JP2015208192A - slip ring mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ブラシに回転しつつ接触するスリップリングを備えるスリップリング機構に関する。 The present invention relates to a slip ring mechanism including a slip ring that rotates and contacts a brush.
例えば回転電機では、回転軸と共に回転するスリップリングに、外部のインバータ、バッテリ等の電気機器と電気的に接続されたブラシを接触させることによって、外部との間で電力の需給が行われる。ブラシは、電流が流れることによって発熱するほか、回転するスリップリングに対して押圧された状態で摺動するため、摩擦によっても発熱する。しかしながら、ブラシは、その温度が所定の温度以上に上昇すると、耐摩耗性を急激に大きく低下させ摩耗量を劇的に増加させるため、その耐久性が著しく低下する。このため、ブラシを冷却する技術が提案されている。 For example, in a rotating electrical machine, electric power is supplied to and supplied from the outside by bringing a brush that is electrically connected to an electric device such as an external inverter or a battery into contact with a slip ring that rotates together with a rotating shaft. In addition to generating heat when the current flows, the brush slides while being pressed against the rotating slip ring, and thus generates heat due to friction. However, if the temperature of the brush rises above a predetermined temperature, the wear resistance is drastically reduced and the amount of wear is dramatically increased, so that the durability of the brush is significantly reduced. For this reason, a technique for cooling the brush has been proposed.
例えば特許文献1には、スリップリング及びブラシによって通電を行うスリップリング機構を備えた車両搭載用の充電発電機が記載されている。この充電発電機は、車両前方に向けて設けられた冷却風導入路を介して車両走行風を冷却風として内部に導入するように構成されている。さらに、この充電発電機では、その後端に設けた吸気カバー内に隔壁が設けられ、この隔壁によって、冷却風を必要箇所に案内する複数の分流路が区画形成されている。そして、分流路は、冷却風導入路に連通している。
For example,
充電発電機すなわちオルタネータでは、冷却風を排出するために、複数のスリット状の開口が、そのハウジングに周方向に沿って形成されている。このため、ハウジングは、オープンボディの形態を呈している。一方、モータの機能を有するような回転電機では、ブラシの摺動部に侵入することでブラシの摩耗を促進する水や埃の侵入を防ぐために、スリップリング機構のハウジングを密閉構造にする必要がある。このため、このような回転電機のスリップリング機構では、密閉構造のハウジングに対して冷却風の導入及び排出が可能な構造が要求される。さらに、コストを上昇させる複雑な構造を伴わないことも要求される。 In a charging generator, that is, an alternator, a plurality of slit-shaped openings are formed in the housing along the circumferential direction in order to discharge cooling air. For this reason, the housing is in the form of an open body. On the other hand, in a rotating electric machine having the function of a motor, it is necessary to make the housing of the slip ring mechanism have a sealed structure in order to prevent intrusion of water and dust that promotes wear of the brush by entering the sliding part of the brush. is there. For this reason, in such a slip ring mechanism of a rotating electrical machine, a structure capable of introducing and discharging cooling air to a sealed housing is required. Furthermore, it is also required not to have a complicated structure that increases costs.
この発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、密閉構造を有するハウジングの内部に冷却風(冷却用流体)を流通させることによってブラシを冷却する構造を簡易にするスリップリング機構を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and a slip ring that simplifies a structure for cooling a brush by circulating cooling air (cooling fluid) inside a housing having a sealed structure. The purpose is to provide a mechanism.
上記の課題を解決するために、この発明に係るスリップリング機構は、回転可能なスリップリング及び回転するスリップリングと接触するブラシを含むスリップリング機構において、スリップリング機構の収容空間を含むハウジングと、ブラシを保持するブラシベースを内側に有し、スリップリングを囲むようにしてハウジングから収容空間内に延出して収容空間を部分的に仕切る筒状の仕切壁と、ハウジングに設けられ、ハウジングの外部を仕切壁の内側の収容空間に連通する導入路と、ハウジングに設けられ、仕切壁の外側の収容空間をハウジングの外部に連通する導出路とを備え、仕切壁は、仕切壁の内側の収容空間と仕切壁の外側の収容空間とによって形成される往復流路を区画形成し、導入路は、収容空間内への冷却用流体の導入路であり、導出路は、収容空間外への冷却用流体の導出路であり、仕切壁は、スリップリングの回転軸の径方向でブラシと向き合う位置に、仕切壁を貫通するベンチュリ穴を有する。 In order to solve the above problems, a slip ring mechanism according to the present invention is a slip ring mechanism including a rotatable slip ring and a brush in contact with the rotating slip ring, and a housing including a housing space for the slip ring mechanism; A cylindrical partition wall that has a brush base that holds the brush inside, extends from the housing into the receiving space so as to surround the slip ring, and partially partitions the receiving space, and is provided in the housing and partitions the outside of the housing An introduction path that communicates with the accommodation space inside the wall; and a lead-out path that is provided in the housing and communicates the accommodation space outside the partition wall to the outside of the housing. The partition wall includes an accommodation space inside the partition wall and A reciprocating flow path formed by the accommodation space outside the partition wall is defined, and the introduction path introduces the cooling fluid into the accommodation space. And a derivation passage is outlet passage of the cooling fluid into the housing space outside the partition wall at a position facing the brush in the radial direction of the axis of rotation of the slip ring, having a venturi hole through the partition wall.
スリップリング及びブラシベースは、スリップリングの回転軸方向に沿って複数設けられ、ブラシベースはそれぞれ、スリップリングを囲むようにしてスリップリングの回転軸の径方向に仕切壁にまで延在し、ベンチュリ穴は、ブラシベース同士の間に位置してよい。
ブラシベースは、スリップリングに対して接近又は離隔する方向に移動可能にブラシを保持するブラシホルダを有し、ベンチュリ穴は、スリップリングの回転軸の径方向に沿ってブラシ及びブラシホルダをスリップリングの回転軸側から仕切壁に投影して形成される領域内に位置してよい。
A plurality of slip rings and brush bases are provided along the rotational axis direction of the slip ring, and each brush base extends to the partition wall in the radial direction of the rotational axis of the slip ring so as to surround the slip ring, and the venturi hole is It may be located between the brush bases.
The brush base has a brush holder that holds the brush so that the brush can move in a direction toward or away from the slip ring, and the venturi hole slips the brush and the brush holder along the radial direction of the rotation axis of the slip ring. It may be located in the area | region formed by projecting on a partition wall from the rotating shaft side.
この発明に係るスリップリング機構によれば、密閉構造を有するハウジングの内部に冷却用流体を流通させることによってブラシを冷却する構造を簡易にすることが可能になる。 According to the slip ring mechanism according to the present invention, it is possible to simplify the structure for cooling the brush by circulating the cooling fluid inside the housing having the sealed structure.
実施の形態
以下、この発明の実施の形態に係るスリップリング機構30を備える回転電機100について、添付図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態では、回転電機100は、ハイブリッド自動車を稼働させるためのハイブリッドトランスアクスルに組み込まれるものとして説明する。
Hereinafter, a rotating
図1を参照すると、回転電機100は、三相交流電力が印加されるダブルロータ型の回転電機を構成している。回転電機100は、円筒状の金属製モータハウジング部1と、モータハウジング部1の開口端部1aに設けられた筒状の金属製モータカバー2と、モータカバー2の開口端部2aを塞ぐ金属製エンドカバー3とを備えている。モータハウジング部1、モータカバー2及びエンドカバー3は、回転電機100のハウジング10を構成している。
Referring to FIG. 1, a rotating
モータカバー2は、モータハウジング部1の開口端部1aに固定され且つ開口端部1aの径方向に延在する円環板状のフランジ部2bと、モータハウジング部1よりも小さい径を有し且つフランジ部2bから垂直にモータハウジング部1内に延在する略円筒状の小径筒部2cと、小径筒部2cよりも大きい内径を有し且つフランジ部2bから小径筒部2cと反対側に延在する大径筒部2dとを備えている。大径筒部2dの端部は、開口端部2aを構成し、エンドカバー3は、大径筒部2dの端部に固定されている。
小径筒部2c及び大径筒部2dの内側には、小径筒部2cから大径筒部2dにわたって内径が段差状に拡大するスリップリング機構30の収容空間4が区画形成される。
また、モータハウジング部1と小径筒部2cとの間には、モータ収容空間5が区画形成される。
The
The
A
さらに、回転電機100は、収容空間4を通って延在する金属製の回転軸6と、回転軸6におけるエンドカバー3と反対側の端部6aに一体回転可能に連結された金属製の第一ロータ支持部材7とを備えている。第一ロータ支持部材7は、回転軸6と同軸上に配置されている。
小径筒部2cにおける大径筒部2dと反対側の端部の内周面と回転軸6の外周面との間は、環状のシール部材8によって気密に封止されている。さらに、収容空間4内におけるシール部材8のエンドカバー3側の近傍では、小径筒部2cから回転軸6に向かって突出する環状の隔壁2eが一体成形されている。
Further, the rotating
A space between the inner peripheral surface of the end of the small diameter
第一ロータ支持部材7は、回転軸6と反対側に突出する円筒状の入力軸部7aと、モータ収容空間5内で小径筒部2cを外側から囲むように延在する円筒状のロータ支持部7bとを一体に含んでいる。入力軸部7aは、その円筒の内側にエンジン等の駆動装置の回転軸が嵌合挿入されることで駆動装置の回転駆動力が伝達されるように構成されている。ロータ支持部7bは、その外周に設けられる円筒状の第一ロータ21を支持し一体に回転する。なお、第一ロータ21は、その内部に、周方向に沿って配置された三相巻線21aを含んでいる。
The first
ロータ支持部7bは、その外周側に設けられたボールベアリング9を介してモータカバー2のフランジ部2bによって回転自在に支持されている。このため、回転軸6、第一ロータ支持部材7及び第一ロータ21は、回転軸6の回転中心軸を中心としてハウジング10に対して、一体に回転することができる。
The
さらに、モータ収容空間5内では、第一ロータ21の外周を囲むようにして円筒状の第二ロータ22が設けられている。第二ロータ22は、その内部に、周方向に沿って配置された永久磁石22aを有している。
第二ロータ22は、その円筒軸方向の両側から第二ロータ22を挟むように設けられた第二ロータ支持部材11a及び11bによって支持されている。
第二ロータ支持部材11bは、筒状の形状を有し、第二ロータ22に対してモータカバー2のフランジ部2b側に配置されて第二ロータ22に一体回転可能に連結されている。そして、第二ロータ支持部材11bは、その外周側に設けられたボールベアリング12を介してフランジ部2bによって回転自在に支持されている。
Further, in the
The
The second
第二ロータ支持部材11aは、有底円筒状の形状を有し、第二ロータ22に対してフランジ部2bと反対側に配置され、第二ロータ支持部材11bと共に第二ロータ22に一体回転可能に連結されている。そして、第二ロータ支持部材11aは、その内周側に設けられたボールベアリング13を介して、入力軸部7aの外周面によって回転自在に支持されている。さらに、第二ロータ支持部材11aは、その底部の中心に入力軸部7aと同方向に延びる円筒状の出力軸部11a1を一体成形によって含んでいる。出力軸部11a1は、入力軸部7a及び回転軸6と同軸に配置されている。
The second
よって、第二ロータ22と第二ロータ支持部材11a及び11bとは一体となって、入力軸部7aに対して、つまり、回転軸6及び第一ロータ21に対して相対回転することができる。そして、第二ロータ支持部材11aの出力軸部11a1は、その外周面に形成されたギヤ歯に係合する機構に回転駆動力を出力することができる。
Therefore, the
また、モータ収容空間5内では、第二ロータ22の外周を囲むようにして円筒状のステータ23が設けられている。ステータ23は、モータハウジング部1に固定されている。さらに、ステータ23は、その内部に、周方向に沿って配置された三相巻線23aを含んでいる。
従って、回転電機100は、第一ロータ21、第二ロータ22及びステータ23を備えたダブルロータ型の回転電機を構成している。
In the
Therefore, the rotating
また、エンドカバー3の内側表面3aには、収容空間4に開口する内側円弧状溝3b及び外側円弧状溝3cが、形成されている。内側円弧状溝3b及び外側円弧状溝3cは、互いに間隔をあけて回転軸6の周囲を囲むようにして延在している。外側円弧状溝3cは、回転軸6の径方向で内側円弧状溝3bを外側から囲むように延在している。ここで、内側円弧状溝3b及び外側円弧状溝3cはそれぞれ、導入路及び導出路を構成している。
Further, the
内側円弧状溝3b及び外側円弧状溝3cは、エンドカバー3の外部に連通している。内側円弧状溝3bは、外部の図示しない送風装置に連通し、冷却用流体としての空気が供給されるように構成され、外側円弧状溝3cは、回転電機100の外部に空気を放出できるように構成されている。なお、エンドカバー3の内側表面3aにおいて、内側円弧状溝3bの内側には、回転軸6の回転数を検知する回転センサ14が、回転軸6を囲むように埋め込まれている。
The inner
また、収容空間4内では、エンドカバー3の内側表面3a上における内側円弧状溝3b及び外側円弧状溝3cの間の部位から隔壁2eに向かって、略円筒状のガイド部材31が回転軸6の外周面を囲むようにして回転軸6と略平行に延在している。ガイド部材31は、隔壁2eとの間に間隙を有しており、収容空間4内で回転軸6の軸方向に沿った往復流路を形成する。この往復流路は、内側円弧状溝3bから流入した空気が、回転軸6とガイド部材31との間となるガイド部材31の内側を通った後、隔壁2eに衝突して向きを変え、小径筒部2c及び大径筒部2dとガイド部材31との間となるガイド部材31の外側を通り、外側円弧状溝3cから流出する流路である。
ここで、ガイド部材31は、仕切壁を構成している。
Further, in the
Here, the
ガイド部材31は、小径筒部2c及び大径筒部2dに沿う外形を有している。ガイド部材31は、小径筒部2cに対向する小径部31aと、大径筒部2dに対向し且つ小径部31aよりも大きい径を有する大径部31bとによって構成されている。
The
また、ガイド部材31の内側には、スリップリング機構30が設けられている。スリップリング機構30は、回転電機100の外部の電気機器と回転電機100とを電気的に接続するための機構である。
A
図1、図2及び図4をあわせて参照すると、スリップリング機構30は、回転軸6の外周を囲むように埋め込まれた輪状の3つのスリップリング32と、スリップリング32のそれぞれに接触し且つ導電性を有する複数のブラシ33とを含んでいる。3つのスリップリング32は、回転軸6の回転中心軸方向に沿って一列に並んで配置されている。そして、各スリップリング32に対して、3つの直方体状のブラシ33が、スリップリング32の径方向に移動可能に配設されている。各スリップリング32に接触する3つのブラシ33は、スリップリング32及び回転軸6の周方向に等間隔に配置されている。
Referring to FIGS. 1, 2, and 4 together, the
また、回転軸6の外周面は、樹脂等からなる円筒状の絶縁部材40によって覆われている。絶縁部材40は、外周面を露出させるようにして各スリップリング32を含み、各スリップリング32を回転軸6及び他のスリップリング32から絶縁する。さらに、絶縁部材40は、回転軸6の軸方向に沿って延在する3つのスリップリング用バスバー41を内部に含み、各スリップリング用バスバー41を回転軸6及び他のスリップリング用バスバー41から絶縁する。各スリップリング用バスバー41は、各スリップリング32を第一ロータ21の互いに異なる各相の巻線21aに電気的に接続する。
The outer peripheral surface of the
さらに、スリップリング機構30は、金属等の導電性を有する材料から形成された円環板状のベースリングプレート35と、ベースリングプレート35の一方の表面35b上に固定されたブラシホルダ34、巻きバネ36、電気接続部37及びスペーサ38を含んでいる。各ブラシホルダ34は、金属等の導電性を有する材料から形成され、各ブラシ33を内部で摺動可能に保持する。各巻きバネ36は、各ブラシ33をスリップリング32に向かって押圧する。各電気接続部37は、電線及び端子によって構成され、各ブラシ33をベースリングプレート35に電気的に接続する。スペーサ38は、所定の間隔をあけるようにしてベースリングプレート35同士を連結する。
Further, the
ベースリングプレート35は、その中心に回転軸6を通すための開口部35aを有している。ベースリングプレート35の表面35b上には、3つのブラシホルダ34、3つの巻きバネ36、3つの電気接続部37及び3つのスペーサ38が設けられている。
ここで、ベースリングプレート35は、ブラシベースを構成している。
The
Here, the
ブラシホルダ34は、ベースリングプレート35の表面35b上で直方体状のブラシ33の3つの側面をコの字状に囲むようにして設けられ、ベースリングプレート35と協働してブラシ33を保持する。ブラシホルダ34に保持された各ブラシ33は、スリップリング32に接近する及び離隔する方向に摺動することができ、この摺動方向は、スリップリング32及び回転軸6の径方向と一致する。さらに、ブラシホルダ34に保持された各ブラシ33は、その中心軸CLを、ブラシホルダ34及びベースリングプレート35の間に形成される直方体状の空間の中心軸と一致させると共に、その摺動方向と一致させている。よって、3つのブラシ33は、それぞれの中心軸CLを回転軸6及びスリップリング32の中心軸から垂直な方向に放射状に且つ互いに等間隔に延在させるようにして、配置されている。
The
3つのベースリングプレート35が、各スリップリング32の外周側に開口部35aを位置させ、互いに間隔をあけて回転軸6の回転中心軸方向と垂直な方向に沿って配置されて、ガイド部材31の小径部31a内に固定されている。このとき、開口部35aの周縁とスリップリング32との間には、間隙がある。各ベースリングプレート35は、開口部35aの周縁とスリップリング32との間の間隙を除き、小径部31aとスリップリング32との間の断面を塞ぐように延在する。さらに、ベースリングプレート35のうちの1つは、小径部31aの端部に位置し、ブラシ33、ブラシホルダ34、巻きバネ36、電気接続部37及びスペーサ38をガイド部材31の外部に露出させている。
Three
各ベースリングプレート35の外周縁35cからは、一体成形された1つのバスバー39が延びている。バスバー39は、ガイド部材31の小径部31aに形成されたスリット31a1を通って、ガイド部材31の外部に突出し、エンドカバー3の近傍位置まで延在している。バスバー39は、回転電機100の外部の電気機器から延びる電線が接続されるように構成されている。このため、ブラシ33は、電気接続部37、ベースリングプレート35及びバスバー39を介して、外部の電気機器に電気的に接続される。
One integrally formed
図1〜図4をあわせて参照すると、ガイド部材31の小径部31aには、3つのベースリングプレート35の内の中央のベースリングプレート35に配設されたブラシ33及びブラシホルダ34の各組に対向する位置に、ベンチュリ穴31cが貫通形成されている。
1 to 4, the
3つのベンチュリ穴31cはいずれも、ブラシ33に対してスリップリング32と反対側に位置しており、小径部31aの周方向を長手方向とする長穴の形状を有している。各ベンチュリ穴31cは、ベースリングプレート35の外周縁35cの接線方向であり且つ中心軸CLに垂直である方向において、ブラシホルダ34の幅B1を超えない幅B3を有している(図4参照)。さらに、各ベンチュリ穴31cは、ベースリングプレート35の表面35b及び中心軸CLに垂直な方向において、ブラシホルダ34の幅B2を超えない幅B4を有している(図1参照)。さらに、各ベンチュリ穴31cは、ベースリングプレート35の表面35bに垂直な方向において、ベースリングプレート35の外周縁35cを跨がないように配置されている。つまり、各ベンチュリ穴31cは、対向するブラシ33及びブラシホルダ34を中心軸CLに沿う方向で小径部31aに投影したときにブラシ33及びブラシホルダ34によって形成される領域の外にはみ出ないような大きさで形成されている。
All of the three
また、上述のように構成された回転電機100は、以下のように稼働する。
図1、図2及び図4をあわせて参照すると、図示しない電気機器からバスバー39を介して各ブラシ33に三相交流電流が供給されると、供給された電流は、各スリップリング32及び各スリップリング用バスバー41を通って、第一ロータ21の三相巻線21aに供給される。そして、三相巻線21aを流れる電流が発生する回転磁界が、永久磁石22aに作用して第二ロータ22を回転駆動し、出力軸部11a1が回転駆動される。
一方、入力軸部7aを介して回転軸6が回転駆動されると、第一ロータ21が回転し、それに伴い、第一ロータ21の三相巻線21aに誘導電流が発生し、各スリップリング32、各ブラシ33及び各バスバー39を介して、発生した誘導電流が電気機器に供給される。
Moreover, the rotary
Referring to FIGS. 1, 2, and 4 together, when a three-phase alternating current is supplied to each
On the other hand, when the
上述のようにスリップリング32及びブラシ33の間で電流が流れること、並びにブラシ33がスリップリング32上で摺動することによって、ブラシ33が発熱するため、回転電機100の外部の図示しない送風装置によって冷却用空気がエンドカバー3の内側円弧状溝3bに供給される。
Since a current flows between the
内側円弧状溝3bから収容空間4内のガイド部材31の内側に流入した冷却用空気は、内側円弧状溝3bに最も近いベースリングプレート35に沿って流れてこれを冷却し、さらに、このベースリングプレート35の開口部35aとスリップリング32との間の間隙を通って、隣のベースリングプレート35に向かって流れる。このとき、内側円弧状溝3bに最も近いベースリングプレート35上のブラシ33は、ベースリングプレート35が受ける冷却作用と、間隙を通る冷却用空気による作用との2つの作用によって、冷却されると共に摩耗粉の除去を受ける。
The cooling air that has flowed into the
隣のベースリングプレート35つまり中央のベースリングプレート35に向かって流れる冷却用空気は、中央のベースリングプレート35の開口部35aとスリップリング32との間の間隙を通って、さらに隣のベースリングプレート35に向かって流れる。このとき、中央のベースリングプレート35上のブラシ33は、間隙を通る冷却用空気の作用によって、冷却されると共に摩耗粉の除去を受ける。
The cooling air flowing toward the adjacent
さらに隣のベースリングプレート35つまり隔壁2eに最も近いベースリングプレート35に向かって流れる冷却用空気は、このベースリングプレート35の開口部35aとスリップリング32との間の間隙を通ってガイド部材31の内側から流出し、さらに隔壁2eに衝突して向きを変え、ガイド部材31の外側をエンドカバー3の外側円弧状溝3cに向かって流れる。このとき、隔壁2eに最も近いベースリングプレート35上のブラシ33は、間隙を通る冷却用空気の作用と、隔壁2eに衝突して向きを変えてベースリングプレート35の表面35bに沿って流れる冷却用空気の作用との2つの作用によって、冷却されると共に摩耗粉の除去を受ける。
Further, the cooling air flowing toward the adjacent
また、ガイド部材31の外側を冷却用空気が流れることによって、小径部31aのベンチュリ穴31cの内外に空気の流速差による圧力差が生じ、ベンチュリ穴31cにおいて、ガイド部材31内側の空気を外側に吸い出すベンチュリ効果が起こる。これにより、ガイド部材31の内側で中央のベースリングプレート35の開口部35aとスリップリング32との間の間隙を通った冷却用空気の一部は、ベースリングプレート35の表面35bに沿って流れてベンチュリ穴31cからガイド部材31の外側に流出する。この結果、中央のベースリングプレート35上のブラシ33は、上述した間隙を通る冷却用空気の作用に加え、表面35bに沿って流れる冷却用空気の作用によっても冷却されると共に摩耗粉の除去を受ける。なお、ベンチュリ穴31cは、ブラシホルダ34に対して上述したような大きさで形成されているため、表面35bに沿って流れる冷却用空気は、ブラシホルダ34及びブラシ33に向かい且つブラシホルダ34及びブラシ33の表面に絡むようにして流れ、ブラシホルダ34及びブラシ33を効果的に冷却する。
Further, when the cooling air flows outside the
また、ガイド部材31の外側を外側円弧状溝3cに向かって流れる冷却用空気は、外側円弧状溝3cから回転電機100の外部に流出する。
Further, the cooling air flowing outside the
このように、この発明の実施の形態に係るスリップリング機構30は、回転可能なスリップリング32及び回転するスリップリング32と接触するブラシ33を含む。このスリップリング機構30は、スリップリング機構30の収容空間4を含むハウジング10と、ブラシ33を保持するベースリングプレート35を内側に有し且つスリップリング32を囲むようにしてハウジング10から収容空間4内に延出して収容空間4を部分的に仕切る筒状のガイド部材31と、ハウジング10に設けられ且つハウジング10の外部をガイド部材31の内側の収容空間4に連通する内側円弧状溝3bと、ハウジング10に設けられ且つガイド部材31の外側の収容空間4をハウジング10の外部に連通する外側円弧状溝3cとを備える。ガイド部材31は、ガイド部材31の内側の収容空間4とガイド部材31の外側の収容空間4とによって形成される往復流路を区画形成する。内側円弧状溝3bは、収容空間4内への冷却用空気の導入路であり、外側円弧状溝3cは、収容空間4外への冷却用空気の導出路である。ガイド部材31は、スリップリング32の回転軸6の径方向でブラシ33と向き合う位置に、ガイド部材31を貫通するベンチュリ穴31cを有する。
As described above, the
このとき、収容空間4内では、冷却用空気は、内側円弧状溝3bを通ってガイド部材31の内側に流入し、ガイド部材31に沿って流れて流出すると方向を変えてガイド部材31の外側を流れ、外側円弧状溝3cを通って外部に流出する。スリップリング32、ブラシ33、ベースリングプレート35等の空気の流れの障害物を含むガイド部材31の内側では、ガイド部材31の外側よりも、冷却用空気の流速が低くなる。これにより、ベンチュリ穴31cの内外で生じる圧力差に起因したベンチュリ効果によって、ベンチュリ穴31cを通ってガイド部材31の内側から外側へ流れる空気流が発生する。ベンチュリ穴31cの付近で発生する空気流は、ベンチュリ穴31cが向き合うブラシ33の周囲を通過してブラシ33を冷却する。よって、ブラシ33は、ガイド部材31及び回転軸6に沿って流れる冷却用空気と、ベンチュリ穴31cから吸い出される冷却用空気の流れとによって、冷却されると共に摩耗粉の除去を受ける。従って、スリップリング機構30は、簡易な構造によって密閉構造を有する収容空間4内に冷却用空気を流通させることでブラシ33を効果的に冷却することを可能にする。
At this time, in the
また、スリップリング機構30において、スリップリング32及びベースリングプレート35は、スリップリング32の回転軸6方向に沿って複数設けられる。さらに、ベースリングプレート35はそれぞれ、スリップリング32を囲むようにしてスリップリング32の回転軸6の径方向にガイド部材31にまで延在し、ベンチュリ穴31cは、ベースリングプレート35同士の間に位置する。これにより、ベースリングプレート35同士の間の空間内の空気が、ベンチュリ穴31cを介してガイド部材31の外側に吸い出される。よって、空気の流れが生じにくいベースリングプレート35同士の間の空間内において、空気の流れが発生するため、ベースリングプレート35の表面35b上のブラシ33が効果的に冷却される。
In the
また、スリップリング機構30において、ベースリングプレート35は、スリップリング32に対して接近又は離隔する方向に移動可能にブラシ33を保持するブラシホルダ34を有している。さらに、ベンチュリ穴31cは、スリップリング32の回転軸6の径方向に沿ってブラシ33及びブラシホルダ34をスリップリング32の回転軸6側からガイド部材31に投影して形成される領域内に位置する。これにより、ベンチュリ穴31cを介して吸い出されることでベースリングプレート35の表面35b上を流れる空気は、ブラシ33及びブラシホルダ34から離れた場所を流れることなく、ブラシホルダ34及びブラシ33に向かい且つブラシ33及びブラシホルダ34を巻き込んで絡むように流れる。よって、ブラシ33及びブラシホルダ34の効果的な冷却が可能になる。
In the
また、実施の形態のスリップリング機構30のガイド部材31において、1つのブラシ33に対して、1つのベンチュリ穴31cが形成されていたが、これに限定されるものでなく、複数のベンチュリ穴が形成されてもよい。
Further, in the
図5に示すように、ガイド部材31において、図3に示すベンチュリ穴31cを小径部31aの周方向を境界として小径部31aの円筒軸方向に二分割したベンチュリ穴231cを、各ブラシ33に対して形成してもよい。さらに、ベンチュリ穴31cを円筒軸方向に3つ以上に分割してもよい。
又は、図6に示すように、ガイド部材31において、図3に示すベンチュリ穴31cを小径部31aの円筒軸方向である長手方向を境界として周方向に二分割したベンチュリ穴331cを、各ブラシ33に対して形成してもよい。さらに、ベンチュリ穴31cを周方向に3つ以上に分割してもよい。
又は、ベンチュリ穴は、図5のベンチュリ穴231c及び図6のベンチュリ穴331cの構成を組み合わせた、ベンチュリ穴31cを小径部31aの円筒軸方向及び周方向に分割したものであってもよい。
As shown in FIG. 5, in the
Alternatively, as shown in FIG. 6, in the
Alternatively, the venturi hole may be obtained by dividing the
上述のように、ブラシ33及びブラシホルダ34を小径部31aに投影した領域内で複数のベンチュリ穴を形成することによって、ベンチュリ穴を通過する空気の流速が増加するため、内側円弧状溝3b(図1参照)からの供給空気量が少ない場合でも、ベンチュリ穴に空気を流すことができる。
As described above, by forming a plurality of venturi holes in the region where the
また、実施の形態のスリップリング機構30のガイド部材31において、ベンチュリ穴31cは、ベースリングプレート35におけるブラシ33が配置された表面35b側にのみ位置するように設けられていたが、ベースリングプレート35の外周縁35cを越えて表面35bと反対側にも連続して延在してもよい。これにより、ブラシ33は、表面35bと反対側からベースリングプレート35を介して冷却用空気によって冷却される。
Further, in the
また、実施の形態のスリップリング機構30のガイド部材31において、ベンチュリ穴31cは、3つのベースリングプレート35のうちの中央のベースリングプレート35と隔壁2eに最も近いベースリングプレート35との間にのみ設けられていたが、これに限定されるものでない。ベンチュリ穴31cは、内側円弧状溝3bに最も近いベースリングプレート35と中央のベースリングプレート35との間にも設けられてもよく、全てのベースリングプレート35のブラシ33に対してブラシ33に対向する位置に設けられてもよい。
Further, in the
また、実施の形態のスリップリング機構30では、3組のスリップリング32及びベースリングプレート35が設けられていたが、これに限定されるものでなく、スリップリング32及びベースリングプレート35の組は、2つ以下であっても、4つ以上であってもよい。さらに、各スリップリング32に接触するブラシ33も3つに限定されるものでなく、2つ以下であっても、4つ以上であってもよい。
また、実施の形態では、回転電機100の第一ロータ21及びステータ23に巻線が設けられ、第二ロータ22に永久磁石が設けられていたが、巻線及び永久磁石の配置構成は、これに限定されない。
In the
Further, in the embodiment, the
また、実施の形態では、スリップリング機構30を収容する収容空間4内には、冷却用の空気が流れるように構成されていたが、これに限定されるものでない。収容空間4内には、空気以外の冷媒等の気体が流れるように構成されてもよく、水、クーラント等の冷却用の液体が流れるように構成されてもよい。収容空間4内に液体が流通する場合でも、ベンチュリ穴31cにおいてベンチュリ効果が発生する。つまり、本願のスリップリング機構は、収容空間4内に冷却用のいかなる流体をも流すように構成することができる。
また、実施の形態では、回転電機100はダブルロータ型の回転電機であったが、これに限定されるものでなく、スリップリング及びブラシを備えるものであれば、ロータの数を限定しない。
また、実施の形態では、回転電機100は、ハイブリッドトランスアクスルに搭載されるとしたが、これに限定されるものでなく、いかなるものに搭載されてもよい。
In the embodiment, the cooling air is configured to flow in the
In the embodiment, the rotary
In the embodiment, the rotating
1 モータハウジング部、2 モータカバー、3 エンドカバー、3b 内側円弧状溝(導入路)、3c 外側円弧状溝(導出路)、4 収容空間、6 回転軸、10 ハウジング、30 スリップリング機構、31 ガイド部材(仕切壁)、31c,231c,331c ベンチュリ穴、32 スリップリング、33 ブラシ、34 ブラシホルダ、35 ベースリングプレート(ブラシベース)、100 回転電機。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記スリップリング機構の収容空間を含むハウジングと、
前記ブラシを保持するブラシベースを内側に有し、前記スリップリングを囲むようにして前記ハウジングから前記収容空間内に延出して前記収容空間を部分的に仕切る筒状の仕切壁と、
前記ハウジングに設けられ、前記ハウジングの外部を前記仕切壁の内側の前記収容空間に連通する導入路と、
前記ハウジングに設けられ、前記仕切壁の外側の前記収容空間を前記ハウジングの外部に連通する導出路と
を備え、
前記仕切壁は、前記仕切壁の内側の前記収容空間と前記仕切壁の外側の前記収容空間とによって形成される往復流路を区画形成し、
前記導入路は、前記収容空間内への冷却用流体の導入路であり、
前記導出路は、前記収容空間外への前記冷却用流体の導出路であり、
前記仕切壁は、前記スリップリングの回転軸の径方向で前記ブラシと向き合う位置に、前記仕切壁を貫通するベンチュリ穴を有するスリップリング機構。 In a slip ring mechanism comprising a rotatable slip ring and a brush in contact with the rotating slip ring,
A housing including an accommodation space for the slip ring mechanism;
A cylindrical partition wall that has a brush base that holds the brush inside, extends from the housing into the housing space so as to surround the slip ring, and partially partitions the housing space;
An introduction path which is provided in the housing and communicates the outside of the housing with the accommodation space inside the partition wall;
A lead-out path that is provided in the housing and communicates the housing space outside the partition wall to the outside of the housing;
The partition wall defines a reciprocating flow path formed by the housing space inside the partition wall and the housing space outside the partition wall,
The introduction path is an introduction path for cooling fluid into the accommodation space,
The lead-out path is a lead-out path of the cooling fluid to the outside of the accommodation space,
The said partition wall is a slip ring mechanism which has the venturi hole which penetrates the said partition wall in the position which faces the said brush in the radial direction of the rotating shaft of the said slip ring.
前記ブラシベースはそれぞれ、前記スリップリングを囲むようにして前記スリップリングの回転軸の径方向に前記仕切壁にまで延在し、
前記ベンチュリ穴は、前記ブラシベース同士の間に位置する請求項1に記載のスリップリング機構。 The slip ring and the brush base are provided in plural along the rotation axis direction of the slip ring,
Each of the brush bases extends to the partition wall in the radial direction of the rotation axis of the slip ring so as to surround the slip ring,
The slip ring mechanism according to claim 1, wherein the venturi hole is located between the brush bases.
前記ベンチュリ穴は、前記スリップリングの回転軸の径方向に沿って前記ブラシ及び前記ブラシホルダを前記スリップリングの回転軸側から前記仕切壁に投影して形成される領域内に位置する請求項1または2に記載のスリップリング機構。 The brush base has a brush holder that holds the brush movably in a direction approaching or separating from the slip ring;
The venturi hole is located in a region formed by projecting the brush and the brush holder onto the partition wall from the rotation shaft side of the slip ring along a radial direction of the rotation shaft of the slip ring. Or the slip ring mechanism of 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014089120A JP2015208192A (en) | 2014-04-23 | 2014-04-23 | slip ring mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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JP2015208192A true JP2015208192A (en) | 2015-11-19 |
Family
ID=54604595
Family Applications (1)
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JP2014089120A Pending JP2015208192A (en) | 2014-04-23 | 2014-04-23 | slip ring mechanism |
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Country | Link |
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2014
- 2014-04-23 JP JP2014089120A patent/JP2015208192A/en active Pending
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