JPH0880009A - 全閉外扇形回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 固定子鉄心の外周に、積厚全長に亘り円周
上複数列の外周側に向けた凸形の突起を設けると共に、
固定子枠の内周に、軸方向には前記固定子鉄心積厚全長
を包含し、円周方向には前記突起と同列数で、前記固定
子鉄心を嵌合したとき所望の隙間ができるように外周側
に向けた凹形の溝を設け、突起と溝との間に熱伝達率の
高い材料を充填させて固定子鉄心と固定子枠とを密着さ
せたものである。 【効果】 固定子鉄心の外周部と固定子枠の内周部と
の接触面積は従来技術の固定子鉄心の外周部と固定子枠
の内周部との接触面積に比べて大幅に増加する。これに
より、この部分の熱抵抗を低減でき、その結果として回
転電機全体の冷却性能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】本発明は全閉外扇形回転電機の冷
却改善に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の全閉外扇形回転電機の構造につい
て図１１及び図１２を参照して説明する。この全閉外扇
形回転電機は、固定子枠外周の円周上で複数列に軸方向
に延びる冷却フィンを有し、外扇により発生する外気冷
却風を外扇カバーによって前記冷却フィン間に導き冷却
を行う。

【０００３】即ち図において、１は固定子コイル、２は
固定子鉄心、３は固定子枠であり、その外周には円周上
複数列の軸方向に延びる冷却フィン３ａを有し、内周に
は円周上複数列の軸方向に延びる溝３ｂを有する。４は
冷却フィン３ａの相互間で形成される外気冷却風通風
路、５は固定子枠３に固定子鉄心２を嵌合したときに溝
３ｂの部分に形成される内気循環路である。６は回転子
であって、回転子軸７に嵌着されている。８は回転子軸
７に取り付けられた外扇、９は回転子軸７に取り付けら
れた内扇である。回転子６，回転子軸７には、円周上複
数列の軸方向に延びる通風穴６ａ，通風溝７ｂが形成さ
れ、前記内気循環路５との間を内扇９の回転により発生
した内気冷却風が循環している。回転子軸７は軸受１０
を介して軸受ブラッケト１１に回転自在に承認されてい
る。１２は外扇８を覆う外扇カバーであり、外扇８の回
転により発生した外気冷却風を外気冷却風通風路４に導
いている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで対象としている
全閉外扇形回転電機は、機内で発生する損失熱のほとん
どを固定子枠３を介して外部に放出している。しかし、
従来構造においては、固定子鉄心２と固定子枠３との嵌
合部の熱抵抗は非常に大きく、冷却上の阻害部分となっ
ている。これは、固定子枠が円周上に内気循環路５を有
しており、通常においても固定子鉄心２と固定子枠３と
の嵌合部の接触面積に限界があるのに、固定子鉄心２が
打抜鉄板を積層したもので構成されている為、その外周
に鉄板の突出入による多少の凹凸が生じていて、更に固
定子鉄心２と固定子枠３との嵌合部の接触面積が減って
いることによるものである。この冷却上の阻害部分によ
り、従来構造では冷却性能向上には限界があった。

【０００５】従来技術の欠点を低減させる方法として
は、実開昭５６−７１０６２号、実開昭５７−８９３７
２号、実開昭５８−１５３５５８号がある。実開昭５６
−７１０６２号は、固定子枠内周面と固定子鉄心外周面
との間に熱伝導率の高い材料からなる筒状のものを挿入
すると共に、固定子枠内周面と固定子鉄心側端面とに接
触する、断面がＬ形のリングを固定子鉄心両端面に取付
けたものである。この構成は、筒状のものが固定子鉄心
外周面に生ずる凹凸部との密着性を高めることはあまり
期待できない。また、前記の通り固定子鉄心は打抜鉄板
を積層したものであり、鉄心の内外周方向に比べて積層
方向の熱伝導率は非常に小さい為、固定子鉄心側端面か
ら断面がＬ形のリングを介して固定子枠に伝わる熱量は
それほど多くは期待できない。

【０００６】次に実開昭５７−８９３７２号は、固定子
鉄心の積厚より長く、固定子枠より熱伝導率の高い材料
からなる筒状のものを固定子枠内周面と固定子鉄心外周
面との間に挿入したものである。これは前記公報と同
様、筒状のものが固定子鉄心外周面に生ずる凹凸部との
密着性を高めることはあまり期待できない。これらの結
果として、実開昭５６−７１０６２号、５７−８９３７
２号は従来構造に対してほとんど改善が期待できないと
いう欠点がある。

【０００７】続いて実開昭５８−１５３５５８号は、固
定子枠内周面と固定子鉄心との間に熱伝導率の高い物質
よりなる充填層を設けたものである。これは、熱伝導率
の高い物質よりなる充填層が固定子鉄心外周面に生ずる
凹凸部に密着する為、固定子鉄心と固定子枠との嵌合部
の接触面積は前記２公報に比べて多くなる。しかし、前
記した通り固定子枠は円周上に内気循環路を有してお
り、固定子鉄心２と固定子枠３との嵌合部の接触面積は
まだ少なく、阻害部分を完全に除去しきれていないとい
う欠点がある。

【０００８】本発明は前記従来技術の欠点を除去する為
になされるもので、固定子鉄心と固定子枠との嵌合部の
接触面積を増加させて、この部分の熱抵抗を低減させ、
その結果として回転電機全体の冷却性能を向上させるこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の全閉外扇形回転
電機においては、固定子鉄心の外周に、積厚全長に亘り
円周上複数列の外周側に向けた凸形の突起を設けると共
に、固定子枠の内周に、軸方向には前記固定子鉄心積厚
全長を包含し、円周方向には前記突起と同列数で、前記
固定子鉄心を嵌合したとき所望の隙間ができるように外
周側に向けた凹形の溝を設け、突起と溝との間に熱伝達
率の高い材料を充填させて固定子鉄心と固定子枠とを密
着させたものである。（請求項１） なお、固定子枠の構造上、円周上の温度上昇が不均一と
なる場合には、固定子枠の溝と固定子鉄心の突起を、そ
の円周上の感覚が不等配となるように形成させることも
できる。（請求項２） また、固定子枠の溝の幅を固定子鉄心の突起の幅より大
きくとり、固定子枠の溝と固定子鉄心の突起を片側だけ
密着させ、他方の側には内気を循環させる為の隙間を形
成させることもできる。（請求項３）上記隙間は、固定
子枠の溝と固定子鉄心の突起の間隔が円周上不等配の場
合には、円周上の間隔が大きいところにのみ形成させる
こともできる。（請求項４） 一方、固定子枠を内周部分と外周部分とに分割し、内周
部分の軸方向長さを固定子鉄心積厚と同じにし、その内
周部分に設ける溝を機械加工により形成させることによ
り、固定子鉄心と固定子枠とを密着させ、熱伝達の高い
材料を省略することもできる。（請求項５）この場合、
固定子枠の内周部分を軸方向に細かく分割し、機械加工
後に組立てて固定子鉄心積厚と同じ軸方向長さにさせた
り、固定子枠の内周部分を円周方向に細かく分割し、機
械加工後に組立てて溝付円筒形にさせることにより、機
械加工をやり易くすることもできる。（請求項６，７） 固定子枠の内周部分は、固定子鉄心の突起部分に合わせ
た型を製作し、半溶融引き抜き加工によって精度良く形
成させることにより機械加工を省略することもできる。
（請求項８）

【００１０】

【作用】上記のように構成された全閉外扇形回転電機に
おいて、請求項１では、固定子鉄心の外周部と固定子枠
の内周部との接触面積は従来技術の固定子鉄心の外周部
と固定子枠の内周部との接触面積に比べて大幅に増加す
る。これにより、この部分の熱抵抗を低減でき、その結
果として回転電機全体の冷却性能を向上させることがで
きる。

【００１１】請求項２では、円周上の温度が高い部分で
は、固定子枠の溝と固定子鉄心の突起の円周上の間隔を
小さくし、逆に円周上の温度が低い部分ではその間隔を
大きくして、その間隔を不等配にすることにより、円周
上の冷却条件を均一化させ、その結果として円周上の温
度分布を均一化させることができる。

【００１２】請求項３では、回転子の損失熱が大きい場
合、内気はできるだけ多く循環させた方が有利で、前記
内気循環用の隙間は非常に有効に作用する。請求項４で
は、温度分布が円周上不均一で、かつ回転子の熱損失が
大きい場合には、内気循環による隙間を設けることによ
り円周上の温度分布の均一化、及び内気循環量増による
回転子の冷却性向上を図ることができる。

【００１３】請求項５では、固定子鉄心の外周部と固定
子枠の内周部との接触面積は、従来技術に比べれば大幅
に増加し冷却改善ができる。請求項６では、この場合は
請求項５と同じ冷却性能となるが、細かく分割するので
請求項５に比べて内周部分の機械加工がし易くなる。

【００１４】請求項７では、この場合は請求項５と同じ
冷却性能となるが、細かく分割するので請求項５に比べ
て内周部分の機械加工がし易くなる。請求項８では、こ
の場合は請求項５と同じ冷却性能となるが、請求項５に
比べ内周部分の機械加工が不要となる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例の構成について説明す
る。なお、従来を示す図１１及び図１２と同じ部分には
同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。本発明
は図１及び図２に示す如く、固定子鉄心１３の外周に、
積厚全長に亘り円周上複数列の外周側に向けた凸形の突
起１３ａを設ける。そして、固定子枠１４の内周に軸方
向には前記固定子鉄心１３の積厚全長を包含し、円周方
向には前記突起１３ａと同列数で、前記固定子鉄心１３
を嵌合したとき所望の隙間ができるように外周側に向け
た凹形の溝１４ａを設ける。この固定子鉄心外周の突起
１３ａと固定子枠内周の溝１４ａとの間に、熱伝達率の
高い材料１５を充填させてこの高い材料１５を介して固
定子鉄心１３と固定子枠１４とを密着させたものであ
る。

【００１６】次に実施例の作用について説明する。上記
のように構成させることにより、突起１３ａ、凹形の溝
１４ａの部分はそれぞれ全面的に接触し合い、この部分
の接触面積が非常に大きく取れる。そして、この結果と
して、固定子鉄心１３の外周部と固定子枠１４の内周部
との接触面積は従来技術の固定子鉄心２の外周部と固定
子枠３の内周部との接触面積に比べて大幅に増加する。
固定子鉄心と固定子枠との嵌合部の熱抵抗は、固定子鉄
心１３の外周部と固定子枠１４の内周部との接触面積に
反比例するから、この実施例においては、固定子鉄心１
３と固定子枠１４との嵌合部の熱抵抗は従来技術に比べ
て大幅に低減される。

【００１７】以上により本実施例によれば、固定子鉄心
２と固定子枠３との嵌合部の、従来技術における冷却上
の阻害部分を大幅に改善することができる。前記の通
り、ここで対象としている全閉外扇形電動機は機内で発
生する損失熱のほとんどを固定子枠３を介して外部に放
出している為、固定子枠３への伝熱経路の一部である前
記冷却上の阻害部分を大幅に改善することによって、回
転電機全体としての冷却性能を大幅に向上させることが
できる。

【００１８】（第２実施例）図３に示す第２実施例で
は、固定子枠の溝１７ａと固定子鉄心の突起１６ａを、
その円周上の間隔が不等配となるように形成させてい
る。一般的に固定子枠１７の冷却条件は円周上不等配に
なることが多く、温度分布も円周上不均一になり易い。
このような場合、円周上の温度が高い部分では、固定子
枠の溝１７ａと固定子鉄心の突起１６ａの円周上の間隔
を小さくし、逆に円周上の温度が低い部分ではその間隔
を大きくして、その間隔を不等配にすることにより、円
周上の冷却条件を均一化させ、その結果として円周上の
温度分布を均一化させることができる。

【００１９】（第３実施例）図４に示す第３実施例で
は、固定子枠の溝１９ａの幅を固定鉄心の突起１８ａの
幅より大きくとり、固定子枠の溝１９ａと固定子鉄心の
突起１８ａを片側だけ密着させ、他方の側には内気を循
環させる為の隙間２０を形成させている。回転子６の損
失熱が大きい場合、内気はできるだけ多く循環させた方
が有利である。このような場合には前記内気循環用の隙
間２０は非常に有効に作用する。隙間２０を設けること
により、固定子鉄心１３の外周部と固定子枠１４の内周
部との接触面積は、従来技術に比べれて増加しており冷
却改善ができる。

【００２０】（第４実施例）図５に示す第４実施例で
は、固定子枠２２の溝２２ａと固定子鉄心２１の突起２
１ａの円周上の間隔が大きいところにのみ内気を循環さ
せる為の隙間２３を形成させている。温度分布が円周上
不均一で、かつ回転子６の熱損失が大きい場合には、こ
のように構成することにより、円周上の温度分布の均一
化、及び内気循環量増による回転子の冷却性向上を図る
ことができる。

【００２１】（第５実施例）図６に示す第５実施例では
固定子枠２４を内周部分２４１と外周部分２４２とに分
割し、内周部分２４１の軸方向長さを固定子鉄心積厚と
同じにし、その内周部分２４１に設ける溝２４１ａを機
械加工により形成させ、固定子鉄心の突起１３ａと前記
固定子枠２４の内周部分２４１に設けた溝２４１ａを、
熱伝達率の高い材料を介さず密着させるように形成させ
ている。このように構成することによって、固定子鉄心
１３の外周部と固定子枠１４の内周部との接触面積は、
従来技術に比べれば大幅に増加し冷却改善ができる。

【００２２】（第６実施例）図７及び図８に示す第６実
施例では、固定子枠２５の内周部分２５１を軸方向に細
かく分割し、機械加工後に組立てて固定子鉄心積厚と同
じ軸方向長さに形成させている。この場合は第５実施例
と同じ冷却性能となるが、細かく分割するので第５実施
例に比べて内周部分２５１の機械加工がし易くなる。

【００２３】（第７実施例）図９に示す第７実施例で
は、固定子枠２６の内周部分２６１を円周方向に細かく
分割し、機械加工後に組立てて溝付き円筒形に形成させ
ている。この場合は第６実施例同様、第５実施例と同じ
冷却性能となるが、細かく分割するので第５実施例に比
べ内周部分２６１の機械加工がし易くなる。

【００２４】（第８実施例）図１０に示す第８実施例で
は固定子鉄心１３の突起１３ａに合わせた型を製作し、
固定子枠２７の内周部分２７１を反溶融引き抜き加工に
より形成させている。この場合は第５実施例と同じ冷却
性能となるが、第５実施例に比べ内周部分２７１の機械
加工が不要となる。

【００２５】

【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば、固定子
鉄心外周と固定子枠内周との嵌合部の構造を従来に対し
て改善し、その接触面積を従来技術に対して大幅に増加
させることにより、この部分の熱抵抗を従来技術に対し
て大幅に低減させることができる。その結果、回転電機
全体としての冷却性能を従来技術に対して大幅に向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全閉外扇形回転電機を示す
局部拡大縦断面図、

【図２】図１のII−II線に沿った横断面図、

【図３】本発明の他の実施例の装置を示す図２相当図、

【図４】本発明の他の実施例の装置を示す図２相当図、

【図５】本発明の他の実施例の装置を示す図２相当図、

【図６】本発明の他の実施例の装置を示す図２相当図、

【図７】本発明の他の実施例の装置を示す図１相当図、

【図８】図７のVIII−VIII線に沿った図２相当図、

【図９】本発明の他の実施例の装置を示す図２相当図、

【図１０】本発明の他の実施例の装置を示す図２相当
図、

【図１１】従来の全閉外扇形回転電機を示す上半部縦断
面図、

【図１２】図１１のXII −XII 線に沿った図２相当図。

【符号の説明】

２，１３，１６，１８，２１…固定子鉄心 ３，１４，１７，１９，２２，２４，２５，２６，２７
…固定子枠 ３ａ…冷却フィン ３ｂ，１４ａ，１７ａ，１９ａ，２２ａ，２４１ａ，２
５１ａ，２６１ａ，２７１ａ…溝 ８…外扇 １２…外扇カバー １３ａ，１６ａ，１８ａ，２１ａ…突起 １５，２０，２３…隙間 ２４１，２５１，２６１，２７１…内周部分 ２４２，２５２，２６２，２７２…外周部分

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定子枠外周の円周上に複数列軸方向に
   伸びる冷却フィンを有し、外扇により発生する外気冷却
   風を外扇カバーによって前記冷却フィン間に導き冷却を
   行う全閉外扇形回転電機において、固定子鉄心の外周に
   積厚全長に亘り円周上複数列の外周側に向けた突起を設
   け、固定子枠の内周に軸方向には前記固定子鉄心積厚全
   長を包含し円周方向には前記突起と同列数で前期固定鉄
   心を嵌合したとき所望の隙間ができる外周側に向けた溝
   を設け、前記突起と前記溝との間に熱伝達率の高い材料
   を充填させて固定子鉄心と固定子枠とを密着させたこと
   を特徴とする全閉外扇形回転電機。
2. 【請求項２】 固定子枠の溝と固定子鉄心の突起を、そ
   の円周上の間隔が不等配となるように形成させた請求項
   １記載の全閉外扇形回転電機。
3. 【請求項３】 固定子枠の溝と固定子鉄心の突起の幅よ
   り大きくとり、前記溝と前記突起を片側だけ密着させ、
   他方の側には内気を循環させる為の隙間を形成させた請
   求項１記載の全閉外扇形回転電機。
4. 【請求項４】 固定子枠の溝と固定子鉄心の突起の円周
   上の間隔が大きい箇所にのみ内気を循環させる為の隙間
   を形成させた請求項２及び請求項３記載の全閉外扇形回
   転電機。
5. 【請求項５】 固定子枠を内周部分と外周部分とに分割
   して内周部分の軸方向長さを固定子鉄心積厚と同じに
   し、その内周部分に設ける溝を機械加工により形成させ
   て突起と溝を、熱伝達率の高い材料を介さず密着させた
   請求項１乃至請求項４記載の全閉外扇形回転電機。
6. 【請求項６】 固定子枠の内周部分を軸方向に細かく分
   割し、機械加工後に組立てて固定子鉄心積厚と同じ軸方
   向長さにさせた請求項５記載の全閉外扇形回転電機。
7. 【請求項７】 固定子枠の内周部分を円周方向に細かく
   分割し、機械加工後に組立てて溝付き円筒形にさせた請
   求項５記載の全閉外扇形回転電機。
8. 【請求項８】 固定子鉄心の特記部分に合わせた型を製
   作し、固定子枠の内周部分を半溶融引き抜き加工により
   形成させた請求項５記載の全閉外扇形回転電機。