JPS6216040A

JPS6216040A - 回転電機

Info

Publication number: JPS6216040A
Application number: JP15013685A
Authority: JP
Inventors: Naohito Suzuki; 鈴木　尚仁; Koji Shimamoto; 島本　紘治; Kazunori Matsubara; 松原　和紀; Fumiiku Honma; 本間　文幾; Kengo Hasegawa; 長谷川　健吾; Hayashi Nojima; 野島　林; Hideaki Eguchi; 江口　秀昭
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-07-10
Filing date: 1985-07-10
Publication date: 1987-01-24

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】〔発明の利用分野〕本発明は回転電機に係シ、特に自冷形の全閉外扇形回転
電機に関するものである。

〔発明の背景〕

回転電機は、冷却方式によシ全閉形回転電機と開放形回
転電機とに大別できる。そして、前者は後者に比べて冷
却風が回転電機内部へ侵入しないことから耐環境性に優
れるものである。

全閉形回転電機はフレーム内に設けた発熱部の熱をフレ
ームへ伝達させ、フレームを冷却して結果的に発熱部を
冷却するものである。全閉外扇形回転電機はフレームの
外側に回転軸に回りとめしたファンと、このファンをｊ
い吸気孔と排気孔を有するファンカバーとを備えている
。

（実開昭５４−２３９７３号公報、実開昭５５−１０６
４４８号公報）このような全閉外扇形回転電機はファン
で発生した冷却風を強制的にフレーム外周側へ送り冷却
性を高めるものである。

このような構成をなす回転を機の温度上昇は一般に（１
）式で求めることができる。

ここで　θ；回回転機の温度上昇（ｄｅｆ）Ｋ；定数Ｗ；発生熱量　（Ｗ）Ａ；放熱面積　（−）Ｑ；冷却風量　（め−） θ！：放熱面の温度Ｃ℃） θ２；冷却風の温度（℃）（１）式から明らかなように、例えば発生熱量が一定の
回転電機で温度上昇θをより低減するにはつぎの３つの
方法が考えられる。

ａ、放熱面積Ａの増加　ｂ、冷却風量Ｑの増加　Ｃ０放
熱面と冷却風との温度差（θ１−０２）の拡大これらの
方法についてつぎに検討する。まずａ項についてみると
、回転ｉＩ［の体格を増すことと、放熱フィンの数を増
加させることが考えられる。しかし前者は回転電機の小
形化に反し好しくない。また後者はフレームの生産性か
ら制限される所定数以上に増加することができない。つ
ぎにｂ項についてみると、ファンを大形化すること、お
よび通風面積を増加することが考えられる。しかし、前
者は自然のことながら騒音の増大となり好しくない。そ
こで後者について検討する。第≠図は全閉外扇形回転電
機の要部を示す断面図である。ここで、通風面積として
影響の大きいのはファンカバー１の吸気孔Ｂ、排気孔９
およびフレーム４に設けた放熱フィン４Ｂ間の面積であ
る。そして放熱フィン４Ｂ間の面積を増すことは放熱フ
ィン４Ｂの数を減すことになり、放熱面ｆｆ１ｔＡが城
ってしまい好しくない。また、排気孔９の面積を増すと
通風抵抗は減少するが、冷却風が放熱フィン４Ｂ間に有
効に流れず、冷却効果が向上しない。そこで、吸気孔８
０面積を増すことが有効である。

そして吸気孔８はファン２側への異物の侵入防止のため
、各々の吸気孔８の面積の増加は制限される。このため
吸気孔８の数を増加することが考えられる。ファンカバ
ー１の底部１ａにおいて、吸気孔８の数を増加すれば、
吸気孔８は円筒部１ｂ近傍まで位置することになる。こ
のような構成にすれば、排気孔９から排気された冷却風
の一部が図中矢印Ｒで示すように吸気孔８へ回帰する短
絡流が多くなる。このことは排気孔９から排気される冷
却風が増加したにも拘らず、回転電機を効率よく冷却す
ることができない。つまり、短絡流はフレーム４側で昇
温された冷却風が再度吸気孔８へ回帰するからである。

この現象は前記した０項に関連する。すなわち、放熱面
ｃフレーム４の表面）と冷却風との温度差（θ！−〇２
）が減少することは冷却風量１客Ｑが同一の場合回転電機の温度上昇を高くなる難点があ
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記欠点に鑑み、冷却効率の高力回転電
機を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は全閉外扇形回転電機において排気孔から
排気されたフレーム側の暖かい冷却風がファンカバーの
吸気孔へ流れる短絡流を抑制し、放熱面とこの放熱面に
流れる冷却風との温度差を大きくして冷却効率の高い回
転電機を構成することにある。

更に詳しく説明する。本発明は固定子と、回転軸に固定
した回転子と、固定子を回り止めして支持し回転軸を回
転自在に支持するフレームと、このフレームの外側で回
転軸に回り止めして固定したファンと、このファンを覆
いフレームに固定したファンカバーとを有する回転電機
において、ファンカバーが吸気孔と、この吸気孔から吸
い込まれファンで加圧した空気をフレームの外周側へ向
けて排出する排気孔とを有しており、ファンカバーの外
側で吸気孔に隣接し、吸気孔と排気孔との間の位置に旋
回流を生じさせるための変曲点を設けたことにある。し
たがって、変曲点部の旋回流はファンカバーの排気孔側
から吸気孔側へ流れる短絡流の抵抗を高めることになり
、短絡流の流れを抑制することができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図に基き説明する。ここ
で、１けファンカバー、２はファン、５は回転軸、４は
フレーム、５は固定子でありフレーム４の内側に回り止
めしである。６は回転子であり、固定子５の内側に位置
すると共に回転＠３に固定しである。回転軸３はフレー
ム４に軸受１０を介して回転自在に支承してあゆ、フレ
ーム３の外側にファン２を有スる。ファンカバー１はフ
ァン２を覆いフレーム４に固定される。このような′４
Ｆｙ、をなす全閉性扇形電動機は以下のような周知の動
作をする。つまり、固定子５が通電されると、回転子６
が回転し、これと共に７７ン２が回転する。ファン２の
回転によって、空気は加圧され冷却風となり、フレーム
４の外周１ｊｌｌ　４　Ａへ向けて排り孔９より排出さ
れる。この冷却風はフレーム４の外周側に設けた放熱フ
ィン４Ｂ間を通過してファン２の反対側（図中図示を省
略した側）へ流れるものと、放熱フィン４Ｂあるいは図
示しない端子箱等に衝突して放熱フィン４Ｂ間へ流れな
いものとがある。そして、特に後者の冷却風は排気孔９
側より圧力の低い吸気孔８側へ一部が回帰する短絡流を
形成するものがある。特に冷却風量を増加するため、フ
ァンカバー１の吸気孔８を増し、これら吸気孔８の少な
くとも一部を角部１Ｃ近傍まで配置したとき短絡流が増
大する。

そこで、本実施例はファンカバー１の外側で吸気孔８に
隣接しており、吸気孔８と排気孔９との間に旋回流を生
じさせるための変曲点として凹部７を設けたことにある
。

さらに詳しく説明する。ファンカバー１は第２図および
＠３図に示すように底部１ａと円筒部１ｂとからなる有
底形をなしている。そして底部１ａｌｌｃは複数個の吸
気孔８が配置１されている。旋回流を生じさせるための
変曲点としての凹部７は吸気孔８の伸びる方向で角部１
Ｃ付近に位置している。

つぎに、このような７７ノカバーを有する回転電機の作
用を説明する。第１図において、フレーム４側から吸気
孔８側へ回帰する冷却風の短絡流Ｒは排気孔９から吸気
孔８へ近づくにつれて流速が高まる。そして短絡流Ｒの
一部は吸気孔８に隣接した凹部７に近づいたとき凹部７
へ入シ込む旋回流Ｂを生じる。この旋回流Ｂは短絡流Ｒ
の吸気孔８へ向う流れを抑制する。つまり、短絡流Ｒは
旋回流Ｂの外側を囲む経路の長い短絡経路となる。した
がって、その分短絡流Ｒは通風抵抗が普くなり、吸気孔
８から吸い込まれる冷却風はこの吸気孔８と対向する側
Ｃからの分が多くなる。

このことは、フレーム４側の温度の高い冷却風の短絡流
人に比べ吸気孔８と対向する側Ｃの温度の低い冷却風が
吸気孔８から余計に吸い込まれることになる。このため
、吸気孔８から吸い込まれる冷却風の風量が同一であっ
ても放熱面（フレーム）と冷却風との温度差（θ１−θ
鵞）が大きくなり電動機の冷却効率を高めることができ
る。また、旋回流を生じせしめる凹部７はファンカバー
１の剛性を高める効果も付随的に有しており、吸気孔８
間のリブが撮動したり、共振音を発したシするのを抑制
する効果もある。

本発明の他の一実施例を第４図に基き説明する。ここで
回転電機は円筒部１ｂから外側へ突出する折り曲げ突部
１ｅと、この折シ曲げ突部１ｅと吸気孔８との間に形成
した凹部７とからなる変曲点を有するファンカバーを備
えている。

このような構成にすれば、冷却風の短絡流Ｒは排気孔９
側から吸気孔８へ向って流れるとき折り曲げ突起１ｅへ
衝突して外側へ流向させられる。つまり、短絡流Ｒは吸
気孔８から遠ざかる方向へ流れることになる。したがっ
て、吸気孔８から吸い込まれる短絡流Ｒの風量がさらに
抑制される。また、折シ曲げ突部１ｅを設けたことによ
り凹部７に生じる旋回流Ｂの旋回径はさらに大きくなυ
、短絡流Ｒの　風量抑制効果が高まる。

なお、以上説明した回転電機はファンカバー１の吸気孔
８が直線状に伸びるものについて記述したが本発明は例
えば吸気孔８を同心状に円周方向へ伸びるように配置し
てもよい。また電動機に限らず発電機知も応用できるこ
とは勿論である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明は自冷式の全閉
外扇形回転電機において、ファンカバーは吸気孔と、こ
の吸気孔から吸い込まれファンで加圧された空気をフレ
ームの外周側へ向けて排出する排気孔とを有しており、
ファンカバーの外側で吸気孔に＠接して吸気孔と排気孔
との間の位置に旋回流を生じさせるための変曲点を設け
で構成したので、ファンカバーの排気孔側から吸気孔側
へ流れる冷却風の短絡流が旋回流により抑制される。し
たがって吸気孔から吸い込まれる冷却風は温度の憂い短
絡流が減少し、温度の低いものが増加し、回転電機の冷
却効率を窩める効果がある。このため、温度上昇の低い
回転電機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

填１図は本発明の実流例を示す回転電機の部分断面図、
第２図は第１図のファンカバーを取り出して示す正面図
、第６図は第２図の下半分を切断した測量図、第４図は
本発明の他の実施例を示す回転電機の部分断面図、第５
図は従来の回転電機の部分断面図である。１・・・ファンカバー、　　２・・・７ア／、３・・・
回転軸、　　　　　４・・・フレーム、５・・・固定子
、　　　　　６・・・回転子、７・・・旋回流を生じさ
せる変曲点である凹部、８・・・吸気孔、　　　　　９
・・・排気孔、４Ａ・・・フレームの外周側、４Ｂ・・・放熱フィン。

Claims

【特許請求の範囲】

１、固定子と、回転軸に固定した回転子と、前記固定子
を回り止めして支持し前記回転軸を回転自在に支承する
フレームと、このフレームの外側で前記回転軸に固定し
たファンと、該ファンを覆い前記フレームに固定したフ
ァンカバーとからなる回転電機において、前記ファンカ
バーは吸気孔と、該吸気孔から吸い込まれ、前記ファン
で加圧された空気を前記フレームの外周側へ向けて排出
する排気孔とを有しており、前記ファンカバーの外側で
前記吸気孔に隣接して前記吸気孔と前記排気孔との間の
位置に旋回流を生じさせるための変曲点を設けたことを
特徴とする回転電機。