JP2005094949A

JP2005094949A - 空冷式電動機

Info

Publication number: JP2005094949A
Application number: JP2003326190A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Nakahara; 俊幸中原
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2003-09-18
Filing date: 2003-09-18
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】端子箱の冷却効果を向上すると共に、端子箱への伝熱を効果的に防止することができる空冷式電動機を提供する。
【解決手段】空冷式電動機において、端子箱８にフィン１６を設けると共に、該フィン１６をファンモータユニット９のケーシング１５内に突出させたものである。また、端子箱８とハウシング５間に樹脂などの熱絶縁材からなる間座６を設けるようにしてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば工作機械用主軸の駆動用などに用いられる空冷式電動機に関する。

従来から、電動機制御用基板等の電子部品が、省スペース化や配線工数の低減化及び高機能化のため電動機の端子箱に搭載されるようになってきている。
しかし、発熱源であるステータコイルで発生する熱は、ステータコア３ａを介しステータコアと直接接しているハウシングから端子箱に伝わり、端子箱や端子箱内に設置された制御用基板等の電子部品の温度上昇を招き、電子部品の寿命や信頼性に悪影響を与えるという問題がある。
そこで従来は、端子箱に多数のフィンを設けて表面積を増やすことで冷却効果を向上させる方法が一般的に講じられていた（例えば、特許文献１参照）。
図３は従来技術を示す空冷式電動機であって、（ａ）はその側断面図、（ｂ）は矢視Ｃから見た端子箱に設けたフィンの取付状態を示す正面図である。
図３において、１は冷却用通風路、２はステータコイル、３はステータ、３ａはステータコア、４は回転検出器、５はハウシング、９はファンモータユニット、１０はフランジ、１１、１２は軸受、１３はロータ、１４はファンモータ、１５はケーシング、１８は端子箱、１９はフィン、Ｆａは空気の流れを示している。
ステータ３は積層鉄心からなるステータコア３ａの軸方向に沿って複数の冷却用通風路１が貫通するように形成されている。ステータ３の前端部にはフランジ１０が固設されており、軸受１１、１２を介してフランジ１０とハウシング５によりロータ１３を回転自在に支持している。また、ステータ３の後端部には冷却用通風路１を内含するようにハウジング５が固設されている。さらに、ハウシング５の外周部には端子箱１８を固設すると共に、ハウシング５の後端部にケーシング１５とこのケーシング１５に固着したファンモータ１４とからなるファンモータユニットが設けられている。
このような構成において、端子箱１８の内部には発熱源となる制御用基板等の電子部品が設置されているが、端子箱１８の外周や上面にフィン１９が設けられているため、放熱面積が大きくなり、フィン無の構成に比べ冷却効果が向上する。
特開２００２−２７２１８０号公報

ところが、従来技術は自冷式のため冷却効果が小さいうえ、端子箱１８の外周にフィン１９を設けるための余分な空間が必要で、機械への組込みが容易でなく周りの機械要素との干渉という問題があった。また、端子箱１８とハウシング５間の固設部には例えば厚みが１ｍｍ程度の図示しないゴム製のパッキンを挟み込み、防水、防油性を向上させているが、このようなパッキンでは、ステータコイル２からステータコア３ａ、ハウシング５を介して端子箱１８に伝わる伝熱ルートにおいて、伝熱を防止する効果が小さいという問題も抱えていた。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、端子箱の冷却効果を向上すると共に、端子箱への伝熱を効果的に防止することが可能な空冷式電動機を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、請求項１の発明は、積層鉄心からなるステータコアの軸方向に沿って貫通するように複数の冷却用通風路を形成したステータと、前記ステータの後端部に前記冷却用通風路を内含するように固設したハウジングと、前記ハウシング外周部に固設した端子箱と、前記ハウシングの後端部に固設したファンモータとケーシングからなるファンモータユニットとを備え、前記冷却用通風路を経由して冷却風をステータの前後端部に導くようにした空冷式電動機において、前記端子箱にフィンを設けると共に、該ファンを前記ファンモータユニットのケーシング内に突出させたことを特徴としている。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の空冷式電動機において、前記端子箱と前記ハウシング間に熱絶縁材からなる間座を設けたことを特徴としている。

請求項1記載の空冷式電動機によれば、端子箱に冷却用のフィンを設け、フィン先端部をケーシング内、すなわちケーシング周壁部分を貫通させて内部に突出させているため、ファンユニットにより導かれた冷却風がステータコア部を冷却すると共に、ケーシング内を移動する間にフィンから熱を奪い、端子箱を冷却することができるという効果がある。このため、端子箱の温度上昇の防止が可能となり、端子箱内に設置された電子部品の寿命や信頼性に悪影響を与えるという問題を解消することができる。
さらに、従来技術のように端子箱の外周部に多数のフィンを有した端子箱の場合と違って端子箱の周囲にはフィンを設けていないため余分な空間を設ける必要がなく、機械への組込みが容易で周りの機械要素との干渉を防止することができる。
また、請求項２に記載の空冷式電動機によれば、ハウシングと端子箱間に熱絶縁効果を有する材料から成る間座を設けているので、電動機の発熱源からの熱を絶縁することができ、端子箱への伝熱を防止することができるという効果がある。このため、端子箱の温度上昇の防止が可能となり、端子箱内に設置された電子部品の寿命や信頼性に悪影響を与えるという問題がない。さらにこの間座は防水、防油の機能も併せ持つため、端子箱内やハウシング内への切削液等の水や油の侵入を防止することができるという効果もある。

以下、本発明の実施例を図に基づいて具体的に説明する。なお、本発明の構成要素が従来技術と同じものついてはその説明を省略し、異なる点について説明する。

図１は本発明の第１実施例を示す空冷式電動機であって、（ａ）はその側断面図、（ｂ）は矢視Ａから見たケーシングと端子箱間に設けたフィンの取付状態を示す正面図である。
図において、６は間座、７は電子部品、８は端子箱、１６はフィンである。
本発明の特徴は以下のとおりである。
すなわち、端子箱８にフィン１６を設けると共に、該フィン１６をファンモータユニット９のケーシング１５内に突出させた点である。また、端子箱８とハウシング５間に樹脂などの熱絶縁材からなる間座６を設けるようにしたものである。

次に動作を説明する。
ファンモータユニット９はハウシング５とケーシング１５で囲まれた空間を密閉に保つようハウシング５に固設されているため、電動機の後端部に設けたファンモータ１４を駆動させると前記空間が負圧になり、該空気がステータ３の前端部から冷却用通風路１に導かれた後、ステータ３の後端部に向かって空気が流れる。この際、空気がステータ３の後端部に移動する間にステータ３から熱を奪いステータ３を冷却する。この空気は電動機の後端部のケーシング１５から外部に排気されるが、ケーシング１５内を移動する間にケーシング１５内に突出したフィン１６から熱を奪い、端子箱８を冷却する。

したがって、本発明に係る空冷式電動機は、端子箱８に冷却用のフィン１６を設け、フィン１６の先端部をケーシング１５内、すなわちケーシング１５の周壁部分を貫通させて内部に突出させているため、ファンモータユニット９により導かれた冷却風がステータコア３ａ部を冷却すると共に、ケーシング１５内を移動する間にフィン１６から熱を奪い、端子箱８を冷却することができるという効果がある。このため、端子箱８の温度上昇の防止が可能となり、端子箱８内に設置された電子部品の寿命や信頼性に悪影響を与えるという問題を解消することができる。
さらに、従来技術のように端子箱の外周部に多数のフィンを有した端子箱の場合と違って端子箱の周囲にはフィンを設けていないため余分な空間を設ける必要がなく、機械への組込みが容易で周りの機械要素との干渉を防止することができる。
さらにまた、空冷式電動機は、ハウシング５と端子箱８間に熱絶縁効果を有する材料から成る間座６を設けているので、電動機の発熱源からの熱を絶縁することができ、端子箱８への伝熱を防止することができるという効果がある。このため、端子箱８の温度上昇の防止が可能となり、端子箱８内に設置された電子部品の寿命や信頼性に悪影響を与えるという問題を無くすことができる。この間座は防水、防油の機能も併せ持つため、端子箱内やハウシング内への切削液等の水や油の侵入を防止することができるという効果もある。

図２は本発明の第２実施例を示す空冷式電動機であって、（ａ）はその側断面図、（ｂ）は矢視Ｂから見たケーシングと端子箱間に設けたフィンの取付状態を示す正面図である。
第２実施例が第１実施例と異なる点は、ファンモータ１７の取付位置を変更し、空気の流れを逆方向にした点である。
図において、電動機の後端部に備えられたファンモータ１７により、空気がケーシング１５の後端部から冷却用通風路１に導かれ、ステータ３の前端部から排気される。この空気は、ケーシング１５内を移動する間にケーシング１５内に突出したフィン１６から熱を奪い端子箱８を冷却する。本実施例は、第１実施例で示したように、空気がステータ３から熱を奪い、若干の温度上昇後にフィン１６から熱を奪う場合に比べ、最初にフィン１６から熱を奪うため、なお一層冷却効果を高めることができる。

なお、フィン１６は例えばアルミニウム等の熱伝導率の高い材料で端子箱８と一体成形により製作されると、なお一層冷却効果を高めることができる。

本発明の第１実施例を示す空冷式電動機であって、（ａ）はその側断面図、（ｂ）は矢視Ａから見たケーシングと端子箱間に設けたフィンの取付状態を示す正面図本発明の第２実施例を示す空冷式電動機であって、（ａ）はその側断面図、（ｂ）は矢視Ｂから見たケーシングと端子箱間に設けたフィンの取付状態を示す正面図従来技術を示す空冷式電動機であって、（ａ）はその側断面図、（ｂ）は矢視Ｃから見た端子箱に設けたフィンの取付状態を示す正面図

符号の説明

１冷却用通風路
２ステータコイル
３ステータ
３ａステータコア
４回転検出器
５ハウシング
６間座
７電子部品
８、１８端子箱
９ファンモータユニット
１０フランジ
１１、１２軸受
１３ロータ
１４、１７ファンモータ
１５ケーシング
１６、１９フィン
Fａ空気の流れ

Claims

積層鉄心からなるステータコアの軸方向に沿って貫通するように複数の冷却用通風路を形成したステータと、
前記ステータの後端部に前記冷却用通風路を内含するように固設したハウジングと、
前記ハウシング外周部に固設した端子箱と、
前記ハウシングの後端部に固設したファンモータとケーシングからなるファンモータユニットとを備え、
前記冷却用通風路を経由して冷却風をステータの前後端部に導くようにした空冷式電動機において、
前記端子箱にフィンを設けると共に、該ファンを前記ファンモータユニットのケーシング内に突出させたことを特徴とする空冷式電動機。
前記端子箱と前記ハウシング間に熱絶縁材からなる間座を設けたことを特徴とする請求項１記載の空冷式電動機。