JPH03239142A - 冷却装置付き回転機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は回転機（以下、モードルともいう。）を冷却す
る技術に係り、特に、回転機を効率的に冷却する冷却装
置付き回転機に関する。

［従来の技術］ 近年のモードルはインバータによる可変速運転をするた
め、モードルの回転軸で冷却ファンを回転させて冷却風
を作る自冷式では、低回転でモードルを運転していると
きに冷却ができない。このため、冷却ファンを回転させ
る第２のモードルを本来のモードルとは別に設ける他冷
式が主流となってきている。

従来の他冷式モードルは、冷却ファンとして軸流ファン
を用い、これを冷却対象モードルの背部に置いて、背部
から前面側に冷却風を流す構成となっている。軸流ファ
ンは、大風量が得られ、且つ送風方向が軸方向であるた
めに、冷却風の方向を変えることなく冷却対象モードル
の背部から前面側に冷却風を流すことができる。

しかし、この軸流の冷却ファン付きのモードルは、冷却
ファンの羽根の枚数が十枚程度のため、モードルの運転
速度との関係で羽根が共振して大騒音を発生するという
問題がある。この騒音の大きさは、８０数ｄＢから１０
０ｄＢ　（ターボファンで９５ｄＢ　（Ａ）、プロペラ
ファンで８３ｄＢ（Ｂ））近くあり、実際に使用するに
当たっては、他冷モードル全体をサイレンサー力バー（
Ｂ形すイレンサー）で覆う必要があった。

この欠点は、羽根の数の多いシロッコファンを用いるこ
とで、騒音を高音域にずらし、他冷式モードルの低騒音
化を図ることができる。しかし、シロッコファンの送風
方向は回転半径方向であるため、冷却対象モードルを効
率的に冷却することができない。

シロッコファンを用いた他冷式モードルに関連するもの
として、実開昭５４−８４５０２号、実開昭５４−１１
６７０６号、実開昭５４−６８１０６号等があるが、い
ずれも回転半径方向（遠心方向）へ吐出する送風を利用
するために、特有の通風路を形成している。

［発明が解決しようとする課題］ 北記シロッコファンを用いる従来技術は、軸流方向に冷
却風を流すことで冷却を図るモードルに適用したとき該
モードルを効率的に冷却することができない。また、特
別の通風路を形成しなければならないので、大型モード
ルの冷却装置としたとき、通風路のスペースが大きくな
り不適切である。

また、軸流ファンを用いる従来技術は、モードル外周壁
上側を軸方向に沿って流れた冷却風を、モードル前端面
部上側に設けた案内部材で下方向に曲げ、モードル前端
面を冷却する構造を有するが、下方向に曲げた冷却風は
、モードル前端面に沿って流れずに前端面から剥離して
しまい、負荷軸の軸受部を効率的に冷却できないという
問題が、騒音の問題の他にある。

更に、例えばモードル後部に該モードル回転軸の回転数
を検出する装置を設けた場合、この装置を冷却する構造
が従来技術にはないため、この部分の温度が上昇してし
まい、回転数の検出精度が低下するという問題もある。

本発明の第１の目的は、サイレンサー力バーの必要のな
い低騒音で且つ冷却効果の大きい冷却装置付き回転機を
提供することにある。

本発明の第２の目的は、モードル前端面側軸受部も効率
的に冷却することのできる冷却装置付き回転機を提供す
ることにある。

本発明の第３の目的は、モードル後部を効率的に冷却す
ることのできる冷却装置付き回転機を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記第１の目的は、負荷に連結される負荷軸を回転駆動
する第１回転機を該第１回転機とは別に設けた第２回転
機で駆動されるファンからの送風で冷却する構成の冷却
装置付き回転機において、前記第１回転機の反負荷軸側
に該負荷軸と同軸で回転スるシロッコファンと、該シロ
ッコファンから誠シロッコファンの回転半径方向に送出
される送風の方向を前記第１回転機の軸方向に変え該第
１回転機の外周壁に沿って流す送風方向規制構造とを備
えることで、達成される。

」−記第２の目的は、負荷に連結される負荷軸を回転能
動する回転機の外周壁を該回転機の背部に設けたファン
からの送風で冷却する冷却装置付き回転機において、該
回転機の前記負荷軸側の前端面部の下側に取り付けられ
前記外周壁下面を該回転機の軸方向に治って流れてきた
冷却風の方向を前記前端面部にて上向きに変える送風方
向案内構造を備えることで、達成される。

上記第３の目的は、負荷に連結される負荷軸を回転駆動
する回転機の外周壁の軸方向に沿って該回転機の背部に
設けたファンからの送風を流し冷却する冷却装置付き回
転機において、該回転機の反負荷軸側の前記外周壁に穴
を設け該外周壁に沿って流れる送風の気圧と該回転機の
反負荷軸側内部の気圧との差で前記穴を介して前記送風
の一部を前記回転機の後部で循環させる構造とすること
で、達成される。

［作用］ 冷却ファンとして多翼構造のシロッコファンを用いるこ
とで、騒音の音域が高周波側に大幅にずれ、モーｌ〜ル
を可変速運転しても、大騒音を発生することがなくなる
。シロッコファンは回転半径方向に送風されるので、そ
の送風方向を軸方向に変更させる必要があり、これを行
うため送風方向規制構造を備える。モードルのケーシン
グ前半がこの送風方向規制構造物が露出している場合に
は、送風を軸方向に変える整流板を設けることで、該送
風方向規制構造物から送出し、た冷却風は、前記ケーシ
ングから剥離することなくケーシング外側に沿って流れ
る。

モードルを冷却し、た冷却風の温度は丘かり、この冷却
風は密度が小さくなるので上側に上昇しようとする。従
来は温度の上がった冷却風を自然の理に反しモードル前
端部で下側に曲げようとしたので、冷却風がモードルケ
ーシングから剥離し、効率的に冷却ができなかった。し
かし、本発明では、モードルケーシングの下側を軸方向
に流れてきた冷却風をモードル前端面部で上側に曲げる
ので、この冷却風はケーシングから剥離することなくモ
ードル前端面に沿って流れ、軸受部を効率的に冷却する
。

モードル背部において冷却風の一部を循環させる構造に
すると５モ一ドル背部の冷却ができ、この部分に装備す
る装置の冷却が図られる。

［実施例］ 以下、本発明の好適な実施例を図面を参照して説明する
。

第１図は１本発明の一実施例に係る他冷式モードルの要
部破断側面図である。この他冷式モードル１は、図示し
ない負荷に連結される負荷軸２を有し、ケーシング３の
負荷側には設置台４が設けられると共に、軸方向の多数
の冷却フィン５が設けられている。ケーシング３の後半
部外周は円筒状の蓋体６で覆っである。ケーシング３の
前半部を蓋体６で覆わないのは、設置台４が設けられて
いるためである。

モードル１の背部端面には、該モードル１の回転数を検
出する回転検出器７が取り付けられており、この回転検
出器７を覆う円錐台形状の蓋体８が取り付けられている
。この蓋体８の周縁部のフランジ部分がモードルケーシ
ング３に図示しないネジで締着されるのであるが、この
とき前記フランジ部分とケーシング３との間に５字金具
９を介して締着する。５字金具９は、複数を放射状に配
しである（第１図には１個のみ図示）。従って、前記フ
ランジ部分とケーシング３との間の５字金具９の無い個
所には、５字金具９の厚さの隙間１０が形成される。円
錐台形状の蓋体８の頂面中心部分には貫通孔１１が穿設
されており、また、前記円筒状の蓋体６は、５字金具９
に図示しないネジで締着されることで、ケーシング３に
支持されるようになっている。尚、回転検出装置７に接
続される図示しない配線は、隙間１０を通して外部に引
き出され、蓋体６に設けられた図示しない端子盤に接続
される。

第２図は、第１図の矢線■の矢視図（他冷モードル１の
背面図）である。蓋体６の反モードル１側開口部には、
複数の５字金具１２で冷却ファン用モードル１３がネジ
２１．２２により脱着可能に固定されており、この冷却
ファン用モードル１３はモードル１と同軸で回転するよ
うになっている。この冷却ファン用モードル１３の回転
軸１４（第１図）にシロッコファン１５が取り付けられ
ている。蓋体６の内周部にはこのシロッコファン１５の
羽根部１Ｇを覆うようにドーナツ板状の送風案内板１７
が設けられている。この送風案内板１７は、外周縁全周
が蓋体６の内周面に溶接されており、中心には、シロッ
コファン１５の羽根部１６の外径より若干大径の穴１８
が設けられている。また、この送風案内板１７の内周縁
部には、ドーナツ板状のベルマウス１９が取り付けられ
ている。このベルマウス１９は、脱着可能な様に、ネジ
２０（第２図）により蓋体６の冷却ファン用モードル１
３側開口部から締着されており、その内周縁部が、シロ
ッコファン１５の羽根部１６を覆うようになっている。

本実施例では、冷却ファン用モードル１３とシロッコフ
ァン１５とを上述の様にして取り付けであるので、ベル
マウス１９を送風案内板１７から外せば、冷却ファン用
モードル１３とシロッコファン１５とを一体のままで蓋
体６から外すことが可能となり（取付けも可能となり）
、メンテナンスが容易となる。

本実施例では、上述した取付構造により冷却ファン用モ
ードル１３とシロッコファン１５をモードル蓋体６に取
り付けであるが、これだけでは、シロッコファン１５か
ら吐出した送風をモードル１のケーシング３外周面に沿
ってなめるように流すことはできない。例えば第３図に
示す様に、モードルケーシング３と蓋体６との間に円筒
状の隙間を作り、シロッコファン１５から吐出された冷
却風がこの円筒状の隙間を負荷軸側に流れる様にするだ
けでは、シロッコファン１５からの送風は該隙間部分を
矢線Ｂに示す様にシロッコファン回転方向Ｆ方向に螺旋
を描き、蓋体６を出たところでモードルケーシング３か
ら剥離してしまい、モードルの冷却効果は低下してしま
う。

そこで、本実施例では、第４図（第１図の矢線ＩＶ−ｒ
Ｖ断面図）に示す様に、蓋体６の内周面に軸方向に平行
な整流板２５を複数固定している。この整流板２５によ
り、前記の円筒状の隙間を流れる冷却風は軸方向に規制
され、この冷却風は蓋体６から出てもフィン５に沿って
流れ、ケーシング３をなめる様に流れる。

第４図に示す様に、本実施例では、蓋体６の内周面の各
整流板２５の間には、吸音材２６が貼付であり、更に蓋
体６や整流板２５（特に、吸込側つまりシロッコファン
側）を制振材（例えば、鉄板と鉄板との間にラバー等を
積層した板材）で製造し、更に一層の低騒音化を図って
いる。

第１図に戻り、他冷式モードル１の負荷側前端面部の下
半分側には、冷却フィン５に沿って流れてきた冷却風の
方向を上方に曲げる送風方向案内板２７が取り付けであ
る。この送風方向案内板２７は、モードル１を正面から
見たときは弧状形状となっている。

次に、上述した構造の他冷式モードルにおける冷却風の
流れについて説明する。

冷却ファン用モードル１３は、モードル１の電源とは別
電源で運転され、モードル１の運転前に冷却ファン用モ
ードル１３が運転され、モードル１の停止確認後に冷却
ファン用モードル１３が停止させるようなインターロッ
ク回路で保護されている。また、モードル１に運転指令
が出ていないにもかかオ〕らず、モードル１が運転され
た場合には、モードル１内蔵のサーマルスイッチにより
保護され、焼損しないようにもなっている。

今、冷却ファン用モードル１３に通電され回転を始める
と、シロッコファン１５が回転する。これにより、蓋体
６の背部開口部から空気が吸い込まれ、羽根部１６の内
周部から羽根部１６を通って遠心方向（回転半径方向）
に吐出される。この吐出された空気は、シロッコファン
１５側への流れが案内板１７とベルマウス１９とにより
団まれ。

モードル１側に流れる。

モードル１のケーシング３外周面と蓋体６の内周部との
間を流れる空気は、整流板２５によって整流さ才ｔ、軸
方向に流れるように規制される。この冷却用空気は、蓋
体６から吐出されても、ケーシング３の外周面に軸方向
に突設された冷却フィン５に沿ってケーシング３表面を
なめるように進み、ケーシング３つまりモードル１を冷
却する。

冷却風は、ケーシング３外周全周を軸方向に流れ、モー
ドル１を冷却し、モードル１前端面部に至と、その下半
分側の冷却風は送風案内板２７とケーシング３との間に
入り、上方向に曲げられる。

曲げられた冷却風は、モードル１前端面部をなめる様に
流れて該前端面部特に負荷軸２の軸受部を冷却する。尚
、第５図に示す様に、モードル１の前端面部のケーシン
グ３に上下方向の冷却フィン２８を設けることで、該前
端面部の冷却風の流れを良好にして冷却効率を上げるこ
とができる。

蓋体６の内部においては、整流板２５に治って流れる冷
却風の一部は、回転数検出器７付近の気圧との差により
、隙間］Ｏを通って蓋体８の内部に引き込まれる。この
引き込まれた冷却風は、貫通孔］１を通り、蓋体８とシ
ロッコファン１５との間の隙間を通って、また、整流板
２５に沿って進み、シロッコファン１５が回転している
限り、上記の経路を循環することになる。従って、回転
検出器７及びモードル１の背部はこの循環冷却風によっ
て冷却される。

以上通入た様に、本実施例によれば、シロッコファン１
５で発生させた冷却風をモードル１の外周を軸方向にな
めるように流してモードル１を冷却することができるの
で、低騒音で且つ効率的な冷却を行うことが可能となる
。また、冷却対象のモードルの容量が大きくなって冷却
風の風量を多くしなければならなくても、シロッコファ
ンを使用しているので１羽根部１６の羽根の長さの長い
シロッコファンを用いることで対処できる。つまり、他
冷式モードル全体の軸方向の長さを流くするだけで済み
、外径寸法を大きくする必要はない。

また、シロッコファン１５で発生させた冷却風の一部を
モードル１の背部において循環させるので、該背部を効
率的に冷却することができる。

更に、モードル１外周面を軸方向に流れてモードル１を
冷却し昇温した空気を、案内板２７で上方向に曲げ、こ
の冷却風でモードル１の前端面持に軸受部を冷却するの
で、軸受部の効率的な冷却が可能となる。

上述した実施例では、直線状の整流板２５を軸に平行に
設けている。他冷式モードルでは、冷却ファン用モード
ル１３は負荷軸２とは全く無関係であるので、負荷軸２
の回転方向に依存せず、方向にのみ回転する。この一方
向の回転に起因して発生する冷却風は、第３図に示す様
に、該回転方向Ｆに依存し、で回転しようとする成分を
もっている。従って、第６図（ａ）に示す整流板２５よ
りも同図（ｂ）に示す様に、方向Ｆとは逆の所定角度θ
だけ傾けて整流板２５を設けると、蓋体６から吐出する
冷却風は、上述した実施例よりも更に軸に平行となり、
冷却効率を更に一層高めることができる。また、同様に
、同図（ｃ）、（ｃｔ）に示す様に、整流板２５のシロ
ッコファン１５側端部２５′を、図示するように、冷却
風を掬う様に曲げることで、同様の効果を得ることがで
きる。

［発明の効果コ 本発明によれば、回転機の各部を効率的に冷却できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る他冷式モートルの要部
破断側面図、第２図は第１図に示す他冷式モードルの背
面図、第３図は本発明の実施例に係る整流板を設けない
場合の問題説明図、第４図は第１図の矢線ＩＶ−■矢視
図、第５図は別実施例に係る冷却対象モードルの正面図
、第６図（ａ）。 （ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は夫々整流板の各種実施例説明
図である。 １・・・冷却対象モードル、２・・負荷軸、３・・・ケ
ーシング、５，２８　・冷却フィン、６，８・・蓋体、
７・・回転数検出器、１０・・・隙間（穴）、１１・・
・貫通孔、１２・・Ｌ字金具、１３・・・冷却ファン用
モードル、１５・・・シロッコファン、１６・・・羽根
部、１７．２７　・送風案内板、１９・・・ベルマウス
、２５・・・整流板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、負荷に連結される負荷軸を回転駆動する第１回転機
   を該第１回転機とは別に設けた第２回転機で駆動される
   ファンからの送風で冷却する構成の冷却装置付き回転機
   において、前記第１回転機の反負荷軸側に該負荷軸と同
   軸で回転するシロッコフアンと、該シロッコファンから
   該シロッコフアンの回転半径方向に送出される送風の方
   向を前記第１回転機の軸方向に変え該第１回転機の外周
   壁に沿って流す送風方向規制構造とを備えることを特徴
   とする冷却装置付き回転機。 ２、請求項１において、前記第２回転機とこれに連結さ
   れた前記シロッコフアンとを一体として前記第１回転機
   背部に軸方向から着脱可能構造としたことを特徴とする
   冷却装置付き回転機。 ３、負荷に連結される負荷軸を回転駆動する回転機の外
   周壁を該回転機の背部に設けたファンからの送風で冷却
   する冷却装置付き回転機において、該回転機の前記負荷
   軸側の前端面部の下半分側に取り付けられ前記外周壁下
   半分側を該回転機の軸方向に沿って流れてきた冷却風の
   方向を前記前端面部にて上向き方向に変える送風方向案
   内構造を備えることを特徴とする冷却装置付き回転機。 ４、請求項３において、前記回転機のケーシングの前端
   面に上下方向の冷却フィンを設けたことを特徴とする冷
   却装置付き回転機。 ５、負荷に連結される負荷軸を回転駆動する回転機の外
   周壁の軸方向に沿って該回転機の背部に設けたファンか
   らの送風を流し冷却する冷却装置付き回転機において、
   該回転機の反負荷軸側の前記外周壁に穴を設け該外周壁
   に沿って流れる送風の気圧と該回転機の反負荷軸側内部
   の気圧との差で前記穴を介して前記送風の一部を前記回
   転機の背部で循環させる構造としたことを特徴とする冷
   却装置付き回転機。 ６、請求項５において、送風が循環する前記回転機の反
   負荷軸側内部に該回転機の回転数を検出する装置を設け
   たことを特徴とする冷却装置付き回転機。 ７、負荷に連結される負荷軸を回転駆動する第１回転機
   と、該第１回転機のケーシングの反負荷軸側外周のみを
   覆う前記ケーシングに固定された蓋体と、該蓋体に反第
   １回転機側から着脱自在に取り付けられた第２回転機と
   、前記送風ガイド内において前記第２回転機により前記
   第１回転機と同軸状にて回転されるシロッコファンと、
   該シロッコフアンから送出される送風を前記第２回転機
   側に流さないようにする通風案内板と、該送風を前記ケ
   ーシング外側の軸方向に整流し前記負荷軸側に流す整流
   板とを備えることを特徴とする冷却装置付き回転機。