JPWO2020208730A1

JPWO2020208730A1 - 電動機

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Publication number: JPWO2020208730A1
Application number: JP2021513081A
Authority: JP
Inventors: 佳史味岡; 一樹岩佐; 誠司羽下
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-04-10
Filing date: 2019-04-10
Publication date: 2021-10-14
Anticipated expiration: 2039-04-10
Also published as: JP7130117B2; US11967879B2; US20220158524A1; DE112019007179T5; WO2020208730A1

Abstract

電動機（１）が備える第１ブラケット（１３）は、外部の空気を内部に流入させる流入路（２４）と、流入した空気を外部に流出させる流出路（２５）を有する。電動機（１）が備える固定子鉄心（２０）は、流入路（２４）につながる第１通風路（２６）と、流出路（２５）につながる第２通風路（２７）とを有する。第２ブラケット（１４）は、第１通風路（２６）から、該第１通風路（２６）に回転軸（ＡＸ）を含む平面に対して対称に位置する第２通風路（２７）への流路を形成する第３通風路（２８）を有する。流入路（２４）を通って電動機（１）の内部に流入した空気は、第１通風路（２６）、第３通風路（２８）、および第２通風路（２７）を順に通ってから、流出路（２５）を通って電動気（１）の外部に流出する。

Description

この発明は、電動機に関する。

電動機は、シャフトと、シャフトに取り付けられて一体に回転する回転子と、回転子に径方向に間隔を空けて対向する固定子とを備える。電動機の通電によって、固定子と回転子の温度が上昇する。電動機の内部の温度上昇による故障を防ぐため、電動機の外部に設けられた送風機から送られる空気を、固定子鉄心に形成された通風路に流すことで、電動機の内部を冷却することが行われている。この種の電動機の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示される電動機において、導入孔から電動機の内部に流入した空気は、固定子に形成された通風孔、および、ケーシングの内部の流路を通ってから、再び、固定子に形成された通風孔を通って、排出孔から電動機の外部に流出する。この構成により、電動機の内部が冷却される。

実開平０２−１１０９６３号公報

特許文献１に開示される電動機において、第３図に示すように、導入孔から電動機の内部に流入し、固定子鉄心に形成された通風孔を通ってケーシングに到達した空気は、シャフトに向かって流れ、シャフト近傍に到達してから、シャフトから離隔する方向に流れ、固定子鉄心に形成された他の通風孔を通って、排出孔から電動機の外部に流出する。この電動機では、ケーシングに到達した空気がシャフトに向かって流れてから、折り返して、シャフトから離隔する方向に流れる。このため、流路の圧力損失が大きい。圧力損失が大きいと、電動機に流入する風量が小さく、電動機の冷却能力は低い。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、高い冷却能力を有する電動機を提供することが目的である。

上記目的を達成するために、本発明の電動機は、シャフトと、回転子と、固定子と、第１ブラケットと、第２ブラケットと、を備える。シャフトは、回転軸まわりに回転可能に支持される。回転子は、シャフトの径方向の外側に設けられ、シャフトと一体に回転する。固定子は、回転子と、径方向に間隔を空けて対向する。第１ブラケットは、外部の空気を内部に流入させる流入路と、流入路から内部に流入した空気を外部に流出させる流出路と、を有する。第２ブラケットは、回転子および固定子を第１ブラケットとの間に回転軸の方向に挟む。固定子は、回転軸の方向の一端から他端まで貫通して流入路に連通する第１通風路と、回転軸の方向の一端から他端まで貫通して流出路に連通し、回転軸に対する周方向に第１通風路と間隔を空けて位置する第２通風路と、を有する。第２ブラケットは、第１通風路から、回転軸を含む平面に対して該第１通風路と反対側に位置する第２通風路への流路を形成する第３通風路を有する。流入路から内部に流入した空気は、第１通風路、第３通風路、および第２通風路を順に通ってから、流出路を通って外部に流出する。

本発明によれば、流入路から内部に流入した空気は、第１通風路、第３通風路、および第２通風路を順に通ってから、流出路を通って外部に流出する。第１通風路、第３通風路、第２通風路と順に空気が流れるため、電動機内部に一方向の流路が形成された場合と比べると、流路の表面積は同じであるが、流路の断面積が小さくなるため、空気の流速は速く、電動機の冷却能力は高い。またブラケットにおいて空気がシャフトに向かって流れてから折り返して、シャフトから離隔する方向に流れる場合と比べて、圧力損失が小さくなる。電動機に流入する風量が従来の電動機より増大するため、電動機の冷却能力が高くなる。

本発明の実施の形態１に係る電動機の斜視図実施の形態１に係る電動機の断面図実施の形態１に係る電動機の側面図実施の形態１に係る固定子鉄心の側面図実施の形態１に係る第２ブラケットの断面図実施の形態１に係る電動機における空気の流れを示す図実施の形態１に係る電動機における空気の流れを示す図本発明の実施の形態２に係る電動機の側面図実施の形態２に係る電動機の断面図本発明の実施の形態３に係る電動機の側面図実施の形態３に係る固定子鉄心の側面図実施の形態３に係る第２ブラケットの断面図本発明の実施の形態４に係る電動機の側面図実施の形態４に係る固定子鉄心の側面図実施の形態４に係る電動機の断面図本発明の実施の形態５に係る電動機の断面図実施の形態５に係るフレームの断面図

以下、本発明の実施の形態に係る電動機について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

（実施の形態１）
実施の形態１に係る電動機を、鉄道車両の駆動用に用いられる電動機を例に説明する。実施の形態１に係る電動機１は、図１および図２に示すように、一対のフレーム１１と、フレーム１１の径方向内側に位置するシャフト１５と、シャフト１５と一体に回転する回転子１６と、一対のフレーム１１に挟まれて固定された固定子１７と、を備える。なお図１および図２において、Ｚ軸が鉛直方向であり、Ｙ軸は、シャフト１５の回転軸ＡＸに平行であり、Ｘ軸はＹ軸およびＺ軸に直交する。図１および図２において、回転軸ＡＸを一点鎖線で示す。電動機１は、鉄道車両の駆動用電動機として用いられるため、一対のフレーム１１は、鉄道車両の台車に固定される。

回転子１６は、シャフト１５の径方向外側に設けられる。回転子１６は、シャフト１５に嵌合する回転子鉄心１８と、回転子鉄心１８の外周面に形成された溝に挿入される回転子導体１９と、を有する。また固定子１７は、一対のフレーム１１に回転軸ＡＸの方向に挟まれる固定子鉄心２０と、固定子鉄心２０に形成された溝に挿入される固定子導体２１とを有する。回転子鉄心１８の外周面と、固定子鉄心２０の内周面は、間隔を空けて対向する。電動機１はさらに、固定子鉄心２０を回転軸ＡＸの方向に挟持する一対のフレーム１１を回転軸ＡＸの方向に挟む第１ブラケット１３および第２ブラケット１４と、シャフト１５を回転可能に支持する軸受２２，２３と、を備える。軸受２２は第１ブラケット１３に保持され、軸受２３は第２ブラケット１４に保持される。シャフト１５の第２ブラケット１４に近い一端は、図示しない継手および歯車を介して鉄道車両の車軸に連結されており、シャフト１５が回転することで、鉄道車両は動力を得る。車軸に連結されるシャフト１５の一端を駆動側、他端を反駆動側と呼ぶ。

図示しない電動機１の外部の送風機から送風された空気を電動機１の内部に流すことで、電動機１の内部が冷却される。電動機１の内部を冷却するための構造について説明する。第１ブラケット１３は、空気を電動機１の内部に流入させる流入路２４と、流入路２４から電動機１の内部に流入した空気を流出させる流出路２５とを有する。詳細には、第１ブラケット１３は、Ｚ軸方向の上端から径方向の内側に延びる流入路２４を有する。流入路２４は、分岐して回転軸ＡＸの方向に延びる。またフレーム１１は、回転軸ＡＸの方向の一端から他端まで貫通する貫通孔１２を有する。一例として、フレーム１１は、外径の異なり、径方向に間隔を空けて位置する２つの筒から構成され、２つの筒の間が貫通孔１２を形成する。

固定子鉄心２０は、回転軸ＡＸの方向の一端から他端まで貫通し、流入路２４に連通する第１通風路２６と、回転軸ＡＸの方向の一端から他端まで貫通し、流出路２５に連通する第２通風路２７と、を有する。詳細には、第１通風路２６は貫通孔１２を通って流入路２４につながり、第２通風路２７は貫通孔１２を通って流出路２５につながる。第２ブラケット１４は、第１通風路２６から第２通風路２７への流路を形成する第３通風路２８を有する。第１ブラケット１３は、電動機１をＹ軸正方向に見た図である図３に示すように、鉛直方向の下側に回転軸ＡＸに直交する断面の形状が半円形であって、フレーム１１の貫通孔１２を通って第２通風路２７につながる流出路２５を有する。

固定子鉄心２０をＹ軸負方向に見た図である図４に示すように、固定子鉄心２０は、第１通風路２６と、回転軸ＡＸを含むＸＹ平面に対して第１通風路２６と反対側に位置する第２通風路２７と、を有する。詳細には、固定子鉄心２０は、第１通風路２６と、回転軸ＡＸを含むＸＹ面に対して第１通風路２６に対称に位置する第２通風路２７と、を有する。具体的には、複数の第１通風路２６は、固定子鉄心２０の鉛直方向の上半分において、周方向に間隔を空けて位置する。複数の第２通風路２７は、固定子鉄心２０の鉛直方向の下半分において、周方向に間隔を空けて位置する。換言すれば、第２通風路２７は、回転軸ＡＸを含むＸＹ平面に対して第１通風路２６に対称に位置する。

図２におけるＡ−Ａ線での断面図である図５に示すように、詳細には、第２ブラケット１４は、第１通風路２６から、回転軸ＡＸを含むＸＹ平面に対して第１通風路２６に対称に位置する第２通風路２７への流路を形成する第３通風路２８を有する。第１通風路２６から第２通風路２７への空気の流れをスムーズにするため、第２ブラケット１４は、第３通風路２８において、Ｚ軸方向に延びる複数の整流板２９を有する。

上記構成を有する電動機１の内部における空気の流れについて図６および図７を用いて説明する。図６および図７において、空気の流れを実線の矢印で示す。電動機１の外部の送風機から送風された空気は、図６に示すように、流入路２４を通って、電動機１の内部に流れ込む。すなわち、送風機から送風された空気は、流入路２４を通って、貫通孔１２に到達する。貫通孔１２を通って、第１通風路２６に流れ込んだ空気は、第１通風路２６を反駆動側から駆動側に向かって流れる。第１通風路２６を通って第３通風路２８に到達した空気は、図７に示すように、Ｚ軸方向に平行に延びる整流板２９に沿って、第３通風路２８をＺ軸負方向に流れる。第３通風路２８を通って第２通風路２７に到達した空気は、図６に示すように、第２通風路２７を駆動側から反駆動側に向かって流れる。第２通風路２７を通過した空気は、流出路２５を通って電動機１の外部に流出する。なお流入路２４において、一部の空気は、Ｚ軸負方向に流れ、軸受２２の近傍に到達する。上述のように電動機１の内部を空気が流れるため、回転子１６、固定子１７、軸受２２，２３等が冷却される。

第３通風路２８において、Ｚ軸負方向の一方向に空気が流れるため、駆動側のブラケットにおいて空気がシャフトに向かって流れてから折り返してシャフトから離隔する方向に流れる従来の電動機と比べて、他の条件が同一であれば電動機１の流路における圧力損失は小さい。また固定子鉄心の通風路に一方向に空気が流れる従来の電動機と比べると、電動機１の放熱面積は従来の電動機の放熱面積と同じであって、電動機１の内部の流路の断面積は小さいため、他の条件が同一であれば電動機１の流路における空気の流速は速く、電動機１の冷却能力は高い。

以上説明したとおり、本実施の形態１に係る電動機１は、第１通風路２６、第３通風路２８、および、第２通風路２７を順に通り、第３通風路２８の内部で折り返しがない流路を有するため、電動機１の内部における圧力損失が従来の電動機より小さくなり、電動機１の冷却能力が向上する。

（実施の形態２）
第１ブラケット１３の形状は、空気を電動機の内部に流入させ、流入した空気を電動機の外部に流出させる形状であって、従来の電動機と比べて圧力損失を小さくする形状であれば、任意である。一例として、流入路２４が第１ブラケット１３のＺ軸上端から径方向の内側に延び、さらに回転軸ＡＸを超えて延伸する構成を有する電動機を実施の形態２として説明する。図８および図９に示す実施の形態２に係る電動機２は、実施の形態１に係る電動機１が有する第１ブラケット１３に代えて、第１ブラケット３０を備える。第１ブラケット３０は、Ｚ軸方向の上端から径方向の内側に延び、さらに回転軸ＡＸを超えて延伸する流入路２４を有する。また流入路２４は、回転軸ＡＸの方向に延びて、第１通風路２６につながる。さらに、第１ブラケット３０は、鉛直方向の下側に、第２通風路２７に連通する流出路２５を有する。

流入路２４が第１ブラケット３０の鉛直方向上端から径方向の内側に延び、さらに回転軸ＡＸを超えて延伸するため、流入路２４において、一部の空気は軸受２２の鉛直方向下端に到達し、軸受２２の鉛直方向下端も冷却される。

以上説明したとおり、本実施の形態２に係る電動機２は、第１ブラケット３０を有するため、軸受２２は、電動機１よりも冷却され、電動機２の冷却効率が向上する。

（実施の形態３）
実施の形態１，２では、複数の第１通風路２６が固定子鉄心２０の鉛直方向上側に周方向に間隔を空けて位置し、複数の第２通風路２７が固定子鉄心２０の鉛直方向下側に周方向に間隔を空けて位置する。第１通風路および第２通風路の配置は、流路における圧力損失を従来の電動機と比べて小さくする配置であれば、任意である。一例として、それぞれが複数の第１通風路で構成される複数の第１通風路群と、それぞれが複数の第２通風路で構成される複数の第２通風路群とを備える電動機を実施の形態３として説明する。図１０に示す実施の形態３に係る電動機３は、実施の形態１に係る電動機１が有する第１ブラケット１３に代えて、第１ブラケット３１を備える。第１ブラケット３１は、回転軸ＡＸに対して対称に位置する２つの流出路２５ａ，２５ｂを有する。２つの流出路２５ａ，２５ｂはそれぞれ、フレーム１１の貫通孔１２を通って、後述する第２通風路群２７ａを構成する第２通風路２７および第２通風路群２７ｂを構成する第２通風路２７につながる。

固定子鉄心２０をＹ軸負方向に見た図である図１１に示すように、固定子鉄心２０は、それぞれが複数の第１通風路２６で構成される複数の第１通風路群２６ａ，２６ｂと、それぞれが複数の第２通風路２７で構成される複数の第２通風路群２７ａ，２７ｂとを有する。第１通風路群２６ａ，２６ｂと第２通風路群２７ａ，２７ｂとは同数であり、第１通風路群２６ａ，２６ｂと第２通風路群２７ａ，２７ｂは周方向において交互に位置する。具体的には、図１１において周方向に時計回りに、第１通風路群２６ａ、第２通風路群２７ａ、第１通風路群２６ｂ、および第２通風路群２７ｂが順に並ぶ。また第１通風路群２６ａ，２６ｂは、回転軸ＡＸに対して対称に位置し、第２通風路群２７ａ，２７ｂは、回転軸ＡＸに対して対称に位置する。詳細には、第１通風路群２６ａは、固定子鉄心２０において回転軸ＡＸよりＺ軸正方向側であって、かつ、回転軸ＡＸよりＸ軸負方向側の部分に形成され、第１通風路群２６ｂは、固定子鉄心２０において回転軸ＡＸよりＺ軸負方向側であって、かつ、回転軸ＡＸよりＸ軸正方向側の部分に形成される。第１通風路群２６ａを構成する第１通風路２６、および第１通風路群２６ｂを構成する第１通風路２６はそれぞれ、貫通孔１２を通って流入路２４につながる。また第２通風路群２７ａを構成する第２通風路２７、および第２通風路群２７ｂを構成する第２通風路２７はそれぞれ、貫通孔１２を通って流出路２５ａ，２５ｂにつながる。

第２ブラケット１４をＹ軸負方向に見た断面図である図１２において空気の流れを実線の矢印で示す。第２ブラケット１４は、第１通風路群２６ａを構成する第１通風路２６から第２通風路群２７ａを構成する第２通風路２７への流路を形成する第３通風路２８ａと、第１通風路群２６ｂを構成する第１通風路２６から第２通風路群２７ｂを構成する第２通風路２７への流路を形成する第３通風路２８ｂとを備える。第３通風路２８ａ，２８ｂとは、隔壁３２によって隔てられており、第３通風路２８ａ，２８ｂの間に空気の流れは生じない。図１２に示すように、第１通風路群２６ａを構成する第１通風路２６と第２通風路群２７ａを構成する第２通風路２７は、回転軸ＡＸを含むＸＹ平面に対して対称に位置し、第１通風路群２６ｂを構成する第１通風路２６と第２通風路群２７ｂを構成する第２通風路２７は、回転軸ＡＸを含むＸＹ平面に対して対称に位置する。

第３通風路２８ａにおいて、Ｚ軸負方向の一方向に空気が流れ、第３通風路２８ｂにおいて、Ｚ軸正方向の一方向に空気が流れる。そのため、駆動側のブラケットにおいて空気がシャフトに向かって流れてから折り返してシャフトから離隔する方向に流れる従来の電動機と比べて、他の条件が同一であれば電動機３の流路における圧力損失は小さい。また固定子鉄心の通風路に一方向に空気が流れる従来の電動機と比べると、電動機３の放熱面積は従来の電動機の放熱面積と同じであって、電動機３の内部の流路の断面積は小さいため、他の条件が同一であれば電動機３の流路における空気の流速は速く、電動機３の冷却能力は高い。

送風機に送風され、流入路２４から電動機３の内部に流入した空気は、第１通風路群２６ａを構成する第１通風路２６、第３通風路２８ａ、および第２通風路群２７ａを構成する第２通風路２７を順に通って、流出路２５ａから電動機３の外部に流出する。あるいは、送風機に送風され、流入路２４から電動機３の内部に流入した空気は、第１通風路群２６ｂを構成する第１通風路２６、第３通風路２８ｂ、および第２通風路群２７ｂを構成する第２通風路２７を順に通って、流出路２５ｂから電動機３の外部に流出する。電動機３の内部に流入した空気は、熱交換をしながら流れるため、電動機３の内部を流れている間に空気の温度は上昇する。すなわち、第１通風路群２６ａを構成する第１通風路２６および第１通風路群２６ｂを構成する第１通風路２６に位置する空気の温度は、第２通風路群２７ａを構成する第２通風路２７および第２通風路群２７ｂを構成する第２通風路２７に位置する空気の温度より低い。第１通風路群２６ａ，２６ｂは、回転軸ＡＸを含む平面に対して対称に位置するため、固定子鉄心２０の周方向における温度のばらつきが抑制される。

以上説明したとおり、本発明の実施の形態３に係る電動機３は、固定子鉄心２０において、第１通風路群２６ａ，２６ｂが回転軸ＡＸを含む平面に対して対称に位置するため、固定子鉄心２０の周方向における温度のばらつきを抑制することができ、固定子鉄心２０の一部の温度が極端に高くなることによって、電動機３が故障することを抑制することができる。

（実施の形態４）
第１通風路群および第２通風路群の数は、任意である。一例として、３つの第１通風路群と３つの第２通風路群を備える電動機を実施の形態４として説明する。図１３に示す実施の形態４に係る電動機４は、実施の形態１に係る電動機１が有する第１ブラケット１３に代えて、第１ブラケット３３を備える。第１ブラケット３３は、周方向に間隔を空けて位置する３つの流出路２５ａ，２５ｂ，２５ｃを有する。３つの流出路２５ａ，２５ｂ，２５ｃはそれぞれ、フレーム１１の貫通孔１２を通って、後述する第２通風路群２７ａを構成する第２通風路２７、第２通風路群２７ｂを構成する第２通風路２７、および第２通風路群２７ｃを構成する第２通風路２７につながる。

固定子鉄心２０をＹ軸負方向に見た図である図１４に示すように、固定子鉄心２０は、それぞれが複数の第１通風路２６で構成される複数の第１通風路群２６ａ，２６ｂ，２６ｃと、それぞれが複数の第２通風路２７で構成される複数の第２通風路群２７ａ，２７ｂ，２７ｃとを有する。第１通風路群２６ａ，２６ｂ，２６ｃと第２通風路群２７ａ，２７ｂ，２７ｃは周方向において交互に位置する。具体的には、図１４において周方向に反時計回りに、第１通風路群２６ａ、第２通風路群２７ａ、第１通風路群２６ｂ、第２通風路群２７ｃ、第１通風路群２６ｃ、および第２通風路群２７ｂが順に並ぶ。また第２通風路群２７ａ，２７ｂ，２７ｃはそれぞれ、回転軸ＡＸを含むＸＹ平面に対して、第１通風路群２６ａ，２６ｂ，２６ｃに対称に位置する。第１通風路群２６ａを構成する第１通風路２６、第１通風路群２６ｂを構成する第１通風路２６、および第１通風路群２６ｃを構成する第１通風路２６はそれぞれ、貫通孔１２を通って流入路２４につながる。また第２通風路群２７ａを構成する第２通風路２７、第２通風路群２７ｂを構成する第２通風路、および第２通風路群２７ｃを構成する第２通風路２７はそれぞれ、貫通孔１２を通って流出路２５ａ，２５ｂ，２５ｃにつながる。

第２ブラケット１４をＹ軸負方向に見た断面図である図１５において空気の流れを実線の矢印で示す。第２ブラケット１４は、第１通風路群２６ａを構成する第１通風路２６から第２通風路群２７ａを構成する第２通風路２７への流路を形成する第３通風路２８ａと、第１通風路群２６ｂを構成する第１通風路２６から第２通風路群２７ｂを構成する第２通風路２７への流路を形成する第３通風路２８ｂと、第１通風路群２６ｃを構成する第１通風路２６から第２通風路群２７ｃを構成する第２通風路２７への流路を形成する第３通風路２８ｃと、を備える。第３通風路２８ａ，２８ｂ，２８ｃは互いに、隔壁３２によって隔てられており、第３通風路２８ａ，２８ｂ，２８ｃの間に空気の流れは生じない。図１５に示すように、第１通風路群２６ａを構成する第１通風路２６と第２通風路群２７ａを構成する第２通風路２７は、回転軸ＡＸを含むＸＹ平面に対して対称に位置し、第１通風路群２６ｂを構成する第１通風路２６と第２通風路群２７ｂを構成する第２通風路２７は、回転軸ＡＸを含むＸＹ平面に対して対称に位置し、第１通風路群２６ｃを構成する第１通風路２６と第２通風路群２７ｃを構成する第２通風路２７は、回転軸ＡＸを含むＸＹ平面に対して対称に位置する。

第３通風路２８ａにおいて、Ｚ軸正方向の一方向に空気が流れ、第３通風路２８ｂにおいて、Ｚ軸負方向の一方向に空気が流れ、第３通風路２８ｃにおいて、Ｚ軸正方向の一方向に空気が流れる。そのため、駆動側のブラケットにおいて空気がシャフトに向かって流れてから折り返してシャフトから離隔する方向に流れる従来の電動機と比べて、他の条件が同一であれば電動機４の流路における圧力損失は小さい。また固定子鉄心の通風路に一方向に空気が流れる従来の電動機と比べると、電動機４の放熱面積は従来の電動機の放熱面積と同じであって、電動機４の内部の流路の断面積は小さいため、他の条件が同一であれば電動機４の流路における空気の流速は速く、電動機４の冷却能力は高い。

送風機に送風され、流入路２４から電動機４の内部に流入した空気は、第１通風路群２６ａを構成する第１通風路２６、第３通風路２８ａ、および第２通風路群２７ａを構成する第２通風路２７を順に通って、流出路２５ａから電動機４の外部に流出する。あるいは、送風機に送風され、流入路２４から電動機４の内部に流入した空気は、第１通風路群２６ｂを構成する第１通風路２６、第３通風路２８ｂ、および第２通風路群２７ｂを構成する第２通風路２７を順に通って、流出路２５ｂから電動機４の外部に流出する。あるいは、送風機に送風され、流入路２４から電動機４の内部に流入した空気は、第１通風路群２６ｃを構成する第１通風路２６、第３通風路２８ｃ、および第２通風路群２７ｃを構成する第２通風路２７を順に通って、流出路２５ｃから電動機４の外部に流出する。電動機４の内部に流入した空気は、熱交換をしながら流れるため、電動機４の内部を流れている間に空気の温度は上昇する。すなわち、第１通風路群２６ａを構成する第１通風路２６、第１通風路群２６ｂを構成する第１通風路２６、および第１通風路群２６ｃを構成する第１通風路２６に位置する空気の温度は、第２通風路群２７ａを構成する第２通風路２７、第２通風路群２７ｂを構成する第２通風路２７、および第２通風路群２７ｃを構成する第２通風路２７に位置する空気の温度より低い。第１通風路群２６ａ，２６ｂ，２６ｃは周方向に間隔を空けて位置するため、固定子鉄心２０の周方向における温度のばらつきが抑制される。

以上説明したとおり、本発明の実施の形態４に係る電動機４は、固定子鉄心２０において、第１通風路群２６ａ，２６ｂ，２６ｃが周方向に間隔を空けて位置するため、電動機４よりも、固定子鉄心２０の周方向における温度のばらつきを抑制することができる。そのため、固定子鉄心２０の一部の温度が極端に高くなることによって、電動機４が故障することを抑制することができる。

（実施の形態５）
電動機における空気の流路は、内部を流れる空気によって電動機の内部を冷却する形状であって、従来の電動機と比べて圧力損失を小さくする形状であれば、任意である。一例として、フレームが第１通風路および第２通風路を有する電動機を実施の形態５として説明する。図１６に示す電動機５は、実施の形態１に係る電動機１が有する一対のフレーム１１に代えて、筒状のフレーム３４を備える。フレーム３４は、流入路２４に連通する第１通風路３５と、流出路２５に連通する第２通風路３６とを有する。なお電動機５において、固定子鉄心２０は、通風路を有さない。固定子鉄心２０で生じた熱は、フレーム３４を介して第１通風路３５と第２通風路３６とを流れる空気に伝達される。第１ブラケット１３と第２ブラケット１４は、フレーム１１の回転軸ＡＸの方向の端面に固定される。

図１６におけるＢ−Ｂ線におけるフレーム３４の断面図である図１７に示すように、複数の第１通風路３５は、フレーム３４の鉛直方向の上半分において、周方向に間隔を空けて位置する。複数の第２通風路３６は、フレーム３４の鉛直方向の下半分において、周方向に間隔を空けて位置する。図１６に示すように、第２ブラケット１４は、第１通風路３５から第２通風路３６への流路を形成する第３通風路２８を有する。第２ブラケット１４の形状は、実施の形態１と同様である。

送風機に送風され、流入路２４を通って電動機５の内部に流入した空気は、第１通風路３５、第３通風路２８、および第２通風路３６を順に通って、流出路２５から電動機５の外部に流出する。

以上説明したとおり、本実施の形態に係る電動機５は、フレーム３４が第１通風路３５および第２通風路３６を有するため、固定子鉄心２０に貫通孔を形成する加工が不要であり、製造工程を簡易化することが可能である。

本発明は上述の実施の形態に限られない。上述の実施の形態の内、複数の実施の形態を任意に組み合わせることができる。例えば、電動機５は、第１ブラケット３０を備えてもよいし、フレーム３４は、実施の形態３と同様に、回転軸ＡＸを含むＸＹ平面に対して対称に位置する第１通風路３５と、回転軸ＡＸを含むＸＹ平面に対して対称に位置する第２通風路３６とを有してもよい。

第３通風路２８の内部で折り返しがない流路を形成することができる範囲で、第１通風路２６と第２通風路２７の配置は任意である。一例として、第１通風路２６と第２通風路２７は、回転軸ＡＸを含むＹＺ平面に対して対称に位置してもよいし、回転軸ＡＸを含む平面であって、回転軸ＡＸを含むＸＹ平面と定められた角度をなす平面に対して対称に位置してもよい。なお第１通風路２６と第２通風路２７は、回転軸ＡＸを含むＹＺ平面に対して必ずしも対称に位置する必要はなく、回転軸ＡＸを含むＹＺ平面に対して非対称に位置してもよい。
また第１通風路群２６ａ，２６ｂと、第２通風路群２７ａ，２７ｂとは、必ずしも同数である必要はなく、第１通風路群２６ａ，２６ｂの数と、第２通風路群２７ａ，２７ｂの数は異なってもよい。

流入路２４の開口の向きは、鉛直方向に限られず、外部に設けられた送風機からの送風を電動機１−５の内部に流入させる向きであれば、任意の方向に向けることができる。例えば、流入路２４の開口の向きは、回転軸ＡＸの方向でもよい。電動機１−５の外部に設けられる送風機は、シャフト１５の回転と共に回転するファンであってもよい。また電動機５において、第１ブラケット１３と第２ブラケット１４は、固定部材を介して、フレーム１１の回転軸ＡＸの方向の端面に固定されてもよい。

電動機１−４は、フレーム１１を備えなくてもよい。この場合、第１ブラケット１３，３０，３１，３３のそれぞれと、第２ブラケット１４とが固定子鉄心２０を挟んで位置すればよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

１，２，３、４，５電動機、１１，３４フレーム、１２貫通孔、１３，３０，３１，３３第１ブラケット、１４第２ブラケット、１５シャフト、１６回転子、１７固定子、１８回転子鉄心、１９回転子導体、２０固定子鉄心、２１固定子導体、２２，２３軸受、２４流入路、２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ流出路、２６，２５，３５第１通風路、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ第１通風路群、２７，３６第２通風路、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ第２通風路群、２８，２８ａ，２８ｂ，２８ｃ第３通風路、２９整流板、３２隔壁、ＡＸ回転軸。

Claims

回転軸まわりに回転可能に支持されるシャフトと、
前記シャフトの径方向の外側に設けられ、前記シャフトと一体に回転する回転子と、
前記回転子と、前記径方向に間隔を空けて対向する固定子と、
外部の空気を内部に流入させる流入路と、前記流入路から前記内部に流入した前記空気を前記外部に流出させる流出路と、を有する第１ブラケットと、
前記回転子および前記固定子を前記第１ブラケットとの間に前記回転軸の方向に挟む第２ブラケットと、
を備え、
前記固定子は、前記回転軸の方向の一端から他端まで貫通して前記流入路に連通する第１通風路と、前記回転軸の方向の一端から他端まで貫通して前記流出路に連通し、前記回転軸に対する周方向に前記第１通風路と間隔を空けて位置する第２通風路と、を有し、
前記第２ブラケットは、前記第１通風路から、前記回転軸を含む平面に対して該第１通風路と反対側に位置する前記第２通風路への流路を形成する第３通風路を有し、
前記流入路から前記内部に流入した前記空気は、前記第１通風路、前記第３通風路、および前記第２通風路を順に通ってから、前記流出路を通って前記外部に流出する、
電動機。
前記固定子は、
それぞれが前記周方向に隣接して位置する複数の前記第１通風路で構成される複数の第１通風路群と、
それぞれが前記周方向に隣接して位置する複数の前記第２通風路で構成され、前記複数の第１通風路群と同数の第２通風路群と、を有し、
前記第１通風路群と前記第２通風路群とは、前記周方向において交互に位置する、
請求項１に記載の電動機。
回転軸まわりに回転可能に支持されるシャフトと、
前記シャフトの径方向の外側に設けられ、前記シャフトと一体に回転する回転子と、
前記回転子と、前記径方向に間隔を空けて対向する固定子と、
前記回転子と前記固定子とを内包する筒状のフレームと、
外部の空気を内部に流入させる流入路と、前記流入路から前記内部に流入した前記空気を前記外部に流出させる流出路と、を有する第１ブラケットと、
前記回転子および前記固定子を前記第１ブラケットとの間に前記回転軸の方向に挟む第２ブラケットと、
を備え、
前記第１ブラケットおよび前記第２ブラケットは、前記回転軸の方向に前記フレームを挟む位置で、前記フレームに固定され、
前記フレームは、前記流入路に連通する第１通風路と、前記流出路に連通し、前記回転軸に対する周方向に前記第１通風路と間隔を空けて位置する第２通風路と、を有し、
前記第２ブラケットは、前記第１通風路から、前記回転軸を含む平面に対して該第１通風路と反対側に位置する前記第２通風路への流路を形成する第３通風路を有し、
前記流入路から前記内部に流入した前記空気は、前記第１通風路、前記第３通風路、および前記第２通風路を順に通ってから、前記流出路を通って前記外部に流出する、
電動機。
前記フレームは、
それぞれが前記周方向に隣接して位置する複数の前記第１通風路で構成される複数の第１通風路群と、
それぞれが前記周方向に隣接して位置する複数の前記第２通風路で構成され、前記複数の第１通風路群と同数の第２通風路群と、を有し、
前記第１通風路群と前記第２通風路群とは、前記周方向において交互に位置する、
請求項３に記載の電動機。
前記第１ブラケットが有する前記流入路は、前記第１ブラケットの外周面から、前記径方向の内側に向かって、前記回転軸まで延びる、
請求項１から４のいずれか１項に記載の電動機。
前記第２ブラケットは、前記第３通風路において、前記回転軸を含む前記平面に直交する方向に延びる複数の整流板を有する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の電動機。