個の孔を穿孔
    した請求項3又は4又は7記載の回転電機の固定子枠。
  9. 【請求項9】 固定座の側面に縦フィンと連結する連結
    座を設けた請求項1記載の回転電機の固定子枠。
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