JPWO2018173104A1

JPWO2018173104A1 - 電動機および送風装置

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Publication number: JPWO2018173104A1
Application number: JP2019506571A
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Inventors: 直弘桶谷
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Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2019-11-07
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Abstract

回転軸を中心に回転する回転子鉄心５と、回転子鉄心５に形成された磁石挿入孔１２に挿入された永久磁石７と、回転子鉄心５の回転軸方向の両端面にそれぞれ設けられた端板８および端板９と、端板８の表面に回転軸を包囲して設けられたブレード１６と、を備えた回転子２を有し、回転子２は、端板８のブレード１６と回転軸との間に開口し、回転子鉄心５と端板９とを貫通する冷却孔を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、電動機および送風装置に関する。

近年の電動機では、小型化および軽量化に伴い出力密度が増加し、発熱量が増加している。特に回転子に希土類磁石が埋め込まれた電動機では、回転子の温度が上昇すると、希土類磁石の磁力および保磁力を低下させ、誘起電圧および減磁耐力が低下する。そのため、回転子を冷却する冷却技術が求められている。

従来の冷却技術として、回転子の回転軸方向に挿通された熱伝達部材に冷却媒体を通すことで回転子を冷却するものが提案されている。この電動機では、回転子が回転すると電動機内の冷却媒体が熱伝達部材の内部へ流入するので、冷却媒体の通過によって回転子が内部から冷却される（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−２５４５７３号公報

上記した従来の電動機では、回転子における回転軸方向の両端間の圧力差が小さい場合には、冷却媒体が熱伝達部材の内部に流れ込みにくくなる。そのため、熱伝達部材の内部を流れる冷却媒体の流量が少なくなり、冷却が不十分になるという問題がある。

本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、回転子の冷却能力を向上させた電動機を提供することを目的とする。また、この電動機を備えた送風装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電動機は、回転軸を中心に回転する回転子鉄心と、回転子鉄心に形成された磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、回転子鉄心の回転軸方向の両端面にそれぞれ設けられた第一および第二の端板と、第一の端板の表面に回転軸を包囲して設けられた羽根部と、を備えた回転子を有し、回転子は、第一の端板の羽根部と回転軸との間に開口し、回転子鉄心と第二の端板とを貫通する冷却孔を有する。

本発明の電動機では、電動機内に冷却媒体が存在している状態で回転子が回転すると、第一の端板に設けられた羽根部によって、第一の端板の回転軸付近に負圧が生じ、回転子における回転軸方向の両端間の圧力差が大きくなる。この圧力差により、冷却孔を流通する冷却媒体の流量が増加し、回転子の冷却能力を向上させることができる。

本発明の実施の形態１に係る電動機の断面図である。本発明の実施の形態１に係る電動機が備える端板の斜視図である。本発明の実施の形態１に係る電動機が備える端板の概略構成を示す図である。本発明の実施の形態１に係る電動機のブレードの概略構成を示す図である。本発明の実施の形態１に係る電動機の冷却作用を説明する図である。本発明の実施の形態１に係る電動機の変形例を示す図である。本発明の実施の形態１に係る電動機の変形例を示す図である。本発明の実施の形態１に係る電動機の変形例を示す図である。本発明の実施の形態２に係る電動機の断面図である。本発明の実施の形態３に係る電動機の断面図である。本発明の実施の形態４に係る電動機の断面図である。本発明の電動機を備える送風装置を示す図である。

実施の形態１．
図１を参照して、本発明の実施の形態１における電動機の内部構成について説明する。

電動機１は、回転子２と、固定子３と、ケース４とを備えている。ケース４は、フレーム４ａ及びフレーム４ｂにより構成されている。電動機１は、例えば空気中に設置されるものである。なお、図１において軸方向のフレーム４ａ側をＡ側、軸方向のフレーム４ｂ側をＢ側とし、Ａ側は電動機１に対するトルクの入出力を担う負荷側、Ｂ側は反負荷側として説明する。また、図１中の符号Ｏは後述する回転軸６の軸中心を示し、回転子２は軸中心Ｏを中心として回転するようになっている。

回転子２は、回転子鉄心５と、回転軸６と、複数の永久磁石７と、端板８と、端板９とを備えている。

回転子鉄心５は、複数の電磁鋼板を積層固着して形成されている。電磁鋼板は、所定の形状（例えば、円形）に打ち抜かれた板状部材である。回転子鉄心５の中央部には、シャフト孔１０が貫通して形成されている。また、回転子鉄心５には、回転軸６の軸方向に貫通する複数の貫通孔１１と、複数の磁石挿入孔１２とが形成されている。

貫通孔１１は、シャフト孔１０の周囲に設けられ、内部には後述する冷却媒体が流通する。貫通孔１１は、磁石挿入孔１２よりも径方向内側に形成されている。また、貫通孔１１は、軸中心Ｏに直交する断面において、例えば扇形である。

なお、軸中心Ｏに直交する断面における貫通孔１１の形状は一つの例示であって、これに限定するものではない。貫通孔１１の形状は、円形に近いほど圧力損失が小さくなり、冷却媒体の流量を確保できるため、円形としてもよい。貫通孔１１の周囲の部分の対ねじりや対遠心力の強度確保を考慮して形状を決めてもよい。

回転軸６は、回転子鉄心５に形成されたシャフト孔１０に挿入され、回転子鉄心５に固定されている。これにより、回転子鉄心５は、軸中心Ｏを中心に回転するようになっている。回転軸６のＡ側の端部は、フレーム４ａに回転自在に支持されている。また回転軸６のＢ側の端部は、フレーム４ｂに回転自在に支持されている。回転軸６は、軸中心Ｏに直交する断面において、例えば円形である。

永久磁石７は、回転子鉄心５に形成された磁石挿入孔１２に挿入されている。永久磁石７は希土類磁石（例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂの焼結磁石あるいはＳｍ−Ｆｅ−Ｎのボンド磁石など）である。永久磁石７の形状は、例えば直方体であり、軸中心Ｏに直交する断面において長方形である。

端板８は、回転子鉄心５のＡ側の端面に設けられている。端板８は、回転子鉄心５のA側の端面上に配置された基部１３を備えている。基部１３は、例えば円形の板状部材である。基部１３には、回転軸６が貫通する穴１４と、回転子鉄心５に形成された貫通孔１１と連通する穴１５とが形成されている。また、端板８は、回転子鉄心５から離れる方向に延在する複数のブレード１６を備えている。なお、端板８が本発明における第一の端板に相当する。また、ブレード１６は、本発明における羽根部に相当する。

端板９は、回転子鉄心５のＢ側の端面に設けられている。端板９は、回転子鉄心５のＢ側の端面上に配置された基部１７を備えている。基部１７は、例えば円形の板状部材である。基部１７には、回転軸６が貫通する穴１８と、回転子鉄心５に形成された貫通孔１１と連通する穴１９とが形成されている。端板９には、端板８に設けられたブレード１６に相当するものは設けられていない。なお、端板９が本発明における第二の端板に相当する。

ここで、端板８および端板９は、回転子鉄心５の回転軸６の軸方向の両端面にそれぞれ設けられている。また、端板８および端板９は、回転子鉄心５の軸方向の両端面における複数の磁石挿入孔１２の開口部を覆い、永久磁石７が磁石挿入孔１２から脱落することを防止している。端板８および端板９の回転子鉄心５への取り付け手段としては、溶接、接着、貫通穴を設けてのボルトあるいはリベットを用いた締結、またはインロー部を設けての圧入などが挙げられる。

なお、端板８に形成された穴１５と、回転子鉄心５に形成された貫通孔１１と、端板９に形成された穴１９とが連通して形成される孔が、本発明にける冷却孔に相当する。すなわち、回転子２には、端板８に開口し、回転子鉄心５と端板９とを貫通する冷却孔が形成されている。また、端板８と、回転子鉄心５と、端板９とには回転軸６が貫通している。

固定子３は、回転子２の外側に配置されている。固定子３は、固定子鉄心２０と、巻線２１とを備えている。

固定子鉄心２０は、所定の形状に打ち抜かれた複数の電磁鋼板を積層固着して形成されている。固定子鉄心２０は、軸中心Ｏに直交する断面において、例えば略円環形状である。固定子鉄心２０の径方向内側部分には、複数のティース（図示せず）が放射状に等間隔に並び、ティースの先端は回転子鉄心５の外周面と所定の空隙を隔てて対向している。

巻線２１は、絶縁材料から成るインシュレータ（図示せず）を介してティースの周りに巻装されている。巻線２１は、固定子鉄心２０よりも軸方向に延在するコイルエンド部２２およびコイルエンド部２３を有している。コイルエンド部２２は、固定子鉄心２０のＡ側の端面よりもＡ側に突出している。コイルエンド部２３は、固定子鉄心２０のＢ側の端面よりもＢ側に突出している。コイルエンド部２２は、端板８に形成されたブレード１６と対向する位置にある。すなわち、回転子２は、ブレード１６がコイルエンド部２２に対向するように配置されている。

フレーム４ａは、ベアリング２４を介して回転軸６のＡ側の端部を支持している。フレーム４ａは、例えば略円筒形状であり、その軸方向の一端は開口して鍔状を成し、他端には回転軸６の一端を突出させるための穴が形成されている。

フレーム４ｂは、ベアリング２５を介して回転軸６のＢ側の端部を支持している。フレーム４ｂは、例えば略円筒形状であり、その軸方向の一端は開口して鍔状を成し、他端には底が設けられている。フレーム４ｂの底部とベアリング２５との間には圧縮バネ２６が挟まれて配置され、ベアリング２４およびベアリング２５に所定の予圧を与えている。圧縮バネ２６としては、例えばウェーブワッシャ等が用いられる。

フレーム４ａおよびフレーム４ｂは、それぞれに形成されている鍔状部分を当接させて、ねじ等の締結手段（図示せず）で連結され、内部に空間を形成している。この内部空間には回転子２および固定子３が収容されている。また、内部空間において、回転子２のA側の端面とフレーム４ａとの間には空間２７が形成されている。さらに、回転子２のＢ側の端面とフレーム４ｂとの間には空間２８が形成されている。なお、フレーム４ａおよびフレーム４ｂが、本発明におけるケースに相当する。

フレーム４ａおよびフレーム４ｂには、ケース４の内部空間である空間２８および空間２９とケース４の外部とを連通する開口部（図示せず）が形成されている。なお、フレーム４ａおよびフレーム４ｂに形成されている鍔状部分の位置は、図１に示す位置に限定するものではない。

次に、図２および図３を参照して、実施の形態１の端板８の概略構成を説明する。図２は、端板８の斜視図である。端板８は、基部１３と、基部１３から切り起こされて形成された８枚のブレード１６とを備えている。すなわち、ブレード１６は基部１３と一体に形成されている。また、基部１３は、ブレード１６を切り起こしたことで形成された８つの穴２９を有する。なお、ブレード１６は基部１３の切り起こしによって形成されるものでなくてもよい。例えば、基部１３に板状の部品を接着したものとしてもよい。

図３は、端板８を軸方向から見た図である。なお、図３中の矢印は回転子２の回転方向を示しており、図３は回転子２の回転方向が左回りの例を示している。また、図３中の破線は、端板８を回転子鉄心５に取り付けた状態において、磁石挿入孔１２が対向する位置を示している。磁石挿入孔１２は、貫通孔１１よりも径方向外側において端板８の周方向に略等間隔に形成されている。

端板８の基部１３には、回転軸６が挿入される穴１４と、回転子鉄心５に形成された貫通孔１１と連通する４つの穴１５と、ブレード１６を切り起こしたことで形成された８つの穴２９とが形成されている。

なお、磁石挿入孔１２は、ブレード１６および穴２９と同様に８つ形成されている。ブレード１６あるいは穴２９の一部は、隣接する磁石挿入孔１２の間となる位置に形成されている。また、穴２９は、回転子鉄心５に形成された磁石挿入孔１２と重ならない位置に形成されている。すなわち、磁石挿入孔１２の一端側は、端板８の基部１３によって塞がれている。なお、図示していないが、磁石挿入孔１２の他端側は端板９の基部１７によって塞がれている。

穴１５は、軸方向から見て回転軸６とブレード１６との間に形成されている。また、穴１５は、回転子鉄心５に形成された貫通孔１１と略同一の大きさおよび形状を有している。すなわち、穴１５は軸中心Ｏに直交する断面において、例えば扇形である。穴１５は貫通孔１１と同様に４つ形成されており、軸方向から見て穴１５と貫通孔１１とは重なっている。

なお、磁石挿入孔１２、穴１５、ブレード１６および穴２９の数は一つの例示であって、これらを限定するものではない。例えば、磁石挿入孔１２、穴１５、ブレード１６および穴２９を同じ数だけ設けるものとしてもよい。また、それぞれが異なる数だけ設けられるものとしてもよい。

ブレード１６は、端板８の基部１３の表面に回転軸６を包囲して設けられている。また、ブレード１６の径方向外側の端部１６ａは、穴１５よりも径方向外側に配置されている。さらに、ブレード１６の径方向内側の端部１６ｂは、穴１５よりも径方向外側に配置されている。

ブレード１６は、径方向外側の端部１６ａが、径方向内側の端部１６ｂよりも回転子２の回転方向において後方に位置している。ブレード１６の径方向外側の端部１６ａと径方向内側の端部１６ｂとを通る延長線をｍ、延長線ｍと基部１３の外周部１３ａとの交点をＰ、交点Ｐにおける外周部１３ａとの接線をｎ、延長線ｍと接線ｎとが成す角を出口角βとしたとき、出口角βはβ＜９０°となっている。すなわち、複数のブレード１６が後ろ向きファンを構成している。

次に、図４を参照して、実施の形態１のブレード１６の形状を詳細に説明する。ブレード１６は、軸中心Ｏに直交する方向から見て長方形である。ブレード１６は、径方向外側の端部１６ａと、径方向内側の端部１６ｂとを有する。端部１６ａは基部１３から最も離れた外側先端部１６ｃを有する。また、端部１６ｂは基部１３から最も離れた内側先端部１６ｄを有する。そして、外側先端部１６ｃと内側先端部１６ｄとは接続されている。また、外側先端部１６ｃおよび内側先端部１６ｄの高さ（基部１３から外側先端部１６ｃおよび内側先端部１６ｄまでの長さ）は同一である。ブレード１６の形状を長方形とすることで、加工が容易であるという利点がある。

ブレード１６の径方向の長さ、すなわち端部１６ａから端部１６ｂまでの長さは、長いほど端部間の圧力差が大きくなる。また、ブレード１６の外側先端部１６ｃの高さおよび内側先端部１６ｄの高さは、高いほどブレード１６の面積が大きくなり、多くの冷却媒体を動かすことができる。これらの高さは、端板８の面積やエネルギー損失を考慮して決定してもよい。

次に、図５を参照して、実施の形態１の電動機の冷却作用について説明する。電動機１内には、回転子２および固定子３を冷却する冷却媒体が流通している。実施の形態１では、冷却媒体を空気として説明する。なお、図５中の矢印は空気の流れを示している。

電動機１の運転中、すなわち回転子２が回転しているときは、回転子鉄心５の鉄損および永久磁石７に発生する渦電流による発熱で回転子２の温度が上昇する。また、巻線２１の銅損および固定子鉄心２０の鉄損による発熱で巻線２１の温度が上昇する。

回転子２が回転すると、端板８に設けられた複数のブレード１６が遠心ファンとして機能する。このとき、ブレード１６の端部１６ａ側と端部１６ｂ側との間に圧力差が発生し、端板８の中央部、すなわち回転軸６付近が負圧になる。そして、空間２７と空間２８との間にも圧力差が発生し、空間２７の圧力が空間２８の圧力よりも低くなる。この圧力差によって、貫通孔１１内に端板９側から端板８側に向かう空気の流れが形成される。

ケース４内において、空間２７と空間２８との間に圧力差が大きくなると、ケース４の外部の空気が、フレーム４ｂに形成された開口部から空間２８に流入する。空間２８に流入した空気の一部は、端板９に形成された穴１９から回転子鉄心５に形成された貫通孔１１に流入する。貫通孔１１を流通した空気は、端板８に形成された穴１５から空間２７へ吹き出す。穴１５から吹き出した空気の一部は、端板８に形成されたブレード１６によって径方向外側に向かって吹き出される。ブレード１６によって吹き出された空気の一部は、コイルエンド部２２に当たり、フレーム４ａに形成された開口部からケース４の外部へ流出する。

このように、空気の流通方向において、端板８は端板９よりも下流側に配置されている。そして、下流側の端板８に遠心ファンを構成するブレード１６を設けたので、端板８の回転軸６付近に負圧が生じ、回転子２における回転軸６方向の両端間の圧力差が大きくなる。この圧力差を利用して、貫通孔１１に空気を流通させることができる。そして、貫通孔１１を流通する空気が回転子鉄心５から熱を奪って回転子２が冷却される。

このような構成により、回転子２の冷却能力が向上する。また、圧力差を利用して空気の流れを形成しているため、電動機１が、回転子２における軸方向の両端間の圧力差が小さい環境下で使用される場合であっても、回転子２の内部を流れる空気の流量を増加させることができ、回転子２の冷却能力を向上させることができる。

また、端板８において、穴１５が回転軸６の周囲に形成されているので、より径方向外側に穴１５が形成された場合よりも、ブレード１６の径方向の長さ、すなわち端部１６ａから端部１６ｂまでの長さを長くすることができ、貫通孔１１内を流通する空気の流量を増加させることができる。

さらに、端板８上において、ブレード１６の径方向内側の端部１６ｂよりも径方向内側に穴１５が形成されているので、穴１５から吹き出した空気を径方向外側に移動させる際に、ブレード１６の全面積を使用することができるので、ブレード１６を効率的に使うことができる。

また、ブレード１６が巻線２１のコイルエンド部２２と対向する位置に配置されているので、ブレード１６によって端板８の径方向外側に向かって吹き出された空気がコイルエンド部２２に当たる。これにより、回転子２と同時に巻線２１を冷却することができる。

さらに、ブレード１６の径方向外側の端部１６ａが、径方向内側の端部１６ｂよりも回転方向において後方に配置され、ブレード１６の出口角βをβ＜９０°としたので、β≧９０°とした場合よりも端板８の中心付近の負圧を大きくすることができ、貫通孔１１を通る空気の流量を増加させることができる。

また、回転子鉄心５に形成された磁石挿入孔１２が、端板８および端板９によって塞がれているので、電動機１の運転中に永久磁石７が破損した場合に、永久磁石７の破片が回転子２の外側へ飛び出して回転子２と固定子３との間に挟まる等の二次的な被害の発生を低減することができる。

さらに、回転子鉄心５の周方向に略等間隔に磁石挿入孔１２が形成され、隣接する磁石挿入孔１２の間となる位置にブレード１６および穴２９の一部が形成されているので、ブレード１６の径方向の長さ、すなわち端部１６ａから端部１６ｂまでの長さを長くすることができる。

また、ブレード１６が基部１３からの切り起こし加工によって端板８に一体に形成されているので、部品数が増えることがなく、製造コストを抑制することができる。

なお、端板９には、端板８に設けられたブレード１６とは異なり、空気を穴１９に掻き込むことを促進する部材を設けてもよい。このような構成にすることで、穴１９から回転子鉄心５に形成された貫通孔１１への空気の流れが向上し、効率良く永久磁石７を冷却することができる。

次に、実施の形態１の変形例について説明する。上記した実施の形態１では、軸中心Ｏに直交する断面において、貫通孔１１および穴１５の形状、数および大きさが同一である例について説明したが、これは一つの例示であって、これらを限定するものではない。穴１５は、貫通孔１１と連通していればよい。

例えば図６のように、軸中心Ｏに直行する断面において、貫通孔１１の形状は円形で数は８つ、穴１５の形状は扇形で数は２つとし、穴１５の大きさが貫通孔１１よりも大きいものとしてもよい。貫通孔１１の開口部が端板８に覆われること無く露出していれば、貫通孔１１と穴１５との間の圧力損失による流量の低下を抑制することができる。また、穴１５の大きさが貫通孔１１の大きさに係わらず大きく形成されていれば、貫通孔１１の配置が異なる回転子鉄心に対しても共通の端板を適用することができるので、製造コストを削減することができる。

また、穴１５がブレード１６の径方向内側の端部１６ｂよりも径方向内側に配置される例について説明したが、穴１５はブレード１６の径方向外側の端部１６ａよりも径方向内側に配置されていればよい。例えば、穴１５が端部１６ａと端部１６ｂとの間に配置されていてもよい。また、穴１５は隣接する２つのブレード１６の間に配置されていてもよい。さらに、穴１５はブレード１６と離れた位置に設けられてもよい。端板８上に発生する圧力差を利用して穴１５内に空気を流入させるので、穴１５がブレード１６近傍に配置されていなくても、貫通孔１１内へ空気を流通させることができる。

また、上記した実施の形態１では、ブレード１６の形状が、軸中心Ｏに直交する方向から見て長方形である例について説明したが、これは一つの例示であって、形状を限定するものではない。

例えば図７のように、ブレード１６は軸中心Ｏに直交する方向から見て台形形状であってもよい。具体的には、外側先端部１６ｃの高さが、内側先端部１６ｄの高さよりも低くなっている。また、ブレード１６は外側先端部１６ｃと内側先端部１６ｄとを結ぶ傾斜部１６ｅを有する。このように、空気を径方向外側へ移動させる仕事に寄与する内側先端部１６ｄの高さを高くし、外側先端部１６ｃの高さを低くしたので、ブレード１６を長方形とした場合よりもブレード１６の面積が小さくなる。これにより、空気抵抗が少なくなり、電動機１にかかる負荷を低減することができる。

また、例えば図８のように、ブレード１６は一般的な遠心ファンを構成する羽根形状と同様に、曲線部１６ｆを有するものとしてもよい。このように構成することにより、ブレード１６を台形形状とした場合よりも空気抵抗を低減することができる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る電動機１００について、図９を用いて説明する。以下、特に説明しない限り、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

電動機１００は、ブレード１６の上面に設けられた円板３０を有する。円板３０は、ブレード１６にカシメあるいはスポット溶接等の手段で固着される。円板３０には、シャフト孔１０および穴１８と連通し、回転軸６が挿通される穴３１が形成される。このとき、回転軸６と円板３０との隙間が小さいほど、回転子２の両端間の圧力差が大きくなり冷却能力が向上する。

このように構成された電動機１００にあっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。

また、上記した実施の形態２では、ブレード１６の上面を覆う円板３０を設けたので、実施の形態１と比較して端板８の回転軸６付近の負圧がさらに大きくなり、空間２７と空間２８との間の圧力差もより大きくなる。これにより貫通孔１１に流れる空気の流量が増加し、回転子２の冷却能力が向上する。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３に係る電動機２００について、図１０を用いて説明する。以下、特に説明しない限り、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

電動機２００は、貫通孔１１の端板９側の開口部に形成された案内壁３２を有する。案内壁３２は、例えばベルマウス状に形成されている。案内壁３２は、端板８側に向かって延在し、端板９の基部１７の一部で形成されている。すなわち、案内壁３２は、端板９の基部１７に一体に形成されている。また、案内壁３２が貫通孔１１の開口部の縁に干渉しないように、貫通孔１１の端板９側の開口部は端板８側の開口部よりも大きく形成されている。そして、端板９の基部１７が貫通孔１１に入り込んで案内壁３２を形成している。なお、案内壁３２が本発明におけるガイド部に相当する。

このように構成された電動機２００にあっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。

また、上記した実施の形態３では、貫通孔１１の端板９側の開口部に、端板８側に向かって延在する案内壁３２を形成したので、空気が案内壁３２に沿って貫通孔１１へ流入するようになり、穴１９から貫通孔１１へ空気が流入する際に発生する騒音を低減することができる。

さらに、案内壁３２を端板９の基部１７に一体に形成したので、製造コストを抑制することができる。

また、端板９に形成された穴１９を、回転子鉄心５に形成された貫通孔１１よりも大きく形成したので、穴１９に対する案内壁３２の干渉を抑制することができる。

なお、案内壁３２は実施の形態１および２の電動機に適用してもよく、この場合にも同様の効果を有する。

実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４に係る電動機３００について、図１１を用いて説明する。以下、特に説明しない限り、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。なお、図１１中の矢印は空気の流れを示している。

電動機３００は、フレーム４ａに形成された通気口３３と、フレーム４ｂに形成された通気口３４とを有する。通気口３３は、巻線２１のコイルエンド部２２の径方向外側に形成されている。また、通気口３４は、コイルエンド部２３の径方向外側に形成されている。通気口３３および通気口３４は、電動機３００の外部と電動機３００の内部とを連通している。通気口３３および通気口３４の大きさおよび数は、風量によって決定される。なお、この通気口３３および通気口３４が本発明におけるケース開口部に相当する。

電動機３００の回転子２が回転すると、端板９に形成された穴１９から端板８に形成された穴１５に向かって、回転子鉄心５に形成された貫通孔１１に空気が流通する。このとき、電動機３００内において、通気口３４が吸気口、通気口３３が排気口となる空気の流路が形成される。通気口３４から空間２８に流入した空気はコイルエンド部２３に当たり、コイルエンド部２３を冷却する。また、ブレード１６によって端板８の径方向外側へ吹き出された空気は、コイルエンド部２２を冷却した後、通気口３３から電動機３００の外部へ流出する。

このように構成された電動機３００にあっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。

また、上記した実施の形態４では、フレーム４ａにおいて、巻線２１のコイルエンド部２２よりも径方向外側に通気口３３を形成し、フレーム４ｂにおいて、巻線２１のコイルエンド部２３よりも径方向外側に通気口３４を形成したので、回転子２が回転すると電動機１内に空気の流路が形成され、コイルエンド部２２およびコイルエンド部２３を効果的に冷却することができる。

なお、通気口３３および通気口３４は実施の形態１から３の電動機に適用してもよく、この場合のも同様の効果を有する。

なお、上記した実施の形態１から４では、図１における上側であるＡ側を負荷側、下側であるＢ側を反負荷側とする例について説明したが、これは一つの例示であって、負荷側と反負荷側が逆であっても良い。

また、上記した実施の形態１から４では、電動機１内を流通する冷却媒体が空気である例について説明したが、空気以外であっても同様の効果が得られる。冷却媒体としては、例えば油あるいは水などが用いられる。なお、冷却媒体はこれらに限定されるものではない。

実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５に係る送風装置４００について、図１２を用いて説明する。なお、図１２中の矢印は空気の流れを示している。

送風装置４００は、回転軸４０２を有する電動機４０１と、回転軸４０２に固定されたボス４０３と、ボス４０３の外周面に接続された複数の翼４０４とを備える。なお、電動機４０１は、実施の形態１から４で説明した電動機１、１００、２００あるいは３００のいずれかが用いられ、回転軸４０２は回転軸６に相当する。

電動機４０１が動作すると、回転軸４０２が回転し、ボス４０３および翼４０４が回転する。ボス４０３および翼４０４が回転すると、翼４０４を軸方向に通過する空気の流れが発生する。ここで、ボス４０３は電動機４０１の外径以上の大きさである。具体的には、回転軸４０２に直交する方向における電動機４０１の幅をＣ、ボス４０３の幅をＤとしたとき、Ｃ≦Ｄの関係になっている。これにより、電動機４０１の翼４０４を通過する空気に対する影響を抑制することができる。

一方、電動機４０１には、上述したブレード１６によって、電動機４０１内を通過する空気の流れが発生する。つまり、電動機４０１は、翼４０４を通過する空気の流れとは別に、回転子２を冷却する空気の流れを発生させることができる。このように、翼４０４を通過する空気に対する影響を抑制するとともに、回転子２の冷却能力を向上することができる。

なお、本発明に係る電動機を適用する製品は送風装置に限定されるものではなく、他の製品に搭載してもよい。

１電動機、２回転子、３固定子、４ケース、４ａフレーム、４ｂフレーム、５回転子鉄心、６回転軸、７永久磁石、８端板（第一の端板）、９端板（第二の端板）、１０シャフト孔、１１貫通孔（冷却孔）、１２磁石挿入孔、１３基部、１３ａ外周部、１４穴、１５穴（冷却孔）、１６ブレード（羽根部）、１６ａ端部、１６ｂ端部、１６ｃ外側先端部、１６ｄ内側先端部、１６ｅ傾斜部、１６ｆ曲線部、１７基部、１８穴、１９穴（冷却孔）、２０固定子鉄心、２１巻線、２２コイルエンド部、２３コイルエンド部、２４ベアリング、２５ベアリング、２６圧縮バネ、２７空間、２８空間、２９穴、３０円板、３１穴、３２案内壁（ガイド部）、３３通気口（ケース開口部）、３４通気口（ケース開口部）、１００電動機、２００電動機、３００電動機、４００送風装置、４０１電動機、４０２回転軸、４０３ボス、４０４翼

Claims

回転軸を中心に回転する回転子鉄心と、
前記回転子鉄心に形成された磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、
前記回転子鉄心の前記回転軸方向の両端面にそれぞれ設けられた第一および第二の端板と、
前記第一の端板の表面に前記回転軸を包囲して設けられた羽根部と、を備えた回転子を有し、
前記回転子は、前記第一の端板の前記羽根部と前記回転軸との間に開口し、前記回転子鉄心と前記第二の端板とを貫通する冷却孔を有する電動機。
前記羽根部は、前記第一の端板と一体に形成されている請求項１に記載の電動機。
前記羽根部の外側の端部は、前記羽根部の内側の端部よりも前記回転子の回転方向において後方に位置している請求項１または２に記載の電動機。
前記磁石挿入孔は、前記第一の端板および前記第二の端板によって塞がれている請求項１から３のいずれか一項に記載の電動機。
前記回転子の外側に配置され、固定子鉄心と、前記固定子鉄心に巻装された巻線とを有する固定子を更に備え、
前記巻線は、前記固定子鉄心から前記回転軸方向に突出したコイルエンド部を有し、
前記羽根部は、前記コイルエンド部に対向している請求項１から４のいずれか一項に記載の電動機。
前記回転子および前記固定子を収容するケースを更に備え、
前記ケースは、前記コイルエンド部よりも径方向外側にケース開口部を有し、
前記ケース開口部は、前記ケースの内側と前記ケースの外側とを連通している請求項５に記載の電動機。
前記羽根部を覆う円板を更に備える請求項１から６のいずれか一項に記載の電動機。
前記冷却孔の前記第二の端板側の開口部には、前記第一の端板に向かって延在するガイド部が形成されている請求項１から７のいずれか一項に記載の電動機。
前記ガイド部は、前記第二の端板と一体に形成されている請求項８に記載の電動機。
請求項１から９のいずれか一項の電動機を備える送風装置。