旋轉(zhuǎn)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供旋轉(zhuǎn)裝置，其具有良好的冷卻效果，且能抑制取決于旋轉(zhuǎn)速度的過(guò)大噪聲的產(chǎn)生。旋轉(zhuǎn)裝置具有旋轉(zhuǎn)軸（5），該旋轉(zhuǎn)軸在外周設(shè)有轉(zhuǎn)子芯（4A）且被軸承（12）支承為能旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)裝置包括：第1流路（6），其自其旋轉(zhuǎn)軸的一端部（5a）沿軸中心線（X）設(shè)置到另一端部（5b）附近；及第2流路（7），其在連接部（C）與第1流路大致正交地連接，該連接部在上述另一端部附近設(shè)定于第1流路，且該第2流路朝向旋轉(zhuǎn)軸的外周側(cè)開(kāi)放，將自旋轉(zhuǎn)軸的一端部（5a）至第1流路（6）與連接部（C）的交界處的第1流路（6）的流路面積（A1）同第2流路（7）與連接部（C）的交界處的第2流路（7）的流路面積（A21）～（A23）的總和設(shè)定為大致相同。
【專(zhuān)利說(shuō)明】旋轉(zhuǎn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)裝置公知許多旋轉(zhuǎn)裝置。對(duì)于這樣的旋轉(zhuǎn)裝置，伴隨著要求高轉(zhuǎn)速、高輸出等高性能，針對(duì)發(fā)熱的對(duì)策變得更加重要。因此，如下述專(zhuān)利文獻(xiàn)I這樣提出的方案提供了不追加特殊裝置就能夠利用自身的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行冷卻的旋轉(zhuǎn)裝置。
[0003]記載于此的旋轉(zhuǎn)裝置大體成為圖12所示的結(jié)構(gòu)。該旋轉(zhuǎn)裝置作為連接于發(fā)動(dòng)機(jī)2的輸出軸(output shaft) 21的發(fā)電機(jī)501而構(gòu)成。具體而言，在殼體11的內(nèi)部配置有具有定子芯3A和線圈3B的定子3，在該定子3的內(nèi)側(cè)配置有轉(zhuǎn)子504。轉(zhuǎn)子504具有由殼體11借助軸承12、12支承為旋轉(zhuǎn)自如的旋轉(zhuǎn)軸(shaft)505以及固定于該旋轉(zhuǎn)軸505的外周面的轉(zhuǎn)子芯4A，該轉(zhuǎn)子芯4A配置為位于上述定子芯3A的內(nèi)側(cè)。旋轉(zhuǎn)軸505的端部505b形成為經(jīng)由聯(lián)軸器552與上述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸21連接。
[0004]并且,沿著軸中心設(shè)置從旋轉(zhuǎn)軸505的一端部505a連通至另一端部505b的貫通孔506，并且，在與該旋轉(zhuǎn)軸505的端部505b連接的聯(lián)軸器552的內(nèi)部形成有凹部508，該凹部508構(gòu)成與上述貫通孔506連通的空氣室，從該凹部508朝向外周以均等配置的方式呈放射狀形成有六條流路507。
[0005]通過(guò)這樣做，聯(lián)軸器552內(nèi)部的流體亦即空氣(Air)在離心力的作用下向外部流出，在流路507內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，通過(guò)產(chǎn)生該負(fù)壓，空氣自端部505a側(cè)向貫通孔506流入，從而在旋轉(zhuǎn)軸505內(nèi)產(chǎn)生空氣的流動(dòng)，完成冷卻。
[0006]圖13以放大聯(lián)軸器552附近的方式示意性地示出空氣的流動(dòng)。在著眼于旋轉(zhuǎn)軸505內(nèi)的空氣的流動(dòng)時(shí)，穿過(guò)流路面積大致恒定的貫通孔506后的空氣暫時(shí)進(jìn)入流路面積急劇擴(kuò)大的凹部508內(nèi)。然后，自凹部508向與該凹部508連接的六條流路507分支，從外周方向排出空氣。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2011 - 223805號(hào)公報(bào)
[0010]然而，在上述結(jié)構(gòu)中，有時(shí)因產(chǎn)生亥姆霍茲共鳴現(xiàn)象而在特定的旋轉(zhuǎn)速度下產(chǎn)生較大的噪聲。
[0011]該現(xiàn)象是因?yàn)闃?gòu)成了以開(kāi)口附近的空氣作為重量體且以內(nèi)部的空氣作為彈簧的共振系統(tǒng)，在開(kāi)口附近的空氣中產(chǎn)生與共振頻率相當(dāng)?shù)恼駝?dòng)、即旋轉(zhuǎn)軸以與此對(duì)應(yīng)的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生共振，噪聲等級(jí)急劇增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0013]本發(fā)明的目的在于有效地解決這樣的課題并提供一種旋轉(zhuǎn)裝置，該旋轉(zhuǎn)裝置具有良好的旋轉(zhuǎn)軸的冷卻效果，并且能夠抑制產(chǎn)生取決于旋轉(zhuǎn)速度的過(guò)大噪聲。
[0014]用于解決問(wèn)題的方案
[0015]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)該目的，采用以下方法。
[0016]S卩，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)裝置具有旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸在外周設(shè)有轉(zhuǎn)子芯且被軸承支承為能夠旋轉(zhuǎn)，其特征在于，該旋轉(zhuǎn)裝置包括:第I流路，其自該旋轉(zhuǎn)軸的一端部沿軸中心線設(shè)置到另一端部附近；以及第2流路，其在連接部與該第I流路大致正交地連接，該連接部在上述另一端部附近設(shè)定于上述第I流路，且該第2流路朝向上述旋轉(zhuǎn)軸的外周側(cè)開(kāi)放，將自上述旋轉(zhuǎn)軸的一端部起至第I流路與上述連接部的交界處的第I流路的流路面積同第2流路與上述連接部的交界處的第2流路的流路面積的總和設(shè)定為大致相同。
[0017]通過(guò)如此構(gòu)成，在空氣等流體的內(nèi)部使旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而離心力作用于第2流路內(nèi)的流體，使自第I流路朝向第2流路產(chǎn)生流體的流動(dòng)，而能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子芯以及軸承的冷卻。并且，由于從第I流路到第2流路不存在流路面積急劇增加的部位，因此能夠抑制亥姆霍茲共鳴現(xiàn)象的產(chǎn)生，抑制取決于旋轉(zhuǎn)速度的過(guò)大噪聲的產(chǎn)生。
[0018]此外，為了使流路的內(nèi)部的流體的流動(dòng)更順利地進(jìn)行從而提高冷卻效果，優(yōu)選的是，上述第2流路的流路面積形成為隨著朝向上述旋轉(zhuǎn)軸的外周側(cè)而增大。
[0019]此外，為了防止伴隨著旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而激起特定的頻率下的激發(fā)力，進(jìn)一步提高噪聲的減少效果，優(yōu)選的是，構(gòu)成為上述第2流路在旋轉(zhuǎn)軸的外周側(cè)所形成的開(kāi)口的、沿著上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向的圓弧的長(zhǎng)度設(shè)定為至少相鄰的第2流路彼此不同。
[0020]此外，為了能夠提高與外部裝置之間的連結(jié)的便利性、制作容易性，并且使作用于第2流路內(nèi)的流體的離心力增大，提高從第I流路至第2流路內(nèi)的流體的流速，從而提高冷卻效率，優(yōu)選的是，構(gòu)成為上述第2流路的至少一部分形成于設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸的另一端部側(cè)的凸緣部。
[0021]此外，為了能夠更加容易地形成第I流路、第2流路，提高制作精度，并且減少制造成本，優(yōu)選的是，構(gòu)成為上述凸緣部在旋轉(zhuǎn)軸的另一端部側(cè)具有能夠裝卸的蓋構(gòu)件，在取下該蓋構(gòu)件時(shí)，上述第I流路和第2流路在上述旋轉(zhuǎn)軸的軸向上開(kāi)放。
[0022]發(fā)明的效果
[0023]采用以上所說(shuō)明的本發(fā)明，能夠提供因流體在旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部穿過(guò)而具有良好的冷卻效果、并且能夠抑制產(chǎn)生取決于旋轉(zhuǎn)速度的過(guò)大噪聲的旋轉(zhuǎn)裝置。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)裝置的側(cè)剖視圖。
[0025]圖2是局部剖切該旋轉(zhuǎn)裝置中的旋轉(zhuǎn)軸與外部裝置連結(jié)的連結(jié)部而示出的放大立體圖。
[0026]圖3是示出自圖2的狀態(tài)取下蓋構(gòu)件后的狀態(tài)的放大立體圖。
[0027]圖4是自連結(jié)部側(cè)觀察取下蓋構(gòu)件后的旋轉(zhuǎn)軸時(shí)的后視圖。
[0028]圖5是放大示出取下蓋構(gòu)件后的旋轉(zhuǎn)軸的主要部分的立體圖。
[0029]圖6是示出在用于形成第2流路的各邊緣部添加曲面的例子且取下蓋構(gòu)件后的旋轉(zhuǎn)軸的后視圖。
[0030]圖7是用于對(duì)亥姆霍茲共鳴現(xiàn)象進(jìn)行說(shuō)明的示意圖。[0031]圖8是用于對(duì)氣柱共鳴現(xiàn)象進(jìn)行說(shuō)明的示意圖。
[0032]圖9是用于對(duì)本發(fā)明的觀點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明的示意圖。
[0033]圖10是以與圖1不同的方式示出連接有外部裝置的例子的側(cè)剖視圖。
[0034]圖11是以與圖1以及圖10不同的方式示出連接有外部裝置的例子的側(cè)剖視圖。
[0035]圖12是局部剖切以往的旋轉(zhuǎn)裝置而示出的側(cè)視圖。
[0036]圖13是放大示出該旋轉(zhuǎn)裝置的主要部分的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0038]圖1是示出作為本發(fā)明的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)裝置的發(fā)電機(jī)I的側(cè)剖視圖。對(duì)與為了說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)而使用的圖12以及圖13所示的旋轉(zhuǎn)裝置501共用的部分使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0039]返回圖1，發(fā)電機(jī)I構(gòu)成為與作為外部裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)2連接，并能夠利用該發(fā)動(dòng)機(jī)2的輸出進(jìn)行發(fā)電。此外，該發(fā)電機(jī)I也能夠用作針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)2的負(fù)載裝置，并且也能夠使用于發(fā)動(dòng)機(jī)2的輸出測(cè)量，能夠應(yīng)用于各種條件下的發(fā)動(dòng)機(jī)2的特性評(píng)價(jià)。并且，在使用于這樣的用途的情況下，外部裝置不限于發(fā)動(dòng)機(jī)2，也能夠?qū)⑼獠垦b置變更為變速器(卜’ yHy & 3 >)等各種設(shè)備而進(jìn)行連接。
[0040]發(fā)電機(jī)I具有殼體11，在該殼體11的內(nèi)部配置有具有定子芯3A與線圈3B的定子3。而且，在該定子3的內(nèi)側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)子4。轉(zhuǎn)子4由旋轉(zhuǎn)軸5和轉(zhuǎn)子芯4A構(gòu)成，該旋轉(zhuǎn)軸5借助在軸向上分開(kāi)配置的軸承12、12以相對(duì)于殼體11旋轉(zhuǎn)自如的方式支承于殼體11，該轉(zhuǎn)子芯4A安裝于該旋轉(zhuǎn)軸5的外周，轉(zhuǎn)子芯4A配置為位于上述定子芯3A的中心。
[0041]對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸5來(lái)說(shuō)，自一端部5a朝向另一端部5b形成后述的第I流路6,并且形成有與該第I流路6正交地連接的第2流路7，作為流體的空氣(Air)在這些流路6、7中流動(dòng)。旋轉(zhuǎn)軸5在上述另一端部5b側(cè)具有大徑的凸緣部52，該凸緣部52成為與外部裝置亦即發(fā)動(dòng)機(jī)2連結(jié)的連結(jié)部，并與在發(fā)動(dòng)機(jī)2所具有的輸出軸21的端部上所具有的凸緣部22以相對(duì)位置不變的方式連結(jié)。通過(guò)這樣做，旋轉(zhuǎn)軸5與發(fā)動(dòng)機(jī)2的輸出軸21 —體地旋轉(zhuǎn)。
[0042]圖2是從上述凸緣部52側(cè)觀察旋轉(zhuǎn)軸5時(shí)的立體圖，并以局部剖切的方式示出。另外，省略外部裝置亦即發(fā)動(dòng)機(jī)2 (參照?qǐng)D1)的記載。
[0043]如附圖所示，旋轉(zhuǎn)軸5的端部5b側(cè)由多個(gè)構(gòu)件構(gòu)成。即，構(gòu)成為圓筒狀的軸主體51、固定于該軸主體51的外周面51b的凸緣部52、與該凸緣部52的外側(cè)端面抵接且形成為圓板狀的蓋構(gòu)件54配置為以相同的軸中心線X作為中心，由這些構(gòu)件構(gòu)成旋轉(zhuǎn)軸5。在蓋構(gòu)件54的外周附近的位置均等設(shè)有六個(gè)在厚度方向上貫穿的安裝孔54a。
[0044]雖然能夠使用鋼等同一材料制作軸主體51與蓋構(gòu)件54，但也能夠利用與軸主體51不同的材質(zhì)形成蓋構(gòu)件54。例如，在利用鋁等硬度比較小的材質(zhì)形成蓋構(gòu)件54的情況下，能夠提高蓋構(gòu)件54與軸主體51的緊貼度，能夠抑制流體從后述的流路泄漏，并且還能夠緩和蓋構(gòu)件54與外部裝置側(cè)的錯(cuò)位所帶來(lái)的影響并更加容易地進(jìn)行連結(jié)。此外，還能夠使用GFRP (玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂)等絕緣材料制作蓋構(gòu)件54，還能夠一邊保持連結(jié)部的強(qiáng)度一邊謀求軸主體51與外部裝置側(cè)之間的電絕緣。
[0045]在圖3中示出自圖2的狀態(tài)拆下蓋構(gòu)件54后的狀態(tài)。以下，對(duì)各部分的形狀進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0046]軸主體51沿著軸中心線X配置，并且在該軸主體51的內(nèi)部形成有沿著該軸中心線X的貫通孔51a，且具有與該貫通孔51a同軸狀形成的外周面51b。在外周面51b的一部分設(shè)定有用于安裝軸承12 (參照?qǐng)D1)的安裝部(未圖示)。
[0047]凸緣部52主要由圓筒部52a與設(shè)于該圓筒部52a的一端側(cè)的圓板狀的檐部52b構(gòu)成。圓筒部52a以內(nèi)周面52al與上述軸主體51的外周面51b抵接的方式外套于該外周面51b，使用未圖示的平行鍵等位置固定構(gòu)件進(jìn)行相對(duì)固定。在檐部52b的中心形成有以與軸主體51的貫通孔51a相同的尺寸平滑地與貫通孔51a相連續(xù)的貫通孔52c，利用軸主體51的貫通孔51a與凸緣部52的貫通孔52c構(gòu)成了沿著旋轉(zhuǎn)軸5的軸中心線X相連續(xù)的一條第I流路6。此外，在檐部52b的端面52bl以從軸中心線X呈扇狀擴(kuò)展的方式自上述貫通孔52c朝向外周側(cè)形成有六個(gè)凹部52e，各凹部52e分別形成第2流路7。并且，在檐部52b的外周附近的部位均等設(shè)有六個(gè)安裝孔52d，該安裝孔52d與形成于上述蓋構(gòu)件54 (參照?qǐng)D2)的安裝孔54a設(shè)于相同相位，并且供用于與外部裝置2連接的螺栓貫穿。
[0048]如此，在沒(méi)有安裝蓋構(gòu)件54 (參照?qǐng)D4)的狀態(tài)下，第I流路6和第2流路7均成為使旋轉(zhuǎn)軸5的凸緣部52側(cè)(圖1中的另一端部5b側(cè))開(kāi)放的狀態(tài)。蓋構(gòu)件54如上所述那樣形成為圓板狀，抵接并固定于凸緣部52的端面52bl，從而使第I流路6和第2流路7的凸緣部52側(cè)被封閉。如此一來(lái)，第I流路6形成以旋轉(zhuǎn)軸5的一端部5a (參照?qǐng)D1)側(cè)作為起點(diǎn)開(kāi)放且位于另一端部5b (參照?qǐng)D1)側(cè)的終點(diǎn)被封閉的圓筒狀的流路。并且，第2流路7在第I流路6的終點(diǎn)處連接且由利用在軸向上分離的扇形平面夾持而成的空間形成，并且第2流路7朝向旋轉(zhuǎn)軸5的外周側(cè)延伸，在凸緣部52的檐部52b的外周面52b2開(kāi)放。
[0049]在本實(shí)施方式中，第2流路7設(shè)為各設(shè)置兩條第2流路7A?7C，該第2流路7A?7C由三種形狀構(gòu)成。此外，各第2流路7A?7C以第I流路6的終點(diǎn)、具體而言凸緣部52的檐部52b的貫通孔52c的內(nèi)周面的一部分區(qū)域作為連接部C，并在該區(qū)域內(nèi)與第I流路6連接，在構(gòu)成第I流路6的貫通孔52c側(cè)分別形成開(kāi)口 72A?72C。此外，各第2流路7A?7C在凸緣部52的檐部52b的外周面52b2以及蓋構(gòu)件54 (參照?qǐng)D2)之間分別形成矩形狀的開(kāi)口 71A?71C。
[0050]圖4是示出在取下蓋構(gòu)件54 (圖2參照)后的狀態(tài)下自凸緣部52側(cè)沿軸向觀察旋轉(zhuǎn)軸5時(shí)的情況的后視圖。
[0051]如上所述，第2流路7A?7C自與第I流路6連接的開(kāi)口 72A?72C呈大致放射狀擴(kuò)張地形成，與此相伴，流路面積沿著徑向方向逐漸增大。在此，流路面積是指在第I流路6和第2流路7中與在內(nèi)部流動(dòng)的空氣的主流所形成的方向正交的面內(nèi)的面積，在第I流路6中是利用與軸中心線X正交的面剖切而得到的面積，在第2流路7是利用與外徑方向正交的面剖切而得到的面積。
[0052]第2流路7A?7C所形成的外周側(cè)的開(kāi)口 7IA?71C處的沿著旋轉(zhuǎn)軸5的旋轉(zhuǎn)方向的圓弧的長(zhǎng)度LI?L3設(shè)定為彼此不同的大小。具體而言，在本實(shí)施方式中，形成LI:L2:L3 = 2:1.5:1的關(guān)系，具有這樣不同大小的開(kāi)口 71A?71C的第2流路7A?7C沿著旋轉(zhuǎn)方向按順序配置，從而在旋轉(zhuǎn)方向上相鄰的第2流路7A?7C彼此大小不同，在旋轉(zhuǎn)方向上構(gòu)成不等間距。[0053]此外，三種第2流路7A~7C分別設(shè)有兩條且設(shè)置在180°相反的位置，以便不產(chǎn)生以軸心為中心的不平衡。通過(guò)這樣做，能夠減少在組裝后的旋轉(zhuǎn)體中所需要的平衡修正作業(yè)的工夫，減少制作成本。
[0054]上述圓弧的長(zhǎng)度LI~L3的關(guān)系不局限于上述情況，能夠變更為L(zhǎng)I:L2:L3 = I:
1.2:1.4等各種關(guān)系。但是，第2流路7A~7C所形成的內(nèi)側(cè)的開(kāi)口 72A~72C需要成為下述這樣的關(guān)系。
[0055]即，在將圖3中的第I流路6與連接部C的交界處的第I流路6的流路面積定義為Al，并將各第2流路7A、7B、7C與連接部C的交界處的各第2流路7A、7B、7C的流路面積定義為 A21、A22、A23 的情況下，Al ^ (A21 + A22 + A23 + A21 + A22 + A23)。圖 9 為示意性地示出該關(guān)系的圖，示出了相當(dāng)于第I流路6的流路91經(jīng)由連接部C分支成與六條第2流路7A~7C相對(duì)應(yīng)的流路92A~92C的情況。在這種情況下，重要的是流路91的與連接部C的交界處的流路面積Al同流路92A~92C與連接部C的交界處的流路92A~92C的流路面積A21~A23的總和大致相同。通過(guò)這樣做，從流路91、92A~92C的上游側(cè)到下游側(cè)不存在流路面積大幅變化的部位。
[0056]此外，在本實(shí)施方式中，以上述形狀作為基本，進(jìn)一步謀求細(xì)部的形狀的最佳化。以下，對(duì)其形狀進(jìn)行說(shuō)明。
[0057]圖5放大示出第2流路7 (7A、7C)的一部分。
[0058]如圖6所示，對(duì)第2流路7在外周側(cè)所形成的開(kāi)口 71的邊緣部中的、與旋轉(zhuǎn)方向正交的邊緣部Pl進(jìn)行倒角并精加工成曲面R1。此外，如圖6所示，對(duì)圖5所示的第2流路7與第I流路6間的交界、即第2流路7在內(nèi)周側(cè)所形成的開(kāi)口 72的邊緣部中的、與旋轉(zhuǎn)方向正交的邊緣部P2 進(jìn)行倒角并精加工成曲面R2。并且，圖5所示的第2流路7在內(nèi)周側(cè)所形成的開(kāi)口 72的邊緣部中的、與第I流路6正交的邊緣部P3也同樣地進(jìn)行倒角并精加工為曲面。
[0059]如上所述，通過(guò)在圖1所示的旋轉(zhuǎn)軸5的內(nèi)部設(shè)置第I流路6和以與該第I流路6正交的方式連接的多條第2流路7，產(chǎn)生以下作用。
[0060]即，由于在成為相對(duì)大徑的凸緣部52形成有第2流路7，因此第2流路7內(nèi)的空氣在較大的離心力的作用下向外周側(cè)排出，從而在內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓。因此，空氣從端部5a側(cè)流入到配置于旋轉(zhuǎn)軸5的中心的第I流路6內(nèi)，產(chǎn)生經(jīng)由第2流路7從外周排出的空氣的流動(dòng)。旋轉(zhuǎn)軸5被這樣的空氣冷卻，轉(zhuǎn)子芯4A、軸承12也間接地被冷卻。因此，即使在高速、高輸出這樣苛刻的條件下使用，也能夠高效地冷卻旋轉(zhuǎn)裝置I整體，能夠穩(wěn)定地使用。并且，由于不需要特別的冷卻裝置，因此能夠價(jià)格低廉地構(gòu)成。
[0061]此外，由于第2流路7的流路面積構(gòu)成為隨著在空氣所流動(dòng)的徑向方向上前進(jìn)而增大，因此能夠使第2流路7內(nèi)的空氣的流動(dòng)更加順暢，提高流速并提高冷卻效果。
[0062]在此，在簡(jiǎn)單地在旋轉(zhuǎn)裝置I的旋轉(zhuǎn)軸5的內(nèi)部設(shè)有流路的情況下，有時(shí)在旋轉(zhuǎn)速度的影響下，噪聲急劇增大。這是因?yàn)椋鳛楝F(xiàn)有技術(shù)，在采用圖12所示的結(jié)構(gòu)的情況下，流路面積在流路的中途發(fā)生明顯的變化，從而構(gòu)成圖7示意性地示出的亥姆霍茲共振系統(tǒng)。亥姆霍茲共振系統(tǒng)通常利用成為在由主體部82與口部83構(gòu)成的容器81內(nèi)充滿空氣這樣的具有壓縮性的流體的狀態(tài)的模型表示，能夠置換為以主體部82的內(nèi)部的體積Vl的流體82a的壓縮特性作為彈簧常量k的彈簧、且以口部83的內(nèi)部的體積V2的流體83a置換為質(zhì)量m的質(zhì)量體84的振動(dòng)系統(tǒng)。而且，在以接近振動(dòng)系統(tǒng)的共振頻率的頻率向口部83附近的流體施加振動(dòng)的情況下,系統(tǒng)整體的振動(dòng)急劇增大。
[0063]在本實(shí)施方式中，如圖9示意性地示出那樣，第I流路6與第2流路7的流路面積的關(guān)系從上游到下游整個(gè)范圍不存在發(fā)生較大變化的部分。因此，不會(huì)在內(nèi)部構(gòu)成如圖7所示那樣的模型，能夠抑制亥姆霍茲共鳴現(xiàn)象的產(chǎn)生。
[0064]此外，作為與亥姆霍茲共鳴現(xiàn)象類(lèi)似的噪聲的產(chǎn)生主要因素，也能夠產(chǎn)生圖8示意性地示出的氣柱共鳴現(xiàn)象。這是在兩端形成有開(kāi)口部86a的圓筒容器86的內(nèi)部，聲音發(fā)生共鳴的現(xiàn)象，如圖8的(a)、(b)所例示的那樣，在存在圓筒容器86的長(zhǎng)度是聲波87、88的半波長(zhǎng)的整數(shù)倍的關(guān)系的情況下，聲波在端部反射并彼此重疊從而被放大，音壓等級(jí)急劇增大。即，在旋轉(zhuǎn)裝置I中，在使旋轉(zhuǎn)軸5以特定的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，在因旋轉(zhuǎn)軸5的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的聲音的波長(zhǎng)與內(nèi)部的流路6、7的長(zhǎng)度之間存在產(chǎn)生氣柱共鳴現(xiàn)象的特定關(guān)系的情況下，該聲音被放大。
[0065]在本實(shí)施方式中，如上所述，使第2流路7A?7C的外周側(cè)的開(kāi)口 71A?71C的沿著旋轉(zhuǎn)軸5的旋轉(zhuǎn)方向的圓弧的長(zhǎng)度LI?L3不同，并設(shè)定為相鄰的圓弧的長(zhǎng)度彼此大小不同，從而使開(kāi)口 71A?71C在圓周方向上呈不等間距。因此，在以相同的旋轉(zhuǎn)速度使旋轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn)的情況下，開(kāi)口 71A?71C所帶來(lái)的風(fēng)噪聲也并非恒定頻率，而是各種頻帶混合而形成的白噪聲化的噪聲。因此，特定頻率的音壓等級(jí)不會(huì)增高，即使在第I流路6和第2流路7的內(nèi)部產(chǎn)生氣柱共鳴現(xiàn)象，也能夠抑制極大的噪聲的產(chǎn)生。
[0066]此外，在圖5所示的第2流路7的外周側(cè)的開(kāi)口 71以及內(nèi)周側(cè)的開(kāi)口 72，由于使與流體的流動(dòng)正交的邊緣部的一部分形成為曲面，因此抑制了在這些部分處產(chǎn)生紊流，完成了噪聲的進(jìn)一步減少。
[0067]如上，本實(shí)施方式中的旋轉(zhuǎn)裝置I構(gòu)成為具有旋轉(zhuǎn)軸5，該旋轉(zhuǎn)軸5在外周設(shè)有轉(zhuǎn)子芯4A且被軸承12支承為能夠旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸5，該旋轉(zhuǎn)裝置I包括:第I流路6，其自該旋轉(zhuǎn)軸5的一端部5a沿著軸中心線X設(shè)置到另一端部5b附近；以及第2流路7A?7C (7)，其在連接部C與第I流路6大致正交地連接，該連接部C在上述另一端部5b附近設(shè)定于第I流路6，且第2流路7A?7C (7)朝向旋轉(zhuǎn)軸5的外周側(cè)開(kāi)放，將自旋轉(zhuǎn)軸5的一端部5a至第I流路與連接部C的交界處的第I流路6的流路面積Al同第2流路7A?7C(7)與連接部C的交界處的第2流路7A?7C (7)的流路面積A21?A23的總和設(shè)定為大致相同。
[0068]通過(guò)這樣做，在存在作為流體的空氣的環(huán)境下使旋轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn)，從而離心力作用于第2流路7內(nèi)的空氣，自第I流路6朝向第2流路7產(chǎn)生空氣的流動(dòng)，能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)軸5、轉(zhuǎn)子芯4A以及軸承12的冷卻。并且，從第I流路6到第2流路7不存在流路面積急劇增加的部位，因此能夠抑制亥姆霍茲共鳴現(xiàn)象的產(chǎn)生，抑制取決于旋轉(zhuǎn)速度的過(guò)大噪聲的產(chǎn)生。
[0069]此外，由于第2流路7的流路面積形成為隨著朝向旋轉(zhuǎn)軸5的外周側(cè)而增大，因此能夠使第2流路7內(nèi)的空氣的流動(dòng)更加順暢，能夠進(jìn)一步提高冷卻效果。
[0070]此外，第2流路7在旋轉(zhuǎn)軸5的外周側(cè)所形成的開(kāi)口 7IA?71C的沿著旋轉(zhuǎn)軸5的旋轉(zhuǎn)方向的圓弧的長(zhǎng)度LI?L3設(shè)定為至少相鄰的第2流路7A與7B (7B與7C或者7C與7A)彼此不同，因此在旋轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn)時(shí)，能夠利用第2流路7所形成的開(kāi)口 71A?71C使在空氣中所產(chǎn)生的振動(dòng)的頻率白噪聲化，防止僅特定的頻率的振動(dòng)過(guò)大，因此能夠抑制借助特定的振動(dòng)而激發(fā)的旋轉(zhuǎn)軸5內(nèi)的氣柱共鳴系統(tǒng)的空氣振動(dòng)，降低噪聲。[0071]此外，由于第2流路7構(gòu)成為形成于設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸5的另一端部5b側(cè)的凸緣部52，因此，通過(guò)在直徑比其他部分的直徑大的凸緣部52形成第2流路7，能夠使作用于第2流路7內(nèi)的空氣的離心力增大,使從第I流路6到第2流路7內(nèi)的空氣的流速增大,而進(jìn)一步提高冷卻效率。此外，在將凸緣部52使用于與外部裝置2的連結(jié)的情況下，只要在進(jìn)行用于連結(jié)的加工的同時(shí)進(jìn)行用于形成第2流路7的加工即可，因此能夠進(jìn)一步減少制作成本。
[0072]此外，構(gòu)成為凸緣部52在旋轉(zhuǎn)軸5的另一端部5b側(cè)具有能夠裝卸的蓋構(gòu)件54，在取下該蓋構(gòu)件54時(shí)，第I流路6和第2流路7在旋轉(zhuǎn)軸5的軸向上開(kāi)放，因此能夠更加容易地形成第I流路6、第2流路7，能夠提高制作精度并且謀求制造成本的進(jìn)一步減少。
[0073]另外，各部的具體結(jié)構(gòu)不僅限定于上述實(shí)施方式。
[0074]例如，上述實(shí)施方式中的圓弧LI~L3之比僅是例示，也可以由上述比例以外的比例構(gòu)成。此外，第2流路7并非必須沿圓周方向設(shè)置六條，只要將第2流路7與第I流路6之間的面積關(guān)系維持為與上述相同，也可以增減地改變個(gè)數(shù)。但是，考慮到旋轉(zhuǎn)軸5的冷卻效率，優(yōu)選第2流路7設(shè)置六條以上。
[0075]此外，在上述實(shí)施方式中，第2流路7的外側(cè)的開(kāi)口 71所形成的邊緣部中的、僅是與旋轉(zhuǎn)方向正交的邊緣部由曲面構(gòu)成，但也可以將其他邊 緣部同樣地精加工為曲面，能夠進(jìn)一步抑制紊流的產(chǎn)生。
[0076]此外，在上述實(shí)施方式中，也能夠?qū)⒆鳛楠?dú)立構(gòu)件構(gòu)成的凸緣部52與軸主體51制作成一體。并且，在技術(shù)方面能夠?qū)⑸w構(gòu)件54也與凸緣部52和軸主體51制作成一體，但由于制作難度增加制造成本增高，因此優(yōu)選使蓋構(gòu)件54作為獨(dú)立構(gòu)件構(gòu)成。其中，并非必須如實(shí)施方式中所記載那樣形成為圓板狀，只要是在從凸緣部52分割時(shí)第I流路6以及第2流路7在軸向上開(kāi)放的結(jié)構(gòu)即可。此外，在一體地構(gòu)成具有優(yōu)點(diǎn)的情況下，也能夠如專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載的結(jié)構(gòu)那樣作為與外部裝置2側(cè)的凸緣部22相稱地安裝于軸主體51的聯(lián)軸器而構(gòu)成。
[0077]此外，在上述實(shí)施方式中，雖然第2流路7構(gòu)成為在連接部C處自第I流路6在半徑方向上以直線放大的放射狀擴(kuò)張，但只要朝向外側(cè)擴(kuò)張即可，也可以呈曲線狀擴(kuò)張。同樣地，對(duì)于第I流路6來(lái)說(shuō)，若流路內(nèi)的流體阻力沒(méi)有明顯增大，且不伴隨有急劇的流路面積的增減，則也允許流路面積在流路的中途略微變化。
[0078]此外，如圖10所示，若在與外部裝置2的凸緣部22連結(jié)時(shí)，能夠在軸向上封閉第I流路6和第2流路7，則也可以使用該凸緣部22代替蓋構(gòu)件54 (參照?qǐng)D1)。在該情況下，構(gòu)成轉(zhuǎn)子104的一部分的旋轉(zhuǎn)軸105僅由旋轉(zhuǎn)軸主體51、凸緣部52構(gòu)成。
[0079]此外，與外部裝置2的連結(jié)并不需要直接連接旋轉(zhuǎn)軸5與輸出軸21，如圖11所示，也可以借助在兩端形成有凸緣211的環(huán)狀構(gòu)件210等進(jìn)行連接。在這樣的情況下，由于流體也能夠流入到環(huán)狀構(gòu)件210的中心孔212，因此需要設(shè)置蓋構(gòu)件54作為必須的結(jié)構(gòu)要素。
[0080]并且，在本實(shí)施方式中使用空氣作為流體，但只要是具有壓縮性的流體，使用空氣以外的流體也能夠得到上述的本發(fā)明的效果。
[0081]其他結(jié)構(gòu)在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)也能夠進(jìn)行各種變形。
[0082]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0083]I…發(fā)電機(jī)(旋轉(zhuǎn)裝置)；4A…轉(zhuǎn)子芯；5…旋轉(zhuǎn)軸；5a...(旋轉(zhuǎn)軸的)一端部；5b…(旋轉(zhuǎn)軸的)另一端部；6…第I流路；7、7A~70..第2流路；52…凸緣部；54…蓋構(gòu)件；71、71A~71C...(第2流路的外側(cè)的)開(kāi)口 ；72、72A~72C...(第2流路的內(nèi)側(cè)的)開(kāi)口 ；AL...第I流路中的與連接部的交界處的流路面積；A2…第2流路中的與連接部的交界處的流路面積的總和；A21~A23...第2流路(分支流路)中的與連接部的交界處的流路面積；C..?連接部；R1、R2… 曲面；X…軸中心線。
【權(quán)利要求】
1.一種旋轉(zhuǎn)裝置，其具有旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸在外周設(shè)有轉(zhuǎn)子芯且被軸承支承為能夠旋轉(zhuǎn)，其特征在于， 該旋轉(zhuǎn)裝置包括: 第I流路，其自該旋轉(zhuǎn)軸的一端部沿軸中心線設(shè)置到另一端部附近；以及第2流路，其在連接部與該第I流路大致正交地連接，該連接部在上述另一端部附近設(shè)定于上述第I流路，且該第2流路朝向上述旋轉(zhuǎn)軸的外周側(cè)開(kāi)放， 將自上述旋轉(zhuǎn)軸的一端部起至第I流路與上述連接部的交界處的第I流路的流路面積同第2流路與上述連接部的交界處的第2流路的流路面積的總和設(shè)定為大致相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于， 上述第2流路的流路面積形成為隨著朝向上述旋轉(zhuǎn)軸的外周側(cè)而增大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于， 上述第2流路在旋轉(zhuǎn)軸的外周側(cè)所形成的開(kāi)口的、沿著上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向的圓弧的長(zhǎng)度設(shè)定為至少相鄰的第2流路彼此不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于， 上述第2流路的至少一部分形成于設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸的另一端部側(cè)的凸緣部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于， 構(gòu)成為上述凸緣部在旋轉(zhuǎn)軸的另一端部側(cè)具有能夠裝卸的蓋構(gòu)件，在取下該蓋構(gòu)件時(shí)，上述第I流路和第2流路在上述旋轉(zhuǎn)軸的軸向上開(kāi)放。
【文檔編號(hào)】H02K9/02GK104009581SQ201410065637
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月25日
【發(fā)明者】近藤弘之 申請(qǐng)人:昕芙旎雅有限公司