JPH08214499A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 できるだけ多くの外気を固定子鉄心の軸方向
中心付近まで通風路内を流通させた後、排気口から外部
に排出するようにし、冷却性能、特に固定子鉄心の冷却
性能の向上を図る。 【構成】 固定子枠２にはリブ５間に位置して軸方向に
延びる長孔状の排気口２２が、軸方向に固定子鉄心９の
軸方向中心線を中心として対称に位置するように一対ず
つ、周方向に３列並べられている。これらの排気口２２
は軸受ブラケット３側から固定子鉄心９の軸方向中心側
に向かって幅広になっており、その結果、リブ５間に流
入した空気は排気口２２のうち軸受ブラケット３側から
よりも固定子鉄心９の軸方向中心側からの方が多く排出
される。従って、多くの空気が、固定子鉄心９と固定子
枠２との間であってリブ５間に形成された通風路８内を
固定子鉄心の軸方向中心付近まで到達することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷却性能の向上を図っ
た回転電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転電機、例えば開放形誘導電動機の従
来構成を図６及び図７に示す。図６において、電動機の
外殻１は筒状をなす固定子枠２と、この固定子枠２の両
端部に装着された軸受ブラケット３，３とから構成され
ている。このうち、軸受ブラケット３，３の中央部に軸
受ハウジング３ａ，３ａが形成されていると共に、この
軸受ハウジング３ａ，３ａの周囲に吸気口４が形成さ
れ、また、固定子枠２の内面には内方に突出し軸方向に
延びるリブ５が設けられている。そして、このリブ５間
に位置するように固定子枠２に軸方向に延びる長孔状の
排気口６が周方向に３個、軸方向に２個並べて形成され
ている。

【０００３】上記リブ５の内周には固定子７が圧入によ
って取り付けられており、図７に示すように固定子７と
固定子枠２との間にリブ５によって仕切られた通風路８
が形成される。固定子７は、リブ５に固定された環状を
なす固定子鉄心９と、この固定子鉄心９に巻装された固
定子コイル１０とから構成されている。

【０００４】固定子７の内側には回転子１１が配設され
ている。回転子１１は、軸受ハウジング３ａに軸受１２
を介して支承された回転軸１３と、この回転軸１３の外
周部に設けられた回転子鉄心１４と、この回転子鉄心１
４に設けられた複数個の回転子導体１５と、回転子鉄心
１４の両端部において回転子導体１５を短絡するように
設けられた端絡環１６と、この端絡環１６から軸方向の
外側に向けて突設された複数のフィン１７とから構成さ
れている。そして、軸受ブラケット３の内側には環状を
なす導風板１８がその内周部側の端部を上記フィン１７
に近接させるように配設されている。

【０００５】さて、上記構成の電動機においては、フィ
ン１７の回転による送風作用により、矢印Ａ，Ｂ，Ｃで
示すように、外殻１外側の空気が吸気口４から外殻１内
に吸入され、その空気は導風板１８と軸受ハウジング３
ａとの間の空間及び導風板１８と端絡環１６との間の空
間を通り固定子７側へ送られる。そして固定子７側へ送
られた空気は通風路８を通り、排気口６から外殻１の外
側へ排出される。

【０００６】一方、電動機の運転に伴い固定子鉄心９及
び回転子鉄心１４においては鉄損が、固定子コイル１０
及び回転子導体１５においては銅損が、軸受１２におい
ては摩擦損が発生する。これら損失により発生した熱は
それぞれ吸気口４から排気口６へ至る間の空気に放熱さ
れることで電動機の冷却が行われる。

【０００７】ここで、固定子鉄心９において発生する熱
の殆どは、外殻１内の空気が通風路８を流通する際に、
この空気との間で熱交換することにより放熱されるた
め、固定子鉄心９を効率良く冷却するためには、より多
くの空気が通風路８を流通する必要がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】導風板１８に案内され
て固定子７側へ送られる空気は、リブ５間に流入し排気
口６から外殻１外側に排出される。リブ５間のうち、リ
ブ５の内周に固定子鉄心９が取り付けられ通風路８が形
成されている部位は、通風面積が他の部位に比べて急に
小さくなるため、通風路８への流入抵抗は大きい。しか
しながら、排気口６の開口幅（外殻１の周方向に沿う開
口幅）は外殻１の端部側から固定子鉄心９の軸方向中心
側まで同一で、その空気流出抵抗は軸方向各部において
同一であるため、通風路８内に流入しようとする空気は
該通風路８の入口部分において排気口６から多量に排出
されてしまう。しかも、通風路８内に流入した空気は、
固定子鉄心９の軸方向中心に到達するまでの間に多くが
排気口６のうち軸受ブラケット３側から排出されてしま
う。そのため、通風路８を軸受ブラケット３側から流入
し、固定子鉄心９の軸方向中心付近まで流通する空気量
が少なくなり、固定子鉄心９の冷却が不十分となるとい
う問題点があった。

【０００９】そこで、本発明の目的は、できるだけ多く
の外気を固定子鉄心の軸方向中心付近まで通風路内を流
通させた後、排気口から外部に排出するようにし、冷却
性能、特に固定子鉄心の冷却性能の向上を図り得る回転
電機を提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の回転電機は、外
殻の周壁部とこの外殻内に配置された固定子鉄心との間
に軸方向に延びる通風路を周方向に沿って複数形成し、
外殻内に取り入れられて通風路内に流入した外気を外殻
の周壁部に形成された排気口から外部に排出するように
し、前記各通風路に対応する前記排気口は、前記外殻の
周壁部の軸方向各部における開口面積が外殻の軸方向端
部側よりも前記固定子鉄心の軸方向中心側の方が大きく
なるように形成されていることを特徴とするものである
（請求項１）。

【００１１】この場合、各通風路に対応する排気口は、
外殻の軸方向に延びる長孔状をなし且つ外殻の軸方向端
部側から固定子鉄心の軸方向中心側に向かって幅広とな
るよう形成されていると良い（請求項２）。

【００１２】また、各通風路に対応する排気口は、外殻
の軸方向に延びる長孔状にして周方向に複数個並べて形
成され、それら排気口の周方向並び個数は外殻の軸方向
端部側から固定子鉄心の軸方向中心側の方が多くなって
いると良い（請求項３）。

【００１３】さらに、各通風路に対応する排気口は、周
方向に延びる長孔状にして軸方向に複数個並べて形成さ
れ、それら排気口は外殻の端部側から固定子鉄心の軸方
向中心側のものほど周方向長さが長く設定されていると
良い（請求項４）。

【００１４】

【作用】上記手段によれば、各通風路に位置して外殻に
形成された排気口は、外殻の軸方向端部側よりも固定子
鉄心の軸方向中心側の開口面積の方が大きく形成されて
いるので、排気口の空気の流出抵抗は外殻の軸方向端部
側で大きく、固定子鉄心の軸方向中心側で小さくなる。
このため通風路に流入する前に排気口から排出される空
気量が少なくなって、通風路内に流入する空気量が増
す。従って多くの空気が通風路内を固定子鉄心の軸方向
中心付近まで到達することができ、その際に、空気は固
定子鉄心の外周面を長い距離に渡って流通して、固定子
鉄心から熱を奪う（請求項１）。

【００１５】この場合、排気口を外殻の軸方向に延びる
長孔状をなし且つ外殻の軸方向端部側から固定子鉄心の
軸方向中心側に向かって幅広になるように形成し（請求
項２）、または排気口を外殻の軸方向に延びる長孔状の
ものを周方向に複数個並べて形成し、この周方向並び個
数を外殻の軸方向端部側よりも固定子鉄心の軸方向中心
側の方が多くなるようにし（請求項３）、或いは排気口
を周方向に延びる長孔状のものを軸方向に複数個並べて
形成し、それらを軸方向中心側のものほど周方向長さが
長くなるように設定すること（請求項４）により、容易
に、排気口の外殻の周壁部の軸方向各部における開口面
積を外殻の軸方向端部側よりも固定子鉄心の軸方向中心
側の方が大きくなるように形成することができる。

【００１６】特に、排気口を外殻の軸方向に延びる長孔
状をなし、且つ外殻の軸方向端部側から固定子鉄心の軸
方向中心側に向かって幅広になるように形成した場合に
は（請求項２）、排気口は通風路に位置する部分におい
ても、固定子鉄心の軸方向端部側から軸方向中心側に向
かって幅広になるように形成されており、空気の流出抵
抗が固定子鉄心の軸方向端部側から軸方向中心側に向か
って徐々に減少するようになっている。従って、空気が
通風路を流通する際に受ける通風抵抗による圧力損失に
よって、通風路を流れる空気が持つ圧力エネルギーは固
定子鉄心の軸方向端部側から固定子鉄心の軸方向中心側
に向かって次第に小さくなるが、排気口の空気の流出抵
抗は固定子鉄心の軸方向端部側で大きく、固定子鉄心の
軸方向中心側で小さくなっているので、通風路内に流入
した空気は排気口から徐々に排出されながら固定子鉄心
の軸方向中心側に向かうようになり、固定子鉄心の軸方
向中心付近に到達する空気量が増えると共に、空気の排
出性が良くなり、外殻内に取り込まれる空気量が増す。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を開放形誘導電動機に適用した
場合の第１実施例について図１及び図２を参照して説明
する。図１は全体構成を示しており、先の図６と同一部
分には同一符号を付して説明すると、電動機の外殻１は
周壁部としての筒状をなす固定子枠２と、この固定子枠
２の両端部に装着された軸受ブラケット３，３とから構
成されている。このうち、軸受ブラケット３，３の中央
部に軸受ハウジング３ａ，３ａが形成されていると共
に、この軸受ハウジング３ａ，３ａの周囲に吸気口４が
形成されている。また、固定子枠２は鋼板製のもので、
この固定子枠２には内方に突出し軸方向に延びる複数本
例えば６本のリブ５が、図２に示すように周方向に間欠
的に絞り形成されている。これらリブ５のうち下部に位
置する一対のリブ５ａ，５ａには、図２に示すように一
対の脚部２１，２１が取り付けられている。

【００１８】固定子枠２内の軸方向中央部には固定子７
が配設されている。この固定子７は固定子鉄心９に固定
子コイル１０を巻装して構成され、固定子鉄心９が固定
子枠２のリブ５の突出端面に圧入等によって取り付けら
れている。この固定子鉄心９の取り付けにより、固定子
枠２と固定子鉄心９との間にリブ５によって仕切られた
複数本この場合６本の通風路８が周方向に沿って間欠的
に形成される。

【００１９】そして、固定子枠２のうちリブ５の相互間
の部分すなわち各通風路８に対応する部分にはそれぞ
れ、軸方向に延びる長孔状の排気口２２が、固定子鉄心
９の軸方向中心を中心として対称に位置するように一対
ずつ周方向に複数列、例えば３列並べて形成されてい
る。これらの排気口２２はそれぞれ外殻１の軸方向端部
側である軸受ブラケット３側から固定子鉄心９の軸方向
中心側に向かって開口幅（固定子枠２の周方向に沿う
幅）が次第に広くなるように形成されている。これによ
り、排気口２２は開口面積が固定子枠２の軸方向端部側
から固定子鉄心９の軸方向中心側に向かって次第に大き
くなるように構成される。

【００２０】固定子７の内側には回転子１１が配設され
ている。回転子１１は、軸受ハウジング３ａに軸受１２
を介して支承された回転軸１３と、この回転軸１３の外
周部に設けられた回転子鉄心１４と、この回転子鉄心１
４に設けられた複数個の回転子導体１５と、回転子鉄心
１４の両端部において回転子導体１５を短絡するように
設けられた端絡環１６と、この端絡環１６から軸方向の
外側に向けて突設された複数のフィン１７とから構成さ
れている。そして、軸受ブラケット３の軸方向両端部の
内側には環状をなす導風板１８がその内周部側の端部を
上記フィン１７に近接させるように配設されている。

【００２１】上記構成において、回転子１１の回転に伴
いフィン１７が回転すると、このフィン１７の送風作用
により、矢印Ｅ，Ｆ，Ｇに示すように外殻１外側の外気
が吸気口４から外殻１内に吸入され、その空気は導風板
１８と軸受ハウジング３ａとの間の空間及び導風板１８
とエンドリング１６との間の空間を通り固定子７側へ送
られてリブ５間に流入する。このとき、リブ５間に設け
られた排気口２２が軸受ブラケット３側から固定子鉄心
９の軸方向中心側に向かって幅広となるよう形成されて
おり、通風路８より外側に位置する排気口２２の開口面
積が小さいため、リブ５間に流入した空気は余り外殻１
外側へ排出されることなく通風路８に流入する。そし
て、通風路８内に流入した空気は、通風路８を流通する
際に圧力損失を受けながら固定子鉄心９の軸方向中心側
に向かう。このとき、排気口２２のうち通風路８に位置
する部分も固定子鉄心９の軸方向端部側から軸方向中心
側に向かって幅広となるよう形成したので、排気口２２
の空気の流出抵抗が固定子鉄心９の軸方向端部側で大き
く、軸方向中心側で小さくなる。このため、通風路８内
に流入した空気は少しずつ排出されながら固定子鉄心９
の軸方向中心側に向かうようになり、固定子鉄心９の軸
方向中心付近に到達する空気量が増えると共に、空気の
排出性が良くなり、外殻１内へ取り込まれる空気量が増
す。

【００２２】従って、本実施例によれば、リブ５間に流
入した空気は余り外殻１外側へ排出されることなく通風
路８内に流入するので、固定子鉄心９を冷却する空気量
が増える。特に、本実施例では、通風路８内に流入した
空気は排気口２２の軸受ブラケット３側から固定子鉄心
９の軸方向中心側に向かって少しずつ排出されながら固
定子鉄心９の軸方向中心側に向かい、固定子鉄心９の外
周表面を長い距離に渡って流通する空気量が増えるの
で、通風路８内を流れる空気と固定子鉄心９との間の熱
交換が効率良く行われ、固定子鉄心９の冷却性能が向上
する。加えて、排気口２２からの空気の排出性が良く、
外殻１内に取り込まれる空気量が増すので、固定子鉄心
９だけでなく電動機全体の冷却性能が向上する。

【００２３】図３は本発明の第２実施例を示すもので、
前記第１実施例を示す図１と同一部分には同一符号を付
して説明を省略し、異なる部分のみ説明する。すなわ
ち、固定子枠２のうちリブ５の相互間の部分すなわち各
通風路８に対応する部分には、それぞれ、固定子枠２の
軸方向の端部近くから固定子鉄心９の軸方向中心近くま
で延びる長孔状の排気口２３と、この排気口２３の半分
程度の長さを持って固定子鉄心９の軸方向端部から軸方
向中心近くまで延びる排気口２４とが周方向に沿って例
えば２個ずつ交互に並ぶように、固定子鉄心９の軸方向
中心を中心として対称的に形成されている。

【００２４】この結果、通風路８の軸方向外側（固定子
枠２の端部側）には２個の排気口２３が存在するだけで
あるが、通風路８（固定子鉄心９の軸方向中心側）では
２個の排気口２３と２個の排気口２４との計４個の排気
口が存在することとなり、排気口２３，２４の全体の総
開口面積は固定子枠２の端部側と固定子鉄心９の軸方向
中心側とに分けた場合、前者よりも後者の方が大きくな
るように構成される。

【００２５】従って、本実施例においても、リブ５間に
流入した空気は余り外殻１外側へ排出されることなく通
風路８内に流入するので、固定子鉄心９を冷却する空気
量が増え、固定子鉄心９の冷却性能が向上する。

【００２６】図４は本発明の第３実施例を示すもので、
前記第２実施例を示す図３と同一部分には同一符号を付
して説明を省略し、異なる部分のみ説明する。すなわ
ち、固定子枠２のうちリブ５の相互間の部分すなわち各
通風路８に対応する部分には、それぞれ、固定子鉄心９
の軸方向端部から軸方向中心近くまで延びる排気口２４
と、この排気口２４と同程度の長さを持って固定子枠２
の軸方向の端部近くから固定子鉄心９の軸方向端部近く
まで延びる排気口２５とが固定子鉄心９の軸方向中心を
中心として対称的に形成されている。そして、排気口２
４は周方向に沿って例えば４個が、排気口２５は周方向
に沿って前記排気口２４より少ない例えば２個が並べら
れており、このとき、排気口２５は前記４個の排気口２
４のうち２個と１個置きに軸方向に並ぶようになってい
る。

【００２７】この結果、排気口２４，２５の全体の総開
口面積は、固定子枠２の端部側と固定子鉄心９の軸方向
中心側とに分けた場合、前者よりも後者の方が大きくな
るように構成されるので、本実施例においても、上記し
た第２実施例と同様の作用効果が得られる。

【００２８】図５は本発明の第４実施例を示すもので、
前記第１実施例を示す図１と同一部分には同一符号を付
して説明を省略し、異なる部分のみ説明する。すなわ
ち、固定子枠２のうちリブ５の相互間の部分すなわち各
通風路８に対応する部分にはそれぞれ、周方向に延びる
長孔状の排気口２６が軸方向に沿って固定子鉄心９の軸
方向中心近くから固定子枠２の軸方向の端部近くまで複
数個この場合５個ずつ並ぶように固定子鉄心９の軸方向
中心を中心として対称的に形成されている。これら排気
口２６は固定子鉄心９の軸方向中心側から固定子枠２の
軸方向端部側に向かって周方向長さが次第に短くなるよ
うに排気口２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅが
並べられており、このうち固定子鉄心９の最も軸方向中
心側に位置する排気口２６ａは通風路８を形成する一方
のリブ５近くから他方のリブ５近くまで延びる周方向長
さを有し、固定子枠２の最も軸方向端部側に位置する排
気口２６ｅは排気口２６ａの半分程度の長さを有してい
る。

【００２９】従って、本実施例においても、排気口２６
の開口面積が固定子枠２の軸方向端部側から固定子鉄心
９の軸方向中心側に向かって次第に大きくなるように構
成されるため、上記した第１実施例と同様の作用効果が
得られる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の回転電機に
よれば次の効果を得ることができる。請求項１の回転電
機によれば、各通風路に位置して外殻に形成された排気
口は、外殻の軸方向端部側よりも固定子鉄心の軸方向中
心側の開口面積の方が大きく形成されているので、通風
路内に流入する前に排気口から排出される空気量が少な
くなって、通風路内に流入する空気量が増す。従って、
多くの外気が通風路内を固定子鉄心の軸方向中心付近ま
で到達することができ、その際に、外気は固定子鉄心の
外周面を長い距離に渡って流通し、固定子鉄心において
発生する熱を奪うので、固定子鉄心を効率良く冷却する
ことができる。

【００３１】この場合、排気口を外殻の軸方向に延びる
長孔状をなし且つ外殻の軸方向端部側から固定子鉄心の
軸方向中心側に向かって幅広になるように形成し（請求
項２）、または排気口を外殻の軸方向に延びる長孔状の
ものを周方向に複数個並べて形成し、この周方向並び個
数を外殻の軸方向端部側よりも固定子鉄心の軸方向中心
側の方が多くなるようにし（請求項３）、或いは排気口
を周方向に延びる長孔状のものを軸方向に複数個並べて
形成し、それらを軸方向中心側のものほど周方向長さが
長くなるように設定すること（請求項４）により、容易
に、排気口の外殻の周壁部の軸方向各部における開口面
積を外殻の軸方向端部側よりも固定子鉄心の軸方向中心
側の方が大きくなるように形成することができる。

【００３２】特に、請求項２の回転電機によれば、排気
口を外殻の軸方向に延びる長孔状に形成し、その開口幅
を外殻の軸方向端部側から固定子鉄心の軸方向中心側に
向かって広くなるように形成したので、通風路内に流入
した空気は排気口から徐々に排出されながら固定子鉄心
の軸方向中心側に向かうようになる。従って、固定子鉄
心の軸方向中心付近に到達する空気量が増えるので、固
定子鉄心の冷却性能が向上すると共に、空気の排出性が
良くなり外殻内に取り込まれる空気量が増すので、回転
電機全体の冷却性能も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す半縦断側面図

【図２】正面図

【図３】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図４】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図５】本発明の第４実施例を示す図１相当図

【図６】従来構成を示す図１相当図

【図７】図２相当図

【符号の説明】

１は外殻、２は固定子枠（周壁部）、６，２２，２３，
２４，２５，２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，
２６ｅは排気口、８は通風路、９は固定子鉄心を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外殻の周壁部とこの外殻内に配置された
   固定子鉄心との間に軸方向に延びる通風路を周方向に沿
   って複数形成し、外殻内に取り入れられて通風路内に流
   入した外気を外殻の周壁部に形成された排気口から外部
   に排出するようにしたものにおいて、 前記各通風路に対応する前記排気口は、前記外殻の周壁
   部の軸方向各部における開口面積が外殻の軸方向端部側
   よりも前記固定子鉄心の軸方向中心側の方が大きくなる
   ように形成されていることを特徴とする回転電機。
2. 【請求項２】 各通風路に対応する排気口は、外殻の軸
   方向に延びる長孔状をなし且つ外殻の軸方向端部側から
   固定子鉄心の軸方向中心側に向かって幅広となるよう形
   成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電
   機。
3. 【請求項３】 各通風路に対応する排気口は、外殻の軸
   方向に延びる長孔状にして周方向に複数個並べて形成さ
   れ、それら排気口の周方向並び個数は外殻の軸方向端部
   側から固定子鉄心の軸方向中心側の方が多くなっている
   ことを特徴とする請求項１記載の回転電機。
4. 【請求項４】 各通風路に対応する排気口は、周方向に
   延びる長孔状にして軸方向に複数個並べて形成され、そ
   れら排気口は外殻の端部側から固定子鉄心の軸方向中心
   側のものほど周方向長さが長く設定されていることを特
   徴とする請求項１記載の回転電機。