JP2017051004A - 回転機 - Google Patents
回転機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017051004A JP2017051004A JP2015173108A JP2015173108A JP2017051004A JP 2017051004 A JP2017051004 A JP 2017051004A JP 2015173108 A JP2015173108 A JP 2015173108A JP 2015173108 A JP2015173108 A JP 2015173108A JP 2017051004 A JP2017051004 A JP 2017051004A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slip ring
- groove
- brush
- rotating machine
- outer peripheral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
Abstract
【課題】スリップリングの冷却性を向上させた回転機を提供する。【解決手段】回転機100は、固定子巻線31を有する固定子3と、回転子巻線22を有すると共に、固定子3に対して間隙をもって配置され、かつ、回転可能である回転子2と、回転子巻線22と電気的に接続される金属製回転体と、この金属製回転体と接触するブラシ6と、を備えている。金属製回転体の軸方向の面における外周部寄りの位置には、凹凸が形成されている【選択図】図1
Description
本発明は、回転機に関するものであり、より詳しくは、回転機内部のスリップリングまたは整流子に接触するブラシを備える回転機に関する。
一般的にブラシを有する回転機では、ブラシホルダにブラシを保持し、バネでブラシの背面から軸心側に押圧することで、ブラシと、スリップリングまたは整流子(以下、「金属製回転体」という)と、を所定の力で接触させている。ブラシは、この接触状態を保持しながら発電した電力を外部へ出力する。または、ブラシは、回転子に電力を供給し回転子を回転させるなどのために、所定の電流が通電される。
ブラシと金属製回転体は、通電による発熱と、摩擦による発熱とにより、温度が上昇する。ブラシと金属製回転体は、高温になると、摩耗量が著しく増加するので、メンテナンスの頻度の増加や、焼損に至ることがある。そのため、ブラシと金属製回転体との接触部分は、冷却風等を取り入れて、温度上昇を抑制する必要がある。
ブラシの冷却効率及びブラシから発生する摩耗粉の除去効率を向上することを目的とした回転機としては、金属回転体のブラシとの非接触面に突起を設けて、ブラシが接触する領域の下部に孔を設けた構造のものが知られている。(例えば、特許文献1参照)
前記したブラシ及び金属製回転体を有する回転機は、温度上昇による急激なブラシの摩耗や、焼損等が発生すると、ブラシ及びスリップリングの交換周期が短くなるため、温度上昇を抑制することが望まれている。
前記特許文献1に記載された回転機では、金属製回転体に孔をあけることによって、ブラシ及び金属製回転体機構の冷却効率を上げることができるが、金属製回転体の径方向に冷却風が吹いている場合には冷却効率が低下するという問題点があった。
また、大型の回転機や、高速回転する回転機は、金属製回転体に孔をあけた場合、強度が弱くなり使用できなくなるおそれがあった。
前記特許文献1に記載された回転機では、金属製回転体に孔をあけることによって、ブラシ及び金属製回転体機構の冷却効率を上げることができるが、金属製回転体の径方向に冷却風が吹いている場合には冷却効率が低下するという問題点があった。
また、大型の回転機や、高速回転する回転機は、金属製回転体に孔をあけた場合、強度が弱くなり使用できなくなるおそれがあった。
そこで、本発明は、上記問題に対して冷却効率を向上させた回転機を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る回転機は、固定子巻線を有する固定子と、前記回転子巻線を有すると共に、前記固定子に対して間隙をもって配置され、かつ、回転可能である回転子と、前記回転子巻線と電気的に接続されている金属製回転体と、該金属製回転体と接触するブラシと、を備えた回転機であって、前記金属製回転体の軸方向の面における外周部寄りの位置には、凹凸が形成されていることを特徴とする。
本発明に係る回転機によれば、冷却効率の良い回転機を提供することが可能になる。
以下、図1〜図4を参照して本発明の実施形態に係る回転機ついて説明する。
本発明に係る回転機100は、ブラシ6を使用するいかなる回転電機であっても適用可能である。つまり、回転機100は、発電機、電動機等でもよい。また、ブラシ6が接触する金属製回転体は、スリップリング5であっても、整流子であってもよい。以下、回転機100の一例として、スリップリング5(金属製回転体)を備えた風力用の発電機を例に挙げて説明する。つまり、本発明の回転機100は、風力用の発電機に限定されない。特に、比較的容量が大きい(例えば1.0MW〜10MW)回転機100に使用すると、効果がより顕著に現れる。
本発明に係る回転機100は、ブラシ6を使用するいかなる回転電機であっても適用可能である。つまり、回転機100は、発電機、電動機等でもよい。また、ブラシ6が接触する金属製回転体は、スリップリング5であっても、整流子であってもよい。以下、回転機100の一例として、スリップリング5(金属製回転体)を備えた風力用の発電機を例に挙げて説明する。つまり、本発明の回転機100は、風力用の発電機に限定されない。特に、比較的容量が大きい(例えば1.0MW〜10MW)回転機100に使用すると、効果がより顕著に現れる。
<回転機>
図1に示すように、回転機100は、前記したように、風力用の発電機である。回転機100は、本体フレーム1と、回転子巻線22を有する回転子2と、固定子巻線31を有する固定子3と、回転子巻線22と電気的に接続されたスリップリング5(金属製回転体)と、スリップリング5と接触するブラシ6と、スリップリング5を覆う筐体50と、筐体50に設けられたファン8と、を主に備えて構成されている。
図1に示すように、回転機100は、前記したように、風力用の発電機である。回転機100は、本体フレーム1と、回転子巻線22を有する回転子2と、固定子巻線31を有する固定子3と、回転子巻線22と電気的に接続されたスリップリング5(金属製回転体)と、スリップリング5と接触するブラシ6と、スリップリング5を覆う筐体50と、筐体50に設けられたファン8と、を主に備えて構成されている。
<回転子>
回転子2は、本体フレーム1の中に回転自在に配置されて回転する電機子である。回転子2は、両端部が本体フレーム1から突出して配置された回転軸21と、本体フレーム1内の回転子2の両側に設けられた回転子巻線22と、回転軸21の一端に設けられたスリップリング5と、を備えている。回転子2は、回転軸21を、本体フレーム1に対して軸受10を介して回転自在に軸支されている。回転子2は、固定子3に対して間隙をもって回転可能に配置されている。
回転子2は、本体フレーム1の中に回転自在に配置されて回転する電機子である。回転子2は、両端部が本体フレーム1から突出して配置された回転軸21と、本体フレーム1内の回転子2の両側に設けられた回転子巻線22と、回転軸21の一端に設けられたスリップリング5と、を備えている。回転子2は、回転軸21を、本体フレーム1に対して軸受10を介して回転自在に軸支されている。回転子2は、固定子3に対して間隙をもって回転可能に配置されている。
<本体フレーム>
本体フレーム1は、回転子2を回転自在に覆うと共に、回転子2と所定間隙を持って対向配置された固定子3を内設したハウジングである。本体フレーム1は、筒状に形成された筒体13と、筒体13の一端側の開口部を閉塞するように配置された第1軸受カバー11と、筒体13の他端側の開口部を閉塞するように配置された第2軸受カバー12と、を有して構成されている。
本体フレーム1は、回転子2を回転自在に覆うと共に、回転子2と所定間隙を持って対向配置された固定子3を内設したハウジングである。本体フレーム1は、筒状に形成された筒体13と、筒体13の一端側の開口部を閉塞するように配置された第1軸受カバー11と、筒体13の他端側の開口部を閉塞するように配置された第2軸受カバー12と、を有して構成されている。
図1に示すように、筒体13は、金属製の円筒部材からなり、内壁面に固定子3及び固定子巻線31が固定されている。
第1軸受カバー11及び第2軸受カバー12は、中央部に軸受10を備えた円形の厚板部材であり、互い筒体13を介在して対向配置されている。
軸受10は、例えば、ベアリングからなり、第1及び第2軸受カバー11,12の軸心部に装着されている。
第1軸受カバー11及び第2軸受カバー12は、中央部に軸受10を備えた円形の厚板部材であり、互い筒体13を介在して対向配置されている。
軸受10は、例えば、ベアリングからなり、第1及び第2軸受カバー11,12の軸心部に装着されている。
回転軸21は、本体フレーム1の軸方向に沿って軸心線上に配置されて、左右両端部が、本体フレーム1に設けられた軸受10によって回転自在に軸支されている。回転軸21には、この回転軸21の左右の端部寄りの位置にそれぞれ配置された回転子巻線22と、一端部(右側端部)に複数取り付けられたスリップリング5と、スリップリング5を覆うように配置された筐体50と、が設けられている。
回転子巻線22は、スリップリング5と電気的に接続されている。
回転子巻線22は、スリップリング5と電気的に接続されている。
<固定子>
固定子3は、本体フレームの内壁の固定された電機子である。固定子3は、本体フレーム1内に収容されて回転子2と所定の間隙を介してその外周に対向配置されている。固定子3には、左右端部にそれぞれ固定子巻線31が設けられている。
固定子巻線31は、固定子3の軸方向の両端部に配置されている。
固定子3は、本体フレームの内壁の固定された電機子である。固定子3は、本体フレーム1内に収容されて回転子2と所定の間隙を介してその外周に対向配置されている。固定子3には、左右端部にそれぞれ固定子巻線31が設けられている。
固定子巻線31は、固定子3の軸方向の両端部に配置されている。
<スリップリング>
図2に示すように、スリップリング5(金属製回転体)は、回転子2の給電用の部品であり、後記する溝51(凹凸)を有する円板状の部材からなる。スリップリング5は、例えば、発電した電力を集電する3個のリング5U,5V,5Wと、1個の接地用のリング5Eとの合計4個のリングを備えた例を示している。なお、スリップリング5及びブラシ6の数は、三相の電源の場合、3個である。リング5U,5V,5W,5Eは、基端部が回転軸21に固定され、先端部にブラシ6が当接した状態に配置されている。各スリップリング5は、それぞれが、筐体50内に軸方向に適宜な間隔Sを介して回転軸21の外周面に設置されている。スリップリング5の外周面には、ブラシ6が接触するように環状の溝51が形成されている。スリップリング5は、例えば、銅系の合金、あるいは、ステンレス鋼によって形成されている。
図2に示すように、スリップリング5(金属製回転体)は、回転子2の給電用の部品であり、後記する溝51(凹凸)を有する円板状の部材からなる。スリップリング5は、例えば、発電した電力を集電する3個のリング5U,5V,5Wと、1個の接地用のリング5Eとの合計4個のリングを備えた例を示している。なお、スリップリング5及びブラシ6の数は、三相の電源の場合、3個である。リング5U,5V,5W,5Eは、基端部が回転軸21に固定され、先端部にブラシ6が当接した状態に配置されている。各スリップリング5は、それぞれが、筐体50内に軸方向に適宜な間隔Sを介して回転軸21の外周面に設置されている。スリップリング5の外周面には、ブラシ6が接触するように環状の溝51が形成されている。スリップリング5は、例えば、銅系の合金、あるいは、ステンレス鋼によって形成されている。
<筐体>
筐体50は、スリップリング5を空間を介して回転自在に覆った収容ケース体である。筐体50には、例えば、外周部50cの上側中央に配置された送風流入口50aと、外周部50cの下側中央部に配置された送風流出口50bと、が形成されている。
筐体50は、スリップリング5を空間を介して回転自在に覆った収容ケース体である。筐体50には、例えば、外周部50cの上側中央に配置された送風流入口50aと、外周部50cの下側中央部に配置された送風流出口50bと、が形成されている。
送風流入口50aには、筐体50内の冷却を促してブラシ6の温度上昇を抑制するために冷却用のファン8の枠体が、送風流出口50bを覆い被せるようにして取り付けられている。
送風流出口50bは、送風流入口50aから筐体50内に入り込んだ冷却風が、送り出される開口部である。送風流入口50aと送風流出口50bとは、筐体50において、互いに対向する位置に形成されている。
図2に示すように、冷却用のファン8は、筐体50内に配置されたスリップリング5、及び、ブラシ6等に風を送って冷却させるための冷却用送風機である。ファン8は、羽根8aと、羽根8aを回転駆動させるモータ(図示省略)と、羽根8aを回転自在に収容したケース体8bと、を主に備えて構成されている。
羽根8aは、モータ(図示省略)によって回転されることにより、ケース体8bの流入口(図示省略)から外気を吸引して、その外気を筐体50内のブラシ6及びスリップリング5を介して送風流出口50bに向けて流れるように送風する。
ケース体8bは、前記流入口(図示省略)と、風を吹き出す送風口8cと、を有している。ケース体8bは、送風口8cと送風流入口50aとを合致させて、筐体50の上側に、送風流入口50aを覆うようにして配置されている。
送風口8cは、筐体50内に軸方向に並べて配置された複数のブラシ6及びスリップリング5に対して、真中部分に配置されたブラシ6の上部に風が送られるように、筐体50の外周部50cの上面中央に配置されている。
<ブラシホルダ、ブラシ>
図3は、本発明の実施形態に係る回転機の一例を示す概略図であり、図2のI−I断面図である。
図3に示すように、スリップリング5の各相には、ブラシ6の保持部材としてのブラシホルダ7(例えば、本実施形態では4個)が取り付けられている。ブラシホルダ7は、筒状で両端が開放された構造となっており、ブラシ6の収納や、取り外しが容易な構造となっている。ブラシ6とブラシホルダ7の間には、僅かに隙間が設けられている。このため、ブラシ6は、ブラシホルダ7内に進退自在に挿入されて支持されている。そして、ブラシ6は、ブラシホルダ7に設けられた押圧機構9によって、スリップリング5に所定の力で回転軸21の軸心方向に押し付けた状態で、筐体50内に収納されている。ブラシ6は、例えば、銅と黒鉛との合金によって形成されている。
図3は、本発明の実施形態に係る回転機の一例を示す概略図であり、図2のI−I断面図である。
図3に示すように、スリップリング5の各相には、ブラシ6の保持部材としてのブラシホルダ7(例えば、本実施形態では4個)が取り付けられている。ブラシホルダ7は、筒状で両端が開放された構造となっており、ブラシ6の収納や、取り外しが容易な構造となっている。ブラシ6とブラシホルダ7の間には、僅かに隙間が設けられている。このため、ブラシ6は、ブラシホルダ7内に進退自在に挿入されて支持されている。そして、ブラシ6は、ブラシホルダ7に設けられた押圧機構9によって、スリップリング5に所定の力で回転軸21の軸心方向に押し付けた状態で、筐体50内に収納されている。ブラシ6は、例えば、銅と黒鉛との合金によって形成されている。
図3に示すように、押圧機構9は、ブラシ6をスリップリング5の外周面に押し当てるための装置であり、例えば、スリップリング5の外周部5aの横方向に4つ設けられている。押圧機構9は、例えば、ブラシ6が摩耗しても押圧が変化しないように、定荷重でブラシ6を軸方向に押圧する巻きバネ等のバネ部材から成る。押圧機構9は、ブラシホルダ7の側面に固定されている。なお、押圧機構9には、巻きバネ以外に、コイルバネ等の各種バネを使用してもよい。
<溝>
図4に示すように、スリップリング5の軸方向の面における外周部5a寄りの位置には、冷却用の溝51が設けられている。溝51は、スリップリング5の軸方向の側面に凹溝に加工して形成され、スリップリング5の表面積を大きくすることにより、冷却性能を向上させている。溝51は、スリップリング5の回転軸21の側面に、側面視して円形状に形成されている。ブラシ6とスリップリング5の発熱源は、ブラシ6とスリップリング5の通電による発熱と、摺動による摩擦熱と、である。そのため、スリップリング5の外周近傍ほど温度が高くなるので、溝51は、スリップリング5の外周近傍かつ全周に設けることが望ましい。
なお、溝51(凹凸)は、スリップリング5の軸方向の外周近傍かつ全周に、少なくとも1つ以上形成されている。
図4に示すように、スリップリング5の軸方向の面における外周部5a寄りの位置には、冷却用の溝51が設けられている。溝51は、スリップリング5の軸方向の側面に凹溝に加工して形成され、スリップリング5の表面積を大きくすることにより、冷却性能を向上させている。溝51は、スリップリング5の回転軸21の側面に、側面視して円形状に形成されている。ブラシ6とスリップリング5の発熱源は、ブラシ6とスリップリング5の通電による発熱と、摺動による摩擦熱と、である。そのため、スリップリング5の外周近傍ほど温度が高くなるので、溝51は、スリップリング5の外周近傍かつ全周に設けることが望ましい。
なお、溝51(凹凸)は、スリップリング5の軸方向の外周近傍かつ全周に、少なくとも1つ以上形成されている。
溝51の形状は、縦断面視してU型、V型、台形等の形状であってもよい。なお、溝51の断面形状は、特に限定されないが、それらのうちで、U型の場合が形成し易いので最も適している。溝51の幅や深さは、電流や回転速度等の使用条件で決まる発熱量と、冷却用のファン8の性能を基に任意に決定すればよい。溝51の幅や深さは、回転機100の大きさによって相違するが、例えば、5mm以下程度である。環状に形成された溝51の直径は、スリップリングの直径に依存する。
また、溝51は、スリップリング5の片側側面だけでもよいが、スリップリング5のバランスが取り易くなるため、両側側面に設けることが望ましい。
また、本実施形態では、溝51の一例として、円形に形成された溝51の数が1つの場合を説明したが、2つ以上、または、螺旋状溝としてもよい。
また、本実施形態では、溝51の一例として、円形に形成された溝51の数が1つの場合を説明したが、2つ以上、または、螺旋状溝としてもよい。
≪作用≫
次に、図1〜図4を主に参照して、本発明の実施形態に係る回転機の作用を説明する。
次に、図1〜図4を主に参照して、本発明の実施形態に係る回転機の作用を説明する。
回転機100は、回転子2が回転すると、図1,2に示す回転軸21の端部に設けられたスリップリング5も同一回転する。スリップリング5の側面(軸方向の面)は、外周部5a寄りの位置に溝51(凹凸)が形成されていることによって、スリップリング5とブラシ6とが接触して摩擦熱を発生する位置の近傍に溝51が形成されていることにより、効率よく空冷させることができる。
また、スリップリング5は、溝51が形成されている分だけ、スリップリング5が空気と接触する表面の面積が大きくなっている。このため、スリップリング5は、放熱特性を高めることができるので、冷却効果及び冷却効率を向上させて、ブラシ6の長寿化を図ることができる。
また、スリップリング5は、溝51が形成されている分だけ、スリップリング5が空気と接触する表面の面積が大きくなっている。このため、スリップリング5は、放熱特性を高めることができるので、冷却効果及び冷却効率を向上させて、ブラシ6の長寿化を図ることができる。
このように、本発明の回転機100は、スリップリング5の温度を低減し、ブラシ6と摺動させることができるので、摺動通電による発熱に起因するブラシ6とスリップリング5の異常摩耗や焼損を防ぐことが可能になる。
[第1変形例]
以上、本発明について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、実施形態に記載した構成を適宜組み合わせ乃至選択することを含め、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。なお、以下の変形例において、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
図5は、本発明の実施形態に係る回転機の第1変形例を示す図であり、フィンを設けたスリップリングを示す概略構成図である。
以上、本発明について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、実施形態に記載した構成を適宜組み合わせ乃至選択することを含め、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。なお、以下の変形例において、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
図5は、本発明の実施形態に係る回転機の第1変形例を示す図であり、フィンを設けたスリップリングを示す概略構成図である。
前記実施形態ではスリップリング5に溝51を形成して冷却効果を向上させた場合を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
図5に示すように、スリップリング5Aは、軸方向の側面に冷却用のフィン52Aを設けたものでもよい。
この場合、フィン52Aは、少なくとも、スリップリング5A(金属製回転体)の軸方向の面における外周部5Aa寄りの位置(近傍位置)に設けられている。
図5に示すように、スリップリング5Aは、軸方向の側面に冷却用のフィン52Aを設けたものでもよい。
この場合、フィン52Aは、少なくとも、スリップリング5A(金属製回転体)の軸方向の面における外周部5Aa寄りの位置(近傍位置)に設けられている。
また、フィン52Aは、スリップリング5Aの外周からスリップリング5Aの径方向に向けて伸びて形成されている。換言すると(逆にいうと)、フィン52Aは、スリップリング5Aの回転軸21の周辺から外周部5Aaに向かって放射状に多数設けられている。フィン52Aは、周方向に沿って、適宜な間隔を介して間欠的に全周に亘って設けられた断面視して凸形状、側面視して細長い矩形の多数の突起である。フィン52Aの高さは、図2における各相間の絶縁が保たれる高さにする必要がある。つまり、フィン52Aの高さは、筐体50の内壁等に当接しない高さであればよい。
フィン52Aの部材は、スリップリング5Aと同材質、または、スリップリング5Aより熱伝導率が高い材質がよい。
フィン52Aの部材は、スリップリング5Aと同材質、または、スリップリング5Aより熱伝導率が高い材質がよい。
なお、フィン52Aは、スリップリング5Aの片面だけでもよいが、スリップリング5Aのバランスを取り易くするために、両側側面に設けることが望ましい。フィン52Aは、スリップリング5Aを形成した後、スリップリング5Aに溶接手段等によって接合されている。あるいは、フィン52Aは、スリップリング5Aに一体形成したものであってもよい。
かかる構成によれば、スリップリング5Aは、側面にフィン52Aを突出形成したことによって、スリップリング5Aの表面面積が拡大されて、冷却性能及び放熱効果を向上させると共に、回転するスリップリング5Aが空気に当たり易く形成されている。このため、スリップリング5Aは、放熱性が向上されて、摩擦熱の温度を低減させることができる。これによって、ブラシ6と摺動させることができるので、摺動通電による発熱に起因するブラシ6とスリップリング5Aの異常摩耗や、焼損を防ぐことが可能になる。
なお、この第1変形例では、フィン52Aが径方向に伸びている場合を例に挙げて説明したが、フィン52Aは、径方向に対し所定の傾斜、あるいは、円弧状に曲げて形成したものでもよい。
[第2変形例]
図6は、本発明の実施形態に係る回転機の第2変形例を示す図であり、通風用の溝を形成したスリップリングを示す概略構成図である。
前記実施形態で説明したスリップリング5の溝51は、図6に示すように、その溝51に、さらに、スリップリング5Bの外周への空気の流路を確保する副溝51Bを形成してもよい。
図6は、本発明の実施形態に係る回転機の第2変形例を示す図であり、通風用の溝を形成したスリップリングを示す概略構成図である。
前記実施形態で説明したスリップリング5の溝51は、図6に示すように、その溝51に、さらに、スリップリング5Bの外周への空気の流路を確保する副溝51Bを形成してもよい。
この場合、副溝51Bは、側面視して円形状の溝51からスリップリング5Bの外周面に向けて形成されており、回転方向(矢印a方向)に対して溝51から外周方向に向かって反対側方向に曲がって伸びて形成されている。換言すると、副溝51Bは、スリップリング5B(金属製回転体)の軸方向の面の溝51から径方向に向けて形成されている。
副溝51Bの幅や傾きは、回転速度や、冷却用のファン8(図1参照)の性能に応じて決めるとよい。また、副溝51Bの形状は、縦断面視してU型、V型、台形、半円等の形状に形成したものでもよい。副溝51Bの深さは、スリップリング5Bの外周面と、ブラシ6の接触面に当たらないようにする必要があるため、両者が当接しないように適宜な深さに形成すればよい。
回転機100は、このように、スリップリング5Bに環状の溝51と、径方向に延びる副溝51Bと、を形成したことによって、スリップリング5Bは、径方向の副溝51Bにより環状の溝51内の空気がスリップリング5Bの外周方向に抜けて行くように流動するため、スリップリング5Bの冷却性能を向上させることができる。
[第3変形例]
図7は、本発明の実施形態に係る回転機の第3変形例を示す図であり、溝を2重に形成したスリップリングを示す概略構成図である。
また、前記実施形態で説明した溝51(図4参照)は、図7に示すように、スリップリング5Cの外周側の近傍に形成された環状の溝51Caと、その内側に形成された環状の内周側の溝51Cbと、外周側の溝51Caからスリップリング5Cの外周への空気の流路を確保するための副溝51Ccと、外周側の溝51Caと内周側の溝51Cbを接続する副溝51Cdと、を設けてもよい。
図7は、本発明の実施形態に係る回転機の第3変形例を示す図であり、溝を2重に形成したスリップリングを示す概略構成図である。
また、前記実施形態で説明した溝51(図4参照)は、図7に示すように、スリップリング5Cの外周側の近傍に形成された環状の溝51Caと、その内側に形成された環状の内周側の溝51Cbと、外周側の溝51Caからスリップリング5Cの外周への空気の流路を確保するための副溝51Ccと、外周側の溝51Caと内周側の溝51Cbを接続する副溝51Cdと、を設けてもよい。
回転機100は、このように2つの環状の溝51Ca,51Cbと、この溝51Ca,51Cbに交差する副溝51Cc,51Cdをスリップリング5Cに形成したことにより、外周側の溝51Caと内周側の溝51Cbに空気の流れる流路が、副溝51Cc,51Cdによって形成されている。このため、スリップリング5Cの表面を流れる空気の流れが良好になるので、さらに、冷却性能を向上させることができる。
このように構成された第3変形例によっても、スリップリング5Cは、温度を低減させることができるので、ブラシ6と摺動させることができる。このため、摺動通電による発熱に起因するブラシ6とスリップリング5の異常摩耗や、焼損を防ぐことが可能になる。
[第4変形例]
図8は、本発明の実施形態に係る回転機の第4変形例を示す図であり、スリップリングにフィンと溝を設けたブラシ及びスリップリングを示す概略構成図である。
前記実施形態及び第1〜第3変形例では、本発明の一例として、溝かフィンどちらかを備えていた場合を説明したが、図8に示すように、スリップリング5Dは、溝51Dと、フィン52Dとを両方備えて組み合わせた構造としてもよい。
図8は、本発明の実施形態に係る回転機の第4変形例を示す図であり、スリップリングにフィンと溝を設けたブラシ及びスリップリングを示す概略構成図である。
前記実施形態及び第1〜第3変形例では、本発明の一例として、溝かフィンどちらかを備えていた場合を説明したが、図8に示すように、スリップリング5Dは、溝51Dと、フィン52Dとを両方備えて組み合わせた構造としてもよい。
この場合、スリップリング5V,5Wには、軸方向の側面の両側に、実施形態と同様に、溝51Dをそれぞれ設ける。また、リング5U,5Eには、軸方向の筐体50側の側面に、第1変形例と同様に、フィン52Dを設け、反対側(軸方向の外側)には実施形態と同様に、溝51Dを設けている。
回転機100は、このように構成することにより、スリップリング5Dの筐体50が狭くリング5U,5V,5W間の絶縁距離が十分に取れないときに有効である。本第4変形例では、リング5U,5Eの片側の側面にフィン52Dを設けたが、リング5U,5V,5W,5Eのそれぞれ片側の側面にだけ設けてもよい。
回転機100は、このように構成しても、溝51Dとフィン52Dとによって、スリップリング5Dの温度を低減させることができる。このため、ブラシ6を摺動させることができるので、摺動通電による発熱に起因するブラシ6とスリップリング5Dとの異常摩耗や、焼損を防ぐことが可能である。
また、スリップリング5Dの溝51D及びフィン52Dは、スリップリング5Dが回転した際のバランスを安定化させるために、スリップリング5Dの左右の両側面にそれぞれ形成してもよい。
[溝のその他の変形例]
図9(a)〜(d)は、スリップリングに形成される溝のその他の変形例を示す概略図である。
前記実施形態及び第2〜第4変形例で説明したスリップリング5の外周面に形成した溝51(図3及び図4参照)は、図9(a)に示すように、スリップリング5Fの中央部寄りの位置から外周部5Faに亘って螺旋状(渦巻き状)に形成された溝51Fであってもよい。
溝51Fは、このように構成すれば、スリップリング5Fを冷却する風が溝51F内を流れ易くなるので、冷却効果を向上させることができる。
図9(a)〜(d)は、スリップリングに形成される溝のその他の変形例を示す概略図である。
前記実施形態及び第2〜第4変形例で説明したスリップリング5の外周面に形成した溝51(図3及び図4参照)は、図9(a)に示すように、スリップリング5Fの中央部寄りの位置から外周部5Faに亘って螺旋状(渦巻き状)に形成された溝51Fであってもよい。
溝51Fは、このように構成すれば、スリップリング5Fを冷却する風が溝51F内を流れ易くなるので、冷却効果を向上させることができる。
また、図9(b)に示すように、スリップリング5Gの溝51Gは、環状に連続して形成したものに限定されず、側面視して円弧状に形成された多数の円弧状溝を適宜な間隔を介して環状に配置したものでもよい。
溝51Gは、このように形成しても、スリップリング5Gの表面積を拡大することができるので、冷却効果を向上させることができる。
溝51Gは、このように形成しても、スリップリング5Gの表面積を拡大することができるので、冷却効果を向上させることができる。
また、図9(c)に示すように、スリップリング5Hの溝51Hは、環状に形成したものに限定されず、側面視して六角形等の多角形に形成したものでもよい。
溝51Hは、このように形成することによって、溝51H内を流れる風が、角部付近で溝51Hの内壁に当たるので、冷却効果を向上させることができる。
溝51Hは、このように形成することによって、溝51H内を流れる風が、角部付近で溝51Hの内壁に当たるので、冷却効果を向上させることができる。
また、図9(d)に示すように、スリップリング5Iの溝51Iは、環状に形成したものに限定されず、側面視して羽根状に配置した溝(図示省略)や、放射状に配置した溝(図示省略)であってもよい。
溝51Iは、このように形成することによって、風が溝51I内を流れるので、冷却効果を向上させることができる。つまり、溝51Iは、スリップリング5Iの表面積を大きくして、回転した際に風が流れるように形成されたものであれば、どのような形状のものでもよい。
[フィンのその他の変形例]
図10(a)、(b)は、スリップリングに形成されるフィンのその他の変形例を示す概略図である。
前記第1変形例で説明したスリップリング5Aの外周面に形成したフィン52A(図5参照)は、図10(a)に示すように、スリップリング5Jの中央部寄りの位置から外周部に亘って羽根状に形成されたフィン52Jであってもよい。この場合、フィン52Jは、回転軸21から外周部5Jaに向かって、回転方向(矢印a方向)とは逆方向に斜めに傾けて形成されている。
図10(a)、(b)は、スリップリングに形成されるフィンのその他の変形例を示す概略図である。
前記第1変形例で説明したスリップリング5Aの外周面に形成したフィン52A(図5参照)は、図10(a)に示すように、スリップリング5Jの中央部寄りの位置から外周部に亘って羽根状に形成されたフィン52Jであってもよい。この場合、フィン52Jは、回転軸21から外周部5Jaに向かって、回転方向(矢印a方向)とは逆方向に斜めに傾けて形成されている。
フィン52Jは、このように構成すれば、回転した際に、スリップリング5Jを冷却する風を起こして、回転軸21側から外周部5Jaに向かって風が流れるように形成されていることによって、風の流れがよくなるため、冷却効果を向上させることができる。
また、各スリップリング5Jに形成したフィン52Jは、スリップリング5Jが回転した際に、互いに対向して配置されたスリップリング5Jに向かって風が流れて、風を当てて冷却するように形成してもよい。
また、第1変形例で説明した放射状のフィン52A(図5参照)は、図10(b)に示すスリップリング5Kのフィン52Kのように、外周部5Ka側の幅W1を回転軸21側の幅W2よりも大きく形成して、略楔形状に形成してもよい。
フィン52Kは、このように構成して外周部5Ka側を大きく形成したことにより、スリップリング5Kと、スリップリング5Kの外周部5Kaに配置されるブラシ(図5参照)との摺動で発生した摩擦熱がフィン52Kに伝達され易くなる。これによって、冷却効果をさらに向上させることができる。
1 本体フレーム
2 回転子
3 固定子
4 軸受
5,5A〜5D,5F〜5K スリップリング(金属製回転体)
5a,5Aa,5Ea,5Ia,5Ja,5Ka 外周部
5E,5U,5V,5W リング
6 ブラシ
7 ブラシホルダ
8 冷却用のファン
9 押圧機構
10 軸受
21 回転軸
22 回転子巻線
31 固定子巻線
50 筐体
51,51Ca,51Cb,51D,51F,51G,51H,51I 溝(凹凸)
51B,51Cc,51Cd 副溝(凹凸)
52A,52D,52J,52K フィン(凹凸)
100 回転機
2 回転子
3 固定子
4 軸受
5,5A〜5D,5F〜5K スリップリング(金属製回転体)
5a,5Aa,5Ea,5Ia,5Ja,5Ka 外周部
5E,5U,5V,5W リング
6 ブラシ
7 ブラシホルダ
8 冷却用のファン
9 押圧機構
10 軸受
21 回転軸
22 回転子巻線
31 固定子巻線
50 筐体
51,51Ca,51Cb,51D,51F,51G,51H,51I 溝(凹凸)
51B,51Cc,51Cd 副溝(凹凸)
52A,52D,52J,52K フィン(凹凸)
100 回転機
Claims (4)
- 固定子巻線を有する固定子と、
回転子巻線を有すると共に、前記固定子に対して間隙をもって配置され、かつ、回転可能である回転子と、
前記回転子巻線と電気的に接続されている金属製回転体と、
該金属製回転体と接触するブラシと、を備えた回転機であって、
前記金属製回転体の軸方向の面における外周部寄りの位置には、凹凸が形成されていることを特徴とする回転機。 - 前記金属製回転体の軸方向の面における外周部寄りの位置には、少なくとも1つ以上の溝が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の回転機。
- 前記金属製回転体の軸方向の面における外周部寄りの位置には、冷却用のフィンを備えていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転機。
- 前記金属製回転体の軸方向の面には、前記溝から径方向に向けて副溝が形成されていることを特徴とする請求項2に記載の回転機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015173108A JP2017051004A (ja) | 2015-09-02 | 2015-09-02 | 回転機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015173108A JP2017051004A (ja) | 2015-09-02 | 2015-09-02 | 回転機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017051004A true JP2017051004A (ja) | 2017-03-09 |
Family
ID=58280481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015173108A Pending JP2017051004A (ja) | 2015-09-02 | 2015-09-02 | 回転機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017051004A (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4994102U (ja) * | 1972-08-25 | 1974-08-14 | ||
JPS5141609U (ja) * | 1974-09-23 | 1976-03-27 | ||
JPS6069564U (ja) * | 1983-10-18 | 1985-05-17 | 三菱電機株式会社 | 回転電機の整流子 |
JPS6264162U (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-21 | ||
JPH09327157A (ja) * | 1996-06-06 | 1997-12-16 | Denso Corp | 整流子型回転電機及び内燃機関始動装置 |
-
2015
- 2015-09-02 JP JP2015173108A patent/JP2017051004A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4994102U (ja) * | 1972-08-25 | 1974-08-14 | ||
JPS5141609U (ja) * | 1974-09-23 | 1976-03-27 | ||
JPS6069564U (ja) * | 1983-10-18 | 1985-05-17 | 三菱電機株式会社 | 回転電機の整流子 |
JPS6264162U (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-21 | ||
JPH09327157A (ja) * | 1996-06-06 | 1997-12-16 | Denso Corp | 整流子型回転電機及び内燃機関始動装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20150303765A1 (en) | Rotating electrical machine | |
CN103516071A (zh) | 具有周向的转子和壳体散热片的电机 | |
US20180102700A1 (en) | Rotary electrical machine having permanent magnet rotor | |
JPWO2007094350A1 (ja) | 回転電機の冷却構造 | |
KR101312721B1 (ko) | 냉각팬의 팬 구조를 개선한 모터 장치 | |
JP2017051004A (ja) | 回転機 | |
JP2009136062A (ja) | 回転電機 | |
KR101587160B1 (ko) | 냉각팬의 팬 구조를 개선한 모터 장치 | |
CN210092988U (zh) | 一种优化散热型表贴式永磁电机转子及电机 | |
KR100621722B1 (ko) | 전동공구 | |
KR101378885B1 (ko) | 전동기 | |
JP2010284034A (ja) | 永久磁石回転電機 | |
EP3065268B1 (en) | Brush holder for a collector assembly of an alternator and alternator comprising said brush holder | |
JP5542984B1 (ja) | 車両用交流発電機 | |
JP2015144513A (ja) | 誘導電動機 | |
CN208675017U (zh) | 电机、机座组件及食物料理机 | |
CN210693649U (zh) | 新型永磁无刷电机 | |
JP5746115B2 (ja) | 回転電機 | |
JP6095389B2 (ja) | 回転子及びエレベータの巻上機 | |
JP5404525B2 (ja) | 回転電機 | |
KR102639511B1 (ko) | 모터 | |
JP2003032969A (ja) | 整流子 | |
US2436654A (en) | Dynamoelectric machine | |
JP6611109B2 (ja) | 回転電機の回転子 | |
JP6263564B2 (ja) | 回転電機のロータ及び回転電機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180322 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190226 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190827 |