JP4846073B1 - 全閉外扇形電動機 - Google Patents

Abstract

固定子１３と、回転子４と、駆動側ブラケット６と、フレーム１０の他端に配置された反駆動側ブラケット８と、回転軸１の駆動側１ａおよび反駆動側１ｂを支持する一対の軸受７、９と、反駆動側ブラケット８の外側に配置され回転軸１に装架されて固定子１３に送風する外扇ファン１５と、フレーム１０内に配置され機内の空気を循環させて回転子４および固定子１３に送風する内扇ファン５と、駆動側ブラケット６の内側に配置され回転軸１に装架された円盤状の放熱体１７と、駆動側ブラケット６の外側に装架された防雪カバー２０と、外扇ファン１５から取り入れた冷却風の一部をフレーム１０に接触させることなく駆動側ブラケット６へ誘導する風路１８と、駆動側ブラケット６と防雪カバー２０との間に設置され、風路１８と連通して風路１８を通過した冷却風を放熱体１７に通風させて機外に排出する排出口１９ａを有する風路１９と、を備えた全閉外扇形電動機。
【選択図】図１

Description

本発明は、密閉された機内の固定子を機外に配置された外扇ファンで冷却し、機内に配置された内扇ファンで回転子を冷却するようにした全閉外扇形電動機に関するものである。

従来の全閉外扇形電動機においては、反駆動側に配置された外扇ファンにより、固定子に形成した第１の通風路に冷却風を通風させて固定子を冷却し、密閉された機内で回転子鉄心に形成した第２の通風路、および固定子鉄心に形成した第３の通風路に、内扇ファンにより空気を循環させる。これにより機内の空気は、第３の通風路を通過する過程で第１の通風路を通過する空気と熱交換して冷却される。さらに、駆動側に配置された放熱体により軸受が冷却される（例えば、特許文献１）。

国際公開第２００５／１２４９７１号（図１〜図１３）

しかしながら、寒冷地向け主電動機においては、主電動機とギアを接続する継手を、凍結による破損から保護するため、密閉式の防雪カバーで覆う必要がある。従来の全閉外扇形電動機の駆動側軸受、継手、およびギアの周辺を、密閉式のカバーで覆ってしまうと、駆動側軸受に配置されている放熱体に冷気が供給されなくなるため、駆動側軸受の温度が高くなり軸受グリースが劣化を起こすという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、密閉式の防雪カバーで継手を覆った場合においても、駆動側に配置された軸受の冷却効果を向上させることができる全閉外扇形電動機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、フレーム内に配置された固定子と、回転軸に取り付けられ前記固定子に対向配置された回転子と、前記フレームの一端に配置され前記回転軸を支持する駆動側ブラケットと、前記フレームの他端に配置され前記回転軸を支持する反駆動側ブラケットと、前記回転軸の駆動側および反駆動側を支持する一対の軸受と、前記反駆動側ブラケットの外側に配置され前記回転軸に装架されて外部からの冷却風を前記固定子に送風する外扇ファンと、前記フレーム内に配置され機内の空気を循環させて前記回転子および前記固定子に送風する内扇ファンと、前記駆動側ブラケットの内側に配置され前記回転軸に装架された円盤状の放熱体と、筒状を成し、前記駆動側ブラケットの機外側に延在する回転軸と減速歯車とをつなぐ継手を内包し、この継手と平行に設けられたカバーと、前記駆動側ブラケットと前記カバーの端部との間に設置され、外部の冷却風を取り込むと共に、前記放熱体の回転により円周方向延長線上に誘導された前記冷却風を機外に排出する排出口を有する風路と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、反駆動側の外扇ファン吹出口から冷気を取り出し駆動側の軸受周辺の空間へ直接冷却風を送り込む風路と、駆動側ブラケットの表面を通り上記放熱体へ冷却風を導く風路と、上記放熱体を介して密閉式の防雪カバーと駆動側ブラケットの隙間から冷却風を排出する排出口を設けたことにより、電動機の駆動側に密閉式の防雪カバーを取り付けても駆動側に配置された軸受の冷却効果を向上させることができる、という効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１における全閉外扇形電動機の断面図である。 図２は、本発明の実施の形態２における全閉外扇形電動機の断面図である。 図３は、図２に示される放熱体の構造を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態３における全閉外扇形電動機の断面図である。 図５は、図４に示される放熱体の構造を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態４における全閉外扇形電動機の断面図である。 図７は、本発明の実施の形態５における全閉外扇形電動機の断面図である。

以下に、本発明にかかる全閉外扇形電動機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における全閉外扇形電動機の断面図である。図１において、回転軸１の駆動側１ａは、例えば鉄道車両用の場合、継手２１（一部のみ図示）および減速歯車（図示せず）を介して鉄道車の車軸（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。

回転軸１に一体化された回転子鉄心２には、回転軸１の軸方向に貫通した複数個の通風路２ａが円周方向に形成されている。また、回転子鉄心２の外周には回転子導体３が配置されている。

回転子４は、回転子鉄心２と回転子導体３とで構成されている。内扇ファン５は、回転軸１の反駆動側１ｂに各通風路２ａ内の空気を吸引するように配置され、回転軸１に一体化されている。なお、内扇ファン５は、図１において反駆動側１ｂに設置されているが、これに限定されるものではなく駆動側１ａに設置してもよい。

回転軸１の駆動側１ａは、駆動側ブラケット６に配置された軸受７で回転自在に支持されている。また、回転軸１の反駆動側１ｂは、反駆動側ブラケット８に配置された軸受９で回転自在に支持されている。本実施の形態にかかる全閉外扇形電動機は、駆動側ブラケット６と反駆動側ブラケット８とをフレーム１０で連結して、回転子４が収納された機内と機外との空気の流れを遮断するように密閉されている。

フレーム１０の機内側には、固定子鉄心１１が回転子鉄心２と対向するように配置され、この固定子鉄心１１には、固定子巻線１２が配置されている。さらに、固定子鉄心１１には、回転軸１の軸方向に複数の通風路１１ａ、１１ｂが配置されている。この通風路１１ａおよび通風路１１ｂは、固定子鉄心１１の周方向に交互に配置されている。通風路１１ａは、導管１４ａ、１４ｂを介してフレーム１０に設けられた外気穴１０ａ、１０ｂと連通されている。なお、固定子１３は、固定子鉄心１１と固定子巻線１２とで構成されている。

回転軸１の反駆動側１ｂの機外に配置された外扇ファン１５は、回転軸１と一体化され、外部からの冷却風を取り込む。ファンカバー１６は、外扇ファン１５の回転により発生した風の流れを、導管１４ａ、１４ｂを介して通風路１１ａに誘導するように形成されている。

そして、回転軸１の駆動側１ａを支持する軸受７の機外側には、軸受７の近傍に回転軸１と一体化された放熱体１７が設けられている。

なお、図１に示される放熱体１７は、一例として、複数の溝が形成されているが、このような溝を有さない円盤状のものでもよい。この場合、放熱効果が若干低下するものの、放熱体１７の製造コストを低減することができる。

また、図１に示される放熱体１７は、放熱体１７の駆動側１ａの面に複数の溝が形成されているが、これに限定されるものではなく、駆動側１ａの面および反駆動側１ｂの面の少なくとも一方の面にてこの溝が形成されていればよいものとする。

また、図１に示される溝の形状は、一例であり、放熱面積を増やすことができれば、回転軸１と同心円状の溝以外の形状でもよい。

次に、本実施の形態にかかる全閉外扇形電動機の特徴部分である風路１８（第１の風路）および風路１９（第２の風路）に関して説明する。

フレーム１０の外側には、駆動側ブラケット６の機外の空間（風路１９）とファンカバー１６とを繋ぐ風路１８が設けられている。この風路１８は、フレーム１０との接触が極力避けられた位置に設けられている。

駆動側ブラケット６の機外側には、風路１９が設けられていると共に、風路１９の外側（駆動側１ａ）には、防雪カバー２０（一部のみ図示）が設けられている。

風路１９は、駆動側ブラケット６から防雪カバー２０に向けて立設する短寸円筒状を成し、この風路１９の側面の一部には排出口１９ａが設けられている。なお、図１に示される風路１９には排出口１９ａが一カ所のみ示されているが、複数の排出口１９ａを形成してもよい。このようにすれば、より効果的に放熱体１７を冷却することが可能である。

次に、本実施の形態にかかる全閉外扇形電動機の機内および機外における冷却風の流れを説明する。

図１に示される全閉外扇形電動機において、駆動側ブラケット６、反駆動側ブラケット８、およびフレーム１０で密閉された機内の空気は、内扇ファン５により、矢印Ａで示される経路（通風路１１ｂ、通風路２ａの順）にて循環する。

外扇ファン１５によってファンカバー１６内に取り込まれた冷却風の一部は、矢印Ｂで示される経路（外気穴１０ａ、通風路１１ａ、外気穴１０ｂの順）で通流する。通風路１１ａと通風路１１ｂは、上述したように、固定子鉄心１１の周方向に交互に配置されているため、機内の通風路１１ｂに通流する高温の空気と経路Ｂに通流する冷却風との間で熱交換が行われる。従って、固定子１３の熱が効果的に機外に放熱される。

また、外扇ファン１５によってファンカバー１６内に取り込まれた冷却風の一部は、固定子１３および回転子４の発熱により温められる前に、風路１８へ分岐して、低温状態を保ったまま風路１９へ導かれ、放熱体１７を通過して排出口１９ａから排出される。すなわち、外扇ファン１５の回転によって発生した冷却風の一部は、風路１８、風路１９、放熱体１７、および排出口１９ａ、という経路で通流する。

回転軸１の反駆動側１ｂでは、回転子４で発生した熱が回転軸１に伝達すると共に、外扇ファン１５を介して放散される。また、回転軸１の駆動側１ａでは、回転子４で発生した熱が回転軸１に伝達すると共に、放熱体１７を介して放散される。放熱体１７から放散された熱は、風路１８からの冷却風と共に排出口１９ａから排出される。

以上に説明したように、本実施の形態にかかる全閉外扇形電動機は、フレーム１０内に配置された固定子１３と、回転軸１に取り付けられ固定子１３に対向配置された回転子４と、フレーム１０の一端に配置され回転軸１を支持する駆動側ブラケット６と、フレーム１０の他端に配置され回転軸１を支持する反駆動側ブラケット８と、回転軸１の駆動側１ａおよび反駆動側１ｂを支持する一対の軸受７、９と、反駆動側ブラケット８の外側に配置され回転軸１に装架されて外部からの冷却風を固定子１３に送風する外扇ファン１５と、フレーム１０内に配置され機内の空気を循環させて回転子４および固定子１３に送風する内扇ファン５と、駆動側ブラケット６の内側に配置され回転軸１に装架された円盤状の放熱体１７と、駆動側ブラケット６の外側に装架された防雪カバー２０と、外扇ファン１５から取り入れた冷却風の一部をフレーム１０に接触させることなく駆動側ブラケット６へ誘導する風路１８（第１の風路）と、駆動側ブラケット６と防雪カバー２０との間に設置され、風路１８と連通して風路１８を通過した冷却風を放熱体１７に通風させて機外に排出する排出口１９ａを有する風路１９（第２の風路）と、を備えるようにしたので、回転軸１の駆動側１ａに密閉式の防雪カバー２０を設けた場合であっても、放熱体１７を介して、駆動側１ａを支持する軸受７の冷却効果を向上させることが可能である。

また、本実施の形態にかかる放熱体１７には、その駆動側１ａの面および反駆動側１ｂの面の少なくとも一方の面にて回転軸１と同心円状の溝が形成されているので、回転子４で発生した熱を効果的に機外に放熱することが可能である。その結果、軸受７の冷却効果をより一層向上させることが可能である。

実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２における全閉外扇形電動機の断面図であり、図３は、図２に示される放熱体２２の構造を示す図である。図３（ａ）は図２の要部を示す正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩＶ−ＩＶ線の断面図および図３（ｃ）は背面図である。以下、実施の形態１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

図２において、回転軸１の駆動側１ａを支持する軸受７の機外側には、軸受７の近傍に回転軸１と一体化された放熱体２２が設けられている。

風路１９、１９ｂ(第２の風路)は、駆動側ブラケット６と防雪カバー２０との間に設置され、風路１８(第１の風路)と連通して風路１８を通過した冷却風を放熱体２２に通流させて機外に排出する排出口１９ａを有している。この風路１９および風路１９ｂは、図２に示すように、防雪カバー２０とブラケット６との間に形成され、風路１８からの冷却風を、放熱体２２（後述する放熱体２３を含む）付近に誘導した後に風路１８と防雪カバー２０との間から排出する２重構造を成すものである。

なお、図２に示される風路１９、１９ｂには、２つの排出口１９ａが示されているが、これに限定されるものではない。例えば、３つ以上の排出口１９ａを設けるようにしてもよく、このようにすれば、より効果的に放熱体２２を冷却することが可能である。

駆動側ブラケット６には、軸受７の外周を囲繞する位置に形成され風路１９と連通する風穴２４（第１の風穴）と、風穴２４と軸受７との間に形成された風穴２５（第２の風穴）と、が形成されている。

さらに、駆動側ブラケット６には、駆動側ブラケット６の内側にて機内を密閉可能に配置され駆動側の軸受７の外周面を囲繞し風穴２４と風穴２５とを連通させるカバー（遮蔽板）２６が設置されている。このカバー２６は、固定子巻線１２および回転子鉄芯２を接触することなく軸受７の周囲の空間を利用して形成され、矢印Ａで示される経路で循環する空気が軸受７に直接当たらないように配設されている。そのため、カバー２６は、風穴２４、２５から機内に冷却風が浸入することを防止すると共に、風路１８からの冷却風によって軸受７を冷却することが可能である。

放熱体２２は、図３に示すように、回転軸１の駆動側１ａを支持する軸受７側に配置された円盤部２２ａと、反駆動側１ｂの面に形成されそれぞれ回転軸１から放熱体２２の外周側に延在し、放熱体２２の外周側に開放したＵ字状を成す複数の切欠部２２ｃと、駆動側１ａの面と反駆動側１ｂの面とに跨がって貫通する貫通穴２２ｄとが形成されている。

図３に示すように、切欠部２２ｃの根元付近（すなわち放熱体２２の中心側）に貫通穴２２ｄを形成することによって、放熱体２２の外周側に貫通穴２２ｄを形成した場合に比して、貫通穴２２ｄを通過した冷却風と切欠部２２ｃとの接触面積が増えるため、放熱体２２の冷却効果を向上させることが可能である。

なお、図３に示される貫通穴２２ｄは、切欠部２２ｃの根元付近、すなわち切欠部２２ｃの底部に形成されているが、これに限定されるものではなく、切欠部２２ｃの根元よりも放熱体２２の外周寄りに形成してもよい。この場合、貫通穴２２ｄを通過した冷却風が切欠部２２ｃに接触する割合が小さくなるものの、貫通穴２２ｄが無い場合に比して放熱体２２の冷却効果を向上させることは可能である。また、図３に示される貫通穴２２ｄは、全ての切欠部２２ｃに形成されているが、例えば、２つあるいは３つの切欠部２２ｃに対して貫通穴２２ｄを１つ形成するようにしてもよい。この場合、全ての切欠部２２ｃに貫通穴２２ｄを形成した場合に比して、放熱体２２の冷却効果が若干低下するものの、放熱体２２の加工コストを低減可能である。

このように構成された全閉外扇形電動機は、放熱体２２が回転することにより、放熱体２２周囲の冷却風が遠心力により排出口１９ａから排出されるように構成されている。より具体的には、放熱体２２は、後述する風穴２４、２５を通過した冷却風を、貫通穴２２ｄを介して防雪カバー２０の内部へ供給させる。防雪カバー２０の内部に供給された冷却風は、防雪カバー２０を通じて冷却され、その後、放熱体２２の回転によって生じた遠心力によって、切欠部２２ｃを介して排出口１９ａから排出される。その結果、放熱体２２は、風穴２５から供給された冷却風と、防雪カバー２０からの空気とによって冷却される。

なお、風路１８、風路１９を通流する冷却風は、外扇ファン１５の回転によって生じる正圧と放熱体２２の回転によって生じる負圧とによって、放熱体２２に供給される。従って、例えば、外扇ファン１５と放熱体２２の何れか一方のみの回転による場合に比べて、その流量が増加して、放熱体２２を効率的に冷却することが可能である。

次に、風路１８、風路１９、および風路１９ｂを通過する冷却風の流れを説明する。

外扇ファン１５によってファンカバー１６内に取り込まれた冷却風の一部は、固定子１３および回転子４の発熱により温められる前に風路１８へ分岐して、低温状態を保ったまま風路１９へ導かれる。風路１９に導入された冷却風は、駆動側ブラケット６に設けられた風穴２４、２５を通過して放熱体２２へ供給される。すなわち、外扇ファン１５の回転によって発生した冷却風の一部は、矢印Ｃで示される経路（風路１８、風路１９、風穴２４、カバー２６、風穴２５の順）で放熱体２２へ供給される。

放熱体２２へ供給された冷却風は、上述したように、放熱体２２に形成された貫通穴２２ｄを通過し、防雪カバー２０の内部へ一度浸入し、防雪カバー２０内の空気および継手２１を冷却する。さらに、防雪カバー２０内の空気は、放熱体２２の遠心力により風路１９ｂに誘導され、排出口１９ａから排出される。すなわち、放熱体２２へ供給された冷却風は、矢印Ｄで示される経路（放熱体２２、防雪カバー２０、風路１９ｂ、排出口１９ａの順）で機外に排出される。従って、回転軸１を介して回転子４から放熱体２２に伝達した熱は、放熱体２２を介して放散され、放熱体２２から放散された熱は、排出口１９ａから排出される。

以上のように、本実施の形態にかかる全閉外扇形電動機は、固定子１３と、回転子４と、駆動側ブラケット６と、反駆動側ブラケット８と、軸受７、９と、外扇ファン１５と、内扇ファン５と、駆動側ブラケット６の内側に配置され回転軸１に装架された円盤状の放熱体２２と、防雪カバー２０と、風路１８（第１の風路）と、駆動側ブラケット６と防雪カバー２０との間に設置され風路１８と連通して風路１８を通過した冷却風を放熱体２２に通風させて機外に排出する排出口１９ａを有する風路１９、１９ｂ（第２の風路）と、を備え、駆動側ブラケット６には、軸受７の外周を囲繞する位置に形成され風路１９と連通する風穴２４（第１の風穴）と、風穴２４と軸受７との間に形成された風穴２５（第２の風穴）とが形成されると共に、駆動側ブラケット６の内側にて機内を密閉可能に配置され駆動側軸受７の外周面を囲繞し風穴２４と風穴２５とを連通させるカバー（遮蔽板）２６が設置されているので、放熱体２２によって軸受７を間接的に冷却することができるだけでなく、カバー２６によって軸受７を直接的に冷却することが可能である。その結果、実施の形態１にかかる全閉外扇形電動機よりも、軸受７の冷却効果を向上させることが可能である。

また、本実施の形態にかかる放熱体２２は、その駆動側１ａの面に形成され、それぞれ回転軸１から放熱体２２の外周側に延在し放熱体２２の外周側に開放したＵ字状を成す複数の切欠部２２ｃを有し、この切欠部２２ｃには駆動側１ａの面と反駆動側１ｂの面とに跨がって貫通する貫通穴２２ｄが形成されているので、放熱体２２が回転することによって、防雪カバー２０内の空気を、風路１９ｂを介して機外に排出することが可能である。そのため、例えば、回転軸１から継手２１に伝達した熱が防雪カバー２０内に蓄積しているような場合でも、防雪カバー２０内の空気を、放熱体２２によって効率的に機外へ排出することが可能である。その結果、本実施の形態にかかる全閉外扇形電動機は、実施の形態１にかかる放熱体１７を用いた場合に比べて、軸受７の冷却効果をさらに向上させることが可能である。

また、本実施の形態にかかる貫通穴２２ｄは、切欠部２２ｃの底部に形成されている。そのため、放熱体２２の外周側に貫通穴２２ｄを形成した場合に比べて放熱体２２が効率的に冷却され、軸受７の冷却効果を向上させることが可能である。

排出口１９ａは、放熱体２２が延在する方向の延長線上に形成されているので、放熱体２２の遠心力によって、防雪カバー２０から吸引された空気を効果的に機外へ排出することが可能である。

実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３における全閉外扇形電動機の断面図であり、図５は、図４に示される放熱体２３の構造を示す図である。図５（ａ）は図４の要部を示す正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶ−Ｖ線の断面図および図５（ｃ）は背面図である。以下、実施の形態２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

図４において、回転軸１の駆動側１ａを支持する軸受７の機外側には、軸受７の近傍に回転軸１と一体化された放熱体２３が設けられている。

放熱体２３は、図５に示すように、回転軸１の駆動側１ａを支持する軸受７側に配置された円盤部２３ａと、反駆動側１ｂの面に形成されそれぞれ回転軸１から放熱体２３の外周側に延在し、放熱体２３の外周側に開放したＵ字状を成す複数の切欠部２３ｃが形成されている。なお、切欠部２３ｃの底部には図３に示すような貫通穴２２ｄが形成されないため、切欠部２３ｃの形状は、Ｕ字状以外の形状、例えばＶ字状であってもよい。

このように構成された全閉外扇形電動機においては、放熱体２３が回転することにより、放熱体２３周囲の冷却風が遠心力により排出口１９ａから排出される。より具体的には、放熱体２３は、風穴２４、２５を通過した冷却風を、切欠部２３ｃを介して排出口１９ａから排出させる。このとき、放熱体２３は、風穴２５から供給された冷却風によって冷却される。なお、実施の形態２と同様に、風路１８、風路１９を通流する冷却風は、外扇ファン１５の回転によって生じる正圧と放熱体２３の回転によって生じる負圧とによって、放熱体２３に供給されるため、例えば、外扇ファン１５と放熱体２３の何れか一方のみの回転による場合に比べて、放熱体２３を効率的に冷却することが可能である。

次に、風路１８、風路１９、および風路１９ｂを通過する冷却風の流れを説明する。

外扇ファン１５によってファンカバー１６内に取り込まれた冷却風の一部は、固定子１３および回転子４の発熱により温められる前に風路１８へ分岐して、低温状態を保ったまま風路１９へ導かれる。風路１９に導入された冷却風は、駆動側ブラケット６に設けられた風穴２４、２５を通過して放熱体２３へ供給される。すなわち、外扇ファン１５の回転によって発生した冷却風の一部は、矢印Ｃで示される経路（風路１８、風路１９、風穴２４、カバー２６、風穴２５の順）で放熱体２３へ供給される。

放熱体２３へ供給された冷却風は、放熱体２３の遠心力により風路１９ｂに誘導され、排出口１９ａから排出される。従って、回転軸１を介して回転子４から放熱体２３に伝達した熱は、放熱体２３を介して放散され、放熱体２３から放散された熱は、排出口１９ａから排出される。

以上のように、本実施の形態にかかる全閉外扇形電動機は、固定子１３と、回転子４と、駆動側ブラケット６と、反駆動側ブラケット８と、軸受７、９と、外扇ファン１５と、内扇ファン５と、駆動側ブラケット６の内側に配置され回転軸１に装架された円盤状の放熱体２３と、防雪カバー２０と、風路１８（第１の風路）と、風路１９、１９ｂ（第２の風路）と、を備え、駆動側ブラケット６には、風穴２４（第１の風穴）と、風穴２５（第２の風穴）とが形成されると共に、カバー（遮蔽板）２６が設置されているので、放熱体２３によって軸受７を冷却することができる。その結果、実施の形態１にかかる全閉外扇形電動機に比して軸受７の冷却効果を向上させることができると共に、実施の形態２にかかる放熱体２２に比べて放熱体２３の製造コストを低減することが可能である。

また、本実施の形態にかかる放熱体２３は、その反駆動側１ｂの面に形成され、それぞれ回転軸１から放熱体２３の外周側に延在し放熱体２３の外周側に開放したＵ字状を成す複数の切欠部２３ｃを有するので、放熱体２３が回転することによって、カバー２６を通過した冷却風を、風路１９ｂを介して機外に排出することが可能である。そのため、カバー２６を経由する冷却風を素早く機外へ排出することが可能である。その結果、本実施の形態にかかる全閉外扇形電動機は、防雪カバー２０の内部および継手２１周辺への外部空気（外扇ファン１５によって供給された冷却風）の浸入を防止しつつ、実施の形態１にかかる放熱体１７を用いた場合に比べて、軸受７の冷却効果をさらに向上させることが可能である。

また、排出口１９ａは、放熱体２３が延在する方向の延長線上に形成されているので、放熱体２３の遠心力によって、風穴２５から放熱体２３に供給された冷却風を、効果的に機外へ排出することが可能である。

実施の形態４．
図６は、本発明の実施の形態４における全閉外扇形電動機の断面図であり、実施の形態２における全閉外扇形電動機と異なる点は、風路１８が省略され、風路１９に開口部３０が形成されている点である。以下、実施の形態２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

風路１９、１９ｂは、駆動側ブラケット６と防雪カバー２０との間に設置され、外気を取り込む開口部３０を有する共に、開口部３０から取り込まれた冷却風を放熱体２２に流通させて機外に排出する排出口１９ａを有している。なお、図６に示される風路１９、１９ｂには、開口部３０および排出口１９ａがそれぞれ１つ示されているが、開口部３０および排出口１９ａの数は１つに限定されるものではない。

駆動側ブラケット６には、風穴２４（第１の風穴）と、風穴２５（第２の風穴）と、カバー（遮蔽板）２６が設置されている。

このように構成された全閉外扇形電動機は、放熱体２２が回転することにより、放熱体２２周囲の冷却風が遠心力により排出口１９ａから排出されるように構成されている。より具体的には、放熱体２２は、後述する風穴２４、２５を通過した冷却風を、貫通穴２２ｄ（図３参照）を介して防雪カバー２０の内部へ供給される。防雪カバー２０の内部に供給された冷却風は、防雪カバー２０を通じて冷却され、その後、放熱体２２の回転によって生じた遠心力によって、切欠部２２ｃ（図３参照）を介して排出口１９ａから排出させる。その結果、放熱体２２は、風穴２５から供給された冷却風と、防雪カバー２０からの空気とによって冷却される。

次に、開口部３０から取り込まれた冷却風の流れを説明する。

開口部３０から風路１９に導入された冷却風は、駆動側ブラケット６に設けられた風穴２４、２５を通過して放熱体２２へ供給される。すなわち、冷却風の一部は、矢印Ｃで示される経路（開口部３０、風路１９、風穴２４、カバー２６、風穴２５の順）で放熱体２２へ供給される。

放熱体２２へ供給された冷却風は、上述したように、放熱体２２に形成された貫通穴２２ｄを通過し、防雪カバー２０の内部へ一度浸入し、防雪カバー２０内の空気および継手２１を冷却する。さらに、防雪カバー２０内の空気は、放熱体２２の遠心力により風路１９ｂに誘導され、排出口１９ａから排出される。すなわち、放熱体２２へ供給された冷却風は、矢印Ｄで示される経路（放熱体２２、防雪カバー２０、風路１９ｂ、排出口１９ａの順）で機外に排出される。従って、回転軸１を介して回転子４から放熱体２２に伝達した熱は、放熱体２２を介して放散され、放熱体２２から放散された熱は、排出口１９ａから排出される。

以上のように、本実施の形態にかかる全閉外扇形電動機は、固定子１３と、回転子４と、駆動側ブラケット６と、反駆動側ブラケット８と、軸受７、９と、外扇ファン１５と、内扇ファン５と、円盤状の放熱体２２と、防雪カバー２０と、駆動側ブラケット６と防雪カバー２０との間に設置され外気を取り込む開口部３０が形成されると共に開口部３０から取り込まれた冷却風を放熱体２２に流通させて機外に排出する排出口１９ａを有する風路１９、１９ｂと、を備え、駆動側ブラケット６には、風穴２４（第１の風穴）と、風穴２５（第２の風穴）と、カバー（遮蔽板）２６が設置されているので、放熱体２２が発生する吸引効果により、外気を吸引して放熱体２２に供給することができる。本実施の形態にかかる全閉外扇形電動機では、放熱体２２に供給される冷却風に外扇ファン１５の回転による正圧が作用しないため、実施の形態２にかかる全閉外扇形電動機に比して、放熱体２２に供給される冷却風量が低下するものの、放熱体２２によって軸受７を間接的に冷却することができる。さらに、カバー２６によって軸受７を直接的に冷却することが可能である。その結果、実施の形態１にかかる全閉外扇形電動機よりも、軸受７の冷却効果を向上させることができると共に、実施の形態２にかかる全閉外扇形電動機に比べて製造コストを低減可能である。

実施の形態５．
図７は、本発明の実施の形態５における全閉外扇形電動機の断面図であり、実施の形態３における全閉外扇形電動機と異なる点は、風路１８が省略され、風路１９に開口部３０が形成されている点である。以下、実施の形態３と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

風路１９、１９ｂは、駆動側ブラケット６と防雪カバー２０との間に設置され、外気を取り込む開口部３０を有すると共に、開口部３０から取り込まれた冷却風を放熱体２３に通流させて機外に排出する排出口１９ａを有している。なお、図７に示される風路１９、１９ｂには、開口部３０および排出口１９ａがそれぞれ１つ示されているが、開口部３０および排出口１９ａの数は１つに限定されるものではない。

駆動側ブラケット６には、風穴２４（第１の風穴）と、風穴２５（第２の風穴）と、カバー（遮蔽板）２６が設置されている。

このように構成された全閉外扇形電動機においては、放熱体２３が回転することにより、放熱体２３周囲の空気が遠心力により排出口１９ａから排出される。より具体的には、放熱体２３は、風穴２４、２５を通過した冷却風を、切欠部２３ｃ（図５参照）を介して排出口１９ａから排出させる。このとき、放熱体２３は、開口部３０から取り込んだ冷却風によって冷却される。

次に、開口部３０から取り込まれた冷却風の流れを説明する。

開口部３０から風路１９に導入された冷却風は、駆動側ブラケット６に設けられた風穴２４、２５を通過して放熱体２３へ供給される。すなわち、冷却風の一部は、矢印Ｃで示される経路（開口部３０、風路１９、風穴２４、カバー２６、風穴２５の順）で放熱体２３へ供給される。

放熱体２３へ供給された冷却風は、放熱体２３の遠心力により風路１９ｂに誘導され、排出口１９ａから排出される。従って、回転軸１を介して回転子４から放熱体２３に伝達した熱は、放熱体２３を介して放散され、放熱体２３から放散された熱は、排出口１９ａから排出される。

以上のように、本実施の形態にかかる全閉外扇形電動機は、固定子１３と、回転子４と、駆動側ブラケット６と、反駆動側ブラケット８と、軸受７、９と、外扇ファン１５と、内扇ファン５と、円盤状の放熱体２３と、防雪カバー２０と、駆動側ブラケット６と防雪カバー２０との間に設置され外気を取り込む開口部３０が形成されると共に開口部３０から取り込まれた冷却風を放熱体２２に流通させて機外に排出する排出口１９ａを有する風路１９、１９ｂと、を備え、駆動側ブラケット６には、風穴２４（第１の風穴）と、風穴２５（第２の風穴）と、カバー（遮蔽板）２６が設置されているので、放熱体２３が発生する吸引効果により、外気を吸引して放熱体２３に供給することができる。本実施の形態にかかる全閉外扇形電動機では、放熱体２３に供給される冷却風に外扇ファン１５の回転による正圧が作用しないため、実施の形態３にかかる全閉外扇形電動機に比して、放熱体２３に供給される冷却風量が低下するものの、放熱体２３によって軸受７を間接的に冷却することができる。さらに、カバー２６によって軸受７を直接的に冷却することが可能である。その結果、実施の形態１にかかる全閉外扇形電動機よりも、軸受７の冷却効果を向上させることができると共に、実施の形態３にかかる全閉外扇形電動機に比べて製造コストを低減可能である。

なお、実施の形態２〜５では、カバー（遮蔽板）２６がブラケット６の内側に配設される構成として説明したが、例えば、ブラケット６自体を軸受７の外周面を囲繞すると共に風路１９と連通する凹状に形状としてもよい。このようにしても軸受７を直接的に冷却することができるだけでなく、カバー２６の取り付けや風穴２４、２５の加工に伴うコストを低減可能である。

なお、実施の形態１〜５に示した防雪カバー２０は、密閉式のものとして説明したが、これに限定されるものではなく、雪の浸入を防ぐことができれば一部に開口部を有するものであってもよい。

なお、実施の形態１〜５に示した全閉外扇形電動機は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは無論である。

以上のように、本発明は、全閉外扇形電動機に適用可能であり、特に、密閉式の防雪カバーで継手を覆った場合においても、駆動側に配置された軸受の冷却効果を向上させることができる発明として有用である。

１ 回転軸
１ａ 駆動側
１ｂ 反駆動側
２ 回転子鉄心
２ａ、１１ａ、１１ｂ 通風路
３ 回転子導体
４ 回転子
５ 内扇ファン
６ 駆動側ブラケット
７、９ 軸受
８ 反駆動側ブラケット
１０ フレーム
１０ａ、１０ｂ 外気穴
１１ 固定子鉄心
１２ 固定子巻線
１３ 固定子
１４ａ、１４ｂ 導管
１５ 外扇ファン
１６ ファンカバー
１７、２２、２３ 放熱体
１８ 風路（第１の風路）
１９、１９ｂ 風路（第２の風路）
１９ａ 排出口
２０ 防雪カバー（カバー）
２１ 継手
２２ａ、２３ａ 円盤部
２２ｄ 貫通穴
２２ｃ、２３ｃ 切欠部
２４ 風穴（第１の風穴）
２５ 風穴（第２の風穴）
２６ カバー（遮蔽板）
３０ 開口部

Claims (9)

1. フレーム内に配置された固定子と、
   回転軸に取り付けられ前記固定子に対向配置された回転子と、
   前記フレームの一端に配置され前記回転軸を支持する駆動側ブラケットと、
   前記フレームの他端に配置され前記回転軸を支持する反駆動側ブラケットと、
   前記回転軸の駆動側および反駆動側を支持する一対の軸受と、
   前記反駆動側ブラケットの外側に配置され前記回転軸に装架されて外部からの冷却風を前記固定子に送風する外扇ファンと、
   前記フレーム内に配置され機内の空気を循環させて前記回転子および前記固定子に送風する内扇ファンと、
   前記駆動側ブラケットの内側に配置され前記回転軸に装架された円盤状の放熱体と、
   筒状を成し、前記駆動側ブラケットの機外側に延在する回転軸と減速歯車とをつなぐ継手を内包し、この継手と平行に設けられたカバーと、
   前記駆動側ブラケットと前記カバーの端部との間に設置され、外部の冷却風を取り込むと共に、前記放熱体の回転により円周方向延長線上に誘導された前記冷却風を前記放熱体に通風させて機外に排出する排出口を有する風路と、
   を備えたことを特徴とする全閉外扇形電動機。
2. 前記外扇ファンから取り入れた前記冷却風の一部を前記フレームに接触させることなく前記駆動側ブラケットへ誘導する風路を備え、
   前記排出口を有する風路は、前記駆動側ブラケットへ誘導する風路と連通してこの風路を通過した前記冷却風を前記放熱体に通風させることを特徴とする請求項１に記載の全閉外扇形電動機。
3. 前記駆動側ブラケットには、前記軸受の外周を囲繞する位置に形成され前記排出口を有する風路と連通する第１の風穴と、前記第１の風穴と前記軸受との間に形成された第２の風穴と、が形成されると共に、前記駆動側ブラケットの内側にて機内を密閉可能に配置され駆動側軸受の外周面を囲繞し前記第１の風穴と前記第２の風穴とを連通させる遮蔽板が設置されていること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の全閉外扇形電動機。
4. 前記カバーの端部は、前記排出口を有する風路に当接される状態で設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の全閉外扇形電動機。
5. 前記放熱体には、その駆動側の面および反駆動側の面の少なくとも一方の面にて前記回転軸と同心円状の溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の全閉外扇形電動機。
6. 前記放熱体は、その反駆動側の面に形成され、それぞれ前記回転軸から前記放熱体の外周面側に延在し、前記放熱体の外周面に開放したＵ字状を成す複数の切欠部を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の全閉外扇形電動機。
7. 前記放熱体は、その駆動側の面に形成され、それぞれ前記回転軸から放熱体の外周面側に延在し、前記放熱体の外周面に開放したＵ字状を成す複数の切欠部を有し、
   前記切欠部には、駆動側の面と反駆動側の面とに跨がって貫通する貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の全閉外扇形電動機。
8. 前記貫通穴は、前記回転軸寄りの位置に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の全閉外扇形電動機。
9. 前記放熱体は、前記風路の一部を構成していることを特徴とする請求項１に記載の全閉外扇形電動機。

Images