CN107534353A - 旋转机 - Google Patents

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Abstract

旋转机(1)具有旋转自如地设置于壳体(30)的旋转轴(40),所述旋转机(1)具有:设置在所述壳体(30)的轴向一端侧的端板(35)、形成于所述端板(35)并向所述壳体的内侧凹陷的凹部(35a)、形成于所述凹部(35a)并供所述旋转轴(40)的一端部(41)插通的插通孔(35b)、以及设置于所述凹部(35a)的轴接地装置(70),所述轴接地装置(70)与插通于所述插通孔(35b)的所述旋转轴(40)的一端部(41)相接触来除去产生于该旋转轴(40)的轴电压。

Description

旋转机
技术领域
本发明涉及具有轴接地装置的旋转机,该轴接地装置用于消除产生于旋转机的轴系的轴电压。
背景技术
在旋转机中,因由磁不平衡产生的电磁感应电压、由旋转摩擦引起的静电电压而在轴系产生轴电压。因该轴电压,可能会导致电流在轴系流动并且在其轴承部产生放电而产生电蚀。
为了确保旋转机的安全性,需要防止由轴电压引起的轴承部处的电蚀。于是,作为使轴电压有效地接地(earth)并将其保持在足够低的值的技术,研制出使轴接地电刷抵接于轴系来消除产生于轴系的轴电压的轴接地装置(例如参照专利文献1)。
在这样的轴接地装置中,由于与旋转机的轴系抵接的轴接地电刷磨损,因此,将轴接地装置与转子等分离地安装在旋转机的端部侧,以免该轴接地电刷的磨损影响到转子等。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-19487号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,为了将轴接地装置与转子等分离地安装在旋转机的端部侧,必须在旋转机中的壳体的外侧确保用于安装轴接地装置的空间,从而导致旋转机的大型化。另外,在将轴接地装置增设于已有的旋转机的情况下,不能确保用于安装轴接地装置的空间,恐怕不能增设轴接地装置。
本发明鉴于上述问题而作出,其目的在于抑制旋转机的大型化并且消除产生于旋转机的轴系的轴电压。
用于解决课题的方案
解决上述课题的第一发明涉及的旋转机具有旋转自如地设置于壳体的旋转轴,其特征在于,具有:端板,所述端板设置在所述壳体的轴向一端侧;凹部,所述凹部形成于所述端板并向所述壳体的内侧凹陷;插通孔,所述插通孔形成于所述凹部并供所述旋转轴的一端部插通;以及轴接地装置,所述轴接地装置设置于所述凹部,与插通于所述插通孔的所述旋转轴的一端部相接触来除去产生于该旋转轴的轴电压。
解决上述课题的第二发明涉及的旋转机在第一发明涉及的旋转机中,其特征在于,所述轴接地装置具有:与所述旋转轴相接触的电刷部件;以及将所述电刷部件固定于所述凹部的固定部件,将多个丝状构件沿所述旋转轴的轴向排列而构成所述电刷部件,所述多个丝状构件的朝向与所述旋转轴正交。
解决上述课题的第三发明涉及的旋转机在第二发明涉及的旋转机中,其特征在于,所述凹部一体地形成有用于设置所述固定部件的基座,所述基座形成有:与所述固定部件的一端面抵接的抵接面;利用销部件对所述固定部件进行定位的销孔;以及利用螺栓对所述固定部件进行固定的螺纹孔。
解决上述课题的第四发明涉及的旋转机在第二或第三发明涉及的旋转机中,其特征在于,所述丝状构件以碳为主原料。
解决上述课题的第五发明涉及的旋转机在第一~第四发明中的任一个发明涉及的旋转机中,其特征在于,所述端板是形成将电气部件收纳的电气室的盖部件。
解决上述课题的第六发明涉及的旋转机在第五发明涉及的旋转机中,其特征在于,所述电气室收纳对所述旋转轴的旋转相位进行检测的位置检测器。
解决上述课题的第七发明涉及的旋转机在第一~第六发明中的任一个发明涉及的旋转机中,其特征在于,在所述插通孔和所述旋转轴之间具有密封部件。
发明的效果
根据第一发明涉及的旋转机,在设置于壳体的轴向一端侧的端板上设置凹部,在该凹部设置轴接地装置,从而可以抑制旋转机的大型化,并且消除产生于旋转轴的轴电压。
根据第二发明涉及的旋转机,可以使轴接地装置为简单的结构,并且能够可靠地消除旋转轴上的轴电压。
根据第三发明涉及的旋转机,能够以简单的结构来设置轴接地装置。另外,通过将结构简单的轴接地装置设置于一体地形成于凹部的基座,从而可以减小凹部。
根据第四发明涉及的旋转机,能够可靠地消除旋转轴上的轴电压。
根据第五发明涉及的旋转机,通过在电气室的盖部件上设置凹部,在具有电气部件的旋转机中也可以设置轴接地装置。因此,在该旋转机中,可以抑制旋转机的大型化,并且可以消除产生于旋转轴的轴电压。
根据第六发明涉及的旋转机,在具有位置检测器的旋转机中也可以设置轴接地装置。因此,在该旋转机中,可以抑制旋转机的大型化,并且可以消除产生于旋转轴的轴电压。
根据第七发明涉及的旋转机,可以将轴接地装置与旋转机的内部隔离,因此,在轴接地装置中的与旋转轴相接触的部分(例如电刷部件的丝状构件)磨损的情况下,可以防止因该磨损而产生的粉末混入旋转机的内部。另外,在端板是形成电气室的盖部件的情况下,也可以防止因磨损而产生的粉末混入电气室的内部。
附图说明
图1是表示实施例1的旋转机的结构的纵剖视图。
图2是表示实施例1的旋转机的结构的横剖视图(图1中的II-II方向剖视图)。
图3是表示实施例1的旋转机的结构的放大剖视图(图2中的III-III方向截面)。
图4是表示实施例1的旋转机的结构的放大剖视图(图2中的IV-IV方向截面)。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的旋转机的实施例进行详细说明。当然,本发明并不限定于以下的实施例,可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更这是不言而喻的。
实施例1
参照图1至图4对本发明的实施例1的旋转机的结构进行说明。
如图1所示,旋转机1具有:大致圆筒形状的定子10、以及在该定子10的内周侧旋转自如地设置的转子20,转子20借助由定子10生成的旋转磁场而进行旋转动作。定子10固定于覆盖该定子10的壳体30,转子20固定于旋转自如地设置于壳体30的轴40。
壳体30构成为具有:覆盖定子10的外周侧的大致圆筒形状的框架31、以及覆盖框架31的开口侧即轴向两端侧(图1中的右方侧以及左方侧)的大致圆盘形状的托架32、33,定子10以及转子20被收纳于该壳体30中的由框架31和托架32、33形成的空间S1
托架32、33以沿着被收纳于其轴向内侧(托架32和托架33之间)的定子10以及转子20的轴向两端部的形状使径向内周侧(图1中的上下方向上的中央侧)的部分相对于径向外周侧(图1中的上方侧以及下方侧)的部分向轴向内侧凹陷的方式形成有凹部32a、33a。
这样,托架32、33是如下的形状:相比与转子20对应的径向内周侧的部分,与定子10对应的径向外周侧的部分向轴向外侧突出,因此,相比转子20的端部向轴向外侧突出的定子10的端部(线圈端11)被收纳于空间S1而不会与壳体30干涉。
在凹部32a、33a形成有沿轴向(图1中的左右方向)贯穿其径向中心部的插通孔32b、33b,轴40的端部被插通到该插通孔32b、33b中。另外,在插通孔32b、33b中安装有轴承50,借助该轴承50,轴40顺畅地进行旋转动作。
在托架32上一体地形成有包围凹部32a的外周侧并向轴向突出的圆环部34,并且设置有堵塞该圆环部34的前端侧(图1中的左方侧)的第一盖(端板、盖部件)35,所述托架32在与和未图示的驱动部连结的直接连结侧(图1中的右方侧)相反的直接连结相反侧(图1中的左方侧)设置。对旋转机1(轴40)的旋转相位进行检测的旋转变压器、编码器等位置检测器(电气部件)60以及与该位置检测器60电连接的线束部件(电气部件)61被收纳于壳体30中的由这些凹部32a、圆环部34以及第一盖35形成的空间(电气室)S2
位置检测器60由在轴40的一端侧(直接连结相反侧)的端部设置的旋转部60a、以及与该旋转部60a相向地在壳体30的一端侧(直接连结相反侧)的托架32上设置的固定部60b构成,可以对轴40(旋转机1)的旋转相位进行检测。如图3所示,圆筒形状的延长轴41利用螺栓42组装在轴40的一端侧(图3中的上方侧),位置检测器60的旋转部60a以被轴40和延长轴41夹持的方式与轴40一体地固定。另一方面,位置检测器60的固定部60b利用未图示的机械紧固机构固定于壳体30的凹部32a。
第一盖35与壳体30的托架32、33同样地,以径向内周侧(图3中的左右方向上的中央侧)的部分相对于径向外周侧(图3中的右方侧以及左方侧)的部分向轴向内侧(图3中的下方侧)凹陷的方式形成有凹部35a。这样,第一盖35为与径向内周侧的部分相比径向外周侧的部分向轴向外侧突出的形状,因此,线束部件61被收纳于空间S2而不会与第一盖35干涉。
在第一盖35的凹部35a形成有沿轴向(图3中的上下方向)贯穿其径向中心部的插通孔35b,轴40的一端部(延长轴41)被插通到该插通孔35b中。
在壳体30上设置有将第一盖35的凹部35a堵塞的第二盖36。轴40的端部(延长轴41)位于由这些第一盖35的凹部35a和第二盖36形成的空间S3,并且,用于消除产生于轴40的轴电压的轴接地装置70被收纳于上述空间S3
如图2以及图4所示,轴接地装置70具有:与轴40接触的轴接地电刷71、以及保持该轴接地电刷71的轴接地托架72。轴接地托架72具有:用于利用未图示的机械紧固机构(螺栓等)固定于第一盖35的安装部72a、从安装部72a延伸至轴40(延长轴41)附近的延伸部72b、从延伸部72b呈大致直角地向转子20侧(图4中的下方侧)弯折并与轴40(延长轴41)大致平行地延伸的电刷安装部72c、以及从电刷安装部72c的下端(图4中的下方侧端部)被折返的折返部72d。轴接地电刷71是以碳为主原料的碳丝(丝状构件)的束,多个碳丝被轴接地托架72的电刷安装部72c和折返部72d夹持而形成轴接地电刷71。
在第一盖35的凹部35a设置有用于安装轴接地装置70的安装部72a的基座部(基座)35c,在该基座部35c形成有进行了机械加工的安装座面35d以及紧贴面(抵接面)35e。另外,在基座部35c形成有用于插入未图示的定位销(销部件)的销孔35f,在轴接地托架72的安装部72a,与销孔35f对应地形成有用于插入未图示的定位销的销孔72f。
因此,轴接地装置70在将安装部72a设置于基座部35c的安装座面35d时,将安装部72a的一端面72e与基座部35c的紧贴面35e紧贴,并且,将未图示的定位销插入到安装部72a的销孔72f以及基座部35c的销孔35f中,从而进行旋转机1中的轴接地装置70的定位、即轴接地电刷71相对于轴40(延长轴41)的定位。
另外,在基座部35c形成有用于拧入未图示的螺栓的螺纹孔35g,在轴接地托架72的安装部72a,与基座部35c的螺纹孔35g对应地形成有用于供未图示的螺栓插通的插通孔72g。
因此,轴接地装置70在将安装部72a设置于基座部35c的安装座面35d时,进行上述的定位,并且,将未图示的螺栓插通到安装部72a的插通孔72g中并拧入到基座部35c的螺纹孔35g,由此,轴接地装置70被固定于第一盖35。
此时,轴接地装置70的轴接地电刷71(碳丝)朝向与轴40大致正交的方向(延长轴41的轴中心),并且其前端部与延长轴41抵接。通过以前端部与延长轴41大致正交地抵接的方式来设置轴接地电刷71,不论延长轴41即转子20的旋转方向(图2中的右旋转以及左旋转)如何都能够将产生于轴40的轴电压可靠地接地(earth)。
这样,通过将安装部72a的一端面72e与基座部35c的紧贴面35e紧贴并且利用未图示的定位销进行轴接地装置70的定位,从而可以将轴接地装置70容易地并且以较小的空间安装于第一盖35。即,可以减小用于设置轴接地装置70的空间(空间S3)。
另外,在第一盖35的插通孔35b中安装有密封件80,借助该密封件80,轴接地装置70被收纳的空间S3与定子10以及转子20被收纳的空间S1及位置检测器60被收纳的空间S2隔开。因此,轴接地装置70中的轴接地电刷71的磨损不会影响到定子10、转子20以及位置检测器60等。
参照图1至图4对本实施例的旋转机的动作进行说明。
在旋转机1被驱动时、即转子20借助由定子10生成的旋转磁场而进行旋转动作时,轴40与转子20一同进行旋转动作,与轴40的直接连结侧连结的未图示的驱动部被驱动(参照图1)。在此,因旋转机1中的由磁不平衡产生的电磁感应电压、由旋转摩擦引起的静电电压而在轴40上产生轴电压。
此时,由于轴接地装置70中的轴接地电刷71和与轴40连结的延长轴41相接触,因此,经由延长轴41以及轴接地装置70消除产生于轴40的轴电压(参照图2至图4)。因此,在旋转机1中,不会产生由轴电压引起的轴承部(轴承50)处的放电,不会产生电蚀。
轴接地电刷71和延长轴41的接触状态由轴接地装置70向基座部35c的设置(定位)、以及轴接地电刷71和轴接地托架72的组装位置来确定。因此,在将轴接地电刷71组装到轴接地托架72后,将从接地托架72突出的轴接地电刷71切断为规定的长度,并且,利用与基座部35c上的紧贴面35e的抵接以及定位销对轴接地装置70进行定位,从而可以使轴接地电刷71和延长轴41的接触处于所希望的状态。
根据本实施例,通过在形成对位置检测器60等进行收容的空间S2的第一盖35上设置凹陷部35a,可以形成对轴接地装置70进行收容的空间S3而不会伴随着旋转机1的大型化、即旋转机1向轴向的长尺寸化,可以利用轴接地装置70消除轴40(延长轴41)上的轴电压。
因此,例如,即便在旋转机1不是新制作的设备而是已有的设备的情况下,不论旋转机1周边是否存在安装空间,都可以增设轴接地装置70。即,仅通过将形成对位置检测器60等进行收容的空间S2的部件(盖部件)更换为具有凹陷部35a的第一盖35,即可形成收容轴接地装置70的空间S3而不会伴随着旋转机1的大型化、即旋转机1向轴向的长尺寸化。
当然,本发明中的端板并不限定于如本实施例那样形成对位置检测器60等进行收容的空间S2的第一盖35。作为本发明中的端板,例如,既可以是形成对位置检测器60以外的电气部件等进行收纳的空间的盖部件,另外,也可以是壳体30的托架32。这样,在本发明中的端板采用壳体30的托架32的情况下,形成于托架32的凹部32a成为收纳轴接地装置70的空间,在该凹部32a设置轴接地装置70。
附图标记说明
1 旋转机
10 定子
11 线圈端
20 转子
30 壳体
31 框架
32 直接连结相反侧的托架(端板)
32a 凹部
32b 插通孔
33 直接连结侧的托架(端板)
33a 凹部
33b 插通孔
34 圆环部
35 第一盖(端板、盖部件)
35a 凹部
35b 插通孔
35c 基座部(基座)
35d 安装座面
35e 紧贴面(抵接面)
35f 销孔
35g 螺纹孔
36 第二盖
40 轴(旋转轴)
41 延长轴(旋转轴)
42 螺栓
50 轴承
60 位置检测器(电气部件)
60a 旋转部
60b 固定部
61 线束部件(电气部件)
70 轴接地装置
71 轴接地电刷(电刷部件)
72 轴接地托架(固定部件)
72a 安装部
72b 延伸部
72c 电刷安装部
72d 折返部
72e 一端面
72f 销孔
72g 插通孔
80 密封件
S1 旋转机内的空间
S2 收容位置检测器的空间(电气室)
S3 收容轴接地装置的空间

Claims (7)

1.一种旋转机,具有旋转自如地设置于壳体的旋转轴,其特征在于,具有:
端板,所述端板设置在所述壳体的轴向一端侧;
凹部,所述凹部形成于所述端板并向所述壳体的内侧凹陷;
插通孔,所述插通孔形成于所述凹部并供所述旋转轴的一端部插通;以及
轴接地装置,所述轴接地装置设置于所述凹部,与插通于所述插通孔的所述旋转轴的一端部相接触来除去产生于该旋转轴的轴电压。
2.如权利要求1所述的旋转机,其特征在于,
所述轴接地装置具有:与所述旋转轴相接触的电刷部件;以及将所述电刷部件固定于所述凹部的固定部件,
将多个丝状构件沿所述旋转轴的轴向排列而构成所述电刷部件,所述多个丝状构件的朝向与所述旋转轴正交。
3.如权利要求2所述的旋转机,其特征在于,
所述凹部一体地形成有用于设置所述固定部件的基座,
所述基座形成有:与所述固定部件的一端面抵接的抵接面;利用销部件对所述固定部件进行定位的销孔;以及利用螺栓对所述固定部件进行固定的螺纹孔。
4.如权利要求2或3所述的旋转机,其特征在于,
所述丝状构件以碳为主原料。
5.如权利要求1~4中任一项所述的旋转机,其特征在于,
所述端板是形成将电气部件收纳的电气室的盖部件。
6.如权利要求5所述的旋转机,其特征在于,
所述电气室收纳对所述旋转轴的旋转相位进行检测的位置检测器。
7.如权利要求1~6中任一项所述的旋转机,其特征在于,
在所述插通孔和所述旋转轴之间具有密封部件。
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