JPH1118367A - Motor - Google Patents
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- JPH1118367A JPH1118367A JP17638797A JP17638797A JPH1118367A JP H1118367 A JPH1118367 A JP H1118367A JP 17638797 A JP17638797 A JP 17638797A JP 17638797 A JP17638797 A JP 17638797A JP H1118367 A JPH1118367 A JP H1118367A
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- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、モータの冷却方法
を改善した構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure for improving a motor cooling method.
【0002】[0002]
【従来の技術】モータの構造上、外側にあって固定され
ているステータの鉄心及びコイルで発生した熱は逃しや
すい。しかし回転体であるロータコアは、軸受によって
フレーム内の熱伝導性の悪い空気の中に支持されてい
る。このため、水中モータのようにフレーム外周に冷却
水が存在する場合でも、ロータで発生する熱が外部に逃
げにくく、予想以上にロータが発熱しコイルの損傷に至
る場合がある。2. Description of the Related Art Due to the structure of a motor, heat generated by a core and a coil of a stator, which is fixed outside, is easily released. However, the rotor core, which is a rotating body, is supported by bearings in air having poor heat conductivity in the frame. For this reason, even when cooling water exists around the frame as in an underwater motor, the heat generated by the rotor is difficult to escape to the outside, and the rotor may generate more heat than expected, leading to coil damage.
【0003】モータロータの熱を効率的に外部に放出す
るようにしたモータとして、図3に示すようなものがあ
る。これは、筒状のフレーム1の内部の空間に、主軸2
と、この主軸を取り囲んで該主軸に一体に取り付けられ
たロータ3と、このロータ3を取り囲むステータ4を備
えている。FIG. 3 shows a motor that efficiently discharges heat from a motor rotor to the outside. This is because the main shaft 2 is located in the space inside the cylindrical frame 1.
And a rotor 3 surrounding the main shaft and integrally attached to the main shaft, and a stator 4 surrounding the rotor 3.
【0004】フレーム1の内部には、軸方向両側に端部
空間(コア室)11,12が形成され、主軸2とロータ
3の間にロータ通風路6が形成され、フレーム1には軸
方向に延びる突条7が形成され、この内側にフレーム通
風路8が形成されている。そして、主軸2には、前記通
風路(循環流路)6,8を介して2つの端部空間の間で
内部の気体を循環させるファン5が一体に取り付けられ
ている。[0004] Inside the frame 1, end spaces (core chambers) 11 and 12 are formed on both sides in the axial direction, and a rotor ventilation passage 6 is formed between the main shaft 2 and the rotor 3. Is formed, and a frame ventilation passage 8 is formed inside the ridge 7. The main shaft 2 is integrally provided with a fan 5 for circulating gas inside the two end spaces via the ventilation passages (circulation passages) 6 and 8.
【0005】さらに、ロータ3の端面を構成するエンド
リング9には外方に突出する板状のフィン10が形成さ
れており、これによってロータ3と流通する気体との熱
交換のための面積を増やして冷却効率を向上させてい
る。Further, plate-like fins 10 protruding outward are formed on an end ring 9 constituting an end surface of the rotor 3, thereby reducing an area for heat exchange between the rotor 3 and flowing gas. It increases the cooling efficiency.
【0006】このモータにおいては、ロータ3の回転に
伴ってファン5によって外周方向に吐き出された冷却空
気はフレーム通風路8に導かれ、ここにおいてフレーム
1の外側にある冷却水によって冷やされ、図3の矢印で
示すように降下しながら下部コア室11に導入される。
この冷却された空気は、さらにファン5の吸引により、
主軸2とロータコア3との間に形成されたロータ通風路
6に導かれ、ここでロータコア3にて発生した熱を奪い
ながら、矢印で示すように上昇し、上部コア室12に到
達し、ファン5の吸込口に戻る。In this motor, the cooling air discharged in the outer peripheral direction by the fan 5 with the rotation of the rotor 3 is led to the frame ventilation passage 8, where it is cooled by the cooling water outside the frame 1, and It is introduced into the lower core chamber 11 while descending as shown by the arrow 3.
The cooled air is further sucked by the fan 5 to
It is guided to a rotor ventilation passage 6 formed between the main shaft 2 and the rotor core 3, where it rises as indicated by an arrow while taking heat generated in the rotor core 3, reaches the upper core chamber 12, and receives a fan. Return to suction port 5.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】前記のような従来のモ
ータにおいては、図4に示すように、下部コア室11か
らファン5の吸引によりロータ通風路6に導かれた気体
は、ロータ通風路6の入口近傍に設けられたロータコア
3の放熱用フィン10の作用によって外周側に曲げられ
る。そのため、ロータ通風路6に導かれるロータ冷却用
空気の量が不足し、ロータコア3の冷却が十分になされ
ないため、予想以上に温度が上昇することがあった。In the conventional motor as described above, as shown in FIG. 4, the gas introduced into the rotor ventilation passage 6 by suction of the fan 5 from the lower core chamber 11 is supplied to the rotor ventilation passage. 6 is bent to the outer peripheral side by the action of the heat radiation fins 10 of the rotor core 3 provided near the entrance of the rotor core 6. Therefore, the amount of the rotor cooling air guided to the rotor ventilation passage 6 is insufficient, and the rotor core 3 is not sufficiently cooled, so that the temperature may rise more than expected.
【0008】また、ロータ通風路を設けるために主軸を
特殊な形状にするか、ロータの主軸近傍に軸方向の穴を
多数設けなければならないため、加工コストが高くなる
とともに、径方向寸法が大きくなり、モータが全体とし
て大きくなってしまう。さらにロータ上部にファンを設
け、そのための空間を確保しなければならないので、こ
れもモータの小型化や低価格化の障害になっていた。Further, the main shaft must be formed in a special shape to provide the rotor ventilation passage, or a large number of axial holes must be provided in the vicinity of the main shaft of the rotor, so that the machining cost is increased and the radial dimension is increased. As a result, the motor becomes large as a whole. Further, a fan must be provided above the rotor, and a space for the fan must be ensured, which has also been an obstacle to downsizing and cost reduction of the motor.
【0009】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたもので、モータを効率的に冷却しつつ小型化と低
コスト化を達成することができるモータを提供すること
を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a motor that can achieve downsizing and cost reduction while efficiently cooling the motor.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、フレームと、該フレーム内に回転可能に設けられた
主軸と、この主軸を取り囲んで一体に取付けられたロー
タと、該ロータを取り囲むステータとを備え、これらス
テータとロータの軸方向両端部に形成された2つの端部
空間を連絡してこれらの端部空間に冷却流体を循環流通
させる循環流路が形成されたモータにおいて、前記循環
流路の少なくとも1つは前記主軸の軸孔として形成され
ていることを特徴とするモータである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a frame, a main shaft rotatably provided in the frame, a rotor integrally surrounding the main shaft, and a rotor. A motor having a surrounding stator and a circulation flow path for communicating two end spaces formed at both axial end portions of the stator and the rotor and circulating a cooling fluid through these end spaces. At least one of the circulation channels is formed as a shaft hole of the main shaft.
【0011】これにより、主軸に通常その軸線に沿って
軸孔を形成し、これを冷却流体である空気その他の流体
の循環流路の一部として用いるので、軸の外部に往復の
循環流路を設ける必要がなく、その分モータ全体を小径
にすることができる。勿論、主軸を中空にしたことによ
り剛性を補う必要はあるが、そのために大径化する率は
小さい。通常、循環流路の他方は、ステータとフレーム
の間に形成し、フレームからの放散や伝熱によって外部
に放熱する。Thus, a shaft hole is generally formed in the main shaft along the axis thereof, and the shaft hole is used as a part of a circulation passage of air or other fluid as a cooling fluid. Need not be provided, and the entire motor can be reduced in diameter accordingly. Of course, it is necessary to supplement the rigidity by making the main shaft hollow, but the rate of increasing the diameter is small. Usually, the other of the circulation flow path is formed between the stator and the frame, and radiates heat to the outside by heat dissipation and heat dissipation from the frame.
【0012】請求項2に記載の発明は、前記1つの循環
流路は、いずれか一方の端部空間において前記軸孔から
径方向に延びる遠心流路を有することを特徴とする請求
項1に記載のモータである。これにより、モータの回転
に伴う遠心力によって発生する流体移送作用を利用し
て、主軸内に冷却用流体を流し、端部空間に循環させ
る。The invention according to claim 2 is characterized in that the one circulation flow path has a centrifugal flow path extending radially from the shaft hole in one of the end spaces. Motor. Thus, the cooling fluid is caused to flow in the main shaft and circulates in the end space by utilizing the fluid transfer action generated by the centrifugal force accompanying the rotation of the motor.
【0013】請求項3に記載の発明は、前記ロータ端面
にフィンが形成され、前記遠心流路は該フィンに向けて
開口していることを特徴とする請求項2記載のモータで
ある。これにより、ロータのフィンによる吸い込み効果
をも利用して、流体を効率良く循環させることができ
る。According to a third aspect of the present invention, there is provided the motor according to the second aspect, wherein a fin is formed on the end face of the rotor, and the centrifugal flow path is open toward the fin. Thus, the fluid can be efficiently circulated by utilizing the suction effect of the fins of the rotor.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照してこの発明
の実施の形態の乾式水中モータを説明する。なお、従来
の構成と同様の箇所については符号を同一とし、説明を
省略する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a dry type underwater motor according to an embodiment of the present invention. The same parts as those in the conventional configuration are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
【0015】図1に示すように、主軸2には、軸線に沿
って軸孔20が形成され、これは上端側は上端面に開口
し、下端側はロータ3のフィン10に対応する位置まで
延びている。軸孔20の下端にはさらに径方向に延びる
複数の遠心流路21が形成されている。主軸2はその上
端面がフレーム1との間に隙間を形成するように天板に
取り付けた軸受22により支持されており、この軸受2
2には主軸2の上面の軸孔20の開口部を上部コア室1
2と連絡する流通孔23が形成されている。As shown in FIG. 1, a shaft hole 20 is formed in the main shaft 2 along the axis, and the shaft hole 20 is opened at the upper end side and opened to the position corresponding to the fin 10 of the rotor 3 at the lower end side. Extending. At the lower end of the shaft hole 20, a plurality of centrifugal flow paths 21 further extending in the radial direction are formed. The main shaft 2 is supported by a bearing 22 attached to a top plate such that an upper end surface thereof forms a gap with the frame 1.
In the upper core chamber 1, the opening of the shaft hole 20 on the upper surface of the main shaft 2 is provided.
A communication hole 23 communicating with the second hole 2 is formed.
【0016】この実施の形態では、ステータ4とフレー
ム1の間のフレーム通風路8は形成されているが、ロー
タ3と主軸2の間のロータ通風路は形成されていない。
従って、先の実施の形態のように主軸2の外周面に突条
の加工はされておらず、主軸2の外径及びロータ3の内
径が小さくなり、モータ全体の外径も小さくすることが
できる。むしろ、ロータ3内面と主軸の外面を密着させ
て主軸2への伝熱によりロータ3を冷却するようにして
いる。気体流路として軸孔20が形成されているが、こ
れによる主軸外径への影響は非常に小さい。In this embodiment, a frame ventilation path 8 is formed between the stator 4 and the frame 1, but a rotor ventilation path between the rotor 3 and the main shaft 2 is not formed.
Therefore, no ridge is formed on the outer peripheral surface of the main shaft 2 as in the previous embodiment, and the outer diameter of the main shaft 2 and the inner diameter of the rotor 3 are reduced, and the outer diameter of the entire motor is also reduced. it can. Rather, the inner surface of the rotor 3 is brought into close contact with the outer surface of the main shaft to cool the rotor 3 by transferring heat to the main shaft 2. Although the shaft hole 20 is formed as a gas flow path, the influence on the outer diameter of the main shaft is very small.
【0017】以下、この発明の実施の形態の作用を説明
する。モータを動作させると、主軸2の回転に伴い、遠
心流路21において作用する遠心力により、遠心流路2
1にある空気が径方向外方に吐出される。この主軸2の
持つ遠心流体機械の作用により、図に矢印で示すよう
に、遠心流路21、下部コア室11、フレーム流路8、
上部コア室12、流通孔23、軸孔20、遠心流路21
と循環する気体循環流が構成される。The operation of the embodiment of the present invention will be described below. When the motor is operated, the centrifugal flow 2
1 is discharged radially outward. Due to the action of the centrifugal fluid machine of the main shaft 2, the centrifugal flow path 21, the lower core chamber 11, the frame flow path 8,
Upper core chamber 12, flow hole 23, shaft hole 20, centrifugal flow path 21
And a gas circulating flow circulating.
【0018】この循環気体はフレーム通風路8において
フレーム1の外側にある水や外気によって冷やされ、上
部コア室12、軸孔20、下部コア室11を循環する過
程で各部を冷却する。このような冷却空気の循環システ
ムにより、主軸2及びロータコア3を効率良く冷却する
ことができる。この実施の形態では、遠心流路21は下
部コア室11のロータフィン10に向けて開口している
ので、ロータフィンによる遠心効果も相乗的に作用して
冷却空気の循環量を増加できるため、より高い冷却効果
が得られる。This circulating gas is cooled by water or outside air outside the frame 1 in the frame ventilation passage 8, and cools each part in the process of circulating through the upper core chamber 12, the shaft hole 20, and the lower core chamber 11. With such a cooling air circulation system, the main shaft 2 and the rotor core 3 can be efficiently cooled. In this embodiment, since the centrifugal flow path 21 is open toward the rotor fins 10 of the lower core chamber 11, the centrifugal effect of the rotor fins also acts synergistically to increase the amount of cooling air circulation. A higher cooling effect can be obtained.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、主軸に形成した軸孔を冷却流体である空気その他の
流体の循環流路の一部として用いるので、主軸を介して
ロータコアを冷却すると共に、フレーム内空気を循環さ
せてステータコイルをも冷却することができ、かつ軸の
外部に往復の循環流路を設ける必要がないのでその分モ
ータ全体を小径にすることができる。As described above, according to the present invention, since the shaft hole formed in the main shaft is used as a part of the circulation flow path of air or other fluid as a cooling fluid, the rotor core is cooled through the main shaft. In addition, the air in the frame can be circulated to cool the stator coil, and there is no need to provide a reciprocating circulation flow path outside the shaft, so that the entire motor can be reduced in diameter accordingly.
【0020】また、軸孔から径方向に延びる遠心流路を
設けることにより、モータの回転に伴う遠心力によって
発生する流体移送作用を利用して、簡便な冷却構造でロ
ータコアの発生熱を効率良く奪い、ステータコイルを冷
却し、モータの小型化を実現することができるととも
に、従来使用していたファンを不要にし、ロータ通風路
を設けるための主軸やロータコアの特殊形状を排除でき
るため、モータの低価格化にも貢献できる。Further, by providing a centrifugal flow path extending in the radial direction from the shaft hole, the fluid generated by the centrifugal force generated by the rotation of the motor is used to efficiently transfer the heat generated by the rotor core with a simple cooling structure. It is possible to reduce the size of the motor by taking away the cooling of the stator coil and to eliminate the fan used conventionally, and to eliminate the special shape of the main shaft and rotor core for providing the rotor ventilation path, It can also contribute to lower prices.
【0021】さらに、この発明は、既に完成したモータ
の性能が不充分である場合に、主軸に冷却構造を追加で
加工することができ、充分な冷却作用を付与することが
可能となる。本発明は、乾式水中モータに限らず、液封
水中モータさらに陸上用のモータにも適用可能である。Further, according to the present invention, when the performance of the already completed motor is insufficient, a cooling structure can be additionally formed on the main shaft, and a sufficient cooling effect can be imparted. The present invention is applicable not only to a dry-type underwater motor, but also to a liquid-sealed underwater motor and a land-based motor.
【図1】本発明の第1の実施の形態の水中モータの全体
の構成を示す部分断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating an entire configuration of a submersible motor according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1のA−A矢視図である。FIG. 2 is a view as viewed in the direction of arrows AA in FIG. 1;
【図3】従来の水中モータの(a)全体図、(b)横断
面図である。FIG. 3A is an overall view of a conventional underwater motor, and FIG.
【図4】従来のモータにおける下部コア室内部の冷却空
気の循環を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing circulation of cooling air inside a lower core chamber in a conventional motor.
1 フレーム 2 主軸 3 ロータ 4 ステータ 8 フレーム通風路 9 エンドリング 10 フィン 11 下部コア室 12 上部コア室 20 軸孔 21 遠心流路 22 軸受 23 流通孔 24 拡径部 25 遠心流路 26 吸込流路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Frame 2 Main shaft 3 Rotor 4 Stator 8 Frame ventilation path 9 End ring 10 Fin 11 Lower core chamber 12 Upper core chamber 20 Shaft hole 21 Centrifugal flow path 22 Bearing 23 Flow hole 24 Large diameter part 25 Centrifugal flow path 26 Suction flow path
Claims (3)
設けられた主軸と、この主軸を取り囲んで一体に取付け
られたロータと、該ロータを取り囲むステータとを備
え、 これらステータとロータの軸方向両端部に形成された2
つの端部空間を連絡してこれらの端部空間に冷却流体を
循環流通させる循環流路が形成されたモータにおいて、 前記循環流路の少なくとも1つは前記主軸の軸孔として
形成されていることを特徴とするモータ。1. A frame comprising: a frame; a main shaft rotatably provided in the frame; a rotor surrounding the main shaft and integrally mounted; and a stator surrounding the rotor; 2 formed at both ends
In a motor having a circulation flow path that connects two end spaces and circulates a cooling fluid through these end spaces, at least one of the circulation flow paths is formed as a shaft hole of the main shaft. A motor characterized by the following.
端部空間において前記軸孔から径方向に延びる遠心流路
を有することを特徴とする請求項1に記載のモータ。2. The motor according to claim 1, wherein the one circulation flow path has a centrifugal flow path extending radially from the shaft hole in one end space.
記遠心流路は該フィンに向けて開口していることを特徴
とする請求項2記載のモータ。3. The motor according to claim 2, wherein a fin is formed on the rotor end face, and the centrifugal flow path is open toward the fin.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17638797A JPH1118367A (en) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17638797A JPH1118367A (en) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1118367A true JPH1118367A (en) | 1999-01-22 |
Family
ID=16012768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17638797A Pending JPH1118367A (en) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1118367A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000287303A (en) * | 1999-03-29 | 2000-10-13 | Unisia Jecs Corp | Electric generator unit |
| JP2013110910A (en) * | 2011-11-24 | 2013-06-06 | Toyota Motor Corp | Rotary electric machine |
| JPWO2024053058A1 (en) * | 2022-09-08 | 2024-03-14 | ||
| CN117767660A (en) * | 2023-12-25 | 2024-03-26 | 中车株洲电机有限公司 | Ultra high speed motor |
-
1997
- 1997-06-17 JP JP17638797A patent/JPH1118367A/en active Pending
Cited By (5)
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| CN117767660A (en) * | 2023-12-25 | 2024-03-26 | 中车株洲电机有限公司 | Ultra high speed motor |
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