JP7090569B2 - Rotating electric machine and dump truck equipped with this - Google Patents
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Description
本発明は、回転軸に電食対策を施した回転電機、および、これを備えたダンプトラックに関する。 The present invention relates to a rotary electric machine having an electrolytic corrosion countermeasure on the rotary shaft, and a dump truck provided with the rotary electric machine.
一般に、発電機でインバータ運転を行なう際には、インバータのキャリア周波数を高く設定すると、高周波誘導により発生する電圧(軸電圧)が発電機の回転軸に印加され、回転軸を支持する軸受(ベアリング)の内輪と外輪との間の電位差が大きくなり、軸受に電流が流れる現象が起こる。 Generally, when the inverter is operated by a generator, if the carrier frequency of the inverter is set high, a voltage (shaft voltage) generated by high frequency induction is applied to the rotating shaft of the generator, and a bearing (bearing) supporting the rotating shaft is applied. ), The potential difference between the inner ring and the outer ring becomes large, and a phenomenon occurs in which a current flows through the bearing.
軸受に電流が流れると、軸受けの内輪と外輪の両軌道、並びに、軸受の転動体の転動面に電食と呼ばれる腐食が発生し、軸受の耐久性が悪化するという問題があった。 When a current flows through the bearing, corrosion called electrolytic corrosion occurs on both the inner and outer raceways of the bearing and the rolling surface of the rolling element of the bearing, which causes a problem that the durability of the bearing deteriorates.
そこで、特許文献1では、回転電機のベアリングの電食対策として、「複雑な構造でなく、製作が容易で、確実に軸電流を緩和できる構造の回転電機用アースブラシを得る」ために、導電性繊維を円環状の板金部材の複数箇所に形成し、これを回転軸と接触させることで電食を抑制している。 Therefore, in Patent Document 1, as a countermeasure against electrolytic corrosion of the bearing of the rotary electric machine, in order to "obtain an earth brush for the rotary electric machine having a structure that is not complicated and is easy to manufacture and can surely reduce the shaft current", it is conductive. Sex fibers are formed at a plurality of locations on the annular sheet metal member, and the textiles are brought into contact with the rotating shaft to suppress electrolytic corrosion.
しかしながら、特許文献1では、回転電機が汚損環境で使用されることは考慮されておらず、回転電機の回転軸に泥や塵埃が付着した場合の対処方法も検討されていない。 However, Patent Document 1 does not consider that the rotary electric machine is used in a polluted environment, and does not study a coping method when mud or dust adheres to the rotary shaft of the rotary electric machine.
例えば、ダンプトラックで用いられる発電機は、泥や塵埃等が付着しうる汚損環境下で使用されており、特許文献1のアースブラシでは、付着した泥や塵埃が原因となってアース効果を安定的に得られないという問題がある。 For example, the generator used in a dump truck is used in a polluted environment where mud and dust can adhere, and the earth brush of Patent Document 1 stabilizes the earth effect due to the adhered mud and dust. There is a problem that it cannot be obtained.
そこで、本発明は、汚損環境下においても安定したアース効果を得ることができる回転電機を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a rotary electric machine capable of obtaining a stable grounding effect even in a polluted environment.
上記課題を解決するため、本発明の回転電機は、回転軸と接触するアース構造を備えたものであって、該アース構造は、一対の固定部を備えた取付部材と、前記回転軸の回転方向に対して上流側の固定部に設置された清掃装置と、前記回転軸の回転方向に対して下流側の固定部に設置されたアース装置と、を有し、前記清掃装置は、矩形断面の長手方向が前記回転軸の軸方向と略一致するように設置されたほうき状ブラシを有するとともに、前記アース装置は、矩形断面の長手方向が前記回転軸の軸方向と略一致するように設置されたほうき状導電性繊維を有しており、前記清掃装置と前記アース装置は、前記回転軸の回転時に、前記ほうき状ブラシの先端部が接触しながら通過した前記回転軸の外周面の領域内を、前記ほうき状導電性繊維の先端部が接触しながら通過するように設置されたものとした。 In order to solve the above problems, the rotary electric machine of the present invention is provided with a ground structure in contact with the rotary shaft, and the ground structure includes a mounting member having a pair of fixing portions and rotation of the rotary shaft. The cleaning device has a cleaning device installed in a fixed portion on the upstream side in the direction and an earth device installed in a fixed portion on the downstream side in the rotation direction of the rotating shaft, and the cleaning device has a rectangular cross section. The grounding device is installed so that the longitudinal direction of the rectangular cross section substantially coincides with the axial direction of the rotating shaft, while having a broom-shaped brush installed so that the longitudinal direction of the rotating shaft substantially coincides with the axial direction of the rotating shaft. The cleaning device and the grounding device have the broom-shaped conductive fibers, and the region of the outer peripheral surface of the rotating shaft that the tip of the broom-shaped brush passes through while contacting the rotating shaft. It was assumed that the inside was installed so that the tip portions of the broom-shaped conductive fibers passed through while in contact with each other.
本発明の回転電機によれば、汚損環境下においても安定的なアース効果を得ることができる。 According to the rotary electric machine of the present invention, a stable grounding effect can be obtained even in a polluted environment.
以下、図面を用いて、本発明の実施例に係る回転電機を説明する。 Hereinafter, the rotary electric machine according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の実施例1に係る回転電機と、これを備えたダンプトラックについて、図1と図5を用いて説明する。 The rotary electric machine according to the first embodiment of the present invention and the dump truck provided with the rotary electric machine will be described with reference to FIGS. 1 and 5.
図5は、本実施例の回転電機を備えたダンプトラック100の概略図である。なお、以下では、回転電機の一例として発電機10を例示するが、回転電機は電動機(モータ)であっても良い。
FIG. 5 is a schematic view of the
ダンプトラック100は、荷台100aの前方が高く後方が低くなるように傾斜させることで土砂などの積荷100bを一度に下ろすことができるトラックであり、発電機10、エンジン20、油圧ポンプ30などを備えている。そして、エンジン20で発生した駆動力を発電機10と油圧ポンプ30に伝達できるように、発電機10とエンジン20の回転軸同士、発電機10と油圧ポンプ30の回転軸同士を連結している。この構成により、エンジン20の駆動力を、発電機10で電力に変換するとともに、油圧ポンプ30で荷台100aを持ち上げるための動力に変換することができる。
The
本実施例では、発電機10から油圧ポンプ30に向けて突出する回転軸10aには、電食対策のためにアース構造1を設けている。この回転軸10aは、メンテナンス性を高めるなどの理由により露出状態となっており、ダンプトラック100が使用される工事現場などの汚損環境下では、地面から舞い上がった泥や塵埃が回転軸10aに付着することもある。このため、本実施例のアース構造1は、泥や塵埃の付着に対処できるような構成となっている。
In this embodiment, the rotating
図1は、本実施例のアース構造1を示す斜視図である。ここに示す回転軸10aは、図示しない軸受(ベアリング)に支持されたものであり、また、アース構造1は、主に、清掃装置2、アース装置3、取付部材4から構成されている。これらのうち、取付部材4は、発電機10の筐体等に固定された金属板等であり、回転軸10aに対し垂直な基部には一対の固定部4aが溶接等により取り付けられている。また、清掃装置2は、回転軸10aの回転方向に対して上流側の固定部4aと挟み板2bにより、ほうき状ブラシ2aを矩形断面の長手方向が回転軸10aの軸方向と一致するように挟んで保持したものであり、アース装置3は、回転軸10aの回転方向に対して下流側の固定部4aと挟み板3bにより、ほうき状導電性繊維3aを矩形断面の長手方向が回転軸10aの軸方向と一致するように挟んで保持したものである。
FIG. 1 is a perspective view showing the ground structure 1 of this embodiment. The
また、ほうき状ブラシ2aとほうき状導電性繊維3aは、回転軸10aの中心軸から見て略放射状となるように径方向に配置されており、かつ、それらの先端部は回転軸10aの外周面に押圧され撓んでいる。この撓みにより、ほうき状ブラシ2aやほうき状導電性繊維3aと回転軸10aの接触面積は、ほうき状ブラシ2aやほうき状導電性繊維3aの先端部と回転軸10aを単に接触させた場合よりも大きくなっている。
Further, the broom-
さらに、清掃装置2とアース装置3はどちらも回転軸10aに対し垂直な同一面に取り付けられているため、回転軸10aの回転時には、ほうき状ブラシ2aの先端部が接触しながら通過した回転軸10aの外周面の領域内を、ほうき状導電性繊維3aの先端部が接触しながら通過する。
Further, since both the
なお、清掃装置2とアース装置3の周方向設置間隔は30°から90°程度となるよう比較的近接して設置することが好ましい。また、図1では、アース構造1の設置数を1つとしているが、複数設置しても良い。
It is preferable that the
以上で説明した構成のアース構造1により次の作用効果を奏する。 The ground structure 1 having the configuration described above has the following effects.
すなわち、本実施例のアース構造1では、清掃装置2のほうき状ブラシ2aとアース装置3のほうき状導電性繊維3aの双方を、矩形断面の長手方向が回転軸10aの軸方向と一致するように配置しただけではなく、双方の先端部を回転軸10aに押圧して撓ませることでも回転軸10aとの接触面積を大きくしているため、清掃装置2による清掃能力と、アース装置3によるアース能力をともに向上させることができる。
That is, in the ground structure 1 of the present embodiment, both the broom-
また、回転軸10aの回転時には、上流側に配置された清掃装置2のほうき状ブラシ2aが泥や塵埃を清掃しながら通過した回転軸10aの外周面領域を、下流側に配置されたアース装置3のほうき状導電性繊維3aが追従する構成であるため、ダンプトラック100が使用される汚損環境下においても、アース装置3と回転軸10aの間に泥や塵埃が介在する可能性が低くなり、アース構造1全体としてのアース性能を安定させ、回転軸10aを支持する軸受(ベアリング)の電食を抑制することができる。
Further, when the rotating
さらに、本実施例のアース構造1は構成要素の少ない簡易な構造であるため、製造時点では当該のアース構造1を適用していない発電機へ事後的に追加設置することも容易である。加えて、ほうき状ブラシ2aとほうき状導電性繊維3aは何れも、回転軸10aの径方向に対する設置位置を調整可能であるため、運転に伴う摩耗等により接触面積が減少しても、その設置位置を再調整することで清掃装置2とアース装置3の押圧状態を適切に維持することができるため、清掃装置2とアース装置3の交換サイクルをより長くすることができる。
Further, since the ground structure 1 of the present embodiment is a simple structure with few components, it is easy to additionally install it in a generator to which the ground structure 1 is not applied at the time of manufacture. In addition, both the broom-
なお、上記では、上流側に清掃装置2を配置し、下流側にアース装置3を配置した発電機10を例示したが、上流側の清掃装置2のほうき状ブラシ2aをほうき状導電性繊維3aに置換しても良い。これにより、上流側の清掃装置2にもアース機能を担わせることができるため、より信頼性の高いアース構造1を実現することができる。
In the above, the
次に、本発明の実施例2について、図2を用いて説明する。なお、実施例1との共通点は重複説明を省略する。 Next, Example 2 of the present invention will be described with reference to FIG. It should be noted that the common points with the first embodiment are omitted.
図2は実施例2のアース構造1を示す斜視図である。実施例1では、直径が一様の回転軸10aの外周面に清掃装置2とアース装置3を接触させる構成であったが、本実施例では、回転軸10aの軸端部に直径がより大きく、ほうき状ブラシ2aよりも幅の狭いフランジ部10bを形成し、このフランジ部10bの外周面に清掃装置2とアース装置3を接触させる構成とした。
FIG. 2 is a perspective view showing the ground structure 1 of the second embodiment. In the first embodiment, the
実施例1の構成では、清掃装置2により、清掃装置2の通過領域外に泥や塵埃を除去しても、その一部は回転軸10aの外周面に残ったままであるため、一旦除去した泥等が、アース装置3等の通過領域に再度付着する可能性があった。
In the configuration of the first embodiment, even if the
これに対し、本実施例の構成では、フランジ部10bの外周面に付着した泥や塵埃は、清掃装置2により当該外周面の外に除去されるため、一旦除去した泥等が、アース装置3等の通過領域に再度付着する可能性が大幅に抑制されるため、実施例1の構成に比べ、より信頼性の高いアース構造1を実現することができる。
On the other hand, in the configuration of the present embodiment, the mud and dust adhering to the outer peripheral surface of the
なお、フランジ部10bを回転軸10aと一体に成形してもよいが、フランジ部10bを別部品とすれば、清掃装置2やアース装置3との接触による摩耗等によりフランジ部10bが経年劣化した場合であっても、一般的に交換が困難な回転軸10aを残したまま、フランジ部10bだけを取り換えることができるため、メンテナンス性を向上させることが可能である。
The
次に、本発明の実施例3について、図3を用いて説明する。なお、上記の実施例との共通点は重複説明を省略する。 Next, Example 3 of the present invention will be described with reference to FIG. It should be noted that the common points with the above embodiments are omitted.
図3は実施例3のアース構造1を示す斜視図である。実施例1や実施例2では、回転軸10aやフランジ部10bの外周面にのみ清掃装置2やアース装置3を接触させたが、本実施例では、ほうき状ブラシ2aやほうき状導電性繊維3aの幅をより広げ、あるいは、フランジ部10bの幅をより狭めることで、回転軸10aあるいはフランジ部10bの軸端部にも清掃装置2やアース装置3の一部を接触させる構成とした。この構成により、本実施例では、清掃装置2やアース装置3と回転軸10aの接触領域がより拡大するので、より高い塵埃除去効果とアース効果を実現することができる。
FIG. 3 is a perspective view showing the ground structure 1 of the third embodiment. In the first and second embodiments, the
本発明の実施例4について、図4を用いて説明する。なお、上記の実施例との共通点は重複説明を省略する。 Example 4 of the present invention will be described with reference to FIG. It should be noted that the common points with the above embodiments are omitted.
図4は実施例5のアース構造1を示す斜視図である。実施例1から実施例3では、清掃装置2のほうき状ブラシ2aの長さと、アース装置3のほうき状導電性繊維3aの長さを略同等としているが、本実施例では、ほうき状導電性繊維3aの長さを大幅に延長した。
FIG. 4 is a perspective view showing the ground structure 1 of the fifth embodiment. In Examples 1 to 3, the length of the broom-shaped
この構成により、本実施例の構成では、アース装置3と回転軸10aの接触領域を大幅に拡大できるため、より高いアース効果を実現できるだけではなく、実施例1から実施例3の構成では観察しづらかったアース装置3の接触面の摩耗状態を、ほうき状導電性繊維3aを持ち上げることで容易に観察することができる。
With this configuration, in the configuration of this embodiment, the contact area between the grounding
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, or replace other configurations with respect to the configurations of each embodiment.
1…アース構造、
2…清掃装置、
2a…ほうき状ブラシ、
2b…挟み板、
3…アース装置、
3a…ほうき状導電性繊維、
3b…挟み板、
4…取付部材、
4a…固定部、
100…ダンプトラック、
100a…荷台、
100b…積荷、
10…回転電機、
10a…回転軸、
10b…フランジ部、
20…エンジン、
30…油圧ポンプ
1 ... Earth structure,
2 ... Cleaning device,
2a ... Broom-shaped brush,
2b ... sandwich plate,
3 ... Grounding device,
3a ... Broom-like conductive fibers,
3b ... sandwich plate,
4 ... Mounting member,
4a ... Fixed part,
100 ... Dump truck,
100a ... Loading platform,
100b ... cargo,
10 ... Rotating electric machine,
10a ... rotation axis,
10b ... Flange part,
20 ... engine,
30 ... Hydraulic pump
Claims (7)
該アース構造は、一対の固定部を備えた取付部材と、前記回転軸の回転方向に対して上流側の固定部に設置された清掃装置と、前記回転軸の回転方向に対して下流側の固定部に設置されたアース装置と、を有し、
前記清掃装置は、矩形断面の長手方向が前記回転軸の軸方向と略一致するように設置されたほうき状ブラシを有するとともに、
前記アース装置は、矩形断面の長手方向が前記回転軸の軸方向と略一致するように設置されたほうき状導電性繊維を有しており、
前記清掃装置と前記アース装置は、前記回転軸の回転時に、前記ほうき状ブラシの先端部が接触しながら通過した前記回転軸の外周面の領域内を、前記ほうき状導電性繊維の先端部が接触しながら通過するように設置されていることを特徴とする回転電機。 It is a rotating electric machine with a grounding structure that comes into contact with the rotating shaft.
The ground structure includes a mounting member having a pair of fixing portions, a cleaning device installed in the fixing portion on the upstream side with respect to the rotation direction of the rotation shaft, and a cleaning device on the downstream side with respect to the rotation direction of the rotation shaft. It has a grounding device installed in the fixed part,
The cleaning device has a broom-shaped brush installed so that the longitudinal direction of the rectangular cross section substantially coincides with the axial direction of the rotation axis.
The grounding device has broom-like conductive fibers installed so that the longitudinal direction of the rectangular cross section substantially coincides with the axial direction of the rotation axis.
In the cleaning device and the grounding device, the tip of the broom-shaped conductive fiber passes through the region of the outer peripheral surface of the rotating shaft through which the tip of the broom-shaped brush passes while contacting the tip of the broom-shaped brush when the rotating shaft rotates. A rotary electric machine characterized by being installed so that it passes through while in contact with each other.
前記ほうき状導電性繊維と前記ほうき状ブラシの前記回転軸の軸方向に対する設置位置は調整可能であることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。 The broom-shaped conductive fiber and the tip of the broom-shaped brush are pressed against the rotating shaft and bent.
The rotary electric machine according to claim 1, wherein the installation position of the broom-shaped conductive fiber and the broom-shaped brush with respect to the axial direction is adjustable.
前記ほうき状導電性繊維と前記ほうき状ブラシを前記フランジ部と接触させたことを特徴とする請求項2に記載の回転電機。 A flange portion is formed at the shaft end portion of the rotating shaft, and the flange portion is formed.
The rotary electric machine according to claim 2, wherein the broom-shaped conductive fiber and the broom-shaped brush are brought into contact with the flange portion.
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Legal Events
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