JPH08126246A - 回転電機の冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動機の冷却性能を向上させる。 【構成】 電動機Ｍのセンターハウジング１と冷却風通
路カバー２２間に形成した冷却風通路２４に冷却風を供
給すべく、センターハウジング１の後端に結合したリヤ
エンドハウジング５の外周にシュラウド５₁ を一体に形
成し、このシュラウド５₁ を冷却風通路カバー２２に後
端に接続する。シュラウド５₁ の後端に結合した冷却風
案内カバー２５に設けた冷却風供給口２５₁ から供給さ
れた冷却風は、シュラウド５₁ の内面に形成した冷却風
案内通路２７から前記冷却風通路２４に導かれる。セン
ターハウジング１の熱が伝達されるリヤエンドハウジン
グ５にシュラウド５₁ を一体に形成したので、シュラウ
ド５₁ に接触する冷却風によってリヤエンドハウジング
５が効果的に冷却される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内部にステータを支持
するセンターハウジングと、センターハウジングに結合
されてロータの回転軸を回転自在に支持するエンドハウ
ジングと、センターハウジングの周囲を覆って該センタ
ーハウジングとの間に冷却風通路を画成する冷却風通路
カバーと、冷却風通路に冷却風を導くべく冷却風通路カ
バーに接続されたシュラウドとを備えた回転電機の冷却
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる回転電機の冷却構造は、実開昭５
６−１０２９６１号公報、実開昭５５−４５６１５号公
報により公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来のも
のは、冷却風通路に冷却風を導くシュラウドがエンドハ
ウジングと別部材で構成されているため、シュラウドに
接触する冷却風がエンドハウジングの冷却に効果的に寄
与しない問題があった。

【０００４】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、シュラウドに接触する冷却風による回転電機の冷却
効果を向上させることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明は、内部にステータを支
持するセンターハウジングと、センターハウジングに結
合されてロータの回転軸を回転自在に支持するエンドハ
ウジングと、センターハウジングの周囲を覆って該セン
ターハウジングとの間に冷却風通路を画成する冷却風通
路カバーと、冷却風通路に冷却風を導くべく冷却風通路
カバーに接続されたシュラウドとを備えた回転電機の冷
却構造において、シュラウドをエンドハウジングと一体
に形成したことを特徴とする。

【０００６】また請求項２に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、エンドハウジングとセンターハウジ
ングとを耐圧縮性を有するシール部材を介して結合する
とともに、エンドハウジングと冷却風通路カバーとを可
撓性を有するシール部材を介して結合したことを特徴と
する。

【０００７】

【作用】請求項１の構成によれば、シュラウドに導かれ
た冷却風はセンターハウジングと冷却風通路カバー間に
形成した冷却風通路に流入し、ステータやロータの発熱
により温度上昇したセンターハウジングを冷却する。セ
ンターハウジングからの伝熱で温度上昇したエンドハウ
ジングは、それと一体に形成したシュラウドに接触する
冷却風によって冷却される。

【０００８】請求項２の構成によれば、エンドハウジン
グとセンターハウジングとが耐圧縮性を有するシール部
材を介して強固に結合され、両ハウジング間の密閉性が
保持される。エンドハウジングと冷却風通路カバーとは
可撓性を有するシール部材を介して結合されるため、エ
ンドハウジングと冷却風通路カバー間の寸法精度がラフ
であっても組み付けが容易である。

【０００９】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。

【００１０】図１〜図９は本発明の第１実施例を示すも
ので、図１は電動機の縦断面図、図２は図１の２−２線
拡大断面図、図３は図２の３部拡大図、図４は図１の４
部拡大図、図５は図１の５Ａ部及び５Ｂ部拡大図、図６
は図１の６−６線拡大断面図、図７は図６の７−７線断
面図、図８は図６の８−８線断面図、図９は端子接続部
の分解図である。

【００１１】図１及び図２に示すように、回転電機とし
ての電動機Ｍは、概略円筒状のセンターハウジング１
と、センターハウジング１の前面に複数本のボルト２…
で結合されるフロントエンドハウジング３と、センター
ハウジング１の後面に複数本のボルト４…で結合される
リヤエンドハウジング５とを備える。

【００１２】センターハウジング１の内周に固定される
ステータ６は、環状のステータコア７と、ステータコア
７に巻回されたコイル８とから構成される。ステータ６
の内部に回転自在に配置されるロータ９は、円筒状の磁
性材１０と、磁性材１０の外周に支持されてステータ６
の内周に対向する複数個の永久磁石１１…と、磁性材１
０の前面に結合された前部回転軸１２と、磁性材１０の
後面に前記前部回転軸１２と同軸上に結合された後部回
転軸１３とから構成される。

【００１３】ロータ９は、前部回転軸１２がボールベア
リング１４を介してフロントエンドハウジング３に回転
自在に支持されるとともに、後部回転軸１３がボールベ
アリング１５を介してリヤエンドハウジング５に回転自
在に支持される。フロントエンドハウジング３から前方
に延出する前部回転軸１２はダンパー１６を介して図示
せぬ被駆動機器に接続され、リヤエンドハウジング５か
ら後方に延出する後部回転軸１３には回転センサ１７が
設けられる。回転センサ１７はリヤエンドハウジング５
の外面にボルト１８…で結合された回転センサカバー１
９によって覆われる。

【００１４】図３を併せて参照すると明らかなように、
センターハウジング１の外周には９個に分割された多孔
状の冷却フィン２０…がロウ付け２１…され、それら冷
却フィン２０…の外周に更に円筒状の冷却風通路カバー
２２がロウ付け２３…される。センターハウジング１の
外周と冷却風通路カバー２２の内周間に、冷却フィン２
０…によって区画された多数の冷却風通路２４…が画成
される。

【００１５】図１から明らかなように、リヤエンドハウ
ジング５の外周にはシュラウド５₁が一体に形成されて
おり、このシュラウド５₁ は冷却風通路カバー２２の後
端に結合される。シュラウド５₁ の後端には冷却風供給
口２５₁ を有する冷却風案内カバー２５が結合される。
而して、冷却風供給口２５₁ から供給された冷却風は、
冷却風案内カバー２５とリヤエンドハウジング５間に形
成された冷却風案内室２６から、リヤエンドハウジング
５のシュラウド５₁ の内面に沿って形成された環状の冷
却風案内通路２７を経て、センターハウジング１の外周
と冷却風通路カバー２２の内周間に形成された多数の冷
却風通路２４…に供給され、冷却風通路２４…を通過し
た冷却風はフロントエンドハウジング３に形成した冷却
風排出口２８から排出される。

【００１６】このとき、回転センサ１７を覆う回転セン
サカバー１９を冷却風案内室２６の略中央に突出させて
配置したので、後部回転軸１３及びリヤエンドハウジン
グ５から回転センサ１７及び回転センサカバー１９に伝
達された熱は、リヤエンドハウジング５と接触する回転
センサーカバ１９に冷却風が接触することにより効果的
に放熱され、これにより回転センサ１７を冷却効果が向
上する。

【００１７】上述したように、多孔状の冷却フィン２０
…をセンターハウジング１と冷却風通路カバー２２とに
ロウ付け２１…，２３…したことにより、冷却フィン２
０…を薄肉化して放熱面積を増加させることが可能とな
り、しかも冷却風通路カバー２２自体にも放熱効果を持
たせることができる。また、ロウ付け２１…，２３…を
採用したことにより、接着を採用した場合に比べて伝熱
性が向上し、冷却フィン２０…の放熱効果が向上する。

【００１８】図４から明らかなように、センターハウジ
ング１とリヤエンドハウジング５との接合面には、耐圧
縮性に優れ且つ伝熱性に優れた金属よりなる環状のガス
ケット２９が挟持される。また、冷却風通路カバー２２
とリヤエンドハウジング５のシュラウド５₁ との間に
は、可撓性を有するゴム製のシールリング３０が装着さ
れる。シールリング３０はその一端面に形成された環状
溝３０₁ が冷却風通路カバー２２の縁部に嵌合するとと
もに、その他端面に形成されたシールリップ３０ ₂ がシ
ュラウド５₁ に端縁に形成された段部５₂ に当接する。
尚、センターハウジング１とフロントエンドハウジング
３との接合面にも、前記ガスケット２９と同じガスケッ
トが挟持される。

【００１９】而して、センターハウジング１にフロント
エンドハウジング３及びリヤエンドハウジング５をボル
ト２…，４…で結合する際に、それらの間に耐圧縮性を
有する金属製のガスケット２９が挟持されるため、フロ
ントエンドハウジング３及びリヤエンドハウジング５を
充分な締付力を以てセンターハウジング１に結合するこ
とができ、これにより電動機Ｍのハウジング１，３，５
の密閉性を向上させることができる。

【００２０】このとき、リヤエンドハウジング５のシュ
ラウド５₁ と冷却風通路カバー２２との間に形成された
隙間はゴム製のシールリング３０により閉塞されるた
め、シュラウド５₁ と冷却風通路カバー２２との精密な
位置決めが不要である。これにより、シュラウド５₁ 及
び冷却風通路カバー２２の加工コストを削減することが
でき、しかも両者間の相対位置に多少の誤差があっても
弾性変形可能なシールリング３０は容易に組み付け可能
である。

【００２１】さて、電動機Ｍの運転によってステータ６
が発熱すると、その熱はステータ６から直接センターハ
ウジング１に伝達されて該センターハウジング１を温度
上昇させる。冷却風供給口２５₁ から供給された冷却風
は、冷却風案内室２６及び冷却風案内通路２７を経て冷
却風通路２４…に供給され、そこで冷却フィン２０…に
接触してセンターハウジング１を冷却する。

【００２２】またフロントエンドハウジング３及びリヤ
エンドハウジング５は、センターハウジング１からガス
ケット２９を介して伝達される熱と、ステータ６及びロ
ータ９からの輻射熱とによって温度上昇するが、フロン
トエンドハウジング３は外気に接触して冷却され、また
リヤエンドハウジング５は冷却風案内室２６及び冷却風
案内通路２７を通過する冷却風に接触して冷却される。
このとき、冷却風を案内するシュラウド５₁ がリヤエン
ドハウジング５と一体に形成されているため、リヤエン
ドハウジング５の剛性が向上するとともに、前記冷却風
によるリヤエンドハウジング５の冷却効果が高められ
る。このようにしてリヤエンドハウジング５の冷却効果
が向上すると、リヤエンドハウジング５がセンターハウ
ジング１のヒートシンクとして効果的に機能することに
なり、結果として最も高温となるセンターハウジング１
の冷却効果を向上させることができる。

【００２３】図５（Ａ）に示すように、リヤエンドハウ
ジング５に後部回転軸１３を回転自在に支持するボール
ベアリング１５は、リヤエンドハウジング５に支持され
るアウタレース３１と、後部回転軸１３に支持されるイ
ンナレース３２と、両レース３１，３２間に支持される
複数のボール３３…とを備える。ボール３３…の軸方向
外側、即ちリヤエンドハウジング５の外面に近い側にお
いて、環状のシール部材３４の外周及び内周がそれぞれ
アウタレース３１及びインナレース３２に支持される。
また、ボール３３…の軸方向内側、即ちリヤエンドハウ
ジング５の内面に近い側において、環状のシール部材３
５の外周がアウタレース３１に支持され、その内周とイ
ンナレース３２との間に隙間３６が形成される。

【００２４】図５（Ｂ）に示すように、フロントエンド
ハウジング３に前部回転軸１２を回転自在に支持するボ
ールベアリング１４は、フロントエンドハウジング３に
サークリップ３７で支持されるアウタレース３８と、前
部回転軸１２に支持されるインナレース３９と、両レー
ス３８，３９間に支持される複数のボール４０…とを備
える。ボール４０…の軸方向外側、即ちフロントエンド
ハウジング３の外面に近い側において、環状のシール部
材４１の外周及び内周がそれぞれアウタレース３８及び
インナレース３９に支持される。また、ボール４０…の
軸方向内側、即ちフロントエンドハウジング３の内面に
近い側において、環状のシール部材４２の外周がアウタ
レース３８に支持され、その内周とインナレース３９と
の間に隙間４３が形成される。

【００２５】仮に、ボールベアリング１５の内外両方の
シール部材３４，３５を共に接触式とし、且つボールベ
アリング１４の内外両方のシール部材４１，４２を共に
接触式とした場合、ボールベアリング１４，１５の内部
に保持したグリスが温度上昇による内圧上昇で外部に吹
き出す問題がある。逆に全てのシール部材３４，３５，
４１，４２を非接触式とすると、内圧が抜けるためにグ
リスの吹き出しは発生しないが、軟化したグリスが少し
ずつ漏出する問題があり、しかもボールベアリング１
４，１５の防塵性及び防水性を確保することができな
い。

【００２６】しかしながら、本実施例の如く各ボールベ
アリング１４，１５の外側のシール部材３４，４１を接
触式とし、内側のシール部材３５，４２を非接触式とす
ることにより、防塵性及び防水性を確保しながら温度上
昇によるグリスの吹き出しを防止することができ、しか
もボールベアリング１４，１５の外側に配置された回転
センサ１７等の機器に向けてグリスが漏出する虞もな
い。

【００２７】次に、図１及び図６〜図９に基づいてケー
ブルの端子接続部の構造を説明する。

【００２８】図１から明らかなように、リヤエンドハウ
ジング５と冷却風案内カバー２５との合わせ面に挟持さ
れたケーブルホルダ４４を貫通して冷却風案内室２６の
内部に導かれた３本のケーブル４５…は、ケーブル接続
手段４６を介してリヤエンドハウジング５に脱着可能に
固定される。ケーブルホルダ４４は２本のボルト４７，
４７（図６参照）及びバンド４８によってリヤエンドハ
ウジング５に固定される。

【００２９】図６〜図９から明らかなように、リヤエン
ドハウジング５の外面に端子台４９が４本のボルト５０
…で固定される。端子台４９には、コイル８に連なる３
本のケーブルの芯線５１…に接続された端子５２…を固
定するためのナット４９₁ …が一体にモールドされる。
リヤエンドハウジング５の外面に、端子台４９の外側を
覆うように端子ケース５３が５本のボルト５４…で固定
される。端子ケース５３の内部には、端子カバー５５が
２本のボルト５６，５６で固定されるとともに、端子ケ
ース５３の上面には３個のシールグロメット５７…を挟
持すべくグロメットホルダ５８…が２本のボルト５９で
固定される。

【００３０】ケーブルホルダ４４及びシールグロメット
５７…を貫通して端子ケース５３の内部に延びる３本の
ケーブル４５…は、その先端部に露出する芯線６０…に
接続された端子６１…を備える。３個の端子６１…は、
端子ケース５３に形成したサービスホール５３₁ …から
螺入されるボルト６２…により、前記端子５２…と共に
端子台４９のナット４９₁ …に固定される。サービスホ
ール５３₁ …にキャップ６３…を嵌合させた状態で、そ
の外側が端子ケース５３に接合されるサービスホールカ
バー６４で覆われる。

【００３１】而して、リヤエンドハウジング５から冷却
風案内カバー２５を取り外してケーブル接続手段４６を
露出させた状態で、サービスホールカバー６４及びキャ
ップ６３…を取り外してボルト６２…を緩めれば、端子
台４９の３個のナット４９₁…から端子ケース５３側の
３個の端子６１…が分離される。従って、ケーブルホル
ダ４４を固定するボルト４７…を緩め、且つ端子ケース
５３を固定するボルト５４…を緩めれば、端子ケース４
３を３本のケーブル４５…ごと端子台４９から分離する
ことができ、脱着性が大幅に向上する。このとき、ケー
ブル４５…をシールグロメット５７…から引き抜く必要
がないため、シールグロメット５７…が損傷することも
無い。

【００３２】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。

【００３３】例えば、本発明は実施例の電動機Ｍ以外の
回転電気に対しても、即ち発電機に対しても適用するこ
とができる。また、シュラウドをフロントエンドハウジ
ング３に一体に形成することも可能である。更に、図１
０に示す如く、冷却風案内カバー２５内に配置した冷却
ファン６５によって冷却風を冷却風案内室２６内に供給
しても良い。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載された発
明によれば、シュラウドをエンドハウジングに一体に形
成したので、エンドハウジングの剛性がシュラウドによ
って高められるだけでなく、センターハウジングからの
伝熱によって温度上昇したエンドハウジングがシュラウ
ドに接触する冷却風によって効果的に冷却されるため、
回転電機全体の冷却効果の向上に寄与することができ
る。

【００３５】また請求項２に記載された発明によれば、
エンドハウジングとセンターハウジングとを耐圧縮性を
有するシール部材を介して結合するとともに、エンドハ
ウジングと冷却風通路カバーとを可撓性を有するシール
部材を介して結合したので、エンドハウジングとセンタ
ーハウジングとを強固に結合してハウジングの密閉性を
保持することができるばかりか、エンドハウジングと冷
却風通路カバー間の寸法誤差の許容度が増加して組付性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】電動機の縦断面図

【図２】図１の２−２線拡大断面図

【図３】図２の３部拡大図

【図４】図１の４部拡大図

【図５】図１の５Ａ部及び５Ｂ部拡大図

【図６】図１の６−６線拡大断面図

【図７】図６の７−７線断面図

【図８】図６の８−８線断面図

【図９】端子接続部の分解図

【図１０】第２実施例に係る、前記図１に対応する図

【符号の説明】

１ センターハウジング ５ リヤエンドハウジング（エンドハウジン
グ） ５₁ シュラウド ６ ステータ ９ ロータ １３ 後部回転軸（回転軸） ２２ 冷却風通路カバー ２４ 冷却風通路 ２９ ガスケット（シール部材） ３０ シールリング（シール部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部にステータ（６）を支持するセンタ
   ーハウジング（１）と、センターハウジング（１）に結
   合されてロータ（９）の回転軸（１３）を回転自在に支
   持するエンドハウジング（５）と、センターハウジング
   （１）の周囲を覆って該センターハウジング（１）との
   間に冷却風通路（２４）を画成する冷却風通路カバー
   （２２）と、冷却風通路（２４）に冷却風を導くべく冷
   却風通路カバー（２２）に接続されたシュラウド
   （５₁ ）とを備えた回転電機の冷却構造において、 シュラウド（５₁ ）をエンドハウジング（５）と一体に
   形成したことを特徴とする、回転電機の冷却構造。
2. 【請求項２】 エンドハウジング（５）とセンターハウ
   ジング（１）とを耐圧縮性を有するシール部材（２９）
   を介して結合するとともに、エンドハウジング（５）と
   冷却風通路カバー（２２）とを可撓性を有するシール部
   材（３０）を介して結合したことを特徴とする、請求項
   １記載の回転電機の冷却構造。