JP2000083343A - モーターフレーム及びモーターフレームの製造方法 - Google Patents
モーターフレーム及びモーターフレームの製造方法Info
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Abstract
ない、生産性の良いモーターフレームを得る。 【解決手段】 外周に周方向に間隔をおいて複数の放熱
フィン2がほぼ放射状に配列され、内周側には固定子が
嵌装される熱良導材よりなるモーターフレーム1につい
て、その固定子を内装する部分を熱良導材の押出し成形
による筒状体3で構成し、筒状体3の外周に押出し成形
時に一体に成形された軸方向に連なり、周方向に間隔を
おいて複数列並ぶ一連の条溝5に対して熱良導材よりな
る放熱板4を後付けにより一端側において装着して複数
の放熱フィン2を構成する。
Description
構成するモーターフレーム及びモーターフレームの製造
方法に関するものである。
レームは、図21,22に示すように外表面に多数条の
放熱フィン40を備えたものが多く、アルミ材や銅など
の熱伝導性の良い材料で一体構造物として構成されてい
る。図21,22に示すモーターフレームは、アルミ材
を押出し成形して多数条の放熱フィン40を外周に一体
成形したものであり、内周部に固定子41が挿入され
る。こうした構成のモーターフレームは、材料を流動さ
せて肉厚を変化させて製造するため、成形に当っては大
きな押出し力が掛けられる。そのため、この力に耐え得
る金型強度が必要であり、金型強度を確保するためには
放熱フィン40の高さを、そのピッチの1.5倍程度以
内にしか構成できない。
号公報に示されている銅管やアルミ管等の素管から、固
定子枠を構成する技術によれば、高さの高い放熱フィン
を備えたモーターフレームを得ることができる。即ち、
素管の径が星形状の過程を経て縮少され、その外周面上
に凹部と、合わせ面を有する多数条の放熱フィンが曲げ
加工により形成してモーターフレームを構成する仕方で
ある。このモーターフレームによれば、素管の径を縮少
する引き抜き加工における肉厚の変化が小さいため、引
き抜くための力が小さくて済み、単に引き抜き加工だけ
で放熱フィンを一体成形するものより高さの高い放熱フ
ィンが得られ、冷却性能を向上させることができる。
を一体成形したモーターフレームにおいては、放熱フィ
ン40のピッチに放熱フィン40の高さが規定されるた
め、外径が同一のモーターフレームでは、放熱フィン4
0の枚数を多くすれば、放熱フィン40の高さは低くな
り、放熱フィン40の高さを変えずにその枚数を任意の
枚数に設定することができない。また、放熱フィン40
の高さを高くすると、その板厚も厚くしなければ押出し
時の材料の流れが悪くなり、放熱フィン40の先端が波
打ってしまうことになるため、放熱フィン40の板厚に
ついても任意に設定することができない。
定量の金属塊から数十メートルの長尺の成形物を押出
し、成形加工時のチャック部分である4メートル程の部
分を除いた部分が製品として使われる。従来の放熱フィ
ン40が一体成形されたモーターフレームは断面積が大
きく、規定量の金属塊から5〜6メートルの押出し成形
物しか製品として利用できず、歩留まりが悪いものであ
る。また、放熱フィン40を含む外径が大きいため、押
出し成形物を必要な寸法に切断してモーターフレームに
構成する際の加工費用も嵩み、そのコストを上昇させて
いる。さらに、モーター固定部など肉厚の変化する構造
を持つモーターフレームの場合には、押出し成形時に材
料が偏るため成形時の内径精度が低下し、矯正加工を行
なっても修正できず、切削加工が必要となるといった問
題点もある。
し、その外周面上に凹部と、合わせ面を有する多数条の
放熱フィンを曲げ加工により形成したモーターフレーム
では、放熱フィンを面倒な曲げ加工により形成しなけれ
ばならないうえ、放熱フィンの枚数を自由に設定するこ
とができない。
ためになされたもので、その課題とするところは、放熱
フィンの枚数や高さ等に関する制約の少ない、生産性の
良いモーターフレームを開発することであり、放熱フィ
ンの枚数や高さ等に関する制約の少ない、生産性の良い
モーターフレームの製造方法を確立することである。
に請求項1の発明は、外周に周方向に間隔をおいて複数
の放熱フィンがほぼ放射状に配列され、内周側には固定
子が嵌装される熱良導材よりなるモーターフレームにつ
いて、その固定子を内装する部分を熱良導材の押出し成
形による筒状体で構成し、この筒状体の外周に押出し成
形時に一体に成形された軸方向に連なり、周方向に間隔
をおいて複数列並ぶ一連の取付構造に対して熱良導材よ
りなる放熱板を後付けにより一端側において装着して複
数の放熱フィンを構成する手段を採用する。
は、請求項1に係る前記手段における筒状体の取付構造
を使ってモーターを固定するための別構成のモーター固
定部を装着する手段を採用する。
は、請求項1又は請求項2のいずれかに係る前記手段に
おける放熱板の表面に、表面積を拡大する凹凸構造を設
ける手段を採用する。
は、外周に周方向に間隔をおいて複数の放熱フィンがほ
ぼ放射状に配列され、内周側には固定子が嵌装される熱
良導材よりなるモーターフレームを製造するにあたり、
その固定子を内装する部分を熱良導材の押出し成形によ
り筒状体として作り、この筒状体の外周には、その押出
し成形時に一体に、軸方向に連なり周方向に間隔をおい
て複数列並ぶ一連の取付構造を成形しておいて、筒状体
の取付構造に対して熱良導材よりなる複数枚の放熱板を
後付けにより一端側において装着して放熱フィンを構成
する手段を採用する。
基づいて説明する。図1〜図20によって示すこの実施
の形態は、モーターの固定子(図示しない)を内装する
モーターフレーム1に関するものである。このモーター
フレーム1は、図1に示すように外周に周方向に間隔を
おいて複数の放熱フィン2がほぼ放射状に配列された構
成であり、固定子を内装する部分が押出し成形による筒
状体3で構成され、各放熱フィン2が別体として構成さ
れた放熱板4の筒状体3への後付けにより構成されてい
る。筒状体3及び放熱板4は、いずれもアルミ、アルミ
合金、銅、マグネシウム等の押出し成形や引き抜き成形
の可能な金属の熱良導材で構成されている。
の外周には押出し成形時に一体成形された軸方向に連な
り、周方向に間隔をおいて複数列並ぶ一連の取付構造を
備えている。放熱板4は、筒状体3の軸方向に任意の寸
法をもつ長辺と、適宜な寸法の短辺とからなる矩形の板
状部材として押出し成形や引き抜き成形により成形さ
れ、その一方の筒状体3の軸方向の辺側には、筒状体3
の取付構造に対応する取付構造が一体成形されている。
筒状体3の取付構造は、例えば図2に示すように断面が
矩形の軸方向に連続する条溝5が採用される。これに対
する放熱板4の取付構造は、条溝5に筒状体3の半径方
向から嵌合させうる、条溝5の溝幅に対して0〜0.3
mm程厚く設定された嵌込み部分6として構成されてい
る。筒状体3の条溝5に嵌込み部分6を嵌合した放熱板
4の固定には、溶接、接着、圧入、カシメ、コーキング
等の手段を採用することができる。こうして筒状体3の
各条溝5にそれぞれ一枚ずつ放熱板4を装着することに
より、放熱フィン2が構成されモーターフレーム1が得
られるが、モーターを固定する取付フランジ等のモータ
ー固定部7をモーターフレーム1に備付ける場合には、
図1に示すように筒状体3の数個の取付構造を使って、
別に構成された数個のモーター固定部7を放熱板4の取
付けと同様の仕方で装着する。
熱板4の取付構造と同様の取付構造を設け、この取付構
造により放熱板4の装着と同様の仕方でモーター固定部
7を装着する。筒状体3の取付構造は、周方向に間隔を
おいて多数形成されているので、モーター固定部7の周
方向の装着位置は取付構造の間隔毎に設定することがで
き、軸方向の装着位置も筒状体3の取付構造の長さの範
囲内に設定でき、モーター固定部7の装着位置の自由性
は高い。モーター固定部7など肉厚の変化する構造を外
周に一体成形する場合には、押出し成形時に材料が偏る
ため成形時の内径精度が低下し、矯正加工を行なっても
修正できず、固定子を挿入するためには切削加工が必要
となるが、このようにモーター固定部7を後付けにする
ことにより、筒状体3の成形時の内径精度の低下を回避
することができ、切削加工なしに内径精度を矯正できる
ため生産性が向上する。
単純な溝付きの筒形状であり、放熱フィン2を後付けに
して構成するものであるため、放熱フィン2の高さを変
えずにその枚数を任意の枚数に設定することも可能であ
り、また、放熱フィン2の高さを高くしても、その板厚
を厚くする必要もない。即ち、放熱フィン2の枚数及び
高さを自由に設定することができ、高い放熱効率のモー
ターフレーム1が得られるため、モーターに採用するこ
とにより固定子の温度上昇を抑制でき、同一出力のモー
ターではその大きさを小さくすることが可能であり、モ
ーターを用いた機器の小型化や軽量化にもおおいに貢献
できる。
成形されるため、放熱フィン2を一体成形する従来のも
のに比べ、筒状体3の断面積は1/2程度になるため、
規定量の金属塊から2倍以上の筒状体素材を成形でき、
歩留まりを格段に向上させることができる。そのうえ、
筒状体素材を切断して筒状体3を作る際には、放熱フィ
ン2は含まずその外径が小さいため切断コストも低減
し、取扱いも容易になり、輸送効率も高くなる。
取付構造に関する前記以外の他の具体例を説明する。図
3に示す筒状体3の取付構造は、底側に溝幅が漸減する
テーパ状の断面形状の条溝5であり、放熱板4の取付構
造は、条溝5のテーパの角度よりなす角度の大きい傾斜
面で構成された楔構造端縁8である。楔構造端縁8を条
溝5に半径方向から圧入していくことにより、条溝5の
側壁面と放熱板4の傾斜面とに大きな面圧がかかり、そ
の摩擦力により放熱板4が固定される。この取付構造に
よれば、筒状体3と放熱板4との接触面積を広くでき、
筒状体3から放熱板4への熱伝達量が多くなり、放熱効
率を向上させることができる。また、放熱板4の板厚及
び筒状体3の溝幅の寸法が±0.3mm程度ばらついて
も、テーパ状の条溝5であるため圧入が可能であり、成
形物の寸法交差をそのぶん大きくできる。即ち、筒状体
3及び放熱板4の成形金型の摩耗等により発生する成形
物の寸法のばらつきに対する許容範囲が拡がり、同じ成
形金型を長期にわたり使用できるようになる。
円形に膨出した嵌合凹部9を形成し、放熱板4の嵌込み
部分6の下端に条溝5の嵌合凹部9に嵌合する断面略円
形の嵌合部10を形成したものである。これにより、図
3で示したものと同様に嵌合いによる機能を果たしうる
うえ、嵌合凹部9への嵌合部10の嵌合により放熱板4
の取付状態をより安定なものにすることができる。
2で示した条溝5の両側に条溝5より深さの深い一連の
溝11を隣接して設け、条溝5の開口縁の対向位置に一
連の凸条12を設けたものである。一方、放熱板4の取
付構造は、図1,2で示した嵌込み部分6の基部両側に
一連の凹溝13を設けたものである。放熱板4の嵌込み
部分6を筒状体3の条溝5に半径方向から嵌込んでいく
と、条溝5の側壁が両側の溝11の方向に拡開してい
き、嵌込みの最終段階で、条溝5の側壁が弾性復帰して
凸条12が凹溝13に噛合うことにより放熱板4が装着
される。放熱板4の半径方向外側への引き抜き荷重は、
凸条12の凹溝13への噛合いにより受け止められ、放
熱板4の抜止めがなされる。この場合、条溝5の両側壁
を両側の溝11を利用して条溝5側に変形させて、放熱
板4を両側壁により両側からカシメ付けることにより、
放熱板4をより確実に固定することができるとともに、
放熱板4と筒状体3との密着度も上がり放熱板4への熱
伝達率も向上する。
断面略円形に構成した条溝5の両側に条溝5より深さの
深い一連の溝11を隣接して設け、条溝5の開口縁の対
向位置に断面略円形部分により形成される一連の凸条1
2を形成したものである。一方、放熱板4の取付構造
は、嵌込み部分6を条溝5に嵌合しうる断面略円形に構
成し、その基部両側に一連の凹溝13を設けたものであ
る。放熱板4の嵌込み部分6を筒状体3の条溝5に半径
方向から嵌込んでいくと、条溝5の側壁が両側の溝11
の方向に拡開していき、嵌込みの最終段階で、条溝5の
側壁が弾性復帰して凸条12が凹溝13に噛合うことに
より放熱板4が装着される。放熱板4の半径方向外側へ
の引き抜き荷重は、凸条12の凹溝13への噛合いによ
り受け止められ、放熱板4の抜止めがなされる。この場
合、条溝5の両側壁を両側の溝11を利用して条溝5側
に変形させて、放熱板4を両側壁により両側からカシメ
付けることにより、放熱板4をより確実に固定すること
ができるとともに、放熱板4と筒状体3との密着度も上
がり放熱板4への熱伝達率も向上する。
を波形14に形成した断面略矩形の条溝5とし、放熱板
4の取付構造は、嵌込み部分6の両側面を条溝5の波形
14に噛合う波形面15に構成したものである。放熱板
4の嵌込み部分6を筒状体3の条溝5に半径方向から圧
入してやることにより、嵌込み部分6がその波形面15
と条溝5の両側壁の波形14に噛合った状態で嵌合され
る。この取付構造によれば、放熱板4と筒状体3との接
触面積が広く採れるため、放熱板4への熱伝達率が向上
するうえ、波形同士の噛合いにより放熱板4の抜止めが
しっかりなされる。
形状の条溝5とし、放熱板4の取付構造は、筒状体3の
条溝5にその端面側から軸方向に差込みうる断面凸形状
の嵌込み部分6としたものである。筒状体3の条溝5の
幅の狭い開口部の両側は肉厚の薄い舌部16で構成され
ている。放熱板4の嵌込み部分6を筒状体3の端部側か
ら条溝5に軸方向に差込んでいって位置決めし、条溝5
の両側の舌部16を筒状体3の内部側に押曲げて変形さ
せ、放熱板4をカシメ付けて装着するものである。舌部
16を変形させるときに放熱板4の嵌込み部分6の膨出
部分も押潰され、筒状体3の条溝5は隙間なく放熱板4
の嵌込み部分6により埋め尽くされることになり、放熱
板4が抜止めされ放熱板4への熱伝達効率も向上する。
舌部16の変形に前後して例えば、図9に示すように舌
部16の軸方向における数箇所に半径方向内側に突出
し、放熱板4の嵌込み部分6に食い込む局部的な突起1
7を加工することにより放熱板4の軸方向の移動も確実
に防止することができる。
凸形状の条溝5とし、放熱板4の取付構造は、筒状体3
の条溝5にその端面側から軸方向に差込みうる断面凸形
状の嵌込み部分6としたものである。筒状体3の条溝5
の幅の狭い開口部の両側は肉厚の薄い舌部16で構成さ
れている。放熱板4の嵌込み部分6を筒状体3の端部側
から条溝5に軸方向に差込んでいって位置決めし、条溝
5の両側の舌部16を放熱板4に近い0〜3mmくらい
の位置にコーキングによりV字状の溝18を加工し、舌
部16を放熱板4側へ突出させて放熱板4を両側から挟
み付けることにより放熱板4を取付けることができる。
また、図11,12に示すように、条溝5の開口部の幅
を放熱板4の板厚より少し広く構成し、条溝5に差込ん
だ放熱板4の嵌込み部分6の膨出部分の基部の両側にコ
ーキングによりV字状の溝19を加工し、放熱板4の嵌
込み部分6を条溝5の内壁に食込ませるように突出させ
て放熱板4を取付けるようにしてもよい。
向に近接して並ぶ二列の突条20と、この突条20の間
の隙間21とにより構成している。放熱板4の取付構造
は、突条20の間に収まる鳩尾状の突条22としたもの
である。放熱板4の突条22を筒状体3の二列の突条2
0の間の隙間21に半径方向から収め、各突条20を加
圧して放熱板4側へ放熱板4の突条22を両側から抱込
むように変形させて放熱板4を取付ける。筒状体3の突
条20の高さを放熱板4の突条22の高さより高く設定
することにより放熱板4の突条22に続く基部を、変形
させた突条20で両側から締付けて突条20により覆い
被せることができ、より確実に放熱板4をしっかりと取
付けることができる。放熱板4の筒状体3への装着は、
半径方向からできるようにした方が、軸方向の端部から
するより組立てスペースもとらず、作業もし易い。
向に連続する立上り23と天部24によるコ状の断面構
造である。放熱板4の取付構造は、コ状の断面構造に外
側から係合させうるL字状に曲ったフック部25として
構成している。放熱板4のフック部25を筒状体3のコ
状の断面構造に外側から係合させ、天部24を半径方向
内方へ変形させ放熱板4のフック部25をカシメ付けて
放熱板4を取付ける。この取付方も放熱板4を半径方向
から筒状体3に装着できるので組立てスペースもとら
ず、作業もし易い。
向に連続する二列の条溝26である。この条溝26は底
側が互いに漸次接近するように近接して設けられてい
る。放熱板4は二枚一組になっており下端において連結
部27で連結している。ただし、放熱板4の枚数につい
ては1枚でも3枚でも構わない。放熱板4の取付構造
は、連結部27に成形された二列の角状の突条28であ
る。この突条28は筒状体3の各条溝26の開口部側の
間隔とほぼ等しい間隔で、おのおのの外側側面は先細に
なる斜面29に形成してある。各条溝26に放熱板4の
突条28を半径方向から対応させて、各条溝26に放熱
板4の各突条28を半径方向から加圧して嵌合させる。
これにより放熱板4の各突条28は、条溝26の形状に
倣って塑性変形していき、筒状体3の条溝26間部分を
抱え込むようになる。条溝26は底側が互いに漸次接近
するようになっているので、放熱板4の取付状態は安定
し、接触面積も広く採れるので熱伝達率も良い。なお、
この放熱板4の取付方は、筒状体3側の取付構造を雌型
とし、放熱板4の取付構造を雄型として塑性変形を利用
したもので、上記した条溝26と突条28の構成に限る
ものではない。
放熱フィン2を含む外径寸法を変えずに、放熱フィン2
の放熱に寄与する表面積を拡大する工夫を講じたもので
ある。即ち、図16や図17に示す放熱板4は、嵌込み
部分6を除く両面に波形や凹凸による凹凸構造30を設
けたものである。凹凸構造30は押出し成形や引き抜き
成形で成形できる形状のほうが生産性が良い。図18,
19に示す放熱板4は嵌込み部分6を除く全体を、筒状
体3の周方向に傾斜、あるいは湾曲させたものである。
これにより、同一外径で放熱面積の拡大を図ることがで
き、放熱効率の向上を推進できる。なお、図18に示す
ような矩形断面の放熱板4の構造より図19に示す曲面
構成の放熱板4にする方が放熱面積をより広くすること
ができる。
板4の取付構造とは、いずれも筒状体3側が条溝形状
で、放熱板4側が突条形状であるが、図20に示すよう
に筒状体3の取付構造を鳩尾状の突条31とし、放熱板
4の取付構造をあり溝32として、あり継ぎ形態で放熱
板4を取付けるようにしてもよく、図2から図8及び図
13や図15に示した取付構造についても放熱板4側と
筒状体3側とを反対の構造にすることもできる。ただ
し、筒状体3の取付構造は押出し成形できる連続形状で
あることは、前述の各取付構造と同じである。
ように、請求項1の発明によれば放熱フィンの枚数や高
さ等に関する制約の少ない、生産性の良いモーターフレ
ームが得られる。
記効果とともに、筒状体の成形時の内径精度の低下を回
避することができ、生産性が向上する。
求項2のいずれかに係る前記効果とともに放熱性能が向
上する。
数や高さ等に関する制約の少ない、生産性の良いモータ
ーフレームの製造方法が得られる。
斜視図である。
の取付関係を示す断面図である。
熱板との他の取付関係を示す断面図である。
熱板との他の取付関係を示す断面図である。
熱板との他の取付関係を示す断面図である。
熱板との他の取付関係を示す断面図である。
熱板との他の取付関係を示す断面図である。
熱板との他の取付関係を示す断面図である。
熱板との他の取付関係を示す斜視図である。
放熱板との他の取付関係を示す断面図である。
放熱板との他の取付関係を示す断面図である。
板との取付状態を示す断面図である。
放熱板との他の取付関係を示す断面図である。
放熱板との他の取付関係を示す断面図である。
放熱板との他の取付関係を示す断面図である。
放熱板との他の取付関係を示す断面図である。
放熱板との他の取付関係を示す断面図である。
放熱板との他の取付関係を示す断面図である。
放熱板との他の取付関係を示す断面図である。
放熱板との他の取付関係を示す断面図である。
る。
る。
体、 4 放熱板、5 条溝、 6 嵌込み部分、 7
モーター固定部。
Claims (4)
- 【請求項1】 外周に周方向に間隔をおいて複数の放熱
フィンがほぼ放射状に配列され、内周側には固定子が嵌
装される熱良導材よりなるモーターフレームであって、
前記固定子を内装する部分を熱良導材の押出し成形によ
る筒状体で構成し、この筒状体の外周に押出し成形時に
一体に成形された軸方向に連なり、周方向に間隔をおい
て複数列並ぶ一連の取付構造に対して熱良導材よりなる
放熱板を後付けにより一端側において装着して複数の前
記放熱フィンを構成したモーターフレーム。 - 【請求項2】 請求項1に記載のモーターフレームであ
って、筒状体の取付構造を使ってモーターを固定するた
めの別構成のモーター固定部を装着したモーターフレー
ム。 - 【請求項3】 請求項1又は請求項2のいずれかに記載
のモーターフレームであって、放熱板の表面に表面積を
拡大する凹凸構造を設けたモーターフレーム。 - 【請求項4】 外周に周方向に間隔をおいて複数の放熱
フィンがほぼ放射状に配列され、内周側には固定子が嵌
装される熱良導材よりなるモーターフレームを製造する
にあたり、前記固定子を内装する部分を熱良導材の押出
し成形により筒状体として作り、この筒状体の外周に
は、その押出し成形時に一体に、軸方向に連なり周方向
に間隔をおいて複数列並ぶ一連の取付構造を成形してお
いて、この筒状体の取付構造に対して熱良導材よりなる
複数枚の放熱板を後付けにより一端側において装着して
前記放熱フィンを構成するモーターフレームの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10249567A JP2000083343A (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | モーターフレーム及びモーターフレームの製造方法 |
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| JP10249567A JP2000083343A (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | モーターフレーム及びモーターフレームの製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000083343A true JP2000083343A (ja) | 2000-03-21 |
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| JP10249567A Pending JP2000083343A (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | モーターフレーム及びモーターフレームの製造方法 |
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