全封闭型电动机制造技术

本发明专利技术提供一种小型且冷却性能高的全封闭型电动机。本发明专利技术的全封闭型电动机(Z)具备：设置在壳体(5)内并向壳体(5)传递其热量的转子(1)及定子(2)；形成在转子(1)上并搅拌壳体(5)内的空气的内部散热片(6)，通过设置在壳体(5)外的外部风扇(8)产生的强制对流或壳体(5)外表面附近的自然对流进行冷却，其中，转子(1)在其旋转轴(3)的延伸方向的一端部侧和另一端部侧具有不同的形状。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及全封闭型电动机，尤其是涉及其冷却结构。
技术介绍
图9是以往的全封闭型电动机100的轴向纵剖视图。如图9所示，以往，全封闭型电动机100是在由框架105f或端托架105e构成的壳体105的内部以未设置开口部的方式收容由电能产生机械旋转力的转子101、定子102、与转子101一体连接而将产生的旋转力向外部传递的旋转轴103的一部分及对旋转轴103进行轴支承的轴承104的结构。全封闭型电动机100由于未设置开口部，因此具有防止外气的尘土或灰尘侵入且隔音的效果。对全封闭型电动机100产生的铁耗等热量的冷却通过图10所示的以下的机构进行。图10是示出图9的全封闭型电动机100的热量的流动的图。由转子101产生的热量主要通过热传导而在与转子101一体连接的旋转轴103和将旋转轴103轴支承于壳体105的轴承104传递，并向壳体105传递。在定子102产生的热量在定子102的外周部与壳体105的内壁相接的部位通过热传导传送给壳体105，而且在定子102的外周部与壳体105的内壁存在间隙时通过辐射等热传递传送给壳体105。另外，从转子101或定子102的表面通过对流或辐射而排出到壳体105内部的空间中的热量将壳体105的内部的空气加温。该壳体105的内部的被加温的空气通过安装在转子101上的内部冷却散热片106(以下称为内部散热片106)与转子101一体旋转而被搅拌，该被加温的空气的热量传递给壳体105。在壳体105外部的旋转轴103的延伸方向的一端部侧，外部冷却风扇108(以下称为外部风扇108)由具有通风入口及通风出口的端部风扇罩107覆盖，且固定设置在旋转轴103上。外部风扇108通过转子101的旋转而产生在形成于壳体105的外周面上的散热片(未图示)表面流动的冷却风，从而由散热片通过冷却风将传递给壳体105的热量向外气排出。此时，端部风扇罩107以使外部风扇108产生的冷却风吹到壳体105上的散热片并高效地进行冷却的方式局部性地覆盖在壳体105的轴向外周上，并朝散热片引导冷却风。另一方面，当没有外部风扇108时，传递给壳体105的热量通过来自壳体105表面的自然对流而向外气排出。然而，设置于转子101的内部散热片106由于具有成型容易性的特点且相对于正反旋转具有同样的搅拌性能，因此在转子101的旋转轴103的延伸方向的两端部侧形成为垂直面的板状的散热片106a平行于旋转轴103的延伸方向，且如图9的转子101的D方向向视图的图11所示，从旋转轴103朝外方沿放射方向设置。然而，在本结构的内部散热片106的情况下，从内部散热片106的中心侧朝外侧通过离心力而喷出空气，通过搅拌壳体105的内部的空气而能得到冷却效果，但由于在内部散热片106的散热片106a中心侧附近产生紊流，因此从内部散热片106的中心侧朝向外侧-->的同样的流动由于紊流而扰乱，从而冷却的效率性存在问题。图12是通过箭头表示图9的以往的全封闭型电动机100的内部散热片106附近的空气的流动的纵剖视图。如图12的箭头所示可知，通过内部散热片106搅拌的空气仅在内部散热片106的附近的空间循环，线圈端109周围与壳体105之间的风速极端减少，因而未对壳体105内部的空间进行均匀的冷却。另外，在转子101与定子102之间的微小的间隙中，几乎没有在转子101及定子102的轴向(图12的纸面中的左右方向)端部的设有电动机负载的一侧的壳体105内的负载侧110和负载相反侧111这两侧往来的通风，因此内部散热片106在壳体105内的负载侧110及负载相反侧111的空间中分别独立进行搅拌，仅能得到局部性的冷却效果而未进行高效率的冷却。相对于该内部散热片106的结构，以冷却性能提高为目的，在专利文献1中公开了如下的方法，该方法为：如转子201的轴向剖视图的图13所示，在具备端环(end ring)212的笼形电动机的转子201中，如图13的转子201的E方向向视图的图14所示，使导体213向与旋转方向214相反的方向倾斜，该导体213位于比端环212靠外侧且以沿旋转轴203方向贯通的方式插入到转子201内部。其结果是，通过位于比端环212靠外侧的导体213的旋转，而增加电动机内部的空间的搅拌力。另外，在专利文献2的全封闭型电动机300中公开有如下的方法，该方法为：如其轴向纵剖视图的图15所示，在转子301及定子302上分别设置通风孔351、352，并且在全封闭型电动机300的内部，通过与旋转轴303连接设置的内部冷却风扇316(以下称为内部风扇316)强制性地使壳体305内部的空气循环。专利文献1：日本特开昭58-207849号公报(第一图等)专利文献2：日本实开昭61-43765号公报(第一图等)然而，近年来，从省能量化及省资源化的观点出发，期望电动机的小型、轻量化，对全封闭型电动机的要求也提高。在对电动机进行小型化时，由于线圈密度的增加引起的发热密度的增大而温度上升到过去以上，因而必须提高冷却性能。由于转子及定子的小型化会产生伴随散热面积的减少的线圈电阻的增加、或磁通的饱和引起的铜耗的增加，因此必然电损失增大。因此，有转子及定子自身的发热量增大的缺点，另一方面，相对于壳体或其它结构部件的小型化，结构部件表面的散热面积的缩小等也成为问题。因此，超越目前的冷却性能的冷却结构及冷却方法的实现成为全封闭型电动机的小型化中的大课题。在专利文献1中提出有一种通过沿旋转轴203方向贯通图13所示的转子201的导体213的设置结构的变更、即图14所示的导体213的向旋转方向的相反方向倾斜的结构来提高冷却性能的方法。然而，该变更需要对端环212及贯通转子201的导体213分别进行加工、成型、组装，因此有制造成本及部件成本增加的可能。而且，在转子201进行正反旋转时，由于旋转的导体213相对于空气的形状不同而形成不同的冷却效果。此外，与已存的全封闭型电动机的冷却结构同样地，由于对旋转轴203的延伸方向的一方侧即负载侧210及另一方侧即负载相反侧211分别进行冷却，因此很难说是高效率的冷却结构。-->另外，在专利文献2中，如图15所示，虽然通过设置内部风扇316而产生通过通风孔351、352的循环空气流(参照图15的箭头)，但由于内部风扇316的设置，全封闭型电动机300的旋转轴303方向的延伸方向的长度增加，且体积增加、成本增加，因此相对于小型、轻量化仍留有问题。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述实际情况，其目的在于提供一种利用通过搅拌全封闭型的壳体内部的空气而得到冷却效果的冷却结构而实现小型且冷却性能高的全封闭型电动机。为了实现上述目的，本专利技术的全封闭型电动机具备：设置在壳体内并向所述壳体传递其热量的转子及定子；形成在所述转子上并搅拌所述壳体内的空气的内部散热片，通过设置在所述壳体外的外部风扇产生的强制对流或所述壳体外表面附近的自然对流进行冷却，所述转子在其旋转轴的延伸方向的一端部侧和另一端部侧具有不同的形状。专利技术效果根据本专利技术，能够实现小型且冷却性能高的全封闭型电动机。附图说明图1(a)是本专利技术的第一实施方式的全封闭型电动机的轴向纵剖面，(b)是(a)的全封闭型电动机的转子的A方向向视图。图2是表示第一实施方式的转子的旋转方向和内部散热片周围的风向的图1(本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种全封闭型电动机，具备：设置在壳体内并向所述壳体传递其热量的转子及定子；形成在所述转子上并搅拌所述壳体内的空气的内部散热片，通过设置在所述壳体外的外部风扇产生的强制对流或所述壳体外表面附近的自然对流进行冷却，所述全封闭型电动机的特征在于，所述转子在其旋转轴的延伸方向的一端部侧和另一端部侧具有不同的形状。

【技术特征摘要】
2010.01.26 JP 2010-0138221.一种全封闭型电动机，具备：设置在壳体内并向所述壳体传递其热量的转子及定子；形成在所述转子上并搅拌所述壳体内的空气的内部散热片，通过设置在所述壳体外的外部风扇产生的强制对流或所述壳体外表面附近的自然对流进行冷却，所述全封闭型电动机的特征在于，所述转子在其旋转轴的延伸方向的一端部侧和另一端部侧具有不同的形状。2.根据权利要求1所述的全封闭型电动机，其特征在于，所述内部散热片具有形成在所述转子的旋转轴的延伸方向的一端部侧或两端部侧且相对于以所述旋转轴的旋转中心为中心的放射方向倾斜的至少一个以上的散热片。3.根据权利要求2所述的全封闭型电动机，其特征在于，构成所述内部散热片的至少一个以上的散热片相对于所述放射方向倾斜为，使通过所述转子的旋转产生的在所述转子的旋转轴的延伸方向两端部侧的两空间中的空气的压力分布互不相同。4.根据权利要求3所述的全封闭型电动机，其特征在于，所述转子的旋转轴的延伸方向的一端部侧和另一端部侧的各所述内部散热片的至少一个以上的散热片的相对于所述放射方向的倾斜为彼此反向的同角度。5.根据权利要求1或2所述的全封闭型电动机，其特征在于，形成在所述转子的旋转轴的延伸方向的一端部侧的构成所述内部散热片的至少一个以上的散热片的形状、设置位...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本启纪，大岳敦，森田裕，楠川顺平，小林金也，中津川润之介，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP