全封闭外扇型旋转电机以及外扇罩的制作方法

本发明涉及全封闭外扇型旋转电机及其外扇罩。

背景技术：

全封闭外扇型旋转电机在转子、定子、收纳转子铁心与定子的框架的基础上还具备冷却器以及外扇。外扇通常设于转子的转子轴的一端(反结合侧)。由外扇驱动的外部空气从沿冷却器的轴向延伸的冷却管各自的一方的开口流入冷却管内，从另一方的开口向外部流出。

在全封闭外扇型旋转电机中，由框架与冷却器罩形成封闭空间。冷却管贯通该封闭空间内，冷却管的外侧是封闭空间的环境。通常，空气等冷却用气体在该封闭空间内循环。

通过冷却管内的外部空气对冷却管的外侧的冷却用气体进行冷却。冷却用气体对转子铁心、定子铁心以及定子绕组等进行冷却。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7－213018号公报

专利文献2：日本特开平9－275663号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在冷却管内流动而对冷却用气体进行冷却的外部空气从设于外扇罩的外部空气取入口流入，在外扇罩内，通过外扇向冷却管压送。

在此，外部空气的流量越大，冷却器中的冷却能力越增大，但由外部空气的流动引起的噪声也增大。作为噪声的原因，有由外扇引起的风噪声、外部空气流入冷却管时与管板碰撞的声音等。在旋转电机为双极机的情况下，特别是由于转子轴的转速较大，因此外扇的转速也较大，由外扇引起的风噪声变大。因此，需要将噪声抑制在规定的值以下。

作为减少噪声的技术，有致力于从外扇的径向外侧向冷却器引导的流路的技术(参照专利文献1)、或采用在外扇的排出侧带来喷射风扇作用的构成的技术(参照专利文献2)等例子。这些例子均涉及外扇的下游侧的流路，外扇罩内的构造变得复杂。

因此，本发明的目的在于，在不降低全封闭外扇型旋转电机的冷却能力的情况下实现噪声的减少。

用来解决课题的手段

为了实现上述的目的，本发明的全封闭外扇型旋转电机的特征在于，具备：转子，具有转子轴和转子铁心，该转子轴沿旋转轴方向延伸且被支承为能够旋转，该转子铁心设于所述转子轴的径向外侧；定子，具有圆筒状的定子铁心和定子绕组，该定子铁心设于所述转子铁心的径向外侧，该定子绕组沿所述旋转轴方向贯通所述定子铁心内；框架，配置于所述定子的径向的外侧，并收纳所述转子铁心与所述定子；结合侧轴承和反结合侧轴承，隔着所述转子铁心，在所述旋转轴方向的两侧支承所述转子轴；结合侧轴承托架和反结合侧轴承托架，分别静止支承所述结合侧轴承和所述反结合侧轴承，并连接于所述框架的所述旋转轴方向的两侧；冷却器，具有多个冷却管和冷却器罩，该多个冷却管沿所述旋转轴方向延伸且相互并列地配置，该冷却器罩收纳所述多个冷却管，并与所述框架、所述结合侧轴承托架以及所述反结合侧轴承托架一起形成封闭空间；外扇，安装于所述转子轴的所述反结合侧轴承的轴向的外侧，向所述多个冷却管的内部供给外部空气；以及外扇罩，具有罩板和分割引导件，该罩板以覆盖所述外扇的外侧的方式形成，该分割引导件将由所述罩板包围的空间分割为外扇入口空间与外扇出口空间，仅在所述罩板的与所述外扇不对置的部分形成外部空气取入孔，所述分割引导件以覆盖所述外扇的方式配置，形成有将从所述外部空气取入孔流入的外部空气向所述外扇导入的吸入开口，并与所述多个冷却管连通。

另外，本发明的外扇罩，是全封闭外扇型旋转电机的外扇罩，该全封闭外扇型旋转电机具备：转子，具有转子轴和转子铁心，该转子轴沿旋转轴方向延伸且被支承为能够旋转，该转子铁心设于所述转子轴的径向外侧；定子，具有圆筒状的定子铁心和定子绕组，该定子铁心设于所述转子铁心的径向外侧，该定子绕组沿所述旋转轴方向贯通所述定子铁心内；框架，配置于所述定子的径向的外侧，并收纳所述转子铁心与所述定子；结合侧轴承和反结合侧轴承，隔着所述转子铁心，在所述旋转轴方向的两侧支承所述转子轴；结合侧轴承托架和反结合侧轴承托架，分别静止支承所述结合侧轴承和所述反结合侧轴承，并连接于所述框架的所述旋转轴方向的两侧；冷却器，具有多个冷却管和冷却器罩，该多个冷却管沿所述旋转轴方向延伸且相互并列地配置，该冷却器罩收纳所述多个冷却管，并与所述框架、所述结合侧轴承托架以及所述反结合侧轴承托架一起形成封闭空间；以及外扇，安装于所述转子轴的所述反结合侧轴承的轴向的外侧，向所述多个冷却管的内部供给外部空气，其特征在于，所述外扇罩具备：罩板，以覆盖所述外扇的外侧的方式形成；以及分割引导件，将由所述罩板包围的空间分割为外扇入口空间与外扇出口空间，仅在所述罩板的不与所述外扇对置的部分形成外部空气取入孔，所述分割引导件以覆盖所述外扇的方式配置，形成有将从所述外部空气取入孔流入的外部空气向所述外扇导入的吸入开口，并与所述多个冷却管连通。

发明效果

根据本发明，能够在不降低全封闭外扇型旋转电机的冷却能力的情况下实现噪声的减少。

附图说明

图1是表示实施方式的全封闭外扇型旋转电机的构成的纵剖面图。

图2是表示实施方式的全封闭外扇型旋转电机的外扇罩的构成的图1的ii－ii线向视纵剖面图。

图3是表示实施方式的全封闭外扇型旋转电机的外扇罩的构成的图2的iii－iii线向视横剖面图。

图4是表示实施方式的全封闭外扇型旋转电机的外扇罩的构成的图3的iv－iv线向视纵剖面图。

图5是表示实施方式的全封闭外扇型旋转电机的外扇罩的构成的图3的v－v线向视纵剖面图。

图6是表示实施方式的全封闭外扇型旋转电机的外扇罩的构成的图3的vi－vi线向视俯视图。

图7是对实施方式的全封闭外扇型旋转电机的外扇罩的效果进行说明的概念性的俯视剖面图。

附图标记说明

10…转子、11…转子轴、11a…结合部、12…转子铁心、20…定子、21…定子铁心、22…定子绕组、30a…结合侧轴承、30b…反结合侧轴承、40…框架、40a…封闭空间、45a…结合侧轴承托架、45b…反结合侧轴承托架、51…内扇、60…冷却器、61…冷却管、62a、62b…端板、63…冷却器罩、64…冷却器入口开口、65a、65b…冷却器出口开口、66a、66b…引导板、67…上部连通空间、70…外扇、80…外扇罩、80a…外扇入口空间、80b…外扇出口空间、81…罩板、81a…正面罩板、81b…侧部罩板、81c…上部罩板、81d…底部罩板、81s…消音部件、82…外部空气取入孔、83…分割引导件、83a…正面引导板、83b…侧部引导板、83c…斜向引导板、83d…上部引导板、83g…吸入引导件、83h…吸入开口、84…内侧引导件、100…全封闭外扇型旋转电机

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式的全封闭外扇型旋转电机以及外扇罩进行说明。在此，对相互相同或类似的部分标注共同的附图标记，并省略重复说明。

图1是表示实施方式的全封闭外扇型旋转电机的构成的纵剖面图。

全封闭外扇型旋转电机100具有转子10、定子20、结合侧轴承30a、反结合侧轴承30b、框架40、冷却器60、以及外扇70。

转子10具有沿长度方向延伸的转子轴11、以及安装于转子轴11的转子铁心12。在转子轴11的一端设有用于与结合对象的结合的结合部11a。转子轴11在隔着转子铁心12的两侧被结合侧轴承30a以及反结合侧轴承30b支承为能够旋转。

在转子轴11各自的轴承与转子铁心12之间的部分分别安装有内扇51。

定子20具有在转子铁心12的径向外侧隔着空隙而配置的圆筒状的定子铁心21、以及在周向上相互隔开间隔并在轴向上贯通定子铁心21的定子绕组22。

框架40在定子20的径向外侧以包围定子20的方式配置。框架40为筒状，在其两侧的端部安装有结合侧轴承托架45a以及反结合侧轴承托架45b，分别静止支承结合侧轴承30a以及反结合侧轴承30b。

在框架40的上方设有冷却器60。冷却器60具有相互并列配置并在轴向上直线地延伸的冷却管61、以及收纳冷却管61的冷却器罩63。冷却管61以其两端不突出的状态贯通端板62a、62b，并静止支承于端板62a、62b。

框架40、结合侧轴承托架45a及反结合侧轴承托架45b、冷却器罩63及端板62a、62b相互配合地形成封闭空间40a。框架40内的空间与冷却器罩63内的空间经由冷却器入口开口64以及冷却器出口开口65a、65b而连通。冷却器入口开口64在定子20的上方作为框架40的开口而形成，冷却器出口开口65a、65b在内扇51的上方作为框架40的开口而形成。

在转子轴11的与设有结合部11a的一侧相反的一侧的端部附近设有外扇70。另外，在外扇70的外侧设有外扇罩80，该外扇罩80收纳外扇70，向外扇70引导外部空气，并从外扇70向冷却管61引导外部空气。

外扇罩80具有罩板81、分割引导件83以及内侧引导件84。

通过罩板81与分割引导件83，在由外扇70驱动的外部空气的流动中，形成外扇70的入口侧的空间。

另外，通过分割引导件83、内侧引导件84、反结合侧轴承托架45b、以及端板62b，在由外扇70驱动的外部空气的流动中，形成外扇70的出口侧的空间。

图2是表示实施方式的全封闭外扇型旋转电机的外扇罩的构成的图1的ii－ii线向视纵剖面图。图3是图2的iii－iii线向视横剖面图，图4是图3的iv－iv线向视纵剖面图，另外，图5是图3的v－v线向视纵剖面图，图6是图3的vi－vi线向视俯视图。

外扇罩80的罩板81是最外面的部分，与外部空气接触。罩板81的外形是立方体，具有正面罩板81a、两个侧部罩板81b、上部罩板81c以及底部罩板81d。

正面罩板81a与端板62b以及反结合侧轴承托架45b对置。在正面罩板81a的内表面即反结合侧轴承托架45b侧，也可以如图2等所示那样，安装有例如海绵等消音部件81s。另外，也可以进一步在侧部罩板81b、上部罩板81c上也安装有消音部件81s。

底部罩板81d将正面罩板81a的底部端以及反结合侧轴承托架45b的底部端结合而形成罩板81的底部。上部罩板81c将正面罩板81a的顶部端以及端板62b的顶部端结合而形成罩板81上部。将一方的侧部罩板81b以连接于端板62b以及反结合侧轴承托架45b的方式与正面罩板81a、上部罩板81c以及底部罩板81d各自的一方的端部连接。关于另一方的侧部罩板81b也相同。

在此，如图5所示，在两张侧部罩板81b形成有多个外部空气取入孔82。在图5中，外部空气取入孔82偏向侧部罩板81b的靠近端板62b以及反结合侧轴承托架45b的区域而形成。多个外部空气取入孔82排列成正方格子状，但并不限定于此。即，例如也可以是交错配置等。

内侧引导件84是外形在轴向上具有中心的圆锥台，位于外扇70与反结合侧轴承30b之间且支承于反结合侧轴承托架45b，具有转子轴11的贯通孔。内侧引导件84例如是半分割，形成为在安装外扇70后也能够设置。

分割引导件83将罩板81内的空间分割成外扇入口空间80a与外扇出口空间80b。分割引导件83具有正面引导板83a、侧部引导板83b、斜向引导板83c以及上部引导板83d。

正面引导板83a是长方形，且以与罩板81的正面罩板81a对置的方式直立，下端与罩板81的底部罩板81d的上表面相接。在正面罩板81a的大致中央附近形成有圆形的吸入开口83h。筒状的吸入引导件83g从吸入开口83h至外扇70引导外部空气。

斜向引导板83c是长方形且与正面引导板83a的上端结合，以向端板62b侧倾斜的方式向上方延伸。

上部引导板83d是长方形且与斜向引导板83c的上端结合，水平地向端板62b侧延伸并与端板62b相接。

侧部引导板83b的下半部为长方形，且与正面引导板83a、罩板81的底部罩板81d、以及反结合侧轴承托架45b结合，上半部为梯形，且与斜向引导板83c、上部引导板83d、以及端板62b结合，形成外扇出口空间80b。

外扇出口空间80b是被引导板83、罩板的底板罩板81d、反结合侧轴承托架45b以及端板62b包围而成的空间，通过冷却管61各自的端部的开口而与冷却管61内连通，并且经由形成于引导板83的外扇70的吸入开口83h而与外扇入口空间80a连通。除此以外没有与外部连通的部分。

如图5所示，在侧部引导板83b形成有多个外部空气取入孔82。形成有外部空气取入孔82的范围是侧部引导板83b的靠近反结合侧轴承托架45b以及端板62b侧的区域。另外，在图5中，示出了在侧部引导板83b的横向的一半左右的区域形成的情况，但若噪声向外部泄漏的程度没有问题，则也可以进一步扩展到正面引导板83a侧。

另外，以上，以分割引导件83由多个板材构成的情况为例进行了示出，但并不限定于此。例如，也可以将多个板材的一部分或全部替换为曲面状的板。

接下来，对本实施方式的全封闭外扇型旋转电机及其外扇罩的作用进行说明。

引用图1对机内进行说明。机内的冷却用气体通过如下方式冷却：冷却用气体被两台内扇51向转子铁心12以及定子20的方向驱动，在将它们冷却后，从冷却器入口开口64流入冷却器60，一边在引导板66a以及引导板66b之间的空间的冷却管61的外侧上升一边被在冷却管61内流动的外部空气冷却。到达了上部连通空间67的冷却用气体被分为结合侧与反结合侧。

被分为结合侧的冷却用气体一边在端板62a与引导板66a之间的空间的冷却管61的外侧下降一边被冷却，之后经由冷却器出口开口65a再次流入配置于结合侧的内扇51。

被分为反结合侧的冷却用气体一边在端板62b与引导板66b之间的空间的冷却管61的外侧下降一边被冷却，之后经由冷却器出口开口65b再次流入配置于反结合侧的内扇51。

接下来，引用图6对在冷却管61的内部流动的冷却介质即外部空气的流动进行说明。

在图6中，用空心的箭头表示外部空气的流动。在罩板81上，仅在侧部罩板81b上形成有外部空气取入孔82(图5)。在图6中，在由虚线包围的h部的下方形成有外部空气取入孔82。

从外部空气取入孔82流入到外扇入口空间80a的外部空气绕进正面罩板81a与正面引导板83a之间的空间后，从形成于正面引导板83a的吸入开口83h流入外扇70。

在此，在正面罩板81a与正面引导板83a之间的空间，外部空气的流速与外部空气取入孔82中的流速相比足够小，由正面罩板81a与正面引导板83a之间的空间的外部空气的流动导致的压力损失较小。因而，假设与在正面罩板81a形成外部空气取入孔、外部空气从正面直接流入外扇的情况相比，本实施方式中的外扇罩80的构成使基于外扇70的风量降低的程度是几乎能够忽略的程度。

流入到外扇70的外部空气在被外扇70驱动而流入外扇出口空间80b内之后，流入冷却器60的冷却管61内。

图7是对实施方式的全封闭外扇型旋转电机的外扇罩的效果进行说明的概念性的俯视剖面图。

关于噪声，主要在外扇70中产生，即主要的声源为外扇。外扇70的周围被引导板83包围，声音从吸入开口83h向外部的传播成为噪声的主要的路径。

在正面罩板81a未形成开口部，该正面罩板81a配置在外扇70的声音通过吸入开口83h而泄漏的方向上。因而，不会出现噪声直接泄漏到外部的情况。另外，在正面罩板81a上安装有消音部件81s，进一步降低声音向外部的泄漏。

另外，朝向侧部罩板81b方向的声波是由正面罩板81a反射后的声波，由于安装于正面罩板81a的消音部件81s，所反射的声波的量减少。因而，从作为罩板81的唯一的开口部而形成于侧部罩板81b的外部空气取入孔82泄漏的音量被抑制为足够低的水平。

如以上那样，根据本实施方式，能够在不降低全封闭外扇型旋转电机的冷却能力的情况下实现噪声的减少。

[其他实施方式]

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但实施方式是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。例如，在实施方式中以横置型的旋转电机的情况为例进行了示出，但也可以是纵置型的情况。另外，在实施方式中，以设有两台内扇的情况为例进行了示出，但也可以是内扇为一台的情况。

另外，在实施方式中，对用于外部空气取入的外部空气取入孔仅形成于罩板81的侧部罩板81b的情况进行了示出，但并不限定于此。例如，也可以是进一步在上部罩板81c也形成有外部空气取入孔的情况。

而且，实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、替换、变更。实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨内，同样地包含在权利要求书所记载的发明及其等效的范围内。