WO2016009531A1 - 回転電機 - Google Patents

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outer peripheral
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electrical machine
fan
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勧也 藤澤
琢也 川島
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Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
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    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/207—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium with openings in the casing specially adapted for ambient air
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    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/18—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with ribs or fins for improving heat transfer

Definitions

  • the present invention relates to a rotating electrical machine and relates to a rotating electrical machine having a cooling structure for guiding cooling air to the outer surface of the rotating electrical machine.
  • Rotating electrical machines generally tend to be larger in size when trying to achieve higher output and higher torque. Along with the increase in size of the rotating electrical machine, it is necessary to increase the size of the machine-side device in which the rotating electrical machine is incorporated, which causes problems such as restrictions on the installation space of the device and higher costs.
  • ⁇ Cooling fans are often used to improve cooling efficiency against exhaust heat from the housing surface.
  • patent document 1 as an example of the cooling structure using a cooling fan.
  • a cooling fan is provided at the center position on the counter-output shaft side, a plurality of fins extending radially in the radial direction are provided on the outer surface of the end bracket, and the cooling air discharged from the cooling fan is rectified.
  • a structure that improves the cooling efficiency by efficiently leading to the above is disclosed.
  • the cooling fan provided at the center position on the counter-output shaft side is a self-excited fan
  • the motor shaft rotates in both the clockwise and counterclockwise directions.
  • the plurality of fins provided on the outer surface of the end bracket are radially arranged from the rotation axis so that the performance is the same. Therefore, since the cooling air discharged from the self-excited fan is a swirling flow, the cooling air collides with the fins on the outer surface of the end bracket, which has the same center and extends linearly from the inner peripheral side to the outer peripheral side. Becomes ventilation resistance, and the wind speed of the cooling air decreases.
  • every other plurality of fins provided on the outer surface of the end bracket are arranged with respect to the fins on the outer peripheral surface of the housing to be connected. Therefore, the end of the fin on the outer peripheral surface of the housing that is not connected to the fin on the outer surface of the end bracket collides with the cooling air from the cooling fan to generate turbulent flow and the cooling air interferes with each other. Cannot be efficiently guided to the motor body side.
  • An object of the present invention is to cool a rotating electrical machine more efficiently.
  • the present invention includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems.
  • a housing having a plurality of cooling fins extending from the end portion on the counter-output shaft side toward the output shaft side on the outer peripheral surface.
  • An end bracket having a plurality of cooling fins provided on the outer surface of the housing on the side opposite to the output shaft, a cooling fan disposed at a central position on the side opposite to the output shaft, and cooling air from the fan
  • the number of fins on the outer peripheral surface of the housing is the same as the number of fins on the outer surface of the end bracket.
  • the plurality of fins on the outer surface of the end bracket are arranged on the inner peripheral side at an angle along the direction of the cooling air from the fan that is a swirling flow, and on the outer peripheral side, the end cross section is And anti-output shaft side end section of the fins of the housing outer peripheral surface, a rotating electrical machine to reduce opposing the gap without or gap.
  • a housing provided with a plurality of cooling fins on the outer peripheral surface extending from the end portion on the counter-output shaft side toward the output shaft side, and an end bracket provided on the counter-output shaft side of the housing
  • a cooling fan disposed at the center position on the counter-output shaft side, a fan cover that is inclined so that cooling air from the fan is directed toward the housing side, and has a plurality of fins on the inner surface
  • the number of fins on the inner surface of the fan cover is the same as the number of fins on the outer peripheral surface of the housing, and the plurality of fins on the inner surface of the fan cover are swiveled on the inner peripheral side.
  • the fin is disposed at an angle along the direction of the cooling air from the fan, and on the outer peripheral side, the end section of the fin is the same as the end section of the fin on the outer peripheral surface of the housing. Or a rotating electrical machine to reduce opposing the gap.
  • a housing provided with a plurality of cooling fins on the outer peripheral surface extending from the end portion on the counter-output shaft side toward the output shaft side, and a cooling provided on the counter-output shaft side of the housing
  • An end bracket having a plurality of fins on the outer surface, a cooling fan disposed at a central position on the counter-output shaft side, and an inclination so that cooling air from the fan is directed to the housing side.
  • a rotary electric machine having a fan cover having a plurality of fins on the inner surface, the number of fins on the outer peripheral surface of the housing, the number of fins on the inner surface of the fan cover, and the number of fins on the outer surface of the end bracket
  • the plurality of fins on the inner surface of the fan cover are arranged at an angle along the direction of the cooling air from the fan that is a swirling flow on the inner peripheral side, and the fan cover
  • the outer peripheral end cross section of the fin on the surface and the inner peripheral end cross section of the fin on the outer surface of the end bracket face each other without a gap or with a small gap, and on the outer peripheral side, the fin on the outer surface of the end bracket
  • This is a rotating electrical machine in which the cross section on the outer peripheral side of the housing and the cross section on the counter output shaft side of the fin on the outer peripheral surface of the housing face each other without a gap or with a small gap.
  • the cooling efficiency of the rotating electrical machine is improved.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show a rotating electrical machine of Example 1 to which the present invention is applied.
  • FIG. 1 is a view of the surface portion of the end bracket 3 on the counter-output shaft side as viewed from the counter-output shaft side.
  • FIG. 2 shows a side view of the rotating electrical machine of the first embodiment.
  • the rotating electrical machine of the first embodiment includes a housing 5 and a rotating shaft 7 that is an output shaft, and a plurality of fins 6 extending in parallel with the output shaft are provided on the outer peripheral surface of the housing 5.
  • the fins 6 are provided radially from the outer peripheral surface of the housing in the radial direction, for example.
  • the plurality of fins may extend spirally with respect to the output shaft.
  • An end bracket 3 is attached to the side opposite to the output shaft of the housing 5, and a radial inclination is provided on the outer surface of the end bracket 3 toward the outer peripheral side of the housing 5 with the axial center as the center. That is, the outer surface of the end racket 3 has a substantially truncated cone shape.
  • the shape of the outer surface of the end bracket 3 may be a polygonal frustum, a hemispherical shape, or a funnel shape, and is not limited to a truncated cone.
  • a plurality of fins 4 extending from the inner peripheral side to the outer peripheral side are arranged on the outer surface of the end bracket 3.
  • the number of fins 4 is the same as the number of fins 6 provided on the outer peripheral surface of the housing 5.
  • the fins 4 are provided such that the outer peripheral side end portion side is inclined in any of the left and right rotational directions with respect to the central end portion of the end bracket 3.
  • the inclining direction coincides with the turning direction of the turning air blown from the fan described later (in the case of this example, the outer peripheral side end is inclined in the clockwise direction).
  • the outermost end portion of the fin 4 is formed so as to be parallel to the radiation extension line from the center of the end bracket 3.
  • the fin 4 is configured such that the outer end side cross section of the parallel portion and the end bracket side end cross section of the fin 6 on the outer periphery of the housing 5 face each other without a gap or with a small gap, and the cross sections at both ends are close to each other. Or configured to contact. That is, a flow path that is continuous from the inner peripheral side of the end bracket 3 toward the outer periphery of the housing 5 is formed between the pair of fins 4 and 6 whose end sections are opposed to each other.
  • the fin width (thickness) in the vicinity of the end cross section facing at least the fin 6 of the fin 4 is preferably equal to or greater than the fin width (thickness) of the end cross section of the fin 6. More preferred. This is to eliminate the elements (steps and gaps) that become the resistance of the cooling air 8 at the opposing portions of the end section.
  • a separately excited fan 1 that generates cooling air 8 is supported by the fan cover 2 and arranged.
  • the self-excited fan is driven by a motor or the like different from the rotating electric machine, unlike a self-excited fan that generates cooling air by rotating around the rotary shaft 7 with the center of the fan connected to the rotary shaft 7. I am a fan.
  • the cooling air generated by the separately excited fan 1 is a swirling flow (in this example, it is a right swirling with respect to the end bracket 3). Note that the present invention is not limited to the separately excited fan, and may be a self-excited fan, and preferably generates a cooling air that forms a swirling flow with respect to the end bracket 3.
  • the fan cover 2 has a substantially concave inner peripheral shape covering the outer surface of the end bracket 3 and the entire vicinity of the fins 4 and 6 near the opposite output shaft side. Further, a part of the inner periphery of the fan cover 2 is provided with an inclination formed of an annular linear portion, and cooling from the separately excited fan 1 installed at the central portion of the fan cover 2 in the extension line direction of the rotating shaft 7. The wind 8 is guided to the outer peripheral surface of the housing 5.
  • the metallic fan cover 2 such as iron or aluminum is exemplified, but a resin or the like may be used.
  • the corners of the fin 4 on the outer peripheral side and in the opposite output shaft direction have a shape cut out substantially in parallel with the inclination of the inner periphery of the fan cover 2, and the fan cover 2 is When installed, the top of the notch and the inclined portion of the fan cover 2 are configured to be close to or in contact with each other.
  • FIGS. 3A and 3B are views of the surface portion of the end bracket 3 as viewed from the side opposite to the output shaft
  • FIG. 3B is a view of the rotating electrical machine as viewed from the side.
  • the cooling air 8 discharged from the fan 1 in a swirling manner flows along the fins 4 on the outer surface of the end bracket 3 arranged along the air direction of the cooling air 8 on the inner peripheral side. Further, the cooling air 8 is guided to the outer peripheral side of the end bracket 3 by the inclination applied to the fan cover 2 and the inclination of the outer surface of the end bracket 3 to which the cooling air 8 is blown.
  • the cooling air 8 guided to the outer peripheral side of the end bracket 3 smoothly passes through the gap between the fan cover 2 and the outer peripheral side of the end bracket 3 and the outer peripheral surface of the housing 4 and is discharged to the housing 5 side.
  • the cooling air 8 blown to the end bracket 3 is a swirling air. Since the outer periphery side of the fin 4 is inclined toward the turning direction of the swirl wind, the linear component of the cooling air that collides with the fin 4 proceeds to the outer periphery side without being attenuated by the inclination of the fin 4. That is, it proceeds to the outer peripheral side while maintaining the wind pressure. The amount of cooling air traveling on the surface of the end bracket 3 and the surface of the housing 5 becomes large, and the cooling efficiency is improved.
  • the flow path secured by both has a large air volume. This prevents the cooling air from diffusing and generating turbulent flow, and allows the cooling air 8 to flow to the outer periphery of the housing 5 more efficiently.
  • the fins 4 are inclined toward the outer peripheral side, the fin length is longer than that in the case where the fins 4 are formed in a radial straight line from the center of the end bracket 3, and the heat dissipation elements (fins 4 and end 4) of the end bracket 3 are increased. There is also an effect that the outer surface of the bracket 3 is increased.
  • the cooling efficiency by the fins 4 and 6 it is possible to expect power saving and downsizing of the separately excited fan 1. That is, in the rotating electrical machine of this embodiment, the amount of air flowing through the surfaces of the end bracket 3 and the housing 4 is increased as compared with the rotating electrical machine to which the configuration of the present embodiment is not applied. Therefore, the size of the separately excited fan 1 can be reduced.
  • the shape of the end bracket 3 is a substantially frustum shape to improve the flow efficiency of the cooling air.
  • the rotating electrical machine is a servo motor
  • the end on the side opposite to the output shaft is provided.
  • an encoder for measuring the number of rotations or the like is built in the bracket 3 side.
  • a configuration in which the inside of the frustum-shaped end bracket 3 is a space with a built-in encoder is also possible.
  • a self-excited fan cannot be installed on the non-output shaft side, and a cooling structure using a separately-excited fan may be used. Applying the configuration of the present embodiment to the servo motor can improve the cooling efficiency while maintaining the installation configuration and space of the encoder, and can be said to be one of the particularly preferable applications.
  • FIG. 4 shows the rotating electrical machine of Example 2 to which the present invention is applied.
  • the fins 4 are provided on the outer surface of the end bracket 3 on the side opposite to the output shaft.
  • the fan cover 2 to which the separately excited fan 1 is attached is used instead of the outer surface of the end bracket 3.
  • a plurality of fins 9 are provided on the inner surface.
  • the fin 9 is formed from the inner peripheral side of the inner surface of the fan cover 2 to a position corresponding to the fin 6 on the outer peripheral surface of the housing 5.
  • the number of fins 9 is the same as the number of fins 6 provided on the outer peripheral surface of the housing 5.
  • the fins 9 provided on the inner surface of the fan cover 2 are arranged on the inner peripheral side at an angle along the direction of the cooling air 8 that is swirled from the separately excited fan 1.
  • the fin 9 has a linear shape from the inner peripheral side to the outer peripheral side, is refracted at a certain point, for example, the position of the outer peripheral surface of the housing 5, and is provided linearly toward the outer peripheral side.
  • the outermost end cross-section of the fin 9 and the end cross-section of the fin 6 are configured to face each other without a gap or with a small gap so as to be close to or in contact with each other. Yes.
  • the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the collision between the cooling air 8 and the fins 9 can be mitigated.
  • the turbulent flow generated by colliding with the end of 6 can be suppressed, the cooling air 8 can be smoothly guided to the housing side, and the cooling efficiency of the rotating electrical machine can be improved.
  • the fins 9 can be provided from the vicinity of the separately-excited fan 1, and the rectifying effect of the cooling air is improved.
  • the fin cover 2 of the second embodiment is not required to have a function as a heat dissipation element, so that the fan cover 2 can be easily manufactured at a low cost using a resin or the like. While improving the cooling efficiency of the rotating electrical machine, it is also possible to expect manufacturing cost and weight saving merit. Further, by providing the fan cover 2 with fins 9 and attaching the separately excited fan 1 for integration, it is possible to expect the merit of manufacturing and assembling the rotating electrical machine.
  • FIG. 5 shows a rotating electrical machine of Example 3 to which the present invention is applied.
  • a plurality of fins 4 are provided on the outer surface of the end bracket 3 on the counter-output shaft side, and a plurality of fins are formed on the inner surface of the fan cover 2 to which the separately excited fan 1 located at the center of the counter-output shaft is attached. 9 is provided.
  • the number of fins 4 and fins 9 is the same as the number of fins 6 provided on the outer peripheral surface of the housing 5.
  • the fins 9 provided on the inner surface of the fan cover 2 are arranged on the inner peripheral side at an angle along the direction of the cooling air 8 that is swirled from the separately excited fan 1.
  • the end cross section of the fin 9 formed on the inner surface of the fan cover 2 and the end cross section of the fin 4 formed on the outer surface of the end bracket 3 have no gap or a gap so that they are close to or in contact with each other. It is configured to face less.
  • the fin body composed of the fin 9 and the fin 4 has a linear shape from the inner peripheral side to the outer peripheral side, refracts at a certain point, for example, the position of the outer peripheral surface of the housing 5, and is linear toward the outer peripheral side. Is formed.
  • the end cross section of each fin 4 is opposed to the end cross section of the fin 6 on the outer peripheral surface of the corresponding housing so as to be close to or in contact with each other with little or no gap. Has been.
  • the same effect as in the first or second embodiment is obtained, and the collision between the cooling air 8 and the fin 9 on the inner surface of the fan cover 2 or the fin 4 on the outer surface of the end bracket 3 is achieved. Can be relaxed. Further, it is possible to suppress the occurrence of turbulent flow in the connecting portion between the fin 9 and the fin 4 and the connecting portion between the fin 4 and the fin 6, and to smoothly guide the cooling air 8 to the housing side. Cooling efficiency can be improved.
  • the fins 9 can be provided from the vicinity of the separately excited fan 1 as in the second embodiment, and the rectifying effect of the cooling air is improved.
  • Example 4 is different from Example 1 or Example 2 in the shape of the fin 4 or the fin 9.
  • 6A is a view showing a modification of the fin shape applied to the outer surface of the end bracket as viewed from the side opposite to the output shaft
  • FIG. 6B is a modification of the fin shape applied to the inner surface of the fan cover as viewed from the output shaft.
  • the shape of the fins 4 on the outer surface of the end bracket 3 is arranged along the swirl direction of the cooling air on the inner peripheral side, and is smoothly curved from the inner peripheral side toward the outer peripheral side. For example, it is formed linearly from the position corresponding to the outer periphery of the housing toward the outer peripheral side of the end bracket 3.
  • the fin 9 on the inner surface of the fan cover 2 is arranged along the turning direction of the cooling air on the inner peripheral side, and is smoothly curved from the inner peripheral side toward the outer peripheral side. For example, it is formed linearly from the position corresponding to the outer periphery of the housing toward the outer peripheral side of the end bracket 3.
  • the fins 4 on the outer surface of the end bracket 3 or the fins 9 on the inner surface of the fan cover 2 are smoothly curved from the inner peripheral side toward the outer peripheral side.
  • the cooling efficiency of the rotating electrical machine can be improved.

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Abstract

　冷却ファンからの冷却風を、回転電機表面に効率良く案内する。反出力軸側端部から出力軸側に向かって延伸する冷却用のフィンを外周面に複数備えるハウジングと、前記ハウジングの反出力軸側に設けられる冷却用のフィンを、外表面に複数備えるエンドブラケットと、反出力軸側の中心位置に配置される冷却用のファンと、前記ファンからの冷却風が前記ハウジング側へ向かうように傾斜が施されたファンカバーと、を有する回転電機であって、前記ハウジング外周面のフィンの数と、前記エンドブラケット外表面のフィンの数とは、同数であり、前記エンドブラケットの外表面の複数のフィンは、内周側では、旋回流である前記ファンからの冷却風の風向に沿う角度で配置され、また、外周側では、端部断面が、前記ハウジング外周面のフィンの反出力軸側端部断面と、間隙無く或いは間隙を少なく対向する。

Description

回転電機
　本発明は、回転電機に係り、回転電機の外面に冷却風を案内する冷却構造を有する回転電機に関する。
　回転電機は、大出力化や大トルク化を実現しようとする場合、その体格は一般的に大型化する傾向にある。回転電機の大型化に伴い、回転電機の組み込まれる機械側装置においても大型化が必要になるため、装置の設置スペースの制約や高コスト化などの課題が生じる。
　回転電機においては、駆動状態で負荷印加より発生する銅損や鉄損などの損失を起因として、回転電機内部で熱が発生し、熱伝導によりハウジング表面より放熱される。このハウジング表面の排熱を迅速に行なうことにより、同一出力での小型化が可能となり、低コスト化が図れる。また、同一体格とした場合は、高出力化や大トルク化が可能となる。永久磁石型回転電機においては、回転電機内部の温度上昇が抑制されることから、永久磁石の温度上昇が抑制され、永久磁石の永久減磁に対する耐量が拡大するため、永久磁石の薄型化が可能となり、更なる低コスト化が図れる。
　ハウジング表面の排熱に対する冷却効率の向上のために、冷却ファンがしばしば採用される。冷却ファンを用いた冷却構造の一例として、特許文献１がある。特許文献１には、反出力軸側の中心位置に冷却ファンを設けるとともに、エンドブラケット外表面に径方向に放射状に延びる複数のフィンを設け、冷却ファンから吐き出される冷却風を整流し、ハウジング側へ効率良く導くことで、冷却効率を向上させる構造が開示されている。
特開２０１４－３７８７１号公報
　特許文献１に記載の冷却構造は、反出力軸側の中心位置に設けられる冷却用ファンが自励ファンであるため、モータ軸の回転方向が時計方向、反時計方向のいずれに対しても冷却性能が同一となるように、エンドブラケット外表面に設けられる複数のフィンは回転軸から放射状に対称配置となっている。そのため、自励ファンより吐き出される冷却風は旋回流であることから、中心を同じとし内周側から外周側へ直線状に伸びるエンドブラケット外表面のフィンに、冷却風が衝突し、すなわち、フィンが通風抵抗となり、冷却風の風速が低下してしまう。
　また、特許文献１に記載の冷却構造では、エンドブラケット外表面に設けられている複数のフィンが、連結するハウジング外周面のフィンに対して、一つおきに配置されている。そのため、エンドブラケット外表面のフィンと連結されていないハウジング外周面のフィンの端部と冷却ファンからの冷却風とが衝突することで乱流が生じ、冷却風が相互に干渉するため、冷却風をモータ本体側へ効率良く導くことができない。
　本発明は、より効率良く回転電機の冷却を行うことを目的とする。
　上記課題を達成するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
  本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、反出力軸側端部から出力軸側に向かって延伸する冷却用のフィンを外周面に複数備えるハウジングと、前記ハウジングの反出力軸側に設けられる冷却用のフィンを、外表面に複数備えるエンドブラケットと、反出力軸側の中心位置に配置される冷却用のファンと、前記ファンからの冷却風が前記ハウジング側へ向かうように傾斜が施されたファンカバーと、を有する回転電機であって、前記ハウジング外周面のフィンの数と、前記エンドブラケット外表面のフィンの数とは、同数であり、前記エンドブラケットの外表面の複数のフィンは、内周側では、旋回流である前記ファンからの冷却風の風向に沿う角度で配置され、また、外周側では、端部断面が、前記ハウジング外周面のフィンの反出力軸側端部断面と、間隙無く或いは間隙を少なく対向する回転電機である。
　また、他の一例を挙げるならば、反出力軸側端部から出力軸側に向かって延伸する冷却用のフィンを外周面に複数備えるハウジングと、前記ハウジングの反出力軸側に設けられるエンドブラケットと、反出力軸側の中心位置に配置される冷却用のファンと、前記ファンからの冷却風が前記ハウジング側へ向かうように傾斜が施され、また内面に複数のフィンを備えたファンカバーと、を有する回転電機であって、前記ファンカバー内面のフィンの数と前記ハウジング外周面のフィンの数とは、同数であり、前記ファンカバーの内面の複数のフィンは、内周側では、旋回流である前記ファンからの冷却風の風向に沿う角度で配置され、また、外周側では、フィンの端部断面が、前記ハウジング外周面のフィンの反出力軸側端部断面と、間隙無く或いは間隙を少なく対向する回転電機である。
　また、他の一例を挙げるならば、反出力軸側端部から出力軸側に向かって延伸する冷却用のフィンを外周面に複数備えるハウジングと、前記ハウジングの反出力軸側に設けられる、冷却用のフィンを外表面に複数備えるエンドブラケットと、反出力軸側の中心位置に配置される冷却用のファンと、前記ファンからの冷却風が前記ハウジング側へ向かうように傾斜が施され、また内面に複数のフィンを備えたファンカバーと、を有する回転電機であって、前記ハウジング外周面のフィンの数と、前記ファンカバーの内面のフィンの数と、前記エンドブラケット外表面のフィンの数とは、同数であり、前記ファンカバー内面の複数のフィンが、内周側では、旋回流である前記ファンからの冷却風の風向に沿う角度で配置され、前記ファンカバー内面のフィンの外周側端部断面と、前記エンドブラケット外表面のフィンの内周側端部断面とが、間隙無く或いは間隙を少なく対向し、また、外周側において、前記エンドブラケット外表面のフィンの外周側端部断面と、前記ハウジング外周面のフィンの反出力軸側端部断面とが、間隙無く或いは間隙を少なく対向する回転電機である。
　本発明によれば、回転電機の冷却効率が向上する。
本発明を適用した実施例１のエンドブラケット外表面のフィンを示す図である。 実施例１の回転電機を示す側面図である。 実施例１における冷却風の流れを示す図である。 実施例１における冷却風の流れを示す図である。 本発明を適用した実施例２の回転電機を示す側面図である。 本発明を適用した実施例３の回転電機を示す側面図である。 エンドブラケット外表面に施すフィン形状の変形例を示す図である。 ファンカバー内面に施すフィン形状の変形例を示す図である。
　本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。なお、実施の形態を説明するための各図において、同一の機能を有する要素には同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。
　本発明を適用した実施例１の回転電機を、図１および図２に示す。図１は、反出力軸側のエンドブラケット３の表面部分を、反出力軸側から見た図である。また、図２は、実施例１の回転電機の側面図を示す。
　実施例１の回転電機は、ハウジング５と、出力軸である回転軸７を備えており、ハウジング５の外周面には、出力軸と平行に延びる複数のフィン６が設けられている。フィン６は、例えばハウジングの外周面から径方向に放射状に設けられている。なお、複数のフィンは出力軸に対して螺旋状に延びていてもよい。ハウジング５の反出力軸側には、エンドブラケット３が取り付けられており、エンドブラケット３の外表面には、軸心側を中心としてハウジング５の外周側に向かって放射状の傾斜が設けられる。即ちエンドラケット３の外表面は、概略円錐台の形状を有する。この為、出力軸方向に向かってエンドブラケット３に流れる冷却風が、ハウジング外周に流れやすくなっている。なお、エンドブラケット３の外表面の形状は、多角錐台、半球形又は漏斗形状であってもよく、円錐台に限定されるものではない。
　エンドブラケット３の外表面には、内周側から外周側へ延びる複数のフィン４が配置される。フィン４の数は、ハウジング５の外周面に設けられたフィン６の数と同数である。フィン４は、エンドブラケット３の中央側の端部よりも外周側端部側が左右何れかの回転方向に傾斜して設けられる。傾斜する方向は、後述するファンから送風される旋回風の旋回方向に一致する（本例の場合、外周側端部が右回転方向に傾斜。）。また、フィン４の外周側の最端部はエンドブラケット３の中心からの放射延長線と夫々並行になる様に形成される。フィン４は、この並行部分の外周側端部断面と、ハウジング５外周上のフィン６のエンドブラケット側端部断面とが間隙無く或いは間隙を少なく対向するようになっており、両端部断面が近接又は接触するように構成される。即ち端部断面同士が対向するフィン４、６の組の間に、エンドブラケット３の内周側からハウジング５の外周に向かって連続する流路が形成されるようになっている。
　また、フィン４の少なくともフィン６に対向する端部断面付近のフィン幅（厚さ）は、フィン６の端部断面のフィン幅（厚さ）以上であることが好ましく、両者が同幅であればなお好ましい。端部断面の対向部分において、冷却風８の抵抗となる要素（段差や隙間）を無くす為である。
　回転軸７の反出力軸側延長方向には、冷却風８を生成する他励ファン１がファンカバー２に支持されて配置される。他励ファンとは、ファン中央が回転軸７に接続されて、回転軸７と共回りすることで冷却風を生成する自励ファンとは異なり、回転電機とは別のモータ等により駆動されるファンである。他励ファン１が生成する冷却風は旋回流である（本例では、エンドブラケット３に対して右旋回である。）。なお、本発明は他励ファンに限定されるものではなく自励ファンであってもよく、エンドブラケット３に対して旋回流となる冷却風を生成するものが好適である。
　ファンカバー２は、エンドブラケット３の外表面、フィン４及びフィン６の反出力軸側付近全体を覆う概略凹椀の内周形状を有する。また、ファンカバー２の内周の一部には、環状の直線部分からなる傾斜が設けられており、ファンカバー２の回転軸７延長線方向中央部分に設置された他励ファン１からの冷却風８が、ハウジング５の外周面に案内されるようになっている。なお、本実施例では鉄やアルミ等の金属性のファンカバー２を例示するが、樹脂等であってもよい。
　ここで、図２に示すように、フィン４の外周側且つ反出力軸方向の角は、ファンカバー２内周の傾斜と概略並行に切り欠かかれた形状を有し、ファンカバー２を回転電機に設置した際、この切欠き部分の頭頂部と、ファンカバー２の傾斜部分とが近接又は接触するように構成されている。
　次に、冷却風８の流れを、図３Ａおよび図３Ｂにより説明する。図３Ａは、エンドブラケット３の表面部分を、反出力軸側から見た図であり、図３Ｂは、回転電機を側面から見た図である。ファン１から旋回状に吐き出される冷却風８は、内周側において、冷却風８の風向に沿うように配置されたエンドブラケット３の外表面のフィン４に沿って流れる。また、ファンカバー２に施された傾斜と冷却風８が吹き付けられるエンドブラケット３の外表面の傾斜により、冷却風８はエンドブラケット３の外周側へ導かれる。エンドブラケット３の外周側に導かれた冷却風８は、ファンカバー２と、エンドブラケット３の外周側およびハウジング４の外周面との隙間を滑らかに通過し、ハウジング５側へ吐き出される。
　エンドブラケット３に送風される冷却風８は旋回風である。フィン４は、旋回風の旋回方向に向かって外周側が傾斜することから、フィン４に対して衝突する冷却風の直進成分がフィン４の傾斜分だけ減衰されることなく外周側に進行する。即ち風圧を保持したまま外周側に進行する。エンドブラケット３の表面及びハウジング５の表面を進行する冷却風の風量が大となり、冷却効率が向上する。
　更に、フィン４と、フィン６との端部断面同士が、近接又は接触するように、間隙無く或いは間隙を少なく対向して配置されることから、両者によって確保された流路が、風量が大となった冷却風の拡散や乱流の発生を防止し、より効率良く冷却風８をハウジング５の外周まで流通させることができる。
　更に、フィン４が外周側に向かって傾斜することから、エンドブラケット３の中心から放射直線状に形成される場合に比してフィン長が長くなり、エンドブラケット３の放熱要素（フィン４及びエンドブラケット３外表面）が増加するという効果もある。
　そして、フィン４及び６による冷却効率の向上作用によって、他励ファン１の省電力化や小型化も期待することができる。即ち本実施例の構成を適用しない回転電機に比して、本実施例の回転電機では、エンドブラケット３やハウジング４の表面を流通する風量が増加する。従って、他励ファン１のサイズダウン等も可能となる。
　なお、本実施例では、エンドブラケット３の形状を概略錐台形状とし、冷却風の流通効率を向上させているが、例えば、回転電機がサーボモータである場合には、反出力軸側のエンドブラケット３側に回転数等を計測するエンコーダ等が内蔵される場合がある。錐台形状のエンドブラケット３内部を、エンコーダ内蔵空間とする構成も可能である。特に、エンコーダを必要とする構成では、反出力軸側に自励ファンを設置することができず、他励ファンによる冷却構造を取ることもある。本実施例の構成をサーボモータに適用することは、エンコーダの設置構成や空間を維持しつつ冷却効率を向上させることができ、特に好適な適用例の1つであると言える。
　本発明を適用した実施例２の回転電機を、図４に示す。実施例１では、反出力軸側のエンドブラケット３の外表面にフィン４を設ける構成としたが、実施例２ではエンドブラケット３の外表面ではなく、他励ファン１が取り付けられるファンカバー２の内面に複数のフィン９を設けることを特徴の一つとする。
　フィン９は、ファンカバー２内面の内周側から、ハウジング５の外周面のフィン６に対応する位置まで形成されている。フィン９の数は、ハウジング５の外周面に設けたフィン６の数と同数である。
　ファンカバー２の内面に設けるフィン９は、内周側において、他励ファン１より旋回状に吐き出される冷却風８の風向に沿う角度で配置される。そして、フィン９は、内周側から外周側へ向かい直線形状を成し、ある点、例えばハウジング５の外周面の位置、で屈折し、外周側へ向かい直線状に設けられている。
　そして、実施例１のフィン４と同様に、フィン９の外周最端部断面と、フィン６の端部断面とは、近接又は接触するように、間隙無く或いは間隙を少なく対向して構成されている。
　実施例２の構造とすることにより、実施例１と同様の効果が得られ、冷却風８とフィン９との衝突を緩和することができ、また、冷却風８がハウジング５の外周面のフィン６の端部へ衝突することにより発する乱流を抑制することができ、滑らかにハウジング側へ冷却風８を導くことができ、回転電機の冷却効率を向上することができる。
　また、ファンカバー２にフィン９を設けることにより、他励ファン１の近くからフィンを設けることができ、冷却風の整流効果が向上する。
　また、実施例１のフィン４に比して、実施例２のフィン９自体が放熱要素としての機能は要求されない分、ファンカバー２を樹脂等で安価に製造しやすくなるとも言える。回転電機の冷却効率を向上させつつ製造上のコストや軽量化メリットも期待できる。
  更に、ファンカバー２にフィン９を設け、他励ファン１を取り付けて一体化することにより、回転電機の製造、組み立て面のメリットも期待できる。
　本発明を適用した実施例３の回転電機を、図５に示す。実施例３では、反出力軸側のエンドブラケット３の外表面に複数のフィン４が設けられ、また反出力軸の中心に位置する他励ファン１が取り付けられるファンカバー２の内面に複数のフィン９が設けられている。フィン４およびフィン９の数は、ハウジング５の外周面に設けたフィン６の数と同数である。
　ファンカバー２の内面に設けるフィン９は、内周側において、他励ファン１より旋回状に吐き出される冷却風８の風向に沿う角度で配置される。そして、ファンカバー２の内面に形成されるフィン９の端部断面と、エンドブラケット３の外表面に形成されるフィン４の端部断面とは、近接又は接触するように、間隙無く或いは間隙を少なく対向して構成されている。フィン９とフィン４とで構成されるフィン体は、内周側から外周側へ向かい直線形状を成し、ある点、例えばハウジング５の外周面の位置、で屈折し、外周側へ向かい直線状に形成されている。そして、エンドブラケット３の外周部において、それぞれのフィン４の端部断面が対応するハウジング外周面のフィン６の端部断面と、近接又は接触するように、間隙無く或いは間隙を少なく対向して構成されている。
　実施例３の構造とすることにより、実施例１もしくは実施例２と同様の効果が得られ、冷却風８とファンカバー２の内面のフィン９もしくはエンドブラケット３の外表面のフィン４との衝突を緩和することができる。また、フィン９とフィン４との連結部、フィン４とフィン６との連結部における乱流の発生を抑制することができ、滑らかにハウジング側へ冷却風８を導くことができ、回転電機の冷却効率を向上することができる。
　また、ファンカバー２にフィン９を設けることにより、実施例２と同様に、他励ファン１の近くからフィンを設けることができ、冷却風の整流効果が向上する。
　実施例４は、フィン４或いはフィン９の形状を、実施例１或いは実施例２とは、変えたものである。図６Ａは、反出力軸側から見たエンドブラケット外表面に施すフィン形状の変形例を示す図であり、図６Ｂは、出力軸側から見たファンカバー内面に施すフィン形状の変形例を示す図である。
　図６Ａにおいて、エンドブラケット３の外表面のフィン４の形状は、内周側では冷却風の旋回方向に沿うように配置し、内周側から外周側に向かうにつれて滑らかに湾曲させ、ある点、例えばハウジングの外周に対応する位置よりエンドブラケット３の外周側に向かい直線状に形成する。
　また、図６Ｂにおいて、ファンカバー２の内面のフィン９の形状は、内周側では冷却風の旋回方向に沿うように配置し、内周側から外周側に向かうにつれて滑らかに湾曲させ、ある点、例えばハウジングの外周に対応する位置よりエンドブラケット３の外周側に向かい直線状に形成する。
　本実施例では、エンドブラケット３の外表面のフィン４、或いは、ファンカバー２の内面のフィン９が、内周側から外周に向かうにつれて滑らかに湾曲しているので、冷却風をより滑らかにハウジング側に導くことができ、回転電機の冷却効率を向上することができる。
１　他励ファン
２　ファンカバー
３　エンドブラケット
４　エンドブラケット外表面のフィン
５　ハウジング
６　ハウジング外周面のフィン
７　回転軸（出力軸）
８　他励ファンからの冷却風
９　ファンカバー内面のフィン

Claims (18)

  1. 　反出力軸側端部から出力軸側に向かって延伸する冷却用のフィンを外周面に複数備えるハウジングと、
    　前記ハウジングの反出力軸側に設けられる冷却用のフィンを、外表面に複数備えるエンドブラケットと、
    　反出力軸側の中心位置に配置される冷却用のファンと、
    　前記ファンからの冷却風が前記ハウジング側へ向かうように傾斜が施されたファンカバーと、
    を有する回転電機であって、
    　前記ハウジング外周面のフィンの数と、前記エンドブラケット外表面のフィンの数とは、同数であり、
    　前記エンドブラケットの外表面の複数のフィンは、内周側では、旋回流である前記ファンからの冷却風の風向に沿う角度で配置され、また、外周部では、端部断面が、前記ハウジング外周面のフィンの反出力軸側端部断面と、間隙無く或いは間隙を少なく対向する回転電機。
  2. 　請求項１に記載の回転電機であって、
    　前記エンドブラケット外表面のフィンが、内周側から外周側へ向かい直線形状をなし、ある点で屈折し、外周側へ向かい直線状に形成された回転電機。
  3. 　請求項１に記載の回転電機であって、
    　前記エンドブラケット外表面のフィンが、内周側から外周側に向かうにつれて滑らかに湾曲し、ある点より外周側へ向かい直線状に形成された回転電機。
  4. 　請求項１に記載の回転電機であって、
    　前記エンドブラケットの外表面の複数のフィンの外周側端部近傍の厚みと、前記ハウジング外周面の複数のフィンの反出力軸側近傍の厚みとが、略同一である回転電機。
  5. 　請求項１に記載の回転電機であって、
    　前記冷却用のファンが、他励ファンである回転電機。
  6. 　請求項５に記載の回転電機であって、
    　前記他励ファンが、前記ファンカバーに取り付けられている回転電機。
  7. 　反出力軸側端部から出力軸側に向かって延伸する冷却用のフィンを外周面に複数備えるハウジングと、
    　前記ハウジングの反出力軸側に設けられるエンドブラケットと、
    　反出力軸側の中心位置に配置される冷却用のファンと、
    　前記ファンからの冷却風が前記ハウジング側へ向かうように傾斜が施され、また内面に複数のフィンを備えたファンカバーと、
    を有する回転電機であって、
    　前記ファンカバー内面のフィンの数と前記ハウジング外周面のフィンの数とは、同数であり、
    　前記ファンカバーの内面の複数のフィンは、内周側では、旋回流である前記ファンからの冷却風の風向に沿う角度で配置され、また、外周側では、フィンの端部断面が、前記ハウジング外周面のフィンの反出力軸側端部断面と、間隙無く或いは間隙を少なく対向する回転電機。
  8. 　請求項７に記載の回転電機であって、
    　前記ファンカバー内面のフィンが、内周側から外周側へ向かい直線形状をなし、ある点で屈折し、外周側へ向かい直線状に形成された回転電機。
  9. 　請求項７に記載の回転電機であって、
    　前記ファンカバーの内面のフィンが、内周側から外周側に向かうにつれて滑らかに湾曲し、ある点より外周側へ向かい直線状に形成された回転電機。
  10. 　請求項７に記載の回転電機であって、
    　前記ファンカバー内面のフィンの外周側端部近傍の厚みと、前記ハウジング外周面の複数のフィンの反出力軸側近傍の厚みとが、略同一である回転電機。
  11. 　請求項７に記載の回転電機であって、
    　前記冷却用のファンが、他励ファンである回転電機。
  12. 　請求項１１に記載の回転電機であって、
    　前記他励ファンが、前記ファンカバーに取り付けられている回転電機。
  13. 　反出力軸側端部から出力軸側に向かって延伸する冷却用のフィンを外周面に複数備えるハウジングと、
    　前記ハウジングの反出力軸側に設けられる、冷却用のフィンを外表面に複数備えるエンドブラケットと、
    　反出力軸側の中心位置に配置される冷却用のファンと、
    　前記ファンからの冷却風が前記ハウジング側へ向かうように傾斜が施され、また内面に複数のフィンを備えたファンカバーと、
    を有する回転電機であって、
    　前記ハウジング外周面のフィンの数と、前記ファンカバーの内面のフィンの数と、前記エンドブラケット外表面のフィンの数とは、同数であり、
    　前記ファンカバー内面の複数のフィンが、内周側では、旋回流である前記ファンからの冷却風の風向に沿う角度で配置され、
    前記ファンカバー内面のフィンの外周側端部断面と、前記エンドブラケット外表面のフィンの内周側端部断面とが、間隙無く或いは間隙を少なく対向し、
    また、外周側において、前記エンドブラケット外表面のフィンの外周側端部断面と、前記ハウジング外周面のフィンの反出力軸側端部断面とが、間隙無く或いは間隙を少なく対向する回転電機。
  14. 　請求項１３に記載の回転電機であって、
    　前記ファンカバーの内面のフィンと、前記エンドブラケット外表面のフィンとで構成されるフィン体が、内周側から外周側へ向かい直線形状をなし、ある点で屈折し、外周側へ向かい直線状に形成された回転電機。
  15. 　請求項１３に記載の回転電機であって、
    　前記ファンカバーの内面のフィンと、前記エンドブラケット外表面のフィンとで構成されるフィン体が、内周側から外周側に向かうにつれて滑らかに湾曲し、ある点より外周側へ向かい直線状に形成された回転電機。
  16. 　請求項１３に記載の回転電機であって、
    　前記ファンカバー内面のフィンの外周側端部近傍の厚みと、前記エンドブラケット外表面の複数のフィンの内周側端部近傍の厚みとが、略同一であり、
    　前記エンドブラケット外表面の複数のフィンの外周側端部近傍の厚みと、前記ハウジング外周面の複数のフィンの反出力軸側端部近傍の厚みとが、略同一である回転電機。
  17. 　請求項１３に記載の回転電機であって、
    　前記冷却用のファンが、他励ファンである回転電機。
  18. 　請求項１７に記載の回転電機であって、
    　前記他励ファンが、前記ファンカバーに取り付けられている回転電機。
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