JP2679759B2 - Engine driven permanent magnet generator - Google Patents

Engine driven permanent magnet generator

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JP2679759B2
JP2679759B2 JP13048895A JP13048895A JP2679759B2 JP 2679759 B2 JP2679759 B2 JP 2679759B2 JP 13048895 A JP13048895 A JP 13048895A JP 13048895 A JP13048895 A JP 13048895A JP 2679759 B2 JP2679759 B2 JP 2679759B2
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野 康 正 水
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本 弘 孝 山
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  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石を界磁に用い
た発電機に係り、とくにその通風冷却構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a generator using a permanent magnet as a field, and more particularly to a ventilation cooling structure thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】野外
で溶接作業を行う場合には、発電機と組み合わせられた
可搬型エンジン溶接機が汎用されている。これは、野外
のような電源の得にくい環境では、機械加工器具および
照明器具の電源が必要であっても得られず、これらの電
源も併せて溶接機から供給することが要請されているた
めである。
2. Description of the Related Art A portable engine welder combined with a generator is widely used for welding work outdoors. This is because, in an environment where it is difficult to obtain power, such as in the field, it is not possible to obtain power even for machining equipment and lighting equipment, and it is required that these power supplies be also supplied from the welding machine. Is.

【0003】そこで、回転界磁型の同期発電機として構
成され、溶接用出力の他に補助電源用出力を生じる溶接
用発電機が広く利用されている。
Therefore, a welding generator, which is configured as a rotary field type synchronous generator and produces an output for an auxiliary power source in addition to an output for welding, is widely used.

【0004】そして、この種の発電機の殆どは、エンジ
ン回転数に合わせて商用電源周波数の補助電源用出力を
得るために、2極または4極の発電機として3600r
pm−2極−60Hzまたは1800rpm−4極−6
0Hzの構成としており、他方溶接用出力は3相交流出
力を全波整流して直流アーク溶接出力としている。
Most of the generators of this kind are 3600 r as a 2-pole or 4-pole generator in order to obtain an output for an auxiliary power source having a commercial power source frequency according to the engine speed.
pm-2 pole-60Hz or 1800rpm-4 pole-6
On the other hand, the welding output is a DC arc welding output obtained by full-wave rectifying the three-phase AC output.

【0005】このように2極または4極で回転界磁型と
する結果、発電機1とエンジン2とを連結するとかなり
の大型機とせざるを得ない。たとえば150Aクラスの
溶接機に発電機を設ける場合であっても、回転子鉄心直
径が140mmφで約60mmの積み重ね厚を必要とし、こ
の鉄心に界磁巻線を施し、かつ固定子に電機子巻線を施
したときのコイルエンドまでを考慮すると120mm超の
軸方向長となる。大型になる原因は、回転子に巻装され
ている界磁巻線による温度上昇に対処するためである。
このように大型であると可搬性に欠けるから不都合であ
り、小型軽量化が求められている。
As a result of the two-pole or four-pole rotating field type as described above, the generator 1 and the engine 2 must be connected to each other to become a considerably large machine. For example, even if a generator is installed in a 150A class welding machine, the rotor core diameter is 140mmφ, and a stacking thickness of about 60mm is required. This core is provided with a field winding and the stator is wound with an armature. Considering the coil end when the wire is applied, the axial length exceeds 120 mm. The reason for the increase in size is to cope with the temperature rise due to the field winding wound around the rotor.
Such a large size is inconvenient because it lacks portability, and there is a demand for smaller size and lighter weight.

【0006】しかし、このように界磁巻線および電機子
巻線をともに備えた発電機では、両巻線の発生熱が作用
し合って発電機内部の温度上昇を招き易く、その結果巻
線の抵抗値を増すので、巻線の発熱を良好に排出できる
ような構造が採られない限り小型化は不可能である。
However, in the generator having both the field winding and the armature winding as described above, the heat generated in both windings acts on each other, which easily causes a temperature rise inside the generator. Therefore, the size of the coil cannot be reduced unless a structure capable of favorably discharging the heat generated by the winding is adopted.

【0007】このようなことから、可搬型の溶接用発電
機としては、界磁巻線の代わりに永久磁石を用いるなど
の根本的な変革が必要とされている。
For this reason, a fundamental change such as the use of a permanent magnet instead of the field winding is required for a portable welding generator.

【0008】そこで、回転電気機械として発電機と共通
要素を有する電動機の分野を参酌すると、界磁巻線の温
度上昇の問題を解決したものとして、永久磁石による回
転界磁を設けた磁石式電動機が商品化されている。そし
て、高い磁気特性を求めて、希土類磁石とくにサマリウ
ムコバルト系磁石が汎用されている。
Considering the field of electric motors having a common element with a generator as a rotary electric machine, a magnet type electric motor provided with a rotating magnetic field by a permanent magnet is considered as a solution to the problem of temperature rise of the field winding. Has been commercialized. In order to obtain high magnetic properties, rare earth magnets, especially samarium cobalt magnets, are widely used.

【0009】このサマリウムコバルト系磁石は、磁気的
には十分な特性を有するものであり、電動機とか通常の
発電機のような定常的に定出力を生じる場合には問題な
く適したものといえる。
This samarium-cobalt magnet has magnetically sufficient characteristics, and can be said to be suitable without problems in the case where a constant output is constantly generated such as an electric motor or an ordinary generator.

【0010】これに対して、溶接用発電機の場合は問題
がある。つまり溶接作業は短絡、開放の繰り返しであっ
て反作用磁束が大である上に、駆動源としてのエンジン
から伝わる振動の問題、溶接機特有のほぼ10分周期の
断続運転の問題、および定常負荷でなく大電流の短絡−
開放の繰り返しによるブレーキおよび振動の問題が加わ
り、磁石にはかなりの機械的強度が要求される。
On the other hand, a welding generator has a problem. In other words, the welding work is repeated short circuit and open circuit and the reaction magnetic flux is large, and in addition to the problem of vibration transmitted from the engine as a drive source, the problem of intermittent operation of the welding machine, which is almost 10 minutes, and the steady load. Without a large current short-
The braking and vibration problems associated with repeated opening are added, and the magnets are required to have considerable mechanical strength.

【0011】実際に試験したところ、サマリウムコバル
ト系希土類磁石は強度的に不十分で磁石の破損が生じ
た。
In the actual test, the samarium-cobalt rare earth magnet was insufficient in strength and the magnet was damaged.

【0012】そこで、機械的強度に優れる他の希土類磁
石としてネオジム−鉄−ほう素系希土類磁石が検討対象
となった。
Therefore, a neodymium-iron-boron rare earth magnet was examined as another rare earth magnet having excellent mechanical strength.

【0013】しかしながら、このネオジム−鉄−ほう素
系希土類磁石は、図6に示すように、残留磁束密度の温
度特性がサマリウムコバルト系希土類磁石より悪く、エ
ンジン駆動発電機のようにエンジンからの伝達熱および
輻射熱による温度上昇が大きくて100°C以上にもな
る場合には、磁石の磁気特性が回復しなくなるなどの問
題であることが判明した。
However, as shown in FIG. 6, this neodymium-iron-boron rare earth magnet has a temperature characteristic of the residual magnetic flux density worse than that of the samarium cobalt rare earth magnet, and it is transmitted from the engine like an engine-driven generator. It has been found that when the temperature rise due to heat and radiant heat is large and reaches 100 ° C. or higher, the magnetic characteristics of the magnet are not recovered.

【0014】このため、発電機内部の冷却対策を十分に
施す必要がある。
Therefore, it is necessary to take sufficient measures to cool the inside of the generator.

【0015】本発明は上述の点を考慮してなされたもの
で、温度特性に問題のある永久磁石を用いて界磁を構成
し得るように、電機子巻線を中心とする電機内部要素の
発生熱を効果的に除去するとともに、エンジンからの伝
導熱をできるだけ遮断し得るエンジン駆動永久磁石式発
電機を提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above points, and in order to construct a field using a permanent magnet having a problem in temperature characteristics, an internal element of an electric machine centering on an armature winding is formed. An object of the present invention is to provide an engine-driven permanent magnet type generator that can effectively remove generated heat and cut off conduction heat from the engine as much as possible.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、請求項1記載の、電機子鉄心に電機子巻線が
巻装されてなり、前記電機子鉄心の厚みに対する前記電
機子巻線の前記電機子鉄心の片側コイルエンド長の比が
1対1程度であるように構成された固定子と、前記電機
子鉄心と同等の厚みを持ち、外周部に界磁磁束に対して
有効な断面積を持つ磁路が形成されて内周部に前記界磁
鉄心の厚み方向に貫通する複数の扇型通風路が設けら
れ、駆動源であるエンジンに片持ち支持されて前記固定
子の中心位置に位置する回転軸に固定された界磁鉄心、
それぞれほぼ正方形に形成され前記界磁鉄心の外周面に
設けられた界磁極数と同数の多極永久磁石プレート、前
記界磁鉄心の両端面外周寄りの位置に設けられ前記固定
子に向けて径方向に通風する遠心ファンを有する回転子
と、前記エンジンに固定され、前記固定子を支持するハ
ウジング、およびこのハウジングと組み合わされて前記
回転子の反エンジン側の面から前記通風路を通る通風路
を形成するカバーを有するエンクロージャと、をそなえ
たことを特徴とするエンジン駆動永久磁石式発電機、お
よび請求項2記載の、請求項1記載のエンジン駆動永久
磁石式発電機における前記カバーに、前記遠心ファンに
よる通風路を規制する導風板が設けられたエンジン駆動
永久磁石式発電機、を提供する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, an armature winding is wound around an armature core according to claim 1, and the armature corresponds to a thickness of the armature core. A stator configured such that the ratio of the coil end length on one side of the armature core of the winding is about 1: 1, and a stator having the same thickness as the armature core, and having a field magnetic flux on the outer peripheral portion with respect to the field magnetic flux. A magnetic path having an effective cross-sectional area is formed, and a plurality of fan-shaped ventilation paths penetrating in the thickness direction of the field core are provided in the inner peripheral portion, and the stator is supported by an engine as a drive source in a cantilever manner. A field core fixed to the rotating shaft located at the center position of
Multi-pole permanent magnet plates, each of which is formed in a substantially square shape and has the same number as the number of field poles provided on the outer peripheral surface of the field iron core, and is provided at a position near the outer periphery of both end surfaces of the field iron core toward the stator. Having a centrifugal fan that ventilates in the direction, a housing that is fixed to the engine and supports the stator, and an air passage that is combined with the housing and that passes through the air passage from the surface on the side opposite to the engine of the rotor. And an enclosure having a cover forming the engine drive permanent magnet generator, and the cover in the engine drive permanent magnet generator according to claim 1, wherein: Provided is an engine-driven permanent magnet power generator provided with a baffle plate that regulates an air passage by a centrifugal fan.

【0017】[0017]

【作用】請求項1記載の構成により、回転子の回転によ
って回転界磁が回転すると、その外周に設けられた遠心
ファンにより径方向の通風が生じる。この通風は、回転
界磁の各側面に沿う径方向の通風となり、一方の側面で
は回転界磁の界磁鉄心の一側面を冷却し、次いで固定子
に設けられた電機子巻線を冷却して機外に排出され、ま
た、他方の側面では回転界磁に設けられた扇型通風路を
通った上で回転界磁の他の側面を冷却し、次いで固定子
に設けられた電機子巻線を冷却して機外に排出される。
これにより回転子の界磁両側面の冷却が行われる。他
方、電機子巻線は、電機子鉄心の厚み方向両側に突出し
ているから、遠心ファンによる径方向の通風が電機子巻
線に接しながら通り、その発生熱を奪う。これにより、
固定子の電機子巻線の冷却が行われる。
According to the structure of the first aspect, when the rotating field rotates due to the rotation of the rotor, the centrifugal fan provided on the outer periphery of the rotating field causes ventilation in the radial direction. This ventilation becomes ventilation in the radial direction along each side of the rotating field, and one side cools one side of the field iron core of the rotating field, and then cools the armature winding provided on the stator. Is discharged to the outside of the machine, and on the other side, the other side of the rotating field is cooled after passing through the fan-shaped ventilation passage provided in the rotating field, and then the armature winding provided on the stator. The wire is cooled and discharged outside the machine.
This cools both side surfaces of the rotor field. On the other hand, since the armature winding projects to both sides in the thickness direction of the armature core, radial airflow from the centrifugal fan passes while coming into contact with the armature winding, and removes the generated heat. This allows
The stator armature winding is cooled.

【0018】また、回転界磁は扇型通風路によって中心
位置から外周面に向かう熱伝導路が小さくなっており、
内周側中心位置にある回転軸からのエンジン熱が回転界
磁の外周面にある磁石プレートに伝導され難くなってい
る。
Further, in the rotating field, the heat conduction path extending from the central position to the outer peripheral surface is reduced by the fan-shaped ventilation path,
Engine heat from the rotating shaft located at the center position on the inner peripheral side is less likely to be conducted to the magnet plate on the outer peripheral surface of the rotating field.

【0019】請求項2記載の構成により、カバーに設け
られた導風板により遠心ファンによる通風路を規制して
通風を効率的に冷却に関与させる。
According to the second aspect of the present invention, the air guide plate provided on the cover regulates the ventilation passage of the centrifugal fan so that the ventilation can be effectively involved in cooling.

【0020】[0020]

【実施例】図1は、本発明の一実施例を示した縦断面図
である。この図1は、本発明の一実施例であるエンジン
駆動型溶接用発電機100をエンジン200の出力軸に
片持ち支持させた状態を示したものである。この発電機
100は、エンジン本体201の出力軸側に取り付けら
れたハウジング101に対し貫通ボルト102によって
固定された固定子110と、エンジンの出力軸202に
ボルト203によって固定された回転子120とを主た
る構成要素とする。ハウジング101の開放面側には、
トップカバー103が取り付けられる。
1 is a vertical sectional view showing an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a state in which an engine-driven welding generator 100 according to an embodiment of the present invention is cantilevered on an output shaft of an engine 200. The generator 100 includes a stator 110 fixed to a housing 101 mounted on the output shaft side of an engine body 201 by a through bolt 102, and a rotor 120 fixed to an output shaft 202 of an engine by a bolt 203. It is the main component. On the open side of the housing 101,
The top cover 103 is attached.

【0021】固定子110は、後述するように、固定子
鉄心すなわち電機子鉄心111と電機子巻線112とを
有し、電機子巻線112に生じる出力は図示しないイン
バータにより周波数変換されて出力される。電機子鉄心
111は、その両端面の外周に、ハウジング101と係
合するものと、トップカバー103と係合するものとの
2つの突起部111aを有し、ハウジング101に対す
る電機子鉄心111の固定と、電機子鉄心111に対す
るトップカバー103の固定とを行う。他方、電機子鉄
心111の内周面には、電機子巻線溝111bが設けら
れており、電機子巻線112が装入される。
As will be described later, the stator 110 has a stator core, that is, an armature core 111 and an armature winding 112, and the output generated in the armature winding 112 is frequency-converted by an inverter (not shown) and output. To be done. The armature core 111 has two protrusions 111 a, one for engaging with the housing 101 and one for engaging with the top cover 103, on the outer periphery of both end surfaces thereof, and the armature core 111 is fixed to the housing 101. Then, the top cover 103 is fixed to the armature core 111. On the other hand, an armature winding groove 111b is provided on the inner peripheral surface of the armature core 111, and the armature winding 112 is inserted therein.

【0022】回転子120は、界磁鉄心121の外周面
に界磁磁極を形成する希土類磁石の磁石プレート122
が固定され、かつ両側面外周寄りに遠心ファン123が
設けられた永久磁石回転界磁として構成されている。界
磁鉄心121には、横断面形状が扇型の4つの通風路1
21aが設けられており、この通風路121aの部分で
は界磁鉄心の外周部が内周部と空気により切り離されて
いて、4つの扇型通風路121a同士を隔てる4本のス
ポーク状部のみにより界磁鉄心の外周部が内周部と連結
されている。界磁鉄心121の外周面には、希土類磁石
の磁石プレート122が固着されており、内周面はエン
ジン出力軸202に固定されている。
The rotor 120 is a magnet plate 122 of a rare earth magnet forming a field magnetic pole on the outer peripheral surface of the field iron core 121.
Is fixed, and a centrifugal fan 123 is provided near the outer circumference of both side surfaces to form a permanent magnet rotating field. The field iron core 121 has four ventilation passages 1 each having a fan-shaped cross section.
21a is provided, and the outer peripheral portion of the field iron core is separated from the inner peripheral portion by air in the portion of the ventilation passage 121a, and only four spoke-shaped portions that separate the four fan-shaped ventilation passages 121a from each other are provided. The outer peripheral portion of the field core is connected to the inner peripheral portion. A magnet plate 122 of a rare earth magnet is fixed to the outer peripheral surface of the field iron core 121, and the inner peripheral surface is fixed to the engine output shaft 202.

【0023】そして、回転子120を構成するには、磁
極数をいかにするかの問題がある。 (1)回転子の磁石プレートを最も効果的に冷却するこ
と、(2)電機子巻線を効果的に冷却すること、(3)
磁気能率の点から磁石プレートを正方形に形成するこ
と、の3点に留意する必要がある。
In order to construct the rotor 120, there is a problem of how to set the number of magnetic poles. (1) most effectively cooling the magnet plate of the rotor, (2) effectively cooling the armature winding, (3)
It is necessary to pay attention to the three points of forming the magnet plate in a square shape in terms of magnetic efficiency.

【0024】まず、(1)回転子の磁石プレートを最も
効果的に冷却するには、界磁鉄心における磁石プレート
の下に磁束を十分の通すための磁路を形成しながら、磁
路よりも内周側は扇型の通風路として界磁鉄心の磁石プ
レートにできるだけ近い部分を冷却する。このために、
磁路のための界磁鉄心厚はできるだけ薄くできるよう
に、隣合う磁極までの距離が小さくなる多極構成である
ことが望ましい。
First, (1) In order to most effectively cool the magnet plate of the rotor, while forming a magnetic path for allowing a sufficient amount of magnetic flux to pass under the magnet plate in the field iron core, A fan-shaped ventilation passage is provided on the inner peripheral side to cool a portion of the field iron core as close to the magnet plate as possible. For this,
It is desirable to have a multi-pole structure in which the distance to the adjacent magnetic poles is small so that the thickness of the field core for the magnetic path can be made as thin as possible.

【0025】各種の構成を検討した結果、14極構成が
最もよく条件に適合した。
As a result of examining various configurations, the 14-pole configuration was the most suitable for the conditions.

【0026】次に、(2)電機子巻線を効果的に冷却す
るには、電機子巻線に多くの冷却風を当てることが必要
である。このために、電機子巻線の電機子鉄心中にある
部分の長さを少なくすすため電機子鉄心の厚みを薄くす
ると、界磁鉄心の厚みも小さくなる。これは、磁石プレ
ートを小型にすることになり、界磁磁界の磁束密度が小
さくなる。この結果、過度に多極化することはできな
い。
Next, (2) in order to effectively cool the armature winding, it is necessary to apply a large amount of cooling air to the armature winding. Therefore, if the thickness of the armature core is reduced in order to reduce the length of the portion of the armature winding in the armature core, the thickness of the field core is also reduced. This reduces the size of the magnet plate and reduces the magnetic flux density of the field magnetic field. As a result, it is impossible to excessively polarize.

【0027】そして、固定子の鉄心の厚みと電機子巻線
の両側突出長との比を1/3,1/3,1/3に割り振
ると、最も良い結果が得られた。これを前提に各種の構
成を検討した結果、14極が最もよく条件に適合した。
The best results were obtained by allocating the ratio of the thickness of the iron core of the stator to the protruding length on both sides of the armature winding to 1/3, 1/3, 1/3. As a result of examining various configurations on the premise of this, 14 poles were the most suitable for the condition.

【0028】さらに、(3)磁石プレートを正方形に形
成するには、界磁磁極数を適当に選択する必要がある。
これは、発電機外径をエンジン外径と同等にすること、
および磁石をあまり小型化しないことを考慮するためで
ある。
(3) In order to form the magnet plate in a square shape, it is necessary to properly select the number of field magnetic poles.
This is to make the generator outer diameter equal to the engine outer diameter,
This is to consider that the magnet is not downsized.

【0029】各種の構成を検討した結果、14極とする
と発電機外径がエンジン外径とほぼ同寸にできた。
As a result of examining various configurations, the outer diameter of the generator could be made almost the same as the outer diameter of the engine when 14 poles were used.

【0030】これをまとめたのが下表である。The following is a summary of these.

【0031】[0031]

【表1】 ハウジング101の開放面には、電機子鉄心111を保
持するための保持部101aが、また外周面には排気孔
101bが設けられている。そして、ハウジング101
とともにエンクロージャを構成して固定子110および
回転子120を内部に収容するトップカバー103に
は、この実施例における反エンジン側端面から吸気を行
うための吸気孔103aが、そして外周面には排気孔1
03bが設けられている。
[Table 1] A holding portion 101a for holding the armature core 111 is provided on the open surface of the housing 101, and an exhaust hole 101b is provided on the outer peripheral surface. And the housing 101
Along with this, a top cover 103 which constitutes an enclosure and accommodates the stator 110 and the rotor 120 therein is provided with an intake hole 103a for intake air from the end surface on the side opposite to the engine in this embodiment, and an exhaust hole is provided on the outer peripheral surface. 1
03b is provided.

【0032】このため、回転子120が回転すると、図
に矢印付き曲線で示すように、吸気孔103aから遠心
ファン123を経て2つの排気孔103b、101aそ
れぞれに到る2つの通風路を形成する。
Therefore, when the rotor 120 rotates, two ventilation passages are formed from the intake hole 103a to the two exhaust holes 103b and 101a through the centrifugal fan 123, as shown by the curved line in the figure. .

【0033】この2つの通風路によって、固定子110
および回転子120の通風冷却が行われる。このうち固
定子110については、主として電機子鉄心111から
突出した電機子巻線112の部分に冷却風を当てること
により、電機子巻線112の発生熱を奪い去る。電機子
巻線112は、電機子鉄心111の厚みと電機子巻線1
12の突出長とが1対2の比となっており、その1/3
弱が電機子鉄心111の巻線溝111a中にあり、約2
/3以上が電機子鉄心111から露出している。これに
より、電機子巻線112の通電電流による発生熱の大部
分が冷却風によって除去される。
With these two ventilation paths, the stator 110 is
And the ventilation cooling of the rotor 120 is performed. Of these, the stator 110 mainly removes the heat generated by the armature winding 112 by applying cooling air to the portion of the armature winding 112 protruding from the armature core 111. The armature winding 112 has the thickness of the armature core 111 and the armature winding 1
The projection length of 12 has a ratio of 1: 2, which is 1/3 of that.
There is a weakness in the winding groove 111a of the armature core 111,
/ 3 or more is exposed from the armature core 111. As a result, most of the heat generated by the current flowing through the armature winding 112 is removed by the cooling air.

【0034】この際、電機子巻線112による発生熱に
比べれば少ないものではあるが、電機子鉄心111での
鉄損による発生熱も併せて除去される。また、回転子1
20では、界磁鉄心121の両側面に沿って流れる冷却
風および扇型通風路121aを流れる冷却風により、界
磁鉄心121の冷却を行う。これにより、界磁鉄心12
1の外周面に設けられた磁石プレート122の温度上昇
が防止され、磁石プレート122の磁気特性が熱により
劣化することを防止する。
At this time, although less than the heat generated by the armature winding 112, the heat generated by iron loss in the armature core 111 is also removed. Also, the rotor 1
In 20, the field core 121 is cooled by the cooling air flowing along both side surfaces of the field core 121 and the cooling air flowing through the fan-shaped ventilation passages 121a. As a result, the field core 12
The temperature rise of the magnet plate 122 provided on the outer peripheral surface of No. 1 is prevented, and the magnetic characteristics of the magnet plate 122 are prevented from being deteriorated by heat.

【0035】このような積極的な排熱冷却の外に、界磁
鉄心121では伝導熱の抑制による温度上昇防止が図ら
れている。これは、扇型通風路121aが複数設けられ
た界磁鉄心121によりなされるもので、扇型通風路1
21aの存在により界磁鉄心121の径方向断面積が減
少するから、エンジン出力軸202から界磁鉄心121
の内周部には熱が伝導しても、さらに外周部までのエン
ジン熱の伝導は大幅に抑制される。そして、通風冷却が
効果的に行われれば、界磁鉄心121の外周部は温度上
昇しない。
In addition to such positive exhaust heat cooling, the field core 121 is designed to prevent temperature rise by suppressing conduction heat. This is made by the field iron core 121 provided with a plurality of fan-shaped ventilation passages 121a.
21a reduces the radial cross-sectional area of the field iron core 121, so that the field iron core 121 from the engine output shaft 202 is reduced.
Even if heat is conducted to the inner peripheral portion of the engine, conduction of engine heat to the outer peripheral portion is significantly suppressed. If the ventilation cooling is effectively performed, the temperature of the outer peripheral portion of the field iron core 121 does not rise.

【0036】図2は、界磁鉄心121に設けられた扇型
通風路の一実施例を示したものである。この実施例で
は、界磁鉄心121の横断面に4個の扇型通風路121
aを設けている。これにより、界磁鉄心121の外周部
と内周部とは、扇型通風路121aの部分では空気によ
り切り離されており、4本のスポーク状部121bによ
り連結されている。
FIG. 2 shows an embodiment of a fan-shaped ventilation passage provided in the field iron core 121. In this embodiment, four fan-shaped ventilation passages 121 are provided in the cross section of the field iron core 121.
a is provided. As a result, the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the field iron core 121 are separated from each other by air in the fan-shaped ventilation passage 121a and are connected by the four spoke-shaped portions 121b.

【0037】これにより、エンジン出力軸202からの
エンジン熱は、界磁鉄心121の内周部までは伝わる
が、さらに外周部までの伝達は抑制される。
As a result, the engine heat from the engine output shaft 202 is transmitted to the inner peripheral portion of the field iron core 121, but is further suppressed from being transmitted to the outer peripheral portion.

【0038】そして、扇型通風路121aに通流される
冷却風は、扇型通風路121aの壁面に沿って流れる際
に壁面から熱を奪い取り、界磁鉄心121の冷却を行
う。扇型通風路121aの壁面面積は、扇の最外周つま
り界磁鉄心121の外周寄りの円弧部分が最も大であ
り、この部分から多くの熱を奪い取る。この結果、界磁
鉄心121の外周部を有効に冷却する。しかも図2に示
すように、外周寄りの円弧状部分に軸方向と平行または
少し斜め方向に延びる多数の溝を設けることにより、冷
却風と接する壁面面積が増大し、一層冷却効果が上が
る。そして、この溝を深めにして溝同士を仕切る鉄心の
厚みを少なくし軸方向と斜めに配せば、仕切りの鉄心が
ファンの羽根の役割をして軸流ファン効果を得ることも
できる。
The cooling air that flows through the fan-shaped ventilation passage 121a removes heat from the wall surface when flowing along the wall surface of the fan-shaped ventilation passage 121a, and cools the field core 121. The wall surface area of the fan-shaped ventilation passage 121a is the largest at the outermost periphery of the fan, that is, the arc portion near the outer periphery of the field iron core 121, and removes much heat from this portion. As a result, the outer peripheral portion of the field iron core 121 is effectively cooled. Moreover, as shown in FIG. 2, by providing a large number of grooves extending in the arc-shaped portion near the outer periphery in parallel to the axial direction or slightly obliquely, the wall surface area in contact with the cooling air is increased, and the cooling effect is further enhanced. When the grooves are deepened to reduce the thickness of the iron cores for partitioning the grooves so as to be arranged obliquely with respect to the axial direction, the iron cores of the partitions can also serve as fan blades to obtain an axial fan effect.

【0039】[0039]

【発明の効果】請求項1記載の構成によれば、回転界磁
に設けた遠心ファンと扇型通風路との協働により軸方向
に導入されたのち界磁鉄心の一側面に沿い電機子巻線に
到る通風と、扇型通風路を通ってから界磁鉄心の他の側
面に沿い電機子巻線に到る一方の他方の通風とを行うこ
とができ、回転界磁および電機子巻線を有効に冷却する
ことができる。しかも、回転界磁は扇型通風路によって
内周部分から外周部分に連なる熱伝導路が小さくなって
おり、内周部分にある回転軸から外周部分にある磁石プ
レートに熱が伝導され難い。
According to the structure of the first aspect of the present invention, the armature is provided along one side surface of the field core which is axially introduced by the cooperation of the centrifugal fan provided in the rotating field and the fan-shaped ventilation passage. Ventilation to reach the winding and ventilation to the armature winding along the other side of the field core after passing through the fan-shaped ventilation passage can be performed, and the rotating field and armature The winding can be cooled effectively. Moreover, in the rotating field, the heat conduction path connecting from the inner peripheral portion to the outer peripheral portion is small due to the fan-shaped ventilation passage, so that it is difficult for heat to be conducted from the rotating shaft in the inner peripheral portion to the magnet plate in the outer peripheral portion.

【0040】請求項2記載の構成によれば、カバーに設
けられた導風板により遠心ファンによる通風路を規制し
て通風を効果的に冷却に関与させることができる。
According to the second aspect of the invention, the air guide plate provided on the cover can regulate the air passage by the centrifugal fan so that the air passage can be effectively involved in the cooling.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の縦断面を示す図。FIG. 1 is a view showing a vertical section of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例における界磁鉄心の一部破砕
正面図。
FIG. 2 is a partially crushed front view of a field iron core according to an embodiment of the present invention.

【図3】ネオジム−鉄−ほう素系希土類磁石の温度−減
磁率特性を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing temperature-demagnetization factor characteristics of a neodymium-iron-boron-based rare earth magnet.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 発電機 101 ハウジング 101a 保持部 101b 排気口 102 貫通ボルト 103 カバー 103a 吸気口 103b 排気口 103c 係合爪 103d 導風板 110 固定子 111 電機子鉄心 111a 電機子巻線溝 111b 外周突起部 111c 外周凹部 112 電機子巻線 120 回転子 121 界磁鉄心 121a 扇型通風路 121b 界磁鉄心残留部 122 磁石プレート 123 遠心ファン 201 エンジン本体 202 エンジン出力軸 203 ボルト 100 Generator 101 Housing 101a Holding part 101b Exhaust port 102 Penetration bolt 103 Cover 103a Intake port 103b Exhaust port 103c Engaging claw 103d Baffle plate 110 Stator 111 Armature iron core 111a Armature winding groove 111b Peripheral protrusion 111c Outer peripheral recess 112 Armature Winding 120 Rotor 121 Field Iron Core 121a Fan-shaped Ventilation Path 121b Field Iron Core Remaining Part 122 Magnet Plate 123 Centrifugal Fan 201 Engine Body 202 Engine Output Shaft 203 Bolts

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山 本 弘 孝 東京都中野区上高田4丁目2番2号 デ ンヨー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−221839(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hirotaka Yamamoto 4-2-2 Kamitakata, Nakano-ku, Tokyo Denyo Co., Ltd. (56) References JP 62-221839 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電機子鉄心に電機子巻線が巻装されてな
り、前記電機子鉄心の厚みに対する前記電機子巻線の前
記電機子鉄心の片側コイルエンド長の比が1対1程度で
あるように構成された固定子と、 前記電機子鉄心と同等の厚みを持ち、外周部に界磁磁束
に対して有効な断面積を持つ磁路が形成されて内周部に
前記界磁鉄心の厚み方向に貫通する複数の扇型通風路が
設けられ、駆動源であるエンジンに片持ち支持されて前
記固定子の中心位置に位置する回転軸に固定された界磁
鉄心、それぞれほぼ正方形に形成され前記界磁鉄心の外
周面に設けられた界磁極数と同数の多極永久磁石プレー
ト、前記界磁鉄心の両端面外周寄りの位置に設けられ前
記固定子に向けて径方向に通風する遠心ファンを有する
回転子と、 前記エンジンに固定され、前記固定子を支持するハウジ
ング、およびこのハウジングと組み合わされて前記回転
子の反エンジン側の面から前記通風路を通る通風路を形
成するカバーを有するエンクロージャと、 をそなえたことを特徴とするエンジン駆動永久磁石式発
電機。
1. An armature winding is wound around an armature core, and a ratio of one side coil end length of the armature core of the armature winding to a thickness of the armature core is about 1: 1. A stator configured as described above, and a magnetic path having a thickness equivalent to that of the armature core and having a cross-sectional area effective for field magnetic flux is formed in an outer peripheral portion and the field core is formed in an inner peripheral portion. A plurality of fan-shaped ventilation passages penetrating in the thickness direction of the field iron core, which are cantilevered by an engine as a drive source and fixed to a rotating shaft located at the center position of the stator, each having a substantially square shape. The same number of multi-pole permanent magnet plates as the number of field poles formed on the outer peripheral surface of the field iron core, and provided in positions near the outer periphery of both end surfaces of the field iron core to ventilate radially toward the stator. A rotor having a centrifugal fan, fixed to the engine, An engine drive, comprising: a housing that supports a stator; and an enclosure that includes a housing that is combined with the housing to form a ventilation path that extends from the surface of the rotor opposite to the engine to the ventilation path. Permanent magnet type generator.
【請求項2】請求項1記載のエンジン駆動永久磁石式発
電機において、 前記カバーに、前記遠心ファンによる通風路を規制する
導風板が設けられたエンジン駆動永久磁石式発電機。
2. The engine-driven permanent magnet generator according to claim 1, wherein the cover is provided with a baffle plate that regulates a ventilation path of the centrifugal fan.
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