(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部の巻線と対向するように配置されて冷却風を内部に導く導風板を備えた回転電機であって、前記導風板が、中央に開口を持ち、内周端と外周端にそれぞれ平坦部を持ち、前記外周端の平坦部に曲げ起こし部を持ち、前記両平坦部間に湾曲部を有する円板状の薄い鋼板よりなる基板と、少なくとも前記基板の湾曲部の、前記巻線に対向する面に沿わせた状態で前記基板の湾曲部に取り付けられた樹脂部材とで構成されたことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却風を内部に導く導風板を備えた回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の開放形の回転電機は、冷却風を内部に導く導風板を備えている。すなわち、図７に示すように固定子鉄心１に巻線２を収納し、複数個の排気口３を設けた固定子枠４を前記固定子鉄心１の外周に巻き付けている。この固定子枠４の両端には外周辺に複数個の吸気口５、６を設けた軸受ブラケット７、８が段差部９を介して嵌め合わされ、かつ、締め付けボルト（図示せず）にて固定されている。
【０００３】
また、固定子鉄心１の中心孔の内側には、空隙を介して複数個の冷却フアン１０を有する回転子１１が配置され、この回転子１１は軸受を介して軸受ブラケット７、８に回転自在に支承されている。前記軸受ブラケット７、８の段差部９には、図８および図８のＢ−Ｏ−Ｂ′部断面である図９、およびＯ−Ｂ′の拡大断面である図１０に示すように、導風板１３の外周部を挟持している。
【０００４】
この導風板１３は円板状の鋼板よりなり、その中央が開口され、内周に平坦部１３ａを持ち、外周にも平坦部１３ｂを持ち、外周の平坦部１３ｂに曲げ部１３ｃを持ち、さらに内周の平坦部１３ａと外周の平坦部１３ｂ間に湾曲部１３ｄを有した形状をしている。
【０００５】
そして、図７で示す矢印の冷却風は、軸受ブラケット７、８の吸気口５、６から流入し、回転子１１の冷却フアン１０の作用により導風板１３をガイドとして巻線端２ａを冷却しながら固定子枠４の排気口３から排出されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の回転電機における導風板１３は、安価にするためと、また、外周の曲げ部１３ｃを締め付けて軸受ブラケット７、８固定枠４の間に固定する構造上、曲げ部１３ｃにはバネ性を持たせる必要があるため、板厚ｔができるだけ薄い鋼板をプレス成形にて一体成形されることが多い。しかし、板厚ｔが薄くなると剛性が低くなり、回転電機の運転中の振動により、導風板１３が共鳴して騒音を発生する。また、回転電機の始動時に発生する大きな振動により、導風板１３が振動して異常音を発生することがある。この解決策として導風板１３の板厚ｔを厚くすることが考えられるが、成形性が悪く、高価となる。
【０００７】
さらに、近年、回転電機の小型・軽量化に伴い、図１１に示すように導風板１３と巻線２の距離Ｈを短くとる必要がある。しかしながら、高温・多湿・多塵・長時間連続運転等、使用環境の苛酷化に伴い、巻線２は絶縁低下を起こし易くなっている。この解決策として、巻線２の表面に樹脂コーティングする方法が考えられるが、高価となり、また、巻線２からの放熱を防げるために望ましくない。
【０００８】
また、従来の構造では、万一、運転中に巻線２の絶縁被膜が部分的に弱くなった箇所に、すなわち図１１で示すように、埃や昆虫等の異物１４が導風板１３と巻線２の間にはさまった場合、吸湿する度に巻線２の絶縁性能が徐々に悪化する。
【０００９】
そして、最終的に巻線２の絶縁被膜が破壊されると、以後、吸湿する度に巻線２と導風板１３が電気的に導通状態となった瞬間、図１１の矢印のように巻線２→異物１４→導風板１３→固定子枠４と電流が漏電し、回転電機に接続された漏電遮断器が作動するため、回転電機が頻繁に運転を停止してしまう。
【００１０】
したがって、解決策として導風板１３の材質を樹脂にすることが考えられるが、樹脂材では締付部にバネ性を持たせることが難しい。さらに、樹脂材では鋼板に比べ強度が弱いため、鋼板の４〜６倍の板厚が必要となり、高価となる。
【００１１】
本発明は前記従来の問題に留意し、導風板を工夫し、騒音・振動を低減するとともに、絶縁性能低下を防止できる回転電機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、内部の巻線と対向するように配置されて冷却風を内部に導く導風板を備えた回転電機であって、その導風板の鋼板基板における少なくとも湾曲部の巻線と向かい合う側に、樹脂部材を取りつけた構成とする。
【００１３】
この発明によれば、導風板の作用により、騒音・振動が低く、絶縁性能低下を防止できる回転電機を実現することができるとともに、万一、巻線の絶縁被膜が部分的に弱くなった箇所と導風板間に、異物が挟まり、その異物が吸湿しても、異物と導風板は樹脂部材により電気的に絶縁されているため、回転電機の絶縁低下が防止でき、回転電機に接続された漏電遮断器が頻繁に作動して運転を停止することがなくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、内部の巻線と対向するように配置されて冷却風を内部に導く導風板を備えた回転電機であって、前記導風板が、中央に開口を持ち、内周端と外周端にそれぞれ平坦部を持ち、前記外周端の平坦部に曲げ起こし部を持ち、前記両平坦部間に湾曲部を有する円板状の薄い鋼板よりなる基板と、前記基板の少なくとも湾曲部の巻線側に取り付けた樹脂部材とで構成した回転電機であり、導風板が回転電機の騒音・振動を低下し、かつ、絶縁性能低下を防止するという作用を有する。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の回転電機の断側面図、図２は同回転電機における導風板の正面図、図３は図２における導風板のＡ−Ａ′拡大断面図、図４は同導風板の裏面図、図５は回転電機の騒音特性図、図６は同回転電機の導風板部の断面図である。なお、前記従来例と同じ構成部には同一符号を付与している。
【００１６】
図１において、１は固定子鉄心、２は巻線、３は排気口、４は固定子枠、５、６は吸気口、７、８は軸受ブラケット、９は段差部、１０は冷却フアン、１１は回転子１１であり、これらは前記従来例と同様に構成されており、その説明は省略する。
【００１７】
本実施の形態１の特徴は、固定子枠４と軸受ブラケット７、８の接合面の断差部９とで挟み付けられる導風板１２の構成にある。すなわち、この導風板１２は、図２〜４に示すように、円板状の鋼板を基板とし、中央に開口を有し、内周の平坦部１２ａを、また、外周の平坦部１２ｂを持ち、前記外周の平坦部１２ｂの４箇所に、弾性力があり、かつ、スプリング作用をする曲げ部１２ｃを有している。
【００１８】
さらに、前記、内周の平坦部１２ａと外周の平坦部１２ｂ間に、周方向に断面曲線状の湾曲部１２ｄを有し、この湾曲部１２ｄの４箇所に丸孔１２ｅを設けている。そして、前記各丸孔１２ｅに貫通する突起を持つ樹脂部材１２ｆを前記湾曲部１２ｄの巻線側の面に沿わせ、前記突起を丸孔１２ｅに貫通させてその先端を溶着して構成されている。
【００１９】
このように構成された導風板１２について、固有振動数を調査した。なお、一般に回転電機を起動し運転している過程においては、多種の周波数成分を有する振動が発生しており、その振動周波数と導風板の固有振動数が共振すると、振動大になるとともに、騒音大となる。特に騒音については、人間の可聴周波数領域である１〜１５０００Ｈｚが問題となるため、当周波数内での固有振動数を調査した。
【００２０】
試料は従来の導風板１３と本実施の形態１における導風板１２で、内外径および板厚（鋼板の基板部）は、外径φ１４７ｍｍ、内径φ６５ｍｍ、板厚０．５ｍｍで、樹脂部材１２ｆの厚さは１．０ｍｍとした。
【００２１】
この調査結果は（表１）に示す通りで、従来例の導風板１３は、固有振動数の最低が２５０Ｈｚと低く、また、５０００Ｈｚまでの間に２０個の固有振動数がある。
【００２２】
一方、本実施の形態１の導風板１２は、固有振動数の最低が４２０Ｈｚと従来例に比べて高く、また、５０００Ｈｚまでの間に１１個の固有振動数があり、従来に比べ発生個数も大幅に減少している。これは、導風板の剛性が従来に比べ大きくなったためである。
【００２３】
【表１】
0003777758.tif 000002
【００２４】
さらに、３相２極０．７５ＫＷのモータに前記試料とした導風板１２および１３を組み込み、電源電圧２００Ｖ・６０Ｈｚにおいて無負荷運転し、マイクロホン距離１ｍにおける騒音を１／３オクターブ周波数分析器で分析した結果を図５に示す。
【００２５】
本実施の形態１の導風板１２を用いたモータ騒音周波数分析値は、従来例の同分析値に比べ、３００Ｈｚから１５００Ｈｚにかけての騒音値が２〜５ｄＢ低くなっている。これは導風板１２の剛性向上により、最低次の固有振動数の周波数が高くなるとともに、共振する固有振動数の発生数が減少した結果によるものである。
【００２６】
つぎに図６に示すように、万一、巻線２の絶縁被膜が部分的に弱くなった箇所と導風板１２間に、埃や昆虫等の異物１４が挟まり、異物１４が吸湿しても、異物１４と導風板１２は樹脂部材１２ｆにより電気的に絶縁されているため、回転電機の絶縁低下が防止でき、回転電機に接続された漏電遮断器が頻繁に作動して運転を停止することがなくなる。
【００２７】
なお、前記の実施の形態１においては、曲げ部１２ｃおよび丸孔１２ｅを４箇所に設けているが、これらは必ずしも４箇所である必要はない。また、樹脂部材１２ｆは鋼板の基板にあとからはめる方法をとっているが、樹脂コーティングを行ってもよく、また、樹脂部材で鋼板部を覆って一体成形してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、内部の巻線と対向するように配置されて冷却風を内部に導く導風板を備えた回転電機であって、前記導風板の少なくとも湾曲部の巻線と向かい合う側に樹脂部材を設けた構成としたため、導風板の剛性が向上して固有振動数の周波数が高くなり、かつ、可聴周波数領域での共振する固有振動数の発生個数が減少し、騒音が小く、そして、絶縁性の低下を防止できる回転電機を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の回転電機の断側面図
【図２】同回転電機における導風板の正面図
【図３】図２における導風板のＡ−Ａ′拡大断面図
【図４】同導風板の裏面図
【図５】回転電機の騒音特性図
【図６】同回転電機の導風板部の断面図
【図７】従来の回転電機の断側面図
【図８】同回転電機における導風板の正面図
【図９】図８における導風板のＢ−０−Ｂ′断面図
【図１０】図８における導風板の０−Ｂ′拡大断面図
【図１１】同回転電機の導風板部の断面図
【符号の説明】
１  固定子鉄心
２  巻線
３  排気口
４  固定子枠
５  吸気口
６  吸気口
７  軸受ブラケット
８  軸受ブラケット
９  段差部
１０  冷却フアン
１１  回転子
１２  導風板
１２ａ  内周の平坦部
１２ｂ  外周の平坦部
１２ｃ  曲げ部
１２ｄ  湾曲部
１２ｅ  丸孔
１２ｆ  樹脂部材
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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