JP2007110828A - Sealed motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密閉ケーシング内に固定子と回転子とを設けた密閉モータに関するものである。 The present invention relates to a hermetic motor in which a stator and a rotor are provided in a hermetic casing.
従来、例えば、DCブラシレスモータなど、回転子側に永久磁石を設けたモータが知られている。そのようなモータでは、回転子を空冷することで、回転子の永久磁石が高温になり磁力が低下してしまうのを防止するようにしている。 Conventionally, for example, a motor having a permanent magnet on the rotor side, such as a DC brushless motor, is known. In such a motor, the rotor is air-cooled to prevent the permanent magnet of the rotor from becoming high temperature and reducing the magnetic force.
例えば、回転子の回転軸にフィンを設け、そのフィンを回転させることで、モータ内に外気を導入して、回転子を冷却することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, it has been proposed to cool the rotor by introducing fins into the motor by providing fins on the rotating shaft of the rotor and rotating the fins (see, for example, Patent Document 1).
また、回転子に軸方向に延びる貫通孔を設け、モータ外部から導入される空気により回転子を内側から冷却することが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, it has been proposed that a through hole extending in the axial direction is provided in the rotor and the rotor is cooled from the inside by air introduced from the outside of the motor (for example, see Patent Document 2).
ところで、モータの耐久性を高めるために、固定子と回転子とを密閉ケーシング内に収容した所謂密閉モータがある。このような密閉モータでは、モータ内に熱が籠もりやすくなるので、回転子の放熱が問題となる。 By the way, in order to improve the durability of the motor, there is a so-called sealed motor in which a stator and a rotor are accommodated in a sealed casing. In such a hermetic motor, heat tends to be trapped in the motor, and thus heat radiation of the rotor becomes a problem.
しかしながら、上述したモータでは、何れも外気をモータ内に取り入れて冷却する構造であるため、その冷却構造を、密閉モータに適用したとしても冷却が不十分になる。例えば、フィンを設ける構造を適用した場合、空気がモータ内を一方向にしか流れず、冷却が不十分となる。また、貫通孔を設ける場合でも、貫通孔に、密閉モータ内の昇温された空気を導入しただけでは、回転子を冷却することができない。 However, since the motors described above have a structure in which outside air is taken into the motor and cooled, the cooling becomes insufficient even when the cooling structure is applied to a sealed motor. For example, when a structure in which fins are provided is applied, air flows only in one direction in the motor, and cooling is insufficient. Even when the through hole is provided, the rotor cannot be cooled only by introducing the heated air in the hermetic motor into the through hole.
このように、従来のモータの冷却構造では、密閉モータを十分に冷却できないという問題があった。特に、密閉式のDCブラシレスモータを、小型化、大容量化しようとする場合には、回転子の永久磁石からの放熱が重要課題となる。 Thus, the conventional motor cooling structure has a problem that the hermetic motor cannot be sufficiently cooled. In particular, when trying to reduce the size and increase the capacity of a hermetic DC brushless motor, heat radiation from the permanent magnet of the rotor is an important issue.
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、回転子の冷却効果の向上をはかることができる密閉モータを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a hermetic motor that can solve the above-described problems and can improve the cooling effect of the rotor.
上記目的を達成するために本発明は、密閉ケーシング内に、固定子を設けると共にその固定子の内方にエアギャップを介して回転子を回転自在に設けた密閉モータにおいて、上記回転子の外周面に、上記密閉ケーシング内の内気を流すための螺旋状のネジ状溝を設け、かつ上記回転子に、上記密閉ケーシング内の内気を軸方向に流通させるための貫通孔を設けたものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a sealed motor in which a stator is provided in a sealed casing and a rotor is rotatably provided inside the stator through an air gap. The surface is provided with a spiral thread groove for allowing the inside air in the sealed casing to flow, and the rotor is provided with a through hole for allowing the inside air in the sealed casing to flow in the axial direction. .
好ましくは、上記ネジ状溝は、上記回転子の外周面に沿って連続的に形成され、そのネジ状溝の一端が上記密閉ケーシングの一方に臨み、他端が上記密閉ケーシングの他方に臨むものである。 Preferably, the thread groove is formed continuously along the outer peripheral surface of the rotor, and one end of the thread groove faces one side of the sealed casing and the other end faces the other side of the sealed casing. .
好ましくは、上記貫通孔が、上記回転子の周方向に間隔を隔てて複数設けられたものである。 Preferably, a plurality of the through holes are provided at intervals in the circumferential direction of the rotor.
本発明によれば、回転子の冷却効果を高めることができるという優れた効果を発揮するものである。 According to the present invention, an excellent effect that the cooling effect of the rotor can be enhanced is exhibited.
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1および図2に基づき本実施形態の密閉モータを説明する。 The hermetic motor of this embodiment will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、本実施形態の密閉モータ1は、密閉ケーシング2内に、固定子3を設けると共にその固定子3の内方にエアギャップ4を介して回転子5を回転自在に設けて構成される。
As shown in FIG. 1, the
密閉ケーシング2は、一端(図1において右端)が開放した筒状(図例では、円筒状)に形成されたケーシング本体10と、そのケーシング本体10の上記一端を閉塞する蓋部11とを備える。ケーシング本体10の外周部には、固定子3などから伝達された熱を外部に放熱するための図示しない放熱手段(例えば、水冷装置)が設けられる。
The sealed
固定子3は、密閉ケーシング2のケーシング本体10の内周面に沿って設けられる。固定子3は、薄い金属板(例えば、電磁鋼板)を軸方向に重ねて形成されたステータコア12と、そのステータコア12に巻回された巻線13とから構成される。
The stator 3 is provided along the inner peripheral surface of the
回転子5は、上記密閉ケーシング2に、軸受20により回転自在に支持された回転子軸21と、その回転子軸21に固定された回転子本体22とを備える。その回転子本体22の外周部には、周方向に間隔を隔てて複数の永久磁石(図示せず)が配置される。それら永久磁石の外周には、回転子本体22を覆う保護筒6が設けられ、その保護筒6の外周面と固定子3の内周面とが、所定間隔のエアギャップ4を介して対向する。
The rotor 5 includes a
図1および図2に示すように、本実施形態では、上記回転子5の保護筒6の外周面(外表面)に、上記密閉ケーシング2内の内気(本実施形態では、空気)を軸方向に流すための螺旋状のネジ状溝7が設けられる。そのネジ状溝7は、保護筒6の外周面に沿って連続的に形成された一条の溝からなる。ネジ状溝7は、一端が上記密閉ケーシング2の一方の端部に臨み、他端が密閉ケーシング2の他方の端部に臨む。つまり、ネジ状溝7が、回転子5の軸方向の全域に亘り形成され、その両端が回転子5の両端部にて開放される。なお、ネジ状溝7のピッチ、深さ、幅および条数などは、本実施形態のものに限定されず、エアギャップ4の間隔や回転子5の回転数などを考慮して、適切に設定される。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, the inside air (air in the present embodiment) in the sealed
回転子5には、上記密閉ケーシング2内の内気を軸方向に流通させるための貫通孔8が設けられる。本実施形態では、複数の貫通孔8が、周方向に間隔を隔てて(図例では、約90°間隔で4つ)設けられる。それら貫通孔8は、回転子本体22の上記永久磁石を貫通するような径方向位置に形成される。各貫通孔8は、断面が円形で、回転子本体22の一端部から他端部まで延出して形成される。なお、貫通孔8の断面形状や本数などは、本実施形態のものに限定されない。
The rotor 5 is provided with a through hole 8 for allowing the inside air in the sealed
また、図1に示すように、本実施形態では、密閉ケーシング2内の密閉された空間が、回転子5および固定子3により、軸方向に二つに区画されており、それら二つに区画された空間S1,S2が、固定子3と回転子5との間に設けられたエアギャップ4と、回転子5に設けられた貫通孔8とで、連通されている。
Moreover, as shown in FIG. 1, in this embodiment, the sealed space in the
次に、本実施形態の密閉モータ1の作用を説明する。
Next, the operation of the
固定子3の巻線13に通電すると、密閉モータ1内に回転磁界が形成され、その回転磁界により回転子5が回転する。その回転子5の外周面には、ネジ状溝7が形成されているため所謂ネジポンプ原理により、密閉ケーシング2内の空気が、回転子5の外周面と固定子3の内周面との間(エアギャップ4)を軸方向(図1において右側から左側)に流れる。より詳細には、空気は、ネジ状溝7に沿って回転子5の表面を旋回しながら流れる。
When the
このエアギャップ4を流れる空気が、回転子5側から熱を奪うと共にその熱を固定子3側に放熱する。つまり、ネジ状溝7を流れる空気を介して回転子5から固定子3に熱が伝達される。これにより、回転子5が密閉ケーシング2内の空気により強制対流状態で冷却されることとなる。一方、エアギャップ4を通り空間S1に吐出された空気は、密閉ケーシング2と熱交換して放熱、冷却される。
The air flowing through the air gap 4 takes heat from the rotor 5 side and dissipates the heat to the stator 3 side. That is, heat is transmitted from the rotor 5 to the stator 3 through the air flowing through the screw-like groove 7. Thereby, the rotor 5 is cooled in the forced convection state by the air in the sealed
また、ネジ状溝7により、密閉ケーシング2内の区画された一方の空間S2から他方の空間S1(図1においては右側から左側)に空気が移送されることで、それらの空間S1、S2に圧力差が生じる。その圧力差により、貫通孔8内を、ネジ状溝7による流れ方向と反対方向(図1において左側から右側)に向かう空気の流れが形成される。その流れにより、他方の空間S1の空気が貫通孔8内を流れ、回転子5およびその永久磁石が内部側から冷却される。また、貫通孔8を通り一方の空間S2に吐出された空気は、密閉ケーシング2と熱交換して放熱、冷却され、その後、再びエアギャップ4内に吸入される。
Further, air is transferred from one space S2 partitioned in the
以上のように、ネジ状溝7による空気の流れと貫通孔8内の空気の流れとにより、密閉ケーシング2内の空気が循環して、回転子5の冷却が促進される。つまり、密閉ケーシング2内の空気が、回転子5の表面および内部を循環しながら回転子5の熱を固定子3および密閉ケーシング2に放熱することで、回転子5が冷却される。
As described above, the air in the sealed
このように、本実施形態では、密閉ケーシング2内の空気を、回転子5および固定子3間のエアギャップ4に軸方向に流すことで、回転子5および固定子3と、空気との熱交換効率を高めることができる。その結果、回転子5から固定子3への放熱量が増大し、回転子5の冷却効果を高めることができる。
As described above, in the present embodiment, the air in the sealed
さらに、貫通孔8を設けることで、密閉ケーシング2内を空気が循環することとなり、回転子5の冷却効率をさらに向上させることができる。
Furthermore, by providing the through hole 8, the air circulates in the
また、空気をネジ状溝7に沿って流すことで、回転子5の外周を略全域に亘り冷却することができ、さらに、空気が回転子5の外周を旋回しながら流れることととなり、空気が回転子5の表面に接する距離が、空気を軸方向に沿って直線的に流した場合よりも長くなり、空気と回転子5および固定子3との熱交換効率を向上させることができる。 In addition, by flowing air along the threaded groove 7, the outer periphery of the rotor 5 can be cooled over substantially the entire area, and the air flows while swirling around the outer periphery of the rotor 5. Is longer than the case where the air flows linearly along the axial direction, and the heat exchange efficiency between the air and the rotor 5 and the stator 3 can be improved.
また、回転子5の貫通孔8を空気が流れることにより、回転子5および永久磁石を内周側(回転子軸21側)から冷却することができ、回転子5および永久磁石の冷却効果を高めることができる。
Further, when air flows through the through hole 8 of the rotor 5, the rotor 5 and the permanent magnet can be cooled from the inner peripheral side (
以上のように、回転子5およびその永久磁石の冷却効果を向上させることで、密閉モータの小型、大容量化を図ることができる。 As described above, by improving the cooling effect of the rotor 5 and its permanent magnets, the hermetic motor can be reduced in size and capacity.
その他に、ネジ状溝は、旋盤などにより容易に加工することができるので、密閉モータの製造コストを低減することができる。 In addition, since the threaded groove can be easily processed by a lathe or the like, the manufacturing cost of the hermetic motor can be reduced.
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various modifications and application examples can be considered.
例えば、本実施形態では、貫通孔を回転子本体に設けたが、これに限定されず保護筒に設けてもよい。 For example, in the present embodiment, the through hole is provided in the rotor body, but the present invention is not limited to this and may be provided in the protective cylinder.
また、貫通孔を、ネジ状溝と逆方向の螺旋状に形成することが考えられる。この場合、貫通孔自体が空気を積極的に流すので、密閉ケーシング内の空気の循環が促進され、回転子の冷却効率を向上させることができる。 Further, it is conceivable to form the through hole in a spiral shape in the opposite direction to the threaded groove. In this case, since the through hole itself actively flows air, circulation of air in the hermetic casing is promoted, and the cooling efficiency of the rotor can be improved.
1 密閉モータ
2 密閉ケーシング
3 固定子
4 エアギャップ
5 回転子
7 ネジ状溝
8 貫通孔
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記回転子の外周面に、上記密閉ケーシング内の内気を流すための螺旋状のネジ状溝を設け、かつ上記回転子に、上記密閉ケーシング内の内気を軸方向に流通させるための貫通孔を設けたことを特徴とする密閉モータ。 In a hermetic motor in which a stator is provided in a hermetic casing and a rotor is rotatably provided inside the stator via an air gap.
A spiral screw-like groove for flowing the inside air in the sealed casing is provided on the outer peripheral surface of the rotor, and a through-hole for circulating the inside air in the sealed casing in the axial direction is provided in the rotor. A sealed motor characterized by being provided.
The hermetic motor according to claim 1, wherein a plurality of the through holes are provided at intervals in the circumferential direction of the rotor.
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