JP2003199291A - 電動機の冷却装置 - Google Patents
電動機の冷却装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷媒液の流量を増加させることなく冷却効率
を高め、かつ、冷媒液溝を形成する部材の機械加工工数
を低減し、しかもフレームの真円度の影響がなく組立工
数の少ない、安価な電動機の冷却装置を提供する。 【解決手段】固定子コイル４を備えた積層鉄心からなる
固定子鉄心３と、固定子鉄心３の外周面に接触して設け
られたフレームと、を備え、冷媒液をフレーム内に流す
ことにより固定子の冷却を行う電動機の冷却装置におい
て、フレームは、固定子鉄心３の外周面に設けられた第
１フレーム１０と、第１フレーム１０の外周面に接触し
て設けられた第２フレーム１１とから成るものであっ
て、第１フレーム１０の第２フレーム１１に接触する面
には、周方向に伸びるように微小な環状の隙間を形成し
た冷媒液溝５を設けたものである。
を高め、かつ、冷媒液溝を形成する部材の機械加工工数
を低減し、しかもフレームの真円度の影響がなく組立工
数の少ない、安価な電動機の冷却装置を提供する。 【解決手段】固定子コイル４を備えた積層鉄心からなる
固定子鉄心３と、固定子鉄心３の外周面に接触して設け
られたフレームと、を備え、冷媒液をフレーム内に流す
ことにより固定子の冷却を行う電動機の冷却装置におい
て、フレームは、固定子鉄心３の外周面に設けられた第
１フレーム１０と、第１フレーム１０の外周面に接触し
て設けられた第２フレーム１１とから成るものであっ
て、第１フレーム１０の第２フレーム１１に接触する面
には、周方向に伸びるように微小な環状の隙間を形成し
た冷媒液溝５を設けたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば工作機械主軸
の駆動などに用いられる電動機の冷却装置に関し、特に
固定子を冷媒液により冷却するものに関する。
の駆動などに用いられる電動機の冷却装置に関し、特に
固定子を冷媒液により冷却するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、工作機械主軸の駆動などに用いら
れると共に、固定子を冷媒液により冷却する電動機の冷
却装置は、図５のようになっている。図５は従来技術を
示す電動機の側断面図である。図において、２１は回転
軸、２２は回転子、２３は固定子鉄心、２４はフレー
ム、２５はモールド樹脂、２６は固定子コイル、２７は
流入口、２８は流出口、２９は冷媒液溝、３０は回り止
めネジである。回転軸２１に固定された回転子２２の外
周に対向して、積層鉄心からなる固定子鉄心２３が設け
られている。固定子鉄心２３は固定子コイル２６を備
え、固定子鉄心２３の外周に樹脂皮膜を介してフレーム
２４が嵌合される。また、フレーム２４の内周の固定子
鉄心２３の外周に接触する面には、螺旋状をした多条の
冷媒液溝２９が設けられ、冷媒液溝２９の両端に冷媒液
の流入口２７および流出口２８が設けられて、フレーム
２４の外周に開口している。さらに、フレーム２４の内
周と、固定子鉄心２３の端面と、固定子コイル２６のコ
イルエンドとの間にはモールド樹脂２５を充填し、固定
子コイル２６の発生熱をフレーム２４に伝達し易くして
ある。それから、固定子鉄心２３とフレーム２４の間
は、回り止めネジ３０がフレーム２４から固定子鉄心２
３に向かってねじ込まれており、固定子鉄心２３とフレ
ーム２４の間に掛かるトルクを伝達するようになってい
る（例えば、特許文献１参照）。
れると共に、固定子を冷媒液により冷却する電動機の冷
却装置は、図５のようになっている。図５は従来技術を
示す電動機の側断面図である。図において、２１は回転
軸、２２は回転子、２３は固定子鉄心、２４はフレー
ム、２５はモールド樹脂、２６は固定子コイル、２７は
流入口、２８は流出口、２９は冷媒液溝、３０は回り止
めネジである。回転軸２１に固定された回転子２２の外
周に対向して、積層鉄心からなる固定子鉄心２３が設け
られている。固定子鉄心２３は固定子コイル２６を備
え、固定子鉄心２３の外周に樹脂皮膜を介してフレーム
２４が嵌合される。また、フレーム２４の内周の固定子
鉄心２３の外周に接触する面には、螺旋状をした多条の
冷媒液溝２９が設けられ、冷媒液溝２９の両端に冷媒液
の流入口２７および流出口２８が設けられて、フレーム
２４の外周に開口している。さらに、フレーム２４の内
周と、固定子鉄心２３の端面と、固定子コイル２６のコ
イルエンドとの間にはモールド樹脂２５を充填し、固定
子コイル２６の発生熱をフレーム２４に伝達し易くして
ある。それから、固定子鉄心２３とフレーム２４の間
は、回り止めネジ３０がフレーム２４から固定子鉄心２
３に向かってねじ込まれており、固定子鉄心２３とフレ
ーム２４の間に掛かるトルクを伝達するようになってい
る（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】実公平７―４７９７３号公報（第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術の
ようにフレーム２４内に設けた冷媒液溝２９に冷媒液を
流して固定子を冷却する手段では、更に冷却効率を高め
るために、一般に冷却ユニット（不図示）のポンプの能
力を上げて冷媒液の流量を増加させたり、螺旋状の冷媒
液溝２９の数を増やして冷媒が固定子部に接触する時
間、熱伝達に寄与する冷媒との接触面積を増加させるな
どの方法を用いている。しかしながら、前者の冷却ユニ
ットのポンプの能力を上げる手段は、ポンプ用電動機の
容量増加などの影響を受けて冷却ユニット自体でコスト
上昇となることや、運転時の消費電力の増加となるとい
う問題があった。一方、後者の螺旋状の冷媒液溝２９の
数を増やす手段は、冷媒液溝２９を形成するための部材
の機械加工工数が多くなるため、コスト上昇の要因とな
り、近年のコスト低減、省エネの要求への対応が困難に
なるという問題があった。
ようにフレーム２４内に設けた冷媒液溝２９に冷媒液を
流して固定子を冷却する手段では、更に冷却効率を高め
るために、一般に冷却ユニット（不図示）のポンプの能
力を上げて冷媒液の流量を増加させたり、螺旋状の冷媒
液溝２９の数を増やして冷媒が固定子部に接触する時
間、熱伝達に寄与する冷媒との接触面積を増加させるな
どの方法を用いている。しかしながら、前者の冷却ユニ
ットのポンプの能力を上げる手段は、ポンプ用電動機の
容量増加などの影響を受けて冷却ユニット自体でコスト
上昇となることや、運転時の消費電力の増加となるとい
う問題があった。一方、後者の螺旋状の冷媒液溝２９の
数を増やす手段は、冷媒液溝２９を形成するための部材
の機械加工工数が多くなるため、コスト上昇の要因とな
り、近年のコスト低減、省エネの要求への対応が困難に
なるという問題があった。
【０００５】また、従来技術は、フレーム２４の外周か
ら固定子鉄心２３に向かって回りとめネジ３０をラジア
ル方向に締め付けなければならないため、回り止めネジ
３０のラジアル方向の締結力が強くなりすぎると、フレ
ーム２４の真円度を悪くすると共に、フレーム２４の負
荷側および反負荷側に設けられるブラケット３１、３２
との嵌合面に歪みを生じ、その歪みがブラケット３１、
３２を介して軸受３３、３４の倒れとなり、電動機の振
動の原因になるという問題があった。それから、上記の
締結方法では、電動機の姿勢を変えながらフレーム２４
の全周におけるラジアル方向から締結する方法のため、
大型の電動機になればなるほどクレーンを用いた大掛か
りな作業になるため、組立工数が増え、コストが増大す
るという問題があった。
ら固定子鉄心２３に向かって回りとめネジ３０をラジア
ル方向に締め付けなければならないため、回り止めネジ
３０のラジアル方向の締結力が強くなりすぎると、フレ
ーム２４の真円度を悪くすると共に、フレーム２４の負
荷側および反負荷側に設けられるブラケット３１、３２
との嵌合面に歪みを生じ、その歪みがブラケット３１、
３２を介して軸受３３、３４の倒れとなり、電動機の振
動の原因になるという問題があった。それから、上記の
締結方法では、電動機の姿勢を変えながらフレーム２４
の全周におけるラジアル方向から締結する方法のため、
大型の電動機になればなるほどクレーンを用いた大掛か
りな作業になるため、組立工数が増え、コストが増大す
るという問題があった。
【０００６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、冷媒液の流量を増加させることなく冷却
効率を高め、かつ、冷媒液溝を形成する部材の機械加工
工数を低減することができ、しかもフレームの真円度の
影響がなく組立工数の少ない、安価な電動機の冷却装置
を提供することを目的とする。
たものであり、冷媒液の流量を増加させることなく冷却
効率を高め、かつ、冷媒液溝を形成する部材の機械加工
工数を低減することができ、しかもフレームの真円度の
影響がなく組立工数の少ない、安価な電動機の冷却装置
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、請求項１の本発明は固定子コイルを備えた積層鉄心
からなる固定子鉄心と、前記固定子鉄心の外周面に接触
して設けられたフレームと、を備え、冷媒液を前記フレ
ーム内に流すことにより固定子の冷却を行う電動機の冷
却装置において、前記フレームは前記固定子鉄心の外周
面に設けた第１フレームとこの第１フレームの外周面に
接触して設けられた第２フレームとから成り、前記第１
フレームと前記第２フレームの何れか一方の他方に接触
する面に周方向に伸びるように微小な環状の隙間を形成
した冷媒液溝とを備えたものである。請求項２の本発明
は、請求項１記載の電動機の冷却装置において、前記冷
媒液溝の入口部となる流入口の流入方向から見た断面積
をＡ、前記冷媒液溝の軸方向から見た断面積をＢとした
ときに、Ａ≧Ｂの関係を有するものである。請求項３の
本発明は、請求項１または２に記載の電動機の冷却装置
において、前記冷媒液溝は少なくとも冷媒液の流入口近
傍にテーパ部を設けてある。請求項４の本発明は、請求
項１または２に記載の電動機の冷却装置において、前記
第２フレームの軸方向の一方端に段付部を形成し、前記
第１フレームの端部と前記第２フレームの段付部をスラ
スト方向に向かって締結ネジにより固定したものであ
る。請求項５の本発明は、請求項４に記載の電動機の冷
却装置において、前記第１フレームと前記第２フレーム
とを、前記固定子コイルが収納される空間内で締結した
ものである。
に、請求項１の本発明は固定子コイルを備えた積層鉄心
からなる固定子鉄心と、前記固定子鉄心の外周面に接触
して設けられたフレームと、を備え、冷媒液を前記フレ
ーム内に流すことにより固定子の冷却を行う電動機の冷
却装置において、前記フレームは前記固定子鉄心の外周
面に設けた第１フレームとこの第１フレームの外周面に
接触して設けられた第２フレームとから成り、前記第１
フレームと前記第２フレームの何れか一方の他方に接触
する面に周方向に伸びるように微小な環状の隙間を形成
した冷媒液溝とを備えたものである。請求項２の本発明
は、請求項１記載の電動機の冷却装置において、前記冷
媒液溝の入口部となる流入口の流入方向から見た断面積
をＡ、前記冷媒液溝の軸方向から見た断面積をＢとした
ときに、Ａ≧Ｂの関係を有するものである。請求項３の
本発明は、請求項１または２に記載の電動機の冷却装置
において、前記冷媒液溝は少なくとも冷媒液の流入口近
傍にテーパ部を設けてある。請求項４の本発明は、請求
項１または２に記載の電動機の冷却装置において、前記
第２フレームの軸方向の一方端に段付部を形成し、前記
第１フレームの端部と前記第２フレームの段付部をスラ
スト方向に向かって締結ネジにより固定したものであ
る。請求項５の本発明は、請求項４に記載の電動機の冷
却装置において、前記第１フレームと前記第２フレーム
とを、前記固定子コイルが収納される空間内で締結した
ものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図１は本発明の第１の実施例を示す電動
機の側断面図、図２はフレーム、冷媒液溝および流入口
の構成を示したものであって、（ａ）は図１のＸ―Ｘ線
に沿うその正断面図、（ｂ）は（ａ）の流入口をＹ方向
から見た断面図である。図において、１は回転軸、２は
回転子、３は固定子鉄心、４は固定子コイル、５は冷媒
液溝、６は流入口、７は供給用配管、８は流出口、９は
回収用配管、１０は第１フレーム、１０Ａは雌ねじ部、
１１は第２フレーム、１１Ａは通し穴、１１Ｂは段付
部、１２は冷却ユニット、１３は締結ネジ、１４、１５
はブラケット、１６、１７は軸受である。なお、回転軸
１に固定された回転子２の外周に、固定子コイル４を備
えた固定子鉄心３が設けられた構成は、従来技術と同じ
である。
いて説明する。図１は本発明の第１の実施例を示す電動
機の側断面図、図２はフレーム、冷媒液溝および流入口
の構成を示したものであって、（ａ）は図１のＸ―Ｘ線
に沿うその正断面図、（ｂ）は（ａ）の流入口をＹ方向
から見た断面図である。図において、１は回転軸、２は
回転子、３は固定子鉄心、４は固定子コイル、５は冷媒
液溝、６は流入口、７は供給用配管、８は流出口、９は
回収用配管、１０は第１フレーム、１０Ａは雌ねじ部、
１１は第２フレーム、１１Ａは通し穴、１１Ｂは段付
部、１２は冷却ユニット、１３は締結ネジ、１４、１５
はブラケット、１６、１７は軸受である。なお、回転軸
１に固定された回転子２の外周に、固定子コイル４を備
えた固定子鉄心３が設けられた構成は、従来技術と同じ
である。
【０００９】本発明の特徴は以下のとおりである。すな
わち、従来技術のフレームに相当する構成要素として、
固定子鉄心３の外周面に設けられた第１フレーム１０
と、この第１フレーム１０の外周面に接触して設けられ
た第２フレーム１１とから成るものを用いた点である。
第１フレーム１０の第２フレーム１１に接触する面に
は、周方向に伸びるように微小な環状の隙間を形成した
冷媒液溝５を設けており、平滑な同心円筒状に加工され
ている。また、冷媒液溝５の両端に冷媒液の流入口６お
よび流出口８が設けられて、第２フレーム１１の外周に
開口している。当該冷媒液溝５の両端における第１フレ
ーム１０並びに第２フレーム１１との間には図示しない
Ｏリングを設け、冷媒液が漏れないようにシールを施し
ている。さらに、図２に示すように冷媒液溝５の入口部
となる流入口６の流入方向から見た断面積をＡ、冷媒液
溝５の軸方向から見た断面積をＢとしたときに、Ａ≧Ｂ
の関係を有するものである。そして、図１に示すように
第１フレーム１０の端部に雌ねじ部１０Ａを設け、第２
フレーム１１の軸方向の一方端に通し穴１１Ａを有する
段付部１１Ｂを形成すると共に、第１フレーム１０の端
部の雌ネジ部１０Ａに対して第２フレーム１１の段付部
１１Ｂを、通し穴１１Ａを介し締結ネジ１３によりスラ
スト方向に向かってねじ込み固定してある。当該第１フ
レーム１０と第２フレーム１１は、固定子コイル４が収
納される空間Ｓ内で締結してある。
わち、従来技術のフレームに相当する構成要素として、
固定子鉄心３の外周面に設けられた第１フレーム１０
と、この第１フレーム１０の外周面に接触して設けられ
た第２フレーム１１とから成るものを用いた点である。
第１フレーム１０の第２フレーム１１に接触する面に
は、周方向に伸びるように微小な環状の隙間を形成した
冷媒液溝５を設けており、平滑な同心円筒状に加工され
ている。また、冷媒液溝５の両端に冷媒液の流入口６お
よび流出口８が設けられて、第２フレーム１１の外周に
開口している。当該冷媒液溝５の両端における第１フレ
ーム１０並びに第２フレーム１１との間には図示しない
Ｏリングを設け、冷媒液が漏れないようにシールを施し
ている。さらに、図２に示すように冷媒液溝５の入口部
となる流入口６の流入方向から見た断面積をＡ、冷媒液
溝５の軸方向から見た断面積をＢとしたときに、Ａ≧Ｂ
の関係を有するものである。そして、図１に示すように
第１フレーム１０の端部に雌ねじ部１０Ａを設け、第２
フレーム１１の軸方向の一方端に通し穴１１Ａを有する
段付部１１Ｂを形成すると共に、第１フレーム１０の端
部の雌ネジ部１０Ａに対して第２フレーム１１の段付部
１１Ｂを、通し穴１１Ａを介し締結ネジ１３によりスラ
スト方向に向かってねじ込み固定してある。当該第１フ
レーム１０と第２フレーム１１は、固定子コイル４が収
納される空間Ｓ内で締結してある。
【００１０】このような構成において、電動機を運転さ
せたときに固定子コイル４、固定子鉄心３で発生する銅
損あるいは鉄損などの損失による熱が、第１のフレーム
１０から第２のフレーム１１に熱伝導するが、冷却ユニ
ット１２よりら供給用配管７を経て供給される冷媒液
は、第１のフレーム１０と第２のフレーム１１間に設け
た冷媒液溝５を通過するときに固定子コイル４、固定子
鉄心３で発生した熱を奪い、冷媒液溝５から回収用配管
９を経て冷却ユニット１２に回収され、以上の動作を繰
り返しながら熱交換される。
せたときに固定子コイル４、固定子鉄心３で発生する銅
損あるいは鉄損などの損失による熱が、第１のフレーム
１０から第２のフレーム１１に熱伝導するが、冷却ユニ
ット１２よりら供給用配管７を経て供給される冷媒液
は、第１のフレーム１０と第２のフレーム１１間に設け
た冷媒液溝５を通過するときに固定子コイル４、固定子
鉄心３で発生した熱を奪い、冷媒液溝５から回収用配管
９を経て冷却ユニット１２に回収され、以上の動作を繰
り返しながら熱交換される。
【００１１】また、図３は本発明と従来技術の冷却効果
の比較を表した図である。すなわち、電機子コイル温度
上昇に対する電動機損失の比を百分率で比較したもので
あり、これによると、本発明は冷却効果を従来より約２
０％高めることが可能となる。
の比較を表した図である。すなわち、電機子コイル温度
上昇に対する電動機損失の比を百分率で比較したもので
あり、これによると、本発明は冷却効果を従来より約２
０％高めることが可能となる。
【００１２】本発明の第１の実施例は上記構成にしたの
で、冷媒液溝５は平滑な同心円筒状に加工されているこ
とから、従来のように複雑な多条の螺旋溝に加工したも
のに比べ、加工が容易で冷媒液の流路を形成する部材の
機械加工工数を低減することができ、コスト低減を可能
にした電動機の冷却装置を提供することができる。
で、冷媒液溝５は平滑な同心円筒状に加工されているこ
とから、従来のように複雑な多条の螺旋溝に加工したも
のに比べ、加工が容易で冷媒液の流路を形成する部材の
機械加工工数を低減することができ、コスト低減を可能
にした電動機の冷却装置を提供することができる。
【００１３】また、冷媒液溝５は第１フレーム１０およ
び第２フレーム１１間に形成された微小な環状の隙間を
有することから、冷却ユニットのポンプの能力を上げて
冷媒液の流量を増加させることなく、冷媒液の流速を上
げることができるとともに、第１フレーム１０、冷媒液
溝５および第２フレーム１１間の熱伝達を向上させ、冷
却効率を高めることができる。
び第２フレーム１１間に形成された微小な環状の隙間を
有することから、冷却ユニットのポンプの能力を上げて
冷媒液の流量を増加させることなく、冷媒液の流速を上
げることができるとともに、第１フレーム１０、冷媒液
溝５および第２フレーム１１間の熱伝達を向上させ、冷
却効率を高めることができる。
【００１４】さらに、冷媒液溝の流入口６の流入方向か
ら見た断面積Ａを、冷媒液溝５の軸方向から見た断面積
Ｂに対して大きくしたので、機械加工工数を削減し、コ
ストを低減することができる。
ら見た断面積Ａを、冷媒液溝５の軸方向から見た断面積
Ｂに対して大きくしたので、機械加工工数を削減し、コ
ストを低減することができる。
【００１５】そして、本実施例は冷却ユニット自体でコ
スト上昇となることや、運転時の消費電力の増加となる
という問題を解消できる。
スト上昇となることや、運転時の消費電力の増加となる
という問題を解消できる。
【００１６】それから、本実施例は第２フレーム１１の
軸方向の一方端に段付部１１Ｂを形成し、第１フレーム
１０の端部と第２フレーム１１の段付部１１Ｂをスラス
ト方向に向かって締結ネジ１３により固定するようにし
たので、締結ネジ１３の締結力が主にスラスト方向に掛
かることで、第１フレーム１０および第２フレーム１１
の真円度に与える影響を小さくすることができる。その
結果、負荷側、反負荷側ブラケット１４、１５と第２フ
レーム１１の嵌め合いがスムーズになり、組み立て易く
なると共に、軸受１６、１７の倒れによる振動も発生し
なくなる。また、本実施例による締結方法では、第２フ
レーム１１から第１フレーム１０のスラスト方向に向か
って締結ネジ１３により締結しているので、電動機を置
いたまま姿勢を変えることなく作業を行うことができ、
組立工数を削減し、コストを抑えることができる。また
さらに、第１フレーム１０と第２フレーム１１を、固定
子コイル４が収納される空間Ｓ内で締結するようにした
ので、締結ネジ１３を介して外部から電動機内部に水な
どが侵入するといった問題を防ぎ、耐環境性を向上させ
ることができる。
軸方向の一方端に段付部１１Ｂを形成し、第１フレーム
１０の端部と第２フレーム１１の段付部１１Ｂをスラス
ト方向に向かって締結ネジ１３により固定するようにし
たので、締結ネジ１３の締結力が主にスラスト方向に掛
かることで、第１フレーム１０および第２フレーム１１
の真円度に与える影響を小さくすることができる。その
結果、負荷側、反負荷側ブラケット１４、１５と第２フ
レーム１１の嵌め合いがスムーズになり、組み立て易く
なると共に、軸受１６、１７の倒れによる振動も発生し
なくなる。また、本実施例による締結方法では、第２フ
レーム１１から第１フレーム１０のスラスト方向に向か
って締結ネジ１３により締結しているので、電動機を置
いたまま姿勢を変えることなく作業を行うことができ、
組立工数を削減し、コストを抑えることができる。また
さらに、第１フレーム１０と第２フレーム１１を、固定
子コイル４が収納される空間Ｓ内で締結するようにした
ので、締結ネジ１３を介して外部から電動機内部に水な
どが侵入するといった問題を防ぎ、耐環境性を向上させ
ることができる。
【００１７】図４は本発明の第２の実施例を示すフレー
ム部の拡大側断面図である。第２の実施例が第１の実施
例と異なる点は、冷媒液溝５は冷媒液の流入口６近傍お
よび冷媒液の流出口８近傍に冷媒液の流速を絞るための
テーパ部６Ａ、８Ａを設けた点である。
ム部の拡大側断面図である。第２の実施例が第１の実施
例と異なる点は、冷媒液溝５は冷媒液の流入口６近傍お
よび冷媒液の流出口８近傍に冷媒液の流速を絞るための
テーパ部６Ａ、８Ａを設けた点である。
【００１８】このような構成において、流入口６から流
入した冷媒液はまずテーパ部６Ａを通過する前に流入口
６の軸方向位置にある冷媒液溝５の全周に流れた後、テ
ーパ部６Ａを通る。そして、冷媒液は冷媒液溝５から流
出口８側の軸方向に向かってその全周に渡り均等に流入
するため、固定子鉄心３と固定子コイル４の円周方向の
うち所定の方向に偏ることなくこれらを均等に冷却する
ことができる。
入した冷媒液はまずテーパ部６Ａを通過する前に流入口
６の軸方向位置にある冷媒液溝５の全周に流れた後、テ
ーパ部６Ａを通る。そして、冷媒液は冷媒液溝５から流
出口８側の軸方向に向かってその全周に渡り均等に流入
するため、固定子鉄心３と固定子コイル４の円周方向の
うち所定の方向に偏ることなくこれらを均等に冷却する
ことができる。
【００１９】本発明の第２の実施例は上記構成にしたの
で、テーパ部６Ａ、８Ａを設けることで冷媒液溝５内の
流速が増加し、第１の実施例に比べて冷媒液溝５内の熱
伝達性能を向上させることができる。また、固定子鉄心
３内の固定子コイル４の外周に位置する冷媒液溝５内で
は、その全周に冷媒液が均等に流入するため、固定子鉄
心３と固定子コイル４などの温度上昇が円周方向で等し
くなり冷却効率を向上させることができ、不均等な熱膨
張による熱変形も防ぐことができる。例えば本発明によ
る電動機が工作機械主軸内蔵型（ビルトイン型電動機）
の駆動用として用いられるとき、不均等な熱膨張による
変形が主軸部材の寸法変化や精度に及ぼす悪影響を防止
ことができる。また、工作機械への取り付け側を冷媒液
の流入口とすることで、工作機械への取り付け側がより
冷却され、電動機から工作機械への熱の伝達を防止する
と同時に、熱膨張による部材の寸法変化あるいは加工精
度に悪影響を与えるというような問題を生じることがな
くなる。なお、本実施例では、第１フレーム１０の第２
フレーム１１に接触する面に周方向に伸びるように微小
な環状の隙間を形成した冷媒液溝５を設けたが、逆に、
冷媒液溝５は、第２フレーム１１の第１フレーム１０に
接触する面に設けるようにしても構わない。
で、テーパ部６Ａ、８Ａを設けることで冷媒液溝５内の
流速が増加し、第１の実施例に比べて冷媒液溝５内の熱
伝達性能を向上させることができる。また、固定子鉄心
３内の固定子コイル４の外周に位置する冷媒液溝５内で
は、その全周に冷媒液が均等に流入するため、固定子鉄
心３と固定子コイル４などの温度上昇が円周方向で等し
くなり冷却効率を向上させることができ、不均等な熱膨
張による熱変形も防ぐことができる。例えば本発明によ
る電動機が工作機械主軸内蔵型（ビルトイン型電動機）
の駆動用として用いられるとき、不均等な熱膨張による
変形が主軸部材の寸法変化や精度に及ぼす悪影響を防止
ことができる。また、工作機械への取り付け側を冷媒液
の流入口とすることで、工作機械への取り付け側がより
冷却され、電動機から工作機械への熱の伝達を防止する
と同時に、熱膨張による部材の寸法変化あるいは加工精
度に悪影響を与えるというような問題を生じることがな
くなる。なお、本実施例では、第１フレーム１０の第２
フレーム１１に接触する面に周方向に伸びるように微小
な環状の隙間を形成した冷媒液溝５を設けたが、逆に、
冷媒液溝５は、第２フレーム１１の第１フレーム１０に
接触する面に設けるようにしても構わない。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば以下
の効果がある。本発明の第１の実施例は上記構成にした
ため、冷媒液溝は平滑な同心円筒状に加工されているこ
とから、従来のように複雑な多条の螺旋溝に加工したも
のに比べ、加工が容易で冷媒液の流路を形成する部材の
機械加工工数を低減することができ、コスト低減を可能
にした電動機の冷却装置を提供することができる。
の効果がある。本発明の第１の実施例は上記構成にした
ため、冷媒液溝は平滑な同心円筒状に加工されているこ
とから、従来のように複雑な多条の螺旋溝に加工したも
のに比べ、加工が容易で冷媒液の流路を形成する部材の
機械加工工数を低減することができ、コスト低減を可能
にした電動機の冷却装置を提供することができる。
【００２１】また、冷媒液溝は第１フレームおよび第２
フレーム間に形成された微小な環状の隙間を有すること
から、冷却ユニットのポンプの能力を上げて冷媒液の流
量を増加させることなく、冷媒液の流速を上げることが
できるとともに、第１フレーム、冷媒液溝および第２フ
レーム間の熱伝達を向上させ、冷却効率を高めことがで
きる。さらに、冷媒液溝の流入口の流入方向から見た断
面積を、冷媒液溝の軸方向から見た断面積に対して大き
くしたため、機械加工工数を削減し、コストを低減する
ことができる。それから、冷却ユニット自体でコスト上
昇となることや、運転時の消費電力の増加となるという
問題を解消できる。
フレーム間に形成された微小な環状の隙間を有すること
から、冷却ユニットのポンプの能力を上げて冷媒液の流
量を増加させることなく、冷媒液の流速を上げることが
できるとともに、第１フレーム、冷媒液溝および第２フ
レーム間の熱伝達を向上させ、冷却効率を高めことがで
きる。さらに、冷媒液溝の流入口の流入方向から見た断
面積を、冷媒液溝の軸方向から見た断面積に対して大き
くしたため、機械加工工数を削減し、コストを低減する
ことができる。それから、冷却ユニット自体でコスト上
昇となることや、運転時の消費電力の増加となるという
問題を解消できる。
【００２２】そして、本実施例では、第２フレームの軸
方向の一方端に段付部を形成し、第１フレームの端部と
第２フレームの段付部をスラスト方向に向かって締結ネ
ジにより固定するようにしたため、締結ネジの締結力が
主にスラスト方向に掛かることで、第１フレームおよび
第２フレームの真円度に与える影響を小さくすることが
できる。その結果、負荷側、反負荷側ブラケットとフレ
ームの嵌め合いがスムーズになり、組み立て易くなると
共に、軸受の倒れによる振動も発生しなくなる。また、
本実施例による締結方法では、第２フレームから第１フ
レームのスラスト方向に向かって締結ネジにより締結し
ているため、電動機を置いたまま姿勢を変えることなく
作業を行うことができ、組立工数を削減し、コストを抑
えることができる。
方向の一方端に段付部を形成し、第１フレームの端部と
第２フレームの段付部をスラスト方向に向かって締結ネ
ジにより固定するようにしたため、締結ネジの締結力が
主にスラスト方向に掛かることで、第１フレームおよび
第２フレームの真円度に与える影響を小さくすることが
できる。その結果、負荷側、反負荷側ブラケットとフレ
ームの嵌め合いがスムーズになり、組み立て易くなると
共に、軸受の倒れによる振動も発生しなくなる。また、
本実施例による締結方法では、第２フレームから第１フ
レームのスラスト方向に向かって締結ネジにより締結し
ているため、電動機を置いたまま姿勢を変えることなく
作業を行うことができ、組立工数を削減し、コストを抑
えることができる。
【００２３】またさらに、第１フレームと第２フレーム
を、固定子コイルが収納される空間内で締結するように
したため、締結ネジを介して外部から電動機内部に水な
どが侵入するといった問題を防ぎ、耐環境性を向上させ
ることができる。
を、固定子コイルが収納される空間内で締結するように
したため、締結ネジを介して外部から電動機内部に水な
どが侵入するといった問題を防ぎ、耐環境性を向上させ
ることができる。
【００２４】本発明の第２の実施例は上記構成にしたた
め、テーパ部を設けることで冷媒液溝内の流速が増加
し、第１の実施例に比べて冷媒液溝内の熱伝達性能を向
上させることができる。また、固定子鉄心内の固定子コ
イルの外周に位置する冷媒液溝内では、その全周に冷媒
液が均等に流入するため、固定子鉄心と固定子コイルな
どの温度上昇が円周方向で等しくなり冷却効率を向上さ
せることができ、不均等な熱膨張による熱変形も防ぐこ
とができる。例えば本発明による電動機が工作機械主軸
内蔵型の駆動用として用いられるとき、不均等な熱膨張
による変形が主軸部材の寸法変化や精度に及ぼす悪影響
を防止ことができる。
め、テーパ部を設けることで冷媒液溝内の流速が増加
し、第１の実施例に比べて冷媒液溝内の熱伝達性能を向
上させることができる。また、固定子鉄心内の固定子コ
イルの外周に位置する冷媒液溝内では、その全周に冷媒
液が均等に流入するため、固定子鉄心と固定子コイルな
どの温度上昇が円周方向で等しくなり冷却効率を向上さ
せることができ、不均等な熱膨張による熱変形も防ぐこ
とができる。例えば本発明による電動機が工作機械主軸
内蔵型の駆動用として用いられるとき、不均等な熱膨張
による変形が主軸部材の寸法変化や精度に及ぼす悪影響
を防止ことができる。
【００２５】また、工作機械への取り付け側を冷媒液の
流入口とすることで、工作機械への取り付け側がより冷
却され、電動機から工作機械への熱の伝達を防止すると
同時に、熱膨張による部材の寸法変化あるいは加工精度
に悪影響を与えるというような問題を生じることがなく
なる。
流入口とすることで、工作機械への取り付け側がより冷
却され、電動機から工作機械への熱の伝達を防止すると
同時に、熱膨張による部材の寸法変化あるいは加工精度
に悪影響を与えるというような問題を生じることがなく
なる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す電動機の側断面図
である。
である。
【図２】フレーム、冷媒液溝および流入口の構成を示し
たものであって、（ａ）は図１のＸ―Ｘ線に沿うその正
断面図、（ｂ）は（ａ）の流入口をＹ方向から見た断面
図である。
たものであって、（ａ）は図１のＸ―Ｘ線に沿うその正
断面図、（ｂ）は（ａ）の流入口をＹ方向から見た断面
図である。
【図３】本発明と従来技術の冷却効果の比較を表した図
である。
である。
【図４】本発明の第２の実施例を示すフレーム部の拡大
側断面図である。
側断面図である。
【図５】従来技術を示す電動機の側断面図である。
１ 回転軸
２ 回転子
３ 固定子鉄心
４ 固定子コイル
５ 冷媒液溝
６ 流入口
６Ａ テーパ部
７ 供給用配管
８ 流出口
８Ａ テーパ部
９ 回収用配管
１０ 第１フレーム
１０Ａ 雌ねじ部
１１ 第２フレーム
１１Ａ 通し穴
１１Ｂ 段付部、
１２ 冷却ユニット
１３ 締結ネジ
１４、１５ ブラケット
１６、１７ 軸受
Claims (5)
- 【請求項１】固定子コイルを備えた積層鉄心からなる固
定子鉄心と、前記固定子鉄心の外周面に接触して設けら
れたフレームと、を備え、冷媒液を前記フレーム内に流
すことにより固定子の冷却を行う電動機の冷却装置にお
いて、 前記フレームは前記固定子鉄心の外周面に設けた第１フ
レームとこの第１フレームの外周面に接触して設けられ
た第２フレームとから成り、前記第１フレームと前記第
２フレームの何れか一方の他方に接触する面に周方向に
伸びるように微小な環状の隙間を形成した冷媒液溝とを
備えたことを特徴とする電動機の冷却装置。 - 【請求項２】前記冷媒液溝の入口部となる流入口の流入
方向から見た断面積をＡ、前記冷媒液溝の軸方向から見
た断面積をＢとしたときに、Ａ≧Ｂの関係を有するもの
であることを特徴とする請求項１記載の電動機の冷却装
置。 - 【請求項３】前記冷媒液溝は少なくとも冷媒液の流入口
近傍にテーパ部を設けてあることを特徴とする請求項１
または２に記載の電動機の冷却装置。 - 【請求項４】前記第２フレームの軸方向の一方端に段付
部を形成し、前記第１フレームの端部と前記第２フレー
ムの段付部をスラスト方向に向かって締結ネジにより固
定したことを特徴とする請求項１または２に記載の電動
機の冷却装置。 - 【請求項５】前記第１フレームと前記第２フレームと
を、前記固定子コイルが収納される空間内で締結したこ
とを特徴とする請求項４に記載の電動機の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002260009A JP3748249B2 (ja) | 2001-10-15 | 2002-09-05 | 電動機の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-316474 | 2001-10-15 | ||
| JP2001316474 | 2001-10-15 | ||
| JP2002260009A JP3748249B2 (ja) | 2001-10-15 | 2002-09-05 | 電動機の冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003199291A true JP2003199291A (ja) | 2003-07-11 |
| JP3748249B2 JP3748249B2 (ja) | 2006-02-22 |
Family
ID=27615419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002260009A Expired - Fee Related JP3748249B2 (ja) | 2001-10-15 | 2002-09-05 | 電動機の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3748249B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007020337A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Komatsu Ltd | 電動モータの冷却構造及び同電動モータを搭載した建設機械車両 |
| JP2010172077A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Nissan Motor Co Ltd | ハウジング内蔵モータ |
| JP2011015578A (ja) * | 2009-07-03 | 2011-01-20 | Fanuc Ltd | 電動機冷却装置 |
| JP2011030351A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Suzuki Motor Corp | モータハウジング構造 |
| WO2012056525A1 (ja) * | 2010-10-27 | 2012-05-03 | 三菱重工業株式会社 | 排気タービン過給機 |
| CN104104163A (zh) * | 2013-04-09 | 2014-10-15 | 三菱电机株式会社 | 旋转电机的定子铁心固定结构 |
| EP3109977A1 (en) | 2015-06-25 | 2016-12-28 | Hitachi, Ltd. | Rotating electrical machine and cooling system of rotating electrical machine |
| CN108199533A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-22 | 云南靖创液态金属热控技术研发有限公司 | 一种电主轴液态金属温控系统 |
-
2002
- 2002-09-05 JP JP2002260009A patent/JP3748249B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007020337A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Komatsu Ltd | 電動モータの冷却構造及び同電動モータを搭載した建設機械車両 |
| JP4704137B2 (ja) * | 2005-07-08 | 2011-06-15 | 株式会社小松製作所 | 電動モータの冷却構造及び同電動モータを搭載した建設機械車両 |
| JP2010172077A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Nissan Motor Co Ltd | ハウジング内蔵モータ |
| JP2011015578A (ja) * | 2009-07-03 | 2011-01-20 | Fanuc Ltd | 電動機冷却装置 |
| JP4648470B2 (ja) * | 2009-07-03 | 2011-03-09 | ファナック株式会社 | 電動機冷却装置 |
| JP2011030351A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Suzuki Motor Corp | モータハウジング構造 |
| WO2012056525A1 (ja) * | 2010-10-27 | 2012-05-03 | 三菱重工業株式会社 | 排気タービン過給機 |
| CN103069125A (zh) * | 2010-10-27 | 2013-04-24 | 三菱重工业株式会社 | 排气涡轮增压器 |
| KR101384944B1 (ko) | 2010-10-27 | 2014-04-14 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 배기 터빈 과급기 |
| CN104104163A (zh) * | 2013-04-09 | 2014-10-15 | 三菱电机株式会社 | 旋转电机的定子铁心固定结构 |
| JP2014204624A (ja) * | 2013-04-09 | 2014-10-27 | 三菱電機株式会社 | 回転電機のステータコア固定構造 |
| US9300174B2 (en) | 2013-04-09 | 2016-03-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Stator-core fixing structure for rotating electric machine |
| EP3109977A1 (en) | 2015-06-25 | 2016-12-28 | Hitachi, Ltd. | Rotating electrical machine and cooling system of rotating electrical machine |
| CN108199533A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-22 | 云南靖创液态金属热控技术研发有限公司 | 一种电主轴液态金属温控系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3748249B2 (ja) | 2006-02-22 |
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