JP2006353053A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】
回転電機において、水分や塵埃などが進入するのを阻止し電気部品の絶縁性劣化を抑える。
【解決手段】
軸受を支持するブラケットに、該軸受の外周面との間に回転軸の長さ方向に沿って回転電機の内部空間と外部とをつなぐ連通孔を設け、回転子とともに回転する回転羽根により回転電機内に発生させた流動空気を該連通孔から回転電機の外部に流出させ、水分や塵埃などの回転電機内への進入を阻む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転電機に係り、特に、回転電機内部への水分や塵埃の進入を阻止する構成に関する。

本発明に関連した従来技術としては、例えば、特開２００２−５８１９４号公報（特許文献１）や特開昭６３−２９９７２９号公報（特許文献２）に記載されたものがある。特開２００２−５８１９４号公報には、送風機用電動機において、軸受からのグリスの流出を防止するために、外枠の長手方向両端部に該両端部を塞ぐそれぞれのブラケットを設け、送風機の羽根車を取付けた回転軸端側のブラケットに連通孔を形成し、該連通孔の一端部を送風機用電動機の内部空間に開口させ、該連通孔の他端部を、該ブラケットに固定された軸受よりも羽根車側にある空間に開口させて、内部空間の空気は該連通孔を通して流れるようにし、空気流路中に軸受を介在させないようにするとした構成が記載され、特開昭６３−２９９７２９号公報には、電動機において、充電部分が外部の影響を受けにくくするための通気性を確保すべく、ブラケットの内側の軸受ハウジングに膨出部を形成し、該膨出部の内径側に膨出とは反対側へ絞り成形された凹部を形成して軸受を嵌合し、該凹部とブラケットとの間に空隙を形成して内外を連通するとした構成が記載されている。

特開２００２−５８１９４号公報 特開昭６３−２９９７２９号公報

電動機などの回転電機内に外部から水分や塵埃などが進入すると、腐食などにより固定子コイルなどの絶縁性が劣化し易くなる。特に、屋外で使用される回転電機においてはこの傾向が顕著である。上記従来技術のうち、特開２００２−５８１９４号公報記載の技術は、送風機用電動機において軸受からのグリスの流出を防止するためのものであって、単に、電動機側の内部空間から羽根車側の空間に流れる空気の流路を、軸受部からは離れた位置に形成するとしているに過ぎず、外部からの水分や塵埃の内部空間への進入を抑えるための十分な効果は得られないおそれがある。また、特開昭６３−２９９７２９号公報記載の技術は、ブラケットとは別個の構体として軸受ハウジングを設け、外部と内部空間との通気性を良くするために、該ブラケットと該軸受ハウジングとの間に通気用の空隙を設けるとしているため、これらの部分の構造が複雑化することが考えられる。また、本技術はあくまでも通気性を良くするためのものであって、回転軸の一方の端部側のブラケット及び軸受ハウジングからは外部からの空気を引き入れ、他方のブラケット及び軸受ハウジングからは内部空間の空気を外部に流出させる構成としているに過ぎず、外部からの水分や塵埃の内部空間への進入が抑えられるようにはなっていない。従って、上記各公報に記載された技術はいずれも、回転電機内の電気部品の絶縁性劣化を抑えるには不十分であると考えられる。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、回転電機において、外部から水分や塵埃などが内部に進入するのを阻止し、該内部の電気部品の絶縁性の劣化を抑えることである。

上記課題点を解決するために、本発明では、回転電機において、外部の水分や塵埃などが回転電機内に進入するのを阻止するために、基本的に、該水分や塵埃などの進入経路に該進入方向に逆行する空気流動を形成したり、該進入経路の途中に該水分や塵埃などを再び外部環境内に戻す流路を設けたり、該進入経路の途中に撥水部材を配したりした構成とする。具体的には、（１）回転電機において、回転軸の軸受を支持するブラケットとして、軸受の外周面との間に回転軸の長さ方向に沿い回転電機の内部空間と外部とを連通状態にする連通孔を設けた構成とし、回転子に固定された回転羽根の回転により回転電機内に空気の流動を発生させ、該流動空気を、ブラケットの上記連通孔を通して回転電機の外部に流出させるようにする。（２）上記（１）の構成に加えてさらに、回転電機の内部に、回転羽根の回転による回転電機内の流動空気を連通孔側に導くガイド部材を備えた構成とする。（３）上記（２）の構成に加えてさらに、空気通過孔を有する端子箱を備え、上記回転羽根の回転により、該空気通過孔から端子箱内部の空気を回転電機の内部空間側に吸込み、該内部の流動空気を、上記ガイド部材によってブラケットの上記連通孔側に導き、該連通孔を通して回転電機の外部に流出させる構成とする。（４）回転電機において、軸受を支持するブラケットとして、軸受よりも回転軸端部側の位置に、該回転軸の外周面との間に形成され外部に連通した円環状の第１の空間部と、該第１の空間部に連通し回転軸に略直角の方向に形成された第２の空間部とを有する構成とし、外部から該第１の空間部に流入した空気を該第２の空間部から再び外部に流出させるようにする。（５）回転電機において、回転子が固定された回転軸と該回転軸を支承する軸受を支持するブラケットとの間に円環状の撥水部材を設け、外部からの水分を撥水部材ではじいて内部への進入を阻止する構成とする。

本願発明によれば、水分や塵埃などが回転電機の内部へ進入するのを阻止することが可能となり、回転電機内部の固定子コイルなど電機部品の絶縁性の劣化を抑えることができる。この結果、回転電機の信頼性向上や長寿命化を図ることができる。

以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図１及び図２は、本発明の第１の実施例の説明図である。本第１の実施例は、外部環境内の水分や塵埃などの進入経路に該進入方向に逆行する空気流動を形成する場合である。図１は、本発明の回転電機の実施例としての端子箱付電動機の構成例図、図２は、図１の端子箱付電動機の回転軸を支承する軸受と該軸受を支持するブラケットの平面構成図である。

図１において、１００は、本発明の回転電機としての端子箱付電動機、１は固定子、１ａは固定子コイル、２は回転子、２ａ、２ｂは、回転子２に固定された回転羽根、３は、回転子２が固定された回転軸、４ａ、４ｂはそれぞれ、回転軸３を支承する軸受、５は、端子箱付電動機１００の筐体、５ａは筐体５の突出部、６ａは、筐体５に固定され軸受４ａを支持するブラケット、６ｂは、軸受４ｂを支持するブラケット、６０ａは、端子箱付電動機１００の内部においてブラケット６ａ側に形成される内部空間、６０ｂは、端子箱付電動機１００の内部においてブラケット６ｂ側に形成される内部空間、７１ａは、ブラケット６ａ上において軸受４ａの外周面との間に回転軸３の長さ方向に沿って形成され、内部空間６０ａと端子箱付電動機１００の外部とを連通させるための連通孔、７２ａは、該連通孔７１ａに連続状に形成され該連通孔７１ａを外部と連通させるように、ブラケット６ａと軸受４ａとの間に形成された空間部、７１ｂは、ブラケット６ｂ上において軸受４ｂの外周面との間に回転軸３の長さ方向に沿って形成され、内部空間６０ｂと端子箱付電動機１００の外部とを連通させるための連通孔、７２ｂは、該連通孔７１ｂに連続状に形成され該連通孔７１ｂを外部と連通させるように、ブラケット６ｂと軸受４ｂとの間に形成された空間部、７は、筐体５の外部に固定された端子箱、８は、該端子箱７の内部に収納された接続用端子、７５は、該端子箱７に設けられた空気通過孔、９ａは、端子箱付電動機１００の内部において筐体５またはブラケット６ａに固定され、上記連通孔７１ａの入口の方向に伸びた空気案内面を有し、内部空間６０ａにおける空気の流れを該連通孔７１ａの入口方向に導くガイド部材、９ｂは、同じく端子箱付電動機１００の内部において筐体５またはブラケット６ｂに固定され、上記連通孔７１ｂの入口の方向に伸びた空気案内面を有し、内部空間６０ｂにおける空気の流れを該連通孔７１ｂの入口方向に導くガイド部材、１５は冷却用ファン、１６はファンカバー、Ａａは、ガイド部材９ａによって連通孔７１ａの入口方向に導かれる流動空気、Ａｂは、ガイド部材９ｂによって連通孔７１ｂの入口方向に導かれる流動空気である。

上記構成において、連通孔７１ａは空間部７２ａを介して端子箱付電動機１００の内部（内部空間６０ａ）と外部とを連通し、また、連通孔７１ｂは空間部７２ｂを介して端子箱付電動機１００の内部（内部空間６０ｂ）と外部とを連通する。空気通過孔７５は、端子箱７内の空気を端子箱付電動機１００の内部（内部空間６０ａ、６０ｂ）側に通過させる。回転羽根２ａ、２ｂは回転子２とともに回転することにより、端子箱付電動機１００の内部を負圧状態にし、端子箱７内の空気を、空気通過孔７５を通して該内部側に吸い込み、内部空間６０ａ、６０ｂそれぞれの中を流動させる。内部空間６０ａ内の流動空気は、ガイド部材９ａの空気案内面によってブラケット６ａの連通孔７１ａ側に導かれ、該連通孔７１ａを通り、さらに空間部７２ａを経て外部に流出される。一方、内部空間６０ｂ内の流動空気は、ガイド部材９ｂの空気案内面によってブラケット６ｂの連通孔７１ｂ側に導かれ、該連通孔７１ｂを通り、さらに空間部７２ｂを経て外部に流出される。このように、内部空間６０ａ、６０ｂ内の空気がそれぞれ、連通孔７１ａ、空間部７２ａ、連通孔７１ｂ、空間部７２ｂを通って外部に流出することで、端子箱付電動機１００の外部から、水分や塵埃などが該電動機１００の内部に進入することが阻止される。水分や塵埃などの進入が阻止されることにより、該電動機１００内部の固定子コイルなどの電気部品は、腐食などによる絶縁性の劣化が抑えられ、信頼性の向上、長寿命化が可能となる。
以下、説明中で用いる図１の端子箱付電動機１００の構成要素には、図１におけると同じ符号を付して用いるとする。

図２は、図１の端子箱付電動機１００の回転軸３を支承する、一方の軸受４ａと該軸受４ａを支持するブラケット６ａの組合せ部分の平面構成図である。
図２において、７１ａ_１〜７１ａ_７はそれぞれ連通孔であって、上記図１における連通孔７１ａに該当するものである。また、Ａａ_１〜Ａａ_７はそれぞれ、連通孔７１ａ_１〜７１ａ_７それぞれの入口方向に導かれる流動空気であって、上記図１における流動空気Ａａに該当する。流動空気Ａａ_１〜Ａａ_７はそれぞれ、ガイド部材９ａ（図１）によって連通孔７１ａ_１〜７１ａ_７それぞれの入口側に導かれ、該連通孔７１ａ_１〜７１ａ_７それぞれに流入し、それぞれの中を通り、さらに空間部７２ａを経て端子箱付電動機１００の外部に流出される。連通孔７１ａ_１〜７１ａ_７は、それぞれの大きさをほぼ同じになるようにしてもよいし、異ならせてもよい。また、連通孔の数は、本図２の構成における数（７個）に限定されず、さらに多くてもよいし、またはより少なくてもよい。形状も、図２に示す半円状に限らず、矩形状など他の形状であってもよい。
上記第１の実施例によれば、上記のように、端子箱付電動機１００内部への水分や塵埃などの進入を阻止し、該電動機１００の信頼性向上や長寿命化を図ることができる。

図３は、本発明の第２の実施例の説明図である。本第２の実施例は、回転電機において、水分や塵埃などの進入経路の途中に、進入してきた該水分や塵埃などを再び外部側に戻す流路を形成する場合である。
図３において、８０ａは、ブラケット６ａの、軸受４ａよりも回転軸３の端部側の位置に、該回転軸３の外周面との間に形成され外部に連通した円環状の第１の空間部、８１ａは、該第１の空間部８０ａに連通し回転軸３に略直角の方向に形成された第２の空間部である。例えば、端子箱付電動機１００の外部の水分や塵埃などが、空気とともに、回転軸３とブラケット６ａとの間の隙間から第１の空間部８０ａに流入すると、該水分や塵埃などは、軸受４ａにより回転電機内への進入を阻止され、回転電機の内部には行かずに、第２の空間部８１ａを通って再び外部側に戻される。ブラケット６ｂについても、該ブラケット６ａの場合と同様である。
かかる第２の実施例の構成によっても、回転電機内部への水分や塵埃などの進入を阻止し、該電動機１００の信頼性向上や長寿命化を図ることができる。

図４は、本発明の第３の実施例の説明図である。本第３の実施例は、回転電機において、水分の進入経路の途中に円環状の撥水部材を配し、進入してきた水分をはじいて回転電機内部に進入しないようにする場合である。
図４において、２０ａは、ブラケット６ａの、軸受４ａよりも回転軸３の端部側の位置の該回転軸３の外周面との間に配された円環状の撥水部材である。例えば、端子箱付電動機１００の外部の水分が、空気とともに、回転軸３とブラケット６ａとの間の隙間から流入されると、該水分は、撥水部材２０ａにより回転電機内への進入を阻止される。
かかる第３の実施例の構成によっても、回転電機内部への水分の進入を阻止することができ、内部の電機部品の絶縁性の劣化を抑え、該回転電機の信頼性の向上や長寿命化を図ることができる。

なお、上記第１の実施例では、ブラケット６ａ、６ｂに設けるそれぞれの連通孔７１ａ、７１ｂを、該連通孔７１ａ、７１ｂそれぞれが軸受４ａ、４ｂのそれぞれの外周面と接するすなわち軸受４ａ、４ｂの外周面がそれぞれ該連通孔７１ａ、７１ｂそれぞれの外周の一部を形成する構成としたが、本発明はこれに限定されず、該連通孔７１ａ、７１ｂはそれぞれ、ブラケット６ａ、６ｂのブラケット材の面内にあって軸受４ａ、４ｂの外周面とは接しない位置に設けられる構成としてもよい。また、上記第１の実施例では、連通孔７１ａ、７１ｂそれぞれを、これに連続する空間７２ａ、７２ｂを介して、端子箱付電動機１００の内部と外部とを連通状態にする構成としたが、本発明はこれにも限定されず、該連通孔７１ａ、７１ｂそれぞれが直接外部に開口して端子箱付電動機１００の内部と外部とを連通状態にする構成としてもよい。

本発明の第１の実施例としての端子箱付電動機の構成例図である。 図１の端子箱付電動機における軸受とブラケットの平面構成図である。 本発明の第２の実施例の説明図である。 本発明の第３の実施例の説明図である。

符号の説明

１…固定子、
１ａ…固定子コイル、
２…回転子、
２ａ、２ｂ…回転羽根、
３…回転軸、
４ａ、４ｂ…軸受、
５…筐体、
５ａ…突出部、
６ａ、６ｂ…ブラケット、
７…端子箱、
８…接続用端子、
２０ａ…撥水部材、
６０ａ、６０ｂ…内部空間、
７１ａ、７１ａ_１〜７１ａ_７、７１ｂ…連通孔、
７２ａ、７２ｂ、８０ａ、８１ａ…空間部、
７５…空気通過孔、
９ａ、９ｂ…ガイド部材、
１５…冷却用ファン、
１６…ファンカバー、
１００…端子箱付電動機。

Claims (5)

1. 固定子と回転軸に固定された回転子とが筐体内に配された回転電機であって、
   上記回転子に固定された回転羽根と、
   上記回転軸を支承する軸受と、
   上記筐体の両側に配されて上記軸受を支持し、該軸受の外周面との間に上記回転軸の長さ方向に沿い回転電機の内部空間と外部とを連通状態にする連通孔が形成されたブラケットと、
   を備え、上記回転羽根の回転により回転電機の内部に空気の流動を発生させ、該流動空気を、上記ブラケットの上記連通孔を通して回転電機の外部に流出させる構成としたことを特徴とする回転電機。
2. 固定子と回転軸に固定された回転子とが筐体内に配された回転電機であって、
   上記回転子に固定された回転羽根と、
   上記回転軸を支承する軸受と、
   上記筐体の両側に配されて上記軸受を支持し、該軸受の外周面との間に上記回転軸の長さ方向に沿い回転電機の内部空間と外部とを連通状態にする連通孔が形成されたブラケットと、
   回転電機の内部に固定され、上記連通孔の入口の方向に伸びた空気案内面を有し、回転電機の内部における空気の流れを該連通孔の入口の方向に導くガイド部材と、
   を備え、上記回転羽根の回転により回転電機の内部に空気の流動を発生させ、該流動空気を、上記ガイド部材の上記空気案内面によって上記ブラケットの上記連通孔側に導き、該連通孔を通してさらに上記回転軸と上記ブラケットとの間の隙間を通して、回転電機の外部に流出させる構成としたことを特徴とする回転電機。
3. 固定子及び回転子が筐体の内部に配され、接続用端子が収納された端子箱が筐体の外部に配された回転電機であって、
   上記回転子に固定された回転羽根と、
   上記回転軸を支承する軸受と、
   上記筐体の両側に配されて上記軸受を支持し、該軸受の外周面との間に上記回転軸の長さ方向に沿い回転電機の内部空間と外部とを連通状態にする連通孔が形成されたブラケットと、
   回転電機の内部に固定され、上記連通孔の入口の方向に伸びた空気案内面を有し、回転電機の内部における空気の流れを該連通孔の入口の方向に導くガイド部材と、
   内部の空気を上記回転電機の内部空間側に流出させる空気通過孔を有する端子箱と、
   を備え、上記回転羽根の回転により、上記端子箱の上記空気通過孔から回転電機の内部に空気を吸込み、該回転電機の内部に空気の流動を発生させ、該流動空気を、上記ガイド部材の上記空気案内面によって上記ブラケットの上記連通孔側に導き、該連通孔を通してさらに上記回転軸と上記ブラケットとの間の隙間を通して、回転電機の外部に流出させる構成としたことを特徴とする回転電機。
4. 筐体で覆われた固定子内に回転子が配された回転電機であって、
   上記回転子が固定された回転軸を支承する軸受と、
   上記筐体の両側に配されて上記軸受を支持し、該軸受よりも回転軸端部側の位置に、該回転軸の外周面との間に形成され外部に連通した円環状の第１の空間部と、該第１の空間部に連通し回転軸に略直角の方向に形成された第２の空間部とを有するブラケットと、
   を備え、外部から上記第１の空間部に流入した空気を上記第２の空間部から再び外部に流出させる構成としたことを特徴とする回転電機。
5. 筐体で覆われた固定子内に回転子が配された回転電機であって、
   上記回転子が固定された回転軸を支承する軸受と、
   上記筐体の両側に配され上記軸受を支持するブラケットと、
   上記軸受よりも回転軸端部側の位置において上記回転軸と上記ブラケットとの間に配された円環状の撥水部材と、
   を備え、外部から回転電機内への水分及び塵埃の進入を阻止する構成としたことを特徴とする回転電機。

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