JPH04207935A - 回転電機 - 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 本発明は回転電機に係り、特に回転子と固定子との冷却
構造の改良に関するものである。

［従来の技術］ 回転電機の従来技術の一例としては、特公昭６３−３７
５８７号公報に示される技術のものがある。該公報のも
のは、回転子の軸方向の両端面に軸方向に沿って設けら
れた複数の羽根ブレードより構成される冷却扇が設けら
れ、各羽根ブレードにおいては、回転子の中心軸から放
射方向に見た内側端が、外側端よりも回転子の回転方向
に位置し、しかもその回転方向に対し反対方向に突出す
るように彎曲して形成され、これにより駆動時。

各羽根ブレードによる換気性能を向上させ、冷却扇の径
が小さくとも１回転子及び固定子間で十分な冷却風量を
得ることができるようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記に示す従来技術は、冷却扇の各プレート
が回転子の回転方向に対し反対方向に彎曲して形成され
ているので、一方向の回転時には十分な冷却風量を得る
ことができるものの、それと反対方向の回転時にはどの
程度の風量が得ることができるのかが配慮されておらず
、従って、反対方向に回転する場合について考慮されて
いない。

本発明の目的は、正転時は勿論のこと、逆転時でも冷却
効率を高め得、しかも冷却扇を大型化することなくでき
るようにした回転電機を提供することにあり、他の目的
は、正転時と逆転時とで高い冷却効率を同程度に得るよ
うにした回転電機を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明においては、ハウジン
グと、該ハウジング内に回転自在に支承されるシャフト
と、該シャフトの外周に取付けられた回転子と、ハウジ
ングの回転子と対応する位置に固定された固定子と、前
記回転子の軸方向の端面に対し各々が軸方向に沿って突
設され、かつ互いに放射状に配置された複数の羽根プレ
ートからなる冷却扇とを有している。

そして、冷却扇の羽根プレートは各々が、シャフトの中
心軸と直交する面において、外側端の幅を内側端の幅よ
り小さく形成すると共に、中心軸から外方に延びる半径
方向の中心線を中心として互いに対称形状をなしている
。

また、羽根ブレードの各々はシャフトの中心軸と直交す
る面において、シャフトの中心軸を中心として線対称に
配置されている。

［作用コ シャフトの一回転によって冷却扇が回ると、外気がハウ
ジング内に吸込まれ、回転子及び固定子を冷却しがら通
過してハウジング外部に排出される。

その場合、外気は前記冷却扇の通過時、各羽根ブレード
の内側端と外側端間の側壁面に当たって風向きが変わる
が、その際、上述の如く、冷却扇の各羽根ブレードの内
側端の幅より外側端の幅が小さく形成され、また内側端
と外側端とが半径方向の中心線を中心として対称形状に
形成されているので、側壁面に当たると、外気の風向き
が該側壁面を有する羽根ブレードとこれと隣合う羽根ブ
レードとの間の外方へ変わるので、吸込まれた外気が積
極的に換気される。このような換気作用はシャフトが逆
方向に回転した場合においても同様となる。

従って、正転時は勿論のこと逆転時においても、吸込ま
れた外気が積極的に換気されるので、通風量を増大させ
ることができ、羽根ブレードを大型化しなくとも、回転
子及び固定子の冷却効率を確実に高め得る。

しかも、各羽根ブレードは上述如く線対称に配置されて
いるので、高い冷却効率を正転時と逆転時とで同程度に
得ることができる。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を第１図乃至第１１図により説明
する。第１図乃至第５図は本発明の回転電機の一実施例
を示している。

実施例の回転電機は、第１図に示すように、ハウジング
１が両端を開放した円筒形に形成され、そのハウジング
１に固定子３が取付けられると共に、シャフト５が回転
自在に支承されている。

前記固定子３は、ハウジング１の内周壁に取付けられ、
巻装されたコイル４を有している。前記シャフト５は、
ハウジング１の両端に取付けられた軸受ブラケット２ａ
、２ｂに夫々の軸受を介し支承され、その一端側が一方
の軸受ブラケット２ｂを挿通して出力軸をなしている。

軸受ブラケット２ａ、、２ｂはハウジング１の両端の開
口部を塞いでおり、外気をハウジング１内に取込む風穴
１０ａ、１０ｂを設けている。

シャフト５の途中位置には固定子３と対向するように回
転子６が設けられ、該回転子６は図示しない二次導体バ
ー、エンドリング７、を有している。該冷却扇８は回転
子６のエンドリング７の両端面に軸方向に沿って突設さ
れた複数の羽根ブレード８１から構成されている。羽根
ブレード８１の各々はエンドリング７の軸方向と直交す
る面において、第２図に示すように、適宜の長さ及び幅
寸法をもって放射状に配置されている。

ハウジングｌ内部にはファンガイド９ａ、９ｂが取付け
られている。該ファンガイド９ａ、９ｂはシャフト５が
通る中央部をくり抜いた薄い板体であって、ハウジング
１と軸受ブラケット２ａ。

２ｂとで挟着され、通風路を形成する。

この回転電機は、回転子６と固定子３とで形成される磁
気作用により、シャフト５が回転すると、それに伴い羽
根ブレード８１からなる冷却扇８も回転し、該冷却扇８
の回転により外気が夫々の軸受ブラケット２ａ、２ｂの
風穴１０ａ、１０ｂから矢印イの如くハウジング１内に
吸込まれ、吸込まれた空気は、双方のファンガイド９ａ
、９ｂに導かれ、冷却扇８の各々の羽根ブレード８１の
間を経て該羽根プレート８１及び固定子３のコイル４側
を冷却しながら通過した後、ハウジング］の排出穴１ａ
、ｌｂから外部に出るようにしている。

しかして、前記冷却扇８の羽根ブレード８１は、第２図
に明示するように中心軸と直交する面において、各々の
内側端８２の幅（厚み寸法）Ｔ１と外側端８３の幅Ｔ２
とが異なっており、即ち、内側端８２の＠Ｔ１が外側端
８３の幅Ｔ２より小さく形成されている。しかも、各羽
根ブレード８１の内側端８２と外側端８３と両者８２．
８３間の両側壁面８４とは、中心軸○から外方に延びる
半径方向の中心線２を中心として互いに対称形状をなし
ており、本例では台形形状となっている。

そして、羽根ブレード８１の回転時、ハウジング１内に
吸込まれた外気が羽根ブレード８１の内側端８２と外側
端８３間の一方の側壁面８４に当って風向きを変えたと
き、その風向きが前記一方の側壁面８４と隣合う羽根ブ
レード８１に当たることなく外方に向かうようにしてい
る。そのため、各羽根ブレード８１の側壁面８４はこれ
に当たってはね返った外気が隣合うブレード８１に当た
ることがないような角度に設定されている。

さらに、前記各羽根ブレード８１はエンドリング７に対
し３ｏ度間隔に設けられ、中心軸Ｏを通る垂直線Ｖ及び
水平線Ｈの何れからでも対称位置となっており、従って
中心軸Ｏを中心として線対称に配置されている。

実施例の回転電機は、上記の如き構成よりなるので、シ
ャフト５の回転によって冷却扇８が第２図に示す矢印方
向に回転すると、外気が軸受ブラケット２ａ、２ｂの風
穴１０ａ、１０ｂからハウジング１内に吸込まれ、吸込
まれた外気は、第１図に矢印口にて示す如く、ファンガ
イド９ａ、９ｂに導かれることにより回転子６の冷却扇
８を経て固定子３のコイル端部４ａ側を冷却しながら通
過した後、ハウジング１の排出穴１ａ、ｌｂがら排出す
る。

その場合、外気は前記冷却扇８の通過時、各羽根ブレー
ド８１の内側端８２と外側端８３間の側壁面８４に当た
って風向きが変わるが、その際、冷却扇８の各羽根ブレ
ード８１の内側端８２の幅Ｔ１より外側端８３の幅Ｔ２
が小さく形成され、また内側端８２と外側端８３とが半
径方向の中心線Ｚを中心として対称形状に形成されてい
るので、側壁面８４に当たると、外気の風向きが該側壁
面８４を有する羽根プレート８１とこれと隣合う羽根ブ
レード８１との間の外方へ変わるので、吸込まれた外気
が積極的に換気されることとなる。このような換気作用
はシャフト５が第２図に示す矢印と逆方向に回転した場
合においても同様となる。

従って、正転時は勿論のこと逆転時においても、吸込ま
れた外気が積極的に換気されるので、通風量を増大させ
ることができ、羽根ブレード８１を大型化しなくとも５
回転子６及び固定子３の冷却効率を確実に高め得る。

しかも、各羽根ブレード８１は線対称に配置されている
ので、高い冷却効率を正転時と逆転時とで同程度に得る
ことができる。

因みに、第２図に示す実施例の羽根ブレード８１を用い
た電動機と、内側端及び外側端が夫々同じ輻をなす一般
的な羽根ブレードを用いた電動機との風速データについ
て述べる。この実験では、実施例の回転電機、一般の回
転電機の何れにも、第３図に示すようにハウジング１の
下半分の側面位置に排出穴１ａ、ｌｂを設け、また軸受
ブラケット２ａ、２ｂの下半分位置に第４図（ａ）・（
ｂ）に示す如く風穴Ａ−Ｌを夫々設け、軸受ブラケット
２ａの風穴Ａ−Ｌを通る風速と、軸受ブラケット２ｂの
風穴Ａ−Ｌを通る風速とを比較したもので、その結果を
第５図に示す。

第５図では、一般の軸受ブラケットの風穴を通る風速に
比べ、実施例の軸受ブラケット２ａ、２ｂの個々の風穴
Ａ−Ｌを通る風速が勝っていることを表し、また一般も
のの平均風速に比べ、実施例のものが軸受ブラケット２
ａ側の場合には１４３％となり、軸受ブラケット２ｂ側
の場合では１４４％の比率となることを表している。

従って、この実験によれば、羽根ブレード８１の形状及
び配置を実施例のように変えることにより、軸受ブラケ
ット２ａ、２ｂの風穴を通る風速が大きくなり、大きく
なった風速でハウジング１内の固定子３と回転子６とを
冷却することとなるので、両者３，６の冷却能力を如何
に高めることができるのか数値的にも明白である。

図示実施例では１羽根ブレード８１が台形形状をなし、
内側＠８２と外側端８３と両側壁面８４とが直線状に形
成されているので、曲線状に成形する場合に比較すると
、鋳型製作が容易となる。

第６図乃至第１１図は羽根ブレード８１の種々の変形例
を示している。

第６図は、冷却扇８の羽根ブレード８１の外側端８３を
円弧状に形成すると共に、該円弧状外側端８３の両端の
延長部が両側壁面８４と一致することにより、外側端８
３の両コーナー部に丸みをもたせている。このように、
羽根ブレード８１に丸みをもたせると、それだけ両コー
ナー部の強度をあげることができるので、羽根ブレード
８１の外側端８３の輻Ｔ２が小さくとも、羽根ブレード
８１とエンドリング７とをアルミダイカストで一体に成
形したときに生じる欠けやすい、ひび割れやすいと云う
問題を極力防ぐことができ、歩留まりを向上させること
ができる。

また第７図は１羽根ブレード８１の外側端８３のみなら
ず、内側端８２の両コーナー部も同様にして丸みをもた
せて形成しているので、内側端８２の強度をも増大させ
ることができ、第８図は、さらに両側壁面８４を円弧状
に膨比させて形成しているので、羽根ブレード８１全体
の強度を確実にあげることもできる。

第９図は、羽根ブレード８１の両側壁面８４を円弧状に
凹ませて形成し、それだけ両側壁面８４の面積が増え、
外気を取込む量及びその外気を外方にはね返す量を多く
することによって風量を増大させるようにしている。

また第１Ｏ図は、第６図と第９図を応用したものであっ
て１両側壁面８４を円弧状に凹ませると共に、外側端′
８３の両コーナー部に丸みをもたせることにより、風量
アップ並びに外側端部８の強度アップを図っている。第
１１図は第１０図のものに加え、内側端８２０両コーナ
ー部に丸みをもたせて形成し、これによって風量アップ
並びに内。

外側端８２．８３の強度アップを図っている。

上記第６図乃至第１１図の実施例によれば、羽根ブレー
ド８１の少なくとも外側端８３の両コーナー部に丸みを
もたせることにより１羽根ブレードの強度をさらに上げ
ることができ、また羽根プレート８２の両側壁面８４を
凹ませることにより、風量をさらに高めることが可能と
なる。

［発明の効果コ 以上述べたように、本発明の請求項１によれば、冷却扇
の羽根ブレードの内側端の幅より外側端の幅を小さく形
成し、かつ羽根ブレードの各々の半径方向の中心線を中
心として対称形状に形成したので１回転子が正逆方向に
回転しても、風量を増大させることができる結果、冷却
扇を大型化しなくとも、冷却効率を高め得る効果がある
。

請求項２によれば、請求項１に加え１羽根ブレードがシ
ャフトの中心軸と直交する面において回転軸を中心とし
て線対称に配置したので、高い冷却効率を正転時と逆転
時とで同程度に得ることができる結果、信頼性を高め得
る効果がある。

請求項３によれば、羽根ブレードの少なくとも内側端の
両コーナー部に丸みをもたせ、内側端の強度を増大させ
るようにしたので、外側端の幅を狭めても、成形時に欠
損などが起こることがなく、それだけ歩留まりの向上を
図ることができる効果がある。請求項４によれば、羽根
ブレートの内側端と外側端と両側壁面とを直線状に形成
したので、鋳型製作が容易となり、容易に製造できる効
果がある。請求項５によれば、各羽根ブレードの内側端
と外側端との間の両側壁面を、円弧状に凹んで形成した
ので、さらに風量増大化を図ることができると云う効果
もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転電機の一実施例を示す説明用の全
体断面図、第２図は冷却扇の各々の羽根ブレードを示す
軸方向から見た説明図、第３図は実験に用いた回転電機
を示す正面図、第４図（ａ）及び（ｂ）は第３図の左側
面図及び右側面図、第５図は第４図（ａ）における軸受
ブラケットの風穴を通る風速と第４図（ｂ）における軸
受ブラケットの風穴を通る風速とを比較した実験の測定
結果を示す説明図、第６図乃至第１１図は羽根ブレード
の種々の変形例を示す要部の説明図である。 １・・・ハウジング、２ａ、２ｂ・・・軸受ブラケット
、１０ａ、１０ｂ・・・風穴、３・・固定子、５・・・
シャフト、６・・・回転子、８・・・冷却扇、８１・・
・羽根ブレード、８２・・・内側端、８３・・・外側端
、８４・・・側壁面、Ｔ１・・・内側端の幅、Ｔ２・・
・外側端の幅、○・・・中心軸、Ｚ・・中心軸から外方
に向かう中心線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハウジングと、該ハウジング内に回転自在に支承さ
   れるシャフトと、該シャフトの外周に取付けられた回転
   子と、ハウジングの回転子と対応する位置に固定された
   固定子と、前記回転子の軸方向の端面に対し各々が軸方
   向に沿って突設され、かつ互いに放射状に配置された複
   数の羽根ブレードからなる冷却扇とを有し、 該冷却扇の羽根ブレードは各々が、シャフトの中心軸と
   直交する面において、外側端の幅を内側端の幅より小さ
   く形成すると共に、中心軸から外方に延びる半径方向の
   中心線を中心として互いに対称形状をなしていることを
   特徴とする回転電機。 ２、ハウジングと、該ハウジング内に回転自在に支承さ
   れるシャフトと、該シャフトの外周に取付けられた回転
   子と、ハウジングの回転子と対応する位置に固定された
   固定子と、前記回転子の軸方向の端面に対し各々が軸方
   向に沿って突設され、かつ互いに放射状に配置された複
   数の羽根ブレードからなる冷却扇とを有し、 該冷却扇の羽根ブレードは各々が、シャフトの中心軸と
   直交する面において、外側端の幅を内側端の幅より小さ
   く形成すると共に、シャフトの中心軸から外方に延びる
   半径方向の中心線を中心として互いに対称形状をなし、
   かつシャフトの中心軸を中心として線対称に配置されて
   いることを特徴とする回転電機。 ３、請求項１または２において、各羽根ブレード内側端
   と外側端とのうち、少なくとも外側端の両コーナー部を
   円弧状に形成していることを特徴とする回転電機。 ４、請求項１または２において、各羽根ブレードの内側
   端と外側端と両者間の両側壁面とを、直線状に形成して
   いることを特徴とする回転電機。 ５、請求項１または２において、各羽根ブレードの内側
   端と外側端との間の両側壁面を、円弧状に凹んで形成し
   ていることを特徴とする回転電機。