JP2006230154A

JP2006230154A - 回転電機

Info

Publication number: JP2006230154A
Application number: JP2005043689A
Authority: JP
Inventors: Makoto Matsushita; 真琴松下; Keiji Ozaki; 圭史尾崎; Tadashi Matsuura; 忠松浦
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2025-02-21
Also published as: JP4643300B2

Abstract

【課題】機内を汚損することなく冷却性が良く大きい出力の得られるアウターロータ形の回転電機を提供する。
【解決手段】中空軸５の周囲に固着された固定子（２，３）と、中空軸５に支持され固定子（２，３）を囲繞して回転する回転子（９，１０，４，４ａ）とを備えたアウターロータ形の回転電機において、中空軸５の端部に設けられ中空軸５内に冷却風１３を通流させるブロア１１を備えている構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレベータの巻上機等に使用されるアウターロータ形の回転電機に関する。

エレベータの巻上機等に使用される従来のアウターロータ形の回転電機は、図１５に示すように、円管状の中空軸５に固着され巻線３を有する固定子鉄心２と、中空軸５に軸受６，７を介して回転自在に取り付けられた円板状のブラケット９，１０と、ブラケット９，１０の外縁に固着され固定子鉄心２の外周を覆う円筒状の回転子胴４とを備えている。回転子胴４の内側には磁極４ａが取り付けられ、磁極４ａの内周面と固定子鉄心２の外周面との間には空隙８が存在する。巻上機として使用する場合には、回転子胴４の外周面にトラクションワイヤが巻回され、回転子胴４の回転によってトラクションワイヤを巻取りあるいは延伸させる。

図１５に示した構成の従来のアウターロータ形の回転電機は、稼動されることによって固定子鉄心２、巻線３、磁極４ａおよび回転子胴４が発熱する。固定子鉄心２と巻線３の発熱は主に中空軸５を介して冷却されるが、冷却性が十分でなく、従来の回転電機は形格の割に出力が小さいという問題がある。下記特許文献１には、固定子鉄心や巻線の冷却性を向上するために中空軸に設けた孔から機内に冷却風を取り込む構成とした回転電機が開示されている。しかしこの構成は機内が汚損されるという問題がある。
特開平５−３４４６８０号公報

そこで本発明は、機内を汚損することなく冷却性が良く大きい出力の得られるアウターロータ形の回転電機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１の発明は、中空軸の周囲に固着された固定子と、前記中空軸に支持され前記固定子を囲繞して回転する回転子とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記中空軸の端部に設けられ前記中空軸内に冷却風を通流させるブロアを備えている構成とする。

また請求項１０の発明は、中空軸の周囲に固着された固定子と、前記中空軸に支持され前記固定子を囲繞して回転する回転子とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記中空軸の内側の前記固定子に対応する位置に設けられた冷却フィンを備えている構成とする。

本発明によれば、機内を汚損することなく冷却性が良く大きい出力の得られるアウターロータ形の回転電機を提供することができる。

以下、本発明の第１乃至第１４の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の回転電機は、図１に示すように、円管状の中空軸５に固着され巻線３を有する固定子鉄心２と、中空軸５に軸受６，７を介して回転自在に取り付けられた円板状のブラケット９，１０と、ブラケット９，１０の外縁に固着され内側に磁極４ａを備えて固定子鉄心２の外周を覆う円筒状の回転子胴４と、中空軸５の端部にフランジ１２を介して取り付けられたブロア１１とを備えている。固定子鉄心２と巻線３が固定子を構成し、ブラケット９，１０と回転子胴４と磁極４ａが回転子を構成する。ブロア１１はアキシャルファンからなり、中空軸５内に冷却風１３を通流させる。

本実施の形態の回転電機は、冷却風１３によって中空軸５が十分に冷却され、中空軸５に発熱を伝達する固定子鉄心２および巻線３、あるいはさらに磁極４ａおよび回転子胴４の冷却性が向上する。したがって機内を汚損することなく冷却性が良く大きい出力の得られるアウターロータ形の回転電機を提供することができる。

なお図１はブロア１１によって形成される冷却風１３が中空軸５内に押し込まれる構成を示したが、冷却風１３は中空軸５から吸い出される構成であってもよい。またブロア１１を中空軸５の両端に設けた構成であってもよい。

（第２の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図２に示すように、中空軸５の端部に取り付けられたフランジ１２を介して中空軸５内にブロア１１が設けられている構成である。その他の構成は図１に示した第１の実施の形態と同じである。

本実施の形態の回転電機は第１の実施の形態の回転電機と同様の作用効果を生じるほかに、軸方向サイズを増大させることなく冷却性を改善したアウターロータ形の回転電機を提供することができる。

（第３の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図３に示すように、中空軸５のブロア１１を設けた軸端の反対側の軸端にブラケット９の外縁まで覆う浅皿状の導風カバー１９を取り付けた構成である。その他の構成は図１に示した第１の実施の形態と同じである。

本実施の形態の回転電機は第１の実施の形態の回転電機と同様の作用効果を生じるほかに、ブロア１１によって中空軸５に送り込まれた冷却風１３によってブラケット９と回転子胴４を冷却し、さらに冷却性の良い回転電機が得られる。

（第４の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図４に示すように、中空軸５の端部に取り付けられたフランジ１２に風洞１２ａを介してラジアルファン１１ａが取り付けられている。その他の構成は図１に示した第１の実施の形態と同じである。

本実施の形態の回転電機は第１の実施の形態の回転電機と同様の作用効果を生じるほかに、設置場所の制約によってアキシャルファンでは十分な冷却風１３が得られない場合に十分な吸排気スペースを確保することができる。

（第５の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図５に示すように、中空軸５の軸端にＬ字形の架台１４を取り付け、架台１４に脚１５を介してブロア１１を載置している。その他の構成は図１に示した第１の実施の形態と同じである。

本実施の形態の回転電機は第１の実施の形態の回転電機と同様の作用効果を生じるほかに、ブロア１１の重量を架台１４で受けているので、低振動のアウターロータ形の回転電機が得られる。

（第６の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は図６に示すように、中空軸５の軸端外方に独立して設けられた架台１４ａと、架台１４ａの上に脚１５を介して載置されたブロア１１を備えている。その他の構成は図１に示した第１の実施の形態と同じである。
本実施の形態の回転電機は第１の実施の形態の回転電機と同様の作用効果を生じるほかに、回転電機の稼動状況によってブロア１１の使用を選択することができる。

（第７の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は図７に示すように、中空軸５の軸端外方に設けられた架台１４ａと、架台１４ａの上に脚１５を介して載置されたブロア１１と、中空軸５の両端を支持するスタンド１６，１７、および架台１４ａとスタンド１６，１７を載置するベッド１８を備えている。その他の構成は図１に示した第１の実施の形態と同じである。

本実施の形態の回転電機は第１の実施の形態の回転電機と同様の作用効果を生じるほかに、低振動の回転電機が得られるとともに回転電機の稼動状況によってブロア１１の使用を選択することができる。

（第８の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図８に示すように、中空軸５の両端部を支持するスタンド１６，１７を載置するベッド１８上において回転子胴４の側方にブロア１１を設けた構成である。
本実施の形態によれば、回転子胴４、磁極４ａ、ブラケット９，１０、および軸受６，７が特によく冷却されるとともに、低振動のアウターロータ形の回転電機が得られる。

（第９の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は図９に示すように、中空軸５の両端部を支持するスタンド１６，１７を載置するベッド１８上において回転子胴４の外側を覆って設けたカバー２０の頂部にブロア１１を設けた構成である。
本実施の形態によれば、回転子胴４の全周および全ての磁極４ａがよく冷却されるアウターロータ形の回転電機が得られる。

（第１０の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は図１０に示すように、中空軸５の中の固定子鉄心２に対応する位置に長方形板状の複数のフィン２１を軸方向に沿って設けた構成である。
本実施の形態の回転電機は、中空軸５に発熱を伝達する固定子鉄心２および巻線３、あるいはさらに磁極４ａおよび回転子胴４の冷却性が向上する。したがって機内を汚損することなく冷却性が良く大きい出力の得られるアウターロータ形の回転電機を提供することができる。

（第１１の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図１１に示すように、内側に複数のフィン２１を有する筒状体２２を中空軸５の内部の固定子鉄心２に対応する位置に取り付けた構成である。
本実施の形態の回転電機は第１０の実施の形態の回転電機と同様の作用効果を生じるほかに、フィン２１の製作性と取付作業性が向上する。またフィン２１と筒状体２２をアルミニウム等の伝熱性の良い材料で構成することができ、冷却性が向上する。

（第１２の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図１２に示すように、内側に複数のフィン２１を有する筒状体２２を中空軸５の内側の固定子鉄心２に対応する位置に嵌着し、ボルト２３で固定した構成である。

本実施の形態の回転電機は第１１の実施の形態の回転電機と同様の作用効果を生じるほかに、中空軸５と筒状体２２の間の伝熱性が向上するとともにフィン２１および筒状体２２の脱落を防ぐことができる。

（第１３の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図１３に示すように、内側に複数のフィン２１を有する筒状体２２を中空軸５の内側の固定子鉄心２に対応する位置に嵌着し、筒状体２２と中空軸５の間の隙間に合成樹脂等からなる伝熱材２４を充填した構成である。

（第１４の実施の形態）
本実施の形態の回転電機は、図１４に示すように、内側に複数のフィン２１を有する２個の弧状体２５を中空軸５の内側の固定子鉄心２に対応する位置に嵌着し、ターンバックルのような拡張部材２６を用いて中空軸５の内壁に圧接した構成である。

以上、本発明の１４の実施の形態を説明したが、第１乃至第９のいずれかの実施の形態の構成と第１０乃至第１４のいずれかの実施の形態の構成を組合せた実施の形態も可能である。

本発明の第１の実施の形態の回転電機の立断面上半および正面下半を示す図。本発明の第２の実施の形態の回転電機の立断面上半および正面下半を示す図。本発明の第３の実施の形態の回転電機の立断面上半および正面下半を示す図。本発明の第４の実施の形態の回転電機の立断面上半および正面下半を示す図。本発明の第５の実施の形態の回転電機の立断面上半および正面下半を示す図。本発明の第６の実施の形態の回転電機の立断面上半および正面下半を示す図。本発明の第７の実施の形態の回転電機の立断面上半および正面下半を示す図。本発明の第８の実施の形態の回転電機を示し、（ａ）は立断面上半および正面下半を示す図、（ｂ）は（ａ）の右側面図。本発明の第９の実施の形態の回転電機を示し、（ａ）は立断面上半および正面下半を示す図、（ｂ）は（ａ）の右側面図。本発明の第１０の実施の形態の回転電機を示し、（ａ）は立断面上半および正面下半を示す図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図。本発明の第１１の実施の形態の回転電機を示し、（ａ）は立断面上半および正面下半を示す図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図。本発明の第１２の実施の形態の回転電機を示し、（ａ）は立断面上半および正面下半を示す図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図。本発明の第１３の実施の形態の回転電機を示し、（ａ）は立断面上半および正面下半を示す図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図。本発明の第１４の実施の形態の回転電機を示し、（ａ）は立断面上半および正面下半を示す図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図。従来の回転電機の立断面上半および正面下半を示す図。

符号の説明

２…固定子鉄心、３…巻線、４…回転子胴、４ａ…磁極、５…中空軸、６，７…軸受、８…空隙、９，１０…ブラケット、１１…ブロア、１１ａ…ラジアルファン、１２…フランジ、１２ａ…風洞、１３…冷却風、１４，１４ａ…架台、１５…脚、１６，１７…スタンド、１８…ベッド、１９…導風カバー、２０…カバー、２１…フィン、２２…筒状体、２３…ボルト、２４…伝熱材、２５…弧状体、２６…拡張部材。

Claims

中空軸の周囲に固着された固定子と、前記中空軸に支持され前記固定子を囲繞して回転する回転子とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記中空軸の端部に設けられ前記中空軸内に冷却風を通流させるブロアを備えていることを特徴とする回転電機。
前記ブロアは、前記中空軸の端面に取り付けられたフランジを介して前記中空軸内に設けられていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
前記中空軸から流出した冷却風を回転子の側面から外周へ導く導風カバーを備えていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
前記ブロアはラジアルファンであり、前記ラジアルファンの回転中心軸は前記中空軸の中心線と直交していることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
前記ブロアは、前記中空軸の端部に取り付けられた架台上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
前記ブロアは、前記中空軸の軸端外方下部に設置された架台上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
前記架台は、前記中空軸の両端部を支持するスタンドが立設されるベッド上に設けられていることを特徴とする請求項６記載の回転電機。
中空軸の周囲に固着された固定子と、前記中空軸に支持され前記固定子を囲繞して回転する回転子とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記回転子の側方に設けられ前記回転子の周面に冷却風を吹き付けるブロアを備えていることを特徴とする回転電機。
中空軸の周囲に固着された固定子と、前記中空軸に支持され前記固定子を囲繞して回転する回転子とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記回転子を取り囲むカバーの頂部に設けられ前記回転子の周面に冷却風を吹き付けるブロアを備えていることを特徴とする回転電機。
中空軸の周囲に固着された固定子と、前記中空軸に支持され前記固定子を囲繞して回転する回転子とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記中空軸の内側の前記固定子に対応する位置に設けられた冷却フィンを備えていることを特徴とする回転電機。
前記冷却フィンは、前記中空軸の内側に嵌着される筒状体の内側に形成されていることを特徴とする請求項１０記載の回転電機。
前記筒状体は前記中空軸にボルトによって固着されていることを特徴とする請求項１１記載の回転電機。
前記筒状体の外周面と前記中空軸の内壁との間に伝熱材が充填されていることを特徴とする請求項１１記載の回転電機。
前記冷却フィンは弧状体の内側に形成されており、前記弧状体の複数が拡張部材によって中空軸内壁に押し付けられていることを特徴とする請求項１０記載の回転電機。