JPH07170693A

JPH07170693A - 回転電機の回転子

Info

Publication number: JPH07170693A
Application number: JP31538093A
Authority: JP
Inventors: Eiichiro Sugawa; 英一郎須川; Takeshi Komata; 剛小俣; Hiroshi Asabuki; 弘朝吹; Yoshitoshi Ishikawa; 芳寿石川; Masaharu Senoo; 正治妹尾; Toshimitsu Oku; 利光奥; Keiichiro Kaihatsu; 慶一郎開發; Masahide Yamazaki; 政英山▲崎▼; Akihiro Sekine; 昭裕関根
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1993-12-15
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】回転子ファンによる冷却効果が充分で、固定子
コイルエンドの温度上昇も含め、充分に温度上昇が抑え
られるようにした回転電機の回転子を提供すること。【構成】エンドリング６の端面を凹曲面６Ａに形成し、
エンドリング６の回転軸１方向での厚みが、内径側より
も外径側で薄くなるようにしたもの。【効果】矢印ｂで示す冷却風の流れがファン４により得
られるので、固定子コイルエンド９の付根部分９Ｅ周辺
の冷却能力が向上し、温度上昇を充分に抑えることがで
き、また始動電流が抑制できるので始動特性を向上させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、かご形巻線のエンドリ
ング部分に内部冷却用ファンの羽根を備えた回転電機の
回転子に係り、特に、ダイキャストによるかご形巻線を
備えた回転子に好適な回転電機の回転子に関する。

【０００２】

【従来の技術】汎用の電動機としては、従来から、かご
形誘導電動機が主として用いられている。図６は、かご
形誘導電動機からなる回転電機の従来例を示したもの
で、図において、５はハウジングで、その内側に固定子
７が圧入などにより嵌合され、固定されている。そし
て、このハウジング５の両端にはエンドブラケット３
Ａ、３Ｂが嵌合され、それぞれボルトなどにより固定さ
れている。

【０００３】各エンドブラケット３Ａ、３Ｂには、それ
ぞれ軸受２Ａ、２Ｂが設けてあり、これらによって回転
軸１が支持されている。回転軸１の中央付近には、回転
子８の鉄心が嵌合などにより固定され、これにより固定
子７の鉄心と共に磁路が形成される。そして、この回転
子８には、図示してないが、かご形巻線がエンドリング
６と一体に、ダイキャストなどにより施されている。

【０００４】そこで、固定子７に施されている固定子コ
イル９に所定の交流電流が供給されると回転磁界が作ら
れ、回転子８のかご形巻線に交流の二次電流が流れ、ト
ルクが発生し、回転軸１が回転することになる。

【０００５】図７も、回転電機の従来例で、エンドリン
グ６の断面積を、図６の従来例よりも少なくした例を示
したものである。なお、この従来例は、固定子７の一方
の端部付近だけを拡大して示したもので、その他は、図
６の従来例と同じである。

【０００６】ところで、これらの回転電機が運転される
と、各種の損失により、固定子コイル９、固定子７、回
転子８などから熱が発生し、温度が上昇してしまう。そ
こで、これらの従来例では、回転子８に施されているか
ご形巻線(図示してない)のエンドリング６に回転子ファ
ン(羽根)４を設け、これにより内部冷却用のファンを形
成させ、回転子８が回転したとき、この回転子ファン４
の間にある空気が遠心力により外周方向に押し出される
ようにし、これにより固定子コイルのエンド部分９の周
辺に空気を流通させ、放熱を促して冷却させるようにし
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、回転
子ファンによる冷却効率の向上について配慮がされてお
らず、特に固定子コイルのエンド部分の冷却が不十分
で、この部分での温度上昇の点で問題があった。すなわ
ち、従来の回転電機では、図６に示すように、そのエン
ドリング６は、回転軸方向での厚みが一定であり、この
結果、内部の空気は、主として矢印ａで示すように流れ
るため、固定子コイルエンド９の付根付近９Ｅには冷却
風が流れにくく、充分に温度上昇を抑えることができな
いのである。

【０００８】本発明の目的は、回転子ファンの冷却効果
が高められ、固定子コイルエンドの温度上昇も含め、充
分に温度上昇が抑えられるようにした回転電機の回転子
を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、かご形巻線のエンドリング部分の断面形
状を、その内径側の回転軸方向厚み寸法に対して外径側
の回転軸方向厚み寸法が小さくなるように構成したもの
である。

【００１０】

【作用】内径側の回転軸方向厚み寸法よりも、外径側の
回転軸方向厚み寸法が小さくなった断面形状を有するエ
ンドリングは、回転子ファンによる空気流を、固定子コ
イルエンド付根付近に導くように働く。この結果、固定
子コイルは、そのエンドの付根部分も含めて充分に冷却
風に曝されるので、温度上昇を確実に抑えることができ
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明による回転電機の回転子につい
て、図示の実施例により詳細に説明する。図１は本発明
の一実施例で、かご形誘導電動機の固定子７の一方の端
部付近だけを拡大して示したもので、他方の端部も同様
に構成されている。そして、この図１において、６Ａは
エンドリング６の回転軸１に沿った方向の端面に形成さ
れた凹曲面を表わしている。すなわち、この実施例で
は、エンドリング６の内径側の回転軸方向厚み寸法に対
して外径側の回転軸方向厚み寸法が小さくなるように、
エンドリング６の端面に、凹曲面６Ａを形成したもので
ある。

【００１２】従って、この図１の実施例によれば、回転
子８が回転して、回転子ファン４により空気に遠心力が
働いたとき、この遠心力により矢印ａで示す方向に全て
流れようとする空気流は、この端面に形成されている凹
曲面６Ａに沿って導かれ、矢印ｂで示す方向にも向かう
ようにされる。

【００１３】そして、この結果、この実施例によれば、
固定子コイルエンド９の付根部分９Ｅと、この付根部分
９Ｅの近傍にも、冷却用の空気が充分に流れるようにな
るので、固定子コイルエンド９は、全体としてほぼ均一
に冷却されるようになり、温度上昇が均一化されるの
で、平均的な温度上昇を充分に抑えることができる。

【００１４】また、この実施例によれば、エンドリング
６の端面に形成されている凹曲面６Ａは、回転子ファン
４により発生される空気の流路を広げ、さらに、この流
路の形状を、空気の流れに合わせて滑らかにする働きを
しているので、空気の流通抵抗が減少し、この結果、回
転子ファン４による送風効率が向上され、空気流量を多
くし、さらに効果的な冷却効果を得ることができる。

【００１５】しかして、他面、冷却効果を同一とすれ
ば、回転子ファン４の羽根の大きさを抑えることがで
き、風損を減らすことができる。

【００１６】次に、本発明の他の実施例について、以下
に説明する。まず、図２は、エンドリング６の端面を、
傾斜直線からなる傾斜面６Ｂで形成した場合の一実施例
である。次に、図３は、同じく端面を、複数の直線の組
合せからなる段差面６Ｃで形成した場合の一実施例であ
る。また、図４は、同じく端面を、曲線と直線の組合せ
からなる組合面６Ｄで形成した場合の一実施例である。
さらに、図５は、同じく端面を、曲線と直線の組合せか
らなる組合面６Ｄで形成した場合の一実施例である。そ
して、これら図２〜図５の実施例では、そのエンドリン
グ６の断面形状は、何れの場合でも、エンドリング６の
内径側の回転軸方向厚み寸法に対して外径側の回転軸方
向厚み寸法が小さくなるように作られていることが判
る。

【００１７】従って、これら図２〜図５の実施例の何れ
によっても、矢印ｂで示す冷却用の空気流を得ることが
でき、この結果、固定子コイルエンド９の付根部分９Ｅ
にも冷却用の空気が充分に流れるようになるので、固定
子コイルエンド９は、全体としてほぼ均一に冷却される
ようになり、温度上昇が均一化され、平均的な温度上昇
を充分に抑えることができる。

【００１８】そして、これらの実施例では、エンドリン
グ６の断面の形状を変えることにより、固定子コイルエ
ンド９に対する冷却空気の流れが制御されるから、この
エンドリング６の断面形状を変えるだけで、任意に冷却
特性を変更することができ、従って、回転電機の多品
種、多仕様化に、ローコストで容易に対応することがで
きる。

【００１９】ところで、このようなかご形巻線を有する
回転電機では、始動時には、回転子エンドリング６の外
径側に電流が集中する。一方、上記実施例によれば、エ
ンドリング６の断面形状は、何れの場合でも、エンドリ
ング６の内径側の回転軸方向厚み寸法に対して外径側の
回転軸方向厚み寸法が小さくなるように作られている。

【００２０】従って、本発明の実施例によれば、エンド
リング６の外径側での断面積が小さくなっており、この
結果、始動時には、かご形巻線の抵抗(二次抵抗)値が大
きくなり、始動電流の抑制と始動トルクの増加を容易に
得ることができ、始動特性を充分に改善することができ
る。

【００２１】ここで、本発明の特許請求の範囲に記載さ
れている以外の実施態様について列挙すると以下の通り
である。

【００２２】(1) エンドリングの端面が、傾斜直線から
なる傾斜面で形成されていることを特徴とする回転電機
の回転子。

【００２３】(2) エンドリングの端面が、曲線と直線の
組合せからなる組合面で形成されていることを特徴とす
る回転電機の回転子。

【００２４】(3) エンドリングの端面が、傾斜直線と直
線の組合せからなる組合面で形成されていることを特徴
とする回転電機の回転子。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、固定子コイルエンドの
付根部分、及びその付近にも冷却用の空気が充分に流れ
るようになるので、固定子コイルエンドを全体としてほ
ぼ均一に冷却でき、温度上昇が均一化されるので、平均
的な温度上昇を充分に抑えることができる。また、本発
明実施例によれば、回転子ファンの送風効率を向上させ
ることができるので、空気流量が多くなり、さらに効果
的な冷却効果を得ることができる。一方、冷却効果を同
一とすれば、回転子ファン４の羽根の大きさを抑えるこ
とができるので、風損を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による回転電機の回転子の第１の実施例
を示す一部断面図である。

【図２】本発明による回転電機の回転子の第２の実施例
を示す一部断面図である。

【図３】本発明による回転電機の回転子の第３の実施例
を示す一部断面図である。

【図４】本発明による回転電機の回転子の第４の実施例
を示す一部断面図である。

【図５】本発明による回転電機の回転子の第５の実施例
を示す一部断面図である。

【図６】回転電機の従来例を示す断面図である。

【図７】回転電機の従来例を示す一部断面図である。

【符号の説明】

１回転軸２Ａ、２Ｂ軸受３Ａ、３Ｂエンドブラケット４回転子ファン５ハウジング６エンドリング６Ａ凹曲面６Ｂ傾斜面６Ｃ段差面６Ｄ、６Ｅ組合面７固定子８回転子９固定子コイルエンド９Ｅ固定子コイルエンドの付根部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石川芳寿千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者妹尾正治千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者奥利光千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者開發慶一郎千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者山▲崎▼ 政英千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者関根昭裕千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】かご形巻線のエンドリング部分にファン
用の羽根を備えた回転電機の回転子において、上記かご
形巻線のエンドリング部分の断面形状を、内径側の回転
軸方向厚み寸法に対して外径側の回転軸方向厚み寸法が
小さくなるように構成したことを特徴とする回転電機の
回転子。
【請求項２】請求項１の発明において、上記エンドリ
ング部分の回転軸方向の端面形状が凹曲面で構成されて
いることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項３】請求項１の発明において、上記エンドリ
ング部分の回転軸方向の端面形状が段差で接合された複
数の平面で構成されていることを特徴とする回転電機の
回転子。