JPH089594A - 全閉外扇形回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単かつ安価な構成として、冷却フィンに対
するファンによる冷却効率を向上させる。 【構成】 固定子枠２２及び軸受ブラケット２３、２３
の外面にはそれぞれ冷却フィン３０、３１、３１が形成
されている。冷却フィン３１間の外面には、ファンカバ
ー３３の排気口３５ａ側に向かって固定子枠２２側に傾
斜したガイド部３６が設けられている。誘導電機２１の
運転によりファン３２が回転すると、排気経路３５に送
り出された空気は冷却フィン３１のガイド部３６に当た
って偏向され、その基底部に沿って流れるようになり、
冷却フィン３０、３１の冷却効率を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転軸に取り付けられ
たファンにより生成される風と、回転電機本体の外面に
設けられた冷却フィンとの間で熱交換を行うことによっ
て回転電機本体の放熱を行うようにした全閉外扇形回転
電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０はこの種の全閉外扇形回転電機の
断面を示している。この図１０において、回転電機本体
１は固定子枠２及び軸受ブラケット３、３から構成され
ている。固定子枠２内部には固定子鉄心４が固着され、
その固定子鉄心４には固定子巻線５が巻装されている。
軸受ブラケット３、３には、軸受６、６を介して回転軸
７が支承されており、この回転軸７には回転子導体８が
固着された回転子鉄心９が設けられている。固定子枠２
の外面には回転軸７に沿った方向に冷却フィン１０が形
成されており、軸受ブラケット３、３のそれぞれの外面
には同様の冷却フィン１１、１１が形成されている。

【０００３】回転軸７の右端部は軸受ブラケット３から
突出するように設けられており、その右端部には、冷却
用のファン１２が固定され、回転軸７と一体に回転する
ようになっている。ファンカバー１３はファン１２を覆
うように回転電機本体１に取付けられている。このファ
ンカバー１３はファン１２の吸気経路１４を形成すると
共に排気経路１５を形成している。

【０００４】上記構成の回転電機は、内部が外部と連通
していない構成であるから、その運転に伴い各種損失が
発生することにより温度が上昇するので、通風冷却系に
より放熱するようにしている。つまり、回転軸７の回転
に伴ってファン１２が回転駆動されると、外の空気は図
中に矢印Ａで示すようにファンカバー１３の吸気口１４
ａ側から吸引された後、固定子枠２の表面に沿って送風
されファンカバー１３の排気口１５ａから排出される。
一方、回転電機の運転に伴って、回転子鉄心９及び固定
子鉄心４においては鉄損が、回転子導体８及び固定子巻
線５においては銅損が発生し、軸受６においては摩擦損
が発生する。これらの損失はそれぞれ、冷却フィン１
０、１１を介して固定子枠２と軸受ブラケット３、３の
表面に送風された空気に熱を奪われ、外部に放熱され
る。従って、冷却フィン１０、１１を通じての放熱、つ
まりファン１２によって固定子枠２の表面に沿って流れ
る空気量が極めて重要となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来構成のものでは、ファン１２により排気経路
１５側に送り出される空気は、その遠心力により冷却フ
ィン１０、１１よりも外側に向けて流れようとするの
で、図１１に示すように、実際には冷却フィン１０、１
１の間を通って左側端まで到達せず、図中矢印Ｂで示す
よう途中で外側に逃げてしまうため、冷却フィン１０、
１１との間で熱交換が十分に行われなくなり、冷却フィ
ン１０、１１に対する冷却効果が低下する不具合があ
る。

【０００６】従って、このような従来構成のものにおい
ては、ファン１２による冷却フィン１０、１１に対する
十分な冷却効果を得るためには、冷却フィン１０、１１
の間を通って流れる空気量を増加させるよう、ファン１
２を大形化させたり、冷却フィン１０、１１を増やした
りする必要があるが、この場合には、モータの効率低
下、騒音増大あるいは全体の重量の増加などの不具合を
招くことになる。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ファンを大形化したり、冷却フィンを
増やしたりせずとも冷却用のファンによる冷却フィンの
冷却効率を向上させることができる全閉外扇形回転電機
を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、固定子枠の外
面及び軸受ブラケットの外面に回転軸の軸方向に沿った
冷却フィンを有する回転電機本体と、この回転電機本体
の端部と対向するように前記回転軸に取り付けられたフ
ァンと、前記回転電機本体の冷却フィンの一部と前記フ
ァンとを覆うように設けられ、そのファンの吸気経路及
び排気経路を形成するファンカバーとを具備した全閉外
扇形回転電機において、前記軸受ブラケットの冷却フィ
ン間の外周側に、ファンカバーの排気方向に向かって固
定子枠側に傾斜したガイド部が設けられていることを特
徴とする（請求項１）。

【０００９】また、軸受ブラケットの冷却フィン間に、
ガイド部より内周側であって、その冷却フィンの風流入
側に位置するように、前記ガイド部より短い補助ガイド
部を設け、この補助ガイド部は、回転軸の軸方向と平行
または、ファンカバーの排気口側に向かって、外周側へ
傾斜した状態に形成してもよい（請求項２）。

【００１０】また、軸受ブラケットの冷却フィン間のガ
イド部の断面形状を、ファン側を前縁とした翼状とし、
その翼形状を、外周側へのふくらみが内周側へのふくら
みより大きくなるように形成してもよい（請求項３）。

【００１１】この場合、ファンカバーの排気口側端部
を、冷却フィン側端部から少なくとも、軸受ブラケット
の冷却フィン間に設けた翼状ガイド部の厚さが最大とな
る位置まで延長するようにしてもよい（請求項４）。

【００１２】

【作用】請求項１記載の全閉外扇形回転電機によれば、
ファンの回転によってファンカバーの吸気経路から吸入
された空気は排気経路を介して送られるようになる。こ
の場合、軸受ブラケットの冷却フィン間のガイド部は、
排気方向に向かって固定子枠側に傾斜した状態に形成さ
れているので、ファンにより送り出された空気が、ガイ
ド部に当たったときに冷却フィンの固定子枠側へ向けら
れるようになる。

【００１３】請求項２記載の全閉外扇形回転電機の場
合、ガイド部より内周側であって、その冷却フィンの風
流入側に位置するように、前記ガイド部より短い補助ガ
イド部を設ける。この補助ガイド部は、回転軸の軸方向
と平行または、ファンカバーの排気口側に向かって、外
周側へ傾斜した状態で形成されているので、ファンによ
り送り出された空気は、補助ガイド部とガイド部によっ
て段階的に流れの方向を変えながら、冷却フィンの固定
子枠側へ向けられるようになる。

【００１４】請求項３記載の全閉外扇形回転電機の場
合、ガイド部の断面形状をファン側を前縁とした翼状と
し、その翼形状は、外周側へのふくらみが内周側より大
きくなるように形成されているので、ガイド部の外周側
表面を流れる空気は負圧となり、ガイド部とファンカバ
ーの間の空気はガイド部の外周側に吸引されるため，滑
らかに冷却フィンの固定子枠側へ流れるようになる。こ
のため、請求項４記載の全閉外扇形回転電機のようにフ
ァンカバーの排気口側端部を翼状のガイド部の厚さが最
大となる位置までとするだけで良くなる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を全閉外扇形の誘導電動機に適
用した場合の第１実施例を図１ないし図３を参照して説
明する。全体構成の縦断側面を示す図１において、回転
電機本体としての誘導電動機本体２１は、固定子枠２２
及び軸受ブラケット２３、２３から構成されている。固
定子枠２２内部には固定子鉄心２４が固着され、その固
定子鉄心２４には固定子巻線２５が巻装されている。軸
受ブラケット２３、２３には、それぞれ軸受２６、２６
を介して回転軸２７が支承されており、この回転軸２７
には回転子導体２８が固着された回転子鉄心２９が設け
られている。固定子枠２２の外面には回転軸２７に沿っ
た方向に冷却フィン３０が形成されている。また、軸受
ブラケット２３、２３のそれぞれの外面には同様の冷却
フィン３１が形成されている。

【００１６】回転軸２７の右端部２７ａは軸受ブラケッ
ト２３から突出するように設けられており、その右端部
２７ａには冷却用のファン３２が固定され、回転軸２７
と一体に回転するようになっている。ファンカバー３３
は、ファン３２を覆うようにして誘導電動機本体２１に
取付けられている。このファンカバー３３は、ファン３
２の回転中心側に吸気経路３４を形成すると共にファン
３２の外側に排気経路３５を形成している。

【００１７】さて、冷却フィン３１は、ファン３２側か
ら見ると図２で示すように放射状に突出しており、この
冷却フィン３１間の外周側に、図１及び図２で示すよう
に、ファンカバー３３の排気口３５ａ側に向かって固定
子枠２２側に傾斜したガイド部３６が設けられている。

【００１８】次に、本実施例の作用について、図３を参
照して説明する。すなわち、誘導電動機本体２１が運転
されて回転軸２７が回転すると、これに伴ってファン３
２が回転するようになる。すると、ファンカバー３３の
吸気口３４ａから吸入される空気はファン３２を介して
排気経路３５側に送り出され、冷却フィン３１のガイド
部３６に達するようになる。

【００１９】このとき、排気経路３５から送り出される
空気は、図３の矢印Ｃで示すように、冷却フィン３１の
ガイド部３６に当たると、冷却フィン３１の基部側へ偏
向されるようになる。つまり、外周側に向かうようにフ
ァン３２により送り出された空気は、冷却フィン３１の
ガイド部３６に当たって偏向されることにより、冷却フ
ィン３１の基部に沿って流れるようになり、固定子枠２
２の冷却フィン３０に達した後もその基部に沿って流れ
るようになるのである（図中矢印Ｄ）。

【００２０】従って、本実施例によれば、軸受ブラケッ
ト２３の冷却フィン３１間の外周側にファンカバー３３
の排気口３５ａ側に向かって固定子枠２２側に傾斜した
ガイド部３６を設けたので、ファン３２により送風され
る空気を冷却フィン３１の基部側に偏向させて、冷却フ
ィン３０，３１表面の流速が大きくなると共に冷却フィ
ン３０及び３１の間を長い距離に渡って流すようにでき
るので、冷却フィン３０、３１に伝達された誘導電動機
本体２１内部からの損失により発生する熱をより効率よ
く放熱できるようになり、冷却用のファン３２を大形化
や冷却フィン３０，３１の数を増加することなく、簡単
な構成で冷却フィン３０、３１の冷却効率を向上させる
ことができる。

【００２１】図４ないし図６は本発明の第２実施例を示
しており、第１実施例と同一部分には同一符号を付して
説明を省略し、異なる部分について説明する。すなわ
ち、第２実施例が第１実施例と異なるところは、第１実
施例で設けたガイド部３６に加えて、軸受ブラケット２
３の冷却フィン３１間に、ガイド部３６より内周側であ
って、その冷却フィン３１の風流入側に位置するよう
に、前記ガイド部３６より短い補助ガイド部３７を設け
たことである。この補助ガイド部３７は、回転軸２７の
軸方向と平行またはファンカバー３３の排気口３５ａ側
へ向かって外周側へ傾斜した状態で形成されている。

【００２２】このとき、排気経路３５から送り出される
空気は、図６に示すように、補助ガイド部３７にまず当
たり（図中矢印Ｅ）、この補助ガイド部３７に沿って流
れ、さらに冷却フィン３１の外周側に設けたガイド部３
６に当たることによって段階的に冷却フィンの基部側へ
偏向されるようになり（図中矢印Ｆ）、この空気は、固
定子枠２２の冷却ファン３０に達した後もその基部に沿
って流れるようになり流速も速い（図中矢印Ｇ）。ま
た、補助ガイド部３７に当たらない空気は、第１実施例
と同様直接ガイド部３６に当たって偏向されることによ
り、冷却フィン３１の基部に沿って流れるようになり、
固定子枠２２の冷却フィン３０に達した後もその基部に
沿って流れるようになる。

【００２３】従って、本実施例によれば、ファン３２に
より送風される空気は、軸受ブラケット２３の冷却フィ
ン３１間に設けた補助ガイド部３７及びガイド部３６に
よって段階的に冷却フィンの基部に向かって偏向される
ので、風損が少なく、冷却フィン３０，３１表面の流速
が大きくなると共に冷却フィン３１及び３０の間を長い
距離に渡って流れる空気量が増し、冷却フィン３０、３
１に伝達された誘導電動機本体２１内部からの損失によ
り発生する熱を、第１実施例よりさらに効率よく放熱で
きるようになる。

【００２４】図７及び図８は本発明の第３実施例を示し
ており、第１実施例と異なる部分は、軸受ブラケット２
３の冷却フィン３１間のガイド部３６の断面形状をファ
ン３２側を前縁（厚さが厚い方の先端をいう）とした翼
形状とした点である。その翼形状は外周部のふくらみが
内周部のふくらみより大きくなるように定められてい
る。なお、この実施例では内周部はふくらみを持たない
平面状に形成されている。

【００２５】この場合、ガイド部３６の外周側表面を流
れる空気は流速を増して負圧となるため、ガイド部３６
とファンカバー３３の間の隙間を流れる空気を図８に矢
印Ｈで示すように固定子枠２２側に吸引できるので、冷
却フィン３０、３１の間を流れる空気量がより増加す
る。

【００２６】従って、本実施例によれば、図８に示した
ようにガイド部３６の内周側を流れる空気は第１実施例
同様冷却フィン３１の基部側に偏向され、ガイド部３６
の外周側表面を流れる空気はガイド部３６に沿うように
流れるため、ファン３２から送られてくる空気のほとん
どが冷却フィン３０、３１の間を流れるようになる。そ
のため、冷却フィン３０、３１の間を流れる空気量が増
加し、冷却フィン３０、３１における熱交換効率を向上
することができる。

【００２７】図９は、本発明の第４実施例を示してお
り、第３実施例と異なる部分は、ファンカバー３３を、
ファンカバー３３の排気口側端部を、吸気口側端部から
少なくとも軸受ブラケット２３の冷却フィン間に設けた
翼状ガイド部３６の厚さが最大となる位置まで延長する
ように形成した点である。

【００２８】この場合、第３実施例同様ガイド部３６の
断面形状が翼状に形成されているため、ガイド部３６の
外周部を流れる空気をファンカバー３３によって冷却フ
ィン３０、３１に沿うように案内しなくても、ファンカ
バー３３とガイド部３６の間の空気はガイド部３６に沿
って流れ、ほとんどが冷却フィン３０、３１の間を固定
子枠２２側に向かって流れるので、ファンカバー３３を
短くしても第３実施例と同等の効果を得ることができ
る。

【００２９】なお、上記各実施例においては、回転電機
本体として誘導電機本体２１に適用した場合について説
明したが、これに限らず、全閉外扇形の回転電機であれ
ば適用できることはもちろんである。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の全閉外扇形回転電機によれば、以下の効果を奏する。
請求項１記載のものによれば、回転電機本体の軸受ブラ
ケットの冷却フィン間の外周側に排気方向に向かって固
定子枠側に傾斜したガイド部を設けたことにより、ファ
ンにより送風される空気を冷却フィンの固定子枠側に偏
向させることができ、これにより、固定子枠の冷却フィ
ン表面での流速が大きく且つ冷却フィンの間を長い距離
に渡って流すことができるので、冷却用のファンを大形
化することなく、ファンから送られる空気と冷却フィン
との間での熱交換効率を向上し得、回転電機本体の温度
上昇を抑制できるという優れた効果を奏する。

【００３１】請求項２記載のものによれば、回転電機本
体の軸受ブラケットの冷却フィン間に、ガイド部及び補
助ガイド部を設けたことにより、ファンにより送風され
る空気を段階的に冷却フィンの固定子枠側に偏向させる
ことができ、これにより、固定子枠の冷却フィン表面の
流速が大きく且つ冷却フィンの間を長い距離に渡って流
れる空気量が増加する。

【００３２】請求項３記載のものによれば、ガイド部の
断面形状を翼状としたことにより、ガイド部の外周側表
面を流れる空気がガイド部に沿うようになり、冷却フィ
ン表面の流速が大きく且つ冷却フィンの間を流れる空気
量が増加する。

【００３３】請求項４記載のものによれば、ガイド部の
断面形状が翼状で且つファンカバーの排気口側端部をフ
ァン側端部から、少なくとも、翼状ガイド部の厚さが最
大となる位置まで延長した形状で配設したことにより、
ガイド部の外周部を流れる空気はそのほとんどがガイド
部に沿って流れ冷却フィンの間を固定子枠側に向かって
流れるようになる。これによっても、請求項３と同様の
効果が得られると共にファンカバーの小形化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す全体構成の縦断面図

【図２】軸受ブラケットの冷却フィンをファン側から見
た図

【図３】要部を拡大して示す縦断面図

【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図５】図２相当図

【図６】図３相当図

【図７】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図８】図３相当図

【図９】本発明の第４実施例を示す図３相当図

【図１０】従来例を示す図１相当図

【図１１】図３相当図

【符号の説明】

２１は回転電機本体、２２は固定子枠、２３は軸受ブラ
ケット、２７は回転軸、３０、３１は冷却フィン、３２
は冷却用ファン（ファン）、３３はファンカバー、３４
は吸気経路、３５は排気経路、３６はガイド部、３７は
補助ガイド部である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定子枠の外面及び軸受ブラケットの外
   面に回転軸の軸方向に沿った冷却フィンを有する回転電
   機本体と、この回転電機本体の端部と対向するように前
   記回転軸に取り付けられたファンと、前記回転電機本体
   の冷却フィンの一部と前記ファンとを覆うように設けら
   れ、そのファンの吸気経路及び排気経路を形成するファ
   ンカバーとを具備した全閉外扇形回転電機において、 軸受ブラケットの冷却フィン間の外周側に、ファンカバ
   ーの排気方向に向かって固定子枠側に傾斜したガイド部
   が設けられていることを特徴とする全閉外扇形回転電
   機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の全閉外扇形回転電機にお
   いて、 軸受ブラケットの冷却フィン間に、ガイド部より内周側
   であって、その冷却フィンの風流入側に位置するよう
   に、前記ガイド部より短い補助ガイド部を設け、この補
   助ガイド部は、回転軸の軸方向と平行または、ファンカ
   バーの排気口側に向かって外周側へ傾斜した状態で形成
   されていることを特徴とする全閉外扇形回転電機。
3. 【請求項３】 請求項１記載の全閉外扇形回転電機にお
   いて、 軸受ブラケットの冷却フィン間のガイド部の断面形状を
   ファン側を前縁とした翼状とし、その翼形状は、外周側
   へのふくらみが内周側へのふくらみより大きく定められ
   ていることを特徴とする全閉外扇形回転電機。
4. 【請求項４】 請求項３記載の全閉外扇形回転電機にお
   いて、 ファンカバーの排気口側端部をファン側端部から、少な
   くとも、軸受ブラケットの冷却フィン間に設けた翼状ガ
   イド部の厚さが最大となる位置まで延長したことを特徴
   とする全閉外扇形回転電機。