JPS63144733A - 回転電機の固定子巻線冷却装置 - Google Patents
回転電機の固定子巻線冷却装置Info
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- JPS63144733A JPS63144733A JP29121886A JP29121886A JPS63144733A JP S63144733 A JPS63144733 A JP S63144733A JP 29121886 A JP29121886 A JP 29121886A JP 29121886 A JP29121886 A JP 29121886A JP S63144733 A JPS63144733 A JP S63144733A
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Landscapes
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は１回転電機における固定子巻線に生じる熱をコ
イルエンドからフレームに伝導させる冷却装置に関する
ものである。
イルエンドからフレームに伝導させる冷却装置に関する
ものである。
工作機械あるいはロボット、マニュプレータなどの駆動
や制御用として用いられるスピンドルモータやサーボモ
ータでは、制御性能や取付はスペースなど各種の制約か
ら、高トルク化と小形軽量化。
や制御用として用いられるスピンドルモータやサーボモ
ータでは、制御性能や取付はスペースなど各種の制約か
ら、高トルク化と小形軽量化。
密閉構造化が要望されている。
しかし、このような要望に対応して大幅な高トルク化、
小形軽量化および密閉構造化を行うと。
小形軽量化および密閉構造化を行うと。
単位面積（あるいは体積）当りの発熱量が増大し。
温度上昇が過大になる。また、電気的特性の向上および
低損失化のために固定子鉄心材料に高けい素含有率の電
気鉄板を用いると、伝熱抵抗が大きく固定子鉄心の熱伝
導率が低下して、フレームの冷却性能を向上しても固定
子鉄心の内周側に巻装された固定子巻線から外周のフレ
ームへの熱伝達効果が小さく、固定子鉄心の内周側と外
周側の温度差が増大し固定子巻線の温度を著しく上昇さ
せる。
低損失化のために固定子鉄心材料に高けい素含有率の電
気鉄板を用いると、伝熱抵抗が大きく固定子鉄心の熱伝
導率が低下して、フレームの冷却性能を向上しても固定
子鉄心の内周側に巻装された固定子巻線から外周のフレ
ームへの熱伝達効果が小さく、固定子鉄心の内周側と外
周側の温度差が増大し固定子巻線の温度を著しく上昇さ
せる。
なお、固定子鉄心スロット内で固定子巻線に発生する熱
は固定子鉄心を介してフレームに伝達され冷却されるが
、コイルエンド部分は空気を介してフレームに熱伝達す
るため冷却効果が低（、このため固定子巻線の電流容量
が制限されており。
は固定子鉄心を介してフレームに伝達され冷却されるが
、コイルエンド部分は空気を介してフレームに熱伝達す
るため冷却効果が低（、このため固定子巻線の電流容量
が制限されており。
したがって、コイルエンド部分において有効な冷却手段
を講することが必要になってきた。
を講することが必要になってきた。
従来の冷却装置の例を第５図に示す。
第５図において、１はフレームで固定子鉄心２を嵌合固
着しており、この固定子鉄心２の図示しないスロットに
固定子巻線３を巻装しである。
着しており、この固定子鉄心２の図示しないスロットに
固定子巻線３を巻装しである。
３ａ・３ｂは固定子巻線３のコイルエンド、４ａ・４ｂ
はフレーム１の両端に取り付けたブラケットで、それぞ
れ軸受５ａ・５ｂを介して回転軸６を回転自由に支持し
ている。７は回転子、８は反負荷側のブラケッ）４ｂに
設は回転軸６の回転速度または回転位置を検出するため
の検出器、９はフレーム１の冷却フィン、 １０ａ・１
０ｂは固定子巻線３のコイルエンド３ａ・３ｂと、フレ
ーム内周面との間に充てん固着した高熱伝導性の樹脂で
ある。
はフレーム１の両端に取り付けたブラケットで、それぞ
れ軸受５ａ・５ｂを介して回転軸６を回転自由に支持し
ている。７は回転子、８は反負荷側のブラケッ）４ｂに
設は回転軸６の回転速度または回転位置を検出するため
の検出器、９はフレーム１の冷却フィン、 １０ａ・１
０ｂは固定子巻線３のコイルエンド３ａ・３ｂと、フレ
ーム内周面との間に充てん固着した高熱伝導性の樹脂で
ある。
固定子巻線３に発生する熱は、スロット部分では固定子
鉄心２を介してフレーム１に伝導されるが、コイルエン
ド３ａ・３ｂの熱は高熱伝導性の樹脂１０ａ・１０ｂを
介してフレーム１に伝達され。
鉄心２を介してフレーム１に伝導されるが、コイルエン
ド３ａ・３ｂの熱は高熱伝導性の樹脂１０ａ・１０ｂを
介してフレーム１に伝達され。
フレーム外面から放熱される。
しかるに、アクチュエータとしてのサーボモータなどで
は、用途面から種々の制約があるため。
は、用途面から種々の制約があるため。
冷却ファンや液冷などによりフレームの冷却性能を向上
させることができない場合が多い。また。
させることができない場合が多い。また。
高トルク化や高効率化のため固定子鉄心の内外径差を大
きくしたり、鉄心に対する巻線の占積率を増大させると
、固定子巻線からフレームへの熱伝達抵抗が大きくなっ
たり２巻線の発熱量を増大させることになり、コイルエ
ンドの温度も著しく上昇し、コイルエンドとフレームと
の間に単に樹脂や金属環を充てんしただけでは温度低減
効果が十分でなく、大幅なトルク向上や小形軽量化を達
成することができなかった。
きくしたり、鉄心に対する巻線の占積率を増大させると
、固定子巻線からフレームへの熱伝達抵抗が大きくなっ
たり２巻線の発熱量を増大させることになり、コイルエ
ンドの温度も著しく上昇し、コイルエンドとフレームと
の間に単に樹脂や金属環を充てんしただけでは温度低減
効果が十分でなく、大幅なトルク向上や小形軽量化を達
成することができなかった。
このため９本案はコイルエンドとフレームとの間に、直
流電圧を印加することによって吸熱と放熱現象（ペルチ
ェ効果）が行われる熱電素子を設け、放熱面（高温側）
をフレーム内周面に密着させるとともに、との熱電素子
の周囲に低熱伝導性樹脂を充てん固着させ、さらに吸熱
面（低温側）とコイルエンドとの間に電気絶縁性の高熱
伝導性樹脂を充てん固着させている。
流電圧を印加することによって吸熱と放熱現象（ペルチ
ェ効果）が行われる熱電素子を設け、放熱面（高温側）
をフレーム内周面に密着させるとともに、との熱電素子
の周囲に低熱伝導性樹脂を充てん固着させ、さらに吸熱
面（低温側）とコイルエンドとの間に電気絶縁性の高熱
伝導性樹脂を充てん固着させている。
したがって、熱電素子のフレームとの接触面が放熱面（
高温側）になり、コイルエンドに対向する面が吸熱面（
低温側）になるように、熱電素子に直流電圧を与えると
、熱電素子はペルチェ効果により吸熱面が瞬時に冷却さ
れて低温（室温より最大−１０℃まで可能）となり、高
熱伝導性樹脂両面の温度差が太き（なってコイルエンド
の熱は熱電素子への通電によって発生するジュール熱は
。
高温側）になり、コイルエンドに対向する面が吸熱面（
低温側）になるように、熱電素子に直流電圧を与えると
、熱電素子はペルチェ効果により吸熱面が瞬時に冷却さ
れて低温（室温より最大−１０℃まで可能）となり、高
熱伝導性樹脂両面の温度差が太き（なってコイルエンド
の熱は熱電素子への通電によって発生するジュール熱は
。
熱電素子の放熱面（高温側）からフレームに効率よく熱
伝達され、フレームから機外へ放熱さし罵る。
伝達され、フレームから機外へ放熱さし罵る。
第１図に本発明の冷却装置を直流サーボモータに適用し
た実施例を示し、第２図および第３図に要部の詳細を示
している。
た実施例を示し、第２図および第３図に要部の詳細を示
している。
図において、第５図と同じ部分には同一の符号を付して
おり、■はフレーム、ｌａはフレーム内周に設けた平面
部、２は固定子鉄心、３は固定子巻線、３ａ赤３ｂはコ
イルエンド、４ａ・４ｂはブラケット、５ａ・５ｂは軸
受、６は回転軸、７は回転子、８は検出器、９は冷却フ
ィン、１０は熱電素子、１１は低熱伝導性樹脂、１２は
高熱伝導性樹脂、１３は熱電素子１０のリード線、１４
はリード線引き出し孔、１５は吸熱板、１６は取り付け
ねじである。
おり、■はフレーム、ｌａはフレーム内周に設けた平面
部、２は固定子鉄心、３は固定子巻線、３ａ赤３ｂはコ
イルエンド、４ａ・４ｂはブラケット、５ａ・５ｂは軸
受、６は回転軸、７は回転子、８は検出器、９は冷却フ
ィン、１０は熱電素子、１１は低熱伝導性樹脂、１２は
高熱伝導性樹脂、１３は熱電素子１０のリード線、１４
はリード線引き出し孔、１５は吸熱板、１６は取り付け
ねじである。
固定子巻線３のコイルエンド３ａ・３ｂに対向設け、こ
の平面部１ａにそれぞれ熱伝導性の良いサーマルグリー
スを介して熱電素子１０の放熱面を密着させ、熱電素子
１０の反対側の吸熱面に熱伝導性の良いサーマルグリー
スを介してアルミニウムや銅などの高熱伝導性の吸熱板
１５を当て。
の平面部１ａにそれぞれ熱伝導性の良いサーマルグリー
スを介して熱電素子１０の放熱面を密着させ、熱電素子
１０の反対側の吸熱面に熱伝導性の良いサーマルグリー
スを介してアルミニウムや銅などの高熱伝導性の吸熱板
１５を当て。
取り付けねじ１６で吸熱板１５とともに熱電素子１０を
フレーム１に締め付は固着させである。
フレーム１に締め付は固着させである。
この熱電素子１０および吸熱板１５の側面が。
フレーム１や固定子鉄心２と接触しないように。
熱電素子の周囲に低熱伝導性樹脂１またとえばエポキシ
樹脂を充てん固着し、さらに吸熱板１５および低熱伝導
性樹脂１１の表面と、コイルエンド３ａ・３ｂとの間に
、耐熱性で電気絶縁材の高熱伝導性樹脂１またとえばア
ルミニウムなどの金属粉を混入したエポキシ樹脂を充て
ん固着させている。
樹脂を充てん固着し、さらに吸熱板１５および低熱伝導
性樹脂１１の表面と、コイルエンド３ａ・３ｂとの間に
、耐熱性で電気絶縁材の高熱伝導性樹脂１またとえばア
ルミニウムなどの金属粉を混入したエポキシ樹脂を充て
ん固着させている。
また、各熱電素子１０は、それぞれを電気的に直列に結
線するとともに入力電圧を印加するために、負荷側の熱
電素子１０のリード線１３をフレームに設けたリード線
引き出し孔１４内を通して反負荷側へ引き出し１反負荷
側の熱電素子１０のリード線およびモータ駆動用のリー
ド線とともに機外に導出するようにしている。
線するとともに入力電圧を印加するために、負荷側の熱
電素子１０のリード線１３をフレームに設けたリード線
引き出し孔１４内を通して反負荷側へ引き出し１反負荷
側の熱電素子１０のリード線およびモータ駆動用のリー
ド線とともに機外に導出するようにしている。
以上の構成において、熱電素子１０へ通電し。
ペルチェ効果によって吸熱板１５側が吸熱面（低温側）
に、フレーム１側が放熱面（高温側）になるように直流
電流を供給する。
に、フレーム１側が放熱面（高温側）になるように直流
電流を供給する。
したがって、固定子巻線３に発生する電気損による熱の
一部は固定子鉄心２の内部を伝達してフレーム１に熱伝
達し１機外へ放熱されるとともに。
一部は固定子鉄心２の内部を伝達してフレーム１に熱伝
達し１機外へ放熱されるとともに。
コイルエンド３ａ・３ｂの熱は、高熱伝導性樹脂１２お
よび吸熱板１５を介して熱電素子１０の吸熱面から吸熱
され、熱電素子１０で発生するジュール熱とともに放熱
面からフレーム１に熱伝達されて固定子巻線３を効果的
に冷却し、大幅な温度低減を得ることができる。また、
熱電素子１０の周囲は低熱伝導性樹脂１１で断熱されて
おり１周囲への熱の逃げを防止しており、実験の結果で
は３０′９６以上の温度低減効果が得られた。
よび吸熱板１５を介して熱電素子１０の吸熱面から吸熱
され、熱電素子１０で発生するジュール熱とともに放熱
面からフレーム１に熱伝達されて固定子巻線３を効果的
に冷却し、大幅な温度低減を得ることができる。また、
熱電素子１０の周囲は低熱伝導性樹脂１１で断熱されて
おり１周囲への熱の逃げを防止しており、実験の結果で
は３０′９６以上の温度低減効果が得られた。
なお、吸熱板１５は必ずしも取り付けなくてもよいが、
吸熱面を大きくするために設けることが望ましく、熱電
素子１０は取り付けねじ１６にかえて接着するようにし
てもよい。また２回転子に永久磁石を用いたサーボモー
タであっても同様の効果が得られる。
吸熱面を大きくするために設けることが望ましく、熱電
素子１０は取り付けねじ１６にかえて接着するようにし
てもよい。また２回転子に永久磁石を用いたサーボモー
タであっても同様の効果が得られる。
〔本発明の効果〕
このように２本発明は固定子巻線のコイルエンドとフレ
ームとの間の空間部に、放熱面をフレームと密着させ吸
熱面をコイルエンドに対向させた熱電素子を設け、熱電
素子の周囲に低熱伝導性樹脂を充てん固着して鉄心側面
との断熱効果をもたせ、さらに吸熱面とコイルエンドと
の間に高熱伝導性樹脂を充てん固着しであるので、熱電
素子に直流電圧を印加することによりペルチェ効果を利
用してコイルエンドの熱を効率よ（フレームに伝達させ
、フレーム外面で放熱冷却させることができ、密閉構造
で固定子巻線の著しい温度低減効果が得られ、サーボモ
ータやスピンドルモータなどの回転電機における大幅な
トルク向上と小形軽量さらに１回転数や負荷が変わり、
固定子巻線の発熱量が変化する場合にも、熱電素子に与
える電流の大きさを調節することにより発熱量に見合っ
た冷却性能に調整でき、固定子巻線の温度制御を行うこ
とができるなどの効果がある。
ームとの間の空間部に、放熱面をフレームと密着させ吸
熱面をコイルエンドに対向させた熱電素子を設け、熱電
素子の周囲に低熱伝導性樹脂を充てん固着して鉄心側面
との断熱効果をもたせ、さらに吸熱面とコイルエンドと
の間に高熱伝導性樹脂を充てん固着しであるので、熱電
素子に直流電圧を印加することによりペルチェ効果を利
用してコイルエンドの熱を効率よ（フレームに伝達させ
、フレーム外面で放熱冷却させることができ、密閉構造
で固定子巻線の著しい温度低減効果が得られ、サーボモ
ータやスピンドルモータなどの回転電機における大幅な
トルク向上と小形軽量さらに１回転数や負荷が変わり、
固定子巻線の発熱量が変化する場合にも、熱電素子に与
える電流の大きさを調節することにより発熱量に見合っ
た冷却性能に調整でき、固定子巻線の温度制御を行うこ
とができるなどの効果がある。
第１図は本発明の実施例を示す側断面図、第２図は要部
の拡大断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線に沿う断面図
、第４図は熱電素子の斜視図、第５図は従来例を示す第
１図相当図である。 １はフレーム、２は固定子鉄心、３は固定子巻線、７は
回転子、９はフィン、１０は熱電素子。 １１は低熱伝導性樹脂、１２は高熱伝導性樹脂。 １５は吸熱板である。 第１図 第２図 吸烈不丈 第３ 図 第４ 図
の拡大断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線に沿う断面図
、第４図は熱電素子の斜視図、第５図は従来例を示す第
１図相当図である。 １はフレーム、２は固定子鉄心、３は固定子巻線、７は
回転子、９はフィン、１０は熱電素子。 １１は低熱伝導性樹脂、１２は高熱伝導性樹脂。 １５は吸熱板である。 第１図 第２図 吸烈不丈 第３ 図 第４ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ フレームと、フレーム内側に嵌合した固定子鉄心と
、この固定子鉄心に巻装した固定子巻線をそなえた回転
電機において、前記固定子巻線のコイルエンドとフレー
ムとの間に、電圧の印加により一方の面から吸熱し他方
の面から放熱する熱電素子を設け、前記吸熱面を固定子
巻線のコイルエンド外周に対向させ、放熱面をフレーム
内周面に密着させるとともに、前記熱電素子の周囲に低
熱伝導性樹脂を充てん固着し、熱電素子とコイルエンド
との間に高熱伝導性樹脂を充てん固着したことを特徴と
する回転電機の固定子巻線冷却装置。 ２ 前記熱電素子が、固定子巻線のコイルエンドと対向
する面に、熱伝導性の高い吸熱板を設けた特許請求の範
囲第１項記載の回転電機の固定子巻線冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29121886A JPS63144733A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 回転電機の固定子巻線冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29121886A JPS63144733A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 回転電機の固定子巻線冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63144733A true JPS63144733A (ja) | 1988-06-16 |
Family
ID=17765996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29121886A Pending JPS63144733A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 回転電機の固定子巻線冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63144733A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02193490A (ja) * | 1989-01-20 | 1990-07-31 | Houshin Kagaku Sangiyoushiyo:Kk | 移動カメラ付テレビ電話装置 |
| JPH0370056U (ja) * | 1989-11-08 | 1991-07-12 | ||
| JPH0421163U (ja) * | 1990-06-14 | 1992-02-21 | ||
| JPH07184354A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-21 | Agency Of Ind Science & Technol | 自己冷却型電動機 |
| US5698913A (en) * | 1995-06-15 | 1997-12-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Outer-rotor type electric rotary machine and electric motor vehicle using the machine |
| WO2006073107A1 (ja) * | 2005-01-06 | 2006-07-13 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | 成形機、射出装置及びその温度制御方法 |
| JP2007336670A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 水冷式回転電気機械 |
| KR101176952B1 (ko) * | 2010-12-16 | 2012-09-03 | 엘지전자 주식회사 | 전동기 및 이를 구비한 전기 차량 |
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| KR20190066233A (ko) * | 2017-12-05 | 2019-06-13 | 전자부품연구원 | 폐열 재활용이 가능한 전동기 |
-
1986
- 1986-12-05 JP JP29121886A patent/JPS63144733A/ja active Pending
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