JP3808172B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定子及び回転子に冷却用の通風ダクトを形成した構成の回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の回転電機において、固定子は、鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第１スペーサとを交互に軸方向に配列することにより、各鉄心ブロック間に気体が内径側から外周方向に通る第１通風ダクトが形成され構成される。一方回転子は、鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第２スペーサとを交互に軸方向に配列することにより、各鉄心ブロック間に気体が回転軸側から外周方向に通る第２通風ダクトが形成され構成される。
【０００３】
このような構成のダクト付回転電機は、回転子が高速回転されると該回転子のファン作用により気体が回転電機内に吸入されて、これが回転軸側に設けられた中心ダクトを介して回転子の第２通風ダクトに分配され、ここから回転子外周の空隙に放出された後に固定子の第１通風ダクトを通過して回転電機外に排出される。このような気体循環によって回転電機の銅損や鉄損によって生じた熱が効果的に放出され冷却される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような回転電機では、第２スペーサの頭部が三角形状の為、冷却風の流れが鋭角のエッジを通過することにより１ｋ［Ｈｚ］以上の高い周波数の騒音成分が発生し、気体流通による回転騒音が大きいことが課題となっている。その為、従来では界磁空間における固定子内周面と回転子外周面との間の空隙を大きめに設定して騒音源となる気流の圧力変動を減じたり、遮音機構として大きなサイレンサを取付けるなどにより、回転電機が大形になる欠点があった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するために成されたもので、回転子の第２通風ダクトから吐出された気体が固定子の第１スペーサと干渉することに起因する騒音を更に低減できる回転電機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明における回転電機は、請求項１では鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第１スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が内径側から外周方向に通る第１通風ダクトが形成された固定子と、この固定子の界磁空間内に位置されると共に鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第２スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が回転軸側から外周方向に通る第２通風ダクトが形成された回転子とから成る回転電機において、前記第２スペーサを断面形状が細長い不定菱形とし、通風の入口側が先細幅で出口側に先広幅部を有する基本第２スペーサと、前記先広幅部を前記基本第２スペーサに対し回転子導体幅を等縦断する縦断線から回転方向下流側へずらして形成の下流側第２スペーサと、前記先広幅部を基本第２スペーサに対し同じく回転方向上流側へずらして形成の上流側第２スペーサとして形成し、これら３種類で多数の第２スペーサをランダムに配列し、円周方向の相互間隔のうち最小間隔を成す部分の間隔が全ての第２通風ダクトに関して均等に設定され、且つ、出口側における間隔が全ての第２通風ダクトに関して不均等に設定されていて、前記３種類の第２スペーサの先広幅部の端点から成る縁を、回転軸に対し周方向に移動して配設したことを特徴とする。
【０００７】
このように構成すると、第２スペーサの夫々の先広幅部に流れる気流が、従来の三角頭形スペーサに比べて鈍角のエッジを通過することになり、１ｋ［Ｈｚ］以上の高い周波数の騒音成分が減少する。また、３種類の第２スペーサをランダムに配列した場合、これら３種類の内の２種類を組合わせた場合より回転騒音は低減される。また、第２スペーサが通過し圧力が高くなるタイミングが（ずらし量／周速）の時間幅に分散して、回転数と第２スペーサとの積に等しい周波数成分は元より全体的に騒音が低減される。
【０００８】
次に請求項２では、鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第１スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が内径側から外周方向に通る第１通風ダクトが形成された固定子と、この固定子の界磁空間内に位置されると共に鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第２スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が回転軸側から外周方向に通る第２通風ダクトが形成された回転子とから成る回転電機において、前記第２スペーサを断面形状が細長い不定菱形とし、通風の入口側が先細幅で出口側に先広幅部を有する基本第２スペーサと、前記先広幅部を前記基本第２スペーサに対し回転子導体幅を等縦断する縦断線から回転方向下流側へずらして形成の下流側第２スペーサと、前記先広幅部を基本第２スペーサに対し同じく回転方向上流側へずらして形成の上流側第２スペーサとして形成し、これら３種類で多数の第２スペーサをランダムに配列し、円周方向の相互間隔のうち最小間隔を成す部分の間隔が全ての第２通風ダクトに関して均等に設定され、且つ、出口側における間隔が全ての第２通風ダクトに関して不均等に設定されていて、固定子巻線内周側に配設した楔の縁を、回転軸に対し周方向にずらして配設した。
このように構成すると、第２スペーサの夫々の先広幅部に流れる気流が、従来の三角頭形スペーサに比べて鈍角のエッジを通過することになり、１ｋ［Ｈｚ］以上の高い周波数の騒音成分が減少する。また、３種類の第２スペーサをランダムに配列した場合、これら３種類の内の２種類を組合わせた場合より回転騒音は低減される。また、第２スペーサが通過し圧力が高くなるタイミングが（楔の縁の周方向ずらし量／周速）の時間幅に分散し、回転数と第２スペーサとの積に等しい周波数成分の騒音が低減される。
【０００９】
また請求項３では、鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第１スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が内径側から外周方向に通る第１通風ダクトが形成された固定子と、この固定子の界磁空間内に位置されると共に鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第２スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が回転軸側から外周方向に通る第２通風ダクトが形成された回転子とから成る回転電機において、前記第２スペーサを断面形状が細長い不定菱形とし、通風の入口側が先細幅で出口側に先広幅部を有する基本第２スペーサと、前記先広幅部を前記基本第２スペーサに対し回転子導体幅を等縦断する縦断線から回転方向下流側へずらして形成の下流側第２スペーサと、前記先広幅部を基本第２スペーサに対し同じく回転方向上流側へずらして形成の上流側第２スペーサとして形成し、これら３種類で多数の第２スペーサをランダムに配列し、円周方向の相互間隔のうち最小間隔を成す部分の間隔が全ての第２通風ダクトに関して均等に設定され、且つ、出口側における間隔が全ての第２通風ダクトに関して不均等に設定されていて、第１通風ダクトを構成する第１スペーサの内径側端部を軸方向に平行でなく半径方向にずらせた。
このように構成すると、第２スペーサの夫々の先広幅部に流れる気流が、従来の三角頭形スペーサに比べて鈍角のエッジを通過することになり、１ｋ［Ｈｚ］以上の高い周波数の騒音成分が減少する。また、３種類の第２スペーサをランダムに配列した場合、これら３種類の内の２種類を組合わせた場合より回転騒音は低減される。また、第２スペーサが通過するときの第１通風ダクトにおける圧力上昇が緩和され、回転数と第２スペーサとの積に等しい周波数成分の騒音が低減される。
【００１０】
次に請求項４では、夫々の先広幅部のずらし量を、３種類の第２スペーサを等配置した場合に先広幅部の中心ピッチの略１０％としている。すると、隣りの先広幅部間の流路断面積が最適となり、第２スペーサの回転によるファン効果を損なう事なく回転騒音は低減される。
【００１１】
或いは、請求項５では、３種類の第２スペーサに、回転方向下流側の面から上流側の面に貫通する孔を設けた。すると、第２スペーサの発生する平均的な圧力が減少して、回転数と第２スペーサとの積に等しい周波数成分は元より全体的に騒音が低減される。
【００１２】
更に請求項６では、固定子巻線内周側に配設した楔の外周側エッジに、チャンファーを設けたので、第２通風ダクトから第１通風ダクトへの気体の流れで、はくり域が出難くなり流れが円滑となって流量が増え、流量−圧力特性線上で圧力が下がる。このように平均的な圧力が減少して回転数と第２スペーサとの積に等しい周波数成分は元より全体的に騒音が低減される。
【００１３】
そして請求項７では、固定子巻線内周側に配設した楔の第２通風ダクトに面した縁を、固定子巻線より幅の広くならない様に切欠ことにより、第２通風ダクトから第１通風ダクトへの気体の流れで請求項６と同様の作用効果がある。
【００１４】
また請求項８では、第１通風ダクトを構成する第１スペーサの内径側端部の回転方向下流側エッジにチャンファーを設けたので、第２通風ダクトから第１通風ダクトへの気体の流れで請求項６と同様の作用効果がある。
【００１５】
更に請求項９では、第１通風ダクトを構成する第１スペーサに周方向に貫通する孔を設けたので、内側間隔片の回転下流側の負圧面に反対側の正圧面から気体が流入し、はくり域が小さくなって流れが円滑になり流量が増え、流量−圧力特性線上で圧力が下がる。このように平均的な圧力が減少して回転数と第２スペーサとの積に等しい周波数成分は元より全体的に騒音が低減される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の第１実施例について図１乃至図３を参照して説明する。図１は回転電機の上部断面側面図で、図２は回転子導体周辺のスペーサ部分を示す縦断面図で、図３は固定子及び回転子の主要部を水平方向に展開して示す縦断面図である。これらの図において、回転電機１は、吸気口２及び排気口３を有する固定子枠４内に配置された内部に固定子巻線１２を有する固定子５と、この固定子５の界磁空間に位置するように軸受ブラケット６に回転軸７を介して支持された内部に回転子巻線８ａを有する回転子８から成っている。
【００１８】
前記固定子５は、鉄心ブロック９と放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された板状の多数の第１スペーサ１０とを交互に軸方向に配列し、これらを押板１１によって押え一体化して形成されている。このように固定子５は、その第１スペーサ１０によって各鉄心ブロック９間に気体が内径側から外周方向に通る第１通風ダクト１５が形成された構造になる。
【００１９】
一方回転子８は、鉄心ブロック１６と放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された板状の多数の後述する第２スペーサ１７とを交互に軸方向に配列し、これらを図示しないクランプによって一体化して形成されている。この第２スペーサ１７の配列により、各鉄心ブロック１６間に気体が回転軸７側から外周方向に通る第２通風ダクト１８が形成される。この場合において、回転子８の鉄心ブロック１６は回転軸７の周りに放射方向に突出するように配置されたリブ部材１９を介して回転軸７に支持されており、そのリブ部材１９によって第２通風ダクト１８に連通される吸気ダクト２０が形成される。この吸気ダクト２０内の中間には気体の流れを均等にする仕切板２０ａが配置されている。
【００２０】
前記各第２スペーサ１７は断面形状が細長くした不定菱形で、通風の入口側（回転軸７側）である先端形状が先細幅で、出口側（固定子５側）は風速調整のため先端形状を先端に平面を有する先広幅に形成し、先広幅部１７aaを回転子導体８ａ幅を等縦断する縦断線を基準として周方向に左右等配とした形状を基本として、図２（ａ）に示すような基本第２スペーサ１７ａとする。そして、この基本第２スペーサに対して先広幅を、回転子導体８ａ幅を等縦断する縦断線から回転方向の上流側（一方側）へ寸法δb ずらして先広幅部１７bbとし、図２（ｂ）に示すような上流側第２スペーサ１７ｂを形成する。また前記基本第２スペーサ１７ａに対して先広幅を、回転子導体８ａ幅を等縦断する縦断線から回転方向の下流側（他方側）へ寸法δc ずらして形成の先広幅部１７ccとし、図２（ｃ）に示すような下流側第２スペーサ１７ｃの３種類から成る。
【００２１】
これらの基本第２スペーサ１７ａ，上流側第２スペーサ１７ｂ，下流側第２スペーサ１７ｃを図３に示すようにランダムに配設する。（図３では左から上流側第２スペーサ１７ｂ，基本第２スペーサ１７ａ，下流側第２スペーサ１７ｃ，基本第２スペーサ１７ａの順に配設している）。その円周方向の相互間隔は中央部分で最小で、全ての第２通風ダクト１８について均等（寸法ｂ0 ）であるように設定されている。また出口側を形成する部分の間隔は寸法ａ1,ａ2,ａ3 （ａ1 ≠ａ2 ≠ａ3 ）で図示するように不均等で設定され、そして入口側を形成する部分の間隔は寸法ｃ1,ｃ2,ｃ3 （ｃ1 ≠ｃ2 ≠ｃ3 ）で図示するように不均等で設定され、出口側と入口側の夫々の寸法も全て異なっている（ａ1 ≠ｃ1 、ａ2 ≠ｃ2 、ａ3 ≠ｃ3 ）。
【００２２】
尚、固定子巻線１２は、スロット１３に挿入され楔１４によって保持されている。又、回転子巻線８ａは断面形状が凸形（矩形または長円形でもよい）をしていて、第２スペーサ１７内を貫通しており、回転子巻線８ａと第２スペーサ１７は例えばアルミ・ダイキャストで同時成形される。図３では、この回転子導体８ａ，リブ部材１９及び回転軸７の図示を省略している。また５ａは、固定子巻線１２の軸方向両端部分を覆うように配置された導風カバーである。
【００２３】
次に上記構成の作用を述べる。回転子８が高速回転されると、そのファン作用により気体が固定子枠１の吸気口２から内部に吸入される。するとこの気体は、吸気ダクト２０を介して回転子８の各第２通風ダクト１８を通過して回転子８外周の空隙に至り、ここから固定子５の各第１通風ダクト１５を通り、排気口３から機外に排出される。このような気体の流通によって固定子巻線１２及び回転子導体８ａが冷却される。
【００２４】
この気体の流通において、従来の第２スペーサ１７の出口側である先端形状が先細幅の三角形であると、図１８（ａ）に示すように冷却風の流れが先端の鋭角エッジを通過することにより細かい渦が発生し、これにより１ｋ［Ｈｚ］以上の高い周波数の騒音成分が発生して気体流通による回転騒音が大きい。これに対して出口側が先広幅である基本第２スペーサ１７ａ，上流側第２スペーサ１７ｂ，下流側第２スペーサ１７ｃを、各先広幅部１７aa，１７bb，１７ccの中心位置が図３に示すように寸法ａ1,ａ2,ａ3 （ａ1 ≠ａ2 ≠ａ3 ）で不均等な間隔で配列と、図１８（ｂ）に示すように、先端の各先広幅部１７aa，１７bb，１７ccが鈍角となって流れる冷却風は大きい渦に変り、１ｋ［Ｈｚ］以上の高い周波数の騒音成分が減少する。
【００２５】
次に、３種類の第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃを夫々ランダムに配列した場合は、図４（ｃ）に示すような騒音周波数分析となり、これらの第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃの内の２種類を組合わせした場合は図４（ｂ）に示すような騒音周波数分析となって、３種類の組合わせの方が高調波成分が減少して２種類の組合わせより騒音は減少する。更に４種類以上の第２スペーサをランダムに配列しても図４（ｄ）に示すような騒音周波数分析となって、３種類をランダムに配列した場合とあまり差異はないことが実験で判明した。
【００２６】
次に第２実施例を図５乃至図９を参照して説明する。
第２実施例は、第２スペーサの先広幅部１７aa，１７bb，１７ccのずらし量δと、第２スペーサを等配列とした場合の先広幅部の中心ピッチＰとの割合を略１０％にする。即ち、図５（ａ）〜（ｄ）には第２スペーサの先広幅のずらし量δを変化させた配列を示しており、図５（ａ）はずらし量δ＝０，図５（ａ）はずらし量δ1 ＝５％，図５（ａ）はずらし量δ2 ＝１０％，図５（ａ）はずらし量δ3 ＝１５％である。これ以外の寸法規定は図３に示すものと同じである。そして、各ずらし量δ0 〜δ3 でのモータ騒音周波数成分を分析調査すると図６に示すようになる。先広幅部１７aa，１７bb，１７ccのずらし量δが零の場合は、騒音周波数内に顕著な高調波成分が複数箇所見られるが、先広幅部のずらし量δが５％（先広幅部の中心ピッチＰに対し）は最顕著の高調波成分はなくなるものの他の高調波成分が残存する。ずらし量δが１０％（先広幅部の中心ピッチＰに対し）にすると高調波成分の減少若しくは消滅により騒音値が低くなる。これは、ファン作用の流量−圧力特性が確保でき騒音が減少するからである。一方、ずらし量δが１５％の場合は、１０％の場合よりも高調波成分が増加している。
【００２７】
尚、図７に示すように、下流側第２スペーサ１７ｃの先広幅部１７ccを更に下流側に寸法δ5 ずらして下流側第２スペーサ１７c1（先広幅部１７cc1 ）を形成し、上流側第２スペーサ１７ｂ，下流側第２スペーサ１７ｃ，上流側第２スペーサ１７ｂ，下流側第２スペーサ１７c1の配列を形成する。すると、中央部分の相互間隔は全て寸法ｂ1 で均等であるが、出口側の先広幅部１７cc1 と先広幅部１７bbや先広幅部１７ccと先広幅部１７bbとの間隔が狭いと、出口側の流路断面積が小さくなって通風抵抗が大きくなり、図８に示すスペーサのファン作用の流量−圧力特性で破線のように悪化して流量は減少する。即ち、第２スペーサの先広幅のずらし量δが大きいと流量は減少する。また、出口側の流路断面積が小さい所の流速は速くなり騒音が大きくなる方向となる。更に、図９に示すように、第２スペーサの先広幅のずらし量δが少ない場合（δ6 <<Ｐ2 ）には、第２スペーサが通過し圧力が高くなるタイミングのずれが小さい為、あまり騒音は低減できない。
【００２８】
第３実施例は図１０に示すように、多数の第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃの先広幅部１７aa，１７bb，１７ccの端点からなる縁１７d1を有する第２スペーサ１７ｄを、前記縁１７d1を回転軸に対して平行でなく周方向にずらせて配列することにより第２通風ダクト１８ｄを形成する。すると、第２スペーサ１７ｄが通過し圧力が高くなるタイミングが（ずらし量／周速）の時間幅に分散して、回転数と第２スペーサ１７ｄの個数との積に等しい周波数成分の回転騒音が低減される。
【００２９】
第４実施例は図１１に示すように、多数の第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃの回転方向下流側の面から上流側の面に貫通する孔１７ｆを有する第２スペーサ１７ｅを、鉄心ブロック１６間に配列して第２通風ダクト１８ｅを形成する。すると、第２通風ダクト１８ｅでの平均的な圧力が減少し、回転数と第２スペーサ１７ｅの個数との積に等しい周波数成分は元より全体的に騒音が低減される。
【００３０】
第５実施例は図１２に示すように、固定子５側の固定子巻線１２内周側に配した楔の縁を、回転軸に対して平行でなく周方向にずらせた傾斜楔１４ａとして第１通風ダクト１５ａに配する。すると、第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃが通過して、圧力が高くなるタイミングが（傾斜楔１４ａの縁の周方向ずらし量／周速）の時間幅に分散し、回転数と第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃの個数との積に等しい周波数成分の回転騒音が低減される。
【００３１】
第６実施例は図１３に示すように、固定子５側の固定子巻線１２内周側に配した楔の外周側エッジにチャンファーを設けた楔１４ｂとして第１通風ダクト１５ａに配する。すると、第２通風ダクト１８から第１通風ダクト１５ａへの気体の流れで、はくり域が出来難く流れが円滑になって流量が増え、流量−圧力特性線上で圧力が下がる。このように平均的な圧力が減少するので、回転数と第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃの個数との積に等しい周波数成分は元より全体的に騒音が低減される。
【００３２】
第７実施例は図１４に示すように、固定子５側の固定子巻線１２内周側に配した楔の第２通風ダクト１８に面した縁を、固定子巻線１２より幅の広くならない様に切欠く切欠楔１４ｃとして第１通風ダクト１５ｃに配する。すると、第２通風ダクト１８から第１通風ダクト１５ｃへの気体の流れで、第６実施例と同様の作用効果がある。
【００３３】
第８実施例は図１５に示すように、第１通風ダクトを構成する第１スペーサの内径側端部（回転子８側）の回転方向下流側エッジにチャンファーを設けて第１スペーサ１０ａとし、第１通風ダクト１５ｄを形成する。すると、第２通風ダクト１８から第１通風ダクト１５ｄへの気体の流れで、第６実施例と同様の作用効果がある。
【００３４】
第９実施例は図１６に示すように、第１通風ダクトを構成する第１スペーサの内径側端部（回転子８側）を、軸方向に平行でなく半径方向にずらせた第１スペーサ１０ｂとし、第１通風ダクト１５ｅを形成する。すると、第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃが通過する時の第１通風ダクト１５ｅにおける圧力上昇が緩和され、回転数と第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃの個数との積に等しい周波数成分の騒音が低減される。
【００３５】
第１０実施例は図１７に示すように、第１通風ダクトを構成する第１スペーサに周方向に貫通する孔１０ｄを穿設して第１スペーサ１０ｃとし、第１通風ダクト１５ｆを形成する。すると、内側間隔片の回転下流側の負圧面に反対側の正圧側から気体が流入してはくり域が小さくなり、流れが円滑になって流量が増加し流量−圧力特性線上で圧力が下がる。このように平均的な圧力が減少するので、回転数と第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃの個数との積に等しい周波数成分は元より全体的に騒音が低減される。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第２スペーサの夫々の先広幅部に流れる気流が、従来の三角頭形スペーサに比べて鈍角のエッジを通過することになり、１ｋ［Ｈｚ］以上の高い周波数の騒音成分が減少する。また、３種類の第２スペーサをランダムに配列した場合、これら３種類の内の２種類を組合わせた場合より回転騒音は低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す回転電機の上部断面を含む側面図、
【図２】図１に示す第２スペーサ部分の縦断面図、
【図３】第１実施例で固定子及び回転子のスペーサ部分を水平方向に展開して示す縦断面図、
【図４】第２スペーサの種類配列数と騒音周波数分析関係図、
【図５】第２スペーサのずらし量の大きさと配列図、
【図６】第２スペーサのずらし量の大きさと騒音周波数分析関係図、
【図７】第２スペーサのずらし量の大きさと配列図、
【図８】流量−圧力特性線図、
【図９】第２スペーサのずらし量の小さい配列図、
【図１０】第３実施例で傾斜形状の第２スペーサを鉄心ブロック間に挿入の側面図、
【図１１】第４実施例でスペーサに貫通孔を設けた縦断面側、
【図１２】第５実施例で傾斜した楔を鉄心スロットに挿入した平面図、
【図１３】第６実施例でチャンファー付き楔の水平方向に展開して示す縦断面図、
【図１４】第７実施例で切欠付き楔の平面図、
【図１５】第８実施例でチャンファー付き第１スペーサを示す縦断面図、
【図１６】第９実施例で第１スペーサの半径方向ずらした側面図、
【図１７】第１０実施例で第１スペーサに貫通孔を設けた縦断面図、
【図１８】第２スペーサの形状と騒音周波数分析比較図。
【符号の説明】
１…回転電機、 ５…固定子、
７…回転軸、 ８…回転子、
８ａ…回転子導体、 ９…鉄心ブロック、
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…第１スペーサ、
１０ｄ，１７ｆ…孔、
１４ａ…傾斜楔、 １４ｂ…チャンファー付楔、
１４ｃ…切欠付楔、
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ…第１通風ダクト
１７，１７ｄ，１７ｅ…第２スペーサ、
１７ａ…基本第２スペーサ、 １７ｂ…上流側第２スペーサ、
１７ｃ，１７c1…下流側第２スペーサ、
１７ａａ，１７ｂｂ，１７ｃｃ，１７cc1 …先広幅部、
１８，１８ｄ，１８ｅ…第２通風ダクト、
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定子及び回転子に冷却用の通風ダクトを形成した構成の回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の回転電機において、固定子は、鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第１スペーサとを交互に軸方向に配列することにより、各鉄心ブロック間に気体が内径側から外周方向に通る第１通風ダクトが形成され構成される。一方回転子は、鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第２スペーサとを交互に軸方向に配列することにより、各鉄心ブロック間に気体が回転軸側から外周方向に通る第２通風ダクトが形成され構成される。
【０００３】
このような構成のダクト付回転電機は、回転子が高速回転されると該回転子のファン作用により気体が回転電機内に吸入されて、これが回転軸側に設けられた中心ダクトを介して回転子の第２通風ダクトに分配され、ここから回転子外周の空隙に放出された後に固定子の第１通風ダクトを通過して回転電機外に排出される。このような気体循環によって回転電機の銅損や鉄損によって生じた熱が効果的に放出され冷却される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような回転電機では、第２スペーサの頭部が三角形状の為、冷却風の流れが鋭角のエッジを通過することにより１ｋ［Ｈｚ］以上の高い周波数の騒音成分が発生し、気体流通による回転騒音が大きいことが課題となっている。その為、従来では界磁空間における固定子内周面と回転子外周面との間の空隙を大きめに設定して騒音源となる気流の圧力変動を減じたり、遮音機構として大きなサイレンサを取付けるなどにより、回転電機が大形になる欠点があった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するために成されたもので、回転子の第２通風ダクトから吐出された気体が固定子の第１スペーサと干渉することに起因する騒音を更に低減できる回転電機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明における回転電機は、請求項１では鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第１スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が内径側から外周方向に通る第１通風ダクトが形成された固定子と、この固定子の界磁空間内に位置されると共に鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第２スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が回転軸側から外周方向に通る第２通風ダクトが形成された回転子とから成る回転電機において、前記第２スペーサを断面形状が細長い不定菱形とし、通風の入口側が先細幅で出口側に先広幅部を有する基本第２スペーサと、前記先広幅部を前記基本第２スペーサに対し回転子導体幅を等縦断する縦断線から回転方向下流側へずらして形成の下流側第２スペーサと、前記先広幅部を基本第２スペーサに対し同じく回転方向上流側へずらして形成の上流側第２スペーサとして形成し、これら３種類で多数の第２スペーサをランダムに配列し、円周方向の相互間隔のうち最小間隔を成す部分の間隔が全ての第２通風ダクトに関して均等に設定され、且つ、出口側における間隔が全ての第２通風ダクトに関して不均等に設定されていて、前記３種類の第２スペーサの先広幅部の端点から成る縁を、回転軸に対し周方向に移動して配設したことを特徴とする。
【０００７】
このように構成すると、第２スペーサの夫々の先広幅部に流れる気流が、従来の三角頭形スペーサに比べて鈍角のエッジを通過することになり、１ｋ［Ｈｚ］以上の高い周波数の騒音成分が減少する。また、３種類の第２スペーサをランダムに配列した場合、これら３種類の内の２種類を組合わせた場合より回転騒音は低減される。また、第２スペーサが通過し圧力が高くなるタイミングが（ずらし量／周速）の時間幅に分散して、回転数と第２スペーサとの積に等しい周波数成分は元より全体的に騒音が低減される。
【０００８】
次に請求項２では、鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第１スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が内径側から外周方向に通る第１通風ダクトが形成された固定子と、この固定子の界磁空間内に位置されると共に鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第２スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が回転軸側から外周方向に通る第２通風ダクトが形成された回転子とから成る回転電機において、前記第２スペーサを断面形状が細長い不定菱形とし、通風の入口側が先細幅で出口側に先広幅部を有する基本第２スペーサと、前記先広幅部を前記基本第２スペーサに対し回転子導体幅を等縦断する縦断線から回転方向下流側へずらして形成の下流側第２スペーサと、前記先広幅部を基本第２スペーサに対し同じく回転方向上流側へずらして形成の上流側第２スペーサとして形成し、これら３種類で多数の第２スペーサをランダムに配列し、円周方向の相互間隔のうち最小間隔を成す部分の間隔が全ての第２通風ダクトに関して均等に設定され、且つ、出口側における間隔が全ての第２通風ダクトに関して不均等に設定されていて、固定子巻線内周側に配設した楔の縁を、回転軸に対し周方向にずらして配設した。
このように構成すると、第２スペーサの夫々の先広幅部に流れる気流が、従来の三角頭形スペーサに比べて鈍角のエッジを通過することになり、１ｋ［Ｈｚ］以上の高い周波数の騒音成分が減少する。また、３種類の第２スペーサをランダムに配列した場合、これら３種類の内の２種類を組合わせた場合より回転騒音は低減される。また、第２スペーサが通過し圧力が高くなるタイミングが（楔の縁の周方向ずらし量／周速）の時間幅に分散し、回転数と第２スペーサとの積に等しい周波数成分の騒音が低減される。
【０００９】
また請求項３では、鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第１スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が内径側から外周方向に通る第１通風ダクトが形成された固定子と、この固定子の界磁空間内に位置されると共に鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第２スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が回転軸側から外周方向に通る第２通風ダクトが形成された回転子とから成る回転電機において、前記第２スペーサを断面形状が細長い不定菱形とし、通風の入口側が先細幅で出口側に先広幅部を有する基本第２スペーサと、前記先広幅部を前記基本第２スペーサに対し回転子導体幅を等縦断する縦断線から回転方向下流側へずらして形成の下流側第２スペーサと、前記先広幅部を基本第２スペーサに対し同じく回転方向上流側へずらして形成の上流側第２スペーサとして形成し、これら３種類で多数の第２スペーサをランダムに配列し、円周方向の相互間隔のうち最小間隔を成す部分の間隔が全ての第２通風ダクトに関して均等に設定され、且つ、出口側における間隔が全ての第２通風ダクトに関して不均等に設定されていて、第１通風ダクトを構成する第１スペーサの内径側端部を軸方向に平行でなく半径方向にずらせた。
このように構成すると、第２スペーサの夫々の先広幅部に流れる気流が、従来の三角頭形スペーサに比べて鈍角のエッジを通過することになり、１ｋ［Ｈｚ］以上の高い周波数の騒音成分が減少する。また、３種類の第２スペーサをランダムに配列した場合、これら３種類の内の２種類を組合わせた場合より回転騒音は低減される。また、第２スペーサが通過するときの第１通風ダクトにおける圧力上昇が緩和され、回転数と第２スペーサとの積に等しい周波数成分の騒音が低減される。
【００１０】
次に請求項４では、夫々の先広幅部のずらし量を、３種類の第２スペーサを等配置した場合に先広幅部の中心ピッチの略１０％としている。すると、隣りの先広幅部間の流路断面積が最適となり、第２スペーサの回転によるファン効果を損なう事なく回転騒音は低減される。
【００１１】
或いは、請求項５では、３種類の第２スペーサに、回転方向下流側の面から上流側の面に貫通する孔を設けた。すると、第２スペーサの発生する平均的な圧力が減少して、回転数と第２スペーサとの積に等しい周波数成分は元より全体的に騒音が低減される。
【００１２】
更に請求項６では、固定子巻線内周側に配設した楔の外周側エッジに、チャンファーを設けたので、第２通風ダクトから第１通風ダクトへの気体の流れで、はくり域が出難くなり流れが円滑となって流量が増え、流量−圧力特性線上で圧力が下がる。このように平均的な圧力が減少して回転数と第２スペーサとの積に等しい周波数成分は元より全体的に騒音が低減される。
【００１３】
そして請求項７では、固定子巻線内周側に配設した楔の第２通風ダクトに面した縁を、固定子巻線より幅の広くならない様に切欠ことにより、第２通風ダクトから第１通風ダクトへの気体の流れで請求項６と同様の作用効果がある。
【００１４】
また請求項８では、第１通風ダクトを構成する第１スペーサの内径側端部の回転方向下流側エッジにチャンファーを設けたので、第２通風ダクトから第１通風ダクトへの気体の流れで請求項６と同様の作用効果がある。
【００１５】
更に請求項９では、第１通風ダクトを構成する第１スペーサに周方向に貫通する孔を設けたので、内側間隔片の回転下流側の負圧面に反対側の正圧面から気体が流入し、はくり域が小さくなって流れが円滑になり流量が増え、流量−圧力特性線上で圧力が下がる。このように平均的な圧力が減少して回転数と第２スペーサとの積に等しい周波数成分は元より全体的に騒音が低減される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の第１実施例について図１乃至図３を参照して説明する。図１は回転電機の上部断面側面図で、図２は回転子導体周辺のスペーサ部分を示す縦断面図で、図３は固定子及び回転子の主要部を水平方向に展開して示す縦断面図である。これらの図において、回転電機１は、吸気口２及び排気口３を有する固定子枠４内に配置された内部に固定子巻線１２を有する固定子５と、この固定子５の界磁空間に位置するように軸受ブラケット６に回転軸７を介して支持された内部に回転子巻線８ａを有する回転子８から成っている。
【００１８】
前記固定子５は、鉄心ブロック９と放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された板状の多数の第１スペーサ１０とを交互に軸方向に配列し、これらを押板１１によって押え一体化して形成されている。このように固定子５は、その第１スペーサ１０によって各鉄心ブロック９間に気体が内径側から外周方向に通る第１通風ダクト１５が形成された構造になる。
【００１９】
一方回転子８は、鉄心ブロック１６と放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された板状の多数の後述する第２スペーサ１７とを交互に軸方向に配列し、これらを図示しないクランプによって一体化して形成されている。この第２スペーサ１７の配列により、各鉄心ブロック１６間に気体が回転軸７側から外周方向に通る第２通風ダクト１８が形成される。この場合において、回転子８の鉄心ブロック１６は回転軸７の周りに放射方向に突出するように配置されたリブ部材１９を介して回転軸７に支持されており、そのリブ部材１９によって第２通風ダクト１８に連通される吸気ダクト２０が形成される。この吸気ダクト２０内の中間には気体の流れを均等にする仕切板２０ａが配置されている。
【００２０】
前記各第２スペーサ１７は断面形状が細長くした不定菱形で、通風の入口側（回転軸７側）である先端形状が先細幅で、出口側（固定子５側）は風速調整のため先端形状を先端に平面を有する先広幅に形成し、先広幅部１７aaを回転子導体８ａ幅を等縦断する縦断線を基準として周方向に左右等配とした形状を基本として、図２（ａ）に示すような基本第２スペーサ１７ａとする。そして、この基本第２スペーサに対して先広幅を、回転子導体８ａ幅を等縦断する縦断線から回転方向の上流側（一方側）へ寸法δb ずらして先広幅部１７bbとし、図２（ｂ）に示すような上流側第２スペーサ１７ｂを形成する。また前記基本第２スペーサ１７ａに対して先広幅を、回転子導体８ａ幅を等縦断する縦断線から回転方向の下流側（他方側）へ寸法δc ずらして形成の先広幅部１７ccとし、図２（ｃ）に示すような下流側第２スペーサ１７ｃの３種類から成る。
【００２１】
これらの基本第２スペーサ１７ａ，上流側第２スペーサ１７ｂ，下流側第２スペーサ１７ｃを図３に示すようにランダムに配設する。（図３では左から上流側第２スペーサ１７ｂ，基本第２スペーサ１７ａ，下流側第２スペーサ１７ｃ，基本第２スペーサ１７ａの順に配設している）。その円周方向の相互間隔は中央部分で最小で、全ての第２通風ダクト１８について均等（寸法ｂ0 ）であるように設定されている。また出口側を形成する部分の間隔は寸法ａ1,ａ2,ａ3 （ａ1 ≠ａ2 ≠ａ3 ）で図示するように不均等で設定され、そして入口側を形成する部分の間隔は寸法ｃ1,ｃ2,ｃ3 （ｃ1 ≠ｃ2 ≠ｃ3 ）で図示するように不均等で設定され、出口側と入口側の夫々の寸法も全て異なっている（ａ1 ≠ｃ1 、ａ2 ≠ｃ2 、ａ3 ≠ｃ3 ）。
【００２２】
尚、固定子巻線１２は、スロット１３に挿入され楔１４によって保持されている。又、回転子巻線８ａは断面形状が凸形（矩形または長円形でもよい）をしていて、第２スペーサ１７内を貫通しており、回転子巻線８ａと第２スペーサ１７は例えばアルミ・ダイキャストで同時成形される。図３では、この回転子導体８ａ，リブ部材１９及び回転軸７の図示を省略している。また５ａは、固定子巻線１２の軸方向両端部分を覆うように配置された導風カバーである。
【００２３】
次に上記構成の作用を述べる。回転子８が高速回転されると、そのファン作用により気体が固定子枠１の吸気口２から内部に吸入される。するとこの気体は、吸気ダクト２０を介して回転子８の各第２通風ダクト１８を通過して回転子８外周の空隙に至り、ここから固定子５の各第１通風ダクト１５を通り、排気口３から機外に排出される。このような気体の流通によって固定子巻線１２及び回転子導体８ａが冷却される。
【００２４】
この気体の流通において、従来の第２スペーサ１７の出口側である先端形状が先細幅の三角形であると、図１８（ａ）に示すように冷却風の流れが先端の鋭角エッジを通過することにより細かい渦が発生し、これにより１ｋ［Ｈｚ］以上の高い周波数の騒音成分が発生して気体流通による回転騒音が大きい。これに対して出口側が先広幅である基本第２スペーサ１７ａ，上流側第２スペーサ１７ｂ，下流側第２スペーサ１７ｃを、各先広幅部１７aa，１７bb，１７ccの中心位置が図３に示すように寸法ａ1,ａ2,ａ3 （ａ1 ≠ａ2 ≠ａ3 ）で不均等な間隔で配列と、図１８（ｂ）に示すように、先端の各先広幅部１７aa，１７bb，１７ccが鈍角となって流れる冷却風は大きい渦に変り、１ｋ［Ｈｚ］以上の高い周波数の騒音成分が減少する。
【００２５】
次に、３種類の第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃを夫々ランダムに配列した場合は、図４（ｃ）に示すような騒音周波数分析となり、これらの第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃの内の２種類を組合わせした場合は図４（ｂ）に示すような騒音周波数分析となって、３種類の組合わせの方が高調波成分が減少して２種類の組合わせより騒音は減少する。更に４種類以上の第２スペーサをランダムに配列しても図４（ｄ）に示すような騒音周波数分析となって、３種類をランダムに配列した場合とあまり差異はないことが実験で判明した。
【００２６】
次に第２実施例を図５乃至図９を参照して説明する。
第２実施例は、第２スペーサの先広幅部１７aa，１７bb，１７ccのずらし量δと、第２スペーサを等配列とした場合の先広幅部の中心ピッチＰとの割合を略１０％にする。即ち、図５（ａ）〜（ｄ）には第２スペーサの先広幅のずらし量δを変化させた配列を示しており、図５（ａ）はずらし量δ＝０，図５（ａ）はずらし量δ1 ＝５％，図５（ａ）はずらし量δ2 ＝１０％，図５（ａ）はずらし量δ3 ＝１５％である。これ以外の寸法規定は図３に示すものと同じである。そして、各ずらし量δ0 〜δ3 でのモータ騒音周波数成分を分析調査すると図６に示すようになる。先広幅部１７aa，１７bb，１７ccのずらし量δが零の場合は、騒音周波数内に顕著な高調波成分が複数箇所見られるが、先広幅部のずらし量δが５％（先広幅部の中心ピッチＰに対し）は最顕著の高調波成分はなくなるものの他の高調波成分が残存する。ずらし量δが１０％（先広幅部の中心ピッチＰに対し）にすると高調波成分の減少若しくは消滅により騒音値が低くなる。これは、ファン作用の流量−圧力特性が確保でき騒音が減少するからである。一方、ずらし量δが１５％の場合は、１０％の場合よりも高調波成分が増加している。
【００２７】
尚、図７に示すように、下流側第２スペーサ１７ｃの先広幅部１７ccを更に下流側に寸法δ5 ずらして下流側第２スペーサ１７c1（先広幅部１７cc1 ）を形成し、上流側第２スペーサ１７ｂ，下流側第２スペーサ１７ｃ，上流側第２スペーサ１７ｂ，下流側第２スペーサ１７c1の配列を形成する。すると、中央部分の相互間隔は全て寸法ｂ1 で均等であるが、出口側の先広幅部１７cc1 と先広幅部１７bbや先広幅部１７ccと先広幅部１７bbとの間隔が狭いと、出口側の流路断面積が小さくなって通風抵抗が大きくなり、図８に示すスペーサのファン作用の流量−圧力特性で破線のように悪化して流量は減少する。即ち、第２スペーサの先広幅のずらし量δが大きいと流量は減少する。また、出口側の流路断面積が小さい所の流速は速くなり騒音が大きくなる方向となる。更に、図９に示すように、第２スペーサの先広幅のずらし量δが少ない場合（δ6 <<Ｐ2 ）には、第２スペーサが通過し圧力が高くなるタイミングのずれが小さい為、あまり騒音は低減できない。
【００２８】
第３実施例は図１０に示すように、多数の第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃの先広幅部１７aa，１７bb，１７ccの端点からなる縁１７d1を有する第２スペーサ１７ｄを、前記縁１７d1を回転軸に対して平行でなく周方向にずらせて配列することにより第２通風ダクト１８ｄを形成する。すると、第２スペーサ１７ｄが通過し圧力が高くなるタイミングが（ずらし量／周速）の時間幅に分散して、回転数と第２スペーサ１７ｄの個数との積に等しい周波数成分の回転騒音が低減される。
【００２９】
第４実施例は図１１に示すように、多数の第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃの回転方向下流側の面から上流側の面に貫通する孔１７ｆを有する第２スペーサ１７ｅを、鉄心ブロック１６間に配列して第２通風ダクト１８ｅを形成する。すると、第２通風ダクト１８ｅでの平均的な圧力が減少し、回転数と第２スペーサ１７ｅの個数との積に等しい周波数成分は元より全体的に騒音が低減される。
【００３０】
第５実施例は図１２に示すように、固定子５側の固定子巻線１２内周側に配した楔の縁を、回転軸に対して平行でなく周方向にずらせた傾斜楔１４ａとして第１通風ダクト１５ａに配する。すると、第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃが通過して、圧力が高くなるタイミングが（傾斜楔１４ａの縁の周方向ずらし量／周速）の時間幅に分散し、回転数と第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃの個数との積に等しい周波数成分の回転騒音が低減される。
【００３１】
第６実施例は図１３に示すように、固定子５側の固定子巻線１２内周側に配した楔の外周側エッジにチャンファーを設けた楔１４ｂとして第１通風ダクト１５ａに配する。すると、第２通風ダクト１８から第１通風ダクト１５ａへの気体の流れで、はくり域が出来難く流れが円滑になって流量が増え、流量−圧力特性線上で圧力が下がる。このように平均的な圧力が減少するので、回転数と第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃの個数との積に等しい周波数成分は元より全体的に騒音が低減される。
【００３２】
第７実施例は図１４に示すように、固定子５側の固定子巻線１２内周側に配した楔の第２通風ダクト１８に面した縁を、固定子巻線１２より幅の広くならない様に切欠く切欠楔１４ｃとして第１通風ダクト１５ｃに配する。すると、第２通風ダクト１８から第１通風ダクト１５ｃへの気体の流れで、第６実施例と同様の作用効果がある。
【００３３】
第８実施例は図１５に示すように、第１通風ダクトを構成する第１スペーサの内径側端部（回転子８側）の回転方向下流側エッジにチャンファーを設けて第１スペーサ１０ａとし、第１通風ダクト１５ｄを形成する。すると、第２通風ダクト１８から第１通風ダクト１５ｄへの気体の流れで、第６実施例と同様の作用効果がある。
【００３４】
第９実施例は図１６に示すように、第１通風ダクトを構成する第１スペーサの内径側端部（回転子８側）を、軸方向に平行でなく半径方向にずらせた第１スペーサ１０ｂとし、第１通風ダクト１５ｅを形成する。すると、第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃが通過する時の第１通風ダクト１５ｅにおける圧力上昇が緩和され、回転数と第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃの個数との積に等しい周波数成分の騒音が低減される。
【００３５】
第１０実施例は図１７に示すように、第１通風ダクトを構成する第１スペーサに周方向に貫通する孔１０ｄを穿設して第１スペーサ１０ｃとし、第１通風ダクト１５ｆを形成する。すると、内側間隔片の回転下流側の負圧面に反対側の正圧側から気体が流入してはくり域が小さくなり、流れが円滑になって流量が増加し流量−圧力特性線上で圧力が下がる。このように平均的な圧力が減少するので、回転数と第２スペーサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃの個数との積に等しい周波数成分は元より全体的に騒音が低減される。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第２スペーサの夫々の先広幅部に流れる気流が、従来の三角頭形スペーサに比べて鈍角のエッジを通過することになり、１ｋ［Ｈｚ］以上の高い周波数の騒音成分が減少する。また、３種類の第２スペーサをランダムに配列した場合、これら３種類の内の２種類を組合わせた場合より回転騒音は低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す回転電機の上部断面を含む側面図、
【図２】図１に示す第２スペーサ部分の縦断面図、
【図３】第１実施例で固定子及び回転子のスペーサ部分を水平方向に展開して示す縦断面図、
【図４】第２スペーサの種類配列数と騒音周波数分析関係図、
【図５】第２スペーサのずらし量の大きさと配列図、
【図６】第２スペーサのずらし量の大きさと騒音周波数分析関係図、
【図７】第２スペーサのずらし量の大きさと配列図、
【図８】流量−圧力特性線図、
【図９】第２スペーサのずらし量の小さい配列図、
【図１０】第３実施例で傾斜形状の第２スペーサを鉄心ブロック間に挿入の側面図、
【図１１】第４実施例でスペーサに貫通孔を設けた縦断面側、
【図１２】第５実施例で傾斜した楔を鉄心スロットに挿入した平面図、
【図１３】第６実施例でチャンファー付き楔の水平方向に展開して示す縦断面図、
【図１４】第７実施例で切欠付き楔の平面図、
【図１５】第８実施例でチャンファー付き第１スペーサを示す縦断面図、
【図１６】第９実施例で第１スペーサの半径方向ずらした側面図、
【図１７】第１０実施例で第１スペーサに貫通孔を設けた縦断面図、
【図１８】第２スペーサの形状と騒音周波数分析比較図。
【符号の説明】
１…回転電機、 ５…固定子、
７…回転軸、 ８…回転子、
８ａ…回転子導体、 ９…鉄心ブロック、
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…第１スペーサ、
１０ｄ，１７ｆ…孔、
１４ａ…傾斜楔、 １４ｂ…チャンファー付楔、
１４ｃ…切欠付楔、
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ…第１通風ダクト
１７，１７ｄ，１７ｅ…第２スペーサ、
１７ａ…基本第２スペーサ、 １７ｂ…上流側第２スペーサ、
１７ｃ，１７c1…下流側第２スペーサ、
１７ａａ，１７ｂｂ，１７ｃｃ，１７cc1 …先広幅部、
１８，１８ｄ，１８ｅ…第２通風ダクト、
Claims (9)
- 鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第１スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が内径側から外周方向に通る第１通風ダクトが形成された固定子と、この固定子の界磁空間内に位置されると共に鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第２スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が回転軸側から外周方向に通る第２通風ダクトが形成された回転子とから成る回転電機において、
前記第２スペーサを断面形状が細長い不定菱形とし、通風の入口側が先細幅で出口側に先広幅部を有する基本第２スペーサと、前記先広幅部を基本第２スペーサに対し回転子導体幅を等縦断する縦断線から回転方向下流側へずらして形成の下流側第２スペーサと、前記先広幅部を基本第２スペーサに対し同じく回転方向上流側へずらして形成の上流側第２スペーサとして形成し、これら３種類で多数の第２スペーサをランダムに配列し、円周方向の相互間隔のうち最小間隔を成す部分の間隔が全ての第２通風ダクトに関して均等に設定され、且つ、出口側における間隔が全ての第２通風ダクトに関して不均等に設定されていて、
前記３種類の第２スペーサの先広幅部の端点から成る縁を、回転軸に対し周方向に移動して配設したことを特徴とする回転電機。 - 鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第１スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が内径側から外周方向に通る第１通風ダクトが形成された固定子と、この固定子の界磁空間内に位置されると共に鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第２スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が回転軸側から外周方向に通る第２通風ダクトが形成された回転子とから成る回転電機において、
前記第２スペーサを断面形状が細長い不定菱形とし、通風の入口側が先細幅で出口側に先広幅部を有する基本第２スペーサと、前記先広幅部を基本第２スペーサに対し回転子導体幅を等縦断する縦断線から回転方向下流側へずらして形成の下流側第２スペーサと、前記先広幅部を基本第２スペーサに対し同じく回転方向上流側へずらして形成の上流側第２スペーサとして形成し、これら３種類で多数の第２スペーサをランダムに配列し、円周方向の相互間隔のうち最小間隔を成す部分の間隔が全ての第２通風ダクトに関して均等に設定され、且つ、出口側における間隔が全ての第２通風ダクトに関して不均等に設定されていて、
巻線内周側に配設した楔の縁を、回転軸に対し周方向にずらして配設したことを特徴とする回転電機。 - 鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第１スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が内径側から外周方向に通る第１通風ダクトが形成された固定子と、この固定子の界磁空間内に位置されると共に鉄心ブロックと放射方向に延び且つ円周方向に間欠的に配列された多数の第２スペーサとを交互に軸方向に配列することにより各鉄心ブロック間に気体が回転軸側から外周方向に通る第２通風ダクトが形成された回転子とから成る回転電機において、
前記第２スペーサを断面形状が細長い不定菱形とし、通風の入口側が先細幅で出口側に先広幅部を有する基本第２スペーサと、前記先広幅部を基本第２スペーサに対し回転子導体幅を等縦断する縦断線から回転方向下流側へずらして形成の下流側第２スペーサと、前記先広幅部を基本第２スペーサに対し同じく回転方向上流側へずらして形成の上流側第２スペーサとして形成し、これら３種類で多数の第２スペーサをランダムに配列し、円周方向の相互間隔のうち最小間隔を成す部分の間隔が全ての第２通風ダクトに関して均等に設定され、且つ、出口側における間隔が全ての第２通風ダクトに関して不均等に設定されていて、
第１通風ダクトを構成する第１スペーサの内径側端部を軸方向に平行でなく半径方向にずらせたことを特徴とする回転電機。 - 前記夫々の先広幅部のずらし量を、前記３種類の第２スペーサを等配置した場合に先広幅部の中心ピッチの略１０％とした請求項１乃至３のいずれかに記載の回転電機。
- 前記３種類の第２スペーサに、回転方向下流側の面から上流側の面に貫通する孔を設けた請求項１乃至４のいずれかに記載の回転電機。
- 巻線内周側に配設した楔の外周側エッジに、チャンファーを設けた請求項１乃至５のいずれかに記載の回転電機。
- 固定子巻線内周側に配設した楔の第２通風ダクトに面した縁を固定子巻線より幅の広くならないように切り欠いた請求項１乃至６のいずれかに記載の回転電機。
- 第１通風ダクトを構成する第１スペーサの内径側端部の回転方向下流側エッジにチャンファーを設けた請求項１乃至７のいずれかに記載の回転電機。
- 第１通風ダクトを構成する第１スペーサに周方向に貫通する孔を設けた請求項１乃至８のいずれかに記載の回転電機。
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| JP14287097A JP3808172B2 (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 回転電機 |
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| JP14287097A JP3808172B2 (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 回転電機 |
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-
1997
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