JP5746115B2 - Rotating electric machine - Google Patents

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JP5746115B2 JP2012195371A JP2012195371A JP5746115B2 JP 5746115 B2 JP5746115 B2 JP 5746115B2 JP 2012195371 A JP2012195371 A JP 2012195371A JP 2012195371 A JP2012195371 A JP 2012195371A JP 5746115 B2 JP5746115 B2 JP 5746115B2
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Description

この発明は、ブラシに回転しつつ接触する電気接続部を備える回転電機に関する。   The present invention relates to a rotating electrical machine including an electrical connection portion that contacts a brush while rotating.

回転電機では、その回転する整流子、スリップリング等の電気接続部に、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、回転子と共に回転する電気接続部に対して押圧されて電気接続部と摺動しつつ接触状態を維持するため、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、耐摩耗性が急激に大きく低下して摩耗量が劇的に増加するため、耐久性が著しく低下する。また、ブラシは、電気接続部と摺動しつつ接触することで摩耗して摩耗粉を発生するが、この摩耗粉がブラシの近傍に堆積してブラシと電気接続部との間にはまり込むと、ブラシの異常摩耗が発生し、耐久性が著しく低下する。このため、ブラシの温度上昇を抑制する技術や、ブラシの摩耗粉の堆積を抑制する技術が提案されている。   In a rotating electrical machine, electric supply and demand is exchanged with the outside by bringing a brush electrically connected to an electrical device such as an external inverter or battery into contact with an electrical connection portion such as a rotating commutator or slip ring. Is done. In addition to generating heat when the current flows, the brush is pressed against the electrical connecting portion that rotates together with the rotor, and maintains the contact state while sliding with the electrical connecting portion, so that the brush also generates heat due to friction. However, when 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 is remarkably lowered. In addition, the brush is worn by sliding contact with the electrical connection portion and generates wear powder, but when this wear powder accumulates in the vicinity of the brush and gets stuck between the brush and the electrical connection portion, Abnormal wear of the brush occurs, and the durability is significantly reduced. For this reason, the technique which suppresses the temperature rise of a brush and the technique which suppresses accumulation of the abrasion powder of a brush are proposed.

例えば特許文献1には、交流発電機のスリップリングを冷却する発明が記載されている。このスリップリングは、交流発電機のロータのシャフトに固定された円柱状の強度部材と、強度部材の外周面に軸方向に間隔をあけて並んで取り付けられた2つの金属リングとを有している。そして、2つのブラシが、2つの金属リングにそれぞれ接触し、それによりロータの界磁コイルに電流が通される。また、金属リング同士の間における強度部材の外周面には、外周面から反対側の外周面へ強度部材を貫通する貫通穴が形成されている。つまり、貫通穴は、強度部材の軸方向に垂直な方向に延びて強度部材を貫通している。ロータと共にスリップリングの強度部材が回転すると、貫通穴の両端の開口で生じる動圧の差によって、貫通穴及び強度部材の周囲を通るように流れる空気の流れが発生する。この空気の流れによって、スリップリングの金属リング及びブラシが冷却される。   For example, Patent Document 1 describes an invention for cooling a slip ring of an AC generator. This slip ring has a cylindrical strength member fixed to the rotor shaft of the AC generator, and two metal rings attached to the outer peripheral surface of the strength member side by side in the axial direction. Yes. The two brushes then contact the two metal rings, respectively, thereby passing current through the rotor field coils. Moreover, the through-hole which penetrates a strength member from the outer peripheral surface to the outer peripheral surface on the opposite side is formed in the outer peripheral surface of the strength member between metal rings. That is, the through hole extends in a direction perpendicular to the axial direction of the strength member and penetrates the strength member. When the strength member of the slip ring rotates together with the rotor, a flow of air that flows around the through hole and the strength member is generated due to a difference in dynamic pressure generated at the openings at both ends of the through hole. This air flow cools the metal ring and brush of the slip ring.

また、特許文献2には、回転電機のスリップリングからブラシの摩耗粉を除去する発明が記載されている。この回転電機は、三相ロータコイルをもつ回転子が連結された回転軸を有している。回転軸の外周部には、筒状をした樹脂製の樹脂筒部が嵌めつけられて固定され、さらに、樹脂筒部の外周には、軸方向に所定の間隔をあけた3つのスリップリングが取り付けられている。そして、3つのブラシがそれぞれ、3つのスリップリングに接触する。さらに、スリップリング同士の間における樹脂筒部の表面には、樹脂筒部の周方向及び軸方向に斜めに延びる突起が、周方向へ所定のピッチを隔てて多数形成されている。よって、回転子と共に回転軸が回転すると、同様に樹脂筒部と共に回転する突起が、周囲の空気に対して、樹脂筒部の周りを旋回させつつ軸方向の一方向に流れる流れを発生させる。この空気の流れによって、ブラシの摩耗粉が吹き飛ばされる。   Patent Document 2 describes an invention for removing brush abrasion powder from a slip ring of a rotating electrical machine. This rotating electric machine has a rotating shaft to which a rotor having a three-phase rotor coil is connected. A cylindrical resin tube portion made of resin is fitted and fixed to the outer peripheral portion of the rotating shaft, and further, three slip rings spaced in the axial direction are provided on the outer periphery of the resin tube portion. It is attached. Each of the three brushes comes into contact with the three slip rings. Furthermore, a large number of protrusions extending obliquely in the circumferential direction and the axial direction of the resin cylinder part are formed on the surface of the resin cylinder part between the slip rings with a predetermined pitch in the circumferential direction. Therefore, when the rotating shaft rotates together with the rotor, the projections that rotate together with the resin cylinder portion generate a flow that flows in one axial direction while turning around the resin cylinder portion with respect to the surrounding air. This air flow blows away the abrasion powder of the brush.

特開平2−26250号公報JP-A-2-26250 特開2001−69726号公報JP 2001-69726 A

しかしながら、特許文献1に記載される発明では、ブラシに接触する金属リングよりも径方向に小さい強度部材上において空気の流れを発生させ、特許文献2に記載される発明では、ブラシに接触するスリップリングよりも径方向に小さい樹脂筒部上において空気の流れを発生させている。このため、特許文献1及び2のいずれにおいても、ブラシの周辺では、空気の流れが弱くなり、ブラシの冷却効率及びブラシの摩耗粉の除去効率が低くなるという問題がある。   However, in the invention described in Patent Document 1, an air flow is generated on a strength member that is smaller in the radial direction than the metal ring that contacts the brush, and in the invention described in Patent Document 2, the slip that contacts the brush is generated. An air flow is generated on the resin cylinder portion that is smaller in the radial direction than the ring. For this reason, in both Patent Documents 1 and 2, there is a problem that the air flow is weak around the brush, and the cooling efficiency of the brush and the removal efficiency of the abrasion powder of the brush are low.

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、回転する電気接続部に接触す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させることを可能にする回転電機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the rotation that makes it possible to improve the cooling efficiency of the brush contacting the rotating electrical connection and the removal efficiency of the abrasion powder generated from the brush. The purpose is to provide an electric machine.

上記の課題を解決するために、この発明に係る回転電機は、回転可能な回転シャフトと、回転シャフトと共に回転し且つ回転しつつブラシと接触する外周面を有する電気接続部とを備え、外周面は、電気接続部の回転中心軸の周りで周方向に延在し、外周面は、電気接続部の回転時にブラシと接触する接触領域と、電気接続部の回転時及び非回転時に関わらずブラシと接触しない非接触領域とを含み、電気接続部は、接触領域で開口すると共に、電気接続部とブラシとの接触によって発生する摩耗粉を回収する第一開口部と、非接触領域に設けられた突起とを有し、突起は、電気接続部の回転方向と反対の方向に向かって外周面から突出するIn order to solve the above problems, a rotating electrical machine according to the invention comprises a rotary shaft rotatable and an electrical connection portion having an outer peripheral surface in contact with the rotating and rotating while brush with the rotating shaft, the outer peripheral surface Extends circumferentially around the central axis of rotation of the electrical connecting portion, the outer peripheral surface is in contact with the brush when the electrical connecting portion rotates, and the brush regardless of whether the electrical connecting portion is rotating or not rotating. and a non-contact area that is not in contact with, electrical connections, as well as the opening in the contact touch region, a first opening for collecting the abrasion powder generated by contact with the electrical connections and the brush, is provided in the non-contact region was possess a protrusion, the protrusion protrudes from the outer peripheral surface in a direction opposite to the rotation direction of the electrical connections.

第一開口部は、外周面の周方向に沿って複数設けられ、複数の第一開口部は、回転シャフトの軸方向での位置が異なる第一開口部を含んでもよい。
さらに、外周面の周方向で隣り合う第一開口部は互いに、回転シャフトの軸方向での位置が異なっていてもよい。
また、電気接続部は、回転シャフトの軸方向に向かって面する側面に第二開口部を有し、第二開口部は、第一開口部に連通してもよい。
さらに、第二開口部は、電気接続部を回転シャフトの軸方向に貫通する穴を形成してもよい。
また、第一開口部は、外周面の周方向に沿って複数設けられると共に回転シャフトの軸方向に沿って複数設けられ、接触領域には、回転シャフトの軸方向に沿って並ぶ第一開口部による複数の列が近接して配置された少なくとも1つの開口部群が形成されてもよい。
第一開口部は、外周面に対するブラシの接触面積よりも小さい面積で開口すると共に、外周面から回転シャフト側に向かって延在する穴であってもよい。
A plurality of first openings may be provided along the circumferential direction of the outer peripheral surface, and the plurality of first openings may include first openings having different positions in the axial direction of the rotating shaft.
Furthermore, the 1st opening part adjacent in the circumferential direction of an outer peripheral surface may mutually differ in the position in the axial direction of a rotating shaft.
Moreover, an electrical connection part may have a 2nd opening part in the side surface which faces the axial direction of a rotating shaft, and a 2nd opening part may be connected to a 1st opening part.
Furthermore, the second opening may form a hole that penetrates the electrical connecting portion in the axial direction of the rotating shaft.
A plurality of first openings are provided along the circumferential direction of the outer peripheral surface, and a plurality of first openings are provided along the axial direction of the rotating shaft. The first opening is arranged in the contact area along the axial direction of the rotating shaft. At least one opening group may be formed in which a plurality of columns are arranged close to each other.
The first opening may be a hole that opens in an area smaller than the contact area of the brush with the outer peripheral surface and extends from the outer peripheral surface toward the rotating shaft.

また、第一開口部及び第二開口部は、一体となって回転シャフトの軸方向に延び且つ外周面で開口する溝を形成してもよい。
さらに、溝は、回転シャフト側に向かって窪んでいると共に、外周面における周方向での開口幅が、外周面に対するブラシの接触面の周方向の幅よりも狭くなっていてもよい。
また、突起は、外周面の周方向に沿って複数設けられてもよい
Further, the first opening and the second opening may integrally form a groove extending in the axial direction of the rotating shaft and opening on the outer peripheral surface.
Further, the groove may be recessed toward the rotating shaft, and the opening width in the circumferential direction on the outer circumferential surface may be narrower than the circumferential width of the contact surface of the brush with respect to the outer circumferential surface.
A plurality of protrusions may be provided along the circumferential direction of the outer peripheral surface.

この発明に係る回転電機によれば、回転する電気接続部に接触す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させることが可能になる。   According to the rotating electric machine according to the present invention, it is possible to improve the cooling efficiency of the brush that contacts the rotating electrical connection portion and the removal efficiency of the abrasion powder generated from the brush.

この発明の実施の形態1に係る回転電機の構成を示す模式断面側面図である。It is a schematic cross section side view which shows the structure of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1のII−II線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line of FIG. 図2のIII−III線に沿った断面図であり、スリップリングの平面図を示す図である。It is sectional drawing along the III-III line of FIG. 2, and is a figure which shows the top view of a slip ring. この発明の実施の形態2に係る回転電機のスリップリング及びその周辺の構成を図2と同様にして示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the slip ring of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 2 of this invention, and its periphery similarly to FIG. 図4のV−V線に沿った断面図であり、スリップリングの平面図を示す図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4 and is a diagram showing a plan view of the slip ring. この発明の実施の形態3に係る回転電機のスリップリング及びその周辺の構成を図2と同様にして示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the slip ring of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 3 of this invention, and its periphery similarly to FIG. 図6のVII−VII線に沿った断面図であり、スリップリングの平面図を示す図である。It is sectional drawing along the VII-VII line of FIG. 6, and is a figure which shows the top view of a slip ring.

以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
まず、図1〜図3を用いて、この発明の実施の形態1に係る回転電機1の構成を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
First, the structure of the rotary electric machine 1 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1を参照すると、回転電機1は、そのハウジング2内に、金属製の回転シャフト10、円筒状の第一ロータ11、円筒状の第二ロータ12、及び円筒状のステータ13を有し、ダブルロータ型の回転電機を構成している。
回転シャフト10は、その両端でハウジング2を貫通して外部に延び、ベアリングを介してハウジング2によって回転自在に支持されている。回転シャフト10の一方の端部は、図示しない動力に機械的に連結され、他方の端部には、回転電機1の外部と電力の需給を行うためのスリップリング機構100が取り付けられている。スリップリング機構100は、回転シャフト10と一体に回転するように構成されている。
Referring to FIG. 1, the rotating electrical machine 1 includes a metal rotary shaft 10, a cylindrical first rotor 11, a cylindrical second rotor 12, and a cylindrical stator 13 in the housing 2. It constitutes a double rotor type rotating electrical machine.
The rotating shaft 10 extends outside through the housing 2 at both ends thereof, and is rotatably supported by the housing 2 via bearings. One end of the rotating shaft 10 is mechanically coupled to power (not shown), and a slip ring mechanism 100 for supplying and supplying power to the outside of the rotating electrical machine 1 is attached to the other end. The slip ring mechanism 100 is configured to rotate integrally with the rotary shaft 10.

第一ロータ11は、回転シャフト10の外周面10aを囲むようにして設けられ、回転シャフト10と一体に回転する。第一ロータ11は、その内部に、周方向に沿って配置された図示しないコイルを有している。
第二ロータ12は、第一ロータ11の径方向外側周囲を囲むようにして設けられ、略円筒状の第二ロータブラケット12aによって支持されている。第二ロータ12及び第二ロータブラケット12aは一体となって、回転シャフト10の外周面10aによって相対回転可能に支持される。第二ロータ12は、その内部に、周方向に沿って配置された永久磁石12bを有している。
ステータ13は、第二ロータ12の径方向外側周囲を囲むようにして設けられ、ハウジング2に固定されている。ステータ13は、その内部に、周方向に沿って配置された図示しないコイルを有している。
The first rotor 11 is provided so as to surround the outer peripheral surface 10 a of the rotary shaft 10 and rotates integrally with the rotary shaft 10. The first rotor 11 has a coil (not shown) arranged along the circumferential direction therein.
The second rotor 12 is provided so as to surround the outer periphery of the first rotor 11 in the radial direction, and is supported by a substantially cylindrical second rotor bracket 12a. The second rotor 12 and the second rotor bracket 12a are integrally supported by the outer peripheral surface 10a of the rotating shaft 10 so as to be relatively rotatable. The 2nd rotor 12 has the permanent magnet 12b arrange | positioned along the circumferential direction in the inside.
The stator 13 is provided so as to surround the outer periphery of the second rotor 12 in the radial direction, and is fixed to the housing 2. The stator 13 has a coil (not shown) arranged along the circumferential direction therein.

回転シャフト10では、ハウジング2から突出する端部10bから軸方向に沿って形成された凹部10c内に、導電性をもつ3つのバスバー21が挿入されている。
各バスバー21は、回転シャフト10の外周面10aの3つの端子穴10dに挿入され且つ回転シャフト10に対して電気的に絶縁された導電性のある接続端子22の1つ、及びこの接続端子22に接続されたリード23を介して第一ロータ11のコイルと電気的に接続されている。さらに、各バスバー21は、回転シャフト10の凹部10c内に充填された絶縁材料である樹脂24によって、他のバスバー21及び回転シャフト10と電気的に絶縁されている。
In the rotating shaft 10, three bus bars 21 having conductivity are inserted into a recess 10 c formed along an axial direction from an end 10 b protruding from the housing 2.
Each bus bar 21 is inserted into the three terminal holes 10 d on the outer peripheral surface 10 a of the rotary shaft 10 and is electrically connected to the rotary shaft 10. It is electrically connected to the coil of the first rotor 11 through the lead 23 connected to the. Further, each bus bar 21 is electrically insulated from the other bus bars 21 and the rotating shaft 10 by a resin 24 which is an insulating material filled in the recess 10 c of the rotating shaft 10.

スリップリング機構100は、回転シャフト10の外周面10aの周囲に取り付けられている。スリップリング機構100は、電気的な絶縁性を有する3つの円環板状の絶縁板101、102及び103と、金属製で導電性を有する3つの円筒状のスリップリング110、120及び130とを、外周面10aの周りにはめ込むようにして回転シャフト10の軸方向に交互に積層した構造を有している。さらに、スリップリング機構100は、電気的な絶縁性を有する円環板状の端部絶縁板104を回転シャフト10の端部10bに有している。絶縁板101、102及び103、スリップリング110、120及び130、並びに端部絶縁板104はそれぞれ、互いに同一の外径で形成されており、全てが一体となって回転シャフト10と共に回転するように回転シャフト10に固定されている。ここで、スリップリング110、120及び130は、電気接続部を構成している。   The slip ring mechanism 100 is attached around the outer peripheral surface 10 a of the rotary shaft 10. The slip ring mechanism 100 includes three annular plate-like insulating plates 101, 102, and 103 having electrical insulation, and three cylindrical slip rings 110, 120, and 130 made of metal and having conductivity. Further, it has a structure in which it is alternately stacked in the axial direction of the rotary shaft 10 so as to fit around the outer peripheral surface 10a. Further, the slip ring mechanism 100 has a ring-shaped end insulating plate 104 having electrical insulation at the end 10 b of the rotary shaft 10. The insulating plates 101, 102 and 103, the slip rings 110, 120 and 130, and the end insulating plate 104 are each formed with the same outer diameter so that they all rotate together with the rotating shaft 10. It is fixed to the rotating shaft 10. Here, the slip rings 110, 120, and 130 constitute an electrical connection portion.

絶縁板101が、ハウジング2の近傍で回転シャフト10の外周面10aに嵌合して配置され、さらに、この絶縁板101に隣接して、スリップリング110、120及び130と絶縁板102及び103とが交互に配置されている。絶縁板101、102及び103は、スリップリング110とハウジング2との間、並びに、スリップリング110、120及び130同士の間を電気的に絶縁する。   An insulating plate 101 is disposed in close proximity to the outer peripheral surface 10a of the rotary shaft 10 in the vicinity of the housing 2, and further, adjacent to the insulating plate 101, slip rings 110, 120 and 130, insulating plates 102 and 103, Are arranged alternately. The insulating plates 101, 102 and 103 electrically insulate between the slip ring 110 and the housing 2 and between the slip rings 110, 120 and 130.

また、ハウジング2と反対側の端に位置するスリップリング130に隣接して、端部絶縁板104が配置されている。そして、端部絶縁板104を貫通して突出するバスバー21それぞれの端部に形成された雄ねじ21aに、ナット25が締結され、それにより、積層された端部絶縁板104、スリップリング110、120及び130、並びに絶縁板101、102及び103が回転シャフト10に固定される。
このとき、絶縁板101、102及び103、スリップリング110、120及び130、並びに端部絶縁板104は、それぞれの中心軸を回転シャフト10の回転中心軸である中心軸C(図2参照)と同一にしている。
An end insulating plate 104 is disposed adjacent to the slip ring 130 located at the end opposite to the housing 2. Then, a nut 25 is fastened to the male screw 21a formed at each end of the bus bar 21 protruding through the end insulating plate 104, whereby the stacked end insulating plate 104, slip rings 110, 120 are stacked. And 130 and the insulating plates 101, 102 and 103 are fixed to the rotary shaft 10.
At this time, the insulating plates 101, 102 and 103, the slip rings 110, 120 and 130, and the end insulating plate 104 have their respective central axes as the central axis C (see FIG. 2) which is the rotational central axis of the rotary shaft 10. It is the same.

また、各スリップリング110、120及び130は、これと回転シャフト10の外周面10aとの間に設けられた電気的絶縁材料からなる円筒状の絶縁リング140(図2参照)によって、回転シャフト10と電気的に絶縁されている。さらに、スリップリング110、120及び130はそれぞれ、導電性を有するが周囲が電気的に絶縁された接続バー150(図2参照)によって、互いに異なる1つのバスバー21と電気的に接続されている。   Each slip ring 110, 120, and 130 is connected to the rotating shaft 10 by a cylindrical insulating ring 140 (see FIG. 2) made of an electrically insulating material provided between the slip ring 110, 120, and 130 and the outer peripheral surface 10 a of the rotating shaft 10. And is electrically insulated. Further, each of the slip rings 110, 120, and 130 is electrically connected to one bus bar 21 that is different from each other by a connection bar 150 (see FIG. 2) that has conductivity but is electrically insulated from the periphery.

また、スリップリング機構100の周囲を囲むようにして有底円筒状のカバー3が設けられ、ハウジング2に固定されている。
カバー3の円筒状の内周面3aには、スリップリング機構100のスリップリング110、120及び130それぞれの周面に対向する位置に、ブラシ装置105、106及び107が設けられ固定されている。ブラシ装置105、106及び107はそれぞれ、そのブラシをスリップリング110、120及び130に接触させている。また、図2に示されるブラシ装置105のように、ブラシ装置105、106及び107はそれぞれ、内周面3aの周方向に沿って等間隔に3つずつ設けられ、いずれも同じ構造である。
また、カバー3の内部は、中心軸C(図2参照)方向でブラシ装置105、106又は107に対向するようにカバー3に形成されたカバー貫通穴3bを介して、外部に連通し、中心軸C方向でブラシ装置105、106又は107に対向するようにハウジング2に形成されたハウジング貫通穴2aを介して、ハウジング2の内部に連通する。
A bottomed cylindrical cover 3 is provided so as to surround the slip ring mechanism 100 and is fixed to the housing 2.
Brush devices 105, 106, and 107 are provided and fixed to the cylindrical inner peripheral surface 3 a of the cover 3 at positions facing the respective peripheral surfaces of the slip rings 110, 120, and 130 of the slip ring mechanism 100. Brush devices 105, 106 and 107 have their brushes in contact with slip rings 110, 120 and 130, respectively. Further, like the brush device 105 shown in FIG. 2, three brush devices 105, 106 and 107 are provided at equal intervals along the circumferential direction of the inner peripheral surface 3a, and all have the same structure.
The inside of the cover 3 communicates with the outside through a cover through hole 3b formed in the cover 3 so as to face the brush device 105, 106 or 107 in the direction of the central axis C (see FIG. 2). It communicates with the interior of the housing 2 through a housing through hole 2a formed in the housing 2 so as to face the brush device 105, 106 or 107 in the direction of the axis C.

図1及び図2をあわせて参照すると、ブラシ装置105は、第一ブラシ装置105a、第二ブラシ装置105b及び第三ブラシ装置105cによって構成されている。
第一、第二及び第三ブラシ装置105a、105b及び105cはそれぞれ、カバー3に固定され且つ挿入穴105ac、105bc及び105ccを有するブラシ保持部105ab、105bb及び105cbと、ブラシ保持部の挿入穴にスライド可能に挿入されたブラシ105aa、105ba及び105caとによって構成されている。ブラシ105aa、105ba及び105caはそれぞれ、スリップリング110の径方向にスライド可能であり、図示しない付勢部材によってスリップリング110の周面に押し付けられている。さらに、ブラシ105aa、105ba及び105caはそれぞれ、図示しないリードによって外部のインバータ、バッテリ等の電気機器と電気的に接続されている。
また、第一ブラシ装置105a、第二ブラシ装置105b及び第三ブラシ装置105cは、回転シャフト10の周方向に等間隔に配置され、中心軸Cを中心とした中心角120°の回転対称の関係となっている。
1 and 2 together, the brush device 105 includes a first brush device 105a, a second brush device 105b, and a third brush device 105c.
The first, second and third brush devices 105a, 105b and 105c are respectively fixed to the cover 3 and have brush insertion parts 105ab, 105bb and 105cb having insertion holes 105ac, 105bc and 105cc, and insertion holes in the brush holding part. The brushes 105aa, 105ba and 105ca are slidably inserted. Each of the brushes 105aa, 105ba, and 105ca is slidable in the radial direction of the slip ring 110, and is pressed against the peripheral surface of the slip ring 110 by a biasing member (not shown). Furthermore, each of the brushes 105aa, 105ba, and 105ca is electrically connected to an electric device such as an external inverter and a battery through leads (not shown).
The first brush device 105a, the second brush device 105b, and the third brush device 105c are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotary shaft 10, and have a rotationally symmetric relationship with a central angle of 120 ° about the central axis C. It has become.

ブラシ装置106及び107もそれぞれ、中心軸Cを中心とした中心角120°の回転対称の関係でカバー3に固定された3つのブラシ装置によって構成され、各ブラシ装置は、ブラシ保持部及びブラシによって構成されている。さらに、ブラシ装置105〜107のすべてのブラシ装置は、中心軸Cに沿う方向に見たとき、互いに重ならないように、中心軸Cを中心とする円周の周方向にずらして配置されている。そして、ブラシ装置105〜107のブラシから、スリップリング110〜130、さらにはバスバー21を介して、回転電機1の第一ロータ11のコイルに三相交流電流が供給される。   Each of the brush devices 106 and 107 is also constituted by three brush devices fixed to the cover 3 in a rotationally symmetric relationship with a central angle of 120 ° around the central axis C, and each brush device is constituted by a brush holding portion and a brush. It is configured. Furthermore, all the brush devices of the brush devices 105 to 107 are arranged so as to be shifted in the circumferential direction around the central axis C so as not to overlap each other when viewed in the direction along the central axis C. . Then, a three-phase alternating current is supplied from the brushes of the brush devices 105 to 107 to the coil of the first rotor 11 of the rotating electrical machine 1 through the slip rings 110 to 130 and the bus bar 21.

さらに、スリップリング110の詳細な構成を説明する。
スリップリング110の断面を示す図2と、図2においてスリップリング110を円筒の側方からみた平面図を示す図3とをあわせて参照すると、スリップリング110は、回転シャフト10の外周面10aに固定された金属製で円筒状の本体111を有している。本体111は、回転シャフト10と共に、方向P(図2の紙面上では反時計回りの方向)に回転する。そして、本体111の円筒状の外周面111aには、ブラシ装置105のブラシ105aa〜105caが接触している。
このため、本体111と共に回転する外周面111aには、回転時にブラシ105aa〜105caと接触する接触領域111aaと、回転時及び非回転時に関わらずブラシ105aa〜105caと接触しない非接触領域111abとに区画される。
Further, a detailed configuration of the slip ring 110 will be described.
Referring to FIG. 2 showing a cross section of the slip ring 110 and FIG. 3 showing a plan view of the slip ring 110 viewed from the side of the cylinder in FIG. 2, the slip ring 110 is formed on the outer peripheral surface 10 a of the rotary shaft 10. It has a fixed metal and cylindrical main body 111. The main body 111 rotates together with the rotating shaft 10 in the direction P (counterclockwise direction on the paper surface of FIG. 2). The brushes 105aa to 105ca of the brush device 105 are in contact with the cylindrical outer peripheral surface 111a of the main body 111.
For this reason, the outer peripheral surface 111a that rotates together with the main body 111 is divided into a contact area 111aa that contacts the brushes 105aa to 105ca during rotation and a non-contact area 111ab that does not contact the brushes 105aa to 105ca regardless of rotation or non-rotation. Is done.

図3に示すように、外周面111aにおいて、接触領域111aaは、中心軸Cに沿う方向で中央に、周方向に沿って帯状に形成され、非接触領域111abは、中心軸Cに沿う方向で接触領域111aaの両側の2つのエリアにそれぞれ、周方向に沿って帯状に形成される。
外周面111aの接触領域111aaには、周方向に沿って一定の間隔をあけて複数の穴113が形成されている。穴113は、中心軸Cに沿う方向には1つずつ形成されている。さらに、穴113は、円形断面を有して回転シャフト10に向かって延び、外周面111aに対するブラシ105aa〜105caの接触面よりも小さい面積で外周面111aに開口している。ここで、穴113は、第一開口部を構成している。
As shown in FIG. 3, in the outer peripheral surface 111 a, the contact region 111 aa is formed in the center in the direction along the central axis C and in a band shape along the circumferential direction, and the non-contact region 111 ab is in the direction along the central axis C. Each of the two areas on both sides of the contact region 111aa is formed in a strip shape along the circumferential direction.
A plurality of holes 113 are formed in the contact region 111aa of the outer peripheral surface 111a at regular intervals along the circumferential direction. The holes 113 are formed one by one in the direction along the central axis C. Further, the hole 113 has a circular cross section and extends toward the rotary shaft 10 and opens in the outer peripheral surface 111a with an area smaller than the contact surface of the brushes 105aa to 105ca with respect to the outer peripheral surface 111a. Here, the hole 113 constitutes a first opening.

複数の穴113は、中心軸Cに沿う方向の位置をずらして配置されている。つまり、複数の穴113は、本実施の形態1では中心軸Cに沿う方向で3つの異なる位置に配置された第一穴113a、第二穴113b及び第三穴113cによって構成されている。第一穴113a、第二穴113b及び第三穴113cはそれぞれ同じ数量で複数形成され、各穴は、外周面111aの周方向に沿って第一穴113a、第二穴113b、第三穴113c、及び第一穴113aの順で配置されている。よって、外周面111aの周方向で隣り合う穴113は、互いに中心軸C方向の位置がずれている。   The plurality of holes 113 are arranged at different positions along the central axis C. That is, in the first embodiment, the plurality of holes 113 are configured by the first hole 113a, the second hole 113b, and the third hole 113c arranged at three different positions in the direction along the central axis C. A plurality of first holes 113a, second holes 113b, and third holes 113c are formed in the same quantity, and each hole is formed along the circumferential direction of the outer peripheral surface 111a, the first hole 113a, the second hole 113b, and the third hole 113c. And the first hole 113a in this order. Therefore, the holes 113 adjacent in the circumferential direction of the outer peripheral surface 111a are displaced from each other in the central axis C direction.

さらに、第一穴113a、第二穴113b及び第三穴113cそれぞれが接触領域111aaにおいて中心軸C方向に占める幅領域同士は、互いにラップしている。そして、第一穴113a、第二穴113b及び第三穴113cが中心軸C方向に占める幅領域の全体は、接触領域111aaの中心軸C方向の幅全体にわたる。よって、本体111を方向Pに回転させたとき、ブラシ105aa〜105caそれぞれでは、外周面111aとの接触面が、その全領域にわたって穴113と略均等に接触する。   Further, the width regions that the first hole 113a, the second hole 113b, and the third hole 113c occupy in the central axis C direction in the contact region 111aa are overlapped with each other. The entire width region occupied by the first hole 113a, the second hole 113b, and the third hole 113c in the central axis C direction covers the entire width of the contact region 111aa in the central axis C direction. Therefore, when the main body 111 is rotated in the direction P, in each of the brushes 105aa to 105ca, the contact surface with the outer peripheral surface 111a contacts the hole 113 substantially uniformly over the entire region.

また、本体111において、各穴113の回転シャフト10側の内部には、中心軸Cに沿う方向に面する両側面111b及び111cにわたって本体111を貫通する貫通穴114が形成されている。貫通穴114は、各穴113に対して1つ形成され、対応する穴113に連通する。ここで、貫通穴114は、第二開口部を構成している。   Further, in the main body 111, a through hole 114 that penetrates the main body 111 is formed on both the side surfaces 111 b and 111 c facing in the direction along the central axis C inside the holes 113 on the side of the rotary shaft 10. One through hole 114 is formed for each hole 113 and communicates with the corresponding hole 113. Here, the through hole 114 constitutes a second opening.

また、外周面111aの各非接触領域111abには、本体111の周方向に沿って一定の間隔をあけて複数の突起112が一体に形成されている。各突起112は、接触領域111aaに隣接して配置され、そして、その突出先端112aを本体111の回転方向Pと反対方向であり且つ外周面111aから離れる方向に向けて、突出させている。つまり、各突起112は、外周面111aに対して同じ方向に突出している。
なお、本実施の形態1のように金属製の本体111の場合、突起112は、外周面111aに対して回転方向Pに向かって切り込みをいれ、切り込み部を外周面111aから離れる方向に引き起こすことによって、形成されることが可能である。また、突起112は、成形時に本体111と共に形成されてもよい。
In addition, a plurality of protrusions 112 are integrally formed in each non-contact region 111ab of the outer peripheral surface 111a with a certain interval along the circumferential direction of the main body 111. Each protrusion 112 is disposed adjacent to the contact region 111aa, and the protruding tip 112a protrudes in a direction opposite to the rotation direction P of the main body 111 and away from the outer peripheral surface 111a. That is, each protrusion 112 protrudes in the same direction with respect to the outer peripheral surface 111a.
In the case of the metal main body 111 as in the first embodiment, the protrusion 112 cuts in the rotation direction P with respect to the outer peripheral surface 111a and causes the cut portion to move away from the outer peripheral surface 111a. Can be formed. The protrusion 112 may be formed together with the main body 111 at the time of molding.

また、スリップリング120及び130も、スリップリング110と同様の構成を有している。
図1を参照すると、スリップリング120の貫通穴124及びスリップリング130の貫通穴134はそれぞれ、回転シャフト10の中心軸C(図2参照)に沿う方向で見たとき、スリップリング110の貫通穴114と同一の位置及び断面形状となるように形成されている。
さらに、絶縁板101、102及び103並びに端部絶縁板104にもそれぞれ、回転シャフト10の中心軸C(図2参照)に沿う方向にこれらを貫通する複数の貫通穴101a、102a、103a及び104aが形成されている。貫通穴101a〜104aもそれぞれ、回転シャフト10の中心軸Cに沿う方向で見たとき、スリップリング110の貫通穴114と同一の位置及び断面形状となるように形成されている。よって、スリップリング110〜130の貫通穴114〜134、絶縁板101〜103の貫通穴101a〜103a、及び端部絶縁板104の貫通穴104aは、中心軸Cに沿う方向に一列に並んでいる。
Also, the slip rings 120 and 130 have the same configuration as the slip ring 110.
Referring to FIG. 1, the through hole 124 of the slip ring 120 and the through hole 134 of the slip ring 130 are each a through hole of the slip ring 110 when viewed in the direction along the central axis C (see FIG. 2) of the rotating shaft 10. It is formed to have the same position and cross-sectional shape as 114.
Further, the insulating plates 101, 102, and 103 and the end insulating plate 104 also have a plurality of through holes 101a, 102a, 103a, and 104a that pass through them in the direction along the central axis C (see FIG. 2) of the rotary shaft 10, respectively. Is formed. Each of the through holes 101a to 104a is also formed to have the same position and cross-sectional shape as the through hole 114 of the slip ring 110 when viewed in the direction along the central axis C of the rotary shaft 10. Therefore, the through holes 114 to 134 of the slip rings 110 to 130, the through holes 101a to 103a of the insulating plates 101 to 103, and the through holes 104a of the end insulating plate 104 are aligned in a direction along the central axis C. .

次いで、この発明の実施の形態1に係る回転電機1の動作を説明する。
図1を参照すると、ブラシ装置105〜107の各ブラシに三相交流電流が供給されると、供給された電流は、スリップリング機構100のスリップリング110、120及び130、各バスバー21、各接続端子22、並びに各リード23を介して、回転電機1の第一ロータ11のコイルに供給される。第一ロータ11のコイルを流れる電流は、回転磁界を発生し、この回転磁界が第二ロータ12の永久磁石12bに生じさせる電動トルクによって、第二ロータ12が回転される。
Next, the operation of the rotary electric machine 1 according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
Referring to FIG. 1, when a three-phase alternating current is supplied to each brush of the brush devices 105 to 107, the supplied current is the slip rings 110, 120 and 130 of the slip ring mechanism 100, each bus bar 21, each connection The electric power is supplied to the coil of the first rotor 11 of the rotating electrical machine 1 through the terminal 22 and each lead 23. The current flowing through the coil of the first rotor 11 generates a rotating magnetic field, and the second rotor 12 is rotated by the electric torque generated by the rotating magnetic field in the permanent magnet 12 b of the second rotor 12.

また、回転シャフト10が図示しない動力から外力を受けて回転駆動されると、回転シャフト10と共に第一ロータ11が回転し、それに伴い、第一ロータ11のコイルには、第二ロータ12の永久磁石12bが発生する磁界の作用によって誘導電流が発生する。発生した誘導電流は、各リード23、各接続端子22、各バスバー21、並びにスリップリング110、120及び130を介して、ブラシ装置105〜107の各ブラシに供給され、さらにブラシに電気的に接続されたインバータ、バッテリ等の電気機器に供給される。   Further, when the rotary shaft 10 is driven to rotate by receiving external force from power not shown, the first rotor 11 rotates together with the rotary shaft 10, and accordingly, the coil of the first rotor 11 is permanently attached to the coil of the first rotor 11. An induced current is generated by the action of the magnetic field generated by the magnet 12b. The generated induced current is supplied to each brush of the brush devices 105 to 107 via each lead 23, each connection terminal 22, each bus bar 21, and slip rings 110, 120, and 130, and further electrically connected to the brush. Supplied to electrical equipment such as inverters and batteries.

そして、電流が流れることで発熱する第一ロータ11のコイルを冷却するために、回転電機1のハウジング2の内部には、外気などの冷却用の気体が外部から供給される。
ハウジング2内に供給された外部の空気は、ハウジング貫通穴2aを通ってカバー3の内部に流入し、さらに、カバー3の内部を流通した後、カバー貫通穴3bを通って外部に排出される。
And in order to cool the coil of the 1st rotor 11 which generate | occur | produces heat when an electric current flows, the gas for cooling, such as external air, is supplied into the inside of the housing 2 of the rotary electric machine 1 from the outside.
External air supplied into the housing 2 flows into the inside of the cover 3 through the housing through hole 2a, and further flows through the inside of the cover 3, and is then discharged to the outside through the cover through hole 3b. .

カバー3の内部では、空気の一部は、ハウジング貫通穴2aからカバー貫通穴3bに向かって流通する途中にあるブラシ装置105〜107の各ブラシと接触し、これらを冷却する。
また、カバー3内の空気の一部は、絶縁板101の貫通穴101aに流入する。流入した空気は、中心軸C(図2参照)方向に連続する貫通穴101a、スリップリング110の貫通穴114、絶縁板102の貫通穴102a、スリップリング120の貫通穴124、絶縁板103の貫通穴103a、スリップリング130の貫通穴134、端部絶縁板104の貫通穴104aを順次通過し、その後、カバー貫通穴3bに向かって流れる。
Inside the cover 3, a part of the air comes into contact with the brushes of the brush devices 105 to 107 in the middle of flowing from the housing through hole 2 a toward the cover through hole 3 b, and cools them.
A part of the air in the cover 3 flows into the through hole 101 a of the insulating plate 101. The inflowing air passes through the through hole 101a continuous in the direction of the central axis C (see FIG. 2), the through hole 114 of the slip ring 110, the through hole 102a of the insulating plate 102, the through hole 124 of the slip ring 120, and the through of the insulating plate 103. It sequentially passes through the hole 103a, the through hole 134 of the slip ring 130, and the through hole 104a of the end insulating plate 104, and then flows toward the cover through hole 3b.

また、図2及び図3をあわせて参照すると、回転シャフト10と共に回転するスリップリング110では、共に回転する突起112が、本体111の外周面111a上に、回転方向Pに旋回しつつ流れの下流側に向かって外周面111aから離れていくように流れる渦巻き状の空気の流れを発生する。
各ブラシ105aa〜105caが接触する外周面111a上で突起112が発生する空気流によって、各ブラシ105aa〜105ca及びスリップリング110の本体111の空気による冷却効率が向上する。さらに、本体111は、突起112によって周囲の空気との接触面積を増加させ、放熱性を向上させているため、突起112が発生する空気流によって、より効率的に冷却される。これらの作用によって、各ブラシ105aa〜105caの温度上昇が抑えられる。さらにまた、各ブラシ105aa〜105caは、外周面111a上を摺動することによって接触面を摩耗させて摩耗粉を発生するが、外周面111aとの接触面から周囲に漏れ出す摩耗粉は、突起112が発生する空気流によって吹き飛ばされる。
2 and 3 together, in the slip ring 110 that rotates together with the rotating shaft 10, the protrusion 112 that rotates together rotates on the outer peripheral surface 111a of the main body 111 in the rotation direction P and flows downstream. A spiral air flow that flows away from the outer peripheral surface 111a toward the side is generated.
The air flow generated by the protrusions 112 on the outer peripheral surface 111a with which the brushes 105aa to 105ca come into contact improves the cooling efficiency of the brushes 111aa to 105ca and the main body 111 of the slip ring 110 by the air. Further, the main body 111 is more efficiently cooled by the air flow generated by the protrusion 112 because the protrusion 112 increases the contact area with the surrounding air and improves heat dissipation. By these actions, the temperature rise of each brush 105aa to 105ca is suppressed. Furthermore, each of the brushes 105aa to 105ca wears the contact surface by sliding on the outer peripheral surface 111a to generate wear powder, but the wear powder leaking out from the contact surface with the outer peripheral surface 111a is a protrusion. The air flow 112 is blown away.

また、各ブラシ105aa〜105caにおける本体111の外周面111aとの接触面に発生する摩耗粉の多くは、接触面の全領域において、接触面と対向する穴113によって掻き取られるようにして回収される。さらに、貫通穴114内には上述したように空気が流通している。これにより、穴113内には負圧が発生するため、各ブラシ105aa〜105caの摩耗粉は、吸い込まれるようにしても穴113内に回収される。そして、穴113内に回収された摩耗粉は、貫通穴114を流れる空気流によってスリップリング機構100(図1参照)の外部に排出される。
さらに、スリップリング110の本体111は、穴113及び貫通穴114が形成されることによって、周囲の空気との接触面積を増加させ、放熱性を向上させる。そして、本体111は、周囲の空気のほか、貫通穴114内を流れる空気によっても冷却される。よって、本体111の冷却効率が向上し、この冷却効率の向上によっても、各ブラシ105aa〜105caの温度上昇が抑えられる。
In addition, most of the wear powder generated on the contact surface of the brushes 105aa to 105ca with the outer peripheral surface 111a of the main body 111 is collected so as to be scraped off by the hole 113 facing the contact surface in the entire region of the contact surface. The Further, air is circulated in the through hole 114 as described above. As a result, a negative pressure is generated in the hole 113, so that the wear powder of each of the brushes 105aa to 105ca is collected in the hole 113 even if it is sucked. And the abrasion powder collect | recovered in the hole 113 is discharged | emitted by the air flow which flows through the through-hole 114 to the exterior of the slip ring mechanism 100 (refer FIG. 1).
Further, the main body 111 of the slip ring 110 is formed with the hole 113 and the through hole 114, thereby increasing the contact area with the surrounding air and improving the heat dissipation. The main body 111 is cooled not only by ambient air but also by air flowing through the through hole 114. Therefore, the cooling efficiency of the main body 111 is improved, and the increase in temperature of the brushes 105aa to 105ca can be suppressed by improving the cooling efficiency.

また、スリップリング120及び130でも、スリップリング110の場合と同様に、突起が発生する上記の空気流によって、スリップリング及び各ブラシが冷却されると共にスリップリング120及び130との接触面の周囲の摩耗粉が除去される。さらに、ブラシの接触面の摩耗粉がスリップリング120及び130の外周面の穴並びに貫通穴124及び134を介して、スリップリング機構100の外部に排出されると共に、貫通穴124及び134を流れる空気によって、スリップリング120及び130が冷却される。(図1参照)   Also in the slip rings 120 and 130, as in the case of the slip ring 110, the air flow generated by the protrusions cools the slip ring and each brush, and around the contact surface with the slip rings 120 and 130. Wear powder is removed. Further, the wear powder on the contact surface of the brush is discharged to the outside of the slip ring mechanism 100 through the holes on the outer peripheral surface of the slip rings 120 and 130 and the through holes 124 and 134, and the air flowing through the through holes 124 and 134 As a result, the slip rings 120 and 130 are cooled. (See Figure 1)

このように、この発明の実施の形態1に係る回転電機1は、回転可能な回転シャフト10と、回転シャフト10と共に回転し且つ回転しつつブラシ105aa〜105caと接触する外周面111aを有するスリップリング110とを備える。外周面111aは、スリップリング110の回転中心軸Cの周りで周方向に延在する。スリップリング110は、外周面111aにおけるブラシ105aa〜105caが接触する接触領域111aaに設けられた穴113と、外周面111aにおけるブラシ105aa〜105caが非接触である非接触領域111abに設けられた突起112とを有する。   As described above, the rotary electric machine 1 according to Embodiment 1 of the present invention includes a rotatable rotating shaft 10 and a slip ring having the outer peripheral surface 111a that rotates with the rotating shaft 10 and contacts the brushes 105aa to 105ca while rotating. 110. The outer peripheral surface 111 a extends in the circumferential direction around the rotation center axis C of the slip ring 110. The slip ring 110 includes a hole 113 provided in a contact region 111aa in contact with the brushes 105aa to 105ca on the outer peripheral surface 111a and a protrusion 112 provided in a non-contact region 111ab in which the brushes 105aa to 105ca on the outer peripheral surface 111a are not in contact. And have.

このとき、スリップリング110は、穴113及び突起112の形成によって放熱面積を増加させ放熱性を向上させている。さらに、スリップリング110が回転することによって、突起112が気流を発生させるため、この気流によって、放熱性を向上させたスリップリング110が効果的に冷却されると共に、ブラシ105aa〜105caが直接冷却される。よって、ブラシ105aa〜105caの冷却効果が向上する。また、突起112が発生する気流によって、ブラシ105aa〜105caの周囲の摩耗粉が吹き飛ばされ、さらに、ブラシ105aa〜105caの摺動部の摩耗粉は、対向する穴113によって掻き取られるようにして回収される。従って、回転電機1は、ブラシ105aa〜105caの冷却効率及びブラシ105aa〜105caから発生する摩耗粉の除去効率を向上させることを可能にする。   At this time, the slip ring 110 increases the heat dissipating area and improves the heat dissipating property by forming the hole 113 and the protrusion 112. Further, since the protrusion 112 generates an air flow when the slip ring 110 rotates, the air flow effectively cools the slip ring 110 with improved heat dissipation, and directly cools the brushes 105aa to 105ca. The Therefore, the cooling effect of the brushes 105aa to 105ca is improved. Further, the wear powder around the brushes 105aa to 105ca is blown off by the air flow generated by the protrusions 112, and the wear powder on the sliding portions of the brushes 105aa to 105ca is further scraped off by the opposed holes 113 and collected. Is done. Therefore, the rotating electrical machine 1 can improve the cooling efficiency of the brushes 105aa to 105ca and the removal efficiency of the abrasion powder generated from the brushes 105aa to 105ca.

また、回転電機1のスリップリング110において、穴113は、外周面111aの周方向に沿って複数設けられ、複数の穴113は、回転シャフト10の軸方向での位置が異なる穴113を含んでいる。さらに、外周面111aの周方向で隣り合う穴113は互いに、回転シャフト10の軸方向での位置が異なっている。このとき、複数の穴113の位置を回転シャフト10の軸方向で異なるようにすることによって、穴113を、接触領域111aa内において、回転シャフト10の軸方向全体にわたって配置することができる。さらに、外周面111aの周方向で隣り合う穴113における回転シャフト10の軸方向の位置を異なるようにすることによって、穴113が同じ軸方向の位置に偏るのを防ぐことができる。よって、穴113のある接触領域111aa上を摺動するブラシ105aa〜105caの偏摩耗を防ぐことが可能になる。   Further, in the slip ring 110 of the rotating electrical machine 1, a plurality of holes 113 are provided along the circumferential direction of the outer peripheral surface 111 a, and the plurality of holes 113 include holes 113 having different positions in the axial direction of the rotating shaft 10. Yes. Further, the holes 113 adjacent to each other in the circumferential direction of the outer peripheral surface 111a are different from each other in the axial direction of the rotary shaft 10. At this time, by making the positions of the plurality of holes 113 different in the axial direction of the rotary shaft 10, the holes 113 can be arranged over the entire axial direction of the rotary shaft 10 in the contact region 111aa. Furthermore, the holes 113 can be prevented from being biased to the same axial position by making the axial positions of the rotary shafts 10 different in the adjacent holes 113 in the circumferential direction of the outer peripheral surface 111a. Therefore, it is possible to prevent uneven wear of the brushes 105aa to 105ca sliding on the contact region 111aa with the hole 113.

また、回転電機1において、スリップリング110は、回転シャフト10の軸方向に向かって面する側面111b及び111cに貫通穴114を有し、貫通穴114は、穴113に連通する。さらに、貫通穴114は、スリップリング110を回転シャフト10を軸方向に貫通する。これにより、穴113内に回収されたブラシ105aa〜105caの摩耗粉を、貫通穴114からスリップリング110の外部に排出することができる。さらに、スリップリング110を貫通する貫通穴114に空気が流れるようにすることによって、穴113に発生する負圧が摩耗粉の回収能力を向上させる。   In the rotating electrical machine 1, the slip ring 110 has through holes 114 on the side surfaces 111 b and 111 c facing in the axial direction of the rotary shaft 10, and the through holes 114 communicate with the holes 113. Further, the through hole 114 passes through the slip ring 110 in the axial direction of the rotary shaft 10. Thereby, the abrasion powder of the brushes 105aa to 105ca collected in the hole 113 can be discharged from the through hole 114 to the outside of the slip ring 110. Further, by allowing air to flow through the through-hole 114 penetrating the slip ring 110, the negative pressure generated in the hole 113 improves the ability to collect wear powder.

また、回転電機1のスリップリング110において、突起112は、外周面111aの周方向に沿って複数設けられ、突起112はそれぞれ、スリップリング110の回転方向Pと反対の方向に向かって外周面111aから突出している。このとき、スリップリング110が回転すると、突起112は、外周面111aの周方向に沿って流れ且つ流れの下流側に向かって外周面111aから次第に離れる渦巻き状の空気の流れを発生し、これによりスリップリング110及びブラシ105aa〜105caの周りには安定した一定方向の空気の流れが生じる。よって、スリップリング110及びブラシ105aa〜105caは、空気流によって均等に冷却され、ブラシ105aa〜105caの摩耗粉も効率的に除去される。一方、突起112の突出方向が上記と逆の場合、スリップリング110及びブラシ105aa〜105caの周りには乱流が発生し、冷却効果及び摩耗粉の除去能力に偏りが生じる。   In the slip ring 110 of the rotating electrical machine 1, a plurality of protrusions 112 are provided along the circumferential direction of the outer peripheral surface 111 a, and each of the protrusions 112 faces the outer peripheral surface 111 a in a direction opposite to the rotation direction P of the slip ring 110. Protruding from. At this time, when the slip ring 110 rotates, the protrusion 112 generates a flow of spiral air that flows along the circumferential direction of the outer peripheral surface 111a and gradually moves away from the outer peripheral surface 111a toward the downstream side of the flow. A stable air flow in a certain direction is generated around the slip ring 110 and the brushes 105aa to 105ca. Therefore, the slip ring 110 and the brushes 105aa to 105ca are evenly cooled by the air flow, and the wear powder of the brushes 105aa to 105ca is also efficiently removed. On the other hand, when the protruding direction of the protrusion 112 is opposite to the above, turbulent flow is generated around the slip ring 110 and the brushes 105aa to 105ca, and the cooling effect and wear powder removing ability are biased.

また、実施の形態1の回転電機1では、スリップリング110の本体111の外周面111aにおいて、中心軸Cに沿う方向には1つの穴113が形成されていたが、これに限定されるものでなく、2つ以上形成されてもよい。この場合も、各ブラシ105aa〜105caにおける外周面111aとの接触面が、本体111を回転させたときに、その全領域にわたり略均等に接触するように穴を配置するのが好ましい。   In the rotating electrical machine 1 of the first embodiment, one hole 113 is formed in the direction along the central axis C on the outer peripheral surface 111a of the main body 111 of the slip ring 110. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, two or more may be formed. Also in this case, it is preferable to arrange the holes so that the contact surfaces of the brushes 105aa to 105ca with the outer peripheral surface 111a come into substantially uniform contact over the entire area when the main body 111 is rotated.

実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る回転電機は、実施の形態1に係る回転電機1におけるスリップリング機構100のスリップリング110、120及び130において、本体の外周面に穴を形成し、形成した穴を本体の側面の貫通穴に連通させていたものを、本体の外周面に中心軸C方向に延びる複数の溝を形成するようにしたものである。
なお、以下の実施の形態において、前出した図における参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
Embodiment 2. FIG.
A rotating electrical machine according to Embodiment 2 of the present invention is formed by forming holes in the outer peripheral surface of the main body in slip rings 110, 120, and 130 of slip ring mechanism 100 in rotating electrical machine 1 according to Embodiment 1. Are formed in the outer peripheral surface of the main body to form a plurality of grooves extending in the direction of the central axis C.
In the following embodiments, the same reference numerals as those in the previous drawings are the same or similar components, and thus detailed description thereof is omitted.

図4を参照すると、実施の形態2に係る回転電機のスリップリングのうちの1つであるスリップリング210の断面を、第一ロータ11(図1参照)側からみた図が示されている。さらに、図4においてスリップリング210を円筒の側方からみた平面図を示す図5をあわせて参照する。
回転シャフト10の外周面10aに固定されたスリップリング210の金属製で円筒状の本体211では、その外周面211aが、実施の形態1のスリップリング110と同様に、回転時にブラシ105aa〜105caと接触する接触領域211aaと、回転時及び非回転時ともブラシ105aa〜105caと接触しない非接触領域211abとに区画される。そして、外周面211aにおいて、接触領域211aaが中心軸Cに沿う方向の中央に、周方向に沿って帯状に形成され、非接触領域211abが接触領域211aaの両側にそれぞれ、周方向に沿って帯状に形成される。
Referring to FIG. 4, a view of a cross section of a slip ring 210 that is one of the slip rings of the rotating electrical machine according to the second embodiment is viewed from the first rotor 11 (see FIG. 1) side. Furthermore, FIG. 5 which shows the top view which looked at the slip ring 210 in FIG. 4 from the side of a cylinder is also referred.
In the metallic cylindrical body 211 of the slip ring 210 fixed to the outer peripheral surface 10a of the rotating shaft 10, the outer peripheral surface 211a is in contact with the brushes 105aa to 105ca during the rotation as in the slip ring 110 of the first embodiment. It is divided into a contact area 211aa that comes into contact with and a non-contact area 211ab that does not come into contact with the brushes 105aa to 105ca both when rotating and when not rotating. In the outer peripheral surface 211a, the contact region 211aa is formed in a band shape along the circumferential direction in the center in the direction along the central axis C, and the non-contact region 211ab is formed in a band shape along the circumferential direction on both sides of the contact region 211aa. Formed.

外周面211aの接触領域211aaには、周方向に沿って一定の間隔をあけて複数の溝213が形成されている。各溝213は、本体211の側面211bから側面211cにわたって中心軸Cに沿う方向に延び、回転シャフト10側に向かって窪んでいる。さらに、外周面211aにおける周方向での各溝213の開口幅は、外周面211aに対するブラシ105aa〜105caの接触面の周方向の幅よりも狭くなっている。これにより、ブラシ105aa〜105caは、常に本体211と接触状態を維持する。   A plurality of grooves 213 are formed in the contact region 211aa of the outer peripheral surface 211a at regular intervals along the circumferential direction. Each groove 213 extends in a direction along the central axis C from the side surface 211b to the side surface 211c of the main body 211, and is recessed toward the rotating shaft 10 side. Furthermore, the opening width of each groove 213 in the circumferential direction on the outer circumferential surface 211a is narrower than the circumferential width of the contact surfaces of the brushes 105aa to 105ca with respect to the outer circumferential surface 211a. Thereby, brushes 105aa-105ca always maintain a contact state with the main body 211.

また、外周面211aの各非接触領域211abには、実施の形態1のスリップリング110の突起112と同様にして、周方向に沿って一定の間隔をあけた複数の突起212が、接触領域211aaに隣接して形成されている。突起212の突出先端212aもそれぞれ、回転方向Pと反対方向に向き且つ外周面211aから離れるようにして、外周面211aに対して同じ方向に突出している。   In addition, in each non-contact area 211ab of the outer peripheral surface 211a, a plurality of protrusions 212 spaced apart from each other along the circumferential direction are formed in the contact area 211aa in the same manner as the protrusion 112 of the slip ring 110 of the first embodiment. Is formed adjacent to. The protruding tips 212a of the protrusions 212 also protrude in the same direction with respect to the outer peripheral surface 211a so as to face in the opposite direction to the rotation direction P and away from the outer peripheral surface 211a.

また、他の2つスリップリングでも、スリップリング210と同様に、本体の外周面に溝が形成され、外周面の非接触領域に突起が形成されている。
そして、スリップリング210の溝213、及び他の2つのスリップリングの溝はそれぞれ、中心軸Cに沿う方向で見たとき、同一の位置及び断面形状となるように形成されている。
さらに、絶縁板101、102及び103並びに端部絶縁板104の貫通穴101a、102a、103a及び104aもそれぞれ、回転シャフト10の中心軸Cに沿う方向で見たとき、各スリップリングの溝と同一の位置となるように配置されている。(図1参照)
Also, in the other two slip rings, like the slip ring 210, a groove is formed on the outer peripheral surface of the main body, and a protrusion is formed in a non-contact region of the outer peripheral surface.
The grooves 213 of the slip ring 210 and the grooves of the other two slip rings are formed so as to have the same position and cross-sectional shape when viewed in the direction along the central axis C.
Furthermore, the insulating plates 101, 102 and 103 and the through holes 101a, 102a, 103a and 104a of the end insulating plate 104 are also identical to the grooves of the respective slip rings when viewed in the direction along the central axis C of the rotating shaft 10. It is arrange | positioned so that it may become a position. (See Figure 1)

よって、回転電機の稼働時、回転電機のハウジング2内からカバー3内に流入した空気の一部は、絶縁板101〜103の貫通穴101a〜103a、各スリップリングの溝、及び端部絶縁板104の貫通穴104aを通過するように流れる。(図1参照)
そして、スリップリング210において、各ブラシ105aa〜105caにおける本体211の外周面211aとの接触面に発生する摩耗粉の多くは、接触面と対向する溝213によって掻き取られるようにして回収され、溝213内を流れる空気流によってスリップリング機構100(図1参照)の外部に排出される。
さらに、溝213の形成によって放熱面積を増加させた本体211は、周囲の空気のほか、溝213を流れる空気によっても冷却される。またさらに、溝213を流れる空気が、各ブラシ105aa〜105caと直接接触し冷却する。この結果、各ブラシ105aa〜105caの温度上昇が抑えられる。
Therefore, during the operation of the rotating electrical machine, a part of the air that flows into the cover 3 from the housing 2 of the rotating electrical machine is formed through the through holes 101a to 103a of the insulating plates 101 to 103, the grooves of each slip ring, and the end insulating plates. It flows so as to pass through the through-hole 104a of 104. (See Figure 1)
In the slip ring 210, most of the abrasion powder generated on the contact surface of the brushes 105aa to 105ca with the outer peripheral surface 211a of the main body 211 is recovered by being scraped by the groove 213 facing the contact surface. The air flow that flows through 213 is discharged to the outside of the slip ring mechanism 100 (see FIG. 1).
Further, the main body 211 having the heat radiation area increased by forming the groove 213 is cooled not only by the surrounding air but also by the air flowing through the groove 213. Furthermore, the air flowing through the groove 213 directly contacts and cools the brushes 105aa to 105ca. As a result, the temperature rise of each brush 105aa-105ca is suppressed.

また、回転シャフト10と共に回転するスリップリング210では、共に回転する突起212が、本体211の外周面211a上に、回転方向Pに向かって旋回しつつ流れの下流側に向かって外周面211aから離れていくように流れる渦巻き状の空気の流れを発生する。この空気の流れによって、各ブラシ105aa〜105caと突起212によって放熱性を向上させている本体211とが冷却されると共に、各ブラシ105aa〜105caにおける外周面211aとの接触面から周囲に漏れ出す摩耗粉が、突起212が発生する空気流によって吹き飛ばされる。   Further, in the slip ring 210 that rotates together with the rotating shaft 10, the protrusion 212 that rotates together moves away from the outer peripheral surface 211 a toward the downstream side of the flow while turning in the rotation direction P on the outer peripheral surface 211 a of the main body 211. Generates a spiral air flow that flows in a continuous manner. The air flow cools the brushes 105aa to 105ca and the main body 211 whose heat dissipation is improved by the protrusions 212, and wears out from the contact surface with the outer peripheral surface 211a of each brush 105aa to 105ca to the surroundings. Powder is blown away by the air flow generated by the protrusion 212.

また、他のスリップリングでも、スリップリング210の場合と同様に、各ブラシの接触面の摩耗粉が、スリップリングの外周面の溝を介してスリップリング機構100の外部に排出される。さらに、突起が発生する空気流によって、溝及び突起によって放熱性が向上した各スリップリング及び各ブラシが冷却されると共に各ブラシにおけるスリップリングとの接触面の周囲の摩耗粉が除去される。またさらに、溝内を流通する空気によって各スリップリング及び各ブラシが冷却される。(図1参照)
また、この発明の実施の形態2に係る回転電機のその他の構成及び動作は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
Also, in the other slip rings, as in the case of the slip ring 210, the abrasion powder on the contact surface of each brush is discharged to the outside of the slip ring mechanism 100 through the groove on the outer peripheral surface of the slip ring. Furthermore, the air flow generated by the protrusions cools the slip rings and the brushes whose heat dissipation is improved by the grooves and the protrusions, and the wear powder around the contact surfaces of the brushes with the slip rings is removed. Furthermore, each slip ring and each brush are cooled by the air flowing through the groove. (See Figure 1)
Moreover, since the other structure and operation | movement of the rotary electric machine which concern on Embodiment 2 of this invention are the same as that of Embodiment 1, description is abbreviate | omitted.

そして、実施の形態2における回転電機によれば、上記実施の形態1の回転電機1と同様な効果が得られる。
また、実施の形態2の回転電機において、スリップリング210の本体211の外周面211aには、回転シャフト10の軸方向に延び且つ外周面211aで開口する溝213が形成されている。これにより、溝213による外周面211aの周方向の開口幅を中心軸C方向に沿って均一にすることができるため、外周面211aの溝213上を摺動するブラシ105aa〜105caの接触面の摩耗を均等にすることができる。さらに、溝213を接触領域211aaの中心軸C方向全体に延在させることによって、ブラシ105aa〜105caの接触面全体にわたり、摩耗を均等にすることができる。また、溝213内に空気が流れるようにすると、流通する空気がブラシ105aa〜105caと直接接触しこれらを冷却することができる。
And according to the rotary electric machine in Embodiment 2, the effect similar to the rotary electric machine 1 of the said Embodiment 1 is acquired.
In the rotating electrical machine of the second embodiment, a groove 213 extending in the axial direction of the rotating shaft 10 and opening at the outer peripheral surface 211a is formed on the outer peripheral surface 211a of the main body 211 of the slip ring 210. Thereby, since the opening width of the circumferential direction of the outer peripheral surface 211a by the groove 213 can be made uniform along the direction of the central axis C, the contact surfaces of the brushes 105aa to 105ca sliding on the groove 213 of the outer peripheral surface 211a. Wear can be evened out. Furthermore, by extending the groove 213 in the entire direction of the central axis C of the contact region 211aa, the wear can be made uniform over the entire contact surface of the brushes 105aa to 105ca. Further, when air flows in the groove 213, the circulating air can directly contact the brushes 105aa to 105ca to cool them.

また、実施の形態2の回転電機では、スリップリング210の本体211を中心軸Cに沿う方向に貫通する溝213が形成されていたが、これに限定されるものでなく、溝213は、本体211における側面211b及び211cの間の途中で終端し、溝の一方の端部のみ外部に開放していてもよい。この場合、複数の溝は、中心軸Cに沿う方向にずらして配置される。そして、複数の溝は、各溝が中心軸C方向に占める幅領域が互いにラップするように配置され、さらに、各溝が中心軸C方向に占める幅領域の全体が接触領域211aaにおける中心軸C方向の幅全体にわたるように配置される。これにより、本体211を方向Pに回転させたとき、ブラシ105aa〜105caそれぞれにおける外周面111aとの接触面が、その全領域にわたって溝と略均等に接触することができる。   In the rotating electrical machine of the second embodiment, the groove 213 that penetrates the main body 211 of the slip ring 210 in the direction along the central axis C is formed. However, the present invention is not limited to this. It may terminate in the middle between the side surfaces 211b and 211c in 211, and only one end of the groove may be open to the outside. In this case, the plurality of grooves are shifted in the direction along the central axis C. The plurality of grooves are arranged so that the width regions that each groove occupies in the direction of the central axis C overlap each other, and the entire width region that each groove occupies in the direction of the central axis C is the central axis C in the contact region 211aa. It is arranged so as to cover the entire width of the direction. Thereby, when the main body 211 is rotated in the direction P, the contact surface with the outer peripheral surface 111a in each of the brushes 105aa to 105ca can contact the groove almost uniformly over the entire region.

実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係る回転電機は、実施の形態1に係る回転電機1におけるスリップリング機構100のスリップリング110、120及び130において、本体の外周面の周方向に沿って一定の間隔をあけて複数配置され且つ中心軸Cに沿う方向には1つだけが配置された穴が形成されていたものを、中心軸Cに沿う方向に穴を複数形成し、中心軸Cに沿って並ぶ穴の列を複数集めた領域を、外周面の周方向に沿って複数形成するようにしたものである
Embodiment 3 FIG.
The rotating electrical machine according to Embodiment 3 of the present invention has a constant interval along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the main body in slip rings 110, 120, and 130 of slip ring mechanism 100 in rotating electrical machine 1 according to Embodiment 1. A plurality of holes are formed in the direction along the central axis C, and a plurality of holes are formed in the direction along the central axis C. A region in which a plurality of rows of holes are gathered is formed along the circumferential direction of the outer peripheral surface.

図6を参照すると、実施の形態3に係る回転電機のスリップリングのうちの1つであるスリップリング310の断面を、第一ロータ11(図1参照)側からみた図が示されている。さらに、図6においてスリップリング310を円筒の側方からみた平面図を示す図7をあわせて参照する。
回転シャフト10の外周面10aに固定されたスリップリング310の金属製で円筒状の本体311では、その外周面311aが、実施の形態1のスリップリング110と同様に、ブラシ105aa〜105caとの接触領域311aaと非接触領域311abとに区画される。そして、外周面311aにおいて、接触領域311aaが中心軸Cに沿う方向の中央に、周方向に沿って帯状に形成され、非接触領域311abが接触領域311aaの両側にそれぞれ、周方向に沿って帯状に形成される。
Referring to FIG. 6, a view of a cross section of a slip ring 310 that is one of the slip rings of the rotating electrical machine according to the third embodiment as viewed from the first rotor 11 (see FIG. 1) side is shown. Further, FIG. 7 showing a plan view of the slip ring 310 as viewed from the side of the cylinder in FIG. 6 is also referred to.
In the metallic cylindrical body 311 of the slip ring 310 fixed to the outer peripheral surface 10a of the rotating shaft 10, the outer peripheral surface 311a is in contact with the brushes 105aa to 105ca, like the slip ring 110 of the first embodiment. It is partitioned into a region 311aa and a non-contact region 311ab. In the outer peripheral surface 311a, the contact region 311aa is formed in a band shape along the circumferential direction at the center in the direction along the central axis C, and the non-contact region 311ab is formed in a band shape along the circumferential direction on both sides of the contact region 311aa. Formed.

外周面311aの接触領域311aaには、回転シャフト10に向かって延び且つ円形断面を有する複数の穴313cが形成されている。複数の穴313cは、接触領域311aaにおける周方向に沿った複数の場所に集めて形成され、各場所で、複数の穴313cからなる孔群313を形成している。ここで、孔群313は、開口部群を構成している。
各孔群313は、本実施の形態3では、中心軸Cに沿う方向に3つの穴313cが並ぶ第一孔列313aと、中心軸Cに沿う方向に2つの穴313cが並ぶ第二孔列313bとが、交互に等間隔で近接して3つずつ配置されて形成されている。
In the contact region 311aa of the outer peripheral surface 311a, a plurality of holes 313c extending toward the rotary shaft 10 and having a circular cross section are formed. The plurality of holes 313c are collected and formed at a plurality of locations along the circumferential direction in the contact region 311aa, and a hole group 313 including the plurality of holes 313c is formed at each location. Here, the hole group 313 constitutes an opening group.
In the third embodiment, each hole group 313 includes a first hole row 313a in which three holes 313c are arranged in the direction along the central axis C, and a second hole row in which two holes 313c are arranged in the direction along the central axis C. 313b are alternately arranged in close proximity at equal intervals.

第一孔列313aの各穴313cと、第二孔列313bの各穴313cとは、互いに中心軸Cに沿う方向での位置をずらして配置されている。つまり、周方向に沿って接触領域311aaをみたとき、第一孔列313aの穴313c同士の間に、第二孔列313bの穴313cが位置する。よって、穴313cは、孔群313において略均等に配置され、パンチングメタルの穴のような形態を形成する。
さらに、第一孔列313aの各穴313cと第二孔列313bの各穴313cとが中心軸C方向に占める幅領域同士は、互いにラップしている。そして、第一孔列313aの各穴313cと第二孔列313bの各穴313cとの中心軸C方向に占める幅領域の全体は、中心軸C方向の接触領域311aaの幅全体にわたる。
よって、本体311を方向Pに回転させたとき、ブラシ105aa〜105caそれぞれでは、外周面311aとの接触面が、その全領域にわたって穴313cと略均等に接触する。
The holes 313c of the first hole row 313a and the holes 313c of the second hole row 313b are arranged so that their positions in the direction along the central axis C are shifted from each other. That is, when the contact region 311aa is viewed along the circumferential direction, the holes 313c of the second hole row 313b are located between the holes 313c of the first hole row 313a. Therefore, the holes 313c are arranged substantially evenly in the hole group 313, and form a shape like a hole of a punching metal.
Further, the width regions occupied by the holes 313c of the first hole row 313a and the holes 313c of the second hole row 313b in the central axis C direction are overlapped with each other. The entire width region in the central axis C direction of each hole 313c of the first hole row 313a and each hole 313c of the second hole row 313b covers the entire width of the contact region 311aa in the central axis C direction.
Therefore, when the main body 311 is rotated in the direction P, in each of the brushes 105aa to 105ca, the contact surface with the outer peripheral surface 311a contacts the hole 313c substantially uniformly over the entire region.

また、本体311において、各孔群313の回転シャフト10側には、両側面311b及び311cにわたって中心軸Cに沿って本体311を貫通する1つの貫通穴314が形成されている。貫通穴314はそれぞれ、各孔群313の穴313c全てに連通する。   Further, in the main body 311, one through hole 314 that penetrates the main body 311 along the central axis C is formed on both side surfaces 311 b and 311 c on the rotary shaft 10 side of each hole group 313. Each of the through holes 314 communicates with all the holes 313c of each hole group 313.

また、外周面311aの各非接触領域311abには、実施の形態1のスリップリング110の突起112と同様にして、本体311の周方向に沿って一定の間隔をあけた複数の突起312が、接触領域311aaに隣接して形成されている。突起312の突出先端312aもそれぞれ、回転方向Pと反対方向に向き且つ外周面311aから離れるようにして、外周面311aに対して同じ方向に突出している。   Further, in each non-contact region 311ab of the outer peripheral surface 311a, a plurality of protrusions 312 spaced apart from each other along the circumferential direction of the main body 311 in the same manner as the protrusion 112 of the slip ring 110 of the first embodiment, It is formed adjacent to the contact region 311aa. The protruding tips 312a of the protrusions 312 also protrude in the same direction with respect to the outer peripheral surface 311a so as to face in the direction opposite to the rotation direction P and away from the outer peripheral surface 311a.

また、他の2つスリップリングでも、スリップリング310と同様に、本体の外周面に複数の孔群が形成され、各孔群の全ての穴が本体を中心軸方向に貫通する貫通穴に連通している。さらに、本体の外周面の非接触領域に突起が形成されている。
そして、スリップリング310の貫通穴314、及び他の2つのスリップリングの貫通穴はそれぞれ、中心軸Cに沿う方向で見たとき、同一の位置及び断面形状となるように形成されている。
さらに、絶縁板101、102及び103並びに端部絶縁板104の貫通穴101a、102a、103a及び104aもそれぞれ、回転シャフト10の中心軸Cに沿う方向で見たとき、各スリップリングの貫通穴と同一の位置及び形状となるように形成されている。(図1参照)
Also, in the other two slip rings, similarly to the slip ring 310, a plurality of hole groups are formed on the outer peripheral surface of the main body, and all the holes of each hole group communicate with through holes that penetrate the main body in the central axis direction. doing. Furthermore, the protrusion is formed in the non-contact area | region of the outer peripheral surface of a main body.
The through hole 314 of the slip ring 310 and the through holes of the other two slip rings are formed to have the same position and cross-sectional shape when viewed in the direction along the central axis C.
Further, the through holes 101a, 102a, 103a, and 104a of the insulating plates 101, 102, and 103 and the end insulating plate 104 are respectively the through holes of the slip rings when viewed in the direction along the central axis C of the rotary shaft 10. They are formed to have the same position and shape. (See Figure 1)

よって、回転電機の稼働時、回転電機のハウジング2内からカバー3内に流入した空気の一部は、絶縁板101〜103の貫通穴101a〜103a、各スリップリングの貫通穴、及び端部絶縁板104の貫通穴104aを通過するように流れる。(図1参照)   Therefore, during the operation of the rotating electrical machine, a part of the air that flows into the cover 3 from the housing 2 of the rotating electrical machine, the through holes 101a to 103a of the insulating plates 101 to 103, the through holes of each slip ring, and the end insulation. It flows so as to pass through the through hole 104a of the plate 104. (See Figure 1)

そして、スリップリング310において、各ブラシ105aa〜105caにおける本体311の外周面311aとの接触面に発生する摩耗粉の多くは、接触面と対向する孔群313の穴313cによって掻き取られると共に貫通穴314内を流れる空気流が発生する負圧の作用によって、穴313c内に吸い込まれ、貫通穴314内の空気流によってスリップリング機構100(図1参照)の外部に排出される。
さらに、穴313c及び貫通穴314の形成によって放熱面積を増加させた本体311は、周囲の空気のほか、貫通穴314を流れる空気によって冷却され、それにより各ブラシ105aa〜105caの温度上昇が抑えられる。
In the slip ring 310, most of the abrasion powder generated on the contact surfaces of the brushes 105aa to 105ca with the outer peripheral surface 311a of the main body 311 is scraped off by the holes 313c of the hole group 313 facing the contact surfaces and through holes. Due to the negative pressure generated by the air flow that flows through 314, the air is sucked into the hole 313c and discharged to the outside of the slip ring mechanism 100 (see FIG. 1) by the air flow in the through hole 314.
Furthermore, the main body 311 whose heat dissipation area is increased by forming the holes 313c and the through holes 314 is cooled by the air flowing through the through holes 314 in addition to the surrounding air, thereby suppressing the temperature rise of the brushes 105aa to 105ca. .

また、回転シャフト10と共に回転するスリップリング310では、共に回転する突起312が、本体311の外周面311a上に、回転方向Pに向かって旋回しつつ流れの下流側に向かって外周面311aから離れていくように流れる渦巻き状の空気の流れを発生する。この空気の流れによって、各ブラシ105aa〜105caと突起312によって放熱性を向上させている本体311とが冷却されると共に、各ブラシ105aa〜105caにおける外周面311aとの接触面から周囲に漏れ出す摩耗粉が、突起312が発生する空気流によって吹き飛ばされる。   Further, in the slip ring 310 that rotates together with the rotary shaft 10, the protrusion 312 that rotates together moves away from the outer peripheral surface 311 a toward the downstream side of the flow while turning in the rotation direction P on the outer peripheral surface 311 a of the main body 311. Generates a spiral air flow that flows in a continuous manner. The air flow cools the brushes 105aa to 105ca and the main body 311 whose heat dissipation is improved by the protrusions 312, and wears out from the contact surfaces of the brushes 105aa to 105ca with the outer peripheral surface 311a. Powder is blown away by the air flow generated by the protrusions 312.

また、他のスリップリングでも、スリップリング310の場合と同様に、各ブラシの接触面の摩耗粉が、スリップリングの孔群の穴及び貫通穴を介してスリップリング機構100の外部に排出される。さらに、突起が発生する空気流によって、穴及び突起によって放熱性が向上した各スリップリング及び各ブラシが冷却されると共に各ブラシにおけるスリップリングとの接触面の周囲の摩耗粉が除去される。(図1参照)
また、この発明の実施の形態3に係る回転電機のその他の構成及び動作は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
Also, in the other slip rings, as in the case of the slip ring 310, the abrasion powder on the contact surface of each brush is discharged to the outside of the slip ring mechanism 100 through the holes and through holes of the hole group of the slip ring. . Furthermore, the air flow generated by the protrusions cools the slip rings and the brushes whose heat dissipation is improved by the holes and the protrusions, and the wear powder around the contact surfaces of the brushes with the slip rings is removed. (See Figure 1)
Moreover, since the other structure and operation | movement of the rotary electric machine which concern on Embodiment 3 of this invention are the same as that of Embodiment 1, description is abbreviate | omitted.

そして、実施の形態3における回転電機によれば、上記実施の形態1の回転電機1と同様な効果が得られる。
また、実施の形態3の回転電機では、穴313cが、外周面311aの周方向に沿って複数設けられると共に回転シャフト10の軸方向に沿って複数設けられ、接触領域311aaには、回転シャフト10の軸方向に沿って並ぶ穴313cによる複数の孔列313a及び313bが近接して配置された少なくとも1つの孔群313が形成されている。このとき、孔群313内に複数の孔列313a及び313bからなる複数の穴313cを配置することによって、各穴313cの径を小さくすることができると共に、孔群313内における穴313cによる開口を均等に配置することができる。これにより、スリップリング310の外周面311aに摺動しつつ接触するブラシ105aa〜105caでは、孔群313内に径が小さい穴313cが多数配置されることによって各穴313cへのブラシ105aa〜105caの面圧が小さくなるため、穴313cによって削られて生じる摩耗が低減し、さらに、各穴313cの開口が均等に配置されることによって各穴313cとの摺動による接触面の摩耗が略均等になる。
And according to the rotary electric machine in Embodiment 3, the effect similar to the rotary electric machine 1 of the said Embodiment 1 is acquired.
In the rotating electrical machine of the third embodiment, a plurality of holes 313c are provided along the circumferential direction of the outer peripheral surface 311a and a plurality are provided along the axial direction of the rotating shaft 10, and the rotating shaft 10 is provided in the contact region 311aa. At least one hole group 313 is formed in which a plurality of hole rows 313a and 313b are arranged close to each other by holes 313c arranged in the axial direction. At this time, by arranging a plurality of holes 313c including a plurality of hole rows 313a and 313b in the hole group 313, the diameter of each hole 313c can be reduced, and an opening by the hole 313c in the hole group 313 is formed. It can be evenly arranged. Accordingly, in the brushes 105aa to 105ca that are in contact with the outer peripheral surface 311a of the slip ring 310 while sliding, a large number of holes 313c having a small diameter are arranged in the hole group 313, whereby the brushes 105aa to 105ca to the holes 313c are arranged. Since the surface pressure is reduced, wear caused by cutting by the holes 313c is reduced, and furthermore, the openings of the holes 313c are evenly arranged, so that the wear of the contact surface due to sliding with the holes 313c is substantially uniform. Become.

また、実施の形態1及び3では、スリップリング110及び310の本体111及び311の外周面に形成される穴113及び313cは、円形断面を有していたが、これに限定されるものでなく、楕円、長穴、多角形等の断面を有していてもよい。さらに、穴113及び313cが、楕円、長穴等の断面を有する場合のように、その断面に長手側と短手側とを有するとき、長手側は、スリップリングの本体の外周面の周方向、中心軸C方向、中心軸Cから傾斜した方向のいずれの方向に向かって延在していてもよい。   In the first and third embodiments, the holes 113 and 313c formed on the outer peripheral surfaces of the main bodies 111 and 311 of the slip rings 110 and 310 have a circular cross section, but are not limited thereto. It may have a cross section such as an ellipse, a long hole, or a polygon. Further, when the holes 113 and 313c have a cross section such as an ellipse or a long hole, when the cross section has a long side and a short side, the long side is the circumferential direction of the outer peripheral surface of the body of the slip ring. , And may extend in either the direction of the central axis C or the direction inclined from the central axis C.

また、実施の形態1及び3では、スリップリング110及び310の本体111及び311に、その外周面に形成された穴113及び313cに連通する貫通穴114及び314が形成されていたが、これに限定されるものでなく、貫通穴114及び314は、本体111及び311の途中で終端していてもよい。この場合、本体111及び311の回転時に突起112及び312が発生する空気の流れによって、本体111及び311の両側面には負圧が発生するため、穴113及び313c内にも負圧が発生し、各ブラシ105aa〜105caの摩耗粉が穴113及び313cに吸い込まれ、本体111及び311の外部に排出される。   In the first and third embodiments, the through-holes 114 and 314 communicating with the holes 113 and 313c formed on the outer peripheral surface of the main bodies 111 and 311 of the slip rings 110 and 310 are formed. Without being limited thereto, the through holes 114 and 314 may terminate in the middle of the main bodies 111 and 311. In this case, since negative pressure is generated on both side surfaces of the main bodies 111 and 311 due to the air flow generated by the protrusions 112 and 311 when the main bodies 111 and 311 are rotated, negative pressure is also generated in the holes 113 and 313c. The wear powder of each brush 105aa to 105ca is sucked into the holes 113 and 313c and discharged to the outside of the main bodies 111 and 311.

また、実施の形態1〜3では、スリップリング110〜310の本体111〜311において、接触領域111aa〜311aaの両側に突起112〜312が形成されていたが、これに限定されるものでなく、接触領域111aa〜311aaの片側のみであってもよい。
また、実施の形態1〜3では、スリップリング機構100において3つのスリップリング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、各スリップリングに接触するブラシも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。
In the first to third embodiments, the protrusions 112 to 312 are formed on both sides of the contact regions 111aa to 311aa in the main bodies 111 to 311 of the slip rings 110 to 310, but the present invention is not limited thereto. It may be only on one side of the contact areas 111aa to 311aa.
In the first to third embodiments, three slip rings are provided in the slip ring mechanism 100. However, the present invention is not limited to this, and there are four or more slip rings even if there are two or less. It may be. Further, the number of brushes that contact each slip ring is not limited to three, and may be two or less or four or more.

また、実施の形態1〜3では、電機接続部としてスリップリングが使用されていたが、これに限定されるものでない。電機接続部は、回転しつつブラシと接触するものであればよく、整流子などであってもよい。
また、実施の形態1〜3では、回転電機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、少なくとも1つのロータがあればよい。
Moreover, in Embodiment 1-3, although the slip ring was used as an electrical machinery connection part, it is not limited to this. The electric machine connecting portion may be anything that contacts the brush while rotating, and may be a commutator or the like.
In the first to third embodiments, the rotary electric machine is a double rotor type rotary electric machine. However, the present invention is not limited to this, and it is sufficient if there is at least one rotor.

1 回転電機、10 回転シャフト、105,106,107 ブラシ装置、105aa〜105ca ブラシ、110,120,130,210,310 スリップリング(電気接続部)、111a,211a,311a 外周面(電気接続部の接触面)、111aa,211aa,311aa 接触領域、111ab,211ab,311ab 非接触領域、111b,111c,211b,211c,311b,311c 側面(電気接続部の側面)、112,212,312 突起、113,313c 穴(第一開口部)、114,314 貫通穴(第二開口部)、213 溝、313 孔群(開口部群)、313a,313b 孔列(第一開口部の列)、C 中心軸(回転中心軸)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating electric machine, 10 Rotating shaft, 105, 106, 107 Brush device, 105aa-105ca Brush, 110, 120, 130, 210, 310 Slip ring (electrical connection part), 111a, 211a, 311a Outer peripheral surface (electrical connection part Contact surface), 111aa, 211aa, 311aa contact area, 111ab, 211ab, 311ab non-contact area, 111b, 111c, 211b, 211c, 311b, 311c side surface (side surface of electrical connection part), 112, 212, 312 protrusion, 113, 313c hole (first opening), 114, 314 through hole (second opening), 213 groove, 313 hole group (opening group), 313a, 313b hole row (first opening row), C central axis (Rotation center axis).

Claims (10)

回転可能な回転シャフトと、
前記回転シャフトと共に回転し且つ回転しつつブラシと接触する外周面を有する電気接続部と
を備え、
前記外周面は、前記電気接続部の回転中心軸の周りで周方向に延在し、
前記外周面は、前記電気接続部の回転時に前記ブラシと接触する接触領域と、前記電気接続部の回転時及び非回転時に関わらず前記ブラシと接触しない非接触領域とを含み、
前記電気接続部は、
記接触領域で開口すると共に、前記電気接続部と前記ブラシとの接触によって発生する摩耗粉を回収する第一開口部と、
記非接触領域に設けられた突起と
を有し、
前記突起は、前記電気接続部の回転方向と反対の方向に向かって前記外周面から突出する回転電機。
A rotatable rotating shaft;
An electrical connection having an outer peripheral surface that rotates with the rotating shaft and contacts the brush while rotating;
The outer peripheral surface extends in the circumferential direction around the rotation center axis of the electrical connection portion,
The outer peripheral surface includes a contact area that contacts the brush when the electrical connection portion rotates, and a non-contact area that does not contact the brush regardless of whether the electrical connection portion rotates or not.
The electrical connection portion is
With opening at front Kise' touch region, a first opening for collecting the abrasion powder generated by contact with the brush and the electrical connection portion,
It possesses a projection provided in front Kihi contact area,
The protrusion is a rotating electrical machine that protrudes from the outer peripheral surface in a direction opposite to a rotation direction of the electrical connection portion .
前記第一開口部は、前記外周面の周方向に沿って複数設けられ、
前記複数の第一開口部は、前記回転シャフトの軸方向での位置が異なる前記第一開口部を含む請求項1に記載の回転電機。
A plurality of the first openings are provided along the circumferential direction of the outer peripheral surface,
2. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the plurality of first openings include the first openings having different positions in the axial direction of the rotary shaft.
前記外周面の周方向で隣り合う前記第一開口部は互いに、前記回転シャフトの軸方向での位置が異なる請求項2に記載の回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 2, wherein the first openings adjacent to each other in the circumferential direction of the outer peripheral surface are different from each other in the axial direction of the rotating shaft. 前記電気接続部は、前記回転シャフトの軸方向に向かって面する側面に第二開口部を有し、
前記第二開口部は、前記第一開口部に連通する請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転電機。
The electrical connection portion has a second opening on a side surface facing the axial direction of the rotary shaft,
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the second opening communicates with the first opening.
前記第二開口部は、前記電気接続部を前記回転シャフトの軸方向に貫通する穴を形成する請求項4に記載の回転電機。   5. The rotating electrical machine according to claim 4, wherein the second opening forms a hole penetrating the electrical connection portion in an axial direction of the rotating shaft. 前記第一開口部は、前記外周面の周方向に沿って複数設けられると共に前記回転シャフトの軸方向に沿って複数設けられ、
前記接触領域には、前記回転シャフトの軸方向に沿って並ぶ前記第一開口部による複数の列が近接して配置された少なくとも1つの開口部群が形成される請求項1〜5のいずれか一項に記載の回転電機。
A plurality of the first openings are provided along the circumferential direction of the outer peripheral surface and a plurality are provided along the axial direction of the rotating shaft,
6. The contact area according to claim 1, wherein at least one opening group in which a plurality of rows of the first openings arranged along the axial direction of the rotating shaft are arranged close to each other is formed. The rotating electrical machine according to one item.
前記第一開口部は、前記外周面に対する前記ブラシの接触面積よりも小さい面積で開口すると共に、前記外周面から前記回転シャフト側に向かって延在する穴である請求項1〜6のいずれか一項に記載の回転電機。The first opening is a hole that opens in an area smaller than a contact area of the brush with the outer peripheral surface and extends from the outer peripheral surface toward the rotating shaft. The rotating electrical machine according to one item. 前記第一開口部及び前記第二開口部は、一体となって前記回転シャフトの軸方向に延び且つ前記外周面で開口する溝を形成する請求項4または5に記載の回転電機。 6. The rotating electrical machine according to claim 4, wherein the first opening and the second opening integrally form a groove extending in an axial direction of the rotating shaft and opening at the outer peripheral surface. 前記溝は、前記回転シャフト側に向かって窪んでいると共に、前記外周面における周方向での開口幅が、前記外周面に対する前記ブラシの接触面の周方向の幅よりも狭くなっている請求項8に記載の回転電機。The groove is recessed toward the rotating shaft, and an opening width in the circumferential direction of the outer peripheral surface is narrower than a circumferential width of a contact surface of the brush with respect to the outer peripheral surface. 8. The rotating electrical machine according to 8. 前記突起は、前記外周面の周方向に沿って複数設けられ請求項1〜のいずれか一項に記載の回転電機。 The projections, the rotary electric machine according to any one of the outer peripheral surface of the circumferential claim that provided in plural along the 1-9.
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