(57)【要約】【課題】電動機において、フレーム外表面に沿う冷却空気の流れの分布をフレーム冷却に好適な分布とする。【解決手段】電動機は、固定子３と、回転子４と、固定子３の外側を覆うフレーム１と、フレーム１の一端部側に配置された外扇カバー６と、外扇カバー６の上に配置されて、外扇カバー６を通じてフレーム１外表面に沿う冷却空気を送る他力ファン７と、他力ファン７を駆動する小形モータ８と、外扇カバー６内に配置された整流板３０と、を有する。整流板３０は外扇カバー６内の流路を、フレーム１の上部に向かう上部向け流路５１と、フレーム１の下部に向かう下部向け流路５３とに分離する。上部向け流路５１は外扇カバー６内のフレーム１寄りに形成され、下部向け流路５３は外扇カバー１内で上部向け流路５１よりもフレーム１から遠い側を通るように形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、
前記固定子内でほぼ水平方向の回転軸周りに回転駆動されうる回転子と、
前記固定子の外側を覆うフレームと、
前記フレームの一端部側に配置されて冷却空気を前記フレームの外表面にガイドする外扇カバーと、
前記外扇カバーに設けられた外扇カバー入口から前記外扇カバー内に所定の方向に冷却空気を送る送風手段と、
前記外扇カバー内に配置され、前記フレーム外表面の前記外扇カバー入口に近い側に向かう冷却空気が通る第１の流路と前記フレーム外表面の前記外扇カバー入口から遠い側に向かう冷却空気が通る第２の流路とに分離する整流板と、
を有する電動機。
【請求項２】
前記第１の流路は前記外扇カバー内の前記フレーム寄りに形成され、
前記第２の流路は前記外扇カバー内で前記第１の流路よりも前記フレームから遠い側を通って前記外扇カバー入口から遠い側に流れた後に前記フレームの前記外扇カバー入口から遠い側に向かうように形成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記整流板は、前記フレームの前記外扇カバー入口に近い側と外扇カバー入口から遠い側との間の中間部に向かう冷却空気が通る中間部向け流路が前記第１の流路と第２の流路との間に形成されるように構成されていること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記整流板は、前記フレーム外表面の回転軸方向の空気の流れの速度の前記外扇カバー入口に近い側から遠い側に向かう方向の分布が一様にな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３のいずれか一項に記載の電動機。
【請求項５】
前記送風手段は、
前記外扇カバーに取り付けられて前記外扇カバーに支持されて前記外扇カバー内に空気を送る他力ファンと、
前記他力ファンに接続されて前記回転子の駆動とは独立に前記他力ファンを駆動する外扇モータと、
を有する請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の電動機。
【請求項６】
前記送風手段は、前記外扇カバーに取り付けられて前記外扇カバーに接続されて前記外扇カバー内に空気を送るダクトを有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電動機に関し、特に、電動機のフレームの冷却のためにその電動機自体の駆動機構とは別の動力によって送風する構成を有する電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
他力ファン付き電動機では、電動機内部を冷却するために、その電動機自体の駆動機構とは別の小さなモータによって駆動される他力ファンを設け、その他力ファンによって生じた空気の流れを、外扇カバーを介して強制的に電動機のフレーム外表面に導く（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３２５３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、この電動機の回転軸を水平とし、外扇カバーをフレームの回転軸方向一端部側に配置し、他力ファンを外扇カバーの上方に配置する場合を想定すると、他力ファンから下向きに送られた冷却空気が外扇カバー内でほぼ９０度方向を変えて水平方向にフレーム外表面に導かれ、フレーム外表面に沿って回転軸方向に流れる。
【０００４】
この場合、外表面に沿う冷却空気の流れの分布が一様でなく、電動機内の最高温度を所定値以下にするためには多量の冷却空気を流す必要があるなど、必ずしも効率的な冷却ができなかった。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、電動機において、フレーム外表面に沿う冷却空気の流れの分布をフレーム表面冷却に好適な分布として、効率的な冷却ができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る電動機は、固定子と、前記固定子内でほぼ水平方向の回転軸周りに回転駆動されうる回転子と、前記固定子の外側を覆うフレームと、前記フレームの一端部側に配置されて冷却空気を前記フレームの外表面にガイドする外扇カバーと、前記外扇カバーに設けられた外扇カバー入口から前記外扇カバー内に所定の方向に冷却空気を送る送風手段と、前記外扇カバー内に配置され、前記フレーム外表面の前記外扇カバー入口に近い側に向かう冷却空気が通る第１の流路と前記フレーム外表面の前記外扇カバー入口から遠い側に向かう冷却空気が通る第２の流路とに分離する整流板と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電動機において、フレーム外表面に沿う冷却空気の流れの分布をフレーム表面冷却に好適な分布として、効率的な冷却ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る電動機の一実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１はこの実施形態の電動機を示す模式的縦断面図であり、図２は図１のII−II線矢視横断面図である。
【０００９】
フレーム１内に固定子３が配置され、固定子３内で水平方向回転軸の周りに回転可能に、回転子４が配置されている。回転軸はフレーム１の一端から水平方向に突出し、図示しない他の機器を駆動するための駆動軸５になっている。
【００１０】
フレーム１の、駆動軸５が突出する側の反対側に、外扇カバー６が取り付けられ、外扇カバー６の上部に他力ファン７が取り付けられている。他力ファン７には他力ファン７を駆動するための小形モータ８が取り付けられている。小形モータ８は、固定子３や回転子４で構成される電動機本体に比べてはるかに出力が小さい。
【００１１】
外扇カバー６は、駆動軸５と同軸のほぼ円筒状の容器で、内部に整流板３０が配置されている。整流板３０は、他力ファン７から外扇カバー入口５０を経て外扇カバー６に下向きに流入した冷却空気の流れを、フレーム１内上部に向かう上部向け流路（第１の流路）５１と、フレーム１内中間部に向かう中間部向け流路５２と、フレーム１内下部に向かう下部向け流路（第２の流路）５３とに分離するように構成されている。具体的には、整流板３０は、第１、第２、第３の上部整流板３１、３２、３３と、第１、第２の下部整流板３４、３５とからなっている。
【００１２】
第１、第２、第３の上部整流板３１、３２、３３は上部向け流路５１と中間部向け流路５２とを仕切る板である。第１の上部整流板３１は、外扇カバー６内上部のフレーム１寄りの位置で外扇カバー６の周方向内面に沿って半径方向および周方向に延びる円環状扇形の平板である。第２の上部整流板３２は第１の上部整流板３１の内側端部からフレーム１側に向かって軸方向に延びる筒状の板である。第３の上部整流板３３は第１の上部整流板３１の下側端部からフレーム１側に向かって、かつ第２の上部整流板３２の両端部と隣接して軸方向水平に延びる２枚の平板である。
【００１３】
第１、第２の下部整流板３４、３５は中間部向け流路５２と下部向け流路５３とを仕切る板である。第１の下部整流板３４は、外扇カバー６内下部で、外扇カバー６のフレーム１の反対側の端部から離れた位置で、外扇カバー６の周方向内面に沿って軸方向および周方向に延びる筒状の板である。第２の下部整流板３５は、第１の下部整流板３４の両端から外扇カバー６の周方向内面に向かって半径方向外側に延びる２枚の平板である。
【００１４】
第２の上部整流板３２と第３の上部整流板３３は、１枚の平板から折り曲げおよび湾曲によって成形してもよいし、別々の板を溶接接合してもよい。同様に、第１の下部整流板３４と第２の下部整流板３５は、１枚の平板から折り曲げおよび湾曲によって成形してもよいし、別々の板を溶接接合してもよい。
【００１５】
外扇カバー入口５０から、もっともフレーム１に近い側を下降する空気は、実線矢印５１ａに示すように、第１の上部整流板３１によって他の流れと分離され、第２の上部整流板３２および第３の上部整流板３３の上面で流れの方向を曲げられて、上部向け流路５１を通って、フレーム１内上部に向かう。
【００１６】
第１の上部整流板３１によって上部向け流路５１と分離された残りの流れは第１および第２の下部整流板３４、３５によって中間部向け流路５２と下部向け流路５３とに分離される。すなわち、外扇カバー入口５０から、もっともフレーム１から遠い側を下降する空気は、点線矢印５３ａに示すように、第１および第２の下部整流板３４、３５に衝突せずに外扇カバー６の底部付近まで下降してから方向を変えてフレーム１内下部に向かう。これが下部向け流路５３になる。
【００１７】
第１および第２の下部整流板３４、３５によって下部向け流路５３から分離された残りの空気は、中間部向け流路５２を形成するものであって、一点鎖線矢印５２ａに示すように、第１および第２の下部整流板３４、３５の上で流れの方向を変え、フレーム１内中間部に向かう。
【００１８】
以上説明したように、この実施形態によれば、整流板３０によって、フレーム１内に流入する冷却空気の流れの分布を一様になるようにすることができ、電動機の効率的な冷却ができる。
【００１９】
以上説明した実施形態では、外扇カバー６内の流路を３分割することにしたが、変形例として、上部向け流路と下部向け流路に２分割することも可能である。
【００２０】
また、上記実施形態ではフレーム１内に流入する冷却空気の流れの分布を一様になるようにすることとしたが、変形例として、たとえば、フレームで特に高温になりやすい上部や発熱部周辺、または、温度を他の部分よりも低めに抑えたい部分に、冷却空気の流れを集中させるといった、意図的に非均一な冷却空気の流れの分布とすることもできる。このようにすれば、電動機の効率的な冷却ができる。
【００２１】
さらに他の実施形態として、図３に示すように、他力ファン７を外扇カバー６の横方向に取り付ける場合でも、外扇カバー６内に配置される整流板３０を同じ角度で回転させて取り付けることで同様の冷却効果が得られる。
【００２２】
さらに、図１および図２に示された実施形態の変形例として、図４に示すように、他力ファンの代わりに管ダクト６０を外扇カバー６に接続し、この管ダクト６０に外から冷却空気を送ることにより、同様の冷却効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る電動機の一実施形態を示す模式的縦断面図である。
【図２】図１のII−II線矢視横断面図である。
【図３】本発明に係る電動機の他の実施形態を示す模式的横断面図である。
【図４】本発明に係る電動機のさらに他の実施形態を示す模式的縦断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１：フレーム
２：据え付け脚
３：固定子
４：回転子
５：駆動軸
６：外扇カバー
７：他力ファン
８：小形モータ
３０：整流板
３１、３２、３３：上部整流板
３４、３５：下部整流板
５０：外扇カバー入口
５１：上部向け流路（第１の流路）
５２：中間部向け流路
５３：下部向け流路（第２の流路）
６０：管ダクト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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