【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はモータの冷却構造に関し、主にロータを効率良
く冷却する構造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a motor cooling structure, and mainly relates to a structure for efficiently cooling a rotor.
近年、工作機械において主軸の高速化、高出力化が進ん
でおり、これに伴いスピンドルモータのステータ並びに
ロータの発熱量も増加してきている。これに対し、モー
タの冷却は一般にステータの外周をジャケット方式によ
り行っているが、この方式ではロータはほとんど冷却さ
れ得ない。In recent years, the speed and output of spindles in machine tools have been increasing, and the amount of heat generated by the stator and rotor of the spindle motor has also increased. On the other hand, the motor is generally cooled by jacketing the outer periphery of the stator, but with this method, the rotor can hardly be cooled.
そこでロータの表面に空気を吹き付けてロータを直接に
冷却する方式が採用されつつある。Therefore, methods are being adopted that directly cool the rotor by blowing air onto its surface.
然しながら、ロータに、直接、冷却用空気を吹き付ける
方式では、その冷却効果は低速回転時においてしか期待
できない。回転中のロータの外周上には該ロータと共に
回転する空気の薄い層が形成されており、高速回転中は
外部から吹き付けられた空気が遮断され、冷却が充分に
行われ得ないからである。However, in the method of directly blowing cooling air onto the rotor, the cooling effect can only be expected when the rotor rotates at low speed. This is because a thin layer of air that rotates with the rotor is formed on the outer periphery of the rotating rotor, and during high-speed rotation, air blown from the outside is blocked and sufficient cooling cannot be achieved.
依って本発明は斯かる課題の解決を図るべく、ロータを
効率良く冷却することのできる冷却構造の提供を目的と
する。Therefore, in order to solve this problem, the present invention aims to provide a cooling structure that can efficiently cool a rotor.
上記目的に鑑みて本発明は、ロータを取り付けた出力軸
を中空に形成し、該中空の出力軸の内部に冷却用気体を
貫流させたモータの冷却構造を提供する。また、出力軸
の一端が塞がれている場合には、細管を介して出力軸内
に加圧気体を流すか、又は、出力軸内の中空領域とモー
タの内部空間領域とを連通させる径方向の孔を介して出
力軸の中空領域とモータ内部空間領域とに加圧気体を流
し、モータハウジングに設けられた排気孔から排出させ
る冷却構造を提供する。更には、中空の出力軸の場合に
は、冷却空気を貫流させるファンを出力軸の一端に一体
的に固定した構造を提供する。In view of the above object, the present invention provides a cooling structure for a motor in which an output shaft to which a rotor is attached is formed hollow, and cooling gas is caused to flow through the inside of the hollow output shaft. In addition, if one end of the output shaft is blocked, pressurized gas may be allowed to flow into the output shaft through a thin tube, or a diameter that communicates the hollow area within the output shaft with the internal space area of the motor may be used. A cooling structure is provided in which pressurized gas is caused to flow through a hollow region of an output shaft and a motor internal space region through a hole in the direction, and is discharged from an exhaust hole provided in a motor housing. Furthermore, in the case of a hollow output shaft, a structure is provided in which a fan through which cooling air flows is integrally fixed to one end of the output shaft.
中空の出力軸に冷却液を貫流させると、該出力軸と一体
的に取り付けられたロータを熱伝導によって冷却するこ
とができる。出力軸の一端が塞がれている場合には、他
に細管を挿入して二重管とすることにより気体を流入さ
せて、それを細管の外側を通して帰還させることができ
る。また、モータの内部空間へ径方向孔を通して流し、
モータハウジングに設けた排気孔から外部へ排出させる
ことによりロータとステータとを冷却することもできる
。中空の出力軸の一端にファンを固定すると、ロータ並
びに出力軸が回転する際に、その回転速度に応じて出力
軸内を貫流する空気量が多くなる。従って、この方式は
主として高速回転において発熱の大きいモータのロータ
を効果的に冷却する事ができる。When the cooling liquid flows through the hollow output shaft, the rotor, which is integrally attached to the output shaft, can be cooled by heat conduction. If one end of the output shaft is blocked, by inserting another thin tube to form a double tube, gas can be introduced and returned through the outside of the thin tube. In addition, it flows into the internal space of the motor through a radial hole,
The rotor and stator can also be cooled by exhausting the air to the outside from an exhaust hole provided in the motor housing. When a fan is fixed to one end of a hollow output shaft, when the rotor and output shaft rotate, the amount of air flowing through the output shaft increases depending on the rotational speed. Therefore, this method can effectively cool the rotor of the motor, which generates a large amount of heat mainly during high-speed rotation.
以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳
細に説明する。第１図を参照すると、モータハウジング
１６を構成する中央ハウジング１８の内周にステータ２
０が取り付けられている。この中央ハウジング１８はジ
ャケット方式に構成されて、内部に流路１９が設けられ
ている。従って、ステータ２０の発熱は上記流路１９に
冷却用液体を流すことにより冷却することができる。Hereinafter, the present invention will be explained in more detail based on embodiments shown in the accompanying drawings. Referring to FIG.
0 is attached. The central housing 18 is constructed in a jacket type manner, and a flow passage 19 is provided therein. Therefore, the heat generated by the stator 20 can be cooled by flowing the cooling liquid through the flow path 19.
一方、中空孔１３を貫通、形成した出力軸１２には、ス
リーブ２４を介してロータ１０が固定されており、出力
輪１２をモータハウジング１６の前、後で軸受１４を介
して軸承しており、これによりロータ１０の回転を可能
としている。然しながら、モータの出力を高くすると、
本実施例の様に誘導モータの場合では、ロータに誘導電
流が流れ、発熱する。この熱は、出力軸１２にも伝導し
、軸受１４に焼付きを生じさせると共に、温度上昇のた
め出力にも限界を生ずる。そこで、出力軸１２の中空孔
１３に冷却用気体、本実施例では空気を貫流させるべく
、一端側、本実施例では後端に、他のモータ（図示せず
）によって駆動されるファン２６を取り付けている。On the other hand, the rotor 10 is fixed to the output shaft 12 formed through the hollow hole 13 via a sleeve 24, and the output wheel 12 is supported via bearings 14 at the front and rear of the motor housing 16. , which allows the rotor 10 to rotate. However, if the motor output is increased,
In the case of an induction motor as in this embodiment, an induced current flows through the rotor and generates heat. This heat is also conducted to the output shaft 12, causing seizure in the bearing 14 and also causing a limit to the output due to the temperature rise. Therefore, in order to allow cooling gas, in this example, air, to flow through the hollow hole 13 of the output shaft 12, a fan 26 driven by another motor (not shown) is installed at one end, in this example, at the rear end. It is installed.
これによりモータを出力軸１２の内部から冷却し、ロー
タ１０を熱伝導によって直接的に冷却すると共に軸受１
４をも冷却することができる。As a result, the motor is cooled from inside the output shaft 12, the rotor 10 is directly cooled by heat conduction, and the bearing 1
4 can also be cooled.
なお、本実施例の場合においても出力軸１２が回転して
いるため、該出力軸１２を貫流する冷却用空気が出力軸
１２の内周から熱伝達により吸熱するに際し、出力軸１
２の内周には回転する空気の薄い層が形成されている。In addition, in the case of this embodiment, since the output shaft 12 is rotating, when the cooling air flowing through the output shaft 12 absorbs heat from the inner circumference of the output shaft 12 by heat transfer, the output shaft 1
A thin layer of rotating air is formed on the inner periphery of 2.
この層のため吸熱作用が幾分低下するが、ロータ１０に
直接冷却用空気を吹き付ける場合と比較すると、出力軸
１２の中空孔１３の径寸法はロータ１０の外径寸法より
も相当に小さいためその周方向速度が小さく、従って吸
熱作用に対する抵抗は相当に小さく、充分な冷却が可能
である。This layer reduces the heat absorption effect somewhat, but compared to the case where cooling air is blown directly onto the rotor 10, the diameter of the hollow hole 13 of the output shaft 12 is considerably smaller than the outer diameter of the rotor 10. Its circumferential velocity is small, so the resistance to endothermic action is considerably small, and sufficient cooling is possible.
次に第２図以下においては、第１図に示す各要素と同一
の要素を同一の参照符号によって示しである。第２図に
おいては、出力軸１２Ｈの一端、本実施例では前端、に
は貫通孔を設けることができず、後端から、前端に近い
側のロータ１０の端面付近までの深さに亘って中空孔１
３ａを設け、該中空孔１３ａの内径寸法よりも小さく、
かつその先端近くに冷却用気体の吹出し孔２８を設けた
パイプ２ｖを中に挿入、保持し、このパイプ２りに外部
から冷却用気体として、例えば圧縮空気を送り、ロータ
１０の取付部の出力軸１２ａを冷却しつつ、該パイプ２
７と出力軸１２ａこの間を後方に向かって流れ、軸受１
４をも冷却することができる。Next, in FIG. 2 and subsequent figures, the same elements as those shown in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals. In FIG. 2, a through hole cannot be provided at one end of the output shaft 12H, which is the front end in this embodiment, and extends from the rear end to near the end surface of the rotor 10 on the side near the front end. Hollow hole 1
3a, smaller than the inner diameter of the hollow hole 13a,
A pipe 2v having a cooling gas blowout hole 28 near its tip is inserted and held therein, and compressed air, for example, is fed into this pipe 2 from the outside as a cooling gas, thereby increasing the output of the attachment part of the rotor 10. While cooling the shaft 12a, the pipe 2
7 and the output shaft 12a toward the rear, and the bearing 1
4 can also be cooled.
第３図は、出力軸１２ｂの前端が閉じられている場合の
他の実施例を示しており、出力軸１２ｂの後端からロー
タ１０の前端付近まで穿設された中空孔１３ｂの底部に
、概ね半径方向の径方向孔２８を設けており、出力軸１
２ｂの後端に設けられ、他のモータによって駆動される
ファン２６ｂによって冷却用気体としての空気を中空孔
１３ｂに給送する。こうして中空孔１３ｂの底まで流れ
た空気は、径方向孔２８を介してモータの内部に流入し
、更に、中央ハウジング１８に設けた半径方向孔３０の
外側に取り付けられたファン３２によって外部へ排出さ
れる。本実施例では２箇所にファン２６ ｂ 、 ３２
を使用しているが、一方のみであってもよいことは明白
であろう。FIG. 3 shows another embodiment in which the front end of the output shaft 12b is closed, and a hollow hole 13b bored from the rear end of the output shaft 12b to near the front end of the rotor 10 has a A radial hole 28 is provided in the generally radial direction, and the output shaft 1
Air as a cooling gas is supplied to the hollow hole 13b by a fan 26b provided at the rear end of the cooling member 2b and driven by another motor. The air that has flowed to the bottom of the hollow hole 13b flows into the motor through the radial hole 28, and is further discharged to the outside by the fan 32 attached to the outside of the radial hole 30 provided in the central housing 18. be done. In this embodiment, fans 26b and 32 are provided at two locations.
are used, but it is clear that only one may be used.
この実施例においては、冷却用空気は、まず軸受１４の
部分とロータ１０の取付部とを冷却しつつモータの内部
に流入し、その流入の勢いによってステータ２０の巻線
２２をも冷却し、その後に外部へ排出される。In this embodiment, the cooling air first flows into the motor while cooling the bearing 14 and the attachment part of the rotor 10, and the force of the inflow also cools the windings 22 of the stator 20. It is then discharged to the outside.
第４図を参照すると、第１図に示すファン２６の代わり
に、出力軸１２ｃの後端部にファン２６Ｃそのものを固
定した場合を図示している。第５図には該ファン２６ｃ
の固定状態を斜視図によって示している。この様にファ
ン２６Ｃを出力軸１２Ｇに一体化させると、出力軸１２
ｃの回転と共に、かつ、該回転数に比例してファン２６
Ｃが回転する。即ち、モータの回転数が高くなる程多く
の冷却空気が流れることとなり、高速回転時に発熱の大
きいモータには効果的である。Referring to FIG. 4, a case is illustrated in which a fan 26C itself is fixed to the rear end portion of the output shaft 12c instead of the fan 26 shown in FIG. FIG. 5 shows the fan 26c.
The fixed state is shown in a perspective view. When the fan 26C is integrated with the output shaft 12G in this way, the output shaft 12
The fan 26 rotates along with the rotation of c and in proportion to the rotation speed.
C rotates. That is, the higher the rotational speed of the motor, the more cooling air will flow, which is effective for motors that generate a large amount of heat when rotating at high speed.
以上の説明から明らかな様に本発明によれば、出力軸を
冷却することにより、ロータ並びに軸受を熱伝導により
冷却することができるため、ロータの温度が低く抑えら
れ、ロータのインピーダンスの上昇が低減されて出力ト
ルクの低下が防止される。また、軸受の内、外輪の温度
差の上昇を低減でき、焼き付きの防止が図られ得る。更
には出力軸の膨張、収縮が低減される。As is clear from the above description, according to the present invention, by cooling the output shaft, the rotor and bearings can be cooled by thermal conduction, so the temperature of the rotor can be kept low and an increase in rotor impedance can be prevented. This prevents the output torque from decreasing. Further, it is possible to reduce the increase in temperature difference between the inner and outer rings of the bearing, and it is possible to prevent seizure. Furthermore, expansion and contraction of the output shaft is reduced.
第１図は本発明に係るモータの冷却構造の第１実施例を
示す断面図、第２図は本発明に係るモータの冷却構造の第２実施例を
示す断面図、第３図は本発明に係るモータの冷却構造の第３実施例を
示す断面図、第４図は本発明に係るモータの冷却構造の第４実施例を
示す断面図、第５図は第４図に示すファンの固定状態を示す斜視図。１０・・・ロータ、１２・・・出力軸、１３・・・中空
孔、 １４・・・軸受、２６・・・ファン、２
７・・・パイプ。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a motor cooling structure according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of a motor cooling structure according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing a second embodiment of a motor cooling structure according to the present invention. 4 is a sectional view showing a fourth embodiment of the motor cooling structure according to the present invention; FIG. 5 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the motor cooling structure according to the present invention; FIG. A perspective view showing the state. 10... Rotor, 12... Output shaft, 13... Hollow hole, 14... Bearing, 26... Fan, 2
7...Pipe.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21409989AJPH0382356A (en) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | Cooling structure of motor |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0382356Atrue JPH0382356A (en) | 1991-04-08 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21409989APendingJPH0382356A (en) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | Cooling structure of motor |
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