JPS6110457Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、同期電動機や誘導電動機等の電動機
のロータに関するものである。

従来の電動機のロータの構造は、第１図に示す
ような構造であつた。

図において、１は電機子コア、２は整流子、３
はロータ軸をそれぞれ示す。

このようなロータにおいては、長時間使用して
いると鉄損及び銅損により電機子コア２が発熱を
起こしてしまい効率の低下及び特性が劣化する等
の欠点があつた。

従つて、従来電動機の放熱のためにロータ軸３
にフアンを設けたりしていた。

しかし、電算機の入出力装置として使用するシ
リアルプリンタの活字選択用型DCサーボモータ
等として使用した際には回転方向がつねに変化す
るため、回転に方向性のあるフアン等において
は、一定方向でしか電機子コア１の放熱のための
風を送れないので放熱を完全に行なうことが不可
能であつた。

また、塵挨の量の多い所で電動機を使用する際
には、防塵のために電動機を密閉しなければなら
ないが、このように電動機を密閉した状態で風を
起こしても放熱されない等の欠点があつた。

また、このため、例えば、特公昭41−13532号
公報、特開昭49−50406号公報及び特開昭49−
47805号公報等に示されるように回転軸に放熱用
の回転翼体や放熱フイン付熱パイプを設けるよう
にしたものが提案されている。

しかしながら、特公昭41−13532号公報に開示
されるものは、回転翼体が熱電導率の悪い材料よ
り成る回転軸に取付けられるのみであり、両者の
接触面積が少なく、十分に放熱効果を上げること
ができない。また、特開昭49−50406号公報及び
特開昭49−47895号公報に示される熱パイプ式の
ものでは、構成が複雑で、きわめて高価になると
いう欠点を有している。

従つて、本考案は、構成が簡単で、安価な構成
であるにもかかわらず、十分な放熱効果を上げる
ことができる電動機のロータを提供することを目
的とする。

この目的は、放熱手段を有する電動機のロータ
において、該ロータの回転軸が当該回転軸の長手
方向に沿つて設けられた中空穴を有してなると共
に、該放熱手段は高熱伝導率材で構成され該中空
穴に嵌挿されるフイン軸と高熱伝導率材で構成さ
れ該フイン軸を介して前記回転軸より伝導される
熱を放出するための放熱フインとを含んで成るこ
とを特徴とする電動機のロータを提供することに
より達成される。

すなわち、従来の電動機のロータにおいて、ロ
ータ軸３の全てを高熱伝導率材の材料で構成する
ことにより放熱効果を上げることも考えられた。

しかしながら、この種の材料は、銅又はアルミ
系の金属であり、きわめて高価になると共に、強
度が弱いという問題がある。

これに対し、本考案は、軸の強度は、一般に中
実と中空とでそれ程の差がないという点に鑑み、
従来の鉄系のものをロータ軸とし、そのロータ軸
に穴を開け、この穴に高熱伝導率の材料から成る
フイン軸を挿入することでロータ軸と高熱伝導率
の材料から成る放熱フイン軸との接触面積を増大
させて、良好な熱伝導を行なわせることにより、
きわめて簡単で安価な構成であるにもかかわら
ず、十分な放熱高価を得られるようにしたもので
ある。

以下本考案を図面により詳細に説明する。

第２図乃至第４図は、本考案に係る電動機のロ
ータの一例を示す図であり、第２図は本考案に係
るロータ軸に穴を開けた状態、第３図は本考案に
使用する高熱伝導率のフイン、第４図は本考案に
係る電動機のロータの構造を示す図である。

更に、図において、第１図と同記号のものは同
一のものを示す他、４はロータ軸３に開けた穴、
５はフイン、５′はフイン軸をそれぞれ示す。

尚、このフイン５及びフイン軸５′は熱伝導に
よる放熱のため高熱伝導率の材質、例えば、銅又
はアルミ系の金属により作成し、また、その形状
を第３図１乃至３に示すように表面積を多くする
ような形状にする。また、フイン５は慣性との関
係でその大きさを決定する。

前述した構成において、その組み立ては以下の
ように行なわれる。

まず、第２図に示すようにロータ軸３に中空の
穴４を開ける。

次に、第３図１乃至３に示したようなフイン５
を有するフイン軸５′をロータ軸３の穴４に挿入
し、接着する。

このようにして第４図に示す如きロータ構造と
する。

以上のように、本考案では、ロータ軸３に中空
の穴４を設け、フイン軸５′を挿入する構成を採
用することにより、熱伝導率の悪い部材で構成さ
れたロータ軸と熱伝導率の高い部材で構成された
フイン軸５′との接触面積を大きくすることがで
きるので、ロータ軸の熱をフイン５に効率良く伝
達することが可能となり、放熱を良好に行なうこ
とが可能となる。

また、本考案においては、電機子コア１の熱を
フイン５により受け、フイン軸５′により外部に
放出しているので、たとえ電動機が密閉状態にあ
つても熱を外部に放熱することが可能となつた。

また、風により電機子コア１を冷却するわけで
ないため、従来のようなフアンを使用する必要が
なくなつたためロータの慣性が小さくなり非常に
立ち上がりの速いモータを作成する事が可能とな
つた。

さらに、ロータ軸に中空穴を開けてフイン軸を
挿入するだけのきわめて簡単な構成であり、十分
安価にすることができる等の種々の効果を得るこ
とができる。

尚、第５図は、約17Wの電動機を駆動した場合
のロータからステータに伝わる温度を比較したグ
ラフである。

図において、Ｘ軸は時間、Ｙ軸は温度を示す。

グラフより明らかなように従来のロータ構造の
電動機では約47.5℃まで温度が上昇したが、本考
案のロータ構造では約37.5℃であり、約10℃温度
を低下させる事が可能となつた。

これは、ステータ側の温度であり、ロータ側の
電機子コアの表面で約20℃の温度低下と考えられ
る。

また、ステータから外気への熱抵抗を計算する
と従来の電動機は約2.8℃／Ｗ、フイン付の電動
機は約2.3℃／Ｗであり、約18％下げることが出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係るロータ構造の従来例の
説明図、第２図乃至第４図は、本考案のロータ構
造の一実施例の説明図、第５図は時間に対する温
度上昇特性図である。 図において、１は電機子コア、２は整流子、３
は軸、４は穴、５はフイン軸、５′はフイン軸を
それぞれ示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 放熱手段を有する電動機のロータにおいて、該
   ロータの回転軸の長手方向に沿つて設けられた中
   空穴を有してなると共に、該放熱手段は高熱伝導
   率材で構成され該中空穴に嵌挿されるフイン軸と
   高熱伝導率材で構成され該フイン軸を介して前記
   回転軸より伝達される熱を放出するための放熱フ
   インとを含んで成ることを特徴とする電動機のロ
   ータ。