JP2018207644A - Totally-enclosed-fan-cooled type rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、全閉外扇形回転電機に係り、特に、外扇による冷却性能を十分に確保可能な全閉外扇形回転電機に関する。 The present invention relates to a fully-closed outer fan-shaped rotating electrical machine, and more particularly to a fully-closed outer fan-shaped rotating electrical machine that can sufficiently secure the cooling performance of the outer fan.
典型的な全閉外扇形回転電機においては、たとえば特許文献1、2に開示されているように、ロータシャフトによって外扇を回転させ、この外扇によって外気を駆動してフレーム内を冷却する。特許文献1の方法では、フレームの外表面に冷却フィンを設けてこの冷却フィンに沿って外気を流してフレームを外側から冷却する。 In a typical fully-enclosed outer fan-type rotating electrical machine, as disclosed in, for example, Patent Documents 1 and 2, an outer fan is rotated by a rotor shaft, and outside air is driven by the outer fan to cool the inside of the frame. In the method of Patent Document 1, cooling fins are provided on the outer surface of the frame, and the frame is cooled from the outside by flowing outside air along the cooling fins.
また、特許文献2の方法では、フレームに隣接する冷却器と、この冷却器を覆う冷却器カバーとを設け、フレーム内部と冷却器カバー内部とを連通させる。そして、冷却器の複数の冷却管の中に外気を流し、これによって、フレームを内側から冷却する。なお、特許文献2には、外扇の回転が不必要に高くなることによる騒音を抑制するために、ロータシャフトの回転を減速させて外扇に伝える減速機を設ける技術も開示されている。 Moreover, in the method of patent document 2, the cooler adjacent to a flame | frame and the cooler cover which covers this cooler are provided, and the flame | frame inside and a cooler cover inside are connected. And external air is poured in the several cooling pipe of a cooler, and this cools a flame | frame from an inner side. Patent Document 2 also discloses a technique of providing a speed reducer that decelerates the rotation of the rotor shaft and transmits it to the outer fan in order to suppress noise caused by unnecessarily high rotation of the outer fan.
回転電機がたとえば8極以上の多極機である場合には、ロータシャフトの回転速度が低く、ロータシャフトに外扇の回転軸を直結すると、外扇の回転速度が低すぎて回転電機の冷却が不十分になる場合がある。 If the rotating electric machine is a multi-pole machine having 8 poles or more, for example, the rotational speed of the rotor shaft is low, and if the rotating shaft of the outer fan is directly connected to the rotor shaft, the rotating speed of the outer fan is too low and the rotating electric machine is cooled. May be insufficient.
この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、全閉外扇形回転電機において、ロータシャフトの回転速度が低い場合であっても、外扇による冷却性能を十分に確保することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to ensure sufficient cooling performance by an external fan even in a case where the rotational speed of a rotor shaft is low in a fully-closed external fan-shaped rotating electrical machine. .
上記課題を解決するために、本発明に係る全閉外扇形回転電機は、ロータシャフトを備えた回転子と、前記回転子を周方向に取り囲んで配置された固定子と、前記固定子を取り囲んで前記固定子を支持する筒状のフレームと、前記回転子を回転支持する第1および第2の軸受けと、前記フレームの両端部に取り付けられて前記第1および第2の軸受けそれぞれを支持して、前記フレームとともに密閉空間を形成する第1および第2のブラケットと、前記第1の軸受けの軸方向外側で前記ロータシャフトに取り付けられた増速機と、前記第1のブラケットの軸方向外側に配置されて、前記増速機を介して前記ロータシャフトによって駆動される外扇と、前記フレームを外気によって冷却するように、前記外扇を覆って、前記外扇を通る前記外気をガイドする外扇カバーと、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a fully enclosed outer fan-shaped rotating electrical machine according to the present invention includes a rotor provided with a rotor shaft, a stator disposed so as to surround the rotor in a circumferential direction, and surrounding the stator. A cylindrical frame that supports the stator, first and second bearings that rotatably support the rotor, and attached to both ends of the frame to support the first and second bearings, respectively. The first and second brackets forming a sealed space together with the frame, the speed increasing device attached to the rotor shaft on the outer side in the axial direction of the first bearing, and on the outer side in the axial direction of the first bracket. An outer fan that is disposed and driven by the rotor shaft via the speed increaser, and covers the outer fan so as to cool the frame with the outer air, and passes the outer air through the outer fan. An outer fan cover for guiding, and having a.
この発明によれば、全閉外扇形回転電機において、ロータシャフトの回転速度が低い場合であっても、外扇の回転速度を高くして、外扇による冷却性能を十分に確保することができる。 According to the present invention, in the fully-enclosed external fan-shaped rotating electrical machine, even when the rotational speed of the rotor shaft is low, the rotational speed of the external fan can be increased to sufficiently secure the cooling performance by the external fan.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る全閉外扇形回転電機について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。 Hereinafter, with reference to the drawings, a fully enclosed outer fan-shaped rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention will be described. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の模式的縦断面図である。図2は、第1の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の増速機とその付近を拡大して示す模式的縦断面図である。図3は、図2のIII−III線矢視横断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a fully-enclosed outer fan-shaped rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing an enlargement of the speed increaser and its vicinity of the fully-enclosed fan-shaped rotating electrical machine according to the first embodiment. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
この実施形態の全閉外扇形回転電機100は、回転子10と、固定子11とを備えている。固定子11は固定子鉄心とこの固定子鉄心に巻き付けられた固定子巻線(図示せず)とを備えている。回転子10は、ロータシャフト12と、そのロータシャフト12に取り付けられた回転子鉄心13とを備えている。ロータシャフト12は、第1の軸受け14と第2の軸受け15とによって回転支持されている。この実施形態では、ロータシャフト12は水平に延びている。
The fully enclosed outer fan-shaped rotating
固定子11は、その径方向外側が円筒状のフレーム16に囲まれて、フレーム16に支持されている。フレーム16の両端は、円板状の第1のブラケット17および第2のブラケット18によって封止され、フレーム16と第1および第2のブラケット17、18とによって密閉空間が形成されている。第1のブラケット17は第1の軸受け14を支持し、第2のブラケット18は第2の軸受け15を支持している。
The outer side of the
ロータシャフト12は第1のブラケット17および第2のブラケット18を貫通して延びており、ロータシャフト12が第1のブラケット17を貫通した側の先端には増速機20を介して外扇21が取り付けられている。回転子鉄心13と第2の軸受け15の間で、ロータシャフト12に内扇22が取り付けられている。ロータシャフト12の第2の軸受け15側の先端は第2の軸受け15を貫通し、他の回転機器(図示せず)との結合のための結合フランジ23が取り付けられている。
The
この実施形態の全閉外扇形回転電機は、8極以上の多極機であって、ロータシャフト12の回転数が比較的低いものである。
The fully-enclosed fan-shaped rotating electrical machine of this embodiment is a multi-pole machine having eight or more poles, and the rotational speed of the
外扇21を取り囲むように外扇カバー24が配置されている。外扇カバー24の第1のブラケット17側端部には入口開口25が形成されている。フレーム16の外表面には軸方向および径方向に延びる複数の冷却フィン26が形成されている。外扇カバー24は、入口開口25から第2のブラケット18側に向かって延び、入口開口25から吸い込まれた外気を冷却フィン26に沿って第2のブラケット18側に導くように構成されている。
An
図2および図3に示すように、増速機20は、遊星歯車機構を構成し、一つの太陽歯車30と、複数(図示の例では4個)の遊星歯車31と、一つの内歯歯車32と、複数の遊星歯車31の回転軸の相対位置を固定する一つの遊星キャリア33とを備えている。複数の遊星歯車31は太陽歯車30を囲んで配置され、各遊星歯車31は太陽歯車30と噛み合っている。内歯歯車32は複数の遊星歯車31を囲んで配置され、各遊星歯車31は内歯歯車32と噛み合っている。太陽歯車30と内歯歯車32と遊星キャリア33とは互いに同軸である。各遊星歯車31の回転軸位置は、遊星キャリア33に固定され、太陽歯車30よりも径方向外側にある。
As shown in FIGS. 2 and 3, the speed increaser 20 constitutes a planetary gear mechanism, and includes one
遊星キャリア33はロータシャフト12に固定され、内歯歯車32は外扇21に固定され、太陽歯車30はフレーム16に対して固定されている。
The
ロータシャフト12とそれを取り囲む内歯歯車32との間に軸受50が配置され、内歯歯車32および外扇21がロータシャフト12によって回転支持されている。
A
太陽歯車30の歯数をZa、内歯歯車32の歯数をZcとすると、外扇21の回転数は、この増速機20により、ロータシャフト12の回転数に対して、(Za+Zc)/Zc倍に増速される。
Assuming that the number of teeth of the
したがって、この実施形態の全閉外扇形回転電機100が多極機であってロータシャフト12の回転数が低い場合であっても、外扇21の回転数を高め、全閉外扇形回転電機100の冷却を充分に行うことができる。
Therefore, even if the fully-enclosed outer fan-shaped rotating
複数の遊星歯車31は、ロータシャフト12の回転軸周りに、周方向に互いに等間隔で配置されている。図示の例では、4個の遊星歯車31が互いに90度間隔で配置されている。このように、複数の遊星歯車31を周方向に対称な位置に配置することにより、ロータシャフト12、増速機20、外扇21などにかかる非対称な力が軽減されるので好ましい。遊星歯車31の個数は、任意である。遊星歯車31が1個だけの場合は非対称な力がかかるという意味では好ましくないが、増速機20を構成することは可能である。
The plurality of
この実施形態では、増速機20として遊星歯車機構を用いるので、構造が簡単である。また、外扇21の回転軸の位置とロータシャフト12の回転軸の位置とを一致させることができるので、その点でも構造が簡単である。
In this embodiment, since a planetary gear mechanism is used as the
この実施形態では、内扇22を1個設けており、これにより、フレーム16内(密閉空間内)の気体を循環させ、フレーム16内の冷却を促進することができる。ただし、内扇22の数を2個以上としてもよく、また、内扇22設けないという設計も可能である。
In this embodiment, one
(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の模式的縦断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view of a fully enclosed outer fan-shaped rotating electrical machine according to the second embodiment of the present invention.
この実施形態の全閉外扇形回転電機200では、フレーム16の上方にフレーム16に隣接して冷却器40が配置されている。冷却器40は複数の冷却管41を有し、これらの冷却管41は、両端が開放され、ロータシャフト12の回転軸方向に互いに平行に延びている。冷却器40を覆う冷却器カバー42が配置されている。フレーム16の上面に複数の連通開口43が形成されている。連通開口43によって、冷却器カバー42内部で冷却管41外側の空間とフレーム16内部とが連通して密閉空間が形成されている。外扇カバー24は、入口開口25から導入された外気を外扇21に導き、さらに、冷却管41内に導く、冷却管41内を通り抜けた外気は、冷却管41の外側の気体からの熱を受け取った後に冷却管出口44から大気に放出される。
In the fully-enclosed fan-shaped rotating
図4の例では、フレーム16の外表面に冷却フィン26(図1参照)が設けられていない。ただし、フレーム16の外表面に冷却フィン26を設けてもよい。
In the example of FIG. 4, the cooling fins 26 (see FIG. 1) are not provided on the outer surface of the
この実施形態では、フレーム16に連通する冷却器カバー42内に冷却器40が設けられ、外気が冷却器40の冷却管41内を通って冷却管41での伝熱が行われる。このため、第1の実施形態に比べて伝熱面積を大きくでき、フレーム16内の冷却を効率的に行うことができる。
In this embodiment, the cooler 40 is provided in the
上記以外の構成は、第1の実施形態と同様である。したがって、第1の実施形態と同様に、ロータシャフト12の回転数が低い場合であっても、外扇21の回転数を高め、全閉外扇形回転電機100の冷却を充分に行うことができる。
The configuration other than the above is the same as that of the first embodiment. Therefore, similarly to the first embodiment, even when the rotational speed of the
(他の実施形態)
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
(Other embodiments)
As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10…回転子、 11…固定子、 12…ロータシャフト、 13…回転子鉄心、 14…第1の軸受け、 15…第2の軸受け、 16…フレーム、 17…第1のブラケット、 18…第2のブラケット、 20…増速機、 21…外扇、 22…内扇、 23…結合フランジ、 24…外扇カバー、 25…入口開口、 26…冷却フィン、 30…太陽歯車、 31…遊星歯車、 32…内歯歯車、 33…遊星キャリア、 40…冷却器、 41…冷却管、 42…冷却器カバー、 43…連通開口、 44…冷却管出口、50…軸受、 100,200…全閉外扇形回転電機
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記回転子を周方向に取り囲んで配置された固定子と、
前記固定子を取り囲んで前記固定子を支持する筒状のフレームと、
前記回転子を回転支持する第1および第2の軸受けと、
前記フレームの両端部に取り付けられて前記第1および第2の軸受けそれぞれを支持して、前記フレームとともに密閉空間を形成する第1および第2のブラケットと、
前記第1の軸受けの軸方向外側で前記ロータシャフトに取り付けられた増速機と、
前記第1のブラケットの軸方向外側に配置されて、前記増速機を介して前記ロータシャフトによって駆動される外扇と、
前記フレームを外気によって冷却するように、前記外扇を覆って、前記外扇を通る前記外気をガイドする外扇カバーと、
を有することを特徴とする全閉外扇形回転電機。 A rotor with a rotor shaft;
A stator arranged to surround the rotor in the circumferential direction;
A cylindrical frame surrounding the stator and supporting the stator;
First and second bearings for rotatingly supporting the rotor;
First and second brackets attached to both ends of the frame to support the first and second bearings and form a sealed space with the frame;
A step-up gear attached to the rotor shaft on the axially outer side of the first bearing;
An outer fan disposed on the outer side in the axial direction of the first bracket and driven by the rotor shaft via the speed increaser;
An external fan cover that covers the external fan and guides the external air passing through the external fan so as to cool the frame with external air;
A fully-enclosed outer fan-shaped rotating electrical machine characterized by comprising:
前記外扇カバーは前記冷却フィンに沿って外気が流れるように外気をガイドするように構成されていること、を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の全閉外扇形回転電機。 The frame has a plurality of cooling fins formed on the outside thereof.
The said external fan cover is comprised so that external air may flow so that external air may flow along the said cooling fin, The fully-closed external fan shape as described in any one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. Rotating electric machine.
前記冷却器を覆い、前記フレームと連通して、前記複数の冷却管の外側で前記フレームとともに前記密閉空間を形成する冷却器カバーと、
をさらに有し、
前記外扇カバーは前記複数の冷却管の中に外気を送るように構成されていること、を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の全閉外扇形回転電機。 A cooler comprising a plurality of cooling pipes arranged adjacent to the frame and open at both ends;
A cooler cover that covers the cooler, communicates with the frame, and forms the sealed space with the frame outside the plurality of cooling pipes;
Further comprising
The fully-enclosed outer fan-type rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the outer fan cover is configured to send outside air into the plurality of cooling pipes.
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JP2017109560A JP2018207644A (en) | 2017-06-01 | 2017-06-01 | Totally-enclosed-fan-cooled type rotary electric machine |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110868017A (en) * | 2019-12-06 | 2020-03-06 | 詹建辉 | Two-way clutch motor with function of self-starting heat dissipation |
-
2017
- 2017-06-01 JP JP2017109560A patent/JP2018207644A/en active Pending
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CN110868017A (en) * | 2019-12-06 | 2020-03-06 | 詹建辉 | Two-way clutch motor with function of self-starting heat dissipation |
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