JPH01243834A - 回転式電気機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転式電気機械に関する。米国特許Ａ−４，２
７８，９２８号から、冷却剤がロータを軸方向に流通し
かつ同時に遠心作用によって冷却剤をロータの半径方向
外方へ通過させ、これＫよって周囲のステータ巻線の両
端を冷却する発電機を提供することが知られている。ま
た、英国特許Ａ−２、０２９，１２０から、ハウジング
内において使用中に遭遇すると予想される成る温度範囲
全体にわたって発電機ステータをプレスはめ状態に確保
することが知られている。ハウジングは一般に、ステー
タの積層芯に用いられているものよりも可成り高い熱膨
張率をもつ軽合金ｆ造られているの１、ハウジング内の
引張応力は、とくに低温度〒の運転時には極めて高くな
ることが考えられる。上記文献′Ｖｒ−はさらにハウジ
ングの内側表面またはステータの外側表面に軸方向の溝
を設け、これらの溝を通って重力の作用によって発電機
の一端から他端へ冷却剤を流通させることが記述されて
いる。

本発明の目的は、冷却剤が加圧状態アステータの外側表
面に付与されて該外側表面の可成りの部分と冷却剤を接
触させる回転式電気機械を提供することにある。

本発明の他の目的は、英国特許Ａ−λ０２９．１２０に
一般的に開示された形式のもの１かつステータハウジン
グ内の引張応力が低減された回転式電気機械を提供する
Ｋある。

本発明により提供された回転式電気機械は、ステータ、
前記ステータに対して回転自在のロータ、前記ステータ
を支持する構造部材、前記ステータおよび前記構造部材
が隣接する外側表面および内側表面をもち、前記ステー
タと前記ロータ間の相対的な回転および軸方向運動を防
止する装置、および加圧冷却剤をステータの両端の中間
部のステータの前記外側表面に導入する装置を含み、前
記構造部材と前記ス°テータのそれぞれの材料が異なる
熱膨張係数をもち、かつ前記ロータの回転軸線と垂直な
前記ステータと前記構造部材の寸法が前記両表面間にお
いて所定温度レベル未満ｆはプレスはめ状態を、および
該温度レベルより高いときには間隙はめ合い状態を提供
するように定められている。

陰口を参照して一実施例について本発明を以下に説明す
る。

第１図は、本明細書に参照した米国特許Ａ　−４，２７
８，９２８に開示された一般形式をもつブラシレス発電
機を示す。この発電機は、永久磁石交流発電機１０を含
み、そのステータ巻線１１から励起発電機１３のステー
タ巻線１２に電流が供給される。交流発電機１３のロー
タ部分１４に誘起された交流は整流されて主交流発電機
１６のロータ１５の巻線に供給される。出力電流は主交
流発電機１６のステータ１７の巻線内に誘起される。

ステータ１１，１２および１７は、これらのステータ用
のハウジングを提供する静止構造部材１８内に取りつげ
られている。

ハウジング１８の材料は、０．０００２７／単位長さ７
℃の熱膨張係数をもつマグネシウム合金ｆある。ステー
タの積層型コバルト鉄芯１９は０．０００００９５／単
位長さ７℃の熱膨張係数をもつ。積層鉄芯１９は高温接
着材を用いて結合されかつ加圧状態のオイルに対して効
果的な不滲過性をもつ円筒状の外側表面を提供する、こ
れとは別に、鉄芯１９は上記と同様な効果を提供する薄
いスリーブ内に含ませることも！きる。鉄芯１９は第１
図においてＡおよびＢで示された２つの軸方向位置にお
いてハウジング１８に固定されている。

第２図に示されるように、各軸方向位置における固定は
、ハウジング１８を貫通しかつ全部〒６個所において鉄
芯１９をハウジング１８に固定する３つの等角度間隔に
配設されたゼル）２０″Ｔ！実施される。

ハウジング１８は通路２１を有し、この通路を通って圧
力オイルが交流発電機１０．　１３．　１６のロータの
軸方向に導入されてこれらの交流発電機を冷却し、さら
に遠心力によって半径方向に放出されて周囲のステータ
巻線の回線を冷却する。

ステータ鉄芯１９はその両端の中央部に円周溝２２をも
つ。ハウジング１８内のポート２６が溝２２に隣接して
配置され、かつ濾過器２４を介して通路２１と連通し、
該濾過器は第３図に示されるように、ハウジング１８に
ねじ係合されかつ中央通路２６内に開口する複数の横方
向穴２５をもつ。これらの穴２５の総断面積は通路２６
の断面積よりも大きい。

ステータ鉄芯１９Ｖｉ、２０℃の室温でプレスはめを形
成するように、まず加熱されたノ１ウジング内に組付け
られる。鉄芯１９の外径およびノーウジング１８のはめ
合い面の直径は１両者の熱膨張係数の差によって所定の
温度においてプレスはめ状態が無くなり、そののちは可
成りの温度上昇状態においても両者間に間隙が存在する
ように選択される。この実施例において、はめ合い面の
正規直径は１４７．３ｍｍ、およびステータ直径は２０
℃においてハウジング１８の直径よりも０．１２７ｍｍ
犬きい。それによりはめ合い干渉は２０℃以上４９℃の
温度においてその状態が失われる。そののちは、温度の
上昇に伴う継続する膨張差によってノ・ウジング１８を
、その２ルト２０によって結合された場所を除き鉄芯１
９から離反する方向に膨張させる。この効果については
第２図において可成り誇張して示され、ステータ鉄芯の
軸方向に延びる間隙通路２７を生ぜしめる。これらの間
隙通路２７は円周溝２２によって連通されている。

よって、使用時には、２０℃の初期はめ合い温度より高
い４９℃を超える作用温度において、通路２１内の加圧
冷却剤の一部は間隙通路２７を通って溝２２から鉄芯１
９の概ね全外側表面に流通される。そのうえ、さらに温
度が上昇すると、間隙通路２７の断面積が増して、通路
２６によって提供された制約によって決定された限度ま
で冷却剤の流動量を増加させる。

別の実施例において、鉄芯１９の軸線まわりに等角度間
隔ｆ複数のボート２６が設けられ、各ボート２６は通路
２１と連通されている。この変更態様においては溝２２
を設ける必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、発電機をとおる縦断面図、 第２図は、第１図の線２−２に沿ってとられた断面図、 第３図は、第１図の一部分の拡大断面図１ある。 図中の符号：　　１０・・・永久磁石交流発電機、１１
・・・ステータ巻線、１２・・・ステータ巻線、１３・
・・励起交流発電機、１４・・・ロータ部分、１５・・
・ロータ、　　　　１６・・・主交流発電機、１７・・
・ステータ巻線、１８・・・静止構造部材、１９・・・
鉄芯、　　　　　２０・・・ボルト、２１・・・通路、
　　　　　２２・・・円周溝、２６・・・ポート、　　
　２４−・・濾過器、２５・・・横方向穴、　　　２６
・・・通路、２７・・・間隙通路を示す。 代理人弁理士（８１０７）佐々木　清　隆（ほか３名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ステータ（１７）、前記ステータ（１７）に対して
   回転自在のロータ（１５）、前記ステータ（１７）を支
   持する構造部材（１８）、前記ステータ（１７）および
   前記構造部材（１８）が隣接する外側面および内側面を
   もち、前記ステータ（１７）と前記構造部材（１８）間
   の相対的な回転および軸方向運動を防止する装置（２０
   ）を含み、 加圧冷却剤をステータ（１７）の両端の中間部のステー
   タ（１７）の前記外側面に導入する装置（２１、２３、
   ２４）を含み、前記構造部材（１８）と前記ステータ（
   １７）のそれぞれの材料が異なる熱膨張係数をもち、か
   つ前記ロータ（１５）の回転軸線と垂直な前記ステータ
   （１７）と前記構造部材（１８）の寸法が前記両側面間
   において所定温度レベルより高いときには間隙はめ合い
   状態を提供するように定められていることを特徴とする
   回転式電気機械。 ２、前記ステータ（１７）および前記構造部材（１８）
   の前記表面が外側面および内側面それぞれであつて、か
   つ前記構造部材（１８）の材料の熱膨張係数が前記ステ
   ータ（１７）の材料の熱膨張係数よりも高い請求項１記
   載の機械。 ３、前記表面の１つが冷却剤導入用の前記装置（２１、
   ２３、２４）と連通する円周溝（２２）をもつ請求項１
   または２記載の機械。 ４、前記１つの表面が前記ステータ（１７）の外側面で
   ある請求項３記載の機械。 ５、相対的な回転または軸方向運動を防止する前記装置
   が前記両表面上の円周方向に隔たる位置において固定装
   置（２０）を含む請求項１ないし４のいずれか一項に記
   載の機械。６、前記装置（２０）が前記両表面上の複数
   の場所のそれぞれにおいて円周方向に間隔を保つて配設
   されている請求項５記載の機械。 ７、冷却剤を導入する前記装置が、供給通路（２１）、
   前記構造部材（１８）内のポート（２３）、および前記
   通路（２１）から前記ポート（２３）に冷却剤を通過さ
   せる濾過器（２４）を含む請求項１ないし６のいずれか
   一項に記載の機械。 ８、前記ステータ（１７）の軸線まわりに角度的に間隔
   を保つて配置された複数の前記ボルト（２０）を含む請
   求項７記載の機械。