JP2006296006A - 電動機の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動機本体の冷却の改善を図ると共に、負荷装置からの熱の伝達や放熱を防ぎ、電動機へ伝わらないようにする電動機の冷却装置を提供する。
【解決手段】 内部に高温媒体を収納する負荷機械に取り付けられ、高温媒体を撹拌するファンインペラを回転させる電動機の冷却装置において、負荷機械と電動機との間の電動機軸に取り付けられた冷却ファンと、冷却ファンと負荷機械との間に設置され、負荷機械に取り付けられる中間取付座と、を備え、中間取付座の冷却ファン外円周部位置に保護壁を形成したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば、リフロー炉装置など電動機の負荷機械として高温部を有する負荷機械に取り付けられる電動機の冷却装置に関するものである。

リフロー炉装置など高温部を有する負荷機械（以下、負荷装置という。）に取り付けられる電動機として、電動機の回転軸に冷却風を流通する導通穴を形成し、回転軸が回転することにより、冷却風を導通穴内で流通させて、電動機の回転軸を支持する軸受を冷却するものがある（例えば、特許文献１参照）。

実開平３−９７３６３号公報（２頁２行−６行、第１図）

この電動機によれば、回転軸の回転に伴い、この回転軸に取り付けられる冷却ファンが回転されて、冷却風が発生する結果、電動機が冷却される。この際、この冷却風の発生と共に、回転軸に形成された導風穴の導入口から排出口に向う冷却風が、冷却ファンにより発生する。この結果、冷却風により回転軸が冷却されるのに伴って、軸受が冷却される。なお、負荷装置内には、回転軸の先端部に熱風ファンが取り付けられており、この熱風ファンが回転することにより、負荷装置内の媒体を攪拌、循環する。これにより、負荷装置内の媒体の温度が均一化され一定の温度を維持することにより、必要とする任意の温度に保つことができる。

従来の電動機の冷却装置は、上記のように、負荷装置内に位置する回転軸の先端部には、負荷装置内の加熱部材により温められた高温の空気を撹拌させる熱風ファンが回転軸と一体的に回転するように取り付けられている。即ち、熱風ファンが回転することにより、熱風が負荷装置内に起きるような構造になっている。このため、高温の熱が熱風ファンから回転軸を介して電動機の本体に伝達される。また、負荷装置からの高温の熱は、負荷側ブラケットから電動機のフレーム、軸受、電動機の内部へと電動機の本体に伝達される。

このように、負荷装置からの高温の熱が、回転軸を介して電動機の本体側に伝達するため、負荷側ブラケットのハウジング部に嵌合された軸受の温度が上昇し、損傷したり、著しく寿命を短くすると言う問題があった。

また、負荷装置からの高温の熱が、負荷装置内から負荷側ブラケットを介して電動機へ伝達し、電動機本体のフレーム及びその空間を介して電動機コイルへと伝達するため、コイル温度が上昇し、その許容温度を超え、コイルが損傷したり、コイルの寿命が短くなると言う問題があった。

さらに、電動機の構造が全閉形であることより、負荷装置からの伝達された熱を外部に放熱するためには、電動機のフレームに伝達してから、外部に放熱することになるため放熱効果が少ないと言う問題点があった。

この発明は、上記のような従来の電動機の冷却装置の問題点を解消するためになされたもので、電動機本体の冷却の改善を図ると共に、負荷装置からの熱の伝達や放熱を防ぎ、電動機へ伝わらないようにする電動機の冷却装置を提供することを目的とする。

この発明に係る電動機の冷却装置は、内部に高温媒体を収納する負荷機械に取り付けられ、上記高温媒体を撹拌するファンインペラを回転させる電動機の冷却装置において、上記負荷機械と上記電動機との間の上記電動機軸に取り付けられた冷却ファンと、上記冷却ファンと上記負荷機械との間に設置され、上記負荷機械に取り付けられる中間取付座と、を備え、上記中間取付座の上記冷却ファン外円周部位置に保護壁を形成したものである。

この発明によれば、電動機軸上の電動機と中間取付座との間に冷却ファンを設けることにより、負荷装置から電動機へ電動機軸を伝わってくる伝達熱を冷却ファンにより、遮蔽することができ、さらに外部へ放熱し、電動機へ伝達する熱を抑える効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係わる電動機の冷却装置の一部断面正面図である。この図１において、電動機のフレーム１と、反負荷側ブラケット２、負荷側ブラケット３並びに電動機本体から負荷側に伸びた電動機軸４で電動機が構成されている。電動機本体から負荷側に伸びた電動機軸４の先端には、相手機械となる高温部を有する負荷装置（図示せず）内の媒体を撹拌する撹拌用ファンインペラ７が取り付けられており、取付座６によって囲まれた負荷装置内の空間８には、高温の気体または高温の液体が収納されている。

負荷側ブラケット３のハウジング部に収められているベアリング９は、電動機軸４に挿入されている。また、電動機のフレーム１内には固定子鉄心１０が装着され、その固定子鉄心１０には電動機の固定子コイル１１が挿入されている。

電動機のフレーム１には風穴１ａが形成されており、負荷側ブラケット３には風穴３ａが形成されている。冷却ファン１２は電動機の出力軸先端と電動機本体間の電動機出力軸上に設けられており、電動機本体と負荷装置間には鋳物や鋼板の鉄材からなる中間取付座１３が設けられている。なお、中間取付座１３には、冷却ファン１２の保護作用として機能する保護壁１３ａを有しており、この保護壁１３ａは冷却ファン１２の半径方向の外円周部を覆うように配置されている。負荷側ブラケット３は取り付けボルト５により、中間取付座１３に固定されている。中間取付座１３は取り付けボルト１４により、負荷装置の取付座６に固定されており、中間取付座１３の負荷装置への取り付け部には、冷却ファン１２からの冷却風の流れを案内する傾斜部１３ｂが形成されている。なお、図２は、図１の矢視Ａ、矢視Ｂから見た図で、矢視Ａは負荷装置から見た電動機の中間取付座１３の形状を表す図であり、矢視Ｂは冷却ファン１２を電動機軸４の軸方向と平行する方向から見た図である。

実施の形態１による電動機の冷却装置は上記のように構成されており、次に動作並びに作用について説明する。
図３は、図１の装置において、負荷装置からの熱伝達、及び電動機の冷却風の流れを図示化したものである。実線の矢印は負荷装置から中間取付座１３を介して電動機への熱伝達の流れを表し、また、冷却ファン１２による冷却風の流れを表している。また、破線矢印は冷却ファン１２により、電動機から冷却ファン１２を介して、中間取付座１３への冷却風の流れを表している。

図１〜図３において、電動機から負荷装置へ伸びた電動機軸４の回転により、電動機軸４上に設けられた冷却ファン１２も回転する。これにより、電動機のフレームの風穴１ａより電動機内部へ冷却風が吸い込まれる。吸い込まれた冷却風は負荷側ブラケット３の風穴３ａを通り、外部へ放出される。また、中間取付座１３により冷却ファン１２の取り付け空間を確保し、中間取付座の保護壁１３ａにより、冷却風を整流して外部へ放出される。

以上のように実施の形態１によれば、電動機軸４上の電動機と中間取付座１３との間に冷却ファン１２を設けることにより、負荷装置から電動機へ電動機軸４を伝わってくる伝達熱を冷却ファン１２により、遮蔽することができ、さらに外部へ放熱し、電動機へ伝達する熱を抑える効果がある。

また、中間取付座１３を設けることにより、負荷側ブラケット３を負荷装置からの直接的熱伝達を防ぐと共に、冷却ファン１２を保護することができる。さらに、中間取付座１３に保護壁１３ａを設けることにより、冷却風の整流ができると共に、中間取付座１３の強度を確保することもでき、更に、中間取付座１３の放熱面積を増やすことができる。

なお、中間取付座１３の保護壁１３ａを設けることにより、冷却ファン１２への指入れ防止にもつながり、回転物に対する事故を軽減することができる。

また、電動機のフレーム１に風穴１ａを設けることにより、電動機内部に冷却風を取り込むことができ、固定子鉄心１０と固定子コイル１１を冷却することができ、負荷側ブラケット３に風穴３ａを設けることにより、電動機内部に取り込まれた冷却風を電動機外部へ取り出すことができる。これにより固定子コイル１１とベアリング９で発生した熱を冷却することができる。

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２に係わる電動機の冷却装置の一部断面正面図である。この実施の形態２は、中間取付座４０に形成された保護壁４０ａの形状を変化させることにより、冷却風の整流作用を高めたものである。即ち、保護壁４０ａを電動機軸４方向に多段形状にして、保護壁４０ａ相互間に隙間を形成し、冷却風を整流して外部へ放出できる構成にしたものである。なお、その他の構成については実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。

図５は、図４の矢視Ｃ、矢視Ｄからみた図を示すもので、矢視Ｃは負荷装置から見た電動機の中間取付座４０の形状を表す図であり、矢視Ｄは冷却ファン１２を電動機軸４の軸方向と平行する方向から図である。

図６は、この発明の実施形態２である図４の構造において、負荷装置からの熱伝達、及び電動機の冷却風の流れを図示化したものである。実線の矢印は負荷装置から中間取付座４０を介して電動機への熱伝達の流れを表し、また、冷却ファン１２による冷却風の流れを表している。破線矢印は冷却ファン１２により、電動機から冷却ファン１２を介して、中間取付座４０への冷却風の流れを表している。

実施の形態２による電動機の冷却装置は上記のように構成されており、次に、動作並びに作用について説明する。
図４〜図６において、電動機から負荷装置へ伸びた電動機軸４の回転により、電動機軸４上に設けられた冷却ファン１２も回転する。これにより、電動機のフレームの風穴１ａより電動機内部へ冷却風が吸い込まれる。吸い込まれた冷却風は負荷側ブラケット３の風穴３ａを通り、外部へ放出される。また、中間取付座４０により冷却ファン１２の取り付け空間を確保し、中間取付座４０の保護壁４０ａにより、冷却風を整流して、外部へ放出される。

以上のように実施の形態２によれば、実施の形態１の効果に加え、中間取付座４０に形成された保護壁４０ａの形状を電動機軸４方向に多段形状にして、保護壁４０ａ相互間に隙間を形成する構成にしたので、冷却ファン１２の冷却風を整流して外部へ放出できる効果を高めるものである。

なお、上記各実施の形態では、中間取付座の材質を鋳物や鋼板の鉄材としているが、アルミやその他の軽合金にすることにより、熱伝達性の高い材料にすると共に、装置の軽量化を図ることも可能であり、また、熱伝達性の低い材料にすることにより、中間取付座１３の熱伝達を防ぎ、電動機軸４の熱伝達のみにすることも可能となる。

この発明に係る電動機の冷却装置は、高温部を有する負荷機械に取り付けられる電動機において、高温部を有する負荷機械から電動機への熱の伝達や放熱を防ぐことができ、産業上の利用可能性は大きいものがある。

この発明の実施形態１に係わる電動機の冷却装置を示す図である。 図１の矢視Ａおよび矢視Ｂより見た図である。 この発明の実施形態１に係わる電動機の冷却装置における熱伝達の流れ、及び冷却風の流れを示した図である。 この発明の実施形態２に係わる電動機の冷却装置を示す図である。 図４の矢視Ｃおよび矢視Ｄより見た図である。 この発明の実施形態２に係わる電動機の冷却装置における熱伝達の流れ、及び冷却風の流れを示した図である。

符号の説明

１ 電動機のフレーム
１ａ 電動機のフレームの風穴
２ 反負荷側ブラケット
３ 負荷側ブラケット
３ａ 風穴
４ 電動機軸
５ 取付けボルト
６ 負荷装置の取付座
７ ファンインペラ
８ 負荷装置内の空間
９ ベアリング
１０ 固定子鉄心
１１ 固定子コイル
１２ 冷却ファン
１３、４０ 中間取付座
１３ａ、４０ａ 保護壁
１４ 取付けボルト

Claims (3)

1. 内部に高温媒体を収納する負荷機械に取り付けられ、上記高温媒体を撹拌するファンインペラを回転させる電動機の冷却装置において、
   上記負荷機械と上記電動機との間の上記電動機軸に取り付けられた冷却ファンと、
   上記冷却ファンと上記負荷機械との間に設置され、上記負荷機械に取り付けられる中間取付座と、を備え、
   上記中間取付座の上記冷却ファン外円周部位置に保護壁を形成したことを特徴とする電動機の冷却装置。
2. 上記保護壁を上記電動機軸方向に多段形状にすると共に、上記保護壁相互間に隙間を形成したことを特徴とする請求項１記載の電動機の冷却装置。
3. 上記中間取付座の上記負荷機械への取り付け部に、上記冷却ファンからの冷却風の流れを案内する傾斜部を形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動機の冷却装置。

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