(57)【要約】【課題】固定子と回転子との効果的な冷却を圧縮空気の流通構造だけで実現できるようにする。【解決手段】圧縮空気を、フレーム部４に設けた空気吹込部１２から、固定子６とフレーム部４との間に設けた空気通路１１、固定子６と回転子１６との間の空隙１７を通して、フレーム部４の空気吹込部１２側に設けた空気排出口１４と、軸受ブラケット部５に設けた空気排出口１５から排出することにより、固定子６と回転子１６との冷却をするもので、圧縮空気の流通構造だけで、固定子６と回転子１６との効果的な冷却をすることができるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子を取付けたフレーム部に設けられた空気吹込部と、
この空気吹込部に連通させて前記固定子と前記フレーム部との間に設けられた空気通路と、
前記空気吹込部側に位置して、回転軸を支承した軸受ブラケット部と、前記フレーム部とに、それぞれ設けられた空気排出口とを具備し、
圧縮空気を前記空気吹込部から前記空気通路、前記固定子と回転子との間の空隙を通して前記空気排出口から排出することにより、前記固定子と回転子との冷却をするようにしたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
空気排出口を、軸受ブラケット部とフレーム部とにそれぞれ設けるのに代えて、軸受ブラケット部にのみ設けたことを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
空気排出口を、軸受ブラケット部とフレーム部とにそれぞれ設けるのに代えて、フレーム部にのみ設けたことを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項４】
空気通路を、フレーム部の、固定子嵌入用の逃げ部による隙間で形成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の回転電機。
【請求項５】
フレーム部の、固定子嵌入用の逃げ部が、固定子の鉄心板の結合部に対するものであることを特徴とする請求項４記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部の冷却を圧縮空気によって行う回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転電機においては、運転による内部の温度上昇による性能の低下を避けるべく冷却を行うようになっており、中でも、その冷却を圧縮空気によって行うようにしたものが供されている。このものは、具体的には、回転軸を支承した軸方向両側の軸受ブラケット部のうち、一方側の軸受ブラケット部に空気吹込部を設け、他方側の軸受ブラケット部に空気排出口を設けた構成で、圧縮空気を上記空気吹込部から吹き込んで、固定子と回転子との間の空隙を通し、上記空気排出口から排出することにより、固定子と回転子との冷却をするようになっている。
【特許文献１】特開２００７−３２５３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のものによると、回転電機の内部に吹き込まれた圧縮空気の通路が固定子と回転子との間の空隙に限られるため、固定子と回転子に対する冷却効果に乏しく、特に固定子に対する冷却効果に乏しい。このため、固定子に対しては、それを囲繞したフレーム部の固定子と接する面の部分に冷却水通路を螺旋状に設け、この冷却水通路に冷却水を通すことで固定子の冷却をするようになっている。
よって、上述のものでは、固定子と回転子との効果的な冷却をするのに、圧縮空気の流通構造だけでなく、冷却水の流通構造まで必要で、設備が大掛かりとなり、又、水漏れを発生しない厳重な水封構造を必要とするなどで、コスト高となっていた。
【０００４】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、固定子と回転子との効果的な冷却を圧縮空気の流通構造だけで実現できて、コストの低減化を達成できる回転電機を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の回転電機においては、固定子を取付けたフレーム部に設けられた空気吹込部と、この空気吹込部に連通させて前記固定子と前記フレームとの間に設けられた空気通路と、前記空気吹込部側に位置して、回転軸を支承した軸受ブラケット部と、前記フレーム部とに、それぞれ設けられた空気排出口とを具備し、圧縮空気を前記空気吹込部から前記空気通路、前記固定子と回転子との間の空隙を通して前記空気排出口から排出することにより、前記固定子と回転子との冷却をするようにしたことを特徴とする（請求項１の発明）。
【０００６】
この場合、空気排出口は、軸受ブラケット部のみ、又はフレーム部のみに設けるようにしても良い（請求項２、３の発明）。
【発明の効果】
【０００７】
上記手段によれば、圧縮空気を空気吹込部から空気通路、固定子と回転子との間の空隙を通して空気排出口から排出する圧縮空気の流通構造だけで、固定子と回転子との効果的な冷却をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の第１実施例（第１の実施形態）につき、図１ないし図３を参照して説明する。
まず、図１には、回転電機の外殻１の全部を示しており、この外殻１は、ケース２と、これに結合した軸受ブラケット３とから成っている。又、ケース２は、円筒状のフレーム部４と、これと一体に形成した軸受ブラケット部５とから成っている。軸受ブラケット部５は、フレーム部４の軸方向の一方側の開口部を閉塞する端蓋であり、それに対して、前記軸受ブラケット３は、フレーム部４の軸方向の他方側の開口部を閉塞する端蓋であって、軸受ブラケット部５と対を成す軸受ブラケット部である。
【０００９】
フレーム部４の内周には、固定子６を圧入して固定状態に設けている。この固定子６は、鉄心７と、これに装設したコイル８とから成っている。鉄心７は、詳細には、図２に示す鉄心板９を多数積層して成るもので、その鉄心板９は、珪素鋼鈑から、周囲の均等間隔を置いた複数箇所（この場合、４箇所）に突出部９ａを有する円盤状に型抜きして成るものであり、積層後、その各突出部９ａに結合部材であるボルト１０をそれぞれ挿通して図示しないナットとの間で締め付け結合している。従って、この場合、鉄心板９の突出部９ａは鉄心板９の結合部であり、結合部材挿通部でもある。
【００１０】
これに対して、フレーム部４の内周部は、鉄心７の外形とほゞ同じ形状としており、但し、上記鉄心板９の突出部９ａが嵌入する部分は、いずれもその嵌入用の逃げ部として突出部９ａよりやゝ大きく形成しており、それによって、鉄心板９の突出部９ａとフレーム部４との間には隙間が残り、この隙間でもって、固定子６とフレーム部４との間に空気通路１１を形成している。
【００１１】
又、フレーム部４には、図１に示すように、前記軸受ブラケット部５側に空気吹込部１２を設けている。この空気吹込部１２は、詳細には、図２に示すように、フレーム部４の周方向のうちの上記空気通路１１と対応する箇所にそれぞれ設けており、この場合、Ｌ字状の管継手から成っていて、その一端部１２ａをフレーム部４に挿着して空気通路１１に連通させ、他端部１２ｂにはパイプ１３を接続して、図示しないコンプレッサ等の圧縮空気供給源から圧縮空気が供給されるようにしている。
【００１２】
そして又、フレーム部４の上記空気吹込部１２側には、図１に示すように、空気排出口１４を形成しており、この空気排出口１４は、特に空気吹込部１２よりフレーム部４の軸方向の外側であって、且つ、前記固定子６の鉄心７より外側に位置したコイル８の端部、すなわち、コイルエンド８ａと対応する位置であり、更に、図３に示すように空気通路１１の各間の位置にそれぞれ設けている。
【００１３】
加えて、前記軸受ブラケット部５にも、空気排出口１５を形成しており、この空気排出口１５は、特に上記コイルエンド８ａと対応する位置に複数設けている（図１に１つのみ図示）。
なお、固定子６の内部には、回転子１６を空隙１７を余して配設しており、この回転子１６の中心部に挿設した回転軸１８の一端部を軸受１９を介して軸受ブラケット部５に支承させ、他端部を軸受２０を介して前記軸受ブラケット３に支承させている。
【００１４】
次に、上記構成のものの作用を述べる。
既述のように、図示しない圧縮空気供給源からは圧縮空気がパイプ１３を通じて供給されるもので、その供給された圧縮空気は、図１に矢印で示すように、空気吹込部１２から空気通路１１に吹き込まれ、その空気通路１１を通ることで固定子６の冷却をする。次いで、圧縮空気は、図１及び図２に矢印で示すように、空気通路１１から出て、固定子６の一方側のコイルエンド８ａに接することで該コイルエンド８ａの冷却をする。
【００１５】
その後、圧縮空気は、図１に矢印で示すように、固定子６と回転子１６との間の空隙１７を通り、その過程で、固定子６と回転子１６の冷却をする。そして、圧縮空気は、図１及び図３に矢印で示すように、空隙１７から出て、固定子６の他方側のコイルエンド８ａに接することで該コイルエンド８ａの冷却をする。この後、圧縮空気は、図１及び図３に矢印で示すように、空気排出口１４及び空気排出口１５から排出される。
【００１６】
このように上記構成のものでは、圧縮空気を、フレーム部４に設けた空気吹込部１２から、固定子６とフレーム部４との間に設けた空気通路１１、固定子６と回転子１６との間の空隙１７を通して、フレーム部４の空気吹込部１２側に設けた空気排出口１４と、軸受ブラケット部５に設けた空気排出口１５とから排出することにより、固定子６と回転子１６との冷却をするもので、そのような圧縮空気の流通構造だけで、固定子６と回転子１６との効果的な冷却をすることができる。よって、従来のもののような固定子に対する冷却水の流通構造を必要とすることがなく、コストの低減化を達成することができる。
【００１７】
又、特に上記構成のものでは、固定子６とフレーム部４との間の空気通路１１を、フレーム部４の、固定子６嵌入用の逃げ部による隙間で形成しており、これによって、別途特別に空気通路１１の形成をする必要がなく、合理的な構成で、コストの一層の低減化を達成することができる。
【００１８】
そして更に、上記構成のものでは、上記フレーム部４の、固定子６嵌入用の逃げ部を、固定子６の鉄心板９の結合部である突出部９に対するものとしており、これによって、更に合理的な構成で空気通路１１の形成ができ、コストの一層の低減化を達成することができる。
【００１９】
以上に対して、図４及び図５は本発明の第２及び第３実施例（第２及び第３の実施形態）を示すもので、それぞれ第１実施例と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。
【００２０】
［第２実施例］
図４に示す第２実施例においては、空気排出口を空気排出口１５のみとしている（空気排出口１４を設けていない）。
このようにしても、圧縮空気の排出先が軸方向のみになるものの、第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【００２１】
［第３実施例］
図５に示す第３実施例においては、空気吹込部１２をフレーム部４の軸受ブラケット３側に設け、それに合わせて、空気排出口１４もフレーム部４の軸受ブラケット３側に設けている。又、この場合、空気排出口１５は設けていない。
このようにしても、圧縮空気の流通方向は第１実施例と逆になり、又、圧縮空気の排出先が径方向のみになるものの、第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【００２２】
なお、フレーム部４と軸受ブラケット部５は、ケース２で一体でなく、それぞれ別体、すなわち単体として設けていても良い。又、それとは逆に、軸受ブラケット３は単体でなく、ケース２でフレーム部４と一体に設けても良い。
そのほか、本発明は上記し且つ図面に示した実施例にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施例を示す縦断側面図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図
【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図５】本発明の第３実施例を示す図１相当図
【符号の説明】
【００２４】
図面中、３は軸受ブラケット（軸受ブラケット部）、４はフレーム部、５は軸受ブラケット部、６は固定子、１１は空気通路、１２は空気吹込部、１４，１５は空気排出口、１６は回転子、１７は空隙を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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