JPH09322479A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転子付近に流通する空気の流量を増加さ
せ、回転子の冷却性能の向上を図る。 【解決手段】 固定子鉄心２９の反負荷側端面に４個の
第１の導風管３９を設け、固定子鉄心２９の負荷側端面
に４個の第２の導風管４０を設ける。第１及び第２の導
風管３９，４０は、固定子コイル３０をスロット３２内
に巻装する際に、各導風管３９，４０を固定子コイル３
０のコイルエンドに挟み込むことにより、固定子コイル
３０に固定している。冷却ファン３５からの送風空気が
流入口３７からフレーム２１内に流入すると、その空気
は通風路３１内に流入して固定子鉄心２９を冷却すると
共に第１の導風管３９により回転子３４に向かい回転子
３４を冷却する。一方、回転子３４の負荷側付近の空気
は第２の導風管４０により流出口３８に向かい外部に排
出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フレームの周壁部
と固定子鉄心との間に冷却風の通風路を形成したモータ
であって、回転子の冷却性能の向上を図ったモータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、モータの全体構成を示してお
り、フレーム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３，４とから
構成され、このフレーム１の図７中左側（以下、反負荷
側とする）に設けられた冷却ファン５からの送風空気に
よって、モータの各部が冷却されるようになっている。

【０００３】フレーム１内には固定子６と回転子７が収
納されており、このうち固定子６の固定子鉄心９は、固
定子枠２の内周部に突設された軸方向に延びるリブ８の
内周に圧入によって取付けられている。このことにより
固定子鉄心９と固定子枠２との間にリブ８によって仕切
られた通風路１０が形成される。

【０００４】冷却ファン５が回転すると、外部の空気は
冷却ファン５と対向する軸受ブラケット３に周方向に沿
って間欠的に形成された流入口１１からフレーム１内に
流入する。フレーム１内に流入した空気の大部分は、固
定子枠２と固定子コイル１２との間の空間Ａに向かい、
通風路１０内に流入する。そして、通風路１０内を図７
中右側（以下、負荷側とする）に向かって流通し、固定
子枠２の負荷側端部に設けられた流出口１３から外部に
排出される。

【０００５】従って、モータの運転に伴い固定子鉄心９
で発生する熱の殆どは、冷却ファン５からの送風空気が
通風路１０内を流通する際に、この空気との間で熱交換
されることにより放熱される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、モータの運転に
伴い、回転子７においても熱が発生する。しかしなが
ら、上記構成のモータの場合、フレーム１内に流入する
空気のほとんどが通風路１０内に流入し、軸受ブラケッ
ト３と固定子コイル１２及び回転子７に囲まれた空間Ｂ
に流入する空気はわずかであるため、回転子７において
発生する熱を十分、放熱することができなかった。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、回転子付近に流通する空気の流量を増
加させ、回転子の冷却性能の向上を図り得るモータを提
供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のモータは、筒状
のフレームの内周部に軸方向に延びる複数個のリブを周
方向に間欠的に突設し、このリブの内側に回転子を包囲
する固定子鉄心を嵌合してフレームの周壁部と固定子鉄
心との間にリブにより仕切られた複数の通風路を形成す
ると共に、前記フレームの一端側にファンを設け、この
ファンにより空気をフレームの一方に形成された流入口
から取入れると共に、他方に形成された流出口から排出
するようにしたモータにおいて、前記固定子鉄心の流入
口が形成された側に、前記流入口からの空気を回転子に
向けて通す導風管を設ける（請求項１）、或いは、さら
に、流出口が形成された側に、回転子付近の空気を流出
口に向けて通す導風管を設けた（請求項２）ところに特
徴を有する。

【０００９】この構成によれば、ファンにより空気は流
入口からフレーム内に流入して通風路に向かうと共に、
流入口が形成された側に設けられた導風管内を通って回
転子にも向かうようになる。そのため、回転子付近に流
通する空気量が増加し、回転子の冷却性能が向上する。
一方、流出口が形成された側にも導風管を設けると、こ
の導風管を通って回転子の他端側付近にある空気は流出
口に向かい、効率良く外部に排出される。

【００１０】この場合、固定子コイルによって固定する
ことにより、簡単な構成で固定子鉄心に取付けることが
できる（請求項３）。また、導風管を固定子コイルに固
定した場合、固定子コイル内に位置する中央部分は回転
軸に対して略垂直となるように、固定子コイル外に位置
する両端部分は回転軸に対して略平行となるように両導
風管を形成すると、導風管が固定子コイルから抜け落ち
ることを極力防止できる（請求項４）。

【００１１】そして、固定子鉄心のスロットに、固定子
コイルが巻装されない空きスロットがあると、流入口か
ら導風管を通って回転子付近に流れてきた空気は、空き
スロットを通って流出口側に向かうようになる。そし
て、空きスロットを流通する際に、空気は固定子鉄心及
び回転子と熱交換するので、より一層、冷却効率が上が
る（請求項５）。また、導風管の外周面に長さ方向に延
びる溝を形成すると、導風管と固定子コイルとの間に隙
間が生じ、この隙間を空気が流通するようになる（請求
項６）。

【００１２】更にまた、流入口側に設けられた導風管の
外周側開口部を流入口に対向させる（請求項７）と、ま
た、流出口側に設けられた導風管の外周側開口部を流出
口に対向させる（請求項８）と、冷却風がより一層、流
通し易くなる。そして、導風管は、固定子コイルの放熱
効果を高めるために鋼材製とすることが好ましい（請求
項９）。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て図１ないし図３を参照して説明する。図１は全体構成
を示しており、モータのフレーム２１は周壁部を構成す
る筒状をなす鋼板製の固定子枠２２と、この固定子枠２
２の両端部に装着された軸受ブラケット２３，２４とか
らなる。軸受ブラケット２３，２４の中央には軸受２
５，２５が装着され、この軸受２５，２５に回転軸２６
が回転可能に支持されている。

【００１４】上記固定子枠２２の内周部には、軸方向に
延びる複数個のリブ２７が周方向に間欠的に突設されて
いる。これらリブ２７の突設端面に内接するように固定
子２８が配設されている。この固定子２８は、リブ２７
に嵌着された環状をなす固定子鉄心２９と、この固定子
鉄心２９に巻装された固定子コイル３０とから構成され
ている。このように固定子鉄心２９がリブ２７の突出端
面に圧入等により取付けられていることにより、固定子
枠２２と固定子鉄心２９との間に、リブ２７によって仕
切られた複数本の通風路３１が周方向に沿って間欠的に
形成される。

【００１５】前記固定子コイル３０は、例えば図３に示
すように、固定子鉄心２９の内周面に形成された複数個
のスロット３２内に挿通されて固定子鉄心２９に巻装さ
れている。この場合、前記複数個のスロット３２のうち
例えば略等間隔に位置する３個のスロットは、モータ駆
動時の騒音や振動低減のため固定子コイル３０が挿通さ
れない空きスロット３３とされている。

【００１６】また、固定子２８の内側には固定子鉄心２
９によって包囲された回転子３４が配設されている。一
方、図１中左側（以下、反負荷側という）の軸受ブラケ
ット２３の外側面には、内部に冷却ファン３５を収納し
たファンケーシング３６が設けられている。この冷却フ
ァン３５は自身で駆動モータを備えており（図示せ
ず）、この冷却ファン３５と対向する反負荷側の軸受ブ
ラケット２３には冷却ファン３５からの送風空気をフレ
ーム２１内に取入れるための流入口３７が周方向に沿っ
て間欠的に形成されている。そして、フレーム２１の冷
却ファン３５とは反対側の部位、例えば固定子枠２２の
図１中右側（以下、負荷側という）端部には流出口３８
がリブ２７の相互間に対応位置するように周方向に沿っ
て間欠的に形成されている。

【００１７】さて、前記固定子鉄心２９の反負荷側端面
には、流入口３７からの空気を回転子３４側へ通す例え
ば４個の第１の導風管３９が図２（ａ）に示すように周
方向に略等間隔に配設されている。一方、固定子鉄心２
９の負荷側端面には、回転子３４付近の空気を流出口３
８に向けて通す例えば４個の第２の導風管４０が、第１
の導風管３９と同様に周方向に略等間隔に配設されてい
る。これら第１及び第２の導風管３９，４０は、例えば
鋼材製からなり、固定子コイル３０により固定されてい
る。

【００１８】具体的には、固定子コイル３０をスロット
３２内に巻装する際に、各導風管３９，４０を固定子コ
イル３０のコイルエンド（固定子鉄心２９の外側に位置
する部分）の間に挟み込むことにより、第１及び第２の
導風管３９，４０は固定子コイル３０に固定されてい
る。尚、第１及び第２の導風管３９，４０は、前記空き
スロット３３の近傍に位置するように固定すると良い。
また、第１及び第２の導風管３９，４０が鋼材製である
ことから、固定子コイル３０で発生する熱が導風管３
９，４０に放熱されやすい。

【００１９】この場合、図２（ｂ）に示すように第１及
び第２の導風管３９，４０のうち、固定子コイル３０内
に位置する中央部分は前記回転軸２６に対して略垂直と
なるように、そして中央部分の両側から延びる端部のう
ち外周側は軸受ブラケット２３，２４に向かって開口す
るように折り曲げられ、内周側は回転子３４側に向かっ
て開口するように折り曲げられて、それぞれ軸方向に平
行となるように形成されている。これにより、第１及び
第２の導風管３９，４０は固定子コイル３０に固定され
たとき、抜け落ち難くなっている。

【００２０】次に、本実施例の作用について述べる。モ
ータと共に冷却ファン３５を起動させると、冷却ファン
３５が回転してフレーム２１外側の空気が流入口３７か
らフレーム２１内の軸受ブラケット２３と固定子２８と
の間の空間Ａに流入する。このとき、固定子コイル３０
には空間Ａにおいて流入口３７と対向するように開口す
る第１の導風管３９が設けられているため、空間Ａに流
入した空気は通風路３１に向かうものと第１の導風管３
９内に流入するものとに分かれる。このうち、通風路３
１に向かう空気は該通風路３１内に流入し、固定子鉄心
２９との間で熱交換を行いながら通風路３１内を負荷側
に向かって流れ、流出口３８から排出される。

【００２１】一方、第１の導風管３９内に流入した空気
は回転子３４側に向かい、流入口３７から軸受ブラケッ
ト２３と固定子コイル３０及び回転子３４とに囲まれた
空間Ｂに僅かに流入した空気と共に、回転子３４の反負
荷側端面近傍に到達する。さらに、この空気は、固定子
鉄心２９に設けられた空きスロット３３を通って回転子
３４の負荷側端面に到達する。このとき、空きスロット
３３内を流通する空気により、固定子鉄心２９との間で
熱交換されると共に、回転子３４との間で熱交換され
る。そして、回転子３４の負荷側端面付近に流入した空
気は、第２の導風管４０を通って流出口３８付近に向か
い、通風路３１内を通ってくる空気と共に流出口３８か
ら外部に排出される。

【００２２】このように本実施例によれば、第１の導風
管３９が設けられていることにより、従来、余り空気が
流通することのなかった空間Ｂ内、特に回転子３４付近
に流入する空気量が増加するので、回転子３４の冷却性
能が向上する。しかも、回転子３４付近に流入した空気
は、固定子鉄心２９の空きスロット３３内を通って負荷
側に向かうので、回転子３４の反負荷側端面において、
回転子３４で発生する熱との間で熱交換が行われた空気
は、空間Ｂ内にいつまでも滞ることない。また、固定子
鉄心２９の空きスロット３３内を流通する空気は、固定
子鉄心２９及び回転子３４を冷却するので、通風路１０
を流通する空気のみによって固定子鉄心９を冷却してい
た従来のもの（図７参照）に比べ、より一層冷却性能が
向上する。さらに、空きスロット３３を通って軸受ブラ
ケット２４と固定子コイル３０及び回転子３４とに囲ま
れた空間Ｃ内に流入した空気は、第２の導風管４０によ
って効率良く流出口３８から外部に排出される。

【００２３】尚、本実施例においては、第１及び第２の
導風管３９，４０を固定子コイル３０のコイルエンドの
間に挟み込むことにより固定しているが、これに限ら
ず、例えばねじ等で固定子鉄心２９に固定するようにし
ても良い。

【００２４】また、固定子鉄心２９のスロット３２の全
てに固定子コイル３０を巻装するようにして空きスロッ
ト３３を設けない構成としても良い。この場合、第１の
導風管３９により回転子３４の反負荷側端面近傍に到達
した空気は、固定子鉄心２９と回転子３４との間の空間
を通って、負荷側に到達するようになる。

【００２５】更に、本実施例においては、固定子鉄心２
９の反負荷側端面及び負荷側端面のいずれにも導風管３
９，４０を設ける構成としたが、反負荷側端面にのみ設
ける構成としても良い。

【００２６】図４は本発明の第２実施例を示したもので
あり、上記した第１実施例とは次の点が異なっている。
すなわち、第１及び第２の導風管３９，４０の外周面
に、長さ方向に延びる複数個の溝４１が形成されている
ことである。この場合、溝４１は、断面円環状の管の外
周面に複数個の断面三角形状の突条部４２を残して例え
ば削り加工することにより形成される。従って、本実施
例では上記した第１実施例の作用効果に加えて次のよう
な作用効果が得られる。

【００２７】第１及び第２の導風管３９，４０を固定子
コイル３０のコイルエンドに挟み込むように固定する
と、各導風管３９，４０の外周面は突条部４２の先端部
分において固定子コイル３０と接することになる。従っ
て、突条部４２により固定子コイル３０と導風管３９，
４０との間に隙間が生じ、その隙間、即ち溝４１を空気
が流通する。そのため、固定子コイル３０において発生
する熱が溝４１を流通する空気に伝わるため、固定子コ
イル３０の放熱効果が高まる。尚、溝４１は、図５に示
すように、突条部４２が断面矩形状となるように形成し
ても良い。

【００２８】また、外周面に溝４１を有する第１及び第
２の導風管３９，４０を形成するに当たって、本実施例
においては導風管３９，４０の外周面を削り加工するこ
とにより形成したが、これに限らず、例えば、平鋼板材
に複数本の溝をそれぞれ平行になるように折り曲げ加工
により形成し、これら溝が軸方向に平行且つ内方に凸と
なるように両端部を溶接して円筒状に成形することによ
り形成しても良い。更に、第１及び第２の導風管３９，
４０をプラスチックで形成しても良い。

【００２９】図６は本発明の第３実施例を示しており、
上記した第１実施例とは次の点が異なっている。すなわ
ち、第２の導風管５１を、その外周側開口部が流出口３
８と対向するように形成したことである。そして、第２
の導風管５１は、外周側開口部を流出口３８と対向させ
るために、当該導風管５１のうち固定子コイル３０外に
位置する外周側部分を回転軸２６に対して垂直になるよ
うに形成し、残りの部分を外周側部分から回転子３４に
向かって傾斜するように形成している。

【００３０】従って、本実施例においては、空きスロッ
ト３３を通って回転子３４の負荷側端面付近に到達した
空気は、第２の導風管５１により直接、流出口３８に向
かうため、効率良く流出口３８から排出される。

【００３１】この場合、第２の導風管５１の外周側端部
は流出口３８と対向して開口するため回転軸２６に対し
て垂直となっているが、固定子コイル３０に挟み込む部
分を回転軸２６に対して傾斜させたことにより、第２の
導風管５１が固定子コイル３０から抜け落ちることを極
力防止できる。

【００３２】尚、上記各実施例では、冷却ファン３５を
フレーム２１の流入口３７側に設ける構成としたが、流
出口３８側に設ける構成としても良い。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のモータによれば、固定子鉄心の一端側に流入口からの
空気を回転子に向けて通す導風管を設けたことにより、
回転子付近に流通する空気量が増加するので、回転子の
冷却性能が向上する。また、固定子鉄心の他端側には、
回転子付近の空気を流出口に向けて通す導風管を設けた
ことにより、回転子付近の空気を効率良く外部に排出す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す全体構成の縦断面図

【図２】（ａ）固定子コイルを負荷側から見た図、
（ｂ）固定子の負荷側部分を第１の導風管の長さ方向の
略中心を通る面で切断し、図示手前側から見た図

【図３】固定子コイルの平面図

【図４】本発明の第２実施例を示す導風管の斜視図

【図５】変形例を示す図４相当図

【図６】本発明の第３実施例を示す図２（ｂ）相当図

【図７】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

２１はフレーム、２２は固定子枠（周壁部）、２６は回
転軸、２７はリブ、２９は固定子鉄心、３０は固定子コ
イル、３１は通風路、３２はスロット、３３は空きスロ
ット、３４は回転子、３５は冷却ファン、３７は流入
口、３８は流出口、３９は第１の導風管、４０，５１は
第２の導風管、４１は溝を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅田 幹男 愛知県名古屋市西区名西二丁目33番10号 東芝エー・ブイ・イー株式会社名古屋事業 所内 (72)発明者 岸本 功 愛知県瀬戸市穴田町991番地 株式会社東 芝愛知工場内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のフレームの内周部に軸方向に延び
   る複数個のリブを周方向に間欠的に突設し、このリブの
   内側に回転子を包囲する固定子鉄心を嵌合してフレーム
   の周壁部と固定子鉄心との間にリブにより仕切られた複
   数の通風路を形成すると共に、前記フレームの一端側に
   ファンを設け、このファンにより空気をフレームの一方
   に形成された流入口から取入れると共に、他方に形成さ
   れた流出口から排出するようにしたモータにおいて、 前記固定子鉄心の前記流入口が形成された側に、前記流
   入口からの空気を回転子に向けて通す導風管を設けたこ
   とを特徴とするモータ。
2. 【請求項２】 筒状のフレームの内周部に軸方向に延び
   る複数個のリブを周方向に間欠的に突設し、このリブの
   内側に回転子を包囲する固定子鉄心を嵌合してフレーム
   の周壁部と固定子鉄心との間にリブにより仕切られた複
   数の通風路を形成すると共に、前記フレームの一端側に
   ファンを設け、このファンにより空気をフレームの一方
   に形成された流入口から取入れると共に、他方に形成さ
   れた流出口から排出するようにしたモータにおいて、 前記固定子鉄心の前記流入口が形成された側に、前記流
   入口からの空気を回転子に向けて通す第１の導風管を設
   けると共に、前記流出口が形成された側に、回転子付近
   の空気を流出口に向けて通す第２の導風管を設けたこと
   を特徴とするモータ。
3. 【請求項３】 導風管は、固定子コイルによって固定さ
   れていることを特徴とする請求項１或いは２記載のモー
   タ。
4. 【請求項４】 導風管は、固定子コイル内に位置する中
   央部分は回転軸に対して略垂直とし、固定子コイル外に
   位置する両端部分は回転軸に対して略平行とするように
   形成されていることを特徴とする請求項３記載のモー
   タ。
5. 【請求項５】 固定子鉄心のスロットには、固定子コイ
   ルが巻装されない空きスロットがあることを特徴とする
   請求項１乃至３のいずれかに記載のモータ。
6. 【請求項６】 導風管の外周面には、長さ方向に延びる
   複数個の溝が形成されていることを特徴とする請求項１
   乃至４のいずれかに記載のモータ。
7. 【請求項７】 流入口側に設けられた導風管の外周側開
   口部は、流入口に対向していることを特徴とする請求項
   １乃至６のいずれかに記載のモータ。
8. 【請求項８】 流出口側に設けられた導風管の外周側開
   口部は、流出口に対向していることを特徴とする請求項
   １乃至６のいずれかに記載のモータ。
9. 【請求項９】 導風管は、鋼材製であることを特徴とす
   る請求項１乃至８のいずれかに記載のモータ。