JP6764395B2 - ブラシレス回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、ブラシレス回転電機に関する。

同期回転電機においては、通常、固定子側に電機子巻線を設け回転子側に界磁巻線を設けている。回転子に設けられた界磁巻線への直流電力は、通常、静止側に設けられた整流器からブラシを介して供給される。このブラシはメンテナンスおよび交換が必要であることから、ブラシを不要とするために、励磁装置の整流器等を、回転子とともに回転する方式とすることによってブラシレス化を図る技術が知られている。

特許第５６０５７７７号公報 特開平８−２５１８７１号公報

回転整流器および励磁装置の回転部分は、通常、回転子のロータシャフトを延長し、この延長部分に設けられる。また、通常、励磁装置の静止部分も、回転整流器の近傍に設けられる。

回転電機の回転子および固定子の冷却のために、冷却用気体が回転電機の機内の循環流路を循環している。励磁装置の整流器等の発熱に対する冷却のために、回転電機の機内の循環流路から分岐してこの冷却用気体の一部が用いられるように、分岐した流路が形成されている（特許文献１、２）。

したがって、回転電機の回転子および固定子の冷却機能を損なわずに、励磁装置の整流器等の発熱に対する冷却を行う必要がある。このため、励磁装置の整流器等の発熱に対する効率のよい冷却が求められている。

そこで、本発明は、回転整流器を有するブラシレス回転電機において、励磁装置の冷却性能の向上を図ることを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明に係るブラシレス回転電機は、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、前記ロータシャフトとともに回転する回転整流器と、前記ロータシャフトに取り付けられた励磁機回転部と、前記励磁機回転部の径方向の外側に設けられた励磁機固定部と、を有する励磁装置と、前記回転子鉄心および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軸方向の両側で前記ロータシャフトを支持する結合側軸受および反結合側軸受と、前記結合側軸受および反結合側軸受をそれぞれ固定支持し前記フレームのそれぞれの端部に取り付けられた結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットと、前記結合側軸受と前記反結合側軸受とに挟まれて前記ロータシャフトに取り付けられた少なくとも一つの内扇と、前記フレーム内の前記固定子および前記回転子鉄心を冷却する冷却用気体を冷却する冷却管と、前記冷却管を内包し前記フレームに取り付けられて前記フレームとともに閉空間を構成し冷却器入口開口および冷却器出口開口とによって前記フレームと連通する冷却器カバーとを有する冷却器と、前記励磁装置を内包し、前記閉空間の一部を形成する励磁装置カバーと、前記励磁装置カバーと前記冷却器カバーとを接続する分岐管と、前記励磁装置カバーと前記フレームとを接続する戻り管と、を備え、前記分岐管と前記戻り管とは、軸方向に垂直な平面に投影した場合に、前記戻り管内の流れ方向の前記分岐管内の流れ方向に対する角度変化が、９０度以下の所定の角度以内であるように配されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、回転整流器を有するブラシレス回転電機において、励磁装置の冷却性能の向上を図ることができる。

第１の実施形態に係るブラシレス回転電機の構成を示す立断面図である。 第１の実施形態に係るブラシレス回転電機の励磁装置周りの構成を示す部分立断面図である。 第１の実施形態に係るブラシレス回転電機の構成を示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視横断面図である。 第２の実施形態に係るブラシレス回転電機の励磁装置周りの構成を示す部分立断面図である。 第２の実施形態に係るブラシレス回転電機の励磁装置周りの構成の効果を説明するための斜視図である。 比較対象としての、従来のブラシレス回転電機の構成の例を示す立断面図である。

上述の目的を達成するため、本発明に係る全閉外扇形回転電機は、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、前記ロータシャフトとともに回転する回転整流器と、前記ロータシャフトに取り付けられた励磁機回転部と、前記励磁機回転部の径方向の外側に設けられた励磁機固定部と、を有する励磁装置と、前記回転子鉄心および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軸方向の両側で前記ロータシャフトを支持する結合側軸受および反結合側軸受と、前記結合側軸受および反結合側軸受をそれぞれ固定支持し前記フレームのそれぞれの端部に取り付けられた結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットと、前記結合側軸受と前記反結合側軸受とに挟まれて前記ロータシャフトに取り付けられた少なくとも一つの内扇と、前記フレーム内の前記固定子および前記回転子鉄心を冷却する冷却用気体を冷却する冷却管と、前記冷却管を内包し前記フレームの上部に取り付けられて前記フレームとともに閉空間を構成し冷却器入口開口および冷却器出口開口とによって前記フレームと連通する冷却器カバーとを有する冷却器と、前記励磁装置を内包し、前記閉空間の一部を形成する励磁装置カバーと、前記励磁装置カバーと前記冷却器カバーとを接続する分岐管と、前記励磁装置カバーと前記フレームとを接続する戻り管と、を備え、前記分岐管と前記戻り管とは、軸方向に垂直な平面に投影した場合に、前記戻り管内の流れ方向の前記分岐管内の流れ方向に対する角度変化が、９０度以下の所定の角度以内であるように配されており、前記励磁装置カバー内には、前記冷却用気体の流れをガイドする励磁機入口ガイドおよび整流器出口ガイドが設けられ、前記戻り管の入口には、前記冷却用気体の流れをガイドする戻り管入口ガイドが設けられている、ことを特徴とする。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係るブラシレス回転電機の構成を示す立断面図である。ブラシレス回転電機１００は、回転子１０、固定子２０、励磁装置５０、および冷却器７０を有する。

回転子１０は、軸方向に延びたロータシャフト１１と、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と、回転子鉄心１２を軸方向に貫通する回転子巻線１３とを有する。

ロータシャフト１１の軸方向外側の一端には、結合部１１ａが形成され、ブラシレス回転電機１００が電動機の場合は駆動対象と、またブラシレス回転電機１００が発電機の場合は原動機と、結合部１１ａにおいて結合する。以下、結合部１１ａ側の方向を結合側、その反対方向を反結合側と呼ぶこととする。ロータシャフト１１は、軸方向に回転子鉄心１２を挟んだ両側で、それぞれ、反結合側軸受３０ａおよび結合側軸受３０ｂにより回転可能に支持されている。

固定子２０は、回転子鉄心１２の径方向外側に、ギャップ１８を介して配された円筒形状の固定子鉄心２１と、固定子鉄心２１の径方向内側の表面に周方向に間隔をおいて形成されて軸方向に貫通する複数のスロット（図示せず）内を貫通する固定子巻線２２とを有する。

回転子鉄心１２および固定子２０は、固定子２０の径方向外側に配されたフレーム４０内に収納されている。フレーム４０の両側の端部には、それぞれ、反結合側軸受ブラケット４５ａおよび結合側軸受ブラケット４５ｂが取り付けられている。反結合側軸受ブラケット４５ａおよび結合側軸受ブラケット４５ｂは、それぞれ、反結合側軸受３０ａおよび結合側軸受３０ｂを静止支持している。

フレーム４０の上部には、冷却器７０が設けられている。冷却器７０は、反結合側冷却管７１ａ、結合側冷却管７１ｂ、およびこれらを収納する冷却器カバー７２を有する。反結合側冷却管７１ａおよび結合側冷却管７１ｂのそれぞれにおいては、たとえば冷却水などの冷却媒体が管内を流れ、管外を流れる冷却用気体を冷却する。反結合側冷却管７１ａおよび結合側冷却管７１ｂのそれぞれは、たとえば、曲り部を有する１本の配管が複数回にわたり冷却器カバー７２内を貫通することでもよい。あるいは、複数の配管で構成されていることでもよい。

なお、図１では、軸方向に互いに間隔をもって配された反結合側冷却管７１ａおよび結合側冷却管７１ｂの２組の冷却管が設けられている場合を例にとって示しているが、２組に限定されず、たとえば、軸方向にこれらの中央の位置に１組が設けられている場合であってもよい。

ロータシャフト１１には、軸方向に反結合側軸受３０ａと回転子鉄心１２の間の部分に反結合側内扇１５ａが取り付けられている。また、軸方向に結合側軸受３０ｂと回転子鉄心１２の間の部分に結合側内扇１５ｂが取り付けられている。反結合側内扇１５ａ、結合側内扇１５ｂのそれぞれの径方向外側には、仕切り板１６が設けられている。仕切り板１６は、径方向外側に向かって、フレーム４０の内面まで拡がっている。反結合側内扇１５ａ、結合側内扇１５ｂは、それぞれの軸方向の外側、すなわち反結合側軸受３０ａ、結合側軸受３０ｂ側の冷却用気体を吸い込み、回転子鉄心１２および固定子２０側に押し出す。

冷却器カバー７２内の空間と、フレーム４０内の空間とは、フレーム４０の上部に形成された冷却器入口開口４３および２つの冷却器出口開口４４ａ、４４ｂを介して連通している。軸方向には、冷却器入口開口４３は固定子２０の上方に、冷却器出口開口４４ａ、４４ｂは、それぞれ反結合側内扇１５ａ、結合側内扇１５ｂの上方に形成されている。

励磁装置５０は、回転整流器５１、励磁機回転部５２および励磁機固定部５３を有する。ロータシャフト１１は、反結合側軸受３０ａの軸方向外側に延びており、この部分に、回転整流器５１および励磁機回転部５２が取り付けられ、ロータシャフト１１とともに回転する。励磁機固定部５３は、励磁機回転部５２の径方向外側に、励磁機回転部５２に対向するように静止固定されている。

励磁装置５０を収納するように、回転軸と同軸に配された円筒状の励磁装置カバー６１が設けられている。励磁装置カバー６１内の空間と冷却器カバー７２内の空間とは、分岐管６２を介して連通している。また、励磁装置カバー６１内の空間とフレーム４０内の空間とは、戻り管６３を介して連通している。なお、励磁装置カバー６１の断面は円形には限らず、たとえば、矩形でもよい。

フレーム４０、反結合側軸受ブラケット４５ａ、結合側軸受ブラケット４５ｂ、冷却器カバー７２、および励磁装置カバー６１は、互いに相俟って閉空間４０ａを形成している。閉空間４０ａ内には、冷却用気体が封入されており、反結合側内扇１５ａおよび結合側内扇１５ｂによって、閉空間４０ａ内を循環する。閉空間４０ａ内の冷却用気体の流れ方向を、破線の矢印で示している。

図２は、第１の実施形態に係るブラシレス回転電機の励磁装置周りの構成を示す部分立断面図である。また、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視横断面図である。

ロータシャフト１１に取り付けられている励磁機回転部５２の径方向外側に、ギャップ５５を介して配された励磁機固定部５３は複数の固定部要素５３ａを有する。ぞれぞれの固定部要素５３ａは径方向外側に延びており、周方向に互いに間隔をあけて配されている。この結果、励磁機固定部５３の互いに隣接する固定部要素５３ａ間には、冷却用気体が通過可能な流路５４が形成され、これらが周方向に並んでいる。この流路５４は、ロータシャフト１１が回転状態にあっても、静止している。

分岐管６２は、冷却器カバー７２と接続する分岐管第１端部６２ａから、Ｘ方向に延びるとともに、図２に示すように、径方向内側に向かってマイナスＺ方向に延びて、励磁装置カバー６１と接続する分岐管第２端部６２ｂに至っている。

戻り管６３は、励磁装置カバー６１と接続する戻り管第１端部６３ａから、マイナスＸ方向に延びるとともに、図２に示すように、径方向外側に向かってマイナスＺ方向に延びて、フレーム４０と接続する戻り管第２端部６３ｂに至っている。

このように、分岐管６２および戻り管６３は、ブラシレス回転電機１００を軸方向に見て、すなわち、軸に垂直な平面に投影したときに、軸中心を通る線上で、互いに、軸を中心に反対側に配されている。

ここで、分岐管６２および戻り管６３が軸を中心に反対側に配されていることから、Ｚ方向について、破線矢印Ａ１で示す分岐管６２内の流れの方向と、破線矢印Ａ２で示す戻り管６３内の流れの方向は、同じ方向（マイナスＺ方向）となっている。すなわち、分岐管６２内の流れの方向と戻り管６３内の流れの方向とがなす角度θは、ゼロである。

なお、戻り管６３内の流れの方向と、分岐管６２内の流れの方向は、できるだけ同じ方向、すなわちθはゼロであることが好ましいが、後述するように、必ずしも、完全に方向が一致している必要はなく、θは所定の角度領域内であればよい。

励磁装置カバー６１内には、冷却用気体の流れをスムーズにして、圧力損失を低減させるため、冷却用気体の流れをガイドする励磁機入口ガイド６５および整流器出口ガイド６６が設けられている。さらに、励磁装置カバー６１内から戻り管６３への流れをスムーズにするために、冷却用気体の流れをガイドする戻り管入口ガイド６７が設けられている。

以上のように構成された本実施形態に係るブラシレス回転電機１００の作用について、以下に説明する。

たとえば、ブラシレス回転電機１００が発電機である場合、以下のように作用する。すなわち、励磁機固定部５３には図示しない電源から直流電力が供給される。この結果、励磁機固定部５３は電磁石となる。なお、励磁機固定部５３は、コイルによる電磁石には限定されない。たとえば、ブラシレス回転電機１００の界磁電流すなわち回転子１０のコイルに流れる電流の制御が不要な場合にあっては、永久磁石であってもよい。

励磁機固定部５３による直流の界磁の内側で、励磁機回転部５２が回転軸周りに回転すると、励磁機回転部５２の励磁機回転部巻線（図示せず）には、交流の誘導起電力が発生する。励磁機回転部巻線に発生する交流電力は、回転整流器５１によって直流電力に変換され、同じく回転軸周りを回転する回転子鉄心１２に設けられた回転子巻線（界磁巻線）１３に供給される。この界磁によって、固定子巻線２２すなわち電機子巻線に誘導起電力が発生する。

外部と接続されている固定子巻線２２に負荷への電流が流れる状態では、励磁装置５０にも電力が供給され、特に回転整流器５１等において熱が発生する。

ロータシャフト１１の回転に伴い、回転子鉄心１２の軸方向の両側に設けられた反結合側内扇１５ａおよび結合側内扇１５ｂが回転し、フレーム４０内の冷却用気体を回転子鉄心１２の軸方向の両外側から回転子鉄心１２側に駆動する。回転子鉄心１２側に向けて駆動された冷却用気体は、回転子鉄心１２と固定子鉄心２１間のギャップ１８に流入する。回転子鉄心１２に流路が形成されている場合には回転子鉄心１２にも、冷却用気体が流入する。冷却用気体は、さらに、ギャップ１８から、固定子鉄心２１に形成された径方向の流路（図示せず）に流入し、固定子２０を冷却しながら径方向外側に向かって流れ、固定子鉄心２１から流出する。

固定子鉄心２１から流出した冷却用気体は、冷却器入口開口４３から冷却器７０に流入する。冷却器７０に流入した冷却用気体は、冷却器７０の冷却器カバー７２内を上昇した後、結合側に向かう流れと反結合側に向かう流れとに分かれる。

結合側に流れた冷却用気体は、結合側冷却管７１ｂ内の冷却媒体により冷却されながら、結合側冷却管７１ｂの外側を流れる。結合側冷却管７１ｂ内の冷却媒体により冷却された冷却用気体は、冷却器出口開口４４ｂを経由して、冷却器７０からフレーム４０内に流入し、再び、結合側内扇１５ｂにより駆動される。

反結合側に流れた冷却用気体は、反結合側冷却管７１ａ内の冷却媒体により冷却されながら、反結合側冷却管７１ａの外側を流れる。反結合側冷却管７１ａ内の冷却媒体により冷却された冷却用気体は、冷却器出口開口４４ａを経由して、冷却器７０からフレーム４０内に流入し、再び、反結合側内扇１５ａにより駆動される。

反結合側冷却管７１ａの外側空間から流出した冷却用気体の一部は、冷却器出口開口４４ａ方向に流れずに分岐管６２側に流れる。分岐管６２を流れた冷却用気体は、励磁装置カバー６１内に流入する。励磁装置カバー６１内に流入した冷却用気体は、励磁機入口ガイド６５にガイドされて、ギャップ５５および流路５４を通過し、回転整流器５１側に流入する。回転整流器５１側に流入した冷却用気体は、回転整流器５１を冷却した後に、整流器出口ガイド６６および戻り管入口ガイド６７にガイドされて、戻り管６３内に流入する。戻り管６３内に流入した冷却用気体は、フレーム４０内に流入し、反結合側内扇１５ａにより再び駆動される。

図６は、比較対象としての、従来のブラシレス回転電機の構成の例を示す立断面図である。

従来例においては、励磁装置カバー６１とフレーム４０とを接続する戻り管６４の取り付け方向が、本実施形態とは異なる。すなわち、従来例においては、冷却器カバー７２から励磁装置カバー６１に至る分岐管６２は、径方向内側に向かってマイナスＺ方向に延びている。また、励磁装置カバー６１からフレーム４０に至る戻り管６４は、径方向外側に向かって、プラスＺ方向に向かっている。

すなわち、従来例においては、分岐管６２内の流れ方向と、戻り管６４内の流れ方向は、Ｚ方向について逆方向、すなわち、θは１８０度となっている。これは、本実施形態において、分岐管６２内の流れ方向と戻り管６４内の流れ方向とが同じマイナスＺ方向、すなわちθがゼロであるのとは逆である。いま、θを制限する条件の角度を、所定の角度θｈとすると、逆方向にならないためには、所定の角度θｈは少なくとも９０度以下である必要がある。

いま、同一方向の流れが、その方向をθだけ変えた場合、それまでの方向成分の割合は、ｃｏｓθ程度である。たとえば、５０％が維持されるθの範囲は、ｃｏｓθｈ＝０．５から所定の角度θｈは６０度であり、また、約７０％が維持される所定の角度θｈは４５度である。したがって、Ｚ方向の角度変化θの所定の角度θｈの領域として、たとえば、４５度以下であれば、７０％以上の速度成分が維持され、曲りによる損失は、それほど大きいものではない。ただし、Ｙ方向の正方向へのずれ角度、負方向へのずれ角度をいずれも正の角度変化と扱っている。

なお、戻り管６３内の流れ方向の分岐管６２内の流れ方向に対するＺ方向の角度変化θとは、言い換えれば、ブラシレス回転電機１００を軸方向に見て軸に垂直な平面に投影した場合の角度変化である。

このように、本実施形態においては、分岐管６２内に対して戻り管６３のＺ方向の角度変化を、たとえば、所定の角度θｈを６０度以下の角度とすることによって、方向が反転する従来例に比べて、冷却用気体の圧力損失を小さくすることができる。

さらに、従来例においては、戻り管６４を経由して戻る冷却用気体が流入するフレーム４０内の領域は、冷却器カバー７０から冷却器出口開口４４ａを介して冷却用気体が流入するフレーム４０内の領域の近傍、あるいは、殆ど同じ領域である。この結果、２つの流れの合流に際しての衝突による乱れ、および圧力損失の増加がもたらされる。一方、本実施形態においては、戻り管６３を経由して戻る冷却用気体が流入するフレーム４０内の領域は、冷却器カバー７０から冷却器出口開口４４ａを介して流入する冷却用気体との干渉は、従来例に比べて小さく、合流による圧力損失の増加は小さい。

以上のように、本実施形態においては、従来例に比べて圧力損失を抑制することができ、この結果、励磁装置５０の冷却に必要な流量を確保することができる。

以上のように、本実施形態によれば、回転整流器５１を有するブラシレス回転電機１００において、励磁装置５０の冷却性能の向上を図ることができる。

［第２の実施形態］
図４は、第２の実施形態に係るブラシレス回転電機の励磁装置周りの構成を示す部分立断面図である。

本第２の実施形態においては、励磁機固定部５３の入口側に励磁機固定部入口ガイド６８が、また、励磁機固定部５３の出口側に励磁機固定部出口ガイド６９が、それぞれ設けられている。その他の点では、第１の実施形態と同様である。

励磁機固定部入口ガイド６８は、外形が円錐台形状で両端が開放されている。径の大きな側の開口は、励磁機固定部５３の入口側の径方向内側に接続されている。

また、励磁機固定部出口ガイド６９は、外形が円錐台形状で両端が開放されている。径の小さな側の開口は、励磁機固定部５３の出口側の径方向内側に接続されている。

励磁装置カバー６１に流入した後に、励磁装置５０に向かう冷却用気体のうち、径方向外側の領域の流れは、励磁機入口ガイド６５によって、流路５４が形成されている径方向の領域にガイドされる。

また、励磁装置５０に向かう冷却用気体のうち、径方向内側の励磁機回転部５２に向かう流れは、励磁機固定部入口ガイド６８によって、流路５４が形成されている径方向の領域にガイドされる。

図５は、第２の実施形態に係るブラシレス回転電機の励磁装置周りの構成の効果を説明するための斜視図であり、本実施形態による構成を有しない場合の、励磁装置５０の入口の冷却用気体の流れを示している。

励磁装置５０の入口側では、流路５４に流入する際に、励磁機回転部５２に向かって流れてきた冷却用気体は、励磁機回転部５２の直前で、径方向外側に向きを変える必要がある。このため、流路５４に流入しようとする冷却用気体には、径方向外側に押し出そうとする力が働くことになる。

また、励磁機回転部５２が回転状態にあると、連れ回りにより、周囲の冷却用気体に、回転軸を中心にした周方向の速度成分が生じる。周方向の速度ｖは、流路５４の入口、すなわち励磁機回転部５２より径方向外側の位置においては、接線方向の速度成分ｖｔと、径方向外側への速度成分ｖｒとを含む。すなわち、励磁機回転部５２の回転による冷却用気体の連れ回りも、流路５４に流入しようとする冷却用気体を径方向外側に押し出そうとする力を助長することになる。

本第２の実施形態においては、励磁機固定部入口ガイド６８を設けることにより、励磁機回転部５２に向かって流れてきた冷却用気体は、励磁機回転部５２の直前で流れの向きを大きく変えることなく、スムーズに流路５４にガイドされるため、圧力損失が少ない流れとなる。

また、励磁機固定部出口ガイド６９を設けることにより、流路５４から流出した後も、スムーズな流れが確保できる。

以上のように、本実施形態によれば、回転整流器５１を有するブラシレス回転電機１００において、さらに、励磁装置５０の冷却性能の向上を図ることができる。

［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。さらに、これらの実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…回転子、１１…ロータシャフト、１１ａ…結合部、１２…回転子鉄心、１３…回転子巻線、１５ａ…反結合側内扇、１５ｂ…結合側内扇、１６…仕切り板、１８…ギャップ、２０…固定子、２１…固定子鉄心、２２…固定子巻線、３０ａ…反結合側軸受、３０ｂ…結合側軸受、４０…フレーム、４０ａ…閉空間、４３…冷却器入口開口、４４ａ、４４ｂ…冷却器出口開口、４５ａ…反結合側軸受ブラケット、４５ｂ…結合側軸受ブラケット、５０…励磁装置、５１…回転整流器、５２…励磁機回転部、５３…励磁機固定部、５３ａ…固定部要素、５４…流路、５５…ギャップ、６１…励磁装置カバー、６２…分岐管、６２ａ…分岐管第１端部、６２ｂ…分岐管第２端部、６３…戻り管、６３ａ…戻り管第１端部、６３ｂ…戻り管第２端部、６４…戻り管、６５…励磁機入口ガイド、６６…整流器出口ガイド、６７…戻り管入口ガイド、６８…励磁機固定部入口ガイド、６９…励磁機固定部出口ガイド、７０…冷却器、７１ａ…反結合側冷却管、７１ｂ…結合側冷却管、７２…冷却器カバー、１００…ブラシレス回転電機

Claims (4)

1. 軸方向に延びて回転可能に支持されたロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に取り付けられた回転子鉄心とを有する回転子と、
   前記回転子鉄心の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、
   前記ロータシャフトとともに回転する回転整流器と、前記ロータシャフトに取り付けられた励磁機回転部と、前記励磁機回転部の径方向の外側に設けられた励磁機固定部と、を有する励磁装置と、
   前記回転子鉄心および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軸方向の両側で前記ロータシャフトを支持する結合側軸受および反結合側軸受と、
   前記結合側軸受および反結合側軸受をそれぞれ固定支持し前記フレームのそれぞれの端部に取り付けられた結合側軸受ブラケットおよび反結合側軸受ブラケットと、
   前記結合側軸受と前記反結合側軸受とに挟まれて前記ロータシャフトに取り付けられた少なくとも一つの内扇と、
   前記フレーム内の前記固定子および前記回転子鉄心を冷却する冷却用気体を冷却する冷却管と、前記冷却管を内包し前記フレームの上部に取り付けられて前記フレームとともに閉空間を構成し冷却器入口開口および冷却器出口開口とによって前記フレームと連通する冷却器カバーとを有する冷却器と、
   前記励磁装置を内包し、前記閉空間の一部を形成する励磁装置カバーと、
   前記励磁装置カバーと前記冷却器カバーとを接続する分岐管と、
   前記励磁装置カバーと前記フレームとを接続する戻り管と、
   を備え、
   前記分岐管と前記戻り管とは、軸方向に垂直な平面に投影した場合に、前記戻り管内の流れ方向の前記分岐管内の流れ方向に対する角度変化が、９０度以下の所定の角度以内であるように配されており、
   前記励磁装置カバー内には、前記冷却用気体の流れをガイドする励磁機入口ガイドおよび整流器出口ガイドが設けられ、
   前記戻り管の入口には、前記冷却用気体の流れをガイドする戻り管入口ガイドが設けられている、
   ことを特徴とするブラシレス回転電機。
2. 前記励磁機固定部は、周方向に互いに間隔をもって配された複数の固定部要素を有し、
   前記複数の固定部要素に挟まれて周方向に形成された、前記冷却用気体が軸方向に通過可能な複数の流路が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のブラシレス回転電機。
3. 前記所定の角度は、６０度以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブラシレス回転電機。
4. 前記励磁機固定部の入口側にはさらに励磁機固定部入口ガイドが設けられ、
   前記励磁機固定部の出口側にはさらに励磁機固定部出口ガイドが設けられている、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のブラシレス回転電機。

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