JP2000278914A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部の通風抵抗が少ない回転電機を提供す
る。 【解決手段】 回転軸４に固設されている回転子６に設
けられている通風路６ｂの一方の開口部８ａは、吸気口
２に繋がる空間に直接開口し、他方の開口部８ｂは、回
転軸４に設けられた連通管９を通じて、ファン５、排気
口３側の側板１ｂ、及び該側板１ｂに突設されている閉
鎖板１３によって囲まれている空間に連通している。こ
のため、開口部８ｂからは外冷気が導入されず、従って
開口部８ｂから吸気口２へ通じる長い通風流路が存在し
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はファンによって冷却
を行う回転電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転電機では、その駆動時の内部の発熱
を効率よく冷却することが重要である。そして、特開平
２−１３６０５０号公報にはその内部を冷却する回転電
機が開示されている。

【０００３】図４は特開平２−１３６０５０号公報開示
の冷却通風装置を備えた回転電機の要部の構成を示す縦
断面図である。図において、１はフレーム１ａ、及び該
フレーム１ａの両端を塞ぐ側板１ｂ，１ｂからなるハウ
ジングである。フレーム１ａの一端側の外周面には、内
部に外冷気を導入する吸気口２が、他端側の外周面に
は、内部の空気を排出する排気口３が夫々開口してい
る。また、前記側板１ｂの中央部には軸受１２が設けら
れており、回転軸４の両端を夫々軸支している。該回転
軸４の前記排気口３の近傍にはファン５が設けられてお
り、内部の空気を前記排気口３から排出する。

【０００４】回転軸４の中央部には回転子６が固設され
ている。該回転子６には周方向に等配をなして軸長方向
の通風路６ｂが複数設けられており、該通風路６ｂには
複数の回転子エアダクト６ａが径方向に繋がっている。
通風路６ｂは回転子６の両端面にて開口している。吸気
口２側の開口部８ａは、吸気口２に繋がる空間に直接開
口しており、排気口３側の開口部８ｂは回転軸４に設け
られた連通管９に連通している。該連通管９は前記ファ
ン５及び排気口３側の前記側板１ｂの間の空間で開口し
ており、該空間は、前記フレーム１ａに設けられ、前記
吸気口２近傍で開口している通気ダクト１０に連通して
いる。排気口３と通気ダクト１０とはいずれもフレーム
１ａの円周方向の一部にあって干渉しないようにされて
いる。

【０００５】また、固定子７が回転子６の周囲に配置さ
れた状態で、前記吸気口２側から前記排気口３側へ空気
を導く支持板１ｃを介して前記フレーム１ａに固設され
ている。該固定子７の内部には、前記回転子エアダクト
６ａに連続して固定子エアダクト７ａが配設されてい
る。

【０００６】回転電機の駆動時に回転子６が回転軸４と
共に回転せしめられ、このとき発生する渦電流により、
回転子６及び固定子７がその内部から発熱する。回転軸
４の回転と共にファン５も回転し、吸気口２から外冷気
が導入される。導入された外冷気は、回転子６の通風路
６ｂの吸気口２側の開口部８ａに向かうものと、通気ダ
クト１０を介して前記通風路６ｂの排気口３側の開口部
８ｂに向かうものと、固定子７の外周面を吸気口２側か
ら排気口３側へ向かうものとに３分される。従って、支
持板１ｃの間を外冷気が通流し、固定子７が外周から冷
却される一方、通風路６ｂの開口部８ａ，８ｂから外冷
気が取り込まれ、回転子エアダクト６ａ及び固定子エア
ダクト７ａを通流して回転子６及び固定子７の内部から
冷却される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上の如き従来の冷却
通風装置を備えた回転電機では、通風路６ｂの開口部８
ｂから取り込まれる外冷気の流路は、吸気口２から開口
部８ｂに達するまでに、通気ダクト１０と、ファン５及
び側板１ｂの間の空間との接続部、前記空間と連通管９
との接続部の２箇所で直角に曲がっているため、通風路
６ｂの開口部８ａに向かう流路に比べて長さが長く、通
風抵抗が大きい。このため、回転子６及び固定子７を冷
却するための風量，風圧が不十分となり、十分な冷却効
果が得られないという問題があった。

【０００８】また、回転子エアダクト６ａ及び固定子エ
アダクト７ａを通過し、温度が上昇した空気との熱交換
により、連通管９を通流する空気の温度が上昇し、冷却
効率が低下するという問題があった。また、フレーム１
ａに通気ダクト１０を設けるため、構造の複雑化、及び
固定子７の通風流路が小さくなることによる通風抵抗の
増大を招き、これらを避けるための装置の大型化が問題
となっていた。

【０００９】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、従来に比べて、外冷気の流路の長さを短く、通
風抵抗を小さくすることによって、十分な冷却効果を有
する回転電機を提供することを目的とする。

【００１０】また、本発明の他の目的は、構造が複雑で
なく、小型の回転電機を提供することにある。また、本
発明の他の目的は、冷却に使用する空気が、既に冷却に
よって高温化した空気との熱交換により、高温化するこ
とを防ぎ、従来に比べて冷却効率が高い回転電機を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る回転電機
は、一端部に吸気口、他端部に排気口が開口しているハ
ウジングと、該ハウジングにその両端を軸支されてお
り、前記排気口の近傍に位置するファン及び通風路を有
する回転子が一体的に取付けられている回転軸と、前記
回転子の周囲に配置されている固定子と、前記ファン近
傍の回転軸半径方向外側から内側へ向かう空気の流れを
閉鎖するために前記ファンの外周に沿って前記ハウジン
グに設けられている閉鎖板と、一端が前記回転子の通風
路に連通し、他端がファン、ハウジング、及び閉鎖板に
囲まれた空間に開口し、断熱層を具備する連通管とを備
えることを特徴とする。

【００１２】第１発明に係る回転電機によれば、吸気口
から取り込まれた外冷気は、回転子及び固定子の周囲を
流れて排気口から排出されるか、または、回転子内部の
通風路を通流し、回転子及び固定子の内部を通って排気
口から排出される。前記通風路は、その開口部を吸気口
及び排気口の両側に有し、吸気口側の開口部は吸気口に
繋がる空間に直接開口しており、排気口側の開口部は連
通管に連通している。該連通管はファン、ハウジング、
及び閉鎖板に囲まれた空間に開口しており、該空間には
前記閉鎖板によって空間外部からの空気の流れが閉鎖さ
れているため、前記通風路には吸気口側の開口部からし
か空気が導入されず、従って長く、通風抵抗が大きい空
気の流路が存在しない。

【００１３】また、通風路の排気口側の開口部からは外
冷気を導入しないため、吸気口から連通管を介して通風
路へ通づる流路を設ける必要がなく、従来のような複雑
な構造を必要とせず、装置を小型化することができる。
また、連通管が断熱層を具備しているため、連通管を通
流する空気と、回転子及び固定子を冷却して高温となっ
た連通管外部の空気との熱交換が行われず、効率的に冷
却を行うことができる。

【００１４】第２発明に係る回転電機は、第１発明に係
る回転電機において、前記ファンに通風穴が設けられて
いることを特徴とする。

【００１５】第２発明に係る回転電機によれば、ファン
に通風穴が設けられているから、回転子の通風路及び連
通路を通ってファン、ハウジング、及び閉鎖板に囲まれ
た空間に導入された空気が、回転軸の支持部、及び前記
空間に面したハウジングを冷却した後、前記通風穴を通
って排気口から排出されるため、高温の空気が内部に残
ることがなく、効率的に冷却を行うことができる。

【００１６】第３発明に係る回転電機は、第１または第
２発明に係る回転電機において、前記ファンは断熱層を
具備していることを特徴とする。

【００１７】第３発明に係る回転電機によれば、ファン
が断熱層を具備しているから、ファンから回転軸及びハ
ウジングへの伝熱量が減少され、一層効率的に回転軸の
支持部、及び前記空間に面したハウジングの冷却を行う
ことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施の形態１ 以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述
する。図１は本発明に係る回転電機の実施の形態１の要
部の構成を示す縦断面図である。

【００１９】図において、１はフレーム１ａ、及び該フ
レーム１ａの両端を塞ぐ側板１ｂからなるハウジングで
ある。フレーム１ａの一端側の外周面には、内部に外冷
気を導入する吸気口２が、他端側の外周面には、内部の
空気を排出する排気口３が夫々開口している。また、前
記側板１ｂの中央部には軸受１２が設けられており、回
転軸４の両端を夫々軸支している。該回転軸４の前記排
気口３の近傍にはファン５が設けられており、内部の空
気を前記排気口３から排出する。

【００２０】回転軸４の軸長方向中央部には円柱形の回
転子６が同軸的に固定されている。該回転子６の回転軸
４の外側には、回転子６の両端面に夫々開口する軸長方
向の通風路６ｂ複数が周方向に等配されており、該通風
路６ｂは回転子６の内部に径方向に形成された複数の回
転子エアダクト６ａに繋がっている。吸気口２側の開口
部８ａは、吸気口２に繋がる空間に直接開口しており、
排気口３側の開口部８ｂは回転軸４に設けられた連通管
９に連通している。該連通管９は前記ファン５、排気口
３側の前記側板１ｂ、及び前記ファン５の外周に沿って
前記側板１ｂに突設された閉鎖板１３によって構成され
る空間に開口している。また、該連通管９はその内面に
断熱材を貼着してなる断熱層１１を有している。

【００２１】また、固定子７が回転子６の周囲に配置さ
れた状態で、放射状に配置された複数の支持板１ｃを介
して前記フレーム１ａに支持されている。支持板１ｃは
前記吸気口２側から前記排気口３側へ空気を導く役割を
果たしている。また、前記固定子７の内部には、前記回
転子エアダクト６ａに連続する複数の固定子エアダクト
７ａが径方向に形成されている。

【００２２】以上の如き構成により、回転電機の駆動時
には回転子６が回転軸４と共に回転し、回転電機の内部
が発熱する。そして、このとき回転軸４の回転と共にフ
ァン５も回転し、吸気口２から外冷気が導入される。導
入された外冷気は、回転子６の通風路６ｂの吸気口２側
の開口部８ａに向かうものと、固定子７の外周面を吸気
口２側から排気口３側へ向かうものとに２分される。従
って、支持板１ｃの間を外冷気が通流し、固定子７が外
周から冷却される一方、通風路６ｂの開口部８ａから外
冷気が取り込まれ、回転子エアダクト６ａ及び固定子エ
アダクト７ａを通流して鉄芯内部から冷却される。

【００２３】また、通風路６ｂを通流する外冷気の一部
は、排気口３側の開口部８ｂから連通管９を通じて、フ
ァン５、排気口３側の前記側板１ｂ、及び閉鎖板１３に
よって構成される空間へ流入する。このことによって、
排気口３側の軸受１２及び側板１ｂを冷却する。

【００２４】回転子エアダクト６ａ及び固定子エアダク
ト７ａを冷却する空気は、通風路６ｂの吸気口２側の開
口部８ａだけから流入し、排気口３側の開口部８ｂから
は流入しない。このことによって、長い流路が形成され
ておらず、即ち、通風抵抗が従来に比べ減少され、効率
的に冷却を行うことができる。

【００２５】また、前記開口部８ｂへ流入する流路を設
ける必要がないため、装置が複雑な構造を必要としな
い。特に、フレーム１ａの内周面に通風路を設置する必
要がないため、装置の小型化が可能となる。

【００２６】また、連通管９の内側に断熱層１１が形成
されているため、連通管９の外部の熱せられた空気と連
通管９を通過する空気との間で熱交換が行われず、効率
的に軸受１２及び側板１ｂを冷却することができる。

【００２７】実施の形態２ 図２は本発明に係るの実施の形態２の要部の構成を示す
縦断面図である。ファン５の内側付近には、周方向に等
配をなして通風穴５ａが複数穿設されている。その他、
実施の形態１と同様の部分については同符号を付し、説
明を省略する。

【００２８】連通管９を通じて、ファン５、排気口３側
の前記側板１ｂ、及び閉鎖板１３によって構成される空
間へ流入する外冷気は、排気口３側の軸受１２及び側板
１ｂを冷却し、通風穴５ａを通じて排気口３より外部へ
排出される。

【００２９】従って、冷却によって高温となった空気
が、前記空間に残ることがなく、一層効率的に冷却を行
うことができる。

【００３０】実施の形態３ 図３は本発明に係る回転電機の実施の形態３の要部の構
成を示す縦断面図である。ファン５の主板の片面全面に
断熱材を貼り付け、断熱層１４を形成している。その
他、実施の形態１と同様の部分については同符号を付
し、説明を省略する。

【００３１】従って、ファン５から回転軸４及びハウジ
ング１への伝熱量が減少され、一層効率的に軸受１２及
び側板１ｂの冷却を行うことができる。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述した如く第１発明に係る回転電
機によれば、回転子の内部に設けられた通風路に連通し
ている連通管が、ファン、ハウジング、及び閉鎖板に囲
まれた空間に開口しており、該空間が吸気口に繋がって
いないため、前記通風路には連通管から外冷気は導入さ
れず、このことによって、長い空気の流路が形成され
ず、通風抵抗を従来に比べ減少させることができ、従っ
て、効率的に回転電機内部を冷却することが可能とな
る。

【００３３】また、前記連通管に通ずる通風路を設ける
必要がないため、装置を小型化することが可能となる。

【００３４】また、連通管に断熱層が形成されているた
め、連通管内部の冷たい空気と、連通管外部の熱せられ
た空気との間で熱交換が発生せず、従って一層効率的に
回転電機内部を冷却することが可能となる。

【００３５】第２発明に係る回転電機によれば、冷却に
よって高温となった空気がファン、ハウジング、及び閉
鎖板に囲まれた空間に留まることがなく、一層効率的に
回転電機内部を冷却することが可能となる。

【００３６】第３発明に係る回転電機によれば、ファン
に断熱層が形成されているから、ファンから回転軸及び
ハウジングへの伝熱量が減少され、一層効率的に回転電
機内部の冷却を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る回転電機の実施の形態１の要部
の構成を示す縦断面図である。

【図２】 本発明に係る回転電機の実施の形態２の要部
の構成を示す縦断面図である。

【図３】 本発明に係る回転電機の実施の形態３の要部
の構成を示す縦断面図である。

【図４】 従来の回転電機の要部の構成を示す縦断面図
である。

【符号の説明】

１ ハウジング、２ 吸気口、３ 排気口、４ 回転
軸、５ ファン、６ 回転子、６ａ 回転子エアダク
ト、６ｂ 通風路、７ 固定子、７ａ 固定子エアダク
ト、９ 連通管、１１ 断熱層、１３ 閉鎖板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 良晃 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 池田 祐次 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H609 BB02 BB18 PP02 PP06 PP07 PP08 QQ02 QQ12 QQ13 QQ14 QQ18 RR03 RR16 RR24 RR27 RR32 RR36 RR38 RR42 RR43 RR58 RR69 RR74

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端部に吸気口、他端部に排気口が開口
   しているハウジングと、該ハウジングにその両端を軸支
   されており、前記排気口の近傍に位置するファン及び通
   風路を有する回転子が一体的に取付けられている回転軸
   と、前記回転子の周囲に配置されている固定子と、前記
   ファン近傍の回転軸半径方向外側から内側へ向かう空気
   の流れを閉鎖するために前記ファンの外周に沿って前記
   ハウジングに設けられている閉鎖板と、一端が前記回転
   子の通風路に連通し、他端がファン、ハウジング、及び
   閉鎖板に囲まれた空間に開口し、断熱層を具備する連通
   管とを備えることを特徴とする回転電機。
2. 【請求項２】 前記ファンに通風穴が設けられている請
   求項１記載の回転電機。
3. 【請求項３】 前記ファンは断熱層を具備している請求
   項１または２記載の回転電機。