WO2023243116A1 - 回転電機 - Google Patents
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- H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
- H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
Definitions
- the present invention relates to a cooling structure for a rotating electric machine.
- Rotating electrical machines such as electric motors and generators generally tend to become larger in size when trying to achieve higher output or higher torque.
- machine-side devices in which the rotating electric machines are incorporated also need to be larger, which poses problems such as restrictions on the installation space of the devices and higher costs.
- Patent Document 1 is an example of a cooling structure using a cooling fan.
- Patent Document 1 discloses a structure in which a cooling fan is provided at a lower center position of an end bracket on the opposite load side to allow cooling air to flow inside a rotating electrical machine and suppress a temperature rise.
- Patent Document 1 discloses a technique for suppressing heat in the rotating electrical machine by circulating cooling air from a cooling fan into the interior of the rotating electrical machine.
- the cooling fan is located on the slope inside the end bracket.
- the heat generated inside the rotating electric machine is radiated from the housing surface through thermal conduction, but the cooling fan only allows the cooling air to flow inside the rotating electric machine, making it impossible to efficiently cool the motor body. .
- An object of the present invention is to cool a rotating electric machine more efficiently.
- a representative "rotating electric machine” of the present invention for solving the above object includes a stator, a rotor connected to a rotating shaft, a housing surrounding the stator and the rotor,
- the counter-load side end bracket includes a counter-load side end bracket connected to the housing, and a fan for blowing cooling air from the counter-load side end bracket side, and the counter-load side end bracket has a first through-hole that allows the cooling air to pass through the inside of the housing.
- first tapered portion having an apex between the first through hole and the outer periphery of the anti-load side end bracket and inclined in the load direction from the apex to the first through hole; and a second tapered portion that extends toward the outer periphery of the anti-load side end bracket and slopes in the load direction.
- a rotating electrical machine can be efficiently cooled.
- FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a motor of Example 1.
- FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the motor taken along line AA' in FIG. 1; It is a surface view of the anti-load side end bracket.
- FIG. 4 is a sectional view of the anti-load side end bracket taken along line BB' in FIG. 3; 4 is a diagram showing the flow of cooling air in the opposite-load side end bracket of FIG. 3.
- FIG. 3 is a diagram showing the flow of cooling air for the motor in FIG. 2.
- FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a motor using a self-excited fan. 4 is a diagram showing a second embodiment in which a fin is added to the center portion of the anti-load side end bracket of FIG. 3.
- FIGS. 1 and 2 A rotating electric machine of Example 1 to which the present invention is applied is shown in FIGS. 1 and 2.
- FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a motor according to this embodiment
- FIG. 2 is a sectional view of the motor taken along line AA' in FIG.
- the rotating electric machine in this embodiment includes a stator 6, a rotor 5, and a rotating shaft 10, which are arranged in a space formed by a housing 7 and end brackets 3 and 8.
- the fan cover 2 and the fan 1 are attached to the outside.
- the stator 6 is shrink-fitted into the housing 7, and may be press-fitted.
- the rotating shaft will be referred to as the shaft 10.
- the rotor 5 and shaft 10 are arranged inside the stator 6.
- the shaft 10 and the rotor 5 are connected by shrink fitting, and bearings 4 and 9 may be further shrink-fitted near both ends of the shaft.
- end brackets 3 and 8 are arranged on the load side and the anti-load side of the housing.
- the end brackets 3, 8 serve as bearing holders.
- a fan cover 2 is provided so as to cover from the anti-load side end bracket 3 to near the end of the housing 7, and a separately excited fan 1 is provided on the outside of the fan cover 2 and is arranged on the shaft.
- the rotor 5 is fixed to a shaft 10, and its main components include a cylindrical rotor core on which magnetic materials are laminated, a patch plate placed at the axial end of the rotor core, and a permanent magnet embedded inside the rotor core.
- a shaft 10 shrink-fitted to a rotor core is held by end brackets 3 and 8 via bearings 4 and 9, and a rotor 5 is rotatably supported within a stator 6.
- the permanent magnets are lined up inside the rotor core so that the magnetic poles alternate in the circumferential direction, and in this example form eight pole pairs.
- the material of the permanent magnet may be ferrite, neodymium, samarium cobalt, or the like.
- the permanent magnet may be divided into a plurality of parts in the radial direction or the circumferential direction.
- FIG. 3 shows a surface view of the anti-load side end bracket 3 as seen from the anti-load side.
- FIG. 4 shows a sectional view of the anti-load side end bracket 3 taken along the line BB' in FIG.
- An anti-load side end bracket 3 is attached to the anti-load side of the housing 7, and the outer surface of the anti-load side end bracket 3 has two tapers forming an inclined surface so that the apex is on the fan 1 side. Provided in stages. That is, the outer surface of the end bracket 3 has a caldera structure (cross section: dogleg shape).
- the first tapered part of the anti-load side end bracket 3 will be referred to as taper 3A
- the second taper part outside the first taper part will be referred to as taper 3B
- the third taper part inside the first taper part will be referred to as taper 3C.
- the fins in the first tapered portion are referred to as fins 3a
- the fins in the second tapered portion are referred to as fins 3b.
- a through hole 100 is provided that is continuous in the circumferential direction around the axial center of the shaft 1.
- the through hole 100 may be tapered. For example, by tapering the hole diameter from the anti-load side toward the load side, it is possible to leave the thickness at the bearing installation position of the anti-load side end bracket and provide strength. Furthermore, by making the through diameters the same in the axial direction, the intake port into which the cooling air enters can be made larger. Thereby, ventilation resistance can be reduced, and cooling air can be blown into the interior more efficiently.
- the shape of the through hole 100 may be a square hole, but is not limited to a long hole, and does not need to be tapered, since the larger the surface area of the hole, the better the cooling efficiency. .
- the cooling air from the fan 1 hits the outer surface of the end bracket 3 and is divided into two parts. One of them flows along the inner taper 3A, flows into the through hole 100, and easily flows into the housing 7. The other part flows along the outer taper 3B and easily flows to the outer periphery of the housing 7.
- aluminum is used for the end bracket 3 in this embodiment, iron or stainless steel may also be used.
- the anti-load side end bracket 3 has a through hole 100 between the rotation axis (shaft) 1 and the outer periphery of the end bracket to allow cooling air to pass into the inside of the housing. , a first tapered part that has an apex between the through hole 100 and the outer periphery of the anti-load side end bracket and is inclined in the load direction from the apex to the through hole 100, and a first tapered part that extends from the apex to the outer periphery of the anti-load side end bracket in the load direction. and a third tapered portion that is located between the rotating shaft 1 and the through hole 100 and slopes in the load direction from the rotating shaft to the through hole 100.
- fins 3a and 3b are arranged, respectively, along the taper 3A and taper 3B of the end bracket.
- the surface area on which the cooling air from the fan 1 collides becomes larger, thereby increasing the cooling effect.
- the fins are uniformly arranged in the circumferential direction around the axis.
- FIGS. 5 and 6 are diagrams in which the flow of the cooling air 20 is added to FIGS. 3 and 2.
- the cooling air 20 discharged from the fan 1 hits the surface of the end bracket 3 on the opposite load side and is divided into two parts. One part flows directly to the upper part of the housing along the outer taper 3B and is discharged to the outside as guided by the fins 3b.
- the cooling air that has hit the inner taper 3A is guided by the fins 3a, and the cooling air that has hit the taper 3C flows through the taper 3C and flows into the through hole 100.
- each cooling air flows into the housing 7, and part of the cooling air passes through the stator part 6 and the other part passes through the rotor part 5 in the axial direction. Thereafter, each cooling air is discharged to the outside through a through hole 101 provided in the load side end bracket 8.
- the cooling air 20 blown to the anti-load side end bracket 3 is swirling air.
- the apexes of the taper 3A and taper 3B and the apex of the fins 3a and 3b of the anti-load side end bracket 3 are preferably located on the outside of the fan 1 when viewed from the shaft 10.
- the wind speed of the swirling wind is faster on the outer circumferential side than on the inner circumferential side, and the faster the wind speed, the greater the cooling effect. Therefore, the cooling air 20 can be blown into the upper part of the housing 7 and inside the motor while maintaining its high wind speed, and the cooling effect can be enhanced.
- the fins 3a and 3b are continuous and have the same width.
- the shaft side of the fin 3a and the through hole 100 on the surface of the end bracket are in contact with each other, and the narrower the interval, the better, and it is better to have no steps or gaps.
- the narrower the interval between the continuous through holes 100 in the circumferential direction the larger the surface area of the through holes can be ensured, which increases the cooling effect, but the thickness of the end bracket 3 in the axial direction becomes thinner accordingly. , the strength decreases.
- the fin 3a is partially divided into two parts at the junction with the fin 3b. It branches in the direction and has an angle in the circumferential direction.
- the fins 3a can be arranged so as to guide the cooling air from the fan 1 to the through holes 100, and the circumferential spacing between the fins 3a can be kept constant, making it possible to cool from multiple directions. , can enhance the cooling effect.
- a method may be adopted in which the fins 3a are not branched, but the thickness of the fins 3a is made thicker, and the width of the interval between the through holes 100 is increased.
- the taper 3C at the center of the anti-load side end bracket 3 is shaped like a truncated cone, but it may also be shaped like a truncated polygonal pyramid, a hemisphere, or a funnel, and is not limited to a truncated cone.
- the through hole 101 provided in the load side end bracket 8 is provided in the radial direction with respect to the shaft 10.
- the hole may be tapered so that it becomes narrower from the inside of the motor to the outside. In that case, the surface area of the internal pores becomes larger and the ventilation resistance becomes smaller than the outer diameter, making it easier for internal air to escape to the outside, while making it difficult for outside air to enter from the outside into the inside. Therefore, the risk of foreign matter such as dirt entering the motor can be reduced.
- a filter or the like may be provided.
- a plurality of holes may be provided in the direction of the shaft 10, similar to the through-hole 100 provided in the anti-load-side end bracket 3. Further, the through hole 101 may be provided at the load side end of the housing 7 instead of being provided at the load side end bracket 8.
- a separately excited fan 1 that generates cooling air is supported by a fan cover 2 and is disposed in the anti-load side extension direction of the shaft 10.
- a separately excited fan is a fan that is driven by a motor or the like that is separate from the rotating electric machine. Further, in order to prevent inhalation of foreign substances such as dust, a filter or the like may be provided between the fan 1 and the fan cover 2 in the axial direction on the load side, for example.
- FIG. 7 shows an example of a motor using a self-excited fan.
- a fan 1 is connected to the anti-load side of the shaft (rotating shaft) 10, and generates cooling air by rotating together with the shaft 10.
- the fan may be installed on either the load side or the anti-load side.
- the mounting structure can be easily constructed and also leads to a reduction in the number of parts required.
- the fan cover 2 is arranged so as to cover from the fan 1 to the opposite end of the housing 7, and so that the air blown out from the fan cover 2 flows along the housing 7. is preferable.
- the vicinity of the shaft center of the anti-load side end bracket 3 is approximately shaped like a truncated cone to improve the cooling air distribution efficiency.
- an encoder or the like for measuring the number of revolutions or the like is built into the end bracket 3 on the output shaft side. It is also possible to configure the inside of the frustum-shaped end bracket 3 as a space in which the encoder is built. In particular, in a configuration that requires an encoder, it is not possible to install a self-excited fan on the side opposite to the output shaft, and a cooling structure using separately excited fans may be used. Applying the configuration of this embodiment to a servo motor can improve cooling efficiency while maintaining the installation configuration and space for the encoder, and can be said to be one particularly suitable example of application.
- FIG. 8 shows the anti-load side end bracket 3 of Example 2.
- a plurality of fins 3c extending from the axis toward the through hole 100 are provided on the shaft 10 side, that is, on the taper 3C at the center.
- a cooling air flow path is formed, reducing interference between the cooling air.
- As much cooling air as possible can be blown into the through holes 100.
- cooling air can be blown into the through holes 100 without wasting the space between the through holes.
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Abstract
回転電機において、効率良く回転電機の冷却を行う。固定子6と、回転軸10に接続された回転子5と、前記固定子および前記回転子を囲むハウジング7と、前記ハウジングと接続する反負荷側エンドブラケット3と、反負荷側エンドブラケット側から冷却風を送風するファン1と、を備え、前記反負荷側エンドブラケット3は、冷却風を前記ハウジングの内部に通過させる第１貫通孔100と、前記第１貫通孔と前記反負荷側エンドブラケットの外周との間に頂点を有し、前記頂点から前記第１貫通孔にかけて負荷方向に傾斜する第１テーパ部3Aと、前記頂点から前記反負荷側エンドブラケットの外周にかけて負荷方向に傾斜する第２テーパ部3Bと、を有する、回転電機。
Description
本発明は、回転電機の冷却構造に関する。
電動機（モータ）や発電機などの回転電機は、大出力化や大トルク化を実現しようとする場合、その体格は一般的に大型化する傾向にある。回転電機の大型化に伴い、回転電機の組み込まれる機械側装置においても大型化が必要になるため、装置の設置スペースの制約や高コスト化などの課題が生じる。
回転電機においては、駆動状態で負荷印加により発生する銅損や鉄損などの損失を起因として、回転電機内部で熱が発生し、更にその熱が熱伝導により、ハウジング表面に放熱される。回転電機内部より発生する熱を抑制することにより、同一出力での小型化が可能となり、低コスト化が図れる。また、同一体格とした場合は、高出力化や大トルク化が可能となる。永久磁石型回転電機においては、永久磁石の温度上昇が抑制され、永久磁石の永久減磁に対する耐量が拡大するため、永久磁石の薄型化が可能となり、更なる低コスト化が図れる。
回転電機内部の温度上昇抑制のために、冷却ファンがしばしば採用される。冷却ファンを用いた冷却構造の一例として、特許文献１がある。特許文献１には、反負荷側エンドブラケットの中央下位置に冷却ファンを設けることで、回転電機内部に冷却風を通風させ、温度上昇を抑制させる構造が開示されている。
特許文献１では、冷却ファンからの冷却風を回転電機内部に通風し、回転電機の熱を抑制する技術が開示されている。冷却ファンは、エンドブラケット内部の傾斜部に配置されている。しかし、回転電機内部で発生した熱は熱伝導により、ハウジング表面から放熱されるが、冷却ファンからの冷却風を回転電機内部にしか通風しないため、効率良くモータ本体を冷却することができなかった。
本発明は、より効率良く回転電機の冷却を行うことを目的とする。
上記目的を解決するための、代表的な本発明の「回転電機」を挙げるならば、固定子と、回転軸に接続された回転子と、前記固定子および前記回転子を囲むハウジングと、前記ハウジングと接続する反負荷側エンドブラケットと、反負荷側エンドブラケット側から冷却風を送風するファンと、を備え、前記反負荷側エンドブラケットは、冷却風を前記ハウジングの内部に通過させる第１貫通孔と、前記第１貫通孔と前記反負荷側エンドブラケットの外周との間に頂点を有し、前記頂点から前記第１貫通孔にかけて前記負荷方向に傾斜する第１テーパ部と、前記頂点から前記反負荷側エンドブラケットの外周にかけて負荷方向に傾斜する第２テーパ部と、を有するものである。
本発明によれば、効率よく回転電機の冷却を行うことができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
以下、図面を用いて、本回転電機の実施例を説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし主旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。
なお、実施例を説明するための各図において、同一の構成要素にはなるべく同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。
なお、実施例を説明するための各図において、同一の構成要素にはなるべく同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。
本発明を適用した実施例１の回転電機を、図１及び図２に示す。図１は本実施例に係るモータの全体構成を示す斜視図、図２は図１のＡ―Ａ‘におけるモータの断面図である。
本実施形態における回転電機は、ステータ（固定子）６とロータ（回転子）５と回転軸（シャフト）１０と、を備え、これらがハウジング７とエンドブラケット３，８とによって形成される空間内に収納されており、その外側にファンカバー２とファン１が取り付けられている。ここでステータ６はハウジング７に焼嵌めされており、圧入であってもよい。これ以降、回転軸をシャフト１０と呼称する。
ロータ５とシャフト１０はステータ６の内側に配置される。シャフト１０とロータ５は焼嵌めにより連結しており、さらに軸の両端付近には、軸受４，９が焼嵌めされていても良い。また、ハウジングの負荷側、反負荷側にはエンドブラケット３，８が配置される。エンドブラケット３，８は軸受けホルダーの役目を果たす。反負荷側エンドブラケット３からハウジング７の端付近まで被さるようにファンカバー２があり、その外側に他励ファン１があり、軸上に配置されている。
ロータ５はシャフト１０に固定され、磁性材が積層された円筒形状のロータ鉄心、ロータ鉄心の軸方向端部に配置された当て板、ロータ鉄心の内部に埋め込まれた永久磁石を主構成部として備えている。ロータ鉄心に焼嵌めされたシャフト１０は、軸受４，９を介してエンドブラケット３，８に保持され、ステータ６内において、ロータ５が回転自在に支持されている。
永久磁石はロータコア内部に円周方向上に磁極が交互になるように並んでおり、本実施例では８極対を構成する。永久磁石の材料は、フェライト系、ネオジム系、サマリウムコバルト系などのいずれでもよい。永久磁石は径方向や周方向に複数に分割されてもよい。
図３は、反負荷側から見た、反負荷側エンドブラケット３の表面図を示す。また、図４は、図３のＢ－Ｂ‘断面における反負荷側エンドブラケット３の断面図を示す。ハウジング７の反負荷側には、反負荷側エンドブラケット３が取り付けられており、反負荷側エンドブラケット３の外表面には、ファン１側が頂点となるように、傾斜面を形成するテーパが２段階に設けられる。即ち、エンドブラケット３の外表面はカルデラ構造（断面、「く」の字状）を有する。これ以降、反負荷側エンドブラケット３の第１テーパ部をテーパ３Ａ、第１テーパ部の外側の第２テーパ部をテーパ３Ｂ、第１テーパ部の内側の第３テーパ部をテーパ３Ｃと呼称する。また、第１テーパ部のフィンをフィン３a、第２テーパ部のフィンをフィン３ｂと呼称する。
シャフト１の軸心とエンドブラケット３のテーパ３Ａとの間には、シャフト１の軸心を中心に周方向に連続な貫通孔１００が設けられている。貫通孔１００はテーパがかかっていても良い。例えば、反負荷側から、負荷側に向けて、孔径が小さくなるようにテーパをかけることで、反負荷側エンドブラケットのベアリング設置位置の厚みを残し、強度を持たせることができる。また、軸方向に同一の貫通径にすることにより、冷却風が入る吸入口を大きくとれる。これにより、通風抵抗を低減させることができ、冷却風をより効率的に内部に送風することができる。貫通孔１００の形状は、より孔の表面積を大きくするほど、冷却効率が良くなるため、角孔であってもよく、長孔に限定されるものではなく、また、テーパをかけなくてもよい。ファン１からの冷却風はエンドブラケット３の外表面にぶつかり、２分割される。一方は、内側のテーパ３Ａを伝い、貫通孔１００に流れこみ、ハウジング７内部に流れやすくなる。もう一方は、外側のテーパ３Ｂを伝い、ハウジング７外周に流れやすくなっている。また、本実施例はエンドブラケット３にアルミ材を採用しているが、鉄やステンレス材でもよい。
反負荷側エンドブラケットの形状をまとめると、反負荷側エンドブラケット３は、回転軸（シャフト）１とエンドブラケットの外周との間に、冷却風をハウジングの内部に通過させる貫通孔１００を有し、貫通孔１００と反負荷側エンドブラケットの外周との間に頂点を有し、頂点から貫通孔１００にかけて負荷方向に傾斜する第１テーパ部と、頂点から反負荷側エンドブラケットの外周にかけて負荷方向に傾斜する第２テーパ部と、回転軸１と貫通孔１００との間に位置し、回転軸から貫通孔１００にかけて負荷方向に傾斜する第３テーパ部と、を有している。
反負荷側エンドブラケット３の外表面には、エンドブラケットのテーパ３Ａおよびテーパ３Ｂに沿って、それぞれにフィン３ａおよびフィン３ｂが配置されている。フィン３ａ，３ｂを配置することにより、ファン１からの冷却風がぶつかる表面積が大きくなるため、冷却効果が大きくなる。なお、フィンは軸心を中心として、周方向に均一に配置されている。エンドブラケット３のテーパ３Ａおよびテーパ３Ｂのそれぞれにフィン３ａ，３ｂを配置することにより、ファン１からの冷却風をハウジング内部とハウジング外周に送風されやすい流路が形成されるようになっている。
次に、冷却風２０の流れを図５および図６より説明する。図５および図６は、図３および図２に冷却風２０の流れを追記した図である。ファン１から吐出された冷却風２０は反負荷側エンドブラケット３の表面にぶつかり、２分割される。一方はそのまま外側のテーパ３Ｂに沿ってハウジング上部に流れ、フィン３ｂに案内されるように外部へと吐き出される。もう一方で、内側のテーパ３Ａにぶつかった冷却風は、フィン３ａに案内されるように、また、テーパ３Ｃにぶつかった冷却風は、そのままテーパ３Ｃを伝い、貫通孔１００へと流入する。その後、ハウジング７の内部へと流入し、一部はステータ部６を、もう一部は、ロータ部５を軸方向に冷却風が通る。その後、それぞれの冷却風は、負荷側エンドブラケット８に設けられた貫通孔１０１を通って外部へと吐き出される。
反負荷側エンドブラケット３に送風される冷却風２０は旋回風である。反負荷側エンドブラケット３のテーパ３Ａとテーパ３Ｂの頂点およびフィン３ａとフィン３ｂの頂点は、シャフト１０から見たとき、ファン１より外側にあった方が良い。旋回風は、内周側より外周側の方が、風速は速くなり、風速が早いほど、冷却効果は大きくなる。そのため、冷却風２０の風速が速いまま、ハウジング７上部やモータ内部に送風することができ、冷却効果を高めることができる。
また、フィン３ａとフィン３ｂは連続しており、両者が同幅であれば、なお望ましい。また、フィン３ａとフィン３ｂとの分岐点においても同様である。ハウジング内部およびハウジング外周への冷却風の抵抗となる要素（段差や壁）を無くすためである。フィン３ａ，３ｂの高さはファン１に近くなるほど、冷却流路が制限されるため、冷却風同士の干渉等による冷却風の減衰を抑制することができ、より効率的に冷却することができる。
フィン３aのシャフト側とエンドブラケット表面の貫通孔１００は接しており、間隔が狭いほど良く、段差や隙間がないほうが良い。周方向に連続的な貫通孔１００同士の間隔が、狭くなるほど、貫通孔の表面積は大きく確保できるため、冷却効果は高くなるが、その分、エンドブラケット３の軸方向の厚さが薄くなるため、強度が低下する。
強度を確保しつつ、冷却効果を高めるため、そして、反負荷側エンドブラケット３表面の貫通孔１００に冷却風を送風するため、フィン３aは、フィン３ｂとの分岐点を境に一部を２方向に分岐し、かつ周方向に角度を設けている。こうすることで、ファン１からの冷却風を貫通孔１００まで誘導するようにフィン３ａを配置することができ、かつフィン３aの周方向間隔を一定に保てるため、多方面からの冷却を可能にし、冷却効果を高めることができる。あるいはフィン３aを分岐せず、フィン３ａの厚さを太くし、貫通孔１００同士の間隔幅まで広げる方法でも良い。
反負荷側エンドブラケット３の中央部のテーパ３Ｃは円錐台を採用しているが、多角錐台、半球形、漏斗形状であってもよく、円錐台に限定されるものではない。ここで、ファン１に対して平行の面は、表面積が小さいほど、面からの冷却風の跳ね返りによる冷却風の相殺を軽減できるため、より高い冷却効果が得られやすい。なお、円錐台と貫通孔１００は段差や隙間等がないほうが良い。
負荷側エンドブラケット８に設けられている貫通孔１０１は、シャフト１０に対して、径方向に孔が設けられている。孔の場所は特に問わないが、回転機の上部に孔を設けることで、モータ内部で暖められた空気は、上に行くため、内部の熱を逃がしやすくなる効果がある。回転機の上部とは、冷却風が上昇する方向と言い換えることができる。また。孔はモータ内部から外部にかけて、狭くなるようにテーパ孔を設けてもよい。その場合、内部の孔の表面積が大きくなり、その分通風抵抗が外側の径より小さくなるため、内部の空気はより外部へと逃げやすくなり、一方で、外部から内部へは外気が入りづらくなるため、ごみなどの異物がモータ内部に入るリスクを軽減できる。もしくは、フィルター等があってもよい。
負荷側エンドブラケット８に設ける貫通孔１０１の他の例として、反負荷側エンドブラケット３に設ける貫通孔１００と同様に、シャフト１０方向に複数の孔を設けてもよい。
また、貫通孔１０１は、負荷側エンドブラケット８に設けるに代えて、ハウジング７の負荷側の端部に設けてもよい。
また、貫通孔１０１は、負荷側エンドブラケット８に設けるに代えて、ハウジング７の負荷側の端部に設けてもよい。
シャフト１０の反負荷側延長方向には、冷却風を生成する他励ファン１がファンカバー２に支持されて配置される。他励ファンとは、回転電機とは別のモータ等により駆動されるファンである。また、ゴミなどの異物吸入を防ぐため、例えば、ファン１とファンカバー２の間に、負荷側軸方向にフィルター等があってもよい。
なお、本発明は他励ファンに限定されるものではなく、自励ファンであってもよい。図７に、自励ファンを用いたモータの実施例を示す。シャフト（回転軸）１０の反負荷側にファン１が接続されており、シャフト１０と共回りすることで冷却風を生成する。ファンの位置は負荷側、反負荷側のどちらに設置してもよい。反負荷側の場合、取付け構造は容易にでき、また部品工数の削減にもつながる。
ファンカバー２は、図６に示されるように、ファン１からハウジング７の反負荷側の端部までを覆うように、そして、ファンカバー２から噴き出す空気がハウジング７に沿って流れるように配置するのが好ましい。
なお、本実施例では、反負荷側エンドブラケット３の軸中心付近を概略錐台形状とし、冷却風の流通効率を向上させているが、例えば、回転電機がサーボモータである場合には、反出力軸側のエンドブラケット３側に回転数等を計測するエンコーダ等が内蔵される場合がある。錐台形状のエンドブラケット３内部を、エンコーダ内蔵空間とする構成も可能である。特に、エンコーダを必要とする構成では、反出力軸側に自励ファンを設置することができず、他励ファンによる冷却構造を取ることもある。本実施例の構成をサーボモータに適用することは、エンコーダの設置構成や空間を維持しつつ冷却効率を向上させることができ、特に好適な適用例の1つであると言える。
図８に、実施例２の反負荷側エンドブラケット３を示す。シャフト１０側、すなわち中央部のテーパ３Ｃに、軸心から貫通孔１００へ向かう複数のフィン３ｃを設けている。図８のように、反負荷側エンドブラケット３の第３テーパ部のテーパ３Ｃにフィン３cを円周上に設けることで、冷却風の流路が形成されるため、冷却風同士の干渉を軽減させ、なるべく多くの冷却風を貫通孔１００に送風することができる。また、内側も同様に分岐させることで、貫通孔同士の間隔を無駄にすることなく、冷却風を貫通孔１００に送風することができる。
１ ファン
２ ファンカバー
３ 反負荷側エンドブラケット
３Ａ 第１テーパ部
３ａ 第１テーパ部のフィン
３Ｂ 第２テーパ部
３ｂ 第２テーパ部のフィン
３Ｃ 第３テーパ部
３ｃ 第３テーパ部のフィン
４，９ 軸受
５ ロータ（回転子）
６ ステータ（固定子）
７ ハウジング
８ 負荷側エンドブラケット
１０ シャフト（回転軸）
２０ 冷却風
１００ 反負荷側エンドブラケットの貫通孔
１０１ 負荷側エンドブラケットの貫通孔
２ ファンカバー
３ 反負荷側エンドブラケット
３Ａ 第１テーパ部
３ａ 第１テーパ部のフィン
３Ｂ 第２テーパ部
３ｂ 第２テーパ部のフィン
３Ｃ 第３テーパ部
３ｃ 第３テーパ部のフィン
４，９ 軸受
５ ロータ（回転子）
６ ステータ（固定子）
７ ハウジング
８ 負荷側エンドブラケット
１０ シャフト（回転軸）
２０ 冷却風
１００ 反負荷側エンドブラケットの貫通孔
１０１ 負荷側エンドブラケットの貫通孔
Claims (14)
- 固定子と、回転軸に接続された回転子と、前記固定子および前記回転子を囲むハウジングと、前記ハウジングと接続する反負荷側エンドブラケットと、反負荷側エンドブラケット側から冷却風を送風するファンと、を備え、
前記反負荷側エンドブラケットは、冷却風を前記ハウジングの内部に通過させる第１貫通孔と、前記第１貫通孔と前記反負荷側エンドブラケットの外周との間に頂点を有し、前記頂点から前記第１貫通孔にかけて負荷方向に傾斜する第１テーパ部と、前記頂点から前記反負荷側エンドブラケットの外周にかけて負荷方向に傾斜する第２テーパ部と、を有する、回転電機。 - 前記第１テーパ部には、前記第１テーパ部への冷却風を前記第１貫通孔へ導く複数のフィンを有する、請求項１記載の回転電機。
- 前記第２テーパ部には、前記反負荷側エンドブラケットの外周に冷却風を導く複数のフィンを有する、請求項２記載の回転電機。
- 前記第１テーパ部のフィンと前記第２テーパ部のフィンとは、前記回転軸から前記反負荷側エンドブラケットの外周方向に接続している、請求項３記載の回転電機。
- 前記反負荷側エンドブラケットは前記第１貫通孔を複数有し、
複数の前記第１貫通孔は、回転軸方向に見た平面視で、前記回転軸を中心に円周上に配置されており、
隣り合う前記第１テーパ部のフィンは、前記頂点から隣り合う前記第１貫通孔のそれぞれの端部にかけて伸びている、請求項２記載の回転電機。 - 前記反負荷側エンドブラケットは、前記回転軸と前記第１貫通孔との間に位置する第３テーパ部を有し、前記第３テーパ部は、前記回転軸から前記第１貫通孔にかけて負荷方向に傾斜している、請求項１記載の回転電機。
- 前記第３テーパ部には、前記第３テーパ部への前記冷却風を前記第１貫通孔へ導く複数のフィンを有する、請求項６記載の回転電機。
- 前記ハウジングと接続する負荷側エンドブラケットを備え、
前記負荷側エンドブラケットは、前記第１貫通孔を通じてハウジング内に送風された冷却風を放出する第２貫通孔を有する、請求項１記載の回転電機。 - 前記第２貫通孔は、冷却風が上昇する方向に設けられている、請求項８記載の回転電機。
- 前記第２貫通孔は、回転軸方向に設けられている、請求項８記載の回転電機。
- 前記ファンは、回転軸方向に沿った断面視で、前記回転軸から前記反負荷側エンドブラケットの外周に向かう方向において前記頂点の内側に位置している、請求項１記載の回転電機。
- 前記ファンは、他励ファンである、請求項１記載の回転電機。
- 前記ファンは、前記回転軸と接続された自励ファンである、請求項１記載の回転電機。
- 回転電機は、サーボモータであり、
前記反負荷側エンドブラケットの内部にエンコーダを内蔵する、請求項１記載の回転電機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022095215A JP2023181851A (ja) | 2022-06-13 | 2022-06-13 | 回転電機 |
| JP2022-095215 | 2022-06-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2023243116A1 true WO2023243116A1 (ja) | 2023-12-21 |
Family
ID=89192713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/041817 WO2023243116A1 (ja) | 2022-06-13 | 2022-11-10 | 回転電機 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023181851A (ja) |
| WO (1) | WO2023243116A1 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005278288A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Daikin Ind Ltd | モータの冷却装置 |
| WO2016009531A1 (ja) * | 2014-07-17 | 2016-01-21 | 株式会社日立産機システム | 回転電機 |
| JP2021083242A (ja) * | 2019-11-21 | 2021-05-27 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | スロットレス型電動機、電動送風機および電気掃除機 |
-
2022
- 2022-06-13 JP JP2022095215A patent/JP2023181851A/ja active Pending
- 2022-11-10 WO PCT/JP2022/041817 patent/WO2023243116A1/ja unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005278288A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Daikin Ind Ltd | モータの冷却装置 |
| WO2016009531A1 (ja) * | 2014-07-17 | 2016-01-21 | 株式会社日立産機システム | 回転電機 |
| JP2021083242A (ja) * | 2019-11-21 | 2021-05-27 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | スロットレス型電動機、電動送風機および電気掃除機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023181851A (ja) | 2023-12-25 |
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