JP2022144771A - Totally-enclosed motor and drive system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、全閉型電動機及び駆動システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to totally enclosed electric motors and drive systems.
従来の電動機の中には、回転軸の軸心方向におけるロータ鉄心の両側に、ロータ鉄心と一体となって回転をする仕切り円板を配置し、フレームと仕切り円板と間にラビリンスを構成することにより、電動機の機内と機外とを遮断しているものがある。このような、いわゆる全閉型の電動機では、電動機の機内と機外とを遮断することにより、外気に含まれる塵埃や油等が電動機の機内に入り難くなるようにし、電動機の保守軽減や汚れによる品質の低下を抑制している。 In conventional electric motors, partition discs that rotate integrally with the rotor core are arranged on both sides of the rotor core in the axial direction of the rotating shaft, and a labyrinth is formed between the frame and the partition discs. As a result, the inside and outside of the motor are cut off. In such a so-called fully-enclosed electric motor, the inside and outside of the electric motor are isolated from each other to prevent dust, oil, etc. contained in the outside air from entering the electric motor. It suppresses the deterioration of quality due to
ロータ鉄心の両側に仕切り円板を配置する電動機では、電動機の運転時における冷却を目的として、仕切り円板に、仕切り円板と共に回転をする羽根を設け、また、軸受ハウジングに、軸受ハウジングの外側から仕切り円板側へ空気を流すための孔を形成している。これにより、電動機の運転時には、仕切り円板に設けた羽根が回転することによって、羽根の周囲の空気に遠心力が発生し、空気は回転の径方向における外側に流れる。また、これに伴い、軸受ハウジングに形成した孔からは、軸受ハウジングの外側の空気が仕切り円板側に流入し、仕切り円板に沿って回転の径方向における外側に流れる。電動機の運転時には、このように空気が流れることにより、仕切り円板と空気との間で熱交換が行われ、電動機は冷却される。 In an electric motor in which partition discs are arranged on both sides of a rotor iron core, the partition discs are provided with vanes that rotate together with the partition discs for the purpose of cooling during operation of the motor. A hole is formed to allow air to flow from the side to the partition disk side. As a result, when the motor is in operation, the blades provided on the partition disk rotate to generate centrifugal force in the air around the blades, causing the air to flow outward in the radial direction of rotation. Along with this, the air outside the bearing housing flows into the partition disk through the holes formed in the bearing housing, and flows outward in the radial direction of rotation along the partition disk. During operation of the electric motor, this flow of air causes heat to be exchanged between the partition disc and the air, thereby cooling the electric motor.
ここで、全閉型の電動機の中には、軸受がロータ鉄心の両側に配置されず、軸心方向におけるロータ鉄心の一方側にのみ配置されるものがある。このような電動機の場合、軸受が配置されない側の部分では、仕切り円板に設けられた羽根によって回転の径方向における外側に流れる空気の流れとは独立して、仕切り円板側に流れる空気の流路を確保し難くなる。このため、電動機の運転時に、温度が高くなった空気が仕切り円板付近で滞留し易くなり、冷却性能が低下し易くなる。 Here, among fully enclosed electric motors, there are motors in which the bearings are not arranged on both sides of the rotor core, but are arranged only on one side of the rotor core in the axial direction. In the case of such an electric motor, on the side where the bearing is not arranged, the blades provided on the partition disk allow the air flowing toward the partition disk to flow independently of the air flowing outward in the radial direction of rotation. It becomes difficult to secure the flow path. Therefore, during operation of the electric motor, the air having a high temperature tends to stay in the vicinity of the partition disk, and the cooling performance tends to deteriorate.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、冷却性能を確保することのできる全閉型電動機及び駆動システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fully enclosed electric motor and drive system that can ensure cooling performance.
実施形態の全閉型電動機は、筒状に形成され、一端に他の部材の取付け部が形成されるフレームと、前記フレームの内周面に配置される固定子と、前記フレームに対して相対回転可能に配置されるロータシャフトと、前記固定子の内周側に前記固定子から離間して配置されると共に前記ロータシャフトに取り付けられ、前記ロータシャフトの軸心方向に貫通する回転子貫通孔が前記ロータシャフトの径方向における外側の位置に形成される回転子と、前記フレームにおける前記取付け部が位置する側の反対側に配置され、吸気開口が形成される軸受支持部と、前記軸受支持部により支持されると共に、前記ロータシャフトを前記フレームに対して相対回転自在に支持する軸受と、前記回転子の軸心方向における両側に配置されると共に前記回転子及び前記ロータシャフトと一体となって回転し、前記フレームに固定される部材との間にラビリンスが介在することにより、前記軸受が位置する側と前記固定子が位置する側、または前記取付け部が位置する側と前記固定子が位置する側とを仕切り、且つ、前記軸受が位置する側と前記回転子貫通孔とを連通する、または前記取付け部が位置する側と前記回転子貫通孔とを連通する仕切り部材貫通部が形成される一対の仕切り部材と、前記一対の仕切り部材のうち前記取付け部が位置する側に配置される前記仕切り部材に設けられ、前記仕切り部材と一体となって回転する回転羽根と、を備える。 A fully enclosed electric motor according to an embodiment includes a frame formed in a tubular shape, one end of which is formed with an attachment portion for another member, a stator arranged on the inner peripheral surface of the frame, and a stator arranged on the inner peripheral surface of the frame. a rotatably arranged rotor shaft; and a rotor through-hole which is arranged on the inner peripheral side of the stator at a distance from the stator and is attached to the rotor shaft and penetrates in the axial direction of the rotor shaft. is formed radially outward of the rotor shaft; a bearing support is disposed on the opposite side of the frame to the side on which the mounting portion is located and is formed with an air intake opening; a bearing that supports the rotor shaft in a relatively rotatable manner with respect to the frame; By interposing a labyrinth between the member fixed to the frame and the side where the bearing is located and the side where the stator is located, or the side where the mounting portion is located and the stator A partition member penetrating portion is formed that partitions the side on which the bearing is located and communicates the side on which the bearing is located and the rotor through hole, or communicates the side on which the mounting portion is located and the rotor through hole. and a rotary vane provided on the partitioning member arranged on the side of the pair of partitioning members where the mounting portion is located and rotating integrally with the partitioning member.
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果(派生的な効果も含む)のうち少なくとも一つを得ることが可能である。 Illustrative embodiments of the invention are disclosed below. The configurations of the embodiments shown below and the actions and effects brought about by the configurations are examples. The present invention can be realized by configurations other than those disclosed in the following embodiments. Moreover, according to the present invention, at least one of various effects (including derivative effects) obtained by the configuration can be obtained.
以下、添付の図面を用いて、本実施形態に係る全閉型電動機及び駆動システムの一例について説明する。 An example of a fully-enclosed electric motor and drive system according to the present embodiment will be described below with reference to the accompanying drawings.
[実施形態]
図1は、実施形態に係る全閉型電動機1の断面図である。実施形態に係る全閉型電動機1は、略円筒形の形状で形成される部分を含むフレーム10と、フレーム10の内周面11に配置される固定子20と、全閉型電動機1における回転軸であるロータシャフト50と、ロータシャフト50に取り付けられる回転子60とを有している。
[Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a fully enclosed electric motor 1 according to an embodiment. A fully-enclosed electric motor 1 according to the embodiment includes a
フレーム10は、筒状に形成されており、全閉型電動機1におけるケーシングとして設けられている。また、フレーム10には、筒状に形成されるフレーム10の軸心方向における一端に、他の部材が取り付けられる取付け部13が形成されている。取付け部13に取り付けられる他の部材としては、例えば、後述する駆動側カバー115(図2参照)が挙げられる。
The
固定子20は、ステータ鉄心21とステータコイル22とを有している。固定子20は、ステータ鉄心21が、フレーム10の内周面11に取り付けられており、ステータ鉄心21の内周側に形成された多数の溝に、ステータコイル22が収納されることにより構成されている。ステータコイル22は、円筒形の形状で形成されるフレーム10の軸心方向におけるステータ鉄心21の両側に、コイルエンド部が張り出した形となって配置されている。ステータ鉄心21とステータコイル22とを有して構成される固定子20は、略円環状の形態で、フレーム10の内周面11に配置されている。
The
回転子60は、固定子20の内周側に固定子20から離間して配置され、ロータシャフト50に取り付けられている。ロータシャフト50は、軸心が、略円筒形の形状で形成されるフレーム10や、略円環状の形態で配置される固定子20の軸心と実質的に一致する向き及び位置に配置されている。
The
ロータシャフト50に取り付けられる回転子60は、略円環状の形態で形成され、永久磁石を有して構成されている。また、回転子60は、ロータシャフト50の軸心方向における位置が、固定子20のステータ鉄心21の位置とほぼ同じ位置に配置されている。このため、回転子60は、固定子20を構成するステータコイル22により発生する磁界内に配置されている。これにより、全閉型電動機1の運転時には、ステータコイル22で発生する磁力による吸引力や反発力により、回転子60は、ロータシャフト50と一体となって回転することが可能になっている。
A
ロータシャフト50や回転子60の軸心方向における回転子60の両側には、後述する軸受35が位置する側の空間と固定子20が位置する側の空間とを仕切る、または取付け部13が位置する側の空間と固定子20が位置する側の空間とを仕切る一対の仕切り部材70が、回転子60に隣接して配置されている。仕切り部材70は、中央に孔が形成された略円板状の形状で形成されており、中央の孔にロータシャフト50が入り込む状態で配置されている。これにより、仕切り部材70は、軸心がロータシャフト50の軸心と一致して配置されると共に、ロータシャフト50の回転時に、回転子60及びロータシャフト50と一体となって回転することが可能になっている。
On both sides of the
また、仕切り部材70は、回転子60の外径よりも小さい径方向における所定の位置より外側の部分は、ロータシャフト50の軸心方向に直交する平面に対して、径方向の外側に向かうに従って回転子60から離れる方向に傾斜している。つまり、仕切り部材70は、径方向における所定の位置よりも内側に、ロータシャフト50の軸心方向に直交する平面に概ね沿った形状で形成される部分を有する、略すり鉢状の形状で形成されている。
In addition, the portion of the
このように形成される仕切り部材70の外周部と、フレーム10に固定される部材との間には、微小間隙部であるラビリンス40が形成されている。つまり、仕切り部材70は、フレーム10に固定される部材との間にラビリンス40を介して配置されており、フレーム10に固定される部材と仕切り部材70との間には、ラビリンス40が介在している。ラビリンス40は、円環状に形成される溝と、円環状に形成される凸部とが組み合わされることにより形成されている。
A
詳しくは、フレーム10は、円筒の軸心方向における取付け部13が形成される側の反対側に、端面部12が形成されている。端面部12は、中央に孔が形成された略円板状の形状で形成されており、端面部12の外周部が、フレーム10における円筒の形状で形成される部分の端部に接続されている。これにより、端面部12は、フレーム10における一端側の端面を構成している。端面部12には、固定子20が位置する側の面における、仕切り部材70の外径と同程度の位置に、ラビリンス部材41が配置されている。回転子60の両側に配置される仕切り部材70のうち、端面部12が位置する側に配置される仕切り部材70は、当該仕切り部材70の外周部と、ラビリンス部材41とにより、円環状のラビリンス40を構成している。
Specifically, the
なお、以下の説明では、フレーム10やロータシャフト50の軸心方向における、端面部12が位置する側を反駆動側と呼び、反対側を駆動側と呼ぶ。このため、回転子60の両側に配置される仕切り部材70のうち、反駆動側に位置する仕切り部材70は、反駆動側仕切り部材72とも呼び、駆動側に位置する仕切り部材70は、駆動側仕切り部材71とも呼ぶ。即ち、フレーム10の端面部12に取り付けられるラビリンス部材41は、反駆動側仕切り部材72の外周部との間に、ラビリンス40を構成している。
In the following description, the side where the
また、フレーム10には、軸心方向における、駆動側仕切り部材71の外周部が位置する部分付近に、仕切り板15が取り付けられている。仕切り板15は、中央に駆動側仕切り部材71の外径と同程度の大きさの径の孔が形成された略円板状の形状で形成されており、仕切り板15の外周部分が、フレーム10に取り付けられている。駆動側仕切り部材71は、駆動側仕切り部材71の外周部と、仕切り板15の内周部とにより、円環状のラビリンス40を構成している。
A
これにより、駆動側仕切り部材71と仕切り板15とは、仕切り板15における固定子20が位置する側の空間と、フレーム10に形成される取付け部13が位置する側の空間とを隔てる、隔壁となって構成されている。同様に、反駆動側仕切り部材72と端面部12とは、端面部12における固定子20が位置する側の空間と、後述する軸受35が位置する側の空間とを隔てる、隔壁となって構成されている。従って、固定子20と回転子60とは、回転子60の両側に配置される仕切り部材70と、フレーム10と、仕切り板15とにより区画される閉じられた空間である、機内に配置されている。このため、本実施形態に係る電動機は、全閉型の電動機である全閉型電動機1として構成されている。なお、本実施形態では、機内の外側の空間は機外と呼ぶ。
As a result, the drive-
固定子20と仕切り部材70とが取り付けられるロータシャフト50は、軸受35により、フレーム10に対して相対回転自在に支持されている。軸受35は、軸受ハウジング31によって保持されており、軸受ハウジング31は、フレーム10の端面部12に取り付けられている。即ち、軸受ハウジング31は、端面部12に形成される中央に孔に配置され、端面部12に取り付けられている。このため、軸受ハウジング31は、フレーム10に固定されている。このように、軸受35を保持する軸受ハウジング31と、軸受ハウジング31が取り付けられる端面部12は、軸受35を支持する部位である軸受支持部30として設けられている。軸受支持部30は、フレーム10における取付け部13が位置する側の反対側、即ち、フレーム10の他端側に固定され、軸受35を支持している。
A
また、フレーム10の端面部12には、軸受ハウジング31が取り付けられる部分全体を覆う端部カバー34が取り付けられている。端部カバー34は、略円板状の形状で形成され、軸受ハウジング31が取り付けられる部分全体を覆うことにより、ロータシャフト50における反駆動側の端部を、軸受35が配置されている部分を含めて閉塞する。
An
軸受35は、フレーム10の端面部12に取り付けられる軸受ハウジング31の内周面に配置され、軸受ハウジング31によって保持された状態で、ロータシャフト50を支持している。このため、軸受35は、回転子60に対して、ロータシャフト50の軸心方向における反駆動側の位置で、ロータシャフト50をフレーム10に対して相対回転自在に支持している。換言すると、軸受35は、回転子60に対してロータシャフト50の軸心方向におけるフレーム10の取付け部13が位置する側の反対側の位置で、ロータシャフト50を支持している。詳しくは、軸受35は、ロータシャフト50の軸心方向における、反駆動側仕切り部材72よりもロータシャフト50の反駆動側の軸端寄り位置で、ロータシャフト50を支持している。
The
一方で、軸受35は、回転子60に対してロータシャフト50の軸心方向におけるフレーム10の取付け部13が位置する側の位置、即ち、回転子60よりも駆動側の位置には配置されていない。このため、ロータシャフト50は、フレーム10に対しては、反駆動側に配置される軸受35のみにより支持されている。
On the other hand, the
ロータシャフト50に取り付けられる仕切り部材70と回転子60とには、回転子60の両側に配置される仕切り部材70と回転子60とを、ロータシャフト50の軸心方向に貫通する貫通孔80が形成されている。貫通孔80は、仕切り部材70における、ロータシャフト50の軸心方向に直交する平面に対して傾斜している部分よりも、ロータシャフト50の軸心を中心とする径方向における内側に形成されている。
The
詳しくは、貫通孔80は、仕切り部材70に形成される仕切り部材貫通孔81と、回転子60に形成される回転子貫通孔84とが連通することにより形成されている。仕切り部材貫通孔81は、軸受35が位置する側の空間と回転子貫通孔84とを連通する、または取付け部13が位置する側の空間と回転子貫通孔84とを連通する仕切り部材貫通部として形成されている。また、仕切り部材貫通孔81は、駆動側仕切り部材71と反駆動側仕切り部材72とのそれぞれに形成されており、駆動側仕切り部材71に形成される駆動側仕切り部材貫通孔82と、反駆動側仕切り部材72に形成される反駆動側仕切り部材貫通孔83とが形成されている。
Specifically, the through
駆動側仕切り部材貫通孔82は、駆動側仕切り部材71をロータシャフト50の軸心方向に貫通する孔になっている。反駆動側仕切り部材貫通孔83は、反駆動側仕切り部材72をロータシャフト50の軸心方向に貫通する孔になっている。回転子貫通孔84は、ロータシャフト50よりもロータシャフト50の径方向における外側の位置で、回転子60をロータシャフト50の軸心方向に貫通する孔になっている。これらの駆動側仕切り部材貫通孔82と、反駆動側仕切り部材貫通孔83と、回転子貫通孔84とは、内径が実質的に同じ大きさになっている。
The drive-side partition member through-
また、1つの貫通孔80を構成する駆動側仕切り部材貫通孔82と、反駆動側仕切り部材貫通孔83と、回転子貫通孔84とは、ロータシャフト50の軸心を中心とする径方向における位置と周方向における位置とが、実質的に同じ位置になっている。これにより、駆動側仕切り部材貫通孔82と、反駆動側仕切り部材貫通孔83と、回転子貫通孔84とは、駆動側仕切り部材71と反駆動側仕切り部材72と回転子60とを貫通する貫通孔80として形成されている。換言すると、駆動側仕切り部材貫通孔82は、取付け部13が位置する側の空間と、回転子貫通孔84とを連通しており、反駆動側仕切り部材貫通孔83は、軸受35が位置する側の空間と、回転子貫通孔84とを連通している。このように形成される貫通孔80は、ロータシャフト50の軸心を中心とする周方向の複数の位置に配置されている。
The drive-side partition member through-
軸受支持部30には、ロータシャフト50の軸心方向において軸受支持部30を貫通する孔である吸気開口32が形成されている。本実施形態では、吸気開口32は、端面部12に形成されており、詳しくは、吸気開口32は、端面部12における、ロータシャフト50の軸心を中心とする径方向における軸受ハウジング31の外側の位置に形成されている。
The
フレーム10の端面部12に形成される吸気開口32は、端面部12の厚さ方向における両側の空間を連通しており、即ち、吸気開口32は、フレーム10の外側の空間と内側の空間とを連通している。また、吸気開口32における、フレーム10の内側の空間に対する開口部は、反駆動側仕切り部材72に対して対向する位置に形成されている。このため、吸気開口32は、フレーム10の外側の空間と、反駆動側仕切り部材72に面する空間とを連通して形成されている。
The
また、フレーム10の端面部12には、ロータシャフト50の軸心を中心とする径方向において、吸気開口32よりも外側に位置に、連通孔33が形成されている。連通孔33は、吸気開口32と同様に、端面部12を貫通する孔になっており、端面部12の厚さ方向における両側の空間を連通している。また、連通孔33は、ロータシャフト50の軸心を中心とする径方向において最も外側に位置する部分が、端面部12に取り付けられるラビリンス部材41の近傍に位置している。また、連通孔33は、反駆動側仕切り部材72における、ロータシャフト50の軸心方向に直交する平面に対して傾斜している部分の傾斜角度と同程度の傾斜角度で、ロータシャフト50の軸心方向に対して傾斜して形成されている。これにより、連通孔33は、反駆動側仕切り部材72と共に、空気の流路を形成している。
A
これらのように形成される吸気開口32と連通孔33とは、それぞれロータシャフト50の軸心を中心とする周方向の複数の位置に配置されている。
The
また、回転子60の両側に配置される一対の仕切り部材70のうち、フレーム10に形成される取付け部13が位置する側に配置される仕切り部材70である駆動側仕切り部材71には、駆動側仕切り部材71と一体となって回転する回転羽根75が設けられている。回転羽根75は、駆動側仕切り部材71における、回転子60が位置する側の面の反対側の面の、外周部の近傍に配置されている。
Among the pair of
回転羽根75は、厚さ方向が、ロータシャフト50の軸心を中心とする周方向になる板状の部材になっており、駆動側仕切り部材71の外周部の近傍から、径方向における内側に向かった所定の範囲に形成されている。本実施形態では、回転羽根75は、回転羽根75を板厚方向に見た場合、駆動側仕切り部材71に接続される側が斜辺となる、略直角三角形の形状で形成されている。このように形成される回転羽根75は、ロータシャフト50の軸心を中心とする周方向の複数の位置に配置されている。
The
図2は、実施形態に係る駆動システム100の斜視図である。実施形態に係る全閉型電動機1には、ロータシャフト50の回転駆動力が伝達される駆動装置110を連結することが可能になっており、全閉型電動機1は、駆動装置110とにより、駆動システム100を構成する。本実施形態では、駆動装置110には、ギヤケースが用いられる。このため、駆動装置110は、ケーシング111の内部に複数のギヤ(図示省略)が噛み合わされて配置されており、全閉型電動機1から伝達された回転駆動力の回転速度を変化させて他の装置に伝達する駆動シャフト112を有している。
FIG. 2 is a perspective view of the
全閉型電動機1から回転駆動力が伝達される駆動装置110は、全閉型電動機1における、ロータシャフト50の軸心方向において軸受35が配置される側の反対側の位置で全閉型電動機1に連結される。詳しくは、ロータシャフト50における、軸受35が配置される側の反対側である駆動側の軸端には、駆動装置110に連結されてロータシャフト50の回転駆動力を駆動装置110に伝達する連結部材55が取り付けられる。駆動装置110は、駆動装置110側の連結シャフト(図示省略)に取り付けられる連結部材(図示省略)と、ロータシャフト50に取り付けられる連結部材55とが連結されることにより、ロータシャフト50の回転駆動力は、駆動装置110に対して伝達可能となる。
The
なお、駆動側には軸受が配置されず、反駆動側に配置される軸受35により支持されるロータシャフト50は、駆動装置110の連結シャフトに連結されることにより、ロータシャフト50における駆動側の端部寄りの部分も、駆動装置110によって支持される。
No bearing is arranged on the driving side, and the
全閉型電動機1と駆動装置110とが連結される際には、フレーム10における駆動側の端部に形成される取付け部13には、駆動側カバー115が取り付けられる。駆動側カバー115は、略円板状の形状で形成されており、ロータシャフト50や連結部材55、駆動装置110側のシャフト等の、ロータシャフト50から駆動装置110に対して回転駆動力を伝達する部材が通る孔が形成されている。これにより、略円筒形の形状で形成されるフレーム10における駆動側の部分は、全閉型電動機1から駆動装置110に対して回転駆動力を伝達する経路を確保しつつ、駆動側カバー115によって閉じられる。
When the fully enclosed electric motor 1 and the
また、駆動側カバー115には、空気が流れることができる通気部として、網目状のメッシュ部116が形成されている。これにより、フレーム10の取付け部13に駆動側カバー115を取り付けた状態においても、駆動側カバー115により隔てられる両側の空間の通気性は、メッシュ部116により確保される。
Further, the drive-
本実施形態に係る全閉型電動機1は、以上のような構成を含み、以下、その作用の一例について説明する。全閉型電動機1の運転時は、固定子20のステータコイル22に対して電力を供給する。固定子20は、ステータコイル22に供給された電力により磁力を発生する。回転子60は、固定子20で発生する磁力により、回転子60が有する永久磁石と固定子20との間で吸引力や反発力が発生し、ロータシャフト50と一体となって回転する。
The fully enclosed electric motor 1 according to the present embodiment includes the configuration described above, and an example of its operation will be described below. Electric power is supplied to the
ロータシャフト50が回転することにより発生する回転駆動力は、ロータシャフト50の駆動側の端部に取り付けられる連結部材55から駆動装置110に伝達される。駆動装置110は、全閉型電動機1から伝達された回転駆動力を、駆動装置110の内部で互いに噛み合って配置される複数のギヤにより変速し、駆動シャフト112を回転させる。これにより、駆動装置110は、全閉型電動機1から伝達された回転駆動力を、変速して駆動シャフト112から他の装置に出力する。駆動装置110は、例えば、全閉型電動機1から伝達された回転駆動力の回転速度を減速することにより回転トルクを増大させて、駆動シャフト112から他の装置に出力する。
Rotational driving force generated by the rotation of
ロータシャフト50の回転時は、回転子60の両側に配置される仕切り部材70も、ロータシャフト50と一体となって回転をする。2箇所の仕切り部材70のうち、駆動側仕切り部材71は、フレーム10に取り付けられる仕切り板15と駆動側仕切り部材71の外周部との間に、ラビリンス40が形成されている。また、2箇所の仕切り部材70のうち、反駆動側仕切り部材72は、フレーム10の端面部12に取り付けられるラビリンス部材41との間に、ラビリンス40が形成されている。これにより、全閉型電動機1は、回転子60を固定子20に対して相対回転させつつ、固定子20と回転子60が配置される機内に、全閉型電動機1の外部から埃等が入り込むことを抑制することができる。
When the
図3は、全閉型電動機1の運転時における空気の流れを示す説明図である。ここで、全閉型電動機1の運転時は、ステータコイル22に電力が供給されることにより発熱をする。全閉型電動機1の運転時に発生した熱は、ロータシャフト50に取り付けられる仕切り部材70に、熱伝導により伝熱される。また、ステータコイル22に電力が供給されることにより機内で発生する熱も、機内を区画する仕切り部材70に伝達される。仕切り部材70は、機外の空間に連通しているため、仕切り部材70は、機外の空気との間で熱交換を行うことができる。これにより、全閉型電動機1の運転時に発生した熱は、仕切り部材70から機外に対して放熱され、冷却される。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the flow of air during operation of the fully enclosed electric motor 1. As shown in FIG. Here, when the fully enclosed electric motor 1 is in operation, heat is generated by supplying electric power to the
また、駆動側仕切り部材71には、回転羽根75が設けられている。このため、駆動側仕切り部材71の回転時は、駆動側仕切り部材71と共に回転羽根75も回転をすることにより、回転羽根75は、回転羽根75の周囲の空気も回転羽根75と共に回転させる。これにより、回転羽根75の周囲の空気には、遠心力が発生し、駆動側仕切り部材71における回転羽根75が配置される面側に位置する空気は、図3において矢印で示すように、ロータシャフト50の軸心を中心とする径方向、即ち、回転の径方向における外側に流れる。つまり、駆動側仕切り部材71の回転時には、回転羽根75が配置される面側に位置する空気に、回転の径方向における内側から外側に向かって流れる方向の気流が発生する。回転羽根75によって発生する気流より、径方向における外側に流れた空気は、フレーム10に取り付けられる駆動側カバー115に設けられるメッシュ部116から排出される。
Further, the drive-
駆動側仕切り部材71の周囲の空気は、駆動側仕切り部材71との間で熱交換を行うことにより温度が高くなるが、駆動側仕切り部材71から熱を受けることにより温度が高くなった空気は、駆動側仕切り部材71と共に回転羽根75が回転することにより、回転の径方向における外側に流れて排出される。これにより、駆動側仕切り部材71における回転羽根75が配置される面側の空気は、圧力が低下する。
The temperature of the air around the drive-
駆動側仕切り部材71と回転子60と反駆動側仕切り部材72とには、回転子60を挟んで駆動側仕切り部材71側と反駆動側仕切り部材72側とを貫通する貫通孔80が形成されている。このため、駆動側仕切り部材71側の空気の圧力が低下した場合、駆動側仕切り部材71側の空気の圧力と反駆動側仕切り部材72側の空気の圧力との圧力差により、反駆動側仕切り部材72側の空気が、図3において矢印で示すように、貫通孔80を通って駆動側仕切り部材71側に流れる。つまり、駆動側仕切り部材71における、回転羽根75が配置される面側の空気の圧力が低下した場合、反駆動側仕切り部材72と、端面部12や軸受ハウジング31である軸受支持部30との間に位置する空気が、貫通孔80を通って駆動側仕切り部材71側に引き込まれる。
Through-
さらに、反駆動側仕切り部材72に対向する端面部12には、吸気開口32と連通孔33とが形成されている。このため、反駆動側仕切り部材72と軸受支持部30との間に位置する空気が、貫通孔80を通って駆動側仕切り部材71側に流れた場合、反駆動側仕切り部材72と軸受支持部30との間に位置する空気の圧力が低下する。これにより、軸受支持部30における反駆動側仕切り部材72が位置する側の反対側に位置する空気、即ち、機外の空気が、圧力差によって吸気開口32や連通孔33から引き込まれ、反駆動側仕切り部材72と軸受支持部30との間の部分に流入する(図3・矢印参照)。
Further, the
これらのように、全閉型電動機1の運転時には、回転羽根75が設けられる駆動側仕切り部材71が回転することにより、反駆動側の機外の空気が吸気開口32や連通孔33から反駆動側仕切り部材72と軸受支持部30との間に流入し、貫通孔80を通って駆動側仕切り部材71側に流れる。即ち、軸受35が配置されない、駆動側の部分においても、駆動側仕切り部材71における回転羽根75が配置される側の面に対しては、機外の空気が貫通孔80を通って駆動側仕切り部材71の位置に流れ、駆動側仕切り部材71の位置から回転の径方向における外側に流れる空気の流れができる。
As described above, when the fully enclosed electric motor 1 is in operation, the drive
その際に、機外の空気は、全閉型電動機1の運転中の仕切り部材70や回転子60よりも温度が低いため、吸気開口32や連通孔33から流入し、貫通孔80を通って駆動側仕切り部材71側に流れる際に、仕切り部材70や回転子60との間で熱交換が行われながら流れる。これにより、仕切り部材70や回転子60は冷却され、ロータシャフト50の軸心方向において吸気開口32や連通孔33が配置される側の反対側に配置される駆動側仕切り部材71も、機外から流れる空気により冷却される。
At this time, since the temperature of the outside air is lower than that of the
このため、全閉型電動機1の運転時には、軸受35が配置されない側に配置される駆動側仕切り部材71の周囲においても、空気が滞留することなく空気が流れ易くなり、駆動側仕切り部材71の周囲に空気に対して駆動側仕切り部材71は放熱し易くなる。従って、駆動側仕切り部材71に隣接する回転子60や、固定子20における駆動側仕切り部材71寄りの部分の冷却を、駆動側仕切り部材71によって行い易くなる。この結果、冷却性能を確保することができる。
Therefore, when the fully enclosed electric motor 1 is in operation, even around the drive-
また、軸受35を支持する軸受支持部30に、ロータシャフト50の軸心方向において軸受支持部30を貫通する吸気開口32が形成されるため、機外の空気を、吸気開口32を通して貫通孔80に流すことができる。これにより、全閉型電動機1の運転中の回転子60等と比較して温度が低い機外の空気を、駆動側仕切り部材71側により確実に流すことができ、回転子60等で発生する熱を、駆動側仕切り部材71から放熱することができる。この結果、より確実に冷却性能を確保することができる。
In addition, since the
また、実施形態に係る駆動システム100は、フレーム10の取付け部13に取り付けられる駆動側カバー115に、通気部としてメッシュ部116が配置されるため、回転羽根75が設けられる駆動側仕切り部材71の周囲の空気を、メッシュ部116から排出することができる。これにより、フレーム10の取付け部13側を、駆動側カバー115によって塞いだ場合でも、全閉型電動機1の運転中における空気の流れを確保することができ、回転子60や固定子20の冷却を、駆動側仕切り部材71によって行い易くすることができる。この結果、冷却性能を確保することができる。
Further, in the
また、実施形態に係る駆動システム100は、駆動装置110が、全閉型電動機1における、軸受35が配置される側の反対側の位置で全閉型電動機1に連結されるため、ロータシャフト50における軸受35が配置されない側の支持を、駆動装置110によって行うことができる。これにより、全閉型電動機1の構成の簡略化と冷却性能の確保とを図りつつ、ロータシャフト50の回転性能を確保することができる。この結果、製造コストを抑えつつ、冷却性能を確保することができる。
Further, in the
[変形例]
以上の説明においては、反駆動側仕切り部材72には、回転羽根(図示省略)は設けていないが、反駆動側仕切り部材72にも、駆動側仕切り部材71の回転羽根75と似た形態で回転羽根を設けてもよい。反駆動側仕切り部材72に回転羽根を設けた場合、当該回転羽根が反駆動側仕切り部材72と共に回転をすることにより、反駆動側仕切り部材72と軸受支持部30との間の空間に吸気開口32から空気を取り入れ、連通孔33から排出する流れを作ることができる。これにより、機外から流入する温度が低い空気によって反駆動側仕切り部材72を冷却し易くすることができ、回転子60や固定子20の冷却を、反駆動側仕切り部材72によって行い易くすることができる。
[Modification]
In the above description, the non-drive
その際に、反駆動側仕切り部材72に設ける回転羽根は、駆動側仕切り部材71に設ける回転羽根75よりも、大きさを小さくしたり、数を少なくしたりする。これにより、反駆動側仕切り部材72の回転羽根によって周囲の空気に発生させる遠心力を、駆動側仕切り部材71の回転羽根75によって周囲に空気に発生させる遠心力よりも、小さくすることができる。
At this time, the rotating blades provided on the non-drive
従って、吸気開口32から反駆動側仕切り部材72と軸受支持部30との間の空間に取り入れる空気は、全てを連通孔33から排出するのではなく、一部の空気を、駆動側仕切り部材71側の空気の負圧により貫通孔80を通して駆動側仕切り部材71側に流すことができる。この結果、回転子60の両側に配置されるそれぞれの仕切り部材70からの放熱性を確保することができ、冷却性能を確保することができる。
Accordingly, the air taken into the space between the non-driving
また、上述した実施形態では、仕切り部材70に形成される仕切り部材貫通部は、仕切り部材70を貫通する仕切り部材貫通孔81により形成されているが、仕切り部材貫通部は、孔以外で形成されていてもよい。仕切り部材貫通部は、例えば、仕切り部材70における内周面の位置から、径方向において回転子貫通孔84が配置される位置まで切り欠かれる切欠きにより形成されていてもよい。仕切り部材貫通部は、仕切り部材70に、軸受35が位置する側の空間と回転子貫通孔84とを連通する、または取付け部13が位置する側の空間と回転子貫通孔84とを連通して形成されるものであれば、その形態は問わない。
Further, in the above-described embodiment, the partition member penetrating portion formed in the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
1 全閉型電動機
10 フレーム
11 内周面
12 端面部
13 取付け部
15 仕切り板
20 固定子
30 軸受支持部
31 軸受ハウジング
32 吸気開口
33 連通孔
35 軸受
40 ラビリンス
50 ロータシャフト
55 連結部材
60 回転子
70 仕切り部材
71 駆動側仕切り部材
72 反駆動側仕切り部材
75 回転羽根
80 貫通孔
81 仕切り部材貫通孔
82 駆動側仕切り部材貫通孔
83 反駆動側仕切り部材貫通孔
84 回転子貫通孔
100 駆動システム
110 駆動装置
111 ケーシング
112 駆動シャフト
115 駆動側カバー
116 メッシュ部
1 Fully Enclosed
Claims (2)
前記フレームの内周面に配置される固定子と、
前記フレームに対して相対回転可能に配置されるロータシャフトと、
前記固定子の内周側に前記固定子から離間して配置されると共に前記ロータシャフトに取り付けられ、前記ロータシャフトの軸心方向に貫通する回転子貫通孔が前記ロータシャフトの径方向における外側の位置に形成される回転子と、
前記フレームにおける前記取付け部が位置する側の反対側に配置され、吸気開口が形成される軸受支持部と、
前記軸受支持部により支持されると共に、前記ロータシャフトを前記フレームに対して相対回転自在に支持する軸受と、
前記回転子の軸心方向における両側に配置されると共に前記回転子及び前記ロータシャフトと一体となって回転し、前記フレームに固定される部材との間にラビリンスが介在することにより、前記軸受が位置する側と前記固定子が位置する側、または前記取付け部が位置する側と前記固定子が位置する側とを仕切り、且つ、前記軸受が位置する側と前記回転子貫通孔とを連通する、または前記取付け部が位置する側と前記回転子貫通孔とを連通する仕切り部材貫通部が形成される一対の仕切り部材と、
前記一対の仕切り部材のうち前記取付け部が位置する側に配置される前記仕切り部材に設けられ、前記仕切り部材と一体となって回転する回転羽根と、
を備えることを特徴とする全閉型電動機。 a frame formed in a tubular shape and having an attachment portion for another member formed at one end thereof;
a stator disposed on the inner peripheral surface of the frame;
a rotor shaft arranged to be relatively rotatable with respect to the frame;
A rotor through hole is arranged on the inner peripheral side of the stator and is attached to the rotor shaft while being spaced apart from the stator. a rotor formed at a position;
a bearing support disposed on the side of the frame opposite to the side on which the mounting portion is located and having an air intake opening;
a bearing supported by the bearing support portion and supporting the rotor shaft so as to be relatively rotatable with respect to the frame;
By interposing labyrinths between members arranged on both sides in the axial direction of the rotor and rotating integrally with the rotor and the rotor shaft and fixed to the frame, the bearings are The side on which the stator is positioned and the side on which the stator is positioned, or the side on which the mounting portion is positioned and the side on which the stator is positioned are partitioned, and the side on which the bearing is positioned and the rotor through hole are communicated. or a pair of partition members formed with a partition member penetrating portion that communicates between the side on which the mounting portion is located and the rotor through hole;
a rotary vane provided on the partition member arranged on the side of the pair of partition members on which the mounting portion is located, and rotating integrally with the partition member;
A totally enclosed electric motor comprising:
前記ロータシャフトの回転駆動力が伝達される駆動シャフトと、前記フレームの前記取付け部に取り付けられると共に通気部が形成される駆動側カバーと、を有する駆動装置と、
を備えることを特徴とする駆動システム。 a totally enclosed electric motor according to claim 1;
a drive device having a drive shaft to which the rotational driving force of the rotor shaft is transmitted; and a drive-side cover attached to the attachment portion of the frame and formed with a ventilation portion;
A drive system comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021045930A JP2022144771A (en) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | Totally-enclosed motor and drive system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021045930A JP2022144771A (en) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | Totally-enclosed motor and drive system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022144771A true JP2022144771A (en) | 2022-10-03 |
Family
ID=83454261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021045930A Pending JP2022144771A (en) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | Totally-enclosed motor and drive system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022144771A (en) |
-
2021
- 2021-03-19 JP JP2021045930A patent/JP2022144771A/en active Pending
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