JP2016116407A - Rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アースブラシを有する回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine having a ground brush.
回転電機の回転子軸においては、軸端面あるいは軸受間に軸電圧と呼ばれる電圧が発生する。軸電圧の発生要因としては、起磁力や磁路の不平衡による電磁誘導作用、静電誘導作用および静電荷の蓄積によるものが挙げられる。 In a rotor shaft of a rotating electrical machine, a voltage called a shaft voltage is generated between the shaft end face or the bearings. The generation factors of the shaft voltage include electromagnetic induction action due to magnetomotive force and magnetic path imbalance, electrostatic induction action, and electrostatic charge accumulation.
軸電圧は、正弦波電源で駆動される場合においても、上記作用および回転電機の容量によっては多少なりとも発生するが、インバータ駆動される場合は、正弦波電源駆動に比べて高周波成分の影響により増加する傾向がある。 Even when driven by a sine wave power supply, the shaft voltage is somewhat generated depending on the above-mentioned action and the capacity of the rotating electrical machine. There is a tendency to increase.
回転電機において軸電圧が高くなることにより、油膜またはグリース膜を通しての放電または通電で電流が流れ、軸や軸受に損傷が発生するなどの影響がある。 When the shaft voltage is increased in a rotating electrical machine, current flows due to discharge or energization through an oil film or a grease film, which may cause damage to the shaft or the bearing.
このため、軸電圧が高くなる状況が発生しやすい回転電機においては、2つの軸受のいずれか一方の近傍に接地装置が設けられている。接地装置は、静止支持されロータシャフトに接触するアースブラシと、静止支持されてアースブラシをロータシャフトに圧着させる保持部分とを有する(特許文献1)。保持部分はブラケットに保持され、電流が軸受に流れないように、電流を軸受ブラケット(アース)に落とす対策をしている。 For this reason, in a rotating electrical machine in which a situation in which the shaft voltage becomes high is likely to occur, a grounding device is provided in the vicinity of one of the two bearings. The grounding device includes an earth brush that is stationaryly supported and contacts the rotor shaft, and a holding portion that is stationaryly supported and presses the earth brush against the rotor shaft (Patent Document 1). The holding part is held by the bracket, and measures are taken to drop the current to the bearing bracket (ground) so that the current does not flow to the bearing.
アースブラシは、回転するロータシャフトに圧着した状態を維持しているため、摩耗する。このため、所定の摩耗量となると交換する必要がある。 The ground brush is worn because it maintains a pressure-bonded state on the rotating rotor shaft. For this reason, it is necessary to replace it when a predetermined wear amount is reached.
外扇ファンを有する回転電機の場合、外扇ファンに近い側の軸受の近傍に設けられる接地装置は、フレームと外扇カバー間の空間内に設けられている。このため、外扇カバーに接地装置にアクセスしてアースブラシを出し入れするための出し入れ用開口が形成されている。 In the case of a rotating electrical machine having an external fan, the grounding device provided in the vicinity of the bearing near the external fan is provided in the space between the frame and the external fan cover. For this reason, an opening for taking in and out for accessing the grounding device and taking in and out the earth brush is formed in the outer fan cover.
したがって、アースブラシを交換する場合、この出し入れ用開口を経由してアースブラシを取り出し、また、交換用のアースブラシを挿入する。また、アースブラシの取り外し、取り付け作業も、出し入れ用開口から手を差し入れて行う。このため、作業性が良くないこと、場合によっては手を傷つける可能性があり、作業性を向上させる必要があるという課題があった。 Therefore, when exchanging the earth brush, the earth brush is taken out via the opening for taking in and out, and the earth brush for exchanging is inserted. Also, the removal and attachment of the earth brush is done by inserting a hand through the opening for taking in and out. For this reason, there existed a subject that workability | operativity was not good and there was a possibility of hurting a hand depending on the case and it was necessary to improve workability | operativity.
そこで、本発明は、回転電機においてアースブラシの交換作業の作業性を向上させることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to improve the workability of replacing the earth brush in a rotating electrical machine.
上述の目的を達成するため、本発明に係る回転電機は、回転可能に軸支されて回転軸中心で軸方向に延びるロータシャフトと、前記ロータシャフトの外側に設けられた回転子鉄心とを有する回転子と、前記ロータシャフトの径方向外側に配された固定子鉄心と、前記固定子鉄心に形成されたスロット内に設けられた固定子コイルとを有する固定子と、前記回転子への静電気の蓄積を防止するための接地装置と、を備え、前記接地装置は、前記ロータシャフトに圧着状態で静止固定されるアースブラシと、前記アースブラシを前記ロータシャフトに圧着状態で静止支持する支持ブラケットと、前記支持ブラケットに回動可能に支持されて前記ロータシャフトに前記アースブラシが圧着するように前記アースブラシを押し付けるブラシ押さえと、前記支持ブラケットを設置個所と前記径方向外側との間で移動可能に形成された駆動支持部と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a rotating electrical machine according to the present invention includes a rotor shaft that is rotatably supported and extends in the axial direction at the center of the rotating shaft, and a rotor core provided outside the rotor shaft. A stator having a rotor, a stator core disposed radially outside the rotor shaft, a stator coil provided in a slot formed in the stator core, and static electricity to the rotor An earthing brush that is fixedly fixed to the rotor shaft in a pressure-bonded state, and a support bracket that statically supports the earth brush on the rotor shaft in a pressure-bonded state. And a brush presser that is rotatably supported by the support bracket and presses the earth brush so that the earth brush is crimped to the rotor shaft; Serial to the support bracket and the installation location and the driving support part that is movably formed between the radially outer, characterized in that it has a.
本発明によれば、回転電機においてアースブラシの交換作業の作業性を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, workability | operativity of the replacement | exchange operation | work of an earth brush can be improved in a rotary electric machine.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るかご型誘導電動機について説明する。 Hereinafter, a squirrel-cage induction motor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、実施形態に係る回転電機の縦断面図である。回転電機100は、回転子10、固定子20、フレーム31、外扇側軸受32、カップリング側軸受33、外扇ファン35、外扇カバー37を有する。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a rotating electrical machine according to an embodiment. The rotating
回転子10は、ロータシャフト11、回転子鉄心12、回転子バー13および短絡環14を有する。ロータシャフト11は、主軸まわりを回転可能に軸支され、主軸方向に延びている。回転子鉄心12は、中央にロータシャフト11を貫通させる中心開口が形成され、たとえば強磁性体のケイ素鋼鋼板を主軸方向に積層した円筒形状である。また、回転子鉄心12には、中心開口の径方向外側であって回転子鉄心12の径方向外側近傍に周方向に互いに間隔をあけて図示しない貫通孔が形成されている。
The
回転子バー13は、導電体であり、貫通孔のそれぞれに設けられている。短絡環14は、回転子鉄心12の軸方向の両端から突出する回転子バー13同士を電気的に接続する環状の導電体である。
The
固定子20は、固定子鉄心21および固定子コイル22を有する。固定子鉄心21は、主に強磁性体材料製であり、回転子鉄心12の径方向外側に設けられ、間隙をあけて回転子鉄心12に対向している。固定子コイル22は、固定子鉄心21に形成され主軸方向に延びた図示しないスロット内に収納された導体と固定子鉄心21外の接続部を有する。
The
フレーム31は、回転子鉄心12、および固定子20を収納する。外扇側軸受32と、図示しない回転機械との結合部であるカップリング11a側のカップリング側軸受33は、ロータシャフト11の主軸方向の両側を回転可能に軸支する。外扇側軸受32およびカップリング側軸受33は、それぞれ、フレーム31により静止固定されている。
The
ロータシャフト11の外扇側軸受32に支持されている部分の軸方向外側には、外扇ファン35が取り付けられている。また、フレーム31の一部と外扇ファン35とは、外扇カバー37に覆われている。外扇ファン35の吸込み側の外扇カバー37の一部には、冷却用の雰囲気気体の吸込み口37bが形成されている。また、外扇カバー37には、後述する支持ブラケット43(図2、3)のアースブラシを取り扱うための取り扱い開口37aが設けられ、取り扱い時以外は蓋が占められている。
An
カップリング側軸受33とカップリング部11aとの間には、カップリング側接地装置38が設けられている。また、外扇ファン35と外扇側軸受32との間には、外扇側接地装置40が設けられている。外扇側接地装置40は、駆動支持部44を有する。駆動支持部44については、図2以降で説明する。
A coupling
図2は、図1のII−II線矢視の接地装置部分を示す部分縦断面図である。また、図3は、図2のIII−III線矢視の接地装置部分を示す部分横断面図である。外扇側接地装置40は、アースブラシ41、ブラシ押さえ42、支持ブラケット43、および駆動支持部44を有する。
FIG. 2 is a partial longitudinal sectional view showing a grounding device portion taken along line II-II in FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a grounding device portion taken along line III-III in FIG. The outer fan
アースブラシ41は、支持ブラケット43によって静止固定されている。アースブラシ41は、支持ブラケット43に固定支持されたブラシ押さえ42によってロータシャフト11の表面に一つの面が圧着されている。ロータシャフト11の回転状態では、このアースブラシ41の面とロータシャフト11の表面との摺動状態が維持されている。
The
駆動支持部44は、移動支持部45、および移動支持部45により固定支持される支持ブラケット43を移動駆動する駆動部46を有する。移動支持部45は、ロータシャフト11表面近傍から径方向外側に延びており、外扇カバー37(図1)の取り扱い開口37a近傍に至っている。移動支持部45は、軸方向に延びた軸まわりを回転する回転軸45aを内蔵している。回転軸45aは、ねじが形成されており、駆動部46によって回転駆動される。
The
図4は、駆動支持部44の構成および動作を説明するための概念図である。移動支持部45は、回転軸45a、軸受45b、減速用第2歯車45c、および軸方向移動伝達部45dを有する。アースブラシ41の交換のためにアースブラシ41を保持している支持ブラケット43を径方向外側に移動させるが、この移動させる方向をブラシ移動方向と呼ぶこととする。
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the configuration and operation of the
回転軸45aは、ブラシ移動方向に延びており、かつブラシ移動方向には移動せずに回転可能に両端を軸受45bによって軸支されている。回転軸45aは、正逆いずれの方向にも回転可能に構成されている。回転軸45aの両方の軸受45bに挟まれた部分にはおねじが形成されている。減速用第2歯車45cは、回転軸45aの片側の軸受の外側に設けられている。
The rotating
軸方向移動伝達部45dには、回転軸45aが貫通する貫通孔が形成されている。貫通孔の回転軸に対向する部分には、回転軸45aに形成されたおねじに対応するめねじが形成されている。軸方向移動伝達部45dは、支持ブラケット43と結合している。支持ブラケット43は、図示しないガイド部によって、ブラシ移動方向にのみ移動可能に構成されている。このため、回転軸45aの回転により、軸方向移動伝達部45dおよびこれに結合された支持ブラケット43は、ブラシ移動方向に垂直な平面内を回転することなしにブラシ移動方向に移動する。
A through hole through which the
駆動部46は、駆動電動機46a、および減速用第1歯車46bを有する。駆動電動機46aは、正逆いずれの方向にも回転可能であり、減速用第1歯車46bを回転する。減速用第1歯車46bは、減速用第2歯車45cに回転を伝達し、回転軸45aを回転させる。なお、回転軸45aの回転方向を逆転させるために、駆動電動機46aを逆転させる場合を示したが、これに限定されない。たとえば、逆転時には、減速用第1歯車46bと減速用第2歯車45cとのあいだに図示しない歯車を経由する体系に切り替えることでもよい。
The
なお、本実施形態では、ロータシャフト11表面近傍の取り付け位置と外扇カバー37内面近傍間で、アースブラシ41を保持する支持ブラケット43を移動させるために、おねじの形成された回転軸等を用いた方式の場合を示したが、これには限定されない。たとえば、キャタピラを用いる方式などを含めて、移動が可能な方式であればよい。
In this embodiment, in order to move the
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. The embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. The embodiments and the modifications thereof are included in the scope of the invention and the scope of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10…回転子、11…ロータシャフト、11a…カップリング部、12…回転子鉄心、13…回転子バー、14…短絡環、15…内扇ファン、20…固定子、21…固定子鉄心、22…固定子コイル、31…フレーム、32…外扇側軸受、33…カップリング側軸受、35…外扇ファン、37…外扇カバー、37a…取り扱い開口、37b…吸込み口、38…カップリング側接地装置、40…外扇側接地装置、41…アースブラシ、42…ブラシ押さえ、43…支持ブラケット、44…駆動支持部、45…移動支持部、45a…回転軸、45b…軸受、45c…減速用第2歯車、45d…軸方向移動伝達部、46…駆動部、46a…駆動電動機、46b…減速用第1歯車、100…回転電機
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ロータシャフトの径方向外側に配された固定子鉄心と、前記固定子鉄心に形成されたスロット内に設けられた固定子コイルとを有する固定子と、
前記回転子への静電気の蓄積を防止するための接地装置と、
を備え、
前記接地装置は、
前記ロータシャフトに圧着状態で静止固定されるアースブラシと、
前記アースブラシを前記ロータシャフトに圧着状態で静止支持する支持ブラケットと、
前記支持ブラケットに回動可能に支持されて前記ロータシャフトに前記アースブラシが圧着するように前記アースブラシを押し付けるブラシ押さえと、
前記支持ブラケットを設置個所と前記径方向外側との間で移動可能に形成された駆動支持部と、
を有することを特徴とする回転電機。 A rotor having a rotor shaft that is rotatably supported and extends in the axial direction at the center of the rotation axis, and a rotor core provided outside the rotor shaft;
A stator having a stator core disposed radially outside the rotor shaft, and a stator coil provided in a slot formed in the stator core;
A grounding device for preventing static electricity from accumulating on the rotor;
With
The grounding device is
An earth brush that is stationary and fixed to the rotor shaft in a crimped state;
A support bracket for stationaryly supporting the earth brush on the rotor shaft in a pressure-bonded state;
A brush presser that is rotatably supported by the support bracket and presses the earth brush so that the earth brush is crimped to the rotor shaft;
A drive support portion formed so as to be movable between an installation location and the radially outer side of the support bracket;
A rotating electric machine comprising:
前記支持ブラケットを移動可能に支持し径方向外側に延びた移動支持部と、
前記支持ブラケットを前記移動支持部に沿って移動駆動する駆動部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の回転電機。 The drive support portion is
A moving support portion that movably supports the support bracket and extends radially outward;
A drive unit for moving and driving the support bracket along the moving support unit;
The rotating electrical machine according to claim 1, comprising:
前記駆動部は、前記回転軸を回転駆動することを特徴とする請求項2に記載の回転電機。 The movement support portion is configured to restrain the support bracket to be movable in the longitudinal direction by a built-in axially extending rotary shaft.
The rotating electrical machine according to claim 2, wherein the driving unit rotationally drives the rotating shaft.
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