JPH0731090A

JPH0731090A - 回転電機

Info

Publication number: JPH0731090A
Application number: JP17029093A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yasuhara; 隆安原; Akio Imai; 翠男今井; Hiroshi Asabuki; 弘朝吹; Yoshinori Naruge; 義徳成毛
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-07-09
Filing date: 1993-07-09
Publication date: 1995-01-31

Abstract

(57)【要約】【目的】ハウジングのアルミニウム合金などによる軽金
属化を可能にし、製造が容易で充分な強度を備えた小形
軽量の回転電機を提供すること。【構成】アルミニウム合金製のハウジング１１に、肉抜
き空間部１２を設け、放熱フィン１ａや外周壁部１１
ａ、内周壁部１１ｂ、それに隔壁部１１ｃの肉厚が均一
にできるようにしたもの。【効果】引け巣や湯境における欠陥の虞れ無く、軽金属
ダイカスト鋳造によるハウジングの製造が可能になり、
性能にバラツキのない小形軽量の回転電機を容易に提供
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機などの回転
電機に係り、特にハウジングに軽金属を用いた比較的小
容量の汎用誘導電動機に好適な回転電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】比較的小容量の汎用誘導電動機などの回
転電機としては、図６に示すような構造のものが、従来
から一般的に使用されている。この図６において、１は
ハウジングで、枠体或いはフレームとも呼ばれ、鋳鉄な
ど鉄系材料の鋳造によりほぼ筒状に作られ、回転電機の
外被を構成している。１ａは放熱フィンで、ハウジング
１と一体鋳造され、その外周に放射状に形成されてい
る。

【０００３】２Ａ、２Ｂはエンドブラケットで、軸受ブ
ラケットとも呼ばれ、ハウジング１の両端に、それぞれ
インロー(印ロー)嵌合して取付けられるようになってい
る。

【０００４】３は固定子(ステータ)で、けい素鋼板の積
層体で作られた固定子鉄心３ａと、この固定子鉄心３ａ
の内周部に多数個設けられているスロット部に巻回され
た固定子コイル３ｂとで構成されている。

【０００５】５は回転子(ロータ)で、回転軸(シャフト)
６を有し、エンドブラケット２Ａ、２Ｂの軸受４Ａ、４
Ｂにより回転軸６が回転自在に保持され、これにより固
定子３内に位置した回転子５が回転するように構成され
ている。

【０００６】そして、このような回転電機では、予め固
定子３をハウジング１の内側に挿入して、その内周壁に
取り付けておき、その後、この固定子３内に回転子５を
挿入し、回転軸６に軸受４Ａ、４Ｂが嵌合するようにし
て、ハウジング１の両端にそれぞれエンドブラケット２
Ａ、２Ｂをインロー嵌合(嵌め合い接合)させ、複数本の
ボルト(図示してない)により、ハウジング１に固着して
取り付けるようになっている。

【０００７】回転軸６は、その一端側(図では右側)がエ
ンドブラケット２Ｂの軸受４Ｂを挿通して外部に突出
し、出力軸を形成しているが、他端側(左側)はエンドブ
ラケット２Ａの軸受４Ａから突出した部分に外部冷却扇
９(以下、外ファンと称す)が取付けられている。１０は
エンドカバーで、外ファン９を覆うカバーを形成してい
る。そして、このエンドカバー１０には、外気を外ファ
ン９で取り込むための開孔１０ａ(以下、通風入口と称
す)が設けられている。また、この開孔１０ａの反対側
は開放した円筒形若しくは異形の円筒形に形成され、こ
れによりエンドブラケット２Ａ及びハウジング１の外径
部との間に径方向の隙間部１ｂからなる通風出口が形成
されるようになっている。

【０００８】従って、回転子５により外ファン９が回転
されると、エンドカバー１０の通風入口１０ａから外気
が吸い込まれ、隙間部１ｂから吹きだされるようにな
り、これによりエンドブラケット２Ａと、ハウジング１
及びエンドブラケット２Ｂの外部表面に外気を通風し、
冷却作用が得られるようになっている。

【０００９】回転子５は、回転軸６のハウジング１内で
固定子２と対向する位置に取付けられており、この回転
子５には、図示してない二次導体バーと、エンドリング
７が設けられており、さらに、このエンドリング７と一
体に内部冷却扇８(以下、内ファンと称す)が形成されて
いる。この内ファン８は、エンドリング７の両端面から
軸方向に突設された複数の羽根ブレードからなり、電動
機内部での通風を図り、冷却作用が得られるようにして
いる。

【００１０】すなわち、回転子５が回転すると、それに
伴い内ファン８及び外ファン９も回転し、その回転によ
り、外気がエンドカバー１０の通風入口１０ａから矢印
イの如く夫々のエンドブラケット２Ａ、ハウジング１及
びエンドブラケット２Ｂの外部表面に外気を通風し、冷
却が得られる。また、電動機の内部では、内ファン８に
より起こされた空気の流れが、回転子５、エンドリング
７、固定子コイル３ｂ及び固定子鉄心３ａの両端面を冷
却しながら通過した後、ハウジング１と比べ、比較的温
度上昇の低いエンドブラケット２Ａ、２Ｂの部分を通過
するときに冷却されることになっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、ハウ
ジングの軽金属化についての配慮がされているとは言え
ず、以下の問題があった。回転電機の小形軽量化が強く
要求された場合、ハウジングの材料として、軽く熱伝導
率のよいアルミニウムやアルミニウム合金材(比重は鋼
の約１／３、比熱は約２倍、熱伝導率は約３倍)などの
軽金属を用い、回転電機の内部で発生する熱をハウジン
グによく伝えて冷却を改善し、これにより回転電機の小
形軽量化が得られるようにする方法がある。

【００１２】このような場合でのハウジングの製造法と
しては、生産性の良いダイカスト鋳造が望ましいが、回
転電機のハウジングは、単純な円筒部だけではなく、リ
ブなどの部位が存在するため、厚さが異なった部分を多
く持っている。しかして、このことは、ダイカスト鋳造
においては、湯(溶融した金属)の凝固速度の違いによる
引け巣や、湯境における気泡巻込み巣など、鋳造上での
欠陥の原因になり易く、従って、従来技術では、アルミ
ニウム合金材などによるハウジングの軽金属化による特
徴が生かせないという問題点があった。

【００１３】本発明は、回転電機のハウジングの軽金属
化に際しての問題点を解消するためになされたもので、
ダイカスト鋳造に伴う欠陥発生の虞れがなく、ハウジン
グのアルミニウム合金材などの軽金属化が容易で、冷却
性能の向上による小型軽量化が充分に得られるようにし
た回転電機の提供を目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、ほぼ筒状の
ハウジングの両端に軸受ブラケットを組付けて構成され
た回転電機において、上記ハウジングの筒状の部分の外
周面と内周面の間に、該ハウジングの一方の端部から他
方の端部に伸びる複数の肉抜き空間部を形成することに
より達成される。

【００１５】

【作用】ハウジングに形成された複数の肉抜き空間部
は、ハウジングを構成する各部分での肉厚の均一化を可
能にするように働く。このため、ダイカスト鋳造におけ
る鋳造欠陥の発生が防げる。また、この空間部は、ハウ
ジングの円筒部の強度を落さずに重量を軽減するように
働く。従って、小型軽量化が得られる。

【００１６】さらに、アルミニウム合金などの使用を可
能にするから、固定子で発生した熱がよくハウジングに
伝わり、回転電機の温度上昇を充分に抑えることができ
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明による回転電機について、図示
の実施例により詳細に説明する。図１は本発明を汎用の
誘導電動機に適用した場合の一実施例で、図において、
１１はハウジング、１２は肉抜き空間部で、その他は、
図６で説明した従来例と同じである。

【００１８】この実施例では、ハウジング１１が、熱伝
導性の良いアルミニウム合金材料を用い、生産性のよい
ダイカスト鋳造により作成されており、このとき、肉抜
き空間部１２が同時に形成されている。なお、冷却用の
放熱フィン１ａなども一体に形成される。

【００１９】つぎに、この実施例における肉抜き空間部
１２を有するハウジング１１について、図２〜図４によ
り、さらに詳細に説明する。まず、この肉抜き空間部１
２は、図２に示すように、ほぼ四角形(方形)の断面形状
に作られ、ハウジング１１の円筒形部分を構成する部材
の外周面と内周面の間に、ハウジング１１の一方の端部
から他方の端部に向かって、軸方向に伸びた形で設けら
れている。従って、これにより、ハウジング１１の円筒
形部分を構成する部材には、外壁部１１ａと、内壁部１
１ｂとが形成されることになる。なお、このとき、この
肉抜き空間部１２の軸方向の長さは、ハウジング１１の
長さより短くてもよいが、全長と同じ方が望ましい。

【００２０】次に、この肉抜き空間部１２は、図３に示
すように、ハウジング１１の円筒形部分を構成する部材
の円周方向に沿って、ほぼ全周にわたって、順次並んだ
形で複数個設けられている。従って、これにより、一部
を拡大して示すと図４に示すようになり、ハウジング１
１の円筒形部分を構成する部材には、外周壁部１１ａと
内周壁部１１ｂに加えて隔壁部１１ｃが形成されること
になるが、このとき、この実施例では、図では、あまり
正確に示されていないが、肉抜き空間部１２の寸法を所
定値に定め、これにより外周壁部１１ａと内周壁部１１
ｂ、それに隔壁部１１ｃの各壁部の厚さ(肉圧)が、全て
ほぼ同じ寸法になるようにし、さらに放熱フィン１ａの
厚さともほぼ同じになるようにしてある。

【００２１】次に、図５は、本発明の他の一実施例で、
この実施例は、ハウジング１１の内周壁部１１ｂに、ハ
ウジング１１の中心に向かって開口した切欠き１１ｄを
設けたものであり、その他は、図１〜図４の実施例と同
じである。

【００２２】次に、この実施例による作用効果について
説明する。図１〜図５に示したハウジング１１は、上記
したように、熱伝導性の良いアルミニウム合金材を用
い、生産性のよいダイカスト鋳造で製作するのである
が、このとき、この実施例によるハウジング１１によれ
ば、その円筒部や放熱フィン１ａなどの肉厚が均一にな
っており、この結果、湯の凝固速度の違いによる引け巣
や、湯境における気泡巻込み巣などの発生が抑えられ、
強度低下の原因となる欠陥の発生を防止することができ
る。

【００２３】一般にダイカスト鋳造は、湯に高圧を掛け
ているので鋳造速度が早く、このため気泡の巻き込み欠
陥が発生し易い。そこで、その防止策として、通常、湯
流れシミュレ−ションにより、金型に併せて最適なゲー
ト(湯の注入口)の設計などを行なうのであるが、本発明
の実施例のように、被鋳造物の形状を工夫して鋳造性を
改善する方が更に有効であり、従って、この実施例によ
れば、気泡の巻き込み欠陥の発生も充分に抑えることが
でき、ダイキャスト鋳造により欠陥の無いハウジングを
容易に得ることができる。

【００２４】ところで、比較的小容量の汎用誘導電動機
などの回転電機では、その軽金属製のハウジングの製造
方法として、押出し法による場合も考えられるが、この
場合でも、製品の各部位の肉厚が均一になっていれば、
金型の製作や押出し成形が容易になるので、この実施例
によれば、上記したダイキャスト鋳造に代えて、押出し
成形により、精密なハウジング１１を容易に作成するこ
とができる。

【００２５】また、この実施例によれば、ハウジング１
１に肉抜き空間部１２が設けられているので、薄肉であ
りながら、従来技術と同等の強度を持たせることがで
き、従って、小型軽量化を容易に達成することができ
る。

【００２６】次に、特に、図５の実施例による作用効果
について説明する。従来から知られているように、比較
的小容量の汎用誘導電動機などの回転電機では、固定子
をハウジングに取付けるのに、圧入による方法が用いら
れることが多い。しかして、この場合には、固定子鉄心
の外径をハウジングの内径よりも所定値だけ大きくして
シメシロを与えるようになっており、この結果、固定子
の圧入によりハウジングが変形してしまう。

【００２７】このため、従来技術では、ハウジングに固
定子を圧入した後で、ハウジングのインロー部の加工を
行なう必要があり、このため、内部の固定子の特に固定
子コイルの近傍に、切粉などの異物の侵入を防ぐのが困
難になるなどの問題を生じていた。

【００２８】しかるに、図５の実施例では、ハウジング
１１の内周壁部１１ｂに、ハウジング１１の中心に向か
って開口した切欠き１１ｅが設けられており、この結
果、固定子３をハウジング１１の中に圧入したとき、ハ
ウジング１１の内周壁部１１ｂに加えられた応力は、こ
の切欠き１１ｄを変形させることにより発散され、ハウ
ジング１１の他の部分には影響を及ぼさないようにな
る。

【００２９】従って、この実施例によれば、固定子３の
圧入によるハウジング１１の変形発生の虞れを無くすこ
とができ、この結果、ハウジング１１の両端面に、予め
インロー部を加工形成しておいても、エンドブラケット
２Ａ、２Ｂの取付けに位置ずれを生じることがなくな
り、切粉などの混入による絶縁低下に伴う信頼性低下の
虞れがなく、しかも性能にバラツキに虞れの無い、小型
軽量の電動機を容易に提供することができる。

【００３０】なお、以上の実施例では、肉抜き空間部１
２の断面形状として方形の場合について説明したが、例
えば丸形や方形以外の多角形にしても、一応、本発明の
目的を達成することができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、軽金属によるダイキャ
スト鋳造によりハウジングの製造が可能になるので、以
下に列挙する効果が得られる。

【００３２】１．製作が簡単で、引け巣や湯境における
欠陥の虞れがなく、精密なハウジングを容易に得ること
ができる。

【００３３】２．従来技術と同等強度で小形軽量の回転
電機を提供できる(容積比で約３０％小形化が可能)。

【００３４】３．回転電機の温度上昇の低減が図れる。

【００３５】４．固定子圧入後のハウジングの変形がな
いので、組立精度の低下が無く、均一な性能の回転電機
を容易に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による回転電機の一実施例を示す部分断
面による側面図である。

【図２】本発明の一実施例におけるハウジングの部分断
面による側面図である。

【図３】本発明の一実施例におけるハウジングの正面図
である。

【図４】本発明の一実施例におけるハウジングの部分拡
大正面図である。

【図５】本発明の他の一実施例におけるハウジングの部
分拡大正面図である。

【図６】回転電機の従来例を示す部分断面による側面図
である。

【略号の説明】

１ハウジング１ａ放熱フィン２Ａ、２Ｂエンドブラケット３固定子３ａ固定子鉄心３ｂ固定子コイル４Ａ、４Ｂ軸受５回転子６回転軸７エンドリング８内ファン９外ファン１０エンドカバ− １０ａ通風口１１ハウジング１１ａ外周壁部１１ｂ内周壁部１１ｃ隔壁部１２肉抜き空間部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者成毛義徳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習志野工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ほぼ筒状のハウジングの両端にエンドブ
ラケットを組付けて構成された回転電機において、上記
ハウジングの筒状の部分の外周面と内周面の間に、該ハ
ウジングの一方の端部から他方の端部に伸びる複数の肉
抜き空間部が形成されていることを特徴とする回転電
機。
【請求項２】請求項１の発明において、上記肉抜き空
間部の上記内周面に位置する壁部分に切欠き部が形成さ
れていることを特徴とする回転電機。
【請求項３】請求項１又は請求項２の発明において、
上記肉抜き空間部の断面形状がほぼ方形に作られ、該肉
抜き空間部を形成する壁部分の肉厚が全ての部分でほぼ
均一になるように構成されていることを特徴とする回転
電機。