JPH0515659U - 渦電流継手付回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ヨークの内部の軸受の磁化防止と温度上昇低
減を実現することにより、高性能で信頼性が高く更にメ
ンテナンス性も向上させた渦電流継手付回転電機を提供
する。 【構成】 ヨーク９内の軸受８ａを非磁性スリーブ２０
で支承することにより、ヨーク９に発生する磁気を遮断
し軸受の磁化を防止する。また軸受ブラケット１１，ス
リーブ２０，回転磁極群６にそれぞれ吸気口，排気口，
排気窓を設けることにより、ヨーク９内に外気を通風さ
せることができ、その結果、軸受の温度上昇低減ができ
る。更に、スリーブ２０外径，ヨーク９内径を出力軸側
軸受外径より大きくしたので、ヨーク９と軸受ブラケッ
ト１１を分解せずに軸受の交換を可能である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、渦電流継手付回転電機の軸受箱及び回転磁極群に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の渦電流継手付回転電機は、例えば図８に上半分要部縦切断正面図及び 下半分透視正面図で示すように、渦電流継手のフレーム１５内部に磁性ドラム１ を駆動用電動機の回転軸２にボス３，ホルダー４，ドラムファン５を介して直結 して設け、磁性ドラム１の内周に所定の空隙を隔てて回転磁極群６を出力軸７の 軸端に同心的に配置して設ける。又、回転磁極群６の内周に所定の空隙を隔てて 励磁巻線１０を巻装したヨーク９を同心的に配置する。ヨーク９は、片端を前記 フレーム１５の反駆動用電動機側の片端に固定された軸受ブラケット１１に固定 されている。出力軸７の両端に装着された軸受８，８ａは、夫々ヨーク９の内周 軸受支承部，軸受ブラケット１１の軸受支承部に外輪を装着されており回転可能 となっている。 次にヨーク９、軸受ブラケット１１、軸受８，８ａ、出力軸７の組立方法を説 明する。 （１）出力軸７の両端に軸受８，８ａをそれぞれ装着する。 （２）軸受ブラケット１１に、前記軸受８ａの外輪を装着する。

【０００３】 （３） （２）により軸受８ａを介して一体となった軸受ブラケット１１と、 出力軸７に対し軸受８装着側よりヨーク９を挿入し、軸受８の外輪をヨーク９内 周部に設けた軸受支承部に配置する。この時、ヨーク９の片端部及び軸受ブラケ ット１１の軸受８ａ挿入側に設けたインロー部を嵌着する。

【０００４】 （４）ヨーク９片軸部側面に設けたネジ穴と、軸受ブラケット１１に設けた通し ボルト用穴を一致させ、外部よりボルトを軸受ブラケット１１の通しボルト用穴 に貫通させ、ヨーク９のネジ穴にボルトを締め込むことによりヨーク９を固定す る。 定検時等で軸受を交換する場合は前記工程の逆をする。

【０００５】 軸受ブラケット１１の反ヨーク９取付側には速度検出用の速度計発電機１３の 外枠が固定され、その外枠内周部には固定子１３ａが装着され、出力軸７には前 記固定子１３ａの内周に位置する回転子１３ｂが固定されている。

【０００６】 而して駆動電動機の回転軸２の回転で磁性ドラム１は、ボス３，ホルダー４， ドラムファン５を介して一定速度で回転し、励磁巻線１０の励磁電流の調整を行 なうことに依り回転磁性群６は任意の速度で変速回転する。

【０００７】 以下に渦電流継手の原理及び磁束の発生経路について簡略図の図９を用いて説 明する。励磁巻線１０に電流を流すと、破線の如くヨーク９→磁性ドラム１→回 転磁極６→ヨーク９の経路で磁束が発生し、回転磁極６にＮ極及びＳ極ができる 。この時、磁性ドラム１内面には磁極のあるところは、磁束が密になり、磁極の ないところは磁束がほとんどない疎の状態ができ、磁性ドラム１を回転させると 磁性ドラム１の内面には、磁束の疎密がくり返して現わせることになる。このた め磁性ドラム１には、〇または×印のような向きに渦電流が発生し、この渦電流 と磁束の間に電磁力が働いて、回転磁極６は磁性ドラム１と同方向に回転する。 この場合、磁性ドラム１に誘起される渦電流による発生損失は、次式で示す様に 駆動側と出力側の回転数の差であるすべり回転数に比例する。 すべり損失（ＫＷ）＝｛駆動源出力（ＫＷ）／駆動源回転数（ｒｐｍ）｝ ×すべり回転数（ｒｐｍ）…（１） すべり回転数＝（駆動源回転数）−（出力回転数）…（２）

【０００８】 すべり損失（ＫＷ）及びすべり回転数は（１）及び（２）式によって表され、 一般の回転機に比べて損失が大きく特に出力側回転数が小さい時、即ち、すべり 回転数が大きい時には損失が大きく、この損失が磁性ドラム１の発熱となり、そ の結果、渦電流継手の内気温度が高温となっていた。そのため、磁性ドラム１の 外被表面を冷却し一定速度で回転するドラムファン５により外気を通風窓１２よ り吸い込み、磁性ドラム１の外周の軸方向に設けた放熱用リブ１６及び励磁巻線 １０を冷却風で冷却して通気窓１４から外へ排気する。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

前記構成の渦電流継手付回転電機においては次のような問題がある。即ち、 （１）励磁巻線１０に電流を流した時、磁束がヨーク９を通ることにより、ヨー ク９が磁化される。このことにより、ヨーク９内周部に直接装着された軸受８が 磁化され、軸受８に鉄粉等が付着し軸受８の焼損の原因となっていた。

【００１０】 （２）渦電流継手付回転電機の運転時、磁性ドラム１に誘起される発生損失で磁 性ドラム１が発熱し、渦電流継手の内気温度が高温となっていた。磁性ドラム１ 表面は外気を通風させることにより冷却できたがヨーク９の内部が密閉されてい るため、磁性ドラム１→回転磁性６→ヨーク９→ヨーク９内部へと伝わった熱を 排気することができず、軸受８の温度上昇が高くなっていた。そのことにより、 軸受８内のグリース寿命を低下させるという問題があった。 以上の（１）（２）の問題は渦電流継手の短命化の一要因となっていた。

【００１１】 （３）渦電流継手付回転電機の出力側回転数が小さくなると、損失が大きくなり 磁性ドラム１の発熱量も大きくなる。従って、軸受８の温度上昇を低くするため には、低速域での使用範囲制限をする必要があった。

【００１２】 （４）軸受８，８ａを定期点検等で交換する場合、ヨーク９を軸受ブラケット１ １から分解しなければ、出力軸７を引き抜くことができなかった。ヨーク９には 励磁巻線１０が装着されており、その励磁巻線１０からは電源リード線が外部へ 配線されているため、軸受交換前に配線作業をする必要がありメンテナンスの工 数が非常にかかっていた。

【００１３】 本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ヨークの内部の軸受 の磁化防止と温度上昇低減を実現することにより、高性能で信頼性が高く更にメ ンテナンス性も向上させた渦電流継手付回転電機を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、渦電流継手付回転電機の軸受ブラケット１１に固定されているヨ ーク９の内部への吸気可能となるように軸受ブラケット１１に吸気口を設け、更 にヨーク内周部の反出力側の軸受外輪を非磁性材料から支承し、そのスリーブ外 周に軸方向の溝を設け、そのスリーブの外周をヨーク内周にて支承し、前記、溝 を排気口とする。この時、スリーブ外径及びヨーク内径は出力軸側軸受外径より も大きくする。その排気口の付近に位置するところに、回転磁極に排気窓を設け ることにより、外気をヨーク内部から外部へ通風させたことを特徴とする。

【００１５】

【作用】

ヨーク内の軸受を非磁性スリーブで支承することにより、ヨークに発生する 磁気を遮断し軸受の磁化を防止することができる。また、軸受ブラケット，スリ ーブ，回転磁極群にそれぞれ吸気口，排気口，排気窓を設けることにより、ヨー ク内に外気を通風させることができ、その結果、軸受の温度上昇低減ができる。 更に、スリーブ外径，ヨーク内径を出力軸側軸受外径より大きくしたので、ヨー クと軸受ブラケットを分解せずに軸受の交換を可能とすることができる。

【００１６】

【実施例】

以下に本考案の一実施例を図面を参照して説明する。但し、前記従来と同一 部分は同一符号を用い、詳細な説明は省略する。図１は、本考案の一実施例を示 す渦電流継手付回転電機の上半分要部縦断面正面図及び下半分透視図である。図 １内の回転磁極群６の側面をＡ方向から見た矢視図Ａを図２に、ヨーク９を軸と 垂直方向に断面した断面Ｂ−Ｂを図３に、軸受ブラケット１１をＣ方向より見た 矢視図Ｃを図５にそれぞれ示す。また、ヨーク９の内周部に装着した非磁性材料 のスリーブ２０の左右側面図及び上半分断面及び正面図を図４に示す。 図２に示す様に回転磁極群６の側面に排気窓６ａが数箇所設けられている。

【００１７】 図３に示す様にヨーク９の内周部に出力軸７に装着された軸受８の外輪を支承 するためのスリーブ２０が配置されている。スリーブ２０の端面は、ヨーク９と の取付用ボルトの貫通穴２１ａが設けられており、スリーブ２０の外径Ｄ１は、 ヨーク９のスリーブ２０が装着されていない位置の内径Ｄ２より大きくなってお り、ヨーク９の内周部にスリーブ２０を図１の様に挿入すると、ヨーク９内周部 の段差にてスリーブ２０の軸方向に位置決めができる。ヨーク９の反出力側端面 には、前記スリーブ２０のボルト貫通穴２１ａに相対する位置にネジ穴が設けら れており、このヨーク９端面とスリーブ２０の端面の接合箇所には固定ボルト２ １が締め付けられてスリーブ２０のまわり止めとされている。

【００１８】 図４に示す様にスリーブ２０の外周には数箇所軸方向に溝が設けられており、 図３の様にヨーク９に装着した時にその溝で排気口２０ａとなる。そのスリーブ ２０の内周部には軸受８が装着されている。前記回転磁極群６の排気窓６ａとス リーブ２０による排気口２０ａは、相対する様な半径位置となる様な関係ととな っている。

【００１９】 次に図１乃至図５に示す如く、軸受ブラケット１１には、外部からヨーク９の 取付面に貫通する様に吸気口１１ａが軸方向に平行となる様数箇所設けられてい る。その吸気口１１ａと一致する様に、軸受ブラケット１１のヨーク９取付面に 吸気口１１ａと同数の吸気溝１１ｂが設けられている。更に軸受ブラケット１１ にはヨーク９固定用ボルトを貫通させるための穴９Ａと速度検出機取付用のネジ 穴１３Ａが設けられており、前記、吸気口１１ａと吸気溝１１ｂ，穴９Ａ，ネジ 穴１３Ａはそれぞれ干渉しない様な位置関係となっている。 また、スリーブ２０の外径Ｄ１，ヨーク９の最小内径Ｄ２，軸受８ａの外輪径 Ｄ３は次の様な関係となっている。 Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３

【００２０】 以上の様に構成された回転磁極６とその内周部に所定の空隙を隔てて配置され たヨーク９、その内周部に軸受８を支承するためのスリーブ２０を装着する。又 、ヨーク９を固定する軸受ブラケット１１に吸気口１１ａ，吸気溝１１ｂを設け ることにより、以下の様に外気をヨーク９内部に吸気する。

【００２１】 一定速度で回転するドラムファンにより図１の破線矢印の如く外気を軸受ブラ ケット１１の吸気口１１ａから吸気溝１１ｂより吸い込み、次にヨーク９の内周 部を通り内気及び軸受８を冷却してヨーク９とスリーブ２０間の排気口２０ａか ら排気され、更に回転磁極群６に設けられた排気窓６ａを通りドラムファン５を 通り通気窓１４から外へ排気される。

【００２２】 次に本実施例の励磁巻線１０に電流を流すと従来技術と同様の経路で磁束が発 生するが、ヨーク９内周部の軸受８へはヨーク９と軸受８の間に設けたスリーブ ２０が非磁性材料のため磁気を遮断する。そのため軸受８の磁化が防止できる。 更にヨーク９とスリーブ２０の材料が異なり、非磁性材料のスリーブ２０の方 がヨーク９より熱伝導率が低く、またスリーブ２０に溝が設けてあるため、熱伝 導面積が従来より狭くなり、ヨーク９から軸受８への熱伝導が低下する。且つ、 溝部に冷却風が流れるため軸受８の温度上昇を低減することができる。

【００２３】 また、本実施例では、外気を軸受ブラケット１１の吸気口１１ａから吸気し、 スリーブ２０の排気口２０ａ，更には回転磁極群６の排気窓６ａより外部へ排気 することにより、ヨーク９の内部冷却を可能とする。その結果、軸受８の温度上 昇を低減することができる。

【００２４】 次に軸受８，８ａを点検時等に交換する場合は、回転磁極群６を出力軸７より 取り出し、ヨーク９とスリーブ２０を固定している固定ボルト２１を取外してか ら出力軸７を反出力軸方向へ移動させる。この時、軸受８ａの外径Ｄ３がヨーク ９の内周Ｄ２，スリーブ２０の外径（ヨーク９のスリーブ２０装着面）Ｄ１より 小さいため、ヨーク９を軸受ブラケット１１から取外すことなく出力軸７と軸受 ８，８ａとスリーブ２０の一体品を取外すことができる。 以上の構成により次の効果が得られる。

【００２５】 軸受８の磁化防止と温度上昇を低減させることにより、軸受焼損を防止し、軸 受内のグリースの長寿命化が可能となり、その結果、渦電流継手の長寿命化がで きる。そして、渦電流継手付回転電機の出力回転数を低速域で使用しても軸受の 温度上昇を低くすることが可能なため、変速範囲の拡大ができる。

【００２６】 更に、ヨーク９を軸受ブラケット１１より取外すことなく軸受８，８ａを装着 した出力軸７を抜き取ることができるため、軸受交換時に配線作業をすることな く軸受交換のみ実施することができ、メンテナンス工数が低減できる。 （他の実施例） 他の実施例として次のようなものがある。 （１）スリーブ外径φＤ１，ヨーク内径φＤ２，出力軸側軸受φＤ３の関係は、 下記の様になっても軸受温度上昇の低減はできる。 φＤ１＞φＤ２≦φＤ３ （２）スリーブ外径φＤ１とヨーク内径φＤ２の関係が下記の様になっても（１ ）と同様の効果が得られる。 φＤ１≦φＤ２ （３）図６の如く、回転磁極群６の端部，排気窓６ａ付近にファン６ｂを数箇所 設けることにより、排気効果を向上することが可能となる。 （４）図７の如く、軸受ブラケット１１の吸気溝１１ｂを設け、吸気口１１ａを 廃止しても実施例と同様の吸気が可能となる。

【００２７】

【考案の効果】

以上説明した本考案を用いれば、ヨーク内のスリーブにより反出力側の軸受 の磁化防止し、また軸受の熱伝導を低下させ、更にヨークの内部及び軸受を外気 から冷却風により冷却することにより軸受の温度上昇を低く押える事が可能とな る。従って軸と出力軸とのすべり回転数を大きくとれる変速範囲大の渦電流継手 付回転電機を提供することが可能となるばかりでなく、軸受の温度上昇を低く押 さえた高性能で信頼性が高く長寿命な回転電機となる。 更に、軸受交換時にヨークを軸受ブラケットから分解することなく、出力軸を 引き抜くことを可能としたため、メンテナンス性も向上できる回転電機となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の上半分要部縦断面及び下半分透視を含
む正面図。

【図２】図１のＡ矢視図である回転磁極群の側面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。

【図４】スリーブの側面図及び上半分縦断面図。

【図５】図１のＣ矢視図。

【図６】他の実施例の上半分要部縦断面及び下半分透視
を含む正面図。

【図７】他の実施例の上半分要部縦断面及び下半分透視
を含む正面図。

【図８】従来例の上半分要部縦断面及び下半分透視を含
む正面図。

【図９】渦電流継手の原理及び磁束の経路を示した簡略
図。

【符号の説明】

１…磁性ドラム、 ２…回転軸、６…
回転磁極群、 ７…出力軸、８，８ａ…軸受、
９…ヨーク、１１…軸受ブラケッ
ト、 １２，１４…通気窓、１５…フレー
ム、 ２０…スリーブ。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 渦電流継手付回転電機の駆動用回転電機
   と、この回転電機回転軸に直結された円筒状磁性ドラム
   と、その内周に一定の空隙を有し同心状に配置されその
   一端を端板を介して出力軸の反出力側に直結された回転
   磁極群と、この回転磁極群内周に一定の空隙を有し同心
   的にその片端を軸受ブラケットに固着され外周に磁極巻
   線を巻装されたヨークと、外周を前記ヨーク内周及び軸
   受ブラケット内周に嵌合された軸受により支承される出
   力軸と、前記駆動用回転電機と軸受ブラケットを連結す
   るフレームにて構成された渦電流継手付回転電機におい
   て、前記ヨーク内周と軸受外周間に非磁性から成るスリ
   ーブを設けた事を特徴とする渦電流継手付回転電機。
2. 【請求項２】 前記軸受ブラケットにヨーク内周部に連
   通した数箇所の窓を設けると共に、前記非磁性スリーブ
   の外周に軸方向に連通する数箇所の切欠きと前記非磁性
   スリーブの切欠との相対する位置に、回転磁極群の端板
   に窓を設けた請求項１記載の渦電流継手付回転電機。
3. 【請求項３】 前記スリーブ外周とヨークの最小内周の
   径を軸受ブラケットに嵌合される軸受の外周径より大き
   くした請求項１及び２記載の渦電流継手付回転電機。