(57)【要約】【課題】回転子の冷却効果の向上を図った密閉モータを提供することにある。【解決手段】密閉ケーシング２内に、固定子３を設けると共にその固定子３にエアギャップ４を介して回転子５を回転自在に設けた密閉モータ１において、上記回転子５の外周面に、上記密閉ケーシング２内の内気を流すための螺旋状のネジ状溝７を設け、かつ上記回転子５に、上記密閉ケーシング２内の内気を軸方向に流通させるための貫通孔８を設けたものである。【選択図】図１
2007110828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉ケーシング内に、固定子を設けると共にその固定子の内方にエアギャップを介して回転子を回転自在に設けた密閉モータにおいて、
上記回転子の外周面に、上記密閉ケーシング内の内気を流すための螺旋状のネジ状溝を設け、かつ上記回転子に、上記密閉ケーシング内の内気を軸方向に流通させるための貫通孔を設けたことを特徴とする密閉モータ。
【請求項２】
上記ネジ状溝は、上記回転子の外周面に沿って連続的に形成され、そのネジ状溝の一端が上記密閉ケーシングの一方に臨み、他端が上記密閉ケーシングの他方に臨む請求項１記載の密閉モータ。
【請求項３】
上記貫通孔が、上記回転子の周方向に間隔を隔てて複数設けられた請求項１または２記載の密閉モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉ケーシング内に固定子と回転子とを設けた密閉モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、ＤＣブラシレスモータなど、回転子側に永久磁石を設けたモータが知られている。そのようなモータでは、回転子を空冷することで、回転子の永久磁石が高温になり磁力が低下してしまうのを防止するようにしている。
【０００３】
例えば、回転子の回転軸にフィンを設け、そのフィンを回転させることで、モータ内に外気を導入して、回転子を冷却することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、回転子に軸方向に延びる貫通孔を設け、モータ外部から導入される空気により回転子を内側から冷却することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３２２４８０号公報
【特許文献２】特開平８−２０５４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、モータの耐久性を高めるために、固定子と回転子とを密閉ケーシング内に収容した所謂密閉モータがある。このような密閉モータでは、モータ内に熱が籠もりやすくなるので、回転子の放熱が問題となる。
【０００７】
しかしながら、上述したモータでは、何れも外気をモータ内に取り入れて冷却する構造であるため、その冷却構造を、密閉モータに適用したとしても冷却が不十分になる。例えば、フィンを設ける構造を適用した場合、空気がモータ内を一方向にしか流れず、冷却が不十分となる。また、貫通孔を設ける場合でも、貫通孔に、密閉モータ内の昇温された空気を導入しただけでは、回転子を冷却することができない。
【０００８】
このように、従来のモータの冷却構造では、密閉モータを十分に冷却できないという問題があった。特に、密閉式のＤＣブラシレスモータを、小型化、大容量化しようとする場合には、回転子の永久磁石からの放熱が重要課題となる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、回転子の冷却効果の向上をはかることができる密閉モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、密閉ケーシング内に、固定子を設けると共にその固定子の内方にエアギャップを介して回転子を回転自在に設けた密閉モータにおいて、上記回転子の外周面に、上記密閉ケーシング内の内気を流すための螺旋状のネジ状溝を設け、かつ上記回転子に、上記密閉ケーシング内の内気を軸方向に流通させるための貫通孔を設けたものである。
【００１１】
好ましくは、上記ネジ状溝は、上記回転子の外周面に沿って連続的に形成され、そのネジ状溝の一端が上記密閉ケーシングの一方に臨み、他端が上記密閉ケーシングの他方に臨むものである。
【００１２】
好ましくは、上記貫通孔が、上記回転子の周方向に間隔を隔てて複数設けられたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、回転子の冷却効果を高めることができるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】
図１および図２に基づき本実施形態の密閉モータを説明する。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の密閉モータ１は、密閉ケーシング２内に、固定子３を設けると共にその固定子３の内方にエアギャップ４を介して回転子５を回転自在に設けて構成される。
【００１７】
密閉ケーシング２は、一端（図１において右端）が開放した筒状（図例では、円筒状）に形成されたケーシング本体１０と、そのケーシング本体１０の上記一端を閉塞する蓋部１１とを備える。ケーシング本体１０の外周部には、固定子３などから伝達された熱を外部に放熱するための図示しない放熱手段（例えば、水冷装置）が設けられる。
【００１８】
固定子３は、密閉ケーシング２のケーシング本体１０の内周面に沿って設けられる。固定子３は、薄い金属板（例えば、電磁鋼板）を軸方向に重ねて形成されたステータコア１２と、そのステータコア１２に巻回された巻線１３とから構成される。
【００１９】
回転子５は、上記密閉ケーシング２に、軸受２０により回転自在に支持された回転子軸２１と、その回転子軸２１に固定された回転子本体２２とを備える。その回転子本体２２の外周部には、周方向に間隔を隔てて複数の永久磁石（図示せず）が配置される。それら永久磁石の外周には、回転子本体２２を覆う保護筒６が設けられ、その保護筒６の外周面と固定子３の内周面とが、所定間隔のエアギャップ４を介して対向する。
【００２０】
図１および図２に示すように、本実施形態では、上記回転子５の保護筒６の外周面（外表面）に、上記密閉ケーシング２内の内気（本実施形態では、空気）を軸方向に流すための螺旋状のネジ状溝７が設けられる。そのネジ状溝７は、保護筒６の外周面に沿って連続的に形成された一条の溝からなる。ネジ状溝７は、一端が上記密閉ケーシング２の一方の端部に臨み、他端が密閉ケーシング２の他方の端部に臨む。つまり、ネジ状溝７が、回転子５の軸方向の全域に亘り形成され、その両端が回転子５の両端部にて開放される。なお、ネジ状溝７のピッチ、深さ、幅および条数などは、本実施形態のものに限定されず、エアギャップ４の間隔や回転子５の回転数などを考慮して、適切に設定される。
【００２１】
回転子５には、上記密閉ケーシング２内の内気を軸方向に流通させるための貫通孔８が設けられる。本実施形態では、複数の貫通孔８が、周方向に間隔を隔てて（図例では、約９０°間隔で４つ）設けられる。それら貫通孔８は、回転子本体２２の上記永久磁石を貫通するような径方向位置に形成される。各貫通孔８は、断面が円形で、回転子本体２２の一端部から他端部まで延出して形成される。なお、貫通孔８の断面形状や本数などは、本実施形態のものに限定されない。
【００２２】
また、図１に示すように、本実施形態では、密閉ケーシング２内の密閉された空間が、回転子５および固定子３により、軸方向に二つに区画されており、それら二つに区画された空間Ｓ１，Ｓ２が、固定子３と回転子５との間に設けられたエアギャップ４と、回転子５に設けられた貫通孔８とで、連通されている。
【００２３】
次に、本実施形態の密閉モータ１の作用を説明する。
【００２４】
固定子３の巻線１３に通電すると、密閉モータ１内に回転磁界が形成され、その回転磁界により回転子５が回転する。その回転子５の外周面には、ネジ状溝７が形成されているため所謂ネジポンプ原理により、密閉ケーシング２内の空気が、回転子５の外周面と固定子３の内周面との間（エアギャップ４）を軸方向（図１において右側から左側）に流れる。より詳細には、空気は、ネジ状溝７に沿って回転子５の表面を旋回しながら流れる。
【００２５】
このエアギャップ４を流れる空気が、回転子５側から熱を奪うと共にその熱を固定子３側に放熱する。つまり、ネジ状溝７を流れる空気を介して回転子５から固定子３に熱が伝達される。これにより、回転子５が密閉ケーシング２内の空気により強制対流状態で冷却されることとなる。一方、エアギャップ４を通り空間Ｓ１に吐出された空気は、密閉ケーシング２と熱交換して放熱、冷却される。
【００２６】
また、ネジ状溝７により、密閉ケーシング２内の区画された一方の空間Ｓ２から他方の空間Ｓ１（図１においては右側から左側）に空気が移送されることで、それらの空間Ｓ１、Ｓ２に圧力差が生じる。その圧力差により、貫通孔８内を、ネジ状溝７による流れ方向と反対方向（図１において左側から右側）に向かう空気の流れが形成される。その流れにより、他方の空間Ｓ１の空気が貫通孔８内を流れ、回転子５およびその永久磁石が内部側から冷却される。また、貫通孔８を通り一方の空間Ｓ２に吐出された空気は、密閉ケーシング２と熱交換して放熱、冷却され、その後、再びエアギャップ４内に吸入される。
【００２７】
以上のように、ネジ状溝７による空気の流れと貫通孔８内の空気の流れとにより、密閉ケーシング２内の空気が循環して、回転子５の冷却が促進される。つまり、密閉ケーシング２内の空気が、回転子５の表面および内部を循環しながら回転子５の熱を固定子３および密閉ケーシング２に放熱することで、回転子５が冷却される。
【００２８】
このように、本実施形態では、密閉ケーシング２内の空気を、回転子５および固定子３間のエアギャップ４に軸方向に流すことで、回転子５および固定子３と、空気との熱交換効率を高めることができる。その結果、回転子５から固定子３への放熱量が増大し、回転子５の冷却効果を高めることができる。
【００２９】
さらに、貫通孔８を設けることで、密閉ケーシング２内を空気が循環することとなり、回転子５の冷却効率をさらに向上させることができる。
【００３０】
また、空気をネジ状溝７に沿って流すことで、回転子５の外周を略全域に亘り冷却することができ、さらに、空気が回転子５の外周を旋回しながら流れることととなり、空気が回転子５の表面に接する距離が、空気を軸方向に沿って直線的に流した場合よりも長くなり、空気と回転子５および固定子３との熱交換効率を向上させることができる。
【００３１】
また、回転子５の貫通孔８を空気が流れることにより、回転子５および永久磁石を内周側（回転子軸２１側）から冷却することができ、回転子５および永久磁石の冷却効果を高めることができる。
【００３２】
以上のように、回転子５およびその永久磁石の冷却効果を向上させることで、密閉モータの小型、大容量化を図ることができる。
【００３３】
その他に、ネジ状溝は、旋盤などにより容易に加工することができるので、密閉モータの製造コストを低減することができる。
【００３４】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。
【００３５】
例えば、本実施形態では、貫通孔を回転子本体に設けたが、これに限定されず保護筒に設けてもよい。
【００３６】
また、貫通孔を、ネジ状溝と逆方向の螺旋状に形成することが考えられる。この場合、貫通孔自体が空気を積極的に流すので、密閉ケーシング内の空気の循環が促進され、回転子の冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る一実施形態による密閉モータの概略図である。
【図２】本実施形態の回転子の斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  密閉モータ
２  密閉ケーシング
３  固定子
４  エアギャップ
５  回転子
７  ネジ状溝
８  貫通孔
【図１】
2007110828.tif 000003
【図２】
2007110828.tif 000004