(57)【要約】【課題】  構造を複雑化させることなく騒音防止できる回転電機装置の提供。【解決手段】  壁体からなる筐状の筐体と、該筐体の内部に水平軸心回りに回転可能に回転子が配置された回転電機と、前記回転子の回転とともに水平軸心回りに回転する送風手段とを備え、前記送風手段は回転子の一端部側に設けられて水平軸心回りに回転することで遠心方向に送気するよう構成され、遠心方向へ送気された気体を前記回転子の外側に配置された固定子の外側面に沿う方向に流れるよう誘導する誘導部材が設けられている回転電機装置。【選択図】  図１
2011142737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心回りに回転する回転子および該回転子の径方向外側に配置された固定子を備える回転電機と、該回転電機が内部に設けられる筐体と、回転電機の軸心方向に沿って気体を送る送風手段とを備え、
回転電機をその軸心方向に沿って通過した気体を、通過した方向とは逆方向で且つ前記固定子の外側面に沿う方向に流れるよう誘導する誘導部材が設けられていることを特徴とする回転電機装置。
【請求項２】
固定子を外装する筒状の壁体が設けられ、誘導部材によって固定子の外側面に沿う方向に流れるよう誘導された気体が、前記壁体に沿って移動するよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機装置。
【請求項３】
気体の通過を許容する複数の通過穴を有した環状の縦壁が、壁体の外周面に設けられていることを特徴とする請求項２記載の回転電機装置。
【請求項４】
回転子は水平方向の軸心回りに回転するよう設けられ、壁体に沿って移動する気体を上方へ導く上昇路が、壁体の上方に設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３記載の回転電機装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機等の回転電機装置に関し、特にその騒音防止構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機等の回転電機装置では、筐体内に回転電機（モータ）を配置している。そして回転電機を駆動させると駆動音（磁気音や風切音）が発生する。この駆動音は筐体内の空気を伝播し、筐体を構成する筐体壁を介して外部へ放音されて騒音となる。
回転電機の駆動音をできるだけ外部に放出しないようにするために、下記特許文献１に示すような、騒音防止構造を有する回転電機装置が提案されている。この回転電機装置では、筐体壁の内側に沿うよう、それ自体に吸音作用が付与された防音材（孔あき板やガラスウール）を配設し、駆動音を吸収し得る構成である。あるいは、筐体壁の外側に沿うよう防音材を設ける場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３０３３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の回転電機装置のように、筐体壁の内側あるいは外側に防音材を沿うように設けると、回転電機装置全体として構成が複雑になるという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、構造を複雑化させることなく騒音防止できる回転電機装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の回転電機装置は、軸心回りに回転する回転子および該回転子の径方向外側に配置された固定子を備える回転電機と、該回転電機が内部に設けられる筐体と、回転電機の軸心方向に沿って気体を送る送風手段とを備え、回転電機をその軸心方向に沿って通過した気体を、通過した方向とは逆方向で且つ前記固定子の外側面に沿う方向に流れるよう誘導する誘導部材が設けられていることを特徴としている。
【０００７】
上記構成によれば、送風手段により回転電機をその軸心方向に沿うよう通過した気体は、誘導部材によって固定子の外側面に沿う方向に流れるよう方向を変えられる。このため回転電機を通過した気体は、筐体の壁面へ直接的に向かわず、回転電機が駆動することにより発生する駆動音は減衰され、気体の伝播によって直接的に壁面へ伝わるのが抑制されて、筐体外部での騒音が低減される。
【０００８】
本発明の回転電機装置では、固定子を外装する筒状の壁体が設けられ、誘導部材によって固定子の外側面に沿う方向に流れるよう誘導された気体が、前記壁体に沿って移動するよう構成されていることを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、誘導部材によって固定子の外側面に沿う方向に流れるよう気体が誘導されることにより、壁体に沿って移動することで減衰するから、筐体外部での騒音が低減される。
【００１０】
本発明の回転電機装置では、気体の通過を許容する複数の通過穴を有した環状の縦壁が、壁体の外周面に設けられていることを特徴としている。
上記構成によれば、縦壁によって案内路における気体の通過面積を制限したうえで、気体は通過穴を通過して流れるから、駆動音は縦壁の壁面および通過穴を通過することによって減衰して、その分だけ筐体外部への騒音が低減される。
【００１１】
本発明の回転電機装置では、回転子は水平方向の軸心回りに回転するよう設けられ、壁体に沿って移動する気体を上方へ導く上昇路が、壁体の上方に設けられていることを特徴としている。
上記構成によれば、気体が上昇路を通過する途中で駆動音が減衰して、その分だけ筐体外部への騒音が低減される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の回転電機装置では、回転電機を通過した気体の流れは、誘導部材によって固定子の外側面に沿う方向に向けられて、筐体の壁面へ向かうのが抑制される。このため回転電機で発生した騒音が気体の伝播によって直接的に壁面へ伝わるのを抑制することができ、回転電機の駆動によって発生する騒音が筐体の壁面から外部へ放音されるのが抑制され、騒音を防止することができる。また、気体を固定子の外側面に沿う方向に流れるよう誘導する誘導部材を設けることで、筐体の壁面の内側や外側に特別な防音材を必要とすることなく、したがって、回転電機装置の構造を複雑化させずに騒音を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態を示す回転電機装置の側面方から観た縦断面図
【図２】同じく水平方向の断面図
【図３】同じく一部を破線で表した正面図
【図４】同じく図１におけるＡ−Ａ線概略矢視図
【図５】同じく図１におけるＢ−Ｂ線概略矢視図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る回転電機装置を図面に基づいて説明する。図１は側面方から観た縦断面図、図２は水平方向の平面断面図、図３は一部を破線で表した正面図、図４は図１におけるＡ−Ａ線概略矢視図、図５は図１におけるＢ−Ｂ線概略矢視図であり、空気の流れを矢線で示している。
【００１５】
図１ないし図５に示すように、回転電機装置１００は、筐体１１０と、筐体１１０の内部に配置された回転電機１２０と、回転電機１２０の駆動により発生する駆動音（磁気音や風切音）を低減させるための駆動音低減部と、回転電機１２０によって加熱された空気（気体に相当する）Ｋを冷却するための冷却部１３０と、回転電機１２０に駆動用の電流を供給するための交流励磁装置１４０と、回転電機１２０の回転子１２１の回転中心となる軸体１０２と、軸体１０２の軸受装置１０３，１０４とから構成されている。筐体１１０は、壁体の組合わせから略直方体の筐状に構成され、基盤１０１上に固定されている。
【００１６】
軸体１０２は筐体１１０の下部に、前後の壁体１１１，１１２を挿通するよう、前後の軸受装置１０３，１０４を介して水平軸心ＣＬ回りに回転自在に設けられている。なお、軸受装置１０３，１０４は一般的に用いられている構成であるので、その説明を省略する。また、交流励磁装置１４０は、軸体１０２の後端部を利用した構成とされている。
【００１７】
回転電機１２０は、筐体１１０の左右前後方向略中心位置で、下方寄り位置に内装されている。回転電機１２０は、円筒状の回転子１２１とその外側の円筒状の固定子１２２とを有する。回転子１２１は、軸体１０２の途中部分に外嵌固定され、左右水平方向を長手方向としている。固定子１２２は、回転子１２１を外嵌するよう設けられている。固定子１２２は筐体１１０に、角筒状のケーシング２００（後に詳述する）およびケーシング２００の内側（下側）に一体的に設けられた横通板１５０を介して固定されている。なお固定子１２２は、その前後にコイル巻回部１２１０を有している。
【００１８】
回転子１２１の回転とともに水平軸心ＣＬ回りに回転する送風手段１６０が設けられている。送風手段１６０は回転子１２１の一端部側に設けられて水平軸心ＣＬ回りに回転することで遠心方向に空気Ｋ（Ｋ１）を送気するファンである。具体的には、送風手段１６０は、その回転によって回転電機１２０の軸心方向に沿って、回転電機１２０を通過するよう空気Ｋを送り、通過した空気Ｋを遠心方向に送るファンである。
【００１９】
前記駆動音低減部は、誘導部材２１０と、前記ケーシング２００と、案内路２２０と、縦壁２３０と、上昇路２４０と、冷却装置２５０とから構成されている。誘導部材２１０は、回転電機１２０を通過した空気Ｋを通過した方向とは逆方向で且つ固定子１２２の外側面に沿う方向に流れるよう誘導（規制）するものである。誘導部材２１０は、水平軸心ＣＬ方向に沿う平板状の誘導板２１１の組合せから角筒状に形成されている。誘導部材２１０は、案内路２２０の一端部側の領域を介して送風手段１６０の全部をその径方向外方で囲むように設けられている。誘導部材２１０の前端面は、筐体１１０の内面下部（壁体１１１）に当接して固定されている。
【００２０】
ケーシング２００は内壁２０１と、後壁２０２と、前記縦壁２３０とから外側開放の角筒状に形成されている。内壁２０１は円筒状の壁体から形成され、この内壁２０１によって案内路２２０の大部分が形成される。内壁２０１の前端部は、コイル巻回部１２１０よりもさらに前方にあって、前後方向において、送風手段１６０の後端部とほぼ一致した位置まで延設されている。すなわち案内路２２０は、回転電機１２０および送風手段１６０の外側のほぼ全域に亘って設けられている。
【００２１】
後壁２０２は正面視して矩形に形成されている。その上辺部を除く外側端部が筐体１１０の左右の側壁体１１３，１１４、底壁体１１７に固定されるとともに、内壁２０１の後端面に固定されている。また、後壁２０２の中心には、水平軸心ＣＬを中心とする開口２０２１が形成され、開口２０２１の外径は固定子１２２の外径とほぼ等しく形成されている。要するに後壁２２０の中心には、回転電機１２０に軸方向で対応する領域に開口２０２１が形成されている。この開口２０２１は、回転電機１２０を冷却するための冷却風（空気Ｋ）の入口となる。
【００２２】
縦壁２３０は、正面視して矩形状に形成されている。縦壁２３０の中心には、水平軸心ＣＬを中心とした開口が形成されて、該開口に内壁２０１の端部側が内嵌挿通されている。縦壁２３０の上辺部を除く外側端部は、筐体１１０の左右の側壁体１１３，１１４、底壁体１１７に固定されている。縦壁２３０は、ケーシング２００の内壁２０１の前端部に対して後方に位置ずれした位置に配置されている。縦壁２３０において、前記開口の外周部には、空気Ｋの通過を許容する複数の通過穴２３１が、水平軸心ＣＬを中心として周方向に等間隔で配置されている。
【００２３】
なお、前記横通板１５０は複数枚設けられており、ケーシング２００の内壁２０１の内周面と固定子１２２の外周面との間に、水平軸心ＣＬを中心とした放射状に配置されている。この構成により、固定子１２２と内壁２０１との間に、横通板１５０毎に区切られる複数の空気通路１５１が形成されている。
【００２４】
上昇路２４０は、内壁２０１のうちの上部に案内路２２０を介して配置されている。上昇路２４０は、直方体形状で内空状に形成された設置体１１６によって形成されている。設置体１１６は筐体１１０の一部を構成するもので、筐体１１０の高さ方向途中に配置されている。設置体１１６の前壁１１６ａは、筐体１１０の前壁体１１１の途中部分を構成している。設置体１１６の左右の側壁１１６ｂ，１１６ｃは、筐体１１０の左右の側壁体１１３，１１４の途中部分を構成している。設置体１１６の後端壁１１６ｄは、筐体１１０の後壁体１１２の途中部分を構成している。
【００２５】
設置体１１６は、前壁１１６ａと後端壁１１６ｄとの間に、中間壁１１６ｅを有している。この中間壁１１６ｅはケーシング２００の後壁２０２にほぼ一致した位置に配置され、後壁２０２に載置固定されている。さらに設置体１１６は、水平方向の底壁１１６ｆおよび天壁１１６ｇを有する。底壁１１６ｆは、上部の誘導板２１１の上方に相当する領域にのみ設けられている。天壁１１６ｇは、底壁１１６ｆの上方に対応する領域（底壁１１６ｆに比べて前方に向けて小さい）にのみ設けられている。このように構成されることで、底壁１１６ｆと中間壁１１６ｅとの間に上昇路２４０への入口開口２４１が形成されている。また、天壁１１６ｇと中間壁１１６ｅとの間に上昇路２４０からの出口開口１１６ｈが形成されている。
【００２６】
冷却装置２５０は、出口開口１１６ｈの上側に配置される。冷却装置２５０を収納する収納部１７０が設置体１１６の上部に固定されている。収納部１７０は、前後の対向壁１７２を構成部材としている。前側の対向壁１７１は、筐体１１０の前壁体１１１に対して後方に位置ずれした位置で、天壁１１６ｇの上端部に上下方向に沿うよう立設されている。後側の対向壁１７２は、中間壁１１６ｅの上端部に上下方向沿うよう立設されている。両対向壁１７１，１７２の左右端部は、筐体１１０の左右の側壁体１１３，１１４まで延長して固定されている。
【００２７】
この構成により、収納部１７０は、両対向壁１７１，１７２および左右の側壁体１１３，１１４で囲まれた形態となり、且つ上下が開放されるよう構成されて、収納部１７０には、空気Ｋの上通路１７３が形成されている。収納部１７０の内部、すなわち上通路１７３に冷却装置２５０が配置されている。この冷却装置２５０は、左右方向に整然と並べられた複数枚のフィン板２５１と、フィン板２５１の板面を貫通して冷媒を流通させるための冷媒管２５２とから構成されている。なお、冷媒管２５２の端部２５２ａは筐体１１０の左方の側壁体１１３から突出している。
【００２８】
収納部１７０の上側に位置ずれした位置に、筐体１１０の天壁体１１５が配置されている。これにより、収納部１７０と天壁体１１５との間の空間１０５と、筐体１１０の内部後方側に形成された還流路１０６とが連通された構成となっている。
【００２９】
筐体１１０の内部と交流励磁装置１４０の躯体１４１の内部とが連通管路１８０を介して連通されている。連通管路１８０の筐体１１０側の接続部分は、その後壁体１１２で回転電機１２０の後方に対応する位置にあり、連通管路１８０の躯体１４１側の接続部分は、その上部である。また連通管路１８０は、その内部が流入路１８１（負圧側）と流出路１８２（正圧側）とに区画されている。
【００３０】
上記構成において、交流励磁装置１４０で回転子１２１の磁石を励磁し、軸体１０２が水平軸心ＣＬ回りに回転すると、回転子１２１とともに送風手段１６０も水平軸心ＣＬ回りに回転をし、送風手段１６０の回転により空気Ｋが回転電機１２０の後部側から回転電機１２０を通過するように移動し、回転電機１２０を通過した空気Ｋ（Ｋ１）は送風手段１６０によって遠心方向へ送気される。この空気Ｋは、回転電機１２０の駆動により加熱されている一方で、回転電機１２０の駆動により発生している駆動音を伝播する。
【００３１】
しかしながら、送風手段１６０の回転によりその遠心方向に送気された空気Ｋは、水平軸心ＣＬ方向に沿う平板状の誘導板２１１によって上方への移動を邪魔される。しかも送風手段１６０の前には筐体１１０の前壁体１１１が縦方向に存在しているから、空気Ｋは誘導板２１１によって後方に案内される傾向となる。換言すれば、空気Ｋの流れ方向が、遠心方向から横方向（後方）へ変化する。このように、空気Ｋの流れ方向が変化することにより、空気Ｋの伝播による駆動音が減衰される。
【００３２】
また、縦壁２３０は、ケーシング２００の内壁２０１の前端部に対して後方に位置ずれした位置、すなわち案内路２２０の途中でその入口部分には、縦壁２３０が配置されている。縦壁２３０には案内路２２０を空気Ｋが通過することを許容する通過穴２３１が形成されている。すなわち、縦壁２３０によって空気Ｋの一部に滞留が発生する状態となり、しかも空気Ｋが通過穴２３１を順次通過するから、このような制限によって空気Ｋの伝播による駆動音が減衰される。
【００３３】
次に、案内路２２０に移動した空気Ｋは案内路２２０、すなわち内壁２０１に沿って、水平軸心ＣＬに沿う方向で固定子１２２の外面側に沿うよう後方へ移動する。空気Ｋが後方へ移動することで、その距離分に応じて騒音が減衰される。そして、案内路２２０を通過した空気Ｋは、ケーシング２００の後壁２０２によって横方向（後方）への移動を邪魔され、ケーシング２００は内壁２０１を有してケーシング２００の上方は開口されているから、続いて空気Ｋは、上方へ向かうよう再び方向を変え、空気Ｋが方向を変えた分だけ騒音が減衰され、入口開口２４１から上昇路２４０に至る。
【００３４】
上昇路２４０を通過した空気Ｋは、出口開口１１６ｈからさらに上昇し、上通路１７３に移動する。上通路１７３には冷却装置２５０が配置されており、この冷却装置２５０は間隔を置いて整列させたフィン板２５１からなるから、空気Ｋが上通路１７３に至れば、フィン板２５１の間を通過したことにより、駆動音がさらに減衰される。また、前述のように空気Ｋは回転電機１２０の駆動により加熱されている。しかしながら、冷媒が供給されている冷媒管２５２によって低温化されているフィン板２５１の間を空気Ｋが通過することで、加熱された空気は冷却される。
【００３５】
冷却された空気Ｋは、送風手段１６０の回転により負圧となっている回転電機１２０の後部側へ引かれるようにして下降し、この際も駆動音は減衰する。下降して回転電機１２０の後方側に至った空気Ｋは、送風手段１６０の回転により回転電機１２０の回転子１２１の中心部分や、固定子１２２の外側（空気通路１５１）を通過するように移動し、回転電機１２０を冷却して再び遠心方向へ送気され、上述した流れを繰返す。なお、冷却された空気Ｋの一部は、交流励磁装置１４０の躯体１４１内へ、流入路１８１から流入し、交流励磁装置１４０の内部機構を冷却した後、流出路１８２から筐体１１０内に移動する。
【００３６】
上記実施形態では、送風手段１６０によって遠心方向に送気されたばかりの空気Ｋを、筐体１１０の壁体から遠のく中心側へ方向転換させる。さらに、送風手段１６０によって遠心方向に送気された空気Ｋの移動方向を複数回変化させることを周囲が閉じられた空間内で行い、空気Ｋの伝播による駆動音を効果的に減衰させられるから、筐体１０の壁体に防音材を設置するような手間や、複雑な構成となるのを抑制しつつ、筐体１１０の外部へ放音される駆動音による騒音を確実に低減することができる。
【００３７】
また、冷却装置２５０を横置きすることで、回転電機装置１００（筐体１１０）の高さ方向でのコンパクト化が達成できる。本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではない。
【符号の説明】
【００３８】
１００…回転電機装置、１０２…軸体、１１０…筐体、１２０…回転電機、１２１…回転子、１２２…固定子、１６０…送風手段、２１０…誘導部材、２１１…誘導板、２２０…案内路、２３０…縦壁、２３１…通過穴、２５０…冷却装置、２５１…フィン板
【図１】
2011142737.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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