JP7134132B2

JP7134132B2 - 電動機

Info

Publication number: JP7134132B2
Application number: JP2019085092A
Authority: JP
Inventors: 量平山川; 仁明大熊; 大輝守屋; 徹原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2022-09-09
Anticipated expiration: 2039-04-26
Also published as: JP2020182347A

Description

本発明は、冷却用の外扇ファンを備えた電動機に関する。

電動機は、筒状のフレーム及びフレームの両端部を塞ぐブラケットで構成されるケースの内部に回転可能に設けられた回転子を回転させる。回転子にはシャフトが連結されている。電動機には、ブラケットを通じてケースの外部にシャフトを突出させて、シャフトの突出部に外扇ファンを設けたものがある。シャフトとともに外扇ファンが回転することで、ケース内の回転子及び固定子を冷却する。

ブラケットからシャフトを突出させたシャフト突出部に冷却用の外扇ファンが設置された電動機は、ブラケットの軸貫通部から電動機内部に異物が侵入することを防止する必要がある。

特許文献１には、軸貫通部にラビリンス構造を設けて保護する電動機が開示されている。

実開平１－９３９４５号公報

しかしながら、特許文献１に開示される電動機は、軸貫通部の周辺に異物が堆積してしまうと、ラビリンス構造を抜けて軸貫通部から電動機内部へ異物が侵入したり、軸貫通部への異物の固着が発生したりする。したがって、電動機内部への異物の侵入及び軸貫通部への異物の固着を防ぐために、定期的にメンテナンスを行って軸貫通部の周辺に堆積した異物を除去する必要があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、外扇ファンを備え軸貫通部の周辺に異物が堆積しにくい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、固定子が固定される筒状のフレームと、シャフトが固定され、固定子との間に隙間を空けて固定子の筒内に配置される回転子と、フレームの負荷側及び反負荷側の端部を塞ぎ、シャフトが貫通する軸貫通部が形成されたブラケットと、反負荷側のブラケットの軸貫通部から突出したシャフトに取り付けられた外扇ファンとを備える。外扇ファンは、反負荷側のブラケットと対向する面に、シャフトの回転にともなって、シャフトの径方向かつシャフトから離れる方向の気流を発生させる羽根を有する。

本発明によれば、外扇ファンを備え軸貫通部の周辺に異物が堆積しにくい電動機を得られるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る電動機の縦断面を示す図本発明の実施の形態２に係る電動機の縦断面を示す図実施の形態２に係る電動機の正面図本発明の実施の形態３に係る電動機の縦断面を示す図実施の形態３に係る電動機の変形例を示す図本発明の実施の形態４に係る電動機の縦断面を示す図本発明の実施の形態５に係る電動機の縦断面を示す図

以下に、本発明の実施の形態に係る電動機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に係る電動機の縦断面を示す図である。実施の形態１に係る電動機１は、シャフト２２が結合された回転子２０と、フレーム３０に固定された固定子１０とを備える。なお、電動機１は、シャフト２２の中心軸２２ｃに軸対称な構造であるため、中心軸２２ｃの一方の側のみ図示している。これは他の実施の形態においても同様である。

筒状のフレーム及びフレームの両端部を塞ぐブラケットによって構成されるケースに、回転子２０の回転機構を有しつつ回転子２０を保持するために、シャフト２２の負荷側及び反負荷側の２箇所に軸受２４ａ，２４ｂの内輪面を嵌合し、負荷側のブラケット３１ａに軸受２４ａの外輪面を固定し、反負荷側のブラケット３１ｂに軸受２４ｂの外輪面を固定している。ブラケット３１ｂの軸貫通部５０からはシャフト２２が突出しており、シャフト突出部２５に外扇ファン４０が設置されている。ブラケット３１ｂには、シャフト２２の軸方向に貫通する複数の穴が設けられている。

外扇ファン４０は、フレーム３０側に羽根４２を有する。羽根４２は、シャフト２２に垂直な断面において羽根４２の中心線４２ｃがシャフト２２の中心軸２２ｃを通る形状であり、放射状に配置されている。シャフト２２が回転することで外扇ファン４０も回転し、外扇ファン４０がシャフト２２の径方向かつシャフト２２から離れる方向へ気流を発生させ外扇ファン４０とブラケット３１ｂとの間に入る異物を吹き飛ばす。また、シャフト２２とともに外扇ファン４０が回転することで、ブラケット３１ｂを貫通する複数の穴を通じてフレーム３０内部の空気が吸い出され、フレーム３０内に気流が発生し、回転子２０及び固定子１０が冷却される。

実施の形態１に係る電動機１は、反負荷側のブラケット３１ｂと外扇ファン４０との間にシャフト２２の径方向かつシャフト２２から離れる方向の気流を発生させるため、軸貫通部５０の周辺に異物が堆積することを防止できる。したがって、軸貫通部５０の周辺に堆積した異物が軸貫通部５０を通り抜けて電動機１の内部に侵入することは防止される。

実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係る電動機の縦断面を示す図である。図３は、実施の形態２に係る電動機の正面図である。外扇ファン４０は、シャフト２２が締結されるハブ４１に貫通穴４３が形成されている。貫通穴４３は、ハブ４１のうち反負荷側のブラケット３１ｂと対向する面４１ａと、反負荷側のブラケット３１ｂと対向する面４１ａの裏側の面４１ｂとを繋いでいる。実施の形態２に係る電動機１は、貫通穴４３を通って外扇ファン４０と反負荷側のブラケット３１ｂとの間の空間へ空気が流入できるため、シャフト２２の径方向かつシャフト２２から離れる方向へ気流を効率良く発生させて、外扇ファン４０と反負荷側のブラケット３１ｂとの間に入る異物を吹き飛ばすことができる。また、電動機１の停止時に軸貫通部５０の周辺に異物が堆積したとしても、外扇ファン４０が発生させる気流により異物を巻上げ、シャフト２２の径方向かつシャフト２２から離れる方向へ吹き飛ばすことができる。

実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係る電動機の縦断面を示す図である。貫通穴４３は、反負荷側のブラケット３１ｂと対向する第１の端部である端部４３ａにおける開口の中心４４ａが、端部４３ａと反対側の第２の端部である端部４３ｂにおける開口の中心４４ｂよりも外周側に位置している。反負荷側のブラケット３１ｂのうち外扇ファン４０の貫通穴４３と対向する部分には、貫通穴４３の内周側の壁面に滑らかに繋がる形状の凸部３１ｃが設けられている。凸部３１ｃは、外扇ファン４０のハブ４１の内側に入り込んでいる。このように、反負荷側のブラケット３１ｂには、外扇ファン４０側ほどシャフト２２の中心軸２２ｃに近づく勾配を備えた凸部３１ｃが、端部４３ａにおける貫通穴４３の開口の中心４４ａよりもシャフト２２の径方向の外周側に設けられている。

実施の形態３に係る電動機１は、貫通穴４３を通り抜けて外扇ファン４０と反負荷側のブラケット３１ｂとの間に流入した空気が反負荷側のブラケット３１ｂの凸部３１ｃに沿って外径方向に案内される。したがって、実施の形態３に係る電動機１は、風路抵抗を減らすことができ、シャフト２２の径方向かつシャフト２２から離れる方向への気流を効率良く発生させて、外扇ファン４０と反負荷側のブラケット３１ｂとの間に入る異物を吹き飛ばすことができる。また、電動機１の停止時に軸貫通部５０の周辺に異物が堆積したとしても、外扇ファン４０が発生させる気流により異物を巻上げ、外扇ファン４０の径方向かつシャフト２２から離れる方向へ吹き飛ばすことができる。

図５は、実施の形態３に係る電動機の変形例を示す図である。貫通穴４３は、シャフト２２の軸方向に対して傾斜している。実施の形態３の変形例に係る電動機１は、貫通穴４３を通過する気流と、外扇ファン４０と反負荷側のブラケット３１ｂとの間で外径方向に流れる気流とで向きの変化が小さくなるため、風路抵抗をより減らすことができる。

実施の形態３に係る電動機１は、反負荷側のブラケット３１ｂに凸部３１ｃが形成されているため、外扇ファン４０と反負荷側のブラケット３１ｂとの間に侵入した異物は、凸部３１ｃによって貫通穴４３に導かれ、電動機１の外部に排出されやすくなる。したがって、軸貫通部５０の周辺に異物が堆積しにくくなる。

実施の形態４．
図６は、本発明の実施の形態４に係る電動機の縦断面を示す図である。実施の形態４に係る電動機１は、反負荷側のブラケット３１ｂのうち外扇ファン４０の貫通穴４３と対向する部分には、貫通穴４３の内周側の壁面に滑らかに繋がる形状の凸部３１ｃが設けられている。凸部３１ｃは、外扇ファン４０のハブ４１の内側に入り込んではいない。外扇ファン４０のハブ４１には、反負荷側のブラケット３１ｂに向かって突出する凸部４１ｃが設けられている。反負荷側のブラケット３１ｂには、凸部４１ｃと対向する部分に凹部３１ｄが設けられている。したがって、凸部４１ｃと凹部３１ｄとは、ラビリンス構造をなしている。このように、外扇ファン４０と反負荷側のブラケット３１ｂとの間には、貫通穴４３の端部４３ａよりもシャフト２２の径方向の内周側にラビリンス構造が形成されている。

実施の形態４に係る電動機１は、反負荷側のブラケット３１ｂに凸部３１ｃを設けているため、実施の形態３に係る電動機１と同様に、風路抵抗を減らすことができ、外扇ファン４０の径方向かつシャフト２２から離れる方向への気流を効率良く発生させて、外扇ファン４０と反負荷側のブラケット３１ｂとの間に入る異物を吹き飛ばすことができる。また、電動機１の停止時に軸貫通部５０の周辺に異物が堆積したとしても、外扇ファン４０が発生させる気流により異物を巻上げ、外扇ファン４０の径方向かつシャフト２２から離れる方向へ吹き飛ばすことができる。外扇ファン４０と反負荷側のブラケット３１ｂとの間に侵入した異物は、凸部３１ｃによって貫通穴４３に導かれ、電動機１の外部に排出されやすくなる。

さらに、外扇ファン４０のハブ４１の凸部４１ｃと、反負荷側のブラケット３１ｂの凹部３１ｄとの間にラビリンス構造が形成されるため、軸貫通部５０の周辺に異物が堆積しにくい。

実施の形態５．
図７は、本発明の実施の形態５に係る電動機の縦断面を示す図である。外扇ファン４０は、反負荷側のブラケット３１ｂと対向する面の裏側の面に羽根４４を有している。羽根４４の形状及び配置は、羽根４２と同様である。この他は実施の形態３と同様である。

実施の形態５に係る電動機１は、フレーム３０内の固定子１０及び回転子２０を冷却する気流を強くし、冷却性能を高めることができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、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、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１電動機、１０固定子、２０回転子、２２シャフト、２２ｃ中心軸、２４ａ，２４ｂ軸受、２５シャフト突出部、３０フレーム、３１ａ，３１ｂブラケット、３１ｃ，４１ｃ凸部、３１ｄ凹部、４０外扇ファン、４１ハブ、４１ａ，４１ｂ面、４２，４４羽根、４２ｃ中心線、４３貫通穴、４３ａ，４３ｂ端部、４４ａ，４４ｂ開口の中心、５０軸貫通部。

Claims

固定子が固定される筒状のフレームと、
シャフトが固定され、前記固定子との間に隙間を空けて前記固定子の筒内に配置される回転子と、
前記フレームの負荷側及び反負荷側の端部を塞ぎ、前記シャフトが貫通する軸貫通部が形成されたブラケットと、
反負荷側の前記ブラケットの前記軸貫通部から突出した前記シャフトに取り付けられた外扇ファンとを備え、
前記外扇ファンは、反負荷側の前記ブラケットと対向する面に、前記シャフトの回転にともなって、前記シャフトの径方向かつ前記シャフトから離れる方向の気流を発生させる羽根と、
前記シャフトが締結されるハブとを備え、
前記ハブは、反負荷側の前記ブラケットと対向する面と、反負荷側の前記ブラケットと対向する面の裏面とを繋ぐ貫通穴が形成されていることを特徴とする電動機。
前記貫通穴は、反負荷側の前記ブラケットと対向する第１の端部における開口の中心が、前記第１の端部とは反対側の第２の端部における開口の中心よりも外周側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
反負荷側の前記ブラケットは、前記外扇ファン側ほど前記シャフトの中心軸に近づく勾配を備えた凸部が、前記貫通穴の前記第１の端部よりも前記シャフトの径方向の外周側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電動機。
前記外扇ファンと反負荷側の前記ブラケットとの間には、前記貫通穴の前記第１の端部よりも前記シャフトの径方向の内周側にラビリンス構造が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電動機。
前記外扇ファンは、反負荷側の前記ブラケットと対向する面の裏側の面に羽根を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電動機。