JP6983135B2 - 回転電機、排油カセット、および送風システム - Google Patents

Description

本発明は、回転電機、その排油カセット、および送風システムに関する。

換気空調系においては、送風用あるいは排風用の送風機が、空調ダクト内に配されている場合がある。このような場合、送風機を駆動する電動機は通常送風機と回転軸が直結されることから、この電動機は空調ダクト内に配される。

一般に、回転電機の軸受（特にころがり軸受）には、軸受潤滑のためのグリースが供給されている。軸受に供給されて軸受の潤滑を行ったグリースの排油は、軸受を通過した後に、軸受の下方に設けられて受け皿状に形成された排油カセット上に落下して貯留される。排油カセットは、一方の端部が、本体筐体すなわち軸受ブラケットあるいはフレームを貫通して内部に挿入される。また、他方の端部は、本体筐体の貫通部に設けられた取付け部によって取外し可能に取り付けられている（特許文献１参照）。

実開昭５９−３４４５８号公報

落下してきた排油を貯留した排油カセットは、定期的に取り出して貯留していた排油を除去した後に、軸受の下方に再度取り付ける必要がある。排油カセットに貯留した排油を除去するためは、回転電機を停止させる必要はなく、回転電機の運転状態においても行われる。

排油カセットは、空調ダクトの外側から取り出す必要があるため、排油カセットの端部が、空調ダクトの外側に突出している必要がある。また、排油カセットを空調ダクトの外側に取り出すためには、空調ダクトの外側に、排油カセットの長さ以上の寸法の幅を有する空間が存在する必要がある。

このため、回転電機が内蔵されている空調ダクトの一方の側部は、排油カセットの取り出しと干渉する他の機器や構築物が存在しないようにする必要があり、配置上の制約が大きいという問題があった。この例のように、従来は、排油カセットの取り出しのために空間を確保する必要があった。

そこで、本発明は、回転電機の排油カセットの取り出しのための空間を縮小することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明に係る回転電機は、水平方向に延びるロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に取りつけられた回転子鉄心と、を有する回転子と、前記回転子鉄心の径方向外側に配された固定子鉄心と、前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線と、を有する固定子と、静止支持されて、前記回転子鉄心を挟んで軸方向の両側で前記ロータシャフトを回転可能に支持する２つの軸受と、前記固定子の径方向外側に配されたフレームと、前記フレームの両端に取り付けられて前記２つの軸受のそれぞれを支持する２つの軸受ブラケットと、前記２つの軸受の少なくとも一方の軸受からの排油を貯留し、少なくとも一方の軸受を支持する前記軸受ブラケットに着脱可能な排油カセットと、を備える回転電機であって、前記排油カセットは、回転軸方向に垂直な平面に沿って水平方向に延びており、前記排油を受け止めて貯留する受け部材と、前記受け部材の長手方向の端部に接続し、前記受け部材を取り出すための取っ手となる延長部とを有し、前記延長部は、長手方向に配された複数の延長要素と、互いに隣接する２つの前記延長要素を結合する回転結合部とを有し、折れ曲がり可能に形成されており、前記互いに隣接する２つの前記延長要素は、前記回転結合部において、上に凸な方向には曲がらない、ことを特徴とする。

また、本発明に係る排油カセットは、回転子と、固定子と、２つの軸受と、フレームと、前記２つの軸受のそれぞれを支持する２つの軸受ブラケットとを備える回転電機の、前記２つの軸受の少なくとも一方の軸受からの排油を貯留する排油カセットであって、前記排油カセットは、少なくとも一方の軸受を支持する前記軸受ブラケットに着脱可能であり、回転軸方向に垂直な平面に沿って水平方向に延びており、前記排油を受け止めて貯留する受け部材と、前記受け部材の長手方向の端部に接続し、前記受け部材を取り出すための取っ手となる延長部とを有し、前記延長部は、長手方向に配された複数の延長要素と、互いに隣接する２つの前記延長要素を結合する回転結合部とを有し、折れ曲がり可能に形成されており、前記互いに隣接する２つの前記延長要素は、前記回転結合部において、上に凸な方向には曲がらない、ことを特徴とする。

また、本発明に係る送風システムは、上述の回転電機と、前記回転電機の前記ロータシャフトに結合し、前記回転電機により駆動される送風機と、前記回転電機および前記送風機を収納し、前記送風機により駆動される気体の流路となるダクトと、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、回転電機の排油カセットの取り出しのための空間を縮小することができる。

実施形態に係る送風システムの構成を示す図２のＩ−Ｉ線矢視平断面図である。 実施形態に係る送風システムの構成を示す図１のＩＩ−ＩＩ線矢視立断面図である。 実施形態に係る回転電機の排油カセットを示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視立断面図である。 実施形態に係る排油カセットの構成を示す立断面図である。 実施形態に係る排油カセットの構成を示す平面図である。 実施形態に係る排油カセットの回転ストッパを示す斜視図である。 実施形態に係る排油カセットの回転ストッパの作用を説明する立断面図である。 実施形態に係る排油カセットが取り付けられた状態を示す立断面図である。 実施形態に係る排油カセットが取り外されている途中の状態を示す立断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る回転電機、排油カセット、および送風システムについて説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。

図１は、実施形態に係る送風システムの構成を示す図２のＩ−Ｉ線矢視平断面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視立断面図である。

送風システム２００は、回転電機１００、回転電機１００に駆動される送風機２、および空調ダクト１を備える。空調ダクト１は、回転電機１００および送風機２をその内部のたとえば空気などの気体の流路内に収納する。空調ダクト１は、円筒形状であり、回転電機１００および送風機２は、空調ダクト１と同軸に配されている。なお、空調ダクト１の断面形状は、送風機２を収納する部分以外においては、必ずしも円形でなくともよい。

回転電機１００は、回転子１０、固定子２０、第１軸受３１、第２軸受３２、フレーム４０、第１軸受ブラケット４１、および第２軸受ブラケット４２を有する。

回転子１０は、ロータシャフト１１と、ロータシャフト１１の径方向外側に設けられた回転子鉄心１２を有する。ロータシャフト１１は、軸方向の両端部近傍をそれぞれ第１軸受３１および第２軸受３２により支持され、水平方向に延びている。ロータシャフト１１の第１軸受３１から突出した端部には、送風機２を駆動するために送風機２と結合する結合部１１ａが形成されている。回転子鉄心１２は、ロータシャフト１１の径方向外側に取り付けられている。

固定子２０は、固定子鉄心２１と固定子巻線２２を有する。固定子鉄心２１は、回転子鉄心１２の径方向外側に設けられて、軸方向に延びた円筒状である。回転子鉄心１２の径方向外側表面に対向する固定子鉄心２１の内側には、周方向に互いに間隔をおいて軸方向に延びた図示しないスロットが形成されている。それぞれのスロット内および固定子鉄心２１の軸方向の両外側には固定子巻線２２が設けられている。

第１軸受３１および第２軸受３２は、ロータシャフト１１の回転子鉄心１２の軸方向の両外側で、ロータシャフト１１を回転可能に支持している。第１軸受３１および第２軸受３２は、たとえば、転がり軸受である。

固定子鉄心２１の径方向外側には、円筒状のフレーム４０が設けられている。フレーム４０の軸方向の両端には、第１軸受ブラケット４１および第２軸受ブラケット４２が取り付けられている。第１軸受ブラケット４１および第２軸受ブラケット４２は、それぞれ、第１軸受３１および第２軸受３２を静止支持している。

フレーム４０は、２つの支持脚４５により円筒形の空調ダクト１から同軸に静止支持されている。２つの支持脚４５は、フレーム４０の外側と空調ダクト１の内表面とを結合している。なお、空調ダクト１のみで回転電機１００の重量を支持するのが困難あるいは構造上余裕がない場合は、支持脚４５によって空調ダクト１に伝達された回転電機１００の重量による荷重を、空調ダクト１の外側からさらに支持してもよい。

第２軸受ブラケット４２には、排油カセット５０が着脱可能に取り付けられている。排油カセット５０は、図２に示すように、回転軸方向に垂直な平面に沿って水平方向に延びており、第２軸受ブラケット４２を貫通している。

図３は、実施形態に係る回転電機の排油カセットを示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視立断面図であり、図４は、実施形態に係る排油カセットの構成を示す立断面図、図５は、平面図である。

排油カセット５０は、受け部材５１、延長部５２、および開口蓋５３を有する。延長部５２は、折れ曲がり可能であり、第１延長要素５２ａ、第２延長要素５２ｂ、回転結合部５２ｃ、および回転ストッパ５２ｄを有する。

排油カセット５０が２軸受ブラケット４２に取り付けられている状態においては、受け部材５１は、第２軸受３２の下方に配されている。第２軸受３２の径方向の外側には、潤滑油が周囲に飛散することを防止するために、軸受カバー３３が設けられている。軸受カバー３３は、排油が受け部材５１に滴下するよう、第２軸受３２の下方は覆っていない。

受け部材５１は、図４、５に示すように底板と側面の板により構成され、上方から落下する排油を受け止められるように上面が開放され、排油を貯留可能に形成されている。第１延長要素５２ａは、受け部材５１の長手方向の端面に結合している。回転結合部５２ｃは、第１延長要素５２ａの受け部材５１との結合側と長手方向に反対側の端部に形成されている。第２延長要素５２ｂは、その一方の端部が回転結合部５２ｃにより第１延長要素５２ａと結合している。

回転結合部５２ｃにおいて、第１延長要素５２ａと第２延長要素５２ｂとは、互いに回転可能に結合されている。具体的には、受け部材５１と第１延長要素５２ａとが水平な状態において、第２延長要素５２ｂが、図４に示すように図中でこれらの右側に配されている場合に、反時計回り方向に９０度まで回転し、９０度以上は回転しないように形成されている。

受け部材５１が第２軸受３２の下方に配されるように第２軸受ブラケット４２を貫通するために第２軸受ブラケット４２には、受け部材５１の出入り用の開口４２ａが形成されている。開口蓋５３は、受け部材５１が第２軸受３２の下方に配されたときに開口４２ａを塞ぐように形成されている。なお、気密をさらに確保する必要がある場合は、開口蓋５３と開口４２ａまわりの第２軸受ブラケット４２の部分とが互いに面する範囲の、開口蓋５３か第２軸受ブラケット４２のいずれかに、パッキン等を取り付けてもよい。

なお、空調ダクト１にも、排油カセット５０を取り出すための開口１ａが形成されている。通常時に、第２延長要素５２ｂの空調ダクトからの突出部分と干渉しない形状で、空調ダクトの開口を閉止する蓋１ｂが空調ダクト１に取り付けられている。

図６は、排油カセットの回転ストッパを示す斜視図である。回転ストッパ５２ｄは、平板状で、第１延長要素５２ａに取り付けられている。回転ストッパ５２ｄの取り付け位置は、第１延長要素５２ａの、回転結合部５２ｃを挟んだ受け部材５１との接続部と反対側の底部である。回転ストッパ５２ｄは、第１延長要素５２ａの底部から水平方向に、第２延長要素５２ｂの下側に延びている。なお、回転ストッパ５２ｄは、第１延長要素５２ａと一体で、折り曲げることにより形成されることでもよい。

図７は、排油カセットの回転ストッパの作用を説明する立断面図である。第２延長要素５２ｂは、回転結合部５２ｃと回転可能に結合しているが、水平の状態から時計方向には、回転ストッパ５２ｄにより回転ができない。反時計回りには、回転可能である。なお、反時計回りにも、開口蓋５３と干渉すると回転が阻害される。したがって、回転角度θは、０度ないし約９０度の範囲である。すなわち、延長部５２は、上に凸な方向には曲がらないように形成されている。

図８は、排油カセットが取り付けられた状態を示す立断面図である。また、図９は、排油カセットが取り外されている途中の状態を示す立断面図である。

回転電機１００は、空調ダクト１の内部に配されている。空調ダクト１には、排油カセット５０の取り出し用の開口１ａが形成されている。空調ダクト１の外側には、干渉物５が配されている。干渉物５は、たとえば、建屋の壁、他の機器、構築物などである。

図８は、通常運転中に、排油カセット５０が、装着されている状態を示している。受け部材５１は、第２軸受３２および軸受カバー３３の直下に配されている。受け部材５１は、上部が開放されており、第２軸受３２から直接落下する排油および軸受カバー３３の内面に吹き付けられて内面を伝って軸受カバー３３の下端から落下してくる排油を受け止め、貯留する。

また、延長部５２に取り付けられた開口蓋５３は、第２軸受ブラケット４２に形成された開口４２ａを閉止した状態となっている。

空調ダクト１についても、開口１ａは、蓋１ｂによって閉止されている。

図９は、排油カセット５０が、取り出されている途中の状態を示している。空調ダクト１の開口１ａに取り付けられていた蓋１ｂは、撤去されている。

受け部材５１を取り出す過程で、延長部５２は、折り曲げられている。すなわち、第２延長要素５２ｂは、回転結合部５２ｃを中心に図９において反時計方向に約９０度回転している。

排油カセット５０を取り出す際には、受け部材５１中には、排油が貯留されているため、受け部材５１を傾けることができない。したがって、従来のように延長部が折り曲げられない場合は、受け部材が空調ダクト１の外側に出されるまで、排油カセット５０を水平に移動させる必要があった。この場合は、空調ダクト１の開口１ａと干渉物５との間隔を、排油カセット５０の長さ以上の長さとする必要があった。

一方、本実施形態においては、この間隔は、第２延長要素５２ｂの長さ分、縮小することができる。このように、メンテナンスに必要な空間の幅を減少させることにより、配置計画上、利用できる空間が増大し、また、パトロール通路などの動線確保上も有効なスペースを確保することができる。

［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。

たとえば、実施形態では、空調系に用いられる場合として、回転電機と、送風機と、空調ダクトを有する送風システムの場合を例にとって示したが、これに限定されない。たとえば、空調系以外でも、機器の冷却用に設けられている送風システムの場合であってもよい。

また、実施形態では、排油カセットが、送風機との結合側と反対側の第２軸受からの排油に対応する場合を例にとって示したが、これに限定されない。すなわち、送風機と結合する側の第１軸受からの排油に対応する場合であってもよい。あるいは、両者に対応する場合であってもよい。

また、実施形態では、延長部が、２つの部分に分割され１つの回転結合部で互いに回転可能に構成されている場合を例にとって示したが、これに限定されない。複数であれば、３つ以上に分割され、互いに隣接する延長要素がそれぞれ回転結合部により結合されている場合であってもよい。なお、この場合、上に凸な方向に延長部が曲がらないように取り付けられる回転ストッパは、部分的に複数の回転結合部にわたり共通に設けられていてもよい。

さらに、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…空調ダクト、１ａ…開口、１ｂ…蓋、２…送風機、２ａ…羽根、５…干渉物、１０…回転子、１１…ロータシャフト、１１ａ…結合部、１２…回転子鉄心、２０…固定子、２１…固定子鉄心、２２…固定子巻線、３１…第１軸受、３２…第２軸受、３３…軸受カバー、４０…フレーム、４１…第１軸受ブラケット、４２…第２軸受ブラケット、４２ａ…開口、４５…支持脚、５０…排油カセット、５１…受け部材、５２…延長部、５２ａ…第１延長要素、５２ｂ…第２延長要素、５２ｃ…回転結合部、５３ｄ…回転ストッパ、５３…開口蓋、１００…回転電機、２００…送風システム

Claims (4)

1. 水平方向に延びるロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に取りつけられた回転子鉄心と、を有する回転子と、
   前記回転子鉄心の径方向外側に配された固定子鉄心と、前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線と、を有する固定子と、
   静止支持されて、前記回転子鉄心を挟んで軸方向の両側で前記ロータシャフトを回転可能に支持する２つの軸受と、
   前記固定子の径方向外側に配されたフレームと、
   前記フレームの両端に取り付けられて前記２つの軸受のそれぞれを支持する２つの軸受ブラケットと、
   前記２つの軸受の少なくとも一方の軸受からの排油を貯留し、少なくとも一方の軸受を支持する前記軸受ブラケットに着脱可能な排油カセットと、
   を備える回転電機であって、
   前記排油カセットは、
   回転軸方向に垂直な平面に沿って水平方向に延びており、
   前記排油を受け止めて貯留する受け部材と、前記受け部材の長手方向の端部に接続し、前記受け部材を取り出すための取っ手となる延長部とを有し、
   前記延長部は、長手方向に配された複数の延長要素と、互いに隣接する２つの前記延長要素を結合する回転結合部とを有し、折れ曲がり可能に形成されており、
   前記互いに隣接する２つの前記延長要素は、前記回転結合部において、上に凸な方向には曲がらない、
   ことを特徴とする回転電機。
2. 前記延長部には、前記軸受ブラケットに形成される前記受け部材の出入り用の開口を閉止するための開口蓋が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 回転子と、固定子と、２つの軸受と、フレームと、前記２つの軸受のそれぞれを支持する２つの軸受ブラケットとを備える回転電機の、前記２つの軸受の少なくとも一方の軸受からの排油を貯留する排油カセットであって、
   前記排油カセットは、
   少なくとも一方の軸受を支持する前記軸受ブラケットに着脱可能であり、
   回転軸方向に垂直な平面に沿って水平方向に延びており、
   前記排油を受け止めて貯留する受け部材と、前記受け部材の長手方向の端部に接続し、前記受け部材を取り出すための取っ手となる延長部とを有し、
   前記延長部は、長手方向に配された複数の延長要素と、互いに隣接する２つの前記延長要素を結合する回転結合部とを有し、折れ曲がり可能に形成されており、
   前記互いに隣接する２つの前記延長要素は、前記回転結合部において、上に凸な方向には曲がらない、
   ことを特徴とする排油カセット。
4. 請求項１又は請求項２に記載の回転電機と、
   前記回転電機の前記ロータシャフトに結合し、前記回転電機により駆動される送風機と、
   前記回転電機および前記送風機を収納し、前記送風機により駆動される気体の流路となる空調ダクトと、
   を具備することを特徴とする送風システム。

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