JP4423271B2 - Electric motor - Google Patents
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Description
この発明は、例えば、鉄道車両の駆動に用いられるような電動機に関し、特に、軸受部の冷却性能の向上を図る電動機に関するものである。 The present invention relates to an electric motor used for driving a railway vehicle, for example, and more particularly to an electric motor for improving the cooling performance of a bearing portion.
電動機が運転されると、発熱により機内温度が上昇するため、冷却ファン等により放熱が図られるが、冷却性能が十分でないと軸受部の潤滑グリースが熱によって劣化して潤滑寿命が短くなり、早期のグリース交換が必要となって、保守労力がかかる。
電動機の冷却方式として、冷却風を外部から取り入れて電動機内の各部を冷却する開放形と、電動機内に冷却風を導入しない全閉形がある。全閉形では、一般的に、開放形に比べ冷却能力は劣るので、特に、軸受部の冷却性能を向上が要求される。
When the motor is operated, the internal temperature rises due to heat generation, so heat is dissipated by a cooling fan, etc., but if the cooling performance is not sufficient, the lubrication grease of the bearing will deteriorate due to heat and the lubrication life will be shortened. It is necessary to replace the grease and maintenance work is required.
As a cooling method for the electric motor, there are an open type in which cooling air is introduced from the outside to cool each part in the electric motor, and a fully closed type in which the cooling air is not introduced into the electric motor. In the fully closed type, the cooling capacity is generally inferior to that of the open type, and in particular, the cooling performance of the bearing portion is required to be improved.
軸受部分の冷却性能の向上を図った従来の技術として、例えば、図7に示すような全閉形駆動電動機が知られている。図は、電動機の上半分でかつ片側の軸受部を拡大して示している。内周部にコイルを装着した固定子鉄心31を有する円筒状のフレーム32の一端側に、第1の軸受33を支持する鏡フタ34が設けられ、図示しない他端側に、第2の軸受を支持するハウジングが装着され、両軸受によって回転子35のシャフト36を回転自在に支持している。第1の軸受33を挟んで鏡フタ34の外側に端フタ37が取り付けられ、端フタ37の外側にシャフト36と同軸で一体に回転するカラー38が設けられ、カラー38の外周部にファン作用を有する冷却手段として、例えば、歯車状の溝38aが形成されている。シャフト36の回転によりカラー38が回転すると、カラー38が冷却されて軸受33の熱を外部に放熱すると同時に、溝38aのファン作用によって矢印方向に発生する風で鏡フタ34が冷却され、それに繋がる軸受33及び潤滑グリース39が冷却されるように構成されている(例えば、特許文献1参照)。
As a conventional technique for improving the cooling performance of the bearing portion, for example, a fully-closed drive motor as shown in FIG. 7 is known. The figure shows an enlarged view of the bearing portion on the upper half and one side of the electric motor. A
従来の電動機では、カラーによって軸受部の温度上昇を抑制する効果は期待できるが、鏡フタの外側にあるカラーのファン作用をする溝が、カラーの円板部分の外周に設けられているため、回転時の風切音や、発生した風が鏡フタに当たる音が外部に騒音となって発散されるという問題点があった。特に、冷却効率を上げるため、鏡フタの外表面に冷却フィン34aを設けた場合には、溝部で発生した風が冷却フィン34aに当たるビート音が大きな騒音源となるという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、軸受部の冷却性能を向上させると共に、その冷却構造部からの騒音の発生を抑えた電動機を得ることを目的とする。
In the conventional motor, the collar can be expected to suppress the temperature rise of the bearing part, but the groove that acts as a collar fan on the outside of the mirror lid is provided on the outer periphery of the collar disk part. There was a problem that wind noise during rotation and the sound of the generated wind hitting the mirror lid were diffused as noise to the outside. In particular, when the
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain an electric motor that improves the cooling performance of the bearing portion and suppresses the generation of noise from the cooling structure portion. .
この発明に係わる電動機は、筒状のフレームと、フレームの長手方向中央部に設けられた固定子と、中心部にシャフトを有し固定子の内側に配置された回転子と、フレームの両側の開口を塞ぐ2個のブラケットと、シャフトを軸支しブラケットに1個ずつが保持される2個の軸受と、少なくとも1個の軸受の機外側の近傍でシャフトに固定された円盤状の放熱体とを有し、放熱体には、外周近傍の周方向に形成された複数個の貫通穴と、放熱体のブラケットに面する側に貫通穴から外周まで放射状に形成された溝部とからなる圧力発生機構が備えられており、放熱体に対向するブラケットの面には、回転軸を中心とする周方向に複数個の貫通穴で構成された入気口と、入気口の外側に同心円状に複数の貫通穴で構成された排気口とが形成され、ブラケットの機内側には、入気口と排気口を連通すると共に機内空気と遮断する空気室が設けられており、ブラケットの機外側の入気口と排気口との間には、入気口を取り囲み且つ放熱体の外周とは微少間隙を空けて、円環状の遮蔽壁が設けられており、放熱体が回転する際に圧力発生機構により軸受側の面と反対側の面との間で圧力差を発生させて、外気を入気口から空気室に導入し、排気口から排出するように構成したものである。 An electric motor according to the present invention includes a cylindrical frame, a stator provided at the center in the longitudinal direction of the frame, a rotor having a shaft at the center and disposed inside the stator, and both sides of the frame. Two brackets that close the opening, two bearings that support the shaft and that are supported one by one on the bracket, and a disc-shaped radiator that is fixed to the shaft near the outside of the machine of at least one bearing The heat radiator has a plurality of through holes formed in the circumferential direction in the vicinity of the outer periphery and a pressure formed by grooves formed radially from the through holes to the outer periphery on the side facing the bracket of the heat radiator. A generating mechanism is provided, and the surface of the bracket facing the radiator is an air inlet composed of a plurality of through holes in the circumferential direction around the rotation axis, and a concentric shape outside the air inlet. Formed with a plurality of through holes. The inboard side of the bracket, the air chamber to shut off the machine air communicated with the inlets and the exhaust port is provided with, between the inlet air port and the exhaust port of the outboard bracket, inlets And an annular shielding wall is provided with a small gap from the outer periphery of the radiator, and when the radiator rotates, the pressure generation mechanism causes a gap between the bearing side surface and the opposite surface. A pressure difference is generated so that outside air is introduced into the air chamber from the inlet and discharged from the outlet.
この発明の電動機によれば、シャフトを軸支する2つの軸受のうちの少なくとも一方の軸受の機外側近傍に設けられた圧力発生機構を有する放熱体と、放熱体に対向するブラケットに設けた入気口と排気口からなる通気口と、当該ブラケットの機内側に設けた空気室と、ブラケットの機外側の入気口と排気口との間に、入気口を取り囲み且つ放熱体の外周とは微少間隙を空けて設けた円環状の遮蔽壁とによって、放熱体が回転したとき、外気を放熱体の貫通穴を通し入気口から機内側へ導入し空気室を経由して排気口から機外へ排出する流通路を形成したので、放熱体近傍の軸受部が放熱体により冷却されると共に、流通路を流れる空気によってブラケットが冷却され、ブラケットに保持された軸受部が冷却されるため、軸受部の冷却性能が向上し温度上昇を効率よく抑制することができる。
また、放熱体で機外側の空気を機内側に導入するとき、放熱体の回転により風切音が発生するが、音源となる溝部が機体側となっているので、騒音が外部に発散されるのを抑制することができ、低騒音化を図ることができる。
更に、遮蔽壁を設けたことで、放熱体から効率よく外気を入気口側に取り入れることができると共に、放熱体の回転時に騒音源となる溝部が遮蔽壁によって隠されるので、騒音が外部に漏れるのを抑制でき、低騒音化を図ることができる。
According to the electric motor of the present invention, the radiator having the pressure generating mechanism provided in the vicinity of the outer side of at least one of the two bearings supporting the shaft and the input provided on the bracket facing the radiator. A ventilation port including an air inlet and an exhaust port, an air chamber provided inside the machine of the bracket, and an air inlet and an exhaust port outside the machine of the bracket enclose the air inlet and the outer periphery of the radiator. When the radiator is rotated by the annular shielding wall provided with a minute gap , outside air is introduced from the inlet to the inside of the machine through the through hole of the radiator, and from the exhaust through the air chamber. Since the flow passage that discharges to the outside of the machine is formed, the bearing near the radiator is cooled by the radiator, the bracket is cooled by the air flowing through the flow passage, and the bearing held by the bracket is cooled. The cooling performance of the bearing The boss temperature rise can be efficiently suppressed.
In addition, when air outside the machine is introduced into the machine with a radiator, wind noise is generated due to the rotation of the radiator, but noise is diffused to the outside because the groove serving as the sound source is on the machine side. Can be suppressed, and noise can be reduced.
Furthermore, by providing a shielding wall, outside air can be efficiently taken into the inlet side from the radiator, and the groove that becomes a noise source when the radiator is rotated is concealed by the shielding wall, so that the noise is exposed to the outside. Leakage can be suppressed and noise reduction can be achieved.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1である電動機の断面図であり、図2は図1の要部の部分断面図である。図では回転軸から上半分側のみを示し、下半分側は省略している。なお、電動機として、例えば、車両用の主電動機として使用されるような全閉形駆動電動機を例にあげて説明する。
1 is a cross-sectional view of an electric motor according to
図において、筒状のフレーム1の長手方向中央部に固定子2が設けられており、固定子2の内側には、中心部にシャフト3を有し一体に回転する回転子4が配置されている。シャフト3の駆動側3aは駆動側軸受5によって、また、反駆動側3bは反駆動側軸受6によって回転自在に支持されている。駆動側3aは、例えば車両用電動機の場合であれば、減速歯車(図示せず)を介して車軸(図示せず)に連結され、車軸に取り付けられた車輪(図示せず)を駆動して車両を走行させるように構成されている。
なお、以下の説明で、シャフト3の中心の回転軸7に平行な左右の方向を指し示すとき、駆動側3aに向かう(又は面する)側を「駆動側」、反駆動側3bに向かう(又は面する)側を「反駆動側」と称することにする。
In the figure, a
In the following description, when pointing to the left and right directions parallel to the
固定子2は、内周部に多数の溝が形成された固定子鉄心8と、その溝に配設された固定子巻線9とを備えている。
回転子4は、外周に多数の溝が形成された回転子鉄心10と、その溝に配設された回転子導体11と、回転子導体11の端部同士を連結するエンドリング12とを備えている。また、回転子鉄心10には、回転軸7の軸方向に貫通した複数個の通風路10aが円周方向に形成されている。
そして、回転子4の駆動側には内扇13が配置され、シャフト3と一体に回転するように構成されている。また、フレーム1の外周には駆動側と反駆動側を結ぶ循環ダクト1aが設けられている。
The
The
An
フレーム1の一端側の駆動側には、駆動側軸受5を保持しフレーム1の端部を閉塞する駆動側ブラケット14が配設され、他端側の反駆動側には反駆動側軸受6を保持し端部を閉塞する反駆動側ブラケット15が配設されている。両ブラケット14,15とフレーム1とにより、固定子2,回転子4,内扇13が収納される密閉された機内が構成され、機外の空気との流通が遮断されている。各軸受5,6の機外側には、潤滑グリースを充填した軸フタ16が設けられ、両ブラケット14,15と協働して両軸受5,6を支持固定すると共に潤滑グリースを供給するようになっている。
A
駆動側軸受5の機外側の近傍、すなわち軸フタ16の外側に、例えば嵌め合い等によりシャフト3に固定されて一体に回転する円盤状の放熱体17が設けられている。同様に、反駆動側軸受6の機外側の近傍、すなわち軸フタ16の外側に、シャフト3と一体に回転する放熱体18が設けられている。この放熱体17,18と、以下で説明するブラケット部の構造が本発明の主要部なので、図2に示す駆動側軸受5部近傍の拡大断面図を参照しながら、この部分の構造を更に詳しく説明する。なお、駆動側と反駆動側は対称でほぼ同形状となっているので、駆動側のみを説明するが、反駆動側も同等である。
A disk-like
図2において、放熱体17には、貫通穴17bと溝部17cとからなる圧力発生機構が設けられているが、この詳細については後述する。放熱体17と対向する駆動側ブラケット14には、複数個の穴からなる入気口14aと、その外側に同じく複数の穴からなる排気口14bが設けられている。入気口と排気口を総称して通気口と呼ぶ。そして、駆動側ブラケット14の機内側に、入気口14aと排気口14bを連通すると共に機内空気と遮断する空気室19を形成するための空気室壁20が設けられている。すなわち、空気室19は機内側に配置されているが空気室内は機内空気とは遮断され機外空気と通じている。空気室壁20はドーナツ盤状の板材の面を漏斗状に傾斜させて加工し、外周側と内周側をボルトによって駆動側ブラケット14に締結したものを示したが、入気口と排気口を連通し機内空気と遮断された空気室を形成するものであればよく、図の形状に限定するものではない。
In FIG. 2, the
図3は駆動側ブラケット14の中央部を図2の矢印III方向から見た図である。図によって入気口14aと排気口14bを更に詳細に説明する。入気口14aは、シャフト3の回転軸7を中心とする円の円周上にほぼ等間隔に形成され複数の貫通穴で構成されている。排気口14bは、入気口14aの中心を結ぶ円の外周側に、その円と同心円状に、ほぼ等間隔に形成された複数の貫通穴で構成されている。すなわち、入気口14aが配置される円の直径をd、排気口14bが配置される円の直径をDとすると、D>dとなっている。貫通穴の形状は、長穴の場合を示したが丸穴等でもよい。また、個数や周方向の位置関係も図に限定するものではなく、ブラケットの強度を勘案して適宜決定すればよい。
なお、入気口と排気口は、それぞれの円上に厳密に配置されなくても、例えば円に沿って多少千鳥状に配置されていてもよい。要は、内側に入気口列を構成し、その外側に排気後列を構成すればよい。
FIG. 3 is a view of the central portion of the
Note that the air inlets and the air outlets may not be arranged strictly on each circle, but may be arranged in a staggered manner along the circle, for example. In short, it is only necessary to configure the inlet port row on the inner side and the exhaust rear row on the outer side.
次に、図4により放熱体17の詳細について説明する。
図4(a)は図1において駆動側から見た放熱体17を示す正面図、(b)は側面断面図、(c)は背面図(反駆動側)である。放熱体17は、(a)に示すように、円盤状の板材からなり、中心部にはシャフト3に貫通させて嵌め合わされる軸穴17aが設けられ、外周側には円周方向にほぼ等間隔に複数個(図では12個)の貫通穴17bが形成されている。反駆動側の面(駆動側ブラケット14と対向する面)は、(c)に示すように、貫通穴17bの直径より大きい幅のU字状の溝部17cが、貫通穴17bから外周面まで放射状に形成されている。貫通穴17bと溝部17cは、(b)の断面図に示すように連通している。なお、貫通穴17bは必ずしも等間隔でなくてもよい。
Next, details of the
4A is a front view showing the
先に図3で説明した駆動側ブラケット14の入気口14aが配置された円の直径d、及び、排気口14bが配置された円の直径Dと、放熱体17の外径Gとの関係は、D>G>dとなるような大きさとする。すなわち、放熱体17が電動機に組み合わされた状態を駆動側から見ると、排気口14bのみが見える状態とする。
なお、放熱体の形状は一例を示すものであり、ここでは円盤状としたが、外周の大きさとブラケットに設けた入気口,排気口の関係が上記のような関係にあり、且つ、ブラケットに接触しなければ、例えば多角形状等でもよい。
The relationship between the diameter d of the circle in which the
In addition, the shape of the radiator is an example, and here it is a disc shape, but the relationship between the size of the outer periphery and the inlet and outlet provided in the bracket is as described above, and the bracket If it does not touch, polygonal shape etc. may be sufficient, for example.
反駆動側ブラケット15にも、同様に、入気口15a、排気口15bが形成され、機内側には空気室19が設けられている。
また、反駆動側の放熱体18にも、同様に、貫通穴18b,溝部18cが設けられている。
Similarly, the
Similarly, a through-
次に、動作について説明する。
このように構成された全閉形電動機において両ブラケット14,15及びフレーム1で密閉された機内の空気は、図1中に白抜きの矢印で示すような通風経路で循環される。すなわち、内扇13の回転によって吸引された空気が、フレーム1に設けた循環ダクト1aを循環中に冷却され、反対側から内部へ戻り、再び通風路10a及び固定子2と回転子4の隙間へ導入される。この通流過程で熱交換が行われ、機体が冷却される。
Next, the operation will be described.
In the fully-closed electric motor configured as described above, the air in the machine sealed by the
一方、機外側では、図2に示すように、シャフト3の回転により放熱体17が回転すると、回転に伴って溝部17cが風を切り、駆動側と反駆動側で圧力差が生じ、この圧力差によって放熱体17の貫通穴17bを通り駆動側から反駆動側へ流れる空気流が発生する。空気流の一部は、駆動側ブラケット14に当たり直接駆動側ブラケット14を冷却し、残りは図2中に矢印で示すように、駆動側ブラケット14に設けられた入気口14aから機内側へ導入され、空気室19を経由して排気口14bから機外へ排出される流通路に沿って流れる。
このように、溝部17cが、放熱体17が回転する際に軸受け側の面と機外側の面との間で圧力差を発生させる圧力発生機構として動作する。圧力発生機構としては、溝部ではなく、突起などでもよい。放熱体が回転すると圧力差を発生できるような形状を、軸受側又は反軸受側の少なくとも1面に設ければよい。
On the other hand, as shown in FIG. 2, when the
Thus, the
放熱体17は、回転により自身が冷却されるので、機内に蓄積された熱は、シャフト3を伝導して放熱体17から放熱されるが、それに加えて、放熱体17によって機体側に向かう空気流を発生させ、空気流によって機外の空気を機内側に取り込み、滞留させることなく機外へ排出させる矢印のような流通路を形成したことにより、空気流によって駆動側ブラケット14が効率よく冷却されるので、駆動側ブラケット14に保持される駆動側軸受5、及び駆動側ブラケット14の軸側端部と軸フタ16内に充填された潤滑グリースが冷却される。
また、機内側にあって空気室19を形成する空気室壁20は、薄板で構成されているので、回転子4側で発生する熱により温度上昇した機内空気が空気室壁20によって熱交換され、温度を下げる効果も期待できる。
更に、固定子2で発生した熱が、フレーム1,駆動側ブラケット14を介して駆動側軸受5に伝わるが、途中にある空気室19でブラケットが冷却されるので、駆動側軸受5への伝熱が抑制される。
Since the
In addition, since the
Further, the heat generated in the
更に、放熱体17が回転するとき、放熱体17の溝部17cが回転によって風を切るので、このとき風切音が発生する。この音は騒音となって周囲に伝達されるが、本発明の放熱体17では、音源となる溝部17cが機体側に対向し、機外側から見えない構造となっているので、風切音が騒音となって周辺に発散されるのを抑制することができる。
Further, when the
以上までの説明においては、放熱体、及びブラケットに形成する入気口、排気口、空気室からなる冷却構造を、駆動側と反駆動側の両方に設けた場合について説明したが、いずれか一方だけに設けてもよい。例えば、シャフトの一方に外扇が設けられ、その外扇によって機体が冷却されるような外扇形電動機の場合は、外扇側に配置された軸受は、外扇が冷却媒体として機能することにより冷却されるため、外扇を設けない側の軸受側にのみ、本発明の冷却構造を設ければよい。
また、通気口のうち、軸心側を入気口、その外周側を排気口としたが、放熱体の回転によって圧力差を発生させる向きを逆にし、軸心側を排気口、その外周側を入気口として流通路が逆方向となるようにしてもよい。
また、電動機は全閉形電動機とし説明したが、必ずしも全閉形電動機に限定するものではない。全閉形電動機は、一般的に、機内に冷却風を導入する開放形に比べて冷却性能が劣るので、本発明の冷却構造を適用すればより効果を発揮するが、全閉形に限らず電動機全般に適用して、軸受部の温度上昇を抑制する効果を期待できる。
In the above description, the case where the cooling structure including the air inlet, the exhaust port, and the air chamber formed in the radiator and the bracket is provided on both the driving side and the non-driving side has been described. It may be provided only. For example, in the case of an external fan type electric motor in which an outer fan is provided on one of the shafts and the fuselage is cooled by the outer fan, the bearing arranged on the outer fan side has a function that the outer fan functions as a cooling medium. Since it is cooled, the cooling structure of the present invention may be provided only on the bearing side where the outer fan is not provided.
Also, among the vents, the axial center side is the inlet and the outer peripheral side is the exhaust port, but the direction in which the pressure difference is generated by the rotation of the radiator is reversed, the axial side is the exhaust port, and the outer peripheral side The air passage may be in the opposite direction.
Moreover, although the electric motor was demonstrated as a fully-closed type motor, it was not necessarily limited to a fully-closed type motor. The fully-closed motor is generally inferior in cooling performance compared to the open type that introduces cooling air into the machine, so it will be more effective if the cooling structure of the present invention is applied. The effect which suppresses the temperature rise of a bearing part can be anticipated.
以上のように、本実施の形態の発明によれば、駆動側軸受又は反駆動側軸受の少なくとも一方の軸受の機外側近傍に設けた放熱体と、放熱体に対向するブラケットに設けた通気口である入気口及び排気口と、当該ブラケットの機内側に設けた空気室とによって、放熱体が回転したとき、外気を放熱体の貫通穴を通し入気口から機内側へ導入し空気室を経由して排気口から機外へ排出する流通路を形成したので、放熱体近傍の軸受部が放熱体により冷却されると共に、流通路を流れる空気によって放熱体に対向するブラケットが冷却され、そのブラケットで保持された軸受部が冷却されるので、軸受部の冷却性能を向上させ温度上昇を効率よく抑制することができる。従って、軸受及び潤滑グリースを安定した温度に保つことができる。 As described above, according to the invention of the present embodiment, the radiator provided in the vicinity of the outside of the at least one bearing of the driving side bearing or the non-driving side bearing and the vent provided in the bracket opposed to the radiator. When the heat sink is rotated by the air inlet and exhaust ports and the air chamber provided inside the machine, the outside air is introduced into the machine from the air inlet through the through hole of the heat sink. Since the flow passage that discharges to the outside of the machine from the exhaust port via is formed, the bearing portion near the radiator is cooled by the radiator, and the bracket that faces the radiator is cooled by the air flowing through the passage, Since the bearing part hold | maintained with the bracket is cooled, the cooling performance of a bearing part can be improved and a temperature rise can be suppressed efficiently. Therefore, the bearing and the lubricating grease can be kept at a stable temperature.
また、放熱体で機外側の空気を機内側に導入するとき、放熱体の回転により風切音が発生するが、音源となる溝部が機体側となっているので、騒音が外部に発散されるのを抑制することができ、低騒音化を図ることができる。 In addition, when air outside the machine is introduced into the machine with a radiator, wind noise is generated due to the rotation of the radiator, but noise is diffused to the outside because the groove serving as the sound source is on the machine side. Can be suppressed, and noise can be reduced.
実施の形態2.
図5はこの発明の実施の形態2による電動機の要部を示す部分断面図である。実施の形態1の図2に対応する部分を示すものであり、同等部分は同一符号を付して説明は省略する。以下の説明では図2と異なる部分を中心に説明する。また、図5に示す以外の電動機全体構成は、実施の形態1の図1と同等なので説明は省略する。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a main part of an electric motor according to
図5に示すように、実施の形態1と異なるのは、駆動側ブラケット14の機外側の壁面の径方向において、同心円状に形成された入気口14aと排気口14bとの間に、機外側へ突出する円環状の遮蔽壁21を設けた点である。そして、その内径側には軸心側に向かい湾曲するなめらかな曲面21aが形成されている。実施の形態1と同様に、駆動側軸受5の機外側の近傍には、シャフト3と一体に結合された放熱体17が設けられている。放熱体17の形状は実施の形態1の図4と同等である。但し、外径寸法は、放熱体17の回転に支障がない範囲で、遮蔽壁21の内径側と微少間隙が形成される大きさとし、放熱体17は遮蔽壁21の内径側に配置されている。また、遮蔽壁21の駆動側端面と、放熱体17の駆動側端面とは、図のようにほぼ同一面とするのが望ましい。
As shown in FIG. 5, the first embodiment is different from the first embodiment in the radial direction of the wall surface on the outer side of the
次に動作について説明する。
放熱体17は回転により自身が冷却されるので、機内の回転子4で発生した熱がシャフト3を通じ伝達されて放熱体17から放熱される。と同時に、実施の形態1で説明したように、放熱体17の貫通穴17bと溝部17cの作用により、外気が駆動側から貫通穴17bを通過し反駆動側へ引き込まれ、入気口14a−空気室19−排気口14bの流通路を流れる空気流が発生する。空気流により駆動側ブラケット14が冷却され、それに保持された駆動側軸受5及び潤滑グリースが冷却される。これらの冷却メカニズムは実施の形態1と同様であるが、遮蔽壁21を設けたことにより貫通穴17bから吸い込まれた空気が外部にほとんど漏れることなく効率よく入気口14aに導入される。また、排気が駆動側ブラケット14と放熱体17の隙間から内側に入り込むのを遮蔽する。更に、放熱体17が回転するとき溝部17cで空気を攪拌するときに風切音が発生するが、騒音源が内部に完全に隠れているので、風切音による騒音が外部に漏れるのを効果的に抑制することができる。
なお、遮蔽壁は必ずしも円環状でなくても多角形でもよい。回転する放熱体と接触することがないように放熱体との間に所定の間隔を持って配置され、入気口に入る空気と排気口から出る空気を遮断できるものであれば、遮蔽壁はどのようなものでもよい。
Next, the operation will be described.
Since the
In addition, the shielding wall may not necessarily be an annular shape but may be a polygon. If it is arranged with a certain distance between the radiator and the radiator so that it does not come into contact with the rotating radiator, it can block the air that enters the inlet and the air that exits the outlet. It can be anything.
なお、図5では、遮蔽壁21の内径側の形状を、軸心側に向かう曲面21aを有するものとしたが、これは流通路をなめらかにして抵抗を少なくし、冷却効果と騒音抑制効果をより高めるための工夫であり、図の形状の曲面に限定するものではなく、また必ずしも曲面を必要としない。例えば、内径側,外径側とも回転軸7に平行な円筒状に形成すれば、若干効果は低減するが、遮蔽壁の製作が簡単になる。
また、図では遮蔽壁21を駆動側ブラケット14と一体に形成した場合を示したが別体に製作して、組み合わせてもよい。
In FIG. 5, the shape on the inner diameter side of the shielding
Moreover, although the case where the shielding
以上のように、本実施の形態の発明によれば、放熱体に対向するブラケットの径方向で、入気口と排気口との間の機外側の壁面に、円環状の遮蔽壁を設け、放熱体は、遮蔽壁の内径側に配置されて、外径が遮蔽壁の内径と微少間隙が形成される大きさとしたので、実施の形態1の効果に加え、放熱体から効率よく外気を入気口側に取り入れることができ、また、放熱体の回転時に騒音源となる溝部が遮蔽壁によって隠されるので、騒音が外部に漏れるのを抑制でき、低騒音化を図ることができる。
更に、遮蔽壁の内周面を曲面にしたことにより、放熱体によって取り込んだ外気をなめらかに入気口に導くことができるので、流体抵抗が小さくなり、冷却効果と騒音抑制効果をより高めることができる。
As described above, according to the invention of the present embodiment, in the radial direction of the bracket facing the radiator, an annular shielding wall is provided on the outer wall surface between the inlet and the outlet. Since the radiator is arranged on the inner diameter side of the shielding wall and the outer diameter is sized so as to form a small gap with the inner diameter of the shielding wall, in addition to the effects of the first embodiment, the outside air is efficiently introduced from the radiator. It can be taken into the side of the mouth, and since the groove serving as a noise source is concealed by the shielding wall at the time of rotation of the radiator, noise can be prevented from leaking to the outside, and noise can be reduced.
In addition, by making the inner peripheral surface of the shielding wall into a curved surface, the outside air taken in by the radiator can be smoothly guided to the inlet, thereby reducing the fluid resistance and further improving the cooling effect and the noise suppression effect. Can do.
実施の形態3.
図6はこの発明の実施の形態3における電動機の要部を示す部分断面図である。実施の形態2の図5に対応する部分であり、同等部分は同一符号を付して説明は省略し、相違点を中心に説明する。なお、図6に示す以外の電動機全体構成は、実施の形態1の図1と同等なので説明は省略する。
6 is a partial cross-sectional view showing a main part of an electric motor according to
駆動側軸受5の近傍に放熱体17を設け、駆動側ブラケット14に入気口14aと排気口14bと空気室19を設け、機外側壁面に遮蔽壁21を設けるのは実施の形態2の図5と同等であるが、本実施の形態では、更に、遮蔽壁21の機外側端部に還流防止リング22を設けたものである。還流防止リング22は、薄板円板をプレス加工し、駆動側の外径側に向けて広がる傾斜面を形成したものを示しているが、これに限定するものではなく、傾斜面とせずに回転軸7と平行な円筒形状としてもよい。
FIG. 2 is a diagram of a second embodiment in which a
次に、還流防止リング22の作用について説明する。
放熱体17が回転するときの空気の流通路は図中に矢印で示したようになる。機外から吸い込んだ空気が空気室19で熱交換されて温度上昇し、高温となって排出される。還流防止リング22は、高温の排気をできるだけ放熱体17の貫通穴17bから遠ざける役目をし、排気が再び放熱体17の貫通穴17bへ還流するのを防止するものである。
なお、入気口と排気口を図とは逆にし、遮蔽壁の外側に入気口を設ける場合も、同様な還流防止リングを設けることにより、排気口及び放熱体の貫通穴を通って機外に排出された空気が入気口に還流するのを防止できる。還流防止リングは遮蔽壁と一体に形成してもよい。
Next, the operation of the
The air flow path when the
In addition, when the air inlet and the air outlet are opposite to those shown in the figure and the air inlet is provided outside the shielding wall, a similar anti-reflux ring is provided so that the machine passes through the through hole of the air outlet and the radiator. It is possible to prevent the air exhausted outside from returning to the inlet. The reflux prevention ring may be formed integrally with the shielding wall.
以上のように、本実施の形態の発明によれば、遮蔽壁の機外側端部に、排気口からの排気が放熱体の貫通穴へ向かうのを妨げる還流防止リングを設けたので、実施の形態2の効果に加え、排気口から排出された高温の排気が、再び放熱体の貫通穴へ向かうのを防止し、冷却効果をより高めることができる。 As described above, according to the invention of the present embodiment, the reflux prevention ring that prevents the exhaust from the exhaust port from heading toward the through hole of the radiator is provided at the outer end of the shielding wall. In addition to the effect of the second aspect, it is possible to prevent the high-temperature exhaust discharged from the exhaust port from going again to the through hole of the heat radiating body, thereby further enhancing the cooling effect.
1 フレーム 1a 循環ダクト
2 固定子 3 シャフト
3a 駆動側 3b 反駆動側
4 回転子 5 駆動側軸受
6 反駆動側軸受 7 回転軸
8 固定子鉄心 9 固定子巻線
10 回転子鉄心 10a 通風路
11 回転子導体 12 エンドリング
13 内扇 14 駆動側ブラケット
14a,15a 入気口 14b,15b 排気口
15 反駆動側ブラケット 16 軸フタ
17,18 放熱体 17a 軸穴
17b,18b 貫通穴 17c,18c 溝部
19 空気室 20 空気室壁
21 遮蔽壁 21a 曲面
22 還流防止リング。
1
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該フレームの長手方向中央部に設けられた固定子と、
中心部にシャフトを有し上記固定子の内側に配置された回転子と、
上記フレームの両側の開口を塞ぐ2個のブラケットと、
上記シャフトを軸支し上記ブラケットに1個ずつが保持される2個の軸受と、
少なくとも1個の軸受の機外側の近傍で上記シャフトに固定された円盤状の放熱体とを有し、
上記放熱体には、外周近傍の周方向に形成された複数個の貫通穴と、上記放熱体の上記ブラケットに面する側に上記貫通穴から外周まで放射状に形成された溝部とからなる圧力発生機構が備えられており、
上記放熱体に対向する上記ブラケットの面には、回転軸を中心とする周方向に複数個の貫通穴で構成された入気口と、上記入気口の外側に同心円状に複数の貫通穴で構成された排気口とが形成され、上記ブラケットの機内側には、上記入気口と上記排気口を連通すると共に機内空気と遮断する空気室が設けられており、
上記ブラケットの機外側の上記入気口と上記排気口との間には、上記入気口を取り囲み且つ上記放熱体の外周とは微少間隙を空けて、円環状の遮蔽壁が設けられており、
上記放熱体が回転する際に上記圧力発生機構により上記軸受側の面と反対側の面との間で圧力差を発生させて、外気を上記入気口から上記空気室に導入し、上記排気口から排出するように構成したことを特徴とする電動機。 A cylindrical frame,
A stator provided in the longitudinal center of the frame;
A rotor having a shaft in the center and disposed inside the stator;
Two brackets closing the openings on both sides of the frame;
Two bearings that support the shaft and are held by the bracket one by one;
A disk-shaped heat radiator fixed to the shaft in the vicinity of the outside of the machine of at least one bearing,
The heat radiating body includes a plurality of through holes formed in a circumferential direction near the outer periphery, and a pressure generation formed by grooves formed radially from the through holes to the outer periphery on the side facing the bracket of the heat radiating body. Mechanism is provided,
On the surface of the bracket facing the heat radiator, an air inlet composed of a plurality of through holes in the circumferential direction around the rotation axis, and a plurality of through holes concentrically outside the air inlet An air chamber configured to communicate with the air inlet and the exhaust port and shut off from the air inside the device is provided on the inner side of the bracket.
An annular shielding wall is provided between the upper entry air vent on the outside of the bracket and the exhaust vent, surrounding the air inlet and having a small gap from the outer periphery of the radiator. ,
When the radiator is rotated, a pressure difference is generated between the bearing-side surface and the opposite surface by the pressure generating mechanism, and external air is introduced into the air chamber from the inlet, and the exhaust An electric motor characterized by being discharged from the mouth.
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