(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外被に径方向の高さを持ち軸方向に延設される冷却フィンの根本を固定し、冷却フィンの先端の自由端が軸方向座標に関して波を打つ固有振動の節から軸方向に変位した部分に、冷却フィンの軸方向の他の部分より周方向に厚い径方向補強部を冷却フィンと一体化して径方向に設けることを特徴とする全閉外扇形回転電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷却フィンを備える全閉外扇形回転電機に関し、中でもインバータで駆動される全閉外扇形電動機に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示す従来例において、冷却フィン５１は１個が図示されて他は一点鎖線で現される。図において、ブラケット１ａとフレーム１ｂとからなる外被１のフレーム１ｂに径方向の高さを持ち軸方向に延設される冷却フィン５１の根本を固定する。外扇３の冷却風は冷却フィン５１を介して外被１を冷却し、冷却フィン５１の両面は冷却面となる。冷却フィン５１の先端より根本に行くにしたがって熱移動量が大きいので、冷却フィン５１の断面は図示するように、先端より根本に行くにしたがって厚くされるが、先端と根本の厚さが同一のものもある。外被１は軸方向の中央で左右に分離されてブラケット１ａとフレーム１ｂとが一体のものもあり、一方にブラケット１ａのみを持ち他方のブラケット１ａはフレーム１ｂと一体のものもある。外被１の中には図示しない固定子や回転子が収納される。外被１の一端に貫通する軸２は被動機に連結され、他端を貫通する軸２に取付けた外扇３をカバー４で覆う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
電磁振動に関して、断面が筒状の外被１はそれ自体、いわゆるリングの面内の振動を起こし易いが、外被１の内面の固定子が補強となって剛性を高め、リングの面内の振動を防止する。また、冷却フィン５１は周方向に多数を設けて冷却面積を増加させるので、冷却フィン５１の径方向の高さはあまり大きくない。高くしても先端から根本までの熱抵抗が増して得策ではない。このため、普通、根本が外被１に固定されて先端を自由端とする冷却フィン５１の剛性が高くて剛体とみなしてよく、電磁振動の問題がなく、騒音の原因にもならない。
【０００４】
しかし、商用電源の周波数のときでも、電機が高調波成分のある振動を発生する場合や、中でもインバータのキャリヤ周波数が高くなりつつある現状では、冷却フィン５１は剛体とみなすことができなくなり、それ自体の固有振動数と共振して電磁振動を発生して騒音の原因にもなる。インバータのキャリヤ周波数は、１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚに及ぶ。前記の冷却フィン５１の固有振動は、冷却フィン５１の根本を固定端として先端の自由端が軸方向座標に関して波を打つ固有振動として現れる。この固有振動は、図６に示すように１次、２次以上があり、軸方向座標に関して振動しない節５を起点とする正弦波となる。高調波の振動を防止するために冷却フィン５１の全体的な厚みを増すことは、材料を冷却に必要とする以上に使用することとなり得策ではない。
【０００５】
この発明の課題は、キャリヤ周波数などにより、冷却フィンの根本を固定端として先端の自由端が軸方向座標に関して波を打つ高調波の振動を防止できる全閉外扇形回転電機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明１の全閉外扇形回転電機は、外被に径方向の高さを持ち軸方向に延設される冷却フィンの根本を固定し、冷却フィンの先端の自由端が軸方向座標に関して波を打つ固有振動の節から軸方向に変位した部分に、冷却フィンの軸方向の他の部分より周方向に厚い径方向補強部を冷却フィンと一体化して径方向に設けるものである。
【０００８】
発明１の全閉外扇形回転電機によれば、冷却フィンの先端の自由端が軸方向座標に関して波を打つ固有振動の節から軸方向に変位した部分に、径方向補強部を設けるので、固有振動により振動しやすい節から変位した部分の剛性が増加して振幅が減少すると共に、キャリヤ周波数などの高調波との共振が避けられて振動を防止できる。冷却フィンの固有振動数と剛性とは設計段階で容易に計算できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例の図に基づいて説明する。各図において同一符号を付ける部分はおよそ同一機能を持ち説明を省くことがある。
図１及び図２に示す実施例１において、冷却フィン１１は１個が図示されて他はその根本が一点鎖線で現される。図において、ブラケット１ａとフレーム１ｂとからなる外被１のフレーム１ｂに径方向の高さを持ち軸方向に延設される冷却フィン１１の根本を固定する。冷却フィン１１の先端より根本に行くにしたがって熱移動量が大きいので、冷却フィン１１の断面は図示するように、先端より根本に行くにしたがって厚くされる。外被１の他端を貫通する軸２に取付けた外扇３をカバー４で覆う。
【００１１】
この実施例の特徴として、冷却フィン１１の先端の自由端が軸方向座標に関して波を打つ固有振動の節５から軸方向に変位した部分に、冷却フィン１１の軸方向の他の部分より周方向に厚い径方向補強部１２を冷却フィン１１と一体化して径方向に設ける。
実施例１によれば、図２に示すように、１次、２次以上の共振において、軸方向座標に関して振動しない節５を起点とする振動は正弦波を押しつぶした形となる。冷却フィン１１の先端の自由端が軸方向座標に関して波を打つ固有振動の節５から軸方向に変位した部分に、径方向補強部１２を設けるので、固有振動により振動しやすい節５から変位した部分の剛性が増加して振幅が減少すると共に、キャリヤ周波数などの高調波との共振が避けられて振動を防止できる。冷却フィン１１の固有振動数と剛性とは設計段階で容易に計算できる。
【００１２】
図３は実施例１の径方向補強部１２の断面形状を変えた変形例である。実施例１及びその変形例において、径方向補強部１２を持つ多数の冷却フィン１１は、例えば全周において、水平方向と上下方向との４方向のグループ内で、それぞれを平行にすると、４方向に分離可能な鋳造やダイカストの型に適する。
図４に示す実施例２において、ブラケット１ａとフレーム１ｂとからなる外被１のフレーム１ｂに径方向の高さを持ち軸方向に延設される冷却フィン２１の根本を固定する。冷却フィン２１の先端の自由端に、先端の径方向内側部分より周方向に厚い軸方向補強部２２を冷却フィン２１と一体化して軸方向に延設させる。
【００１３】
実施例２によれば、冷却フィン２１の先端に軸方向補強部２２を延設するので、冷却フィン２１の先端の全体の剛性が増加し、キャリヤ周波数などの高調波との共振が避けられて振動を防止できる。冷却フィンの固有振動数と剛性とは設計段階で容易に計算できる。この実施例において、軸方向補強部２２を持つ多数の冷却フィン２１は、全周において放射状にすると、軸方向に抜かれる鋳造やダイカストの型に適する。
【００１４】
【発明の効果】
発明１の全閉外扇形回転電機によれば、径方向補強部により、冷却フィンの振動しやすい節から変位した部分の剛性が増加して振幅が減少すると共に、キャリヤ周波数などの高調波との共振が避けられて振動を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の要部断面と回転図示断面図を含む半正面図
【図２】図１の冷却フィンの振動モード図で、（ａ）は１次、（ｂ）は２次、（ｃ）は３次のそれぞれの振動モード図
【図３】実施例１の変形例図表
【図４】実施例２の半側面図
【図５】従来例の要部断面と回転図示断面図を含む半正面図
【図６】図５の冷却フィンの振動モード図で、（ａ）は１次、（ｂ）は２次、（ｃ）は３次のそれぞれの振動モード図
【符号の説明】
１    外被                        １ａ  ブラケット
１ｂ  フレーム                    ２    軸
３    外扇                        ４    カバー
５    節                        １１    冷却フィン
１２    径方向補強部              ２１    冷却フィン
２２    軸方向補強部
【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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【図６】
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