JP6660920B2 - Rotary electric machine, divided partition structure, and method of assembling rotary electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機、これに用いる分割仕切り構造体、および回転電機の組立て方法に関する。 The present invention relates to a rotating electric machine, a divided partition structure used for the same, and a method for assembling the rotating electric machine.
回転電機は、回転子および固定子およびこれらを収納するフレームを有する。 The rotating electric machine has a rotor, a stator, and a frame that houses them.
回転子は、両端を軸受により回転可能に支持されて回転軸方向に延びるロータシャフトと、ロータシャフトの径方向外側に取り付けられた回転子鉄心とを有する。 The rotor has a rotor shaft that is rotatably supported at both ends by bearings and extends in the direction of the rotation axis, and a rotor core attached radially outside the rotor shaft.
固定子は、回転子鉄心の径方向外側に配された固定子鉄心と、固定子鉄心内を貫通する固定子巻線とを有する。 The stator has a stator core disposed radially outside the rotor core and a stator winding penetrating through the stator core.
回転子鉄心および固定子は、その径方向外側に配されたフレーム内に収納されている。フレームの回転軸方向の両側は、軸受ブラケットにより閉止されている。軸受はそれぞれ、軸受ブラケットにより支持されている。 The rotor core and the stator are housed in a frame disposed radially outside thereof. Both sides in the rotation axis direction of the frame are closed by bearing brackets. Each bearing is supported by a bearing bracket.
回転電機においては、回転子鉄心および固定子鉄心において発生する鉄損、固定子巻線および回転子巻線あるいは回転子導体等において発生する銅損、軸受における摩擦損等が主な効率低減要因であり、これらはすなわち発熱の要因となる。 In rotary electric machines, iron loss occurring in the rotor core and stator core, copper loss occurring in the stator winding and the rotor winding or the rotor conductor, friction loss in the bearing, etc. are the main efficiency reducing factors. Yes, these are factors of heat generation.
軸受においては、たとえば、滑り軸受の場合はロータシャフトと軸受との摩擦による熱の発生、玉軸受の場合は、軸受内部での摩擦による熱の発生がある。したがって、この発生熱を除去する必要がある。一方、回転電機の内部では、回転子および固定子側で発生した熱が、機内の冷却用空気を介して、あるいは熱伝導や熱輻射によって軸受側に移動する。 In a bearing, for example, in the case of a sliding bearing, heat is generated due to friction between the rotor shaft and the bearing, and in the case of a ball bearing, heat is generated due to friction inside the bearing. Therefore, it is necessary to remove this generated heat. On the other hand, inside the rotating electric machine, heat generated on the rotor and stator sides moves to the bearing side via cooling air in the machine or by heat conduction or heat radiation.
軸受の保護のためには、軸受の冷却が重要な課題である(特許文献1参照)。したがって、軸受が、自ら発熱部分を有し、さらに他から熱が流入することは、軸受の保護上、好ましいことではない。 In order to protect the bearing, cooling of the bearing is an important issue (see Patent Document 1). Therefore, it is not preferable for the bearing to protect the bearing that the bearing has its own heat-generating portion and heat flows in from the other.
そこで本発明は、回転電機において、回転子および固定子側からの軸受側への熱移動を抑制することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to suppress heat transfer from a rotor and a stator side to a bearing side in a rotating electric machine.
上述の目的を達成するため、本発明に係る回転電機は、軸方向に延びて回転可能に支持されたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に取り付けられた回転子鉄心とを有する回転子と、前記回転子鉄心の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、前記固定子の径方向の外側に配されて前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームと、前記回転子鉄心を挟んで前記ロータシャフトの軸方向の両側で前記ロータシャフトを支持し、軸受と、前記軸受に隣接して前記軸受より前記回転子鉄心側に配された環状の軸受内側油切りとを具備する2つの軸受構造体と、前記フレームの両端に取り付けられて前記2つの軸受構造体を支持する2つの軸受ブラケットと、前記2つの軸受構造体の少なくとも一方と、前記固定子との間の空間を軸方向に分割する少なくとも一つの分割仕切り構造体と、を備え、前記分割仕切り構造体は、前記軸受内側油切りに取り付けられて、径方向に拡がっており、径方向内側は前記ロータシャフトが貫通する貫通孔が形成され、径方向外側部分は環状に形成された第1仕切り板と、前記軸受ブラケットに取り付けられて径方向に拡がっており、径方向内側には円形の開口が形成された第2仕切り板と、前記第1仕切り板と前記第2仕切り板とに挟まれた位置で、前記第1仕切り板または前記第2仕切り板のいずれかに取り付けられた円環状の圧縮性部材と、を具備し、前記第2仕切り板の前記開口の径は前記軸受内側油切りの外径よりも大きく、かつ、前記第1仕切り板の外径よりは小さく形成されている、ことを特徴とする。
また、本発明に係る回転電機は、軸方向に延びて回転可能に支持されたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に取り付けられた回転子鉄心とを有する回転子と、前記回転子鉄心の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、前記固定子の径方向の外側に配されて前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームと、前記回転子鉄心を挟んで前記ロータシャフトの軸方向の両側で前記ロータシャフトを支持し、軸受と、前記軸受に隣接して前記軸受より前記回転子鉄心側に配された環状の軸受内側油切りとを具備する2つの軸受構造体と、前記フレームの両端に取り付けられて前記2つの軸受構造体を支持する2つの軸受ブラケットと、前記2つの軸受構造体の少なくとも一方と、前記固定子との間の空間を軸方向に分割する少なくとも一つの分割仕切り構造体と、を備え、前記分割仕切り構造体は、前記軸受内側油切りに取り付けられて、径方向に拡がっており、径方向内側は前記ロータシャフトが貫通する貫通孔が形成され、径方向外側部分は環状に形成された第1仕切り板と、前記軸受ブラケットに取り付けられて径方向に拡がっており、径方向内側には円形の開口が形成された第2仕切り板と、を具備し、前記第2仕切り板の前記開口の径は前記軸受内側油切りの外径よりも大きく、かつ、前記第1仕切り板の外径よりは小さく形成され、前記第1仕切り板と前記第2仕切り板は、互いに対向する部分同士が密着するように形成され、かつ、前記第1仕切り板と前記第2仕切り板の少なくとも一方は軸方向に可撓性を有する、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a rotating electric machine according to the present invention includes a rotor having a rotor shaft extending in the axial direction and rotatably supported, and a rotor core mounted radially outside the rotor shaft. And a stator having a cylindrical stator core provided radially outside the rotor core, and a stator winding that passes through the stator core in the axial direction; and A frame that is disposed outside and accommodates the rotor core and the stator, supports the rotor shaft on both sides of the rotor shaft in the axial direction with the rotor core interposed therebetween, a bearing, and a bearing adjacent to the bearing. And two bearing structures mounted on both ends of the frame to support the two bearing structures, the bearing structure including an annular bearing inner oil drain disposed closer to the rotor core than the bearing. bracket , At least one of the two bearing structures, and at least one split partition structure that splits a space between the stator and the stator in the axial direction, wherein the split partition structure is provided with the bearing inner oil drain. And a radially inner side is formed with a through hole through which the rotor shaft penetrates, and a radially outer portion is mounted on the first partition plate formed in an annular shape and the bearing bracket. A second partition plate that is radially expanded and has a circular opening formed radially inward, and the first partition plate is sandwiched between the first partition plate and the second partition plate. Or an annular compressible member attached to any of the second partition plates, wherein the diameter of the opening of the second partition plate is larger than the outer diameter of the bearing inner oil drain, and The first partition plate Than the outer diameter is smaller, characterized in that.
In addition, a rotating electric machine according to the present invention includes a rotor having a rotor shaft extending in the axial direction and rotatably supported, a rotor core mounted radially outside the rotor shaft, and the rotor core. A stator having a cylindrical stator core provided radially outward of the stator, and a stator having a stator winding penetrating the stator core in the axial direction, and the stator being disposed radially outside of the stator. A frame for accommodating a rotor core and the stator, supporting the rotor shaft on both axial sides of the rotor shaft with the rotor core interposed therebetween, and a bearing; Two bearing structures provided with an annular bearing inner oil drain disposed on the core side; two bearing brackets attached to both ends of the frame to support the two bearing structures; Bearing structure At least one of the body and at least one split partition structure that splits a space between the stator in the axial direction, wherein the split partition structure is attached to the bearing inner oil drain and has a diameter. A radially inner portion is formed with a through hole through which the rotor shaft penetrates, and a radially outer portion is attached to the bearing bracket and a first partition plate formed in an annular shape, and is radially expanded by being attached to the bearing bracket. A second partition plate having a circular opening formed radially inward thereof, wherein the diameter of the opening of the second partition plate is larger than the outer diameter of the bearing inner oil drain, and The first partition plate is formed to be smaller than the outer diameter of the first partition plate, and the first partition plate and the second partition plate are formed so that opposing portions thereof are in close contact with each other, and the first partition plate and the second partition plate are formed so as to be in close contact with each other. Fewer partitions Is one also has flexibility in the axial direction, it is characterized.
また、本発明に係る分割仕切り構造体は、ロータシャフトと回転子鉄心とを有する回転子と、固定子鉄心と固定子巻線とを有する固定子と、フレームと、前記ロータシャフトを支持し、軸受と、前記軸受に隣接して前記軸受より前記回転子鉄心側に配された環状の軸受内側油切りとを具備する2つの軸受構造体と、前記2つの軸受構造体を支持する2つの軸受ブラケットとを備える回転電機の前記2つの軸受構造体の少なくとも一方と前記固定子との間の空間を軸方向に分割する分割仕切り構造体であって、前記軸受内側油切りに取り付けられて、径方向に拡がっており、径方向内側は前記ロータシャフトが貫通する貫通孔が形成され、径方向外側部分は環状に形成された第1仕切り板と、前記軸受ブラケットに取り付けられて径方向に拡がっており、径方向内側には円形の開口が形成された第2仕切り板と、前記第1仕切り板と前記第2仕切り板とに挟まれた位置で、前記第1仕切り板または前記第2仕切り板のいずれかに取り付けられた円環状の圧縮性部材と、を具備し、前記第2仕切り板の前記開口の径は前記軸受内側油切りの外径よりも大きく、かつ、前記第1仕切り板の外径よりは小さく形成されている、ことを特徴とする。
また、本発明に係る分割仕切り構造体は、ロータシャフトと回転子鉄心とを有する回転子と、固定子鉄心と固定子巻線とを有する固定子と、フレームと、前記ロータシャフトを支持し、軸受と、前記軸受に隣接して前記軸受より前記回転子鉄心側に配された環状の軸受内側油切りとを具備する2つの軸受構造体と、前記2つの軸受構造体を支持する2つの軸受ブラケットとを備える回転電機の前記2つの軸受構造体の少なくとも一方と前記固定子との間の空間を軸方向に分割する分割仕切り構造体であって、前記軸受内側油切りに取り付けられて、径方向に拡がっており、径方向内側は前記ロータシャフトが貫通する貫通孔が形成され、径方向外側部分は環状に形成された第1仕切り板と、前記軸受ブラケットに取り付けられて径方向に拡がっており、径方向内側には円形の開口が形成された第2仕切り板と、を具備し、前記第2仕切り板の前記開口の径は前記軸受内側油切りの外径よりも大きく、かつ、前記第1仕切り板の外径よりは小さく形成され、前記第1仕切り板と前記第2仕切り板は、互いに対向する部分同士が密着するように形成され、かつ、前記第1仕切り板と前記第2仕切り板の少なくとも一方は軸方向に可撓性を有する、ことを特徴とする。
Further, the divided partition structure according to the present invention, a rotor having a rotor shaft and a rotor core, a stator having a stator core and a stator winding, a frame, and supporting the rotor shaft, Two bearing structures each including a bearing, an annular bearing inner oil drain disposed adjacent to the bearing and closer to the rotor core than the bearing, and two bearings supporting the two bearing structures And a bracket that divides a space between at least one of the two bearing structures of the rotating electric machine having the bracket and the stator in the axial direction. The rotor shaft extends through in the radial direction, and a through hole through which the rotor shaft penetrates is formed. The radially outer portion is attached to the bearing bracket and the first partition plate formed in an annular shape. A second partition plate having a circular opening formed radially inward, and the first partition plate or the second partition at a position sandwiched between the first partition plate and the second partition plate. An annular compressible member attached to one of the plates, wherein the diameter of the opening of the second partition plate is larger than the outer diameter of the oil drainage inside the bearing, and the first partition plate. Characterized in that it is formed smaller than the outer diameter of.
Further, the divided partition structure according to the present invention, a rotor having a rotor shaft and a rotor core, a stator having a stator core and a stator winding, a frame, and supporting the rotor shaft, two bearings for supporting the bearing, two and a bearing structure comprising a bearing inner oil cutting ring arranged on the rotor core side of the bearing adjacent to said bearing, said two bearing structures And a bracket that divides a space between at least one of the two bearing structures of the rotating electric machine having the bracket and the stator in the axial direction. The rotor shaft extends through in the radial direction, and a through hole through which the rotor shaft penetrates is formed. The radially outer portion is attached to the bearing bracket and the first partition plate formed in an annular shape. And a second partition plate having a circular opening formed radially inward, and the diameter of the opening of the second partition plate is larger than the outer diameter of the bearing inner oil drain, and The first partition plate is formed to be smaller than the outer diameter of the first partition plate, and the first partition plate and the second partition plate are formed such that opposing portions are in close contact with each other, and the first partition plate and the second At least one of the two partition plates has flexibility in the axial direction .
本発明によれば、回転電機において、回転子および固定子側からの軸受側への熱移動を抑制することができる。 According to the present invention, in a rotating electric machine, heat transfer from the rotor and the stator to the bearing can be suppressed.
以下、図面を参照して、本発明に係る回転電機、および分割仕切り構造体について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。 Hereinafter, a rotary electric machine and a divided partition structure according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same or similar parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る回転電機の構成を示す縦断面図である。回転電機100は、回転子10、固定子20、軸受構造体30、フレーム40、2つの軸受ブラケット45、および2つの分割仕切り構造体50を備える。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the rotating electric machine according to the first embodiment. The rotating
回転子10は、軸方向に延びたロータシャフト11、およびロータシャフト11の径方向外側に取り付けられた回転子鉄心12を有する。ロータシャフト11は、回転子鉄心12を挟んだ軸方向の両側を、軸受構造体30によりそれぞれ回転可能に支持されている。回転子鉄心12の径方向外側表面に、互いに周方向に間隔をもって形成され軸方向に回転子鉄心12を貫通する複数の回転子スロット(図示せず)が形成されている。回転子スロットのそれぞれには、導体バー13が貫通している。導体バー13は、回転子鉄心12の軸方向の両外側で、それぞれの端部が短絡環14(図2)により電気的および機械的に連結している。
The
固定子20は、回転子鉄心12の径方向外側にギャップ18を介して設けられた円筒状の固定子鉄心21、および複数の固定子巻線22を有する。固定子巻線22は、固定子鉄心21の径方向内側表面に互いに周方向に間隔をもって形成され軸方向に固定子鉄心21を貫通する複数の固定子スロット(図示せず)内を貫通する。
The
回転子鉄心12および固定子20の径方向外側には、これらを収納するように軸方向に延びた筒状のフレーム40が設けられている。フレーム40の軸方向の両端には、軸受ブラケット45が取り付けられている。フレーム40および軸受ブラケット45は、閉空間41を形成する。
A
回転子鉄心12のそれぞれの軸方向外側において、閉空間41は、2つの分割仕切り構造体50によって、回転子鉄心側空間41aと、2つの軸受側空間41bとに3分割されている。
Outside each of the
図2は、分割仕切り構造体およびその周辺の構成を示す部分上半縦断面図であり、図1のII部の詳細を示している。 FIG. 2 is a partial upper half vertical cross-sectional view showing the configuration of the divided partition structure and its surroundings, and shows details of a portion II in FIG.
軸受構造体30は、軸受31、軸受内側油切り32、および軸受外側油切り33を有する。軸受31は、回転部31a、転動体31b、および固定部31cを有する。軸受31の回転部31aは、ロータシャフト11に取り付けられている。また、固定部31cは、回転部31aの径方向外側に、転動体31bを挟んで配されて、軸受ブラケット45により支持されている。
The
転動体31bは、球形あるいはたる型などの形状の複数の要素であり、回転部31aと固定部31cとの間に配されて、回転部31aの回転にともなってそれぞれが回転する。なお、図2では、軸受31が、ころがり軸受の場合を例にとって示しているが、すべり軸受けの場合であってもよい。
The rolling
軸受内側油切り32は、環状であって、軸方向に軸受31の内側、すなわち、回転子鉄心12側に軸受31に隣接して、配されている。軸受内側油切り32は、ロータシャフト11の径方向外側に間隙を介してロータシャフト11と同軸となるように、固定ボルト45aにより軸受ブラケット45に固定されている。すなわち、軸受ブラケット45に周方向に互いに間隔をあけて複数の固定ボルト用穴45bが形成されており、軸受内側油切り32の対応する位置には、固定ボルト用ねじ穴32bが形成されている。固定ボルト45aは、この固定ボルト用ねじ穴32bと螺合して、軸受内側油切り32を軸受ブラケット45に結合させている。
The bearing
また、軸受外側油切り33は、軸受ブラケット45に取り付けられており、軸方向に軸受31に隣接して軸受31の外側、すなわち軸受内側油切り32の反対側に配されている。
The bearing
分割仕切り構造体50は、第1仕切り板51、第2仕切り板54および圧縮性部材53を有する。
The divided
第1仕切り板内側環状円板部51a(図3)は、ロータシャフト11の径方向外側に配され、径方向に拡がり、中央に同心の開口が形成された環状である。第1仕切り板51は、第1仕切り板留め具52により、軸受内側油切り32に取り付けられている。第1仕切り板留め具52は、たとえば、軸受内側油切り32に形成された第1仕切り板留め具用ねじ穴32aと螺合するボルトである。第1仕切り板51の径方向の最内部は、ロータシャフト11と、ギャップgを介して径方向に対向している。
The first partitioning plate inner
第2仕切り板54は、第1仕切り板内側環状円板部51aの軸方向外側すなわち軸受ブラケット45側に設けられ、第1仕切り板内側環状円板部51aよりも径の大きな環状である。
The
第2仕切り板54は、第2仕切り板留め具55により環状スペーサ55aを介して軸受ブラケット45に取り付けられている。環状スペーサ55aは、環状の板であり、第2仕切り板54と軸受ブラケット45とが、形状的に直接結合できない場合に用いるが、直接結合できる場合には不要である。第2仕切り板留め具55は、たとえば、軸受ブラケット45に形成されたねじ穴と螺合するボルトである。
The
圧縮性部材53は、環状であり、第1仕切り板51と第2仕切り板54の間に挟まれている。圧縮性部材53からみて、第1仕切り板51は軸方向内側すなわち回転子鉄心12側であり、第2仕切り板54は軸方向外側すなわち軸受ブラケット45側である。
The
図3は、第1仕切り板を示す上半縦断面図である。第1仕切り板51は、第1仕切り板内側環状円板部51a、第1仕切り板錐形部51c、第1仕切り板外側環状円板部51b、および第1仕切り板円筒部51dを有する。
FIG. 3 is an upper half longitudinal sectional view showing the first partition plate. The
第1仕切り板51は、第1仕切り板内側環状円板部51a、第1仕切り板錐形部51c、および第1仕切り板外側環状円板部51bが径方向外側に向かって順次接続された構成であり、第1仕切り板内側環状円板部51aの中央に形成された開口に第1仕切り板円筒部51dの端部が接続されている。また、第1仕切り板51は、径方向外側に拡がるとともに、軸方向に、軸受ブラケット45の方向に拡がっている。
The
第1仕切り板内側環状円板部51aは、ロータシャフト11の径方向外側に配され、径方向に拡がり、中央に同心の開口が形成された環状である。第1仕切り板内側環状円板部51aの外径は、軸受内側油切り32の径方向の外面の径よりも大きい。第1仕切り板内側環状円板部51aには、周方向に互いに間隔をおいて、第1仕切り板留め具52が貫通するための複数の留め具用穴51hが形成されている。
The first partitioning plate inner
第1仕切り板外側環状円板部51bは、第1仕切り板51の径方向外側部分にあたり、円板に同心の開口が形成された環状円板状であり、開口の径は、第1仕切り板内側環状円板部51aの径より大きい。
The first partition plate outer
第1仕切り板錐形部51cは、第1仕切り板内側環状円板部51aの円周部と第1仕切り板外側環状円板部51bの開口の縁とを、第1仕切り板内側環状円板部51aと第1仕切り板外側環状円板部51bが同心になるように接続する。
The first partition plate
第1仕切り板円筒部51dは、第1仕切り板内側環状円板部51aの開口の縁に接続された円筒状で、軸方向に第1仕切り板錐形部51cおよび第1仕切り板外側環状円板部51bと反対側に延びている。第1仕切り板円筒部51dの径方向内側は、ロータシャフト11が貫通する第1仕切り板貫通孔51fを形成する。ここで、第1仕切り板貫通孔51fとロータシャフト11の外表面間のギャップg(図2)は、たとえば数ミリメートル程度である。
The first partition plate
なお、第1仕切り板51は、第1仕切り板外側環状円板部51b、第1仕切り板錐形部51c、第1仕切り板内側環状円板部51a、および第1仕切り板円筒部51dのそれぞれを順次接合させて形成してもよいし、プレス加工等で一部あるいは全体を一体で形成してもよい。この場合、第1仕切り板外側環状円板部51bおよび第1仕切り板円筒部51dに対応する形状を維持する。
The
ここで、第1仕切り板51において、軸方向に、回転子鉄心12に対向する側を表側、軸受ブラケット45に対向する側を裏側と呼ぶこととする。回転子鉄心側空間41aと軸受側空間41bとの間のシール性能を確保するために、第1仕切り板内側環状円板部51aの裏側の表面が、軸受内側油切り32の軸方向の内側すなわち回転子鉄心12側の表面と密着するように、第1仕切り板留め具52により取り付けられる。なお、なお、シール性能を向上させるために、第1仕切り板内側環状円板部51aと軸受内側油切り32との間に、さらにガスケットなどのシール用の部材(図示せず)を設けてもよい。
Here, in the
図4は、第2仕切り板を示す上半縦断面図である。第2仕切り板54は、第2仕切り板内側環状円板部54a、第2仕切り板錐形部54c、および第2仕切り板外側環状円板部54bを有する。
FIG. 4 is an upper half longitudinal sectional view showing the second partition plate. The
第2仕切り板54は、第2仕切り板内側環状円板部54a、第2仕切り板錐形部54c、および第2仕切り板外側環状円板部54bが径方向外側に向かって順次接続された構成である。この結果、順次径方向外側に拡がっているとともに、軸方向には、軸受ブラケット45の方向に拡がっている。
The
第2仕切り板内側環状円板部54aは、円板に同心の第2仕切り板開口54fが形成された環状円板である。第2仕切り板内側環状円板部54aは、第1仕切り板外側環状円板部51bと、径方向に重複する部分を有するような寸法に形成されており、第2仕切り板開口54fの径は、軸受内側油切り32の径方向の外面の径よりも大きい。すなわち、軸受内側油切り32の径方向の外面の径に比べて、第2仕切り板開口54fの径が大きく、第1仕切り板内側環状円板部51aの外径が、さらに大きくなるように形成されている。
The second partition plate inner
第1仕切り板外側環状円板部51bと第2仕切り板内側環状円板部54aとの径方向の重複部分に圧縮性部材53が設けられるため、第1仕切り板外側環状円板部51bは、これに必要な外径を有する。
Since the
第2仕切り板外側環状円板部54bは、円板に同心の開口が形成された環状円板であり、開口の径は、第2仕切り板内側環状円板部54aの径より大きい。第2仕切り板外側環状円板部54bには、周方向に互いに間隔をおいて、第2仕切り板留め具55が貫通するための複数の留め具用穴54hが形成されている。
The second partition plate outer
第2仕切り板錐形部54cは、第2仕切り板内側環状円板部54aの円周部と第2仕切り板外側環状円板部54bの開口の縁とを、第2仕切り板内側環状円板部54aと第2仕切り板外側環状円板部54bが同心になるように接続する。
The second partition plate
なお、第2仕切り板54は、第2仕切り板内側環状円板部54a、第2仕切り板錐形部54c、および第2仕切り板外側環状円板部54bのそれぞれを順次接合させて形成してもよいし、プレス加工等で一部あるいは全体を一体で形成してもよい。
The
ここで、第2仕切り板54において、軸方向に、第2仕切り板内側環状円板部54aが設けられている側を表側、第2仕切り板外側環状円板部54bが設けられている側を裏側と呼ぶこととする。
Here, in the
なお、図2では、第2仕切り板外側環状円板部54bと軸受ブラケット45の内面との間に環状スペーサ55aを設けている場合を例にとって示しているが、条件によっては、環状スペーサ55aを設けなくともよい。
Although FIG. 2 shows an example in which an
すなわち、第2仕切り板外側環状円板部54bの裏側の面が、軸受ブラケット45の内面に平行となるように形成され軸受ブラケット45の内面と密着することにより、回転子鉄心側空間41aと軸受側空間41bとの間のシール機能を確保できる場合は、第2仕切り板54を直接に、第2仕切り板留め具55により軸受ブラケット45に取り付けてもよい。
That is, the back surface of the second partition plate outer
なお、第2仕切り板54のシール性能を向上させるために、第2仕切り板外側環状円板部54b、環状スペーサ55aおよび軸受ブラケット45の間のいずれかに、さらにガスケットなどのシール用の部材(図示せず)を設けてもよい。
In order to improve the sealing performance of the
圧縮性部材53は、前述のように、中央に同心で円形の開口が形成された環状の円板である、第1仕切り板外側環状円板部51bの裏側および第2仕切り板外側環状円板部54bの表側の両面にほぼ平行な平面を有する。圧縮性部材53は、第1仕切り板51と第2仕切り板54とに挟まれた径方向の位置で、第1仕切り板51または第2仕切り板54のいずれかに取り付けられている。
As described above, the
図2に示した例では、圧縮性部材53は、一方の面が第2仕切り板54の第2仕切り板内側環状円板部54aの表側の面に取り付けられている。回転電機100の組立て状態においては、圧縮性部材53は、第2仕切り板54の第2仕切り板内側環状円板部54aの表側の面と、第1仕切り板51の第1仕切り板外側環状円板部51bの裏側の面との間に配される。
In the example shown in FIG. 2, one surface of the
圧縮性部材53は、たとえば、スポンジゴム、ネオプレンゴムなど、均一の材料のものを環状に成形したものでよい。圧縮性部材53として、スポンジゴムやネオプレンゴムなど弾性材料を用いると、鋳造誤差、切削誤差、あるいは組立誤差などによる接合部の隙間の発生を防止することができるというメリットがある。
The
第1仕切り板外側環状円板部51bおよび第2仕切り板内側環状円板部54aは、それぞれ平面的に広がった形状であるが、互いに密着可能な形状であれば、例えば、部分的錘状であってもよい。
Each of the first partition plate outer
なお、圧縮性部材53を設けずに、第1仕切り板51または第2仕切り板54のいずれか、あるいは両者を、形状および材料を低剛性にすることにより、軸方向に可撓性があるように形成し、同様の効果を確保するようにしてもよい。
In addition, without providing the
図5は、第1の実施形態に係る回転電機の組み立て手順を示すフロー図である。 FIG. 5 is a flowchart showing an assembling procedure of the rotating electric machine according to the first embodiment.
まず、固定子20の組立てを行う(ステップS01)。具体的には、固定子鉄心21をフレーム40内に収納し、その後、固定子鉄心21に形成されたスロット内に固定子巻線22の導体の収納、固定子鉄心21の軸方向外側の導体の引き回し、結線等を行う。
First, the
次に、回転子鉄心12をロータシャフト11に取付けた状態で、固定子20内に挿入する(ステップS02)。具体的には、ロータシャフト11に取付けた回転子鉄心12に、導体バー13を取り付け、さらに導体バー13には短絡環14を取り付けた上で、固定子鉄心21の中央部分に軸方向に沿って挿入する。
Next, with the
これ以降、回転子鉄心12の軸方向の両側について、それぞれ以下の手順で進める。
Thereafter, the following procedure is performed on both sides of the
ステップS01およびステップS02に並行して、第1仕切り板51を軸受内側油切り32に取付ける(ステップS03)。具体的には、第1仕切り板51の第1仕切り板内側環状円板部51aに形成された留め具用穴51hを貫通して、第1仕切り板留め具52であるたとえばボルトを軸受内側油切り32に形成されたねじ穴と螺号させて締め付ける。
In parallel with Step S01 and Step S02, the
ステップS03は、後述のステップS04の前であれば、ステップS01およびステップS02より前でも後でもよい。 Step S03 may be before or after steps S01 and S02 as long as it is before step S04 described later.
次に、第1仕切り板51が取り付けられた軸受内側油切り32を、ロータシャフト11上の所定の位置に設置する(ステップS04)。具体的には、軸受内側油切り32をロータシャフト11の端部からロータシャフト11に嵌めこみ、軸方向に沿って所定に位置まで移動させ、仮置きする。
Next, the bearing
次に、軸受31をロータシャフト11に取り付ける(ステップS05)。具体的には、軸受31および軸受外側油切り33をロータシャフト11の端部からロータシャフト11に嵌めこみ、軸方向に沿って所定に位置まで移動させ、固定する。ここで、ロータシャフト11には、軸受31の回転部31aが接続され、軸受31の固定部31cおよび軸受外側油切り33は、ロータシャフト11と回転を共にしない。
Next, the
ステップS01ないしステップS05に並行して、第2仕切り板54を軸受ブラケット45に取付ける(ステップS06)。具体的には、第2仕切り板54の第2仕切り板外側環状円板部54bに形成された留め具用穴54hを貫通し、環状スペーサ55aを介して、第2仕切り板留め具55であるたとえばボルトを、軸受ブラケット45に形成されたねじ穴と螺号させて締め付ける。
In parallel with steps S01 to S05, the
ステップS06は、後述のステップS07の前であれば、ステップS01ないしステップS05との前後関係を問わず、いつでもよい。 Step S06 may be performed at any time before step S07 described below, regardless of the order of steps S01 to S05.
次に、軸受ブラケット45をフレーム40に取り付ける(ステップS07)。この際、軸受ブラケット45に取り付けられた第2仕切り板54は、その中央に形成された第2仕切り板開口54fの内径が、すでにロータシャフト11上に設置されている軸受内側油切り32の外径よりも大きいため、第2仕切り板54が取り付けられた軸受ブラケット45は、軸受内側油切り32と干渉することなく、フレーム40との接続位置まで挿入することができる。
Next, the bearing
この結果、第2仕切り板54が第1仕切り板51の近傍の所定の位置まで移動し、圧縮性部材53を圧縮状態にすることができる。また、すでにステップS05においてロータシャフト11上に取り付けられていた軸受31の固定部31cおよび軸受外側油切り33を、軸受ブラケット45が固定して支持する状態となる。
As a result, the
次に、軸受内側油切り32を、固定ボルト45aにて、軸受ブラケット45に固定する(ステップS08)。軸受内側油切り32は、ステップS04において所定の位置に仮置きされていたものである。いま、軸受ブラケット45が所定の位置に設置されたことにより、固定ボルト用ねじ穴32bが、固定ボルト用穴45bに近接する。この結果、固定ボルト用穴45bを介して、固定ボルト45aを固定ボルト用ねじ穴32bに挿入して螺号させることができる。なお、軸受内側油切り32の内面とロータシャフト11の外表面との間にクリアランスが存在するために、固定ボルト用ねじ穴32bと固定ボルト用穴45bとが径方向に位置ずれする場合には、固定ボルト用穴45bおよび固定ボルト用ねじ穴32bが周方向に複数あることを利用して、固定ボルト45aより細径の調整用のボルトを使用して、順次、より大きな径の調整用のボルトを使用する等の手段により、軸受内側油切り32をロータシャフト11と同軸にするための芯合わせを実施することができる。
Next, the bearing
以上のように、本実施形態に係る分割仕切り構造体50においては、回転子鉄心側空間41aと軸受側空間41bとの間を隔離する構造体を、第1仕切り板51と第2仕切り板54とに分割することにより、回転電機の組立て性を損なうことなく、分割仕切り構造体50の径方向内側と、ロータシャフト11外表面間のギャップgを小さくすることができる。
As described above, in the divided
また、第1仕切り板51は軸受内側油切り32と、また、第2仕切り板54は軸受ブラケット45と、それぞれシール機能を有しながら結合し、第1仕切り板51と第2仕切り板54は圧縮性部材53を介してシール性能を確保している。このため、閉空間41内において、回転子鉄心側空間41aと軸受側空間41bとは、第1仕切り板円筒部51dの内面とロータシャフト11の外表面間の環状の空間を介してのみ連通している。また、このアニュラス状の空間の幅はギャップgと十分に狭くなっている。
Further, the
閉空間41内において、回転子鉄心側空間41a内と軸受側空間41b内の圧力は、それぞれの領域における発熱による冷却用気体の温度上昇とそれぞれの空間の体積により決まるが、圧力差はほとんどなく、定常的な流れが生ずるものではない。回転子鉄心側空間41a内の冷却用気体と軸受側空間41b内の冷却用気体は、互いに拡散により入れ替わる程度であると考えられる。
In the
したがって、回転子鉄心側空間41a内の冷却用気体が軸受側空間41b内の冷却用気体より温度が高いとしても、回転子鉄心側空間41a内の冷却用気体が軸受側空間41b内に流入して、軸受側空間41b内の温度が上昇することは抑制される。
Therefore, even if the cooling gas in the rotor
また、回転子鉄心12および固定子20側から軸受構造体30側への輻射も分割仕切り構造体50で阻止される。この結果、回転子鉄心12および固定子20側から軸受構造体30側への熱移動を抑制することにより、軸受の加熱を抑制することができる。
Further, the radiation from the
[第2の実施形態]
図6は、第2の実施形態に係る回転電機の分割仕切り構造体およびその周辺の構成を示す部分縦断面図である。
[Second embodiment]
FIG. 6 is a partial vertical cross-sectional view illustrating a configuration of a divided partition structure of a rotary electric machine according to a second embodiment and the periphery thereof.
本第2の実施形態は、第1の実施形態の変形である。本第2の実施形態においては、第1仕切り板51は、その表側の表面に配された断熱部材56aを有し、第2仕切り板54は、その表側の表面に配された断熱部材56bを有している。その他の点では、第1の実施形態と同様である。
The second embodiment is a modification of the first embodiment. In the second embodiment, the
このように構成された本第2の実施形態においては、回転子鉄心側空間41aと軸受側空間41bとの間に介在する分割仕切り構造体50の表面が断熱部材に覆われていることにより、回転子鉄心側空間41aから軸受側空間41bへの熱伝達が抑制される。この結果、回転子鉄心12および固定子20側から軸受構造体30側への熱移動をさらに抑制することができる。
In the second embodiment configured as described above, the surface of the divided
[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。たとえば、実施形態では、両側の軸受構造体30側のいずれにも分割仕切り構造体を設ける場合を例にとって示したが、これに限定されない。軸受温度の冷却をより必要とする軸受構造体30の側にのみ分割仕切り構造体を設けることでもよい。
[Other Embodiments]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. For example, in the embodiment, the case where the divided partition structure is provided on each of the bearing
また、実施形態では、すなわちロータシャフト11が水平に延びている水平型の回転電機の場合を例にとって示したが、これに限定されず、立形の回転電機に用いてもよい。
Further, in the embodiment, the horizontal rotary electric machine in which the
さらに、実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Furthermore, the embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. The embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10…回転子、11…ロータシャフト、12…回転子鉄心、13…導体バー、14…短絡環、18…ギャップ、20…固定子、21…固定子鉄心、22…固定子巻線、30…軸受構造体、31…軸受、31a…回転部、31b…転動体、31c…固定部、32…軸受内側油切り、32a…第1仕切り板留め具用ねじ穴、32b…固定ボルト用ねじ穴、33…軸受外側油切り、40…フレーム、41…閉空間、41a…回転子鉄心側空間、41b…軸受側空間、45…軸受ブラケット、45a…固定ボルト、45b…固定ボルト用穴、50…分割仕切り構造体、51…第1仕切り板、51a…第1仕切り板内側環状円板部、51b…第1仕切り板外側環状円板部、51c…第1仕切り板錐形部、51d…第1仕切り板円筒部、51f…第1仕切り板貫通孔、51h…留め具用穴、52…第1仕切り板留め具、53…圧縮性部材、54…第2仕切り板、54a…第2仕切り板内側環状円板部、54b…第2仕切り板外側環状円板部、54c…第2仕切り板錐形部、54f…第2仕切り板開口、54h…留め具用穴、55…第2仕切り板留め具、55a…環状スペーサ、56a…断熱部材、56b…断熱部材、100…回転電機
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記回転子鉄心の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子の径方向の外側に配されて前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームと、
前記回転子鉄心を挟んで前記ロータシャフトの軸方向の両側で前記ロータシャフトを支持し、軸受と、前記軸受に隣接して前記軸受より前記回転子鉄心側に配された環状の軸受内側油切りとを具備する2つの軸受構造体と、
前記フレームの両端に取り付けられて前記2つの軸受構造体を支持する2つの軸受ブラケットと、
前記2つの軸受構造体の少なくとも一方と、前記固定子との間の空間を軸方向に分割する少なくとも一つの分割仕切り構造体と、
を備え、
前記分割仕切り構造体は、
前記軸受内側油切りに取り付けられて、径方向に拡がっており、径方向内側は前記ロータシャフトが貫通する貫通孔が形成され、径方向外側部分は環状に形成された第1仕切り板と、
前記軸受ブラケットに取り付けられて径方向に拡がっており、径方向内側には円形の開口が形成された第2仕切り板と、
前記第1仕切り板と前記第2仕切り板とに挟まれた位置で、前記第1仕切り板または前記第2仕切り板のいずれかに取り付けられた円環状の圧縮性部材と、
を具備し、
前記第2仕切り板の前記開口の径は前記軸受内側油切りの外径よりも大きく、かつ、前記第1仕切り板の外径よりは小さく形成されている、
ことを特徴とする回転電機。 A rotor having a rotor shaft extending in the axial direction and rotatably supported, and a rotor core mounted radially outside the rotor shaft,
A cylindrical stator core provided radially outside of the rotor core, and a stator having a stator winding penetrating the stator core in the axial direction;
A frame that is disposed radially outside of the stator and houses the rotor core and the stator,
The rotor shaft is supported on both sides of the rotor shaft in the axial direction with the rotor core interposed therebetween, and a bearing and an annular bearing inner oil drain disposed adjacent to the bearing and closer to the rotor core than the bearing. Two bearing structures comprising:
Two bearing brackets mounted on opposite ends of the frame to support the two bearing structures;
At least one of the two bearing structures, and at least one divided partition structure that divides a space between the stator in the axial direction;
With
The divided partition structure,
A first partition plate attached to the bearing inner oil drain and expanding in the radial direction, a radially inner side is formed with a through hole through which the rotor shaft penetrates, and a radially outer portion is formed in a ring shape,
A second partition plate attached to the bearing bracket and extending radially, and having a circular opening formed radially inward;
An annular compressible member attached to either the first partition plate or the second partition plate at a position sandwiched between the first partition plate and the second partition plate;
With
The diameter of the opening of the second partition plate is formed larger than the outer diameter of the bearing inner oil drain and smaller than the outer diameter of the first partition plate.
A rotating electric machine characterized by the above-mentioned.
前記回転子鉄心の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子の径方向の外側に配されて前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームと、
前記回転子鉄心を挟んで前記ロータシャフトの軸方向の両側で前記ロータシャフトを支持し、軸受と、前記軸受に隣接して前記軸受より前記回転子鉄心側に配された環状の軸受内側油切りとを具備する2つの軸受構造体と、
前記フレームの両端に取り付けられて前記2つの軸受構造体を支持する2つの軸受ブラケットと、
前記2つの軸受構造体の少なくとも一方と、前記固定子との間の空間を軸方向に分割する少なくとも一つの分割仕切り構造体と、
を備え、
前記分割仕切り構造体は、
前記軸受内側油切りに取り付けられて、径方向に拡がっており、径方向内側は前記ロータシャフトが貫通する貫通孔が形成され、径方向外側部分は環状に形成された第1仕切り板と、
前記軸受ブラケットに取り付けられて径方向に拡がっており、径方向内側には円形の開口が形成された第2仕切り板と、
を具備し、
前記第2仕切り板の前記開口の径は前記軸受内側油切りの外径よりも大きく、かつ、前記第1仕切り板の外径よりは小さく形成され、
前記第1仕切り板と前記第2仕切り板は、互いに対向する部分同士が密着するように形成され、かつ、前記第1仕切り板と前記第2仕切り板の少なくとも一方は軸方向に可撓性を有する、
ことを特徴とする回転電機。 A rotor having a rotor shaft extending in the axial direction and rotatably supported, and a rotor core mounted radially outside the rotor shaft,
A cylindrical stator core provided radially outside of the rotor core, and a stator having a stator winding penetrating the stator core in the axial direction;
A frame that is disposed radially outside of the stator and houses the rotor core and the stator,
The rotor shaft is supported on both sides of the rotor shaft in the axial direction with the rotor core interposed therebetween, and a bearing and an annular bearing inner oil drain disposed adjacent to the bearing and closer to the rotor core than the bearing. Two bearing structures comprising:
Two bearing brackets mounted on opposite ends of the frame to support the two bearing structures;
At least one of the two bearing structures, and at least one divided partition structure that divides a space between the stator in the axial direction;
With
The divided partition structure,
A first partition plate attached to the bearing inner oil drain and expanding in the radial direction, a radially inner side is formed with a through hole through which the rotor shaft penetrates, and a radially outer portion is formed in a ring shape ,
A second partition plate attached to the bearing bracket and extending radially, and having a circular opening formed radially inward ;
With
The diameter of the opening of the second partition plate is formed larger than the outer diameter of the bearing inner oil drain and smaller than the outer diameter of the first partition plate,
The first partition plate and the second partition plate are formed such that opposing portions are in close contact with each other, and at least one of the first partition plate and the second partition plate has flexibility in the axial direction. Have,
A rotating electric machine characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機。 The divided partition structure has a heat insulating member disposed on the surface thereof,
The rotating electric machine according to claim 1 or 2 , wherein:
前記軸受内側油切りに取り付けられて、径方向に拡がっており、径方向内側は前記ロータシャフトが貫通する貫通孔が形成され、径方向外側部分は環状に形成された第1仕切り板と、
前記軸受ブラケットに取り付けられて径方向に拡がっており、径方向内側には円形の開口が形成された第2仕切り板と、
前記第1仕切り板と前記第2仕切り板とに挟まれた位置で、前記第1仕切り板または前記第2仕切り板のいずれかに取り付けられた円環状の圧縮性部材と、
を具備し、
前記第2仕切り板の前記開口の径は前記軸受内側油切りの外径よりも大きく、かつ、前記第1仕切り板の外径よりは小さく形成されている、
ことを特徴とする分割仕切り構造体。 A rotor having a rotor shaft and a rotor core, a stator having a stator core and a stator winding, a frame, supporting the rotor shaft, and a bearing; adjacent to the bearing; The two bearing structures of a rotary electric machine including: two bearing structures including an annular bearing inner oil drain disposed on the rotor core side; and two bearing brackets that support the two bearing structures. A partition structure that axially divides a space between at least one of the body and the stator,
A first partition plate attached to the bearing inner oil drain and expanding in the radial direction, a radially inner side is formed with a through hole through which the rotor shaft penetrates, and a radially outer portion is formed in a ring shape,
A second partition plate attached to the bearing bracket and extending radially, and having a circular opening formed radially inward;
An annular compressible member attached to either the first partition plate or the second partition plate at a position sandwiched between the first partition plate and the second partition plate;
With
The diameter of the opening of the second partition plate is formed larger than the outer diameter of the bearing inner oil drain and smaller than the outer diameter of the first partition plate.
Split partition structure characterized in that.
前記軸受内側油切りに取り付けられて、径方向に拡がっており、径方向内側は前記ロータシャフトが貫通する貫通孔が形成され、径方向外側部分は環状に形成された第1仕切り板と、
前記軸受ブラケットに取り付けられて径方向に拡がっており、径方向内側には円形の開口が形成された第2仕切り板と、
を具備し、
前記第2仕切り板の前記開口の径は前記軸受内側油切りの外径よりも大きく、かつ、前記第1仕切り板の外径よりは小さく形成され、
前記第1仕切り板と前記第2仕切り板は、互いに対向する部分同士が密着するように形成され、かつ、前記第1仕切り板と前記第2仕切り板の少なくとも一方は軸方向に可撓性を有する、
ことを特徴とする分割仕切り構造体。 A rotor having a rotor shaft and a rotor core, a stator having a stator core and a stator winding, a frame, supporting the rotor shaft, and a bearing; adjacent to the bearing; The two bearing structures of a rotary electric machine including: two bearing structures including an annular bearing inner oil drain disposed on the rotor core side; and two bearing brackets that support the two bearing structures. A partition structure that axially divides a space between at least one of the body and the stator,
A first partition plate attached to the bearing inner oil drain and expanding in the radial direction, a radially inner side is formed with a through hole through which the rotor shaft penetrates, and a radially outer portion is formed in a ring shape,
A second partition plate attached to the bearing bracket and extending radially, and having a circular opening formed radially inward;
With
The diameter of the opening of the second partition plate is formed larger than the outer diameter of the bearing inner oil drain and smaller than the outer diameter of the first partition plate ,
The first partition plate and the second partition plate are formed such that opposing portions are in close contact with each other, and at least one of the first partition plate and the second partition plate has flexibility in the axial direction. Have,
A divided partition structure characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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