JP2006230155A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】機内の冷却性が良く大きい出力の得られるアウターロータ形の回転電機を提供する。
【解決手段】巻線３を巻装され中空軸５の周囲に固着された固定子鉄心２と、中空軸５に固定子鉄心２を挟んで回転自在に取り付けられたブラケット９，１０と、筒状をなしブラケット９，１０の外周部に取り付けられた回転子胴４とを備えたアウターロータ形の回転電機において、固定子鉄心２の巻線３よりも内周側の軸方向に鉄心通風孔２ａが形成され、中空軸５の固定子鉄心２よりも外側に中空軸通風孔５ａ，５ｂが形成され、中空軸５の前記固定子鉄心２下に仕切板９，１０が設けられ、中空軸５の端部にブロア１１が設けられている構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレベータの巻上機等に使用されるアウターロータ形の回転電機に関する。

エレベータの巻上機等に使用される従来のアウターロータ形の回転電機は、図１６に示すように、円管状の中空軸５に固着され巻線３を有する固定子鉄心２と、中空軸５に軸受６，７を介して回転自在に取り付けられた円板状のブラケット９，１０と、ブラケット９，１０の外縁に固着され固定子鉄心２の外周を覆う円筒状の回転子胴４とを備えている。回転子胴４の内側には磁極４ａが取り付けられ、磁極４ａの内周面と固定子鉄心２の外周面との間には空隙８が存在する。巻上機として使用する場合には、回転子胴４の外周面にトラクションワイヤが巻回され、回転子胴４の回転によってトラクションワイヤを巻取りあるいは延伸させる。

図１６に示した構成の従来のアウターロータ形の回転電機は、稼動されることによって固定子鉄心２、巻線３、磁極４ａおよび回転子胴４が発熱する。固定子鉄心２と巻線３の発熱は主に中空軸５を介して冷却されるが、冷却性が十分でなく、従来の回転電機は形格の割に出力が小さいという問題がある。下記特許文献１には、固定子鉄心や巻線の冷却性を向上するために中空軸に設けた孔から機内に冷却風を取り込む構成とした回転電機が開示されている。しかしこの構成は機内が十分に冷却されないという問題がある。
特開平５−３４４６８０号公報

そこで本発明は、機内の冷却性が良く大きい出力の得られるアウターロータ形の回転電機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１の発明は、巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記固定子鉄心の前記巻線よりも内周側の軸方向に鉄心通風孔が形成され、前記中空軸の前記固定子鉄心よりも外側に中空軸通風孔が形成され、前記中空軸の前記固定子鉄心下に仕切板が設けられ、前記中空軸の端部にブロアが設けられている構成とする。

請求項５の発明は、巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記中空軸の前記固定子鉄心よりも外側に中空軸通風孔が形成され、前記中空軸の前記固定子鉄心下に仕切板が設けられ、前記中空軸の端部にブロアが設けられ、前記中空軸の前記中空軸通風孔よりも外側から前記巻線の頂部に近接する整流板が設けられている構成とする。

請求項７の発明は、巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記固定子鉄心の内周側から外周側に至る複数の鉄心通風孔が形成され、前記中空軸に前記鉄心通風孔に連通する複数の中空軸通風孔が形成され、前記中空軸の前記固定子鉄心端部下に仕切板が設けられ、前記中空軸の端部にブロアが設けられている構成とする。

請求項９の発明は、巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記ブラケットはブラケット通風孔を有し、前記通風孔の近傍にフィンが設けられている構成とする。

請求項１４の発明は、巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記ブラケットはブラケット通風孔を有し、前記中空軸の一方の端部に設けられたブロアと、前記中空軸の他方の端部に取り付けられ前記ブラケット通風孔の外周部まで覆う導風カバーとを備えている構成とする。

本発明によれば、機内の冷却性が良く大きい出力の得られるアウターロータ形の回転電機を提供することができる。

以下、本発明の第１乃至第１５の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の回転電機は、図１に示すように、円管状の中空軸５に固着され巻線３を有する固定子鉄心２と、中空軸５に軸受６，７を介して回転自在に取り付けられた円板状のブラケット９，１０と、ブラケット９，１０の外縁に固着され内側に磁極４ａを備えて固定子鉄心２の外周を覆う円筒状の回転子胴４と、中空軸５の端部にフランジ１２を介して取り付けられたブロア１１とを備えている。固定子鉄心２には巻線３よりも内径側において軸方向に沿って鉄心通風孔２ａが設けられ、中空軸５には固定子鉄心２の端部外側に中空軸通風孔５ａ，５ｂが設けられ、中空軸５内には中空軸通風孔５ａ，５ｂよりも内側に円板状の仕切板１９，２０が設けられている。固定子鉄心２と巻線３が固定子を構成し、ブラケット９，１０と回転子胴４と磁極４ａが回転子を構成する。ブロア１１はアキシャルファンからなり、中空軸５内に冷却風１３を送り込む。

本実施の形態の回転電機は、ブロア１１によって送り込まれた冷却風１３が、中空軸５に形成された中空軸通風孔５ｂ，５ａおよび固定子鉄心２に形成された鉄心通風孔２ａを通って流れ、固定子鉄心２や巻線３が冷却される。したがって機内の冷却性が良く大きい出力の得られるアウターロータ形の回転電機が得られる。

なお図１はブロア１１によって形成される冷却風１３が中空軸５内に押し込まれる構成を示したが、冷却風１３は中空軸５から吸い出される構成であってもよい。またブロア１１を中空軸５の両端に設けた構成であってもよい。さらに、仕切板１９，２０はいずれか一方だけであってもよい。

（第２の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図２に示すように、中空軸５の内部に設ける仕切板１９，２０に傾斜を設けて円錐形とした構成である。その他の構成は図１に示した第１の実施の形態と同じである。

本実施の形態の回転電機は第１の実施の形態の回転電機と同様の作用効果を生じるほかに、冷却風１３の流れが滑らかになり、通風ロスを改善したアウターロータ形の回転電機を提供することができる。

（第３の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図３に示すように、中空軸５に取り付けられて巻線３の内周面に近接し固定子鉄心２の通風孔２ａおよび中空軸５の通風孔５ａ，５ｂの出入口を覆うＬ字形断面の整流板２５，２６を設けた構成である。その他の構成は図１に示した第１の実施の形態と同じである。

本実施の形態の回転電機は第１の実施の形態の回転電機と同様の作用効果を生じるほかに、ブロア１１によって中空軸５に送り込まれた冷却風１３が内気と混合しないので、汚損の少ない回転電機が得られる。

（第４の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図４に示すように、中空軸５から立上り巻線３の頂部に近接する円板状の整流板２１，２２を設けた構成である。その他の構成は図１に示した第１の実施の形態と同じである。

本実施の形態の回転電機は第１の実施の形態の回転電機と同様の作用効果を生じるほかに、整流板２１，２２によって冷却風１３の流れが最適化され、ブロア１１の容量低減を図ることができる。

（第５の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図５に示すように、巻線３を巻装され中空軸５の周囲に固着された固定子鉄心２と、中空軸５に固定子鉄心２を挟んで回転自在に取り付けられたブラケット９，１０と、筒状をなしブラケット９，１０の外周部に取り付けられた回転子胴４とを備えたアウターロータ形の回転電機において、中空軸５の固定子鉄心２よりも外側に中空軸通風孔５ａ，５ｂが形成され、中空軸５の固定子鉄心２下に仕切板９，１０が設けられ、中空軸５の端部にブロア１１が設けられ、中空軸５の中空軸通風孔５ａ，５ｂよりも外側から巻線３の頂部に近接する整流板２１，２２が設けられている構成としたものである。
本実施の形態の回転電機は冷却風１３が空隙８を通るので、固定子鉄心２ばかりでなく磁極４ａも効果的に冷却することができる。

（第６の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は図６に示すように、図５に示した第５の実施の形態において、整流板２１，２２の外縁部を巻線３側に曲げた形状とした構成である。
本実施の形態の回転電機は冷却風１３を空隙８に効果的に導いて、冷却効率を上げることができる。

（第７の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は図７に示すように、中空軸５の固定子鉄心２下に複数の中空軸通風孔５ｃを設け、固定子鉄心２のラジアル方向に通風孔５ｃと連通する複数の鉄心通風孔２ｂを設け、中空軸５の固定子鉄心２を出はずれた位置に中空軸通風孔５ａを設け、中空軸５内のほぼ固定子鉄心２端に対応する位置に仕切板１９を設けた構成である。
本実施の形態の回転電機は、通風孔５ｃ，２ｂ、空隙８および通風孔５ａを通って冷却風１３が流れ、特に固定子鉄心２の冷却性を向上することができる。

（第８の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図８に示すように、中空軸５の固定子鉄心２下に複数の中空軸通風孔５ｃを設け、これらの中空軸通風孔５ｃに連通する複数の鉄心通風孔２ｂを固定子鉄心２のラジアル方向に設け、中空軸５の固定子鉄心２を出はずれた位置に中空軸通風孔５ａを設け、中空軸５内の通風孔５ｃ相互間に中心孔が段階的に変化する複数有孔の円板状の仕切板３０を設けた構成である。

本実施の形態によれば、通風孔５ｃ，２ｂおよび空隙８への冷却風１３が仕切板３０によって振り分けられ、固定子鉄心２が均等に冷却されるアウターロータ形の回転電機が得られる。

（第９の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は図９に示すように、ブラケット９，１０に設けたブラケット通風孔９ａ，１０ａの近傍にフィン３１，３２を設けた構成である。フィン３１，３２はファンの作用も有し、その送風方向は同じとする。フィン３１，３２はいずれか一方だけでもよい。

本実施の形態は、ブラケット９，１０の回転に伴ってフィン３１，３２によって生じる冷却風がブラケット通風孔９ａ，１０ａを通して機内に通流され、機内がよく冷却されるアウターロータ形の回転電機を提供することができる。

（第１０の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図１０に示すように、ブラケット９，１０に設けたブラケット通風孔９ａ，１０ａの機内側に内部フィン３３，３４を設けた構成である。内部フィン３３，３４はファンの働きも有し、その送風方向は同じである。

本実施の形態の回転電機はブラケット９，１０の回転に伴って内部フィン３３，３４の作用によってブラケット通風孔９ａ，１０ａを通して冷却風が機内に通流され、機内がよく冷却される。

（第１１の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図１１に示すように、回転子胴４の両端部内側に内部フィン３５，３６を設けた構成である。
本実施の形態の回転電機は内部フィン３５，３６が回転子胴４とともに回転して内気の対流と循環を生じさせ巻線３および機内をよく冷却することができる。

（第１２の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図１２に示すように、回転子胴４の両端部に内部フィン３５，３６および放熱フィン３７，３８を設けた構成である。
本実施の形態の回転電機は第１１の実施の形態の回転電機と同様の作用効果を生じるほかに、放熱フィン３７，３８によって回転子胴の熱を外部に放散することができる。

（第１３の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図１３に示すように、ブラケット通風孔９ａ，１０ａを有するブラケット９，１０の外周寄り外側に冷却ファン３９，４０を設けた構成である。
本実施の形態は冷却ファン３９，４０によって外気が攪拌され、機内への冷却風の通流が促進されて冷却性のよいアウターロータ形の回転電機が得られる。

（第１４の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図１４に示すように、ブラケット９の外周寄り外側に冷却ファン４１を設けるとともに、ブラケット１０の通風孔１０ａの外部に冷却ファン４２を設けた構成である。
本実施の形態は、冷却ファン４１，４２によって外気が攪拌され、機内への冷却風４３の通流が促進されて冷却性のよいアウターロータ形の回転電機が得られる。

（第１５の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図１５に示すように、ブラケット９，１０にブラケット通風孔９ａ，１０ａを設け、中空軸５の一方の端部にブロア１１を設け、中空軸５の他方の端部に浅皿状の導風カバー４４を設けた構成である。
本実施の形態は、中空軸５内を通り抜けた冷却風１３を機内に導いて冷却性のよいアウターロータ形の回転電機を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態の回転電機の立断面上半を示す図。 本発明の第２の実施の形態の回転電機の立断面上半を示す図。 本発明の第３の実施の形態の回転電機の立断面上半を示す図。 本発明の第４の実施の形態の回転電機の立断面上半を示す図。 本発明の第５の実施の形態の回転電機の立断面上半を示す図。 本発明の第６の実施の形態の回転電機の立断面上半を示す図。 本発明の第７の実施の形態の回転電機の立断面上半を示す図。 本発明の第８の実施の形態の回転電機の立断面上半を示す図。 本発明の第９の実施の形態の回転電機の立断面上半を示す図。 本発明の第１０の実施の形態の回転電機の立断面上半を示す図。 本発明の第１１の実施の形態の回転電機の立断面上半を示す図。 本発明の第１２の実施の形態の回転電機の立断面上半を示す図。 本発明の第１３の実施の形態の回転電機の立断面上半を示す図。 本発明の第１４の実施の形態の回転電機の立断面上半を示す図。 本発明の第１５の実施の形態の回転電機の立断面上半を示す図。 従来の回転電機の立断面上半を示す図。

符号の説明

２…固定子鉄心、２ａ，２ｂ…鉄心通風孔、３…巻線、４…回転子胴、４ａ…磁極、５…中空軸、５ａ，５ｂ，５ｃ…中空軸通風孔、６，７…軸受、８…空隙、９，１０…ブラケット、９ａ，１０ａ…ブラケット通風孔、１１…ブロア、１２…フランジ、１３…冷却風、１９，２０，３０…仕切板、２１，２２，２５，２６…整流板、３１，３２…フィン、３３，３４，３５，３６…内部フィン、３７，３８…放熱フィン、３９，４０，４１，４２…冷却ファン、４３…冷却風、４４…導風カバー。

Claims (14)

1. 巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記固定子鉄心の前記巻線よりも内周側の軸方向に鉄心通風孔が形成され、前記中空軸の前記固定子鉄心よりも外側に中空軸通風孔が形成され、前記中空軸の前記固定子鉄心下に仕切板が設けられ、前記中空軸の端部にブロアが設けられていることを特徴とする回転電機。
2. 前記中空軸に設けられた仕切板は円錐形であることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
3. 前記中空軸に前記中空軸通風孔および前記鉄心通風孔を覆う整流板が取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
4. 前記整流板の外縁部は前記巻線の頂部に近接して設けられていることを特徴とする請求項３記載の回転電機。
5. 巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記中空軸の前記固定子鉄心よりも外側に中空軸通風孔が形成され、前記中空軸の前記固定子鉄心下に仕切板が設けられ、前記中空軸の端部にブロアが設けられ、前記中空軸の前記中空軸通風孔よりも外側から前記巻線の頂部に近接する整流板が設けられていることを特徴とする回転電機。
6. 前記整流板は前記巻線の頂部を覆って設けられていることを特徴とする請求項５記載の回転電機。
7. 巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記固定子鉄心の内周側から外周側に至る複数の鉄心通風孔が形成され、前記中空軸に前記鉄心通風孔に連通する複数の中空軸通風孔が形成され、前記中空軸の前記固定子鉄心端部下に仕切板が設けられ、前記中空軸の端部にブロアが設けられていることを特徴とする回転電機。
8. 前記複数の通風孔の中空軸相互間に中心孔径が段階的に変化する複数の仕切板が設けられていることを特徴とする請求項７記載の回転電機。
9. 巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記ブラケットはブラケット通風孔を有し、前記通風孔の近傍にフィンが設けられていることを特徴とする回転電機。
10. 前記フィンは前記回転子胴の端部内側に設けられていることを特徴とする請求項９記載の回転電機。
11. 前記回転子胴の端部外側に放熱フィンを備えていることを特徴とする請求項１０記載の回転電機。
12. 前記ブラケットの外周寄り外側に前記冷却フィンを備えていることを特徴とする請求項９記載の回転電機。
13. 前記フィンは冷却ファンであることを特徴とする請求項９記載の回転電機。
14. 巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記ブラケットはブラケット通風孔を有し、前記中空軸の一方の端部に設けられたブロアと、前記中空軸の他方の端部に取り付けられ前記ブラケット通風孔の外周部まで覆う導風カバーとを備えていることを特徴とする回転電機。
    
    

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