JP2019047706A - 回転電機、分割仕切り構造体、および回転電機の組立て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機において、回転子および固定子側からの軸受側への熱移動を抑制する。【解決手段】回転電機は、ロータシャフト１１と回転子鉄心１２とを有する回転子と、固定子と、フレーム４０と、軸受３１と、軸受３１に隣接して軸受３１より回転子鉄心側に配された環状の軸受内側油切り３２とを具備する２つの軸受構造体３０と、２つの軸受ブラケット４５と、分割仕切り構造体５０とを備える。分割仕切り構造体５０は、径方向内側にロータシャフト１１が貫通する貫通孔が形成された環状の第１仕切り板５１と、軸受ブラケット４５に取り付けられ円形の開口が形成された第２仕切り板５４とを具備する。第２仕切り板５４の開口の径は軸受内側油切り３２の外径よりも大きく、かつ第１仕切り板５１の外径よりは小さく形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機、これに用いる分割仕切り構造体、および回転電機の組立て方法に関する。

回転電機は、回転子および固定子およびこれらを収納するフレームを有する。

回転子は、両端を軸受により回転可能に支持されて回転軸方向に延びるロータシャフトと、ロータシャフトの径方向外側に取り付けられた回転子鉄心とを有する。

固定子は、回転子鉄心の径方向外側に配された固定子鉄心と、固定子鉄心内を貫通する固定子巻線とを有する。

回転子鉄心および固定子は、その径方向外側に配されたフレーム内に収納されている。フレームの回転軸方向の両側は、軸受ブラケットにより閉止されている。軸受はそれぞれ、軸受ブラケットにより支持されている。

特開平１０−１９６５８９号公報

回転電機においては、回転子鉄心および固定子鉄心において発生する鉄損、固定子巻線および回転子巻線あるいは回転子導体等において発生する銅損、軸受における摩擦損等が主な効率低減要因であり、これらはすなわち発熱の要因となる。

軸受においては、たとえば、滑り軸受の場合はロータシャフトと軸受との摩擦による熱の発生、玉軸受の場合は、軸受内部での摩擦による熱の発生がある。したがって、この発生熱を除去する必要がある。一方、回転電機の内部では、回転子および固定子側で発生した熱が、機内の冷却用空気を介して、あるいは熱伝導や熱輻射によって軸受側に移動する。

軸受の保護のためには、軸受の冷却が重要な課題である（特許文献１参照）。したがって、軸受が、自ら発熱部分を有し、さらに他から熱が流入することは、軸受の保護上、好ましいことではない。

そこで本発明は、回転電機において、回転子および固定子側からの軸受側への熱移動を抑制することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明に係る回転電機は、軸方向に延びて回転可能に支持されたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に取り付けられた回転子鉄心とを有する回転子と、前記回転子鉄心の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、前記固定子の径方向の外側に配されて前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームと、前記回転子鉄心を挟んで前記ロータシャフトの軸方向の両側で前記ロータシャフトを支持し、軸受と、前記軸受に隣接して前記軸受より前記回転子鉄心側に配された環状の軸受内側油切りとを具備する２つの軸受構造体と、前記フレームの両端に取り付けられて前記２つの軸受構造体を支持する２つの軸受ブラケットと、前記２つの軸受構造体の少なくとも一方と、前記固定子との間の空間を軸方向に分割する少なくとも一つの分割仕切り構造体と、を備え、前記分割仕切り構造体は、前記軸受内側油切りに取り付けられて、径方向に拡がっており、径方向内側は前記ロータシャフトが貫通する貫通孔が形成され、径方向外側部分は環状に形成された第１仕切り板と、前記軸受ブラケットに取り付けられて径方向に拡がっており、径方向内側には円形の開口が形成された第２仕切り板と、を具備し、前記第２仕切り板の前記開口の径は前記軸受内側油切りの外径よりも大きく、かつ、前記第１仕切り板の外径よりは小さく形成されている、ことを特徴とする。

また、本発明に係る分割仕切り構造体は、ロータシャフトと回転子鉄心とを有する回転子と、固定子鉄心と固定子巻線とを有する固定子と、フレームと、前記ロータシャフトを支持し、軸受と、前記軸受に隣接して前記軸受より回転子鉄心側に配された環状の軸受内側油切りとを具備する２つの軸受構造体と、前記２つの軸受構造体を支持する２つの軸受ブラケットとを備える回転電機の前記２つの軸受構造体の少なくとも一方と前記固定子との間の空間を軸方向に分割する分割仕切り構造体であって、前記軸受内側油切りに取り付けられて、径方向に拡がっており、径方向内側は前記ロータシャフトが貫通する貫通孔が形成され、径方向外側部分は環状に形成された第１仕切り板と、前記軸受ブラケットに取り付けられて径方向に拡がっており、径方向内側には円形の開口が形成された第２仕切り板と、を具備し、前記第２仕切り板の前記開口の径は前記軸受内側油切りの外径よりも大きく、かつ、前記第１仕切り板の外径よりは小さく形成されている、ことを特徴とする。

また、本発明に係る回転電機の組立て方法は、固定子をフレームと一体で組み立てる固定子組立てステップと、前記固定子組立てステップの後に、回転子鉄心をロータシャフトに取付けた状態で、軸方向に前記固定子の内部に挿入する回転子挿入ステップと、第１仕切り板を取り付けた軸受内側油切りを前記ロータシャフト上の所定の位置に設置する軸受内側油切り設置ステップと、前記軸受内側油切り設置ステップの後に、軸受を前記ロータシャフトに取り付ける軸受取付けステップと、第２仕切り板を取り付けた軸受ブラケットを前記フレームに取付ける軸受ブラケット取付けステップと、前記軸受内側油切りを前記軸受ブラケットに固定する軸受内側油切り固定ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、回転電機において、回転子および固定子側からの軸受側への熱移動を抑制することができる。

第１の実施形態に係る回転電機の構成を示す縦断面図である。 第１の実施形態に係る回転電機の分割仕切り構造体およびその周辺の構成を示す部分上半縦断面図である。 第１の実施形態に係る回転電機の分割仕切り構造体の第１仕切り板を示す上半縦断面図である。 第１の実施形態に係る回転電機の分割仕切り構造体の第２仕切り板を示す上半縦断面図である。 第１の実施形態に係る回転電機の組み立て手順を示すフロー図である。 第２の実施形態に係る回転電機の分割仕切り構造体およびその周辺の構成を示す部分縦断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る回転電機、および分割仕切り構造体について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る回転電機の構成を示す縦断面図である。回転電機１００は、回転子１０、固定子２０、軸受構造体３０、フレーム４０、２つの軸受ブラケット４５、および２つの分割仕切り構造体５０を備える。

回転子１０は、軸方向に延びたロータシャフト１１、およびロータシャフト１１の径方向外側に取り付けられた回転子鉄心１２を有する。ロータシャフト１１は、回転子鉄心１２を挟んだ軸方向の両側を、軸受構造体３０によりそれぞれ回転可能に支持されている。回転子鉄心１２の径方向外側表面に、互いに周方向に間隔をもって形成され軸方向に回転子鉄心１２を貫通する複数の回転子スロット（図示せず）が形成されている。回転子スロットのそれぞれには、導体バー１３が貫通している。導体バー１３は、回転子鉄心１２の軸方向の両外側で、それぞれの端部が短絡環１４（図２）により電気的および機械的に連結している。

固定子２０は、回転子鉄心１２の径方向外側にギャップ１８を介して設けられた円筒状の固定子鉄心２１、および複数の固定子巻線２２を有する。固定子巻線２２は、固定子鉄心２１の径方向内側表面に互いに周方向に間隔をもって形成され軸方向に固定子鉄心２１を貫通する複数の固定子スロット（図示せず）内を貫通する。

回転子鉄心１２および固定子２０の径方向外側には、これらを収納するように軸方向に延びた筒状のフレーム４０が設けられている。フレーム４０の軸方向の両端には、軸受ブラケット４５が取り付けられている。フレーム４０および軸受ブラケット４５は、閉空間４１を形成する。

回転子鉄心１２のそれぞれの軸方向外側において、閉空間４１は、２つの分割仕切り構造体５０によって、回転子鉄心側空間４１ａと、２つの軸受側空間４１ｂとに３分割されている。

図２は、分割仕切り構造体およびその周辺の構成を示す部分上半縦断面図であり、図１のＩＩ部の詳細を示している。

軸受構造体３０は、軸受３１、軸受内側油切り３２、および軸受外側油切り３３を有する。軸受３１は、回転部３１ａ、転動体３１ｂ、および固定部３１ｃを有する。軸受３１の回転部３１ａは、ロータシャフト１１に取り付けられている。また、固定部３１ｃは、回転部３１ａの径方向外側に、転動体３１ｂを挟んで配されて、軸受ブラケット４５により支持されている。

転動体３１ｂは、球形あるいはたる型などの形状の複数の要素であり、回転部３１ａと固定部３１ｃとの間に配されて、回転部３１ａの回転にともなってそれぞれが回転する。なお、図２では、軸受３１が、ころがり軸受の場合を例にとって示しているが、すべり軸受けの場合であってもよい。

軸受内側油切り３２は、環状であって、軸方向に軸受３１の内側、すなわち、回転子鉄心１２側に軸受３１に隣接して、配されている。軸受内側油切り３２は、ロータシャフト１１の径方向外側に間隙を介してロータシャフト１１と同軸となるように、固定ボルト４５ａにより軸受ブラケット４５に固定されている。すなわち、軸受ブラケット４５に周方向に互いに間隔をあけて複数の固定ボルト用穴４５ｂが形成されており、軸受内側油切り３２の対応する位置には、固定ボルト用ねじ穴３２ｂが形成されている。固定ボルト４５ａは、この固定ボルト用ねじ穴３２ｂと螺合して、軸受内側油切り３２を軸受ブラケット４５に結合させている。

また、軸受外側油切り３３は、軸受ブラケット４５に取り付けられており、軸方向に軸受３１に隣接して軸受３１の外側、すなわち軸受内側油切り３２の反対側に配されている。

分割仕切り構造体５０は、第１仕切り板５１、第２仕切り板５４および圧縮性部材５３を有する。

第１仕切り板内側環状円板部５１ａ（図３）は、ロータシャフト１１の径方向外側に配され、径方向に拡がり、中央に同心の開口が形成された環状である。第１仕切り板５１は、第１仕切り板留め具５２により、軸受内側油切り３２に取り付けられている。第１仕切り板留め具５２は、たとえば、軸受内側油切り３２に形成された第１仕切り板留め具用ねじ穴３２ａと螺合するボルトである。第１仕切り板５１の径方向の最内部は、ロータシャフト１１と、ギャップｇを介して径方向に対向している。

第２仕切り板５４は、第１仕切り板内側環状円板部５１ａの軸方向外側すなわち軸受ブラケット４５側に設けられ、第１仕切り板内側環状円板部５１ａよりも径の大きな環状である。

第２仕切り板５４は、第２仕切り板留め具５５により環状スペーサ５５ａを介して軸受ブラケット４５に取り付けられている。環状スペーサ５５ａは、環状の板であり、第２仕切り板５４と軸受ブラケット４５とが、形状的に直接結合できない場合に用いるが、直接結合できる場合には不要である。第２仕切り板留め具５５は、たとえば、軸受ブラケット４５に形成されたねじ穴と螺合するボルトである。

圧縮性部材５３は、環状であり、第１仕切り板５１と第２仕切り板５４の間に挟まれている。圧縮性部材５３からみて、第１仕切り板５１は軸方向内側すなわち回転子鉄心１２側であり、第２仕切り板５４は軸方向外側すなわち軸受ブラケット４５側である。

図３は、第１仕切り板を示す上半縦断面図である。第１仕切り板５１は、第１仕切り板内側環状円板部５１ａ、第１仕切り板錐形部５１ｃ、第１仕切り板外側環状円板部５１ｂ、および第１仕切り板円筒部５１ｄを有する。

第１仕切り板５１は、第１仕切り板内側環状円板部５１ａ、第１仕切り板錐形部５１ｃ、および第１仕切り板外側環状円板部５１ｂが径方向外側に向かって順次接続された構成であり、第１仕切り板内側環状円板部５１ａの中央に形成された開口に第１仕切り板円筒部５１ｄの端部が接続されている。また、第１仕切り板５１は、径方向外側に拡がるとともに、軸方向に、軸受ブラケット４５の方向に拡がっている。

第１仕切り板内側環状円板部５１ａは、ロータシャフト１１の径方向外側に配され、径方向に拡がり、中央に同心の開口が形成された環状である。第１仕切り板内側環状円板部５１ａの外径は、軸受内側油切り３２の径方向の外面の径よりも大きい。第１仕切り板内側環状円板部５１ａには、周方向に互いに間隔をおいて、第１仕切り板留め具５２が貫通するための複数の留め具用穴５１ｈが形成されている。

第１仕切り板外側環状円板部５１ｂは、第１仕切り板５１の径方向外側部分にあたり、円板に同心の開口が形成された環状円板状であり、開口の径は、第１仕切り板内側環状円板部５１ａの径より大きい。

第１仕切り板錐形部５１ｃは、第１仕切り板内側環状円板部５１ａの円周部と第１仕切り板外側環状円板部５１ｂの開口の縁とを、第１仕切り板内側環状円板部５１ａと第１仕切り板外側環状円板部５１ｂが同心になるように接続する。

第１仕切り板円筒部５１ｄは、第１仕切り板内側環状円板部５１ａの開口の縁に接続された円筒状で、軸方向に第１仕切り板錐形部５１ｃおよび第１仕切り板外側環状円板部５１ｂと反対側に延びている。第１仕切り板円筒部５１ｄの径方向内側は、ロータシャフト１１が貫通する第１仕切り板貫通孔５１ｆを形成する。ここで、第１仕切り板貫通孔５１ｆとロータシャフト１１の外表面間のギャップｇ（図２）は、たとえば数ミリメートル程度である。

なお、第１仕切り板５１は、第１仕切り板外側環状円板部５１ｂ、第１仕切り板錐形部５１ｃ、第１仕切り板内側環状円板部５１ａ、および第１仕切り板円筒部５１ｄのそれぞれを順次接合させて形成してもよいし、プレス加工等で一部あるいは全体を一体で形成してもよい。この場合、第１仕切り板外側環状円板部５１ｂおよび第１仕切り板円筒部５１ｄに対応する形状を維持する。

ここで、第１仕切り板５１において、軸方向に、回転子鉄心１２に対向する側を表側、軸受ブラケット４５に対向する側を裏側と呼ぶこととする。回転子鉄心側空間４１ａと軸受側空間４１ｂとの間のシール性能を確保するために、第１仕切り板内側環状円板部５１ａの裏側の表面が、軸受内側油切り３２の軸方向の内側すなわち回転子鉄心１２側の表面と密着するように、第１仕切り板留め具５２により取り付けられる。なお、なお、シール性能を向上させるために、第１仕切り板内側環状円板部５１ａと軸受内側油切り３２との間に、さらにガスケットなどのシール用の部材（図示せず）を設けてもよい。

図４は、第２仕切り板を示す上半縦断面図である。第２仕切り板５４は、第２仕切り板内側環状円板部５４ａ、第２仕切り板錐形部５４ｃ、および第２仕切り板外側環状円板部５４ｂを有する。

第２仕切り板５４は、第２仕切り板内側環状円板部５４ａ、第２仕切り板錐形部５４ｃ、および第２仕切り板外側環状円板部５４ｂが径方向外側に向かって順次接続された構成である。この結果、順次径方向外側に拡がっているとともに、軸方向には、軸受ブラケット４５の方向に拡がっている。

第２仕切り板内側環状円板部５４ａは、円板に同心の第２仕切り板開口５４ｆが形成された環状円板である。第２仕切り板内側環状円板部５４ａは、第１仕切り板外側環状円板部５１ｂと、径方向に重複する部分を有するような寸法に形成されており、第２仕切り板開口５４ｆの径は、軸受内側油切り３２の径方向の外面の径よりも大きい。すなわち、軸受内側油切り３２の径方向の外面の径に比べて、第２仕切り板開口５４ｆの径が大きく、第１仕切り板内側環状円板部５１ａの外径が、さらに大きくなるように形成されている。

第１仕切り板外側環状円板部５１ｂと第２仕切り板内側環状円板部５４ａとの径方向の重複部分に圧縮性部材５３が設けられるため、第１仕切り板外側環状円板部５１ｂは、これに必要な外径を有する。

第２仕切り板外側環状円板部５４ｂは、円板に同心の開口が形成された環状円板であり、開口の径は、第２仕切り板内側環状円板部５４ａの径より大きい。第２仕切り板外側環状円板部５４ｂには、周方向に互いに間隔をおいて、第２仕切り板留め具５５が貫通するための複数の留め具用穴５４ｈが形成されている。

第２仕切り板錐形部５４ｃは、第２仕切り板内側環状円板部５４ａの円周部と第２仕切り板外側環状円板部５４ｂの開口の縁とを、第２仕切り板内側環状円板部５４ａと第２仕切り板外側環状円板部５４ｂが同心になるように接続する。

なお、第２仕切り板５４は、第２仕切り板内側環状円板部５４ａ、第２仕切り板錐形部５４ｃ、および第２仕切り板外側環状円板部５４ｂのそれぞれを順次接合させて形成してもよいし、プレス加工等で一部あるいは全体を一体で形成してもよい。

ここで、第２仕切り板５４において、軸方向に、第２仕切り板内側環状円板部５４ａが設けられている側を表側、第２仕切り板外側環状円板部５４ｂが設けられている側を裏側と呼ぶこととする。

なお、図２では、第２仕切り板外側環状円板部５４ｂと軸受ブラケット４５の内面との間に環状スペーサ５５ａを設けている場合を例にとって示しているが、条件によっては、環状スペーサ５５ａを設けなくともよい。

すなわち、第２仕切り板外側環状円板部５４ｂの裏側の面が、軸受ブラケット４５の内面に平行となるように形成され軸受ブラケット４５の内面と密着することにより、回転子鉄心側空間４１ａと軸受側空間４１ｂとの間のシール機能を確保できる場合は、第２仕切り板５４を直接に、第２仕切り板留め具５５により軸受ブラケット４５に取り付けてもよい。

なお、第２仕切り板５４のシール性能を向上させるために、第２仕切り板外側環状円板部５４ｂ、環状スペーサ５５ａおよび軸受ブラケット４５の間のいずれかに、さらにガスケットなどのシール用の部材（図示せず）を設けてもよい。

圧縮性部材５３は、前述のように、中央に同心で円形の開口が形成された環状の円板である、第１仕切り板外側環状円板部５１ｂの裏側および第２仕切り板外側環状円板部５４ｂの表側の両面にほぼ平行な平面を有する。圧縮性部材５３は、第１仕切り板５１と第２仕切り板５４とに挟まれた径方向の位置で、第１仕切り板５１または第２仕切り板５４のいずれかに取り付けられている。

図２に示した例では、圧縮性部材５３は、一方の面が第２仕切り板５４の第２仕切り板内側環状円板部５４ａの表側の面に取り付けられている。回転電機１００の組立て状態においては、圧縮性部材５３は、第２仕切り板５４の第２仕切り板内側環状円板部５４ａの表側の面と、第１仕切り板５１の第１仕切り板外側環状円板部５１ｂの裏側の面との間に配される。

圧縮性部材５３は、たとえば、スポンジゴム、ネオプレンゴムなど、均一の材料のものを環状に成形したものでよい。圧縮性部材５３として、スポンジゴムやネオプレンゴムなど弾性材料を用いると、鋳造誤差、切削誤差、あるいは組立誤差などによる接合部の隙間の発生を防止することができるというメリットがある。

第１仕切り板外側環状円板部５１ｂおよび第２仕切り板内側環状円板部５４ａは、それぞれ平面的に広がった形状であるが、互いに密着可能な形状であれば、例えば、部分的錘状であってもよい。

なお、圧縮性部材５３を設けずに、第１仕切り板５１または第２仕切り板５４のいずれか、あるいは両者を、形状および材料を低剛性にすることにより、軸方向に可撓性があるように形成し、同様の効果を確保するようにしてもよい。

図５は、第１の実施形態に係る回転電機の組み立て手順を示すフロー図である。

まず、固定子２０の組立てを行う（ステップＳ０１）。具体的には、固定子鉄心２１をフレーム４０内に収納し、その後、固定子鉄心２１に形成されたスロット内に固定子巻線２２の導体の収納、固定子鉄心２１の軸方向外側の導体の引き回し、結線等を行う。

次に、回転子鉄心１２をロータシャフト１１に取付けた状態で、固定子２０内に挿入する（ステップＳ０２）。具体的には、ロータシャフト１１に取付けた回転子鉄心１２に、導体バー１３を取り付け、さらに導体バー１３には短絡環１４を取り付けた上で、固定子鉄心２１の中央部分に軸方向に沿って挿入する。

これ以降、回転子鉄心１２の軸方向の両側について、それぞれ以下の手順で進める。

ステップＳ０１およびステップＳ０２に並行して、第１仕切り板５１を軸受内側油切り３２に取付ける（ステップＳ０３）。具体的には、第１仕切り板５１の第１仕切り板内側環状円板部５１ａに形成された留め具用穴５１ｈを貫通して、第１仕切り板留め具５２であるたとえばボルトを軸受内側油切り３２に形成されたねじ穴と螺号させて締め付ける。

ステップＳ０３は、後述のステップＳ０４の前であれば、ステップＳ０１およびステップＳ０２より前でも後でもよい。

次に、第１仕切り板５１が取り付けられた軸受内側油切り３２を、ロータシャフト１１上の所定の位置に設置する（ステップＳ０４）。具体的には、軸受内側油切り３２をロータシャフト１１の端部からロータシャフト１１に嵌めこみ、軸方向に沿って所定に位置まで移動させ、仮置きする。

次に、軸受３１をロータシャフト１１に取り付ける（ステップＳ０５）。具体的には、軸受３１および軸受外側油切り３３をロータシャフト１１の端部からロータシャフト１１に嵌めこみ、軸方向に沿って所定に位置まで移動させ、固定する。ここで、ロータシャフト１１には、軸受３１の回転部３１ａが接続され、軸受３１の固定部３１ｃおよび軸受外側油切り３３は、ロータシャフト１１と回転を共にしない。

ステップＳ０１ないしステップＳ０５に並行して、第２仕切り板５４を軸受ブラケット４５に取付ける（ステップＳ０６）。具体的には、第２仕切り板５４の第２仕切り板外側環状円板部５４ｂに形成された留め具用穴５４ｈを貫通し、環状スペーサ５５ａを介して、第２仕切り板留め具５５であるたとえばボルトを、軸受ブラケット４５に形成されたねじ穴と螺号させて締め付ける。

ステップＳ０６は、後述のステップＳ０７の前であれば、ステップＳ０１ないしステップＳ０５との前後関係を問わず、いつでもよい。

次に、軸受ブラケット４５をフレーム４０に取り付ける（ステップＳ０７）。この際、軸受ブラケット４５に取り付けられた第２仕切り板５４は、その中央に形成された第２仕切り板開口５４ｆの内径が、すでにロータシャフト１１上に設置されている軸受内側油切り３２の外径よりも大きいため、第２仕切り板５４が取り付けられた軸受ブラケット４５は、軸受内側油切り３２と干渉することなく、フレーム４０との接続位置まで挿入することができる。

この結果、第２仕切り板５４が第１仕切り板５１の近傍の所定の位置まで移動し、圧縮性部材５３を圧縮状態にすることができる。また、すでにステップＳ０５においてロータシャフト１１上に取り付けられていた軸受３１の固定部３１ｃおよび軸受外側油切り３３を、軸受ブラケット４５が固定して支持する状態となる。

次に、軸受内側油切り３２を、固定ボルト４５ａにて、軸受ブラケット４５に固定する（ステップＳ０８）。軸受内側油切り３２は、ステップＳ０４において所定の位置に仮置きされていたものである。いま、軸受ブラケット４５が所定の位置に設置されたことにより、固定ボルト用ねじ穴３２ｂが、固定ボルト用穴４５ｂに近接する。この結果、固定ボルト用穴４５ｂを介して、固定ボルト４５ａを固定ボルト用ねじ穴３２ｂに挿入して螺号させることができる。なお、軸受内側油切り３２の内面とロータシャフト１１の外表面との間にクリアランスが存在するために、固定ボルト用ねじ穴３２ｂと固定ボルト用穴４５ｂとが径方向に位置ずれする場合には、固定ボルト用穴４５ｂおよび固定ボルト用ねじ穴３２ｂが周方向に複数あることを利用して、固定ボルト４５ａより細径の調整用のボルトを使用して、順次、より大きな径の調整用のボルトを使用する等の手段により、軸受内側油切り３２をロータシャフト１１と同軸にするための芯合わせを実施することができる。

以上のように、本実施形態に係る分割仕切り構造体５０においては、回転子鉄心側空間４１ａと軸受側空間４１ｂとの間を隔離する構造体を、第１仕切り板５１と第２仕切り板５４とに分割することにより、回転電機の組立て性を損なうことなく、分割仕切り構造体５０の径方向内側と、ロータシャフト１１外表面間のギャップｇを小さくすることができる。

また、第１仕切り板５１は軸受内側油切り３２と、また、第２仕切り板５４は軸受ブラケット４５と、それぞれシール機能を有しながら結合し、第１仕切り板５１と第２仕切り板５４は圧縮性部材５３を介してシール性能を確保している。このため、閉空間４１内において、回転子鉄心側空間４１ａと軸受側空間４１ｂとは、第１仕切り板円筒部５１ｄの内面とロータシャフト１１の外表面間の環状の空間を介してのみ連通している。また、このアニュラス状の空間の幅はギャップｇと十分に狭くなっている。

閉空間４１内において、回転子鉄心側空間４１ａ内と軸受側空間４１ｂ内の圧力は、それぞれの領域における発熱による冷却用気体の温度上昇とそれぞれの空間の体積により決まるが、圧力差はほとんどなく、定常的な流れが生ずるものではない。回転子鉄心側空間４１ａ内の冷却用気体と軸受側空間４１ｂ内の冷却用気体は、互いに拡散により入れ替わる程度であると考えられる。

したがって、回転子鉄心側空間４１ａ内の冷却用気体が軸受側空間４１ｂ内の冷却用気体より温度が高いとしても、回転子鉄心側空間４１ａ内の冷却用気体が軸受側空間４１ｂ内に流入して、軸受側空間４１ｂ内の温度が上昇することは抑制される。

また、回転子鉄心１２および固定子２０側から軸受構造体３０側への輻射も分割仕切り構造体５０で阻止される。この結果、回転子鉄心１２および固定子２０側から軸受構造体３０側への熱移動を抑制することにより、軸受の加熱を抑制することができる。

［第２の実施形態］
図６は、第２の実施形態に係る回転電機の分割仕切り構造体およびその周辺の構成を示す部分縦断面図である。

本第２の実施形態は、第１の実施形態の変形である。本第２の実施形態においては、第１仕切り板５１は、その表側の表面に配された断熱部材５６ａを有し、第２仕切り板５４は、その表側の表面に配された断熱部材５６ｂを有している。その他の点では、第１の実施形態と同様である。

このように構成された本第２の実施形態においては、回転子鉄心側空間４１ａと軸受側空間４１ｂとの間に介在する分割仕切り構造体５０の表面が断熱部材に覆われていることにより、回転子鉄心側空間４１ａから軸受側空間４１ｂへの熱伝達が抑制される。この結果、回転子鉄心１２および固定子２０側から軸受構造体３０側への熱移動をさらに抑制することができる。

［その他の実施形態］
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。たとえば、実施形態では、両側の軸受構造体３０側のいずれにも分割仕切り構造体を設ける場合を例にとって示したが、これに限定されない。軸受温度の冷却をより必要とする軸受構造体３０の側にのみ分割仕切り構造体を設けることでもよい。

また、実施形態では、すなわちロータシャフト１１が水平に延びている水平型の回転電機の場合を例にとって示したが、これに限定されず、立形の回転電機に用いてもよい。

さらに、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。

１０…回転子、１１…ロータシャフト、１２…回転子鉄心、１３…導体バー、１４…短絡環、１８…ギャップ、２０…固定子、２１…固定子鉄心、２２…固定子巻線、３０…軸受構造体、３１…軸受、３１ａ…回転部、３１ｂ…転動体、３１ｃ…固定部、３２…軸受内側油切り、３２ａ…第１仕切り板留め具用ねじ穴、３２ｂ…固定ボルト用ねじ穴、３３…軸受外側油切り、４０…フレーム、４１…閉空間、４１ａ…回転子鉄心側空間、４１ｂ…軸受側空間、４５…軸受ブラケット、４５ａ…固定ボルト、４５ｂ…固定ボルト用穴、５０…分割仕切り構造体、５１…第１仕切り板、５１ａ…第１仕切り板内側環状円板部、５１ｂ…第１仕切り板外側環状円板部、５１ｃ…第１仕切り板錐形部、５１ｄ…第１仕切り板円筒部、５１ｆ…第１仕切り板貫通孔、５１ｈ…留め具用穴、５２…第１仕切り板留め具、５３…圧縮性部材、５４…第２仕切り板、５４ａ…第２仕切り板内側環状円板部、５４ｂ…第２仕切り板外側環状円板部、５４ｃ…第２仕切り板錐形部、５４ｆ…第２仕切り板開口、５４ｈ…留め具用穴、５５…第２仕切り板留め具、５５ａ…環状スペーサ、５６ａ…断熱部材、５６ｂ…断熱部材、１００…回転電機

Claims (6)

1. 軸方向に延びて回転可能に支持されたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に取り付けられた回転子鉄心とを有する回転子と、
   前記回転子鉄心の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、
   前記固定子の径方向の外側に配されて前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームと、
   前記回転子鉄心を挟んで前記ロータシャフトの軸方向の両側で前記ロータシャフトを支持し、軸受と、前記軸受に隣接して前記軸受より前記回転子鉄心側に配された環状の軸受内側油切りとを具備する２つの軸受構造体と、
   前記フレームの両端に取り付けられて前記２つの軸受構造体を支持する２つの軸受ブラケットと、
   前記２つの軸受構造体の少なくとも一方と、前記固定子との間の空間を軸方向に分割する少なくとも一つの分割仕切り構造体と、
   を備え、
   前記分割仕切り構造体は、
   前記軸受内側油切りに取り付けられて、径方向に拡がっており、径方向内側は前記ロータシャフトが貫通する貫通孔が形成され、径方向外側部分は環状に形成された第１仕切り板と、
   前記軸受ブラケットに取り付けられて径方向に拡がっており、径方向内側には円形の開口が形成された第２仕切り板と、
   を具備し、
   前記第２仕切り板の前記開口の径は前記軸受内側油切りの外径よりも大きく、かつ、前記第１仕切り板の外径よりは小さく形成されている、
   ことを特徴とする回転電機。
2. 前記分割仕切り構造体は、前記第１仕切り板と前記第２仕切り板とに挟まれた位置で、前記第１仕切り板または前記第２仕切り板のいずれかに取り付けられた円環状の圧縮性部材をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 前記第１仕切り板と前記第２仕切り板は、互いに対向する部分同士が密着するように形成され、かつ、前記第１仕切り板と前記第２仕切り板の少なくとも一方は軸方向に可撓性を有することを特徴とする請求項１に記載の回転電機
4. 前記分割仕切り構造体は、その表面に配された断熱部材を有する、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の回転電機。
5. ロータシャフトと回転子鉄心とを有する回転子と、固定子鉄心と固定子巻線とを有する固定子と、フレームと、前記ロータシャフトを支持し、軸受と、前記軸受に隣接して前記軸受より回転子鉄心側に配された環状の軸受内側油切りとを具備する２つの軸受構造体と、前記２つの軸受構造体を支持する２つの軸受ブラケットとを備える回転電機の前記２つの軸受構造体の少なくとも一方と前記固定子との間の空間を軸方向に分割する分割仕切り構造体であって、
   前記軸受内側油切りに取り付けられて、径方向に拡がっており、径方向内側は前記ロータシャフトが貫通する貫通孔が形成され、径方向外側部分は環状に形成された第１仕切り板と、
   前記軸受ブラケットに取り付けられて径方向に拡がっており、径方向内側には円形の開口が形成された第２仕切り板と、
   を具備し、
   前記第２仕切り板の前記開口の径は前記軸受内側油切りの外径よりも大きく、かつ、前記第１仕切り板の外径よりは小さく形成されている、
   ことを特徴とする分割仕切り構造体。
6. 固定子をフレームと一体で組み立てる固定子組立てステップと、
   前記固定子組立てステップの後に、回転子鉄心をロータシャフトに取付けた状態で、軸方向に前記固定子の内部に挿入する回転子挿入ステップと、
   第１仕切り板を取り付けた軸受内側油切りを前記ロータシャフト上の所定の位置に設置する軸受内側油切り設置ステップと、
   前記軸受内側油切り設置ステップの後に、軸受を前記ロータシャフトに取り付ける軸受取付けステップと、
   第２仕切り板を取り付けた軸受ブラケットを前記フレームに取付ける軸受ブラケット取付けステップと、
   前記軸受内側油切りを前記軸受ブラケットに固定する軸受内側油切り固定ステップと、
   を有することを特徴とする回転電機の組立て方法。

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