JP2799030B2

JP2799030B2 - 冷却装置付き回転機

Info

Publication number: JP2799030B2
Application number: JP2032511A
Authority: JP
Inventors: 翠男今井; 弘朝吹; 和男小林
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-02-15
Filing date: 1990-02-15
Publication date: 1998-09-17
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: JPH03239142A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は回転機（以下、モートルともいう。）を冷却
する技術に係り、特に、回転機を効率的に冷却する冷却
装置付き回転機に関する。

［従来の技術］近年のモートルはインバータによる可変速運転をする
ため、モートルの回転軸で冷却ファンを回転させて冷却
風を作る自冷式では、低回転でモートルを運転している
ときに冷却ができない。このため、冷却ファンを回転さ
せる第２のモートルを本来のモートルとは別に設ける他
冷式が主流となってきている。

従来の他冷式モートルは、冷却ファンとして軸流ファ
ンを用い、これを冷却対象モートルの背部に置いて、背
部から全面側に冷却風を流す構成となっている。軸流フ
ァンは、大風量が得られ、且つ送風方向が軸方向である
ために、冷却風の方向を変えることなく冷却対象モート
ルの背部から全面側に冷却風を流すことができる。

しかし、この軸流の冷却ファン付きのモートルは、冷
却ファンの羽根の枚数が十枚程度のため、モートルの運
転速度との関係で羽根が共振して大騒音を発生するとい
う問題がある。この騒音の大きさは、80数dBから100dB
（ターボファンで95dB（Ａ）、プロペラファンで83dB
（Ｂ））近くあり、実際に使用するに当たっては、他冷
モートル全体をサイレンサーカバー（Ｂ形サイレンサ
ー）で覆う必要があった。

この欠点は、羽根の数の多いシロッコファンを用いる
ことで、騒音を高音域にずらし、他冷式モートルの低騒
音化を図ることができる。しかし、シロッコファンの送
風方向は回転半径方向であるため、冷却対象モートルを
効率的に冷却することができない。

シロッコファンを用いた他冷式モートルに関連するも
のとして、実開昭54−84502号，実開昭54−116706号，
実開昭54−68106号等があるが、いずれも回転半径方向
（遠心方向）へ吐出する送風を利用するために、特有の
通風路を形成している。

［発明が解決しようとする課題］上記シロッコファンを用いる従来技術は、軸流方向に
冷却風を流すことで冷却を図るモートルに適用したとき
該モートルを効率的に冷却することができない。また、
特別の通風路を形成しなければならないので、大型モー
トルの冷却装置としたとき、送風路のスペースが大きく
なり不適切である。

また、軸流ファンを用いる従来技術は、モートル外周
壁上側を軸方向に沿って流れた冷却風を、モートル前端
面部上側に設けた案内部材で下方向に曲げ、モートル前
端面を冷却する構造を有するが、下方向に曲げた冷却風
は、モートル前端面に沿って流れずに前端面から剥離し
てしまい、負荷軸の軸受部を効率的に冷却できないとい
う問題が、騒音の問題の他にある。

更に、例えばモートル後部に該モートル回転軸の回転
数を検出する装置を設けた場合、この装置を冷極する構
造が従来技術にはないため、この部分の温度が上昇して
しまい、回転数の検出精度が低下するという問題もあ
る。

本発明の第１の目的は、モートル後部を効率的に冷却
することのできる冷却装置付き回転機を提供することに
ある。

本発明の第２の目的は、サイレンサーカバーの必要の
ない低騒音で且つ冷却効果の大きい冷却装置付き回転機
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の目的は、負荷に連結される負荷軸を回転駆
動する回転機の外周壁の軸方向に沿って該回転機の背部
に設けたファンからの送風を流し冷却する冷却装置付き
回転機において、中央部分に貫通孔を有する蓋体を前記
回転機の反負荷軸側の端面に隙間を持って取り付け、前
記外周壁に沿って流れる送風の気圧と前記蓋体内部の気
圧との差で前記隙間を介して前記送風の一部を前記蓋体
内部に取り込み前記貫通孔を通して該蓋体外部に排出し
前記回転機の背部で前記送風の一部を循環させる構造と
することで、達成される。

上記第２の目的は、負荷に連結される負荷軸を回転駆
動する第１回転機と、該第１回転機のケーシングの反負
荷軸側外周を覆う前記ケーシングに固定された蓋体と、
該蓋体に反第１回転機側から着脱自在に取り付けられた
第２回転機と、前記蓋体の内側において前記第２回転機
により前記第１回転機と同軸状にて回転されるシロッコ
ファンと、該シロッコファンから送出される送風を前記
第２回転機側に流さないようにする通風案内板と、該送
風を前記ケーシング外側の軸方向に整流し前記負荷軸側
に流す整流板とを備えることで、達成される。

〔作用〕

回転機の背部端面を蓋体で覆い、蓋体の内外の圧力差
を利用して送風の一部を循環させるため、回転機背部が
効率的に冷却される。

冷却ファンとして多翼構造のシロッコファンを用いる
ため、騒音の音域が高周波側に大幅にずれ、モートルを
可変速運転しても、大騒音を発生することがなく、回転
機各部を冷却できる。しかも、このシロッコファンを回
転させる第２回転機を脱着可能構造としたため、メンテ
ナンスが容易となる。

［実施例］以下、本発明の好適な実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例に係る他冷式モートルの
要部破断側面図である。この他冷式モートル１は、図示
しない負荷に連結される負荷軸２を有し、ケーシング３
の負荷川には設置台４が設けられると共に、軸方向の多
数の冷却フィン５が設けられている。ケーシング３の後
半部外周は円筒状の蓋体６で覆ってある。ケーシング３
の前半部を蓋体６で覆わないのは、設置台４が設けられ
ているためである。

モートル１の背部端面には、該モートル１の回転数を
検出する回転検出器７が取り付けられており、この回転
検出器７を覆う円錐台形状の蓋体８が取り付けられてい
る。この蓋体８の周縁部のフランジ部分がモートルケー
シング３に図示しないネジで締着されるのであるが、こ
のとき前記フランジ部分とケーシング３との間にＬ字金
具９介して締着する。Ｌ字金具９は、複数を放射状に配
してある（第１図には１個のみ図示）。従って、前記フ
ランジ部分とケーシング３との間のＬ字金具の無い個所
には、Ｌ字金具９の厚さの隙間10が形成される。円錐台
形状の蓋体８の頂面中心部分には貫通孔11が穿設されて
おり、また、前記円筒状の蓋体６は、Ｌ字金具９に図示
しないネジで締着されることで、ケーシング３に支持さ
れるようになっている。尚、回転検出装置７に接続され
る図示しない配線は、隙間10を通して外部に引き出さ
れ、蓋体６に設けられた図示しない端子盤に接続され
る。

第２図は、第１図の矢線IIの矢視図（他冷モートル１
の背面図）である。蓋体６の反モートル１側開口部に
は、複数のＬ字金具12で冷却ファン用モートル13がネジ
21,22により脱着可能に固定されており、この冷却ファ
ン用モートル13はモートル１と同軸で回転するようにな
っている。この冷却ファン用モートル13の回転軸14（第
１図）にシロッコファン15が取り付けられている。蓋体
６の内周部にはこのシロッコファン15の羽根部16を覆う
ようにドーナツ板状の送風案内板17が設けられている。
この送風案内板17は、外周縁全周が蓋体６の内周面に溶
接されており、中心には、シロッコファン15の羽根部16
の外径より若干大径の穴18が設けられている。また、こ
の送風案内板17の内周縁部には、ドーナツ板状のベルマ
ウス19が取り付けられている。このベルマウス19は、脱
着可能な様に、ネジ20（第２図）により蓋体６の冷却フ
ァン用モートル13側開口部から締着されており、その内
周縁部が、シロッコファン15の羽根部16を覆うようにな
っている。

本実施例では、冷却ファン用モートル13とシロッコフ
ァン15とを上述の様にして取り付けてあるので、ベルマ
ウス19を送風案内板17から外せば、冷却ファン用モート
ル13とシロッコファン15とを一体のままで蓋体６から外
すことが可能となり（取付けも可能となり）、メンテナ
ンスが容易となる。

本実施例では、上述した取付構造により冷却ファン用
モートル13とシロッコファン15をモートル蓋体６に取り
付けてあるが、これだけでは、シロッコファン15から吐
出した送風をモートル１のケーシング３外周面に沿って
なめるように流すことはできない。例えば第３図に示す
様に、モートルケーシング３と蓋体６との間に円筒状の
隙間を作り、シロッコファン15から吐出された冷却風が
この円筒状の隙間を負荷軸側に流れる様にするだけで
は、シロッコファン15からの送風は該隙間部分を矢線Ｂ
に示す様にシロッコファン回転方向Ｆ方向に螺旋を描
き、蓋体６を出たところでモートルケーシング３から剥
離してしまい、モートルの冷却効果は低下してしまう。

そこで、本実施例では、第４図（第１図の矢線IV−IV
断面図）に示す様に、蓋体６の内周面に軸方向に平行な
整流板25を複数固定している。この整流板25により、前
記の円筒状の隙間を流れる冷却風は軸方向に規制され、
この冷却風は蓋体６から出てもフィン５に沿って流れ、
ケーシング３をなめる様に流れる。

第４図に示す様に、本実施例では、蓋体６の内周面の
各整流板25の間には、吸音材26が貼付てあり、更に蓋体
６や整流板25（特に、吸込側つまりシロッコファン側）
を制振材（例えば、鉄板と鉄板との間にラバー等を積層
した板材）で製造し、更に一層の低騒音化を図ってい
る。

第１図に戻り、他冷式モートル１の負荷側前端面部の
下半分側には、冷却フィン５に沿って流れてきた冷却風
の方向を上方に曲げる送風方向案内板27が取り付けてあ
る。この送風方向案内板27は、モートル１を正面から見
たときは弧状形状となっている。

次に、上述した構造の他冷式モートルにおける冷却風
の流れについて説明する。

冷却ファン用モートル13は、モートル１の電源とは別
電源で運転され、モートル１の運転前に冷却ファン用モ
ートル13が運転され、モートル１の停止確認後に冷却フ
ァン用モートル13が停止させるようなインターロック回
路で保護されている。また、モートル１に運転指令が出
ていないにもかかわらず、モートル１が運転された場合
には、モートル１内蔵のサーマルスイッチにより保護さ
れ、焼損しないようにもなっている。

今、冷却ファン用モートル13に通電され回転を始める
と、シロッコファン15が回転する。これにより、蓋体６
の背部開口部から空気が吸い込まれ、羽根部16の内周部
から羽根部16を通って遠心方向（回転半径方向）に吐出
される。この吐出された空気は、シロッコファン15側へ
の流れが案内板17とベルマウス19とにより阻まれ、モー
トル１側に流れる。

モートル１のケーシング３外周面と蓋体６の内周面と
の間を流れる空気は、整流板25によって整流され、軸方
向に流れるように規制される。この冷却用空気は、蓋体
６から吐出されても、ケーシング３の外周面に軸方向に
突設された冷却フィン５に沿ってケーシング３表面をな
めるように進み、ケーシング３つまりモートル１を冷却
する。

冷却風は、ケーシング３外周全周を軸方向に流れ、モ
ートル１を冷却し、モートル１前端面部に至と、その下
半分側の冷却風は送風案内板27とケーシング３との間に
入り、上方向に曲げられる。曲げられた冷却風は、モー
トル１前端面部をなめる様に流れて該前端面部特に負荷
軸２の軸受部を冷却する。尚、第５図に示す様に、モー
トル１の前端面部のケーシング３に上下方向の冷却フィ
ン28を設けることで、該前端面部の冷却風の流れを良好
にして冷却効果を上げることができる。

蓋体６の内部においては、整流板25に沿って流れる冷
却風の一部は、回転数検出器７付近の気圧との差によ
り、隙間10を通って蓋体８の内部に引き込まれる。この
引き込まれた冷却風は、貫通孔11を通り、蓋体８とシロ
ッコファン15との間の隙間を通って、また、整流板25に
沿って進み、シロッコファン15が回転している限り、上
記の経路を循環することになる。従って、回転検出器７
及びモートル１の背部はこの循環冷却風によって冷却さ
れる。

以上述べた様に、本実施例によれば、シロッコファン
15で発生させた冷却風をモートル１の外周を軸方向にな
めるように流してモートル１を冷却することができるの
で、低騒音で且つ効率的な冷却を行うことが可能とな
る。また、冷却対象のモートルの容量が大きくなって冷
却風の風量を多くしなければならなくても、シロッコフ
ァンを使用しているので、羽根部16の羽根の長さの長い
シロッコファンを用いることで対処できる。つまり、他
冷式モートル全体の軸方向の長さを流くするだけで済
み、外径寸法を大きくする必要はない。

また、シロッコファン15で発生させた冷却風の一部を
モートル１の背部において循環させるので、該背部を効
率的に冷却することができる。

更に、モートル１外周面を軸方向に流れてモートル１
を冷却し昇温した空気を、案内板27で上方向に曲げ、こ
の冷却風でモートル１の前端面特に軸受部を冷却するの
で、軸受部の効率的な冷却が可能となる。

上述した実施例では、直線状の整流板25を軸に平行に
設けている。他冷式モートルでは、冷却ファン用モート
ル13は負荷軸２とは全く無関係であるので、負荷軸２の
回転方向に依存せず、一方向にのみ回転する。この一方
向の回転に起因して発生する冷却風は、第３図に示す様
に、該回転方向Ｆに依存して回転しようとする成分をも
っている。従って、第６図（ａ）に示す整流板25よりも
同図（ｂ）に示す様に、方向Ｆとは逆の所定角度θだけ
傾けて整流板25を設けると、蓋体６から吐出する冷却風
は、上述した実施例よりも更に軸に平行となり、冷却効
果を更に一層高めることができる。また、同様に、同図
（ｃ），（ｄ）に示す様に、整流板25のシロッコファン
15側端部25′を、図示するように、冷却風を掬う様に曲
げることで、同様の効果を得ることができる。

［発明の効果］本発明によれば、回転機の各部を効率的に冷却できる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る他冷式モートルの要部
破断側面図、第２図は第１図に示す他冷式モートルの背
面図、第３図は本発明の実施例に係る整流板を設けない
場合の問題説明図、第４図は第１図の矢線IV−IV矢視
図、第５図は別実施例に係る冷却対象モートルの正面
図、第６図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は夫々整流
板の各種実施例説明図である。１……冷却対象モートル、２……負荷軸、３……ケーシ
ング、5,28……冷却フィン、6,8……蓋体、７……回転
数検出器、10……隙間、11……貫通孔、12……Ｌ字金
具、13……冷却ファン用モートル、15……シロッコファ
ン、16……羽根部、17,27……送風案内板、19……ベル
マウス、25……整流板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実開昭51−41611（ＪＰ，Ｕ) 実開昭56−110767（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−49560（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02K 9/00 - 9/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】負荷に連結される負荷軸を回転駆動する回
転機の外周壁の軸方向に沿って該回転機の背部に設けた
ファンからの送風を流し冷却する冷却装置付き回転機に
おいて、中央部分に貫通孔を有する蓋体を前記回転機の
反負荷軸側の端面に隙間を持って取り付け、前記外周壁
に沿って流れる送風の気圧と前記蓋体内部の気圧との差
で前記隙間を介して前記送風の一部を前記蓋体内部に取
り込み前記貫通孔を通して該蓋体外部に排出し前記回転
機の背部で前記送風の一部を循環させる構造としたこと
を特徴とする冷却装置付き回転機。
【請求項２】請求項１において、送風が循環する前記蓋
体内部に前記回転機の回転数を検出する装置を設けたこ
とを特徴とする冷却装置付き回転機。
【請求項３】負荷に連結される負荷軸を回転駆動する第
１回転機と、該第１回転機のケーシングの反負荷軸側外
周を覆う前記ケーシングに固定された蓋体と、該蓋体に
反第１回転機側から着脱自在に取り付けられた第２回転
機と、前記蓋体の内側において前記第２回転機により前
記第１回転機と同軸状にて回転されるシロッコファン
と、該シロッコファンから送出される送風を前記第２回
転機側に流さないようにする通風案内板と、該送風を前
記ケーシング外側の軸方向に整流し前記負荷軸側に流す
整流板とを備えることを特徴とする冷却装置付き回転
機。