JPS60501686A - 交流機の軸方向放射方向小型全波整流装置 - 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】 交流機の軸方向放射方向小型全波整流装置技術分野 この発明は整流装置、特に交流機または同様なもの５回転子に協同できる軸方向 放射方向小型整流装置に関するものである。

技術の背景 全波整流装置は例えば交流機の様な回転電気機械に長く用いられている。多くの 場合、種々の理由のために、この様な回転電機は所謂”ブラシ無し”の種類であ ることが所要される。この様なことが所要される場合−こ、磁場が回転子に生じ られて、誘起された電流が固定子巻線から取出されて誘起直流のための電気回路 中のブラシの必要性を除去するようにすることが必要である。

これは磁場を生じる装置が回転子によって支持されることを必要とする。勿論、 これは永久磁石の使用によって達成できるが、回転電機は比較的大きい容量とな るので、回転子により支持される巻線を介して直流電流を向けることによって必 然的により強い磁場が形成される。この様な電流を回転子巻巌に設けてブラシを なお省略するために、回転子自体内の回転子巻線を所謂”励磁機”によって附勢 するための直流を生じることが従って必要となる。

通常の場合に、励磁機は固定の磁気固定子を有しており、この固定子は回転子に より支持される別の励磁電流を有する。成可く、構成は、結果的に交流が生じら れる交流機の７つである。回転子巻線に直流電流を設けるために、交流電流が整 流されることが必要である。更に、ブラシの使用を避けるために、この様な作用 を行うための整流器が回転子により支持されねばならない。

長年、回転子により支持された種々の整流装置が開発されている。例えば、ライ マンの／？６ｇ年ａ月６日付で許された米国特許第、？、　３４　ｇ、　０　” ？　／号、ホールの／？６ｇ年１７月７９日付で許された米国特許第３．’ｌ／ ２．２７／号、ドラビックの７９７３年６月／り日付で許された米国特許第Ｊ７ Ｊｉスθテ号萌細書中に示されでいる。この燐、な整流装置の１つの必要な特性 は、回転子回転の際に遠心力により整流装置に課せられる大きな応力に耐えるよ うできることである。この様な整流装置に要求される別の特長は出来るだけ小型 であることである。

これは整流装置が回転子により支持されるので必要であり、回転子寸法の不必要 な増大は（ａｌ固定子の寸法、従って回転電機全体の寸法、を必然的に大きくす るので不都合であり、（ｂ）寸法の増大は作動中にみられる応力を増大する大き な質量の回転子による質量の増大の実際の原因となる。

従来、軸方向に小型な整流装置をつくるよう試みられるときには、整流装置の放 射方向の寸法の増大を犠牲；こして一般に行われている。これは、構成部材がよ り放射方向内方に配置される場合におけるよりも構成部材の遠心力が与えられた 回転速度にて大きくなることが好適であるよりも回転軸心から大きな間隔で配置 される整流器構成部材に一般に起因している。最終的結果として、この様な放射 方向外方に置かれた構成部材は遠心力により誘起される大きな応力を受ける。

逆に、例えば先ｌこ示したホールの特許に示される様な放射方向に小型な装置を つくることによりこの様な整流装置に課せられる問題を避けるべく試みられると きに、これは増大された軸方向寸法の犠牲をもって達成される。ホール特許の例 示から明らかな様ｌこ−これは磁場が発生される回転子部分の放射方向または軸 方向の増大か、回転子により支持できる磁性羽料の量の減少、従って発生効率の 低下のいずれかを必要とする。

この発明は上述の問題の７つまたは幾つかの解決に向けられる。

発明の説明 この発明の主な目的は交流機用の新規で改良された整流装置、特に軸方向および 放射方向の両方向に小型ｌこなった整流装置を提供することにある。

この発明の例示的な実施しＵは間隔を置いて平行に取付けられた一対の板を有し ている。各板は複数個の孔を有し、７つの板の孔は他の板の孔と整列していない 。

番孔の１つゾつに複数個のダイオードが設けられている。各ダイオードは、取付 けられるべき対応する板の関連した孔内に入れられるダイオードの電気回路の１ つの極を形成するベースを有している。また、各ダイオードは、対応するベース の反対方向を向き且つ対応するダイオードが取付けられていない板の軸方向を向 いた電気回路の他の極を形成する端子を有している。

板間の間隔は、７つの板のダイオードの端子が他の板のダイオードの端子間に置 かれて且つ関連したダイオードが取付けられた板取外の板に接触しないで極く近 くに隣接するようなしている。板を前述した間隔の関係に固着する装置が設けら れている。

推奨実施例において、各板は等辺三角形を形成するよう設けられた３つの孔を有 し、６つのダイオードが用いられている。

好適には、板は大体円形で、少なくとも７つの板は周辺に放射方向外方に関した 溝を有している。板間のダイオードに接続された電気リード憑は該溝を通って軸 方向外方に延びている。

推奨実施例では、ブツシュが板の間に設けられ、各ブツシュは電気リード線を受 ける端子を夫々有している。

一般的に言えば、１つの板の番孔は他方の板の２つの孔の間の中間の点と軸方向 に整列している。板を一緒に固層すべく支柱が用いられており、この様な支柱は 周辺近くの板の間に延びている。板の中心は、例えば潤滑や冷却流体のための導 管が通過するようできる中心孔を有している。

他の目的と利点は添付図面に関連した以下の説明から明らかになろう。

図面の簡単な説明 第１図はこの発明に従ってつくられた整流装置を備えた交流機の概要断面図、 第２図は交流機から取外された整流装置の立面図、第３図は整流装置の他の構成 部材と同様に取付板上の整流装置の一部を形成するタイオードの取付を示す拡大 断面図、 第１図は１つの取付板と関連した構成部材を示す図、第５図は力りの取付板と関 連した構成部材を示す図、第６図は端子板上の電気リード線と取付端子を示す図 １ 第７図は端子の構成と同様に取付板上のダイオードの取付の別の詳細を示す図、 第５図は整流装置に用いられるタイオードの構成部材の電気的接続を幾分概略的 に示す図、および第を図は整流装置と交流機構成部材の接続を示す電気回路図で ある。

発明を実施する最良の形態 この発明に従ってつくられた整流装置を用いる高速交流機が図面に示され、第１ 図を参照するにノ）ウジング１０を有するよう示されている。ハウジングＩＯ内 には巻線を有する固定子／ユがあり、端ターン／％が示されているだけである。

固定子／コ内に回転可能に取付けられた回転子１６は、回転子／６により磁場を 生じるべく端ターン／ｇだけが示されている巻線を有している。従って、図示し ない手段による回転子／６の回転において、電流は固定子／コの巻線内に誘起さ れ、ブラシの必要なく使用する個所に導くことができる。また、交流機は符号λ θで大体示される励磁機を有している。励磁機２０は励磁固定子２２と、回転子 １６により取付支持された励磁電機子コｌとを有している。励磁電機子コクは三 相交流電流が誘起される巻線、２６を有する。この誘起された電流は符号２ｇで 人体示されるこの発明に従ってつくられた全波整流装置ζこ弄かれ、そこで直流 電流ζこ整流されて上述した磁場を形成するよう回転子巻線である端ターン／ｇ に送られる。第１図に示される様ｌこ、回転子／６の一部を形成する軸３乙の中 空部３ダ内に収容されたａつの間隔を置いた平行な板３θ、３．２によって整流 装置ユざは基本的に区画される。複数のボルト３ｇ（７つだけが図示される）は 整流装置２ｇを軸方向所定場所に固層するよう整流装置２ｇを通って廷びている 。中空部３ダの周壁は整流装置、２ｇを放射方向に位置させるよう整流ｇ　ｉ、 ２２　ｇをしっかりと受ける。以下に明らかになるように、整流装置２ｇは、交 流機の全空間条件を最小にするよう整流装置２ｇを通って補助構成部材が延びる ように構成されている。

例えば第１図に示される様に、導管ダ０は整流装置−ｇを通って延びている。一 般に、導管ｑｏは、交流機の作動のときに交流機を冷却したり、成る場合には図 示しない軸受に潤滑剤を供給するように回転子／６に潤滑剤を供給すべく用いら れる。

勿論、回転子／６は適宜な手段によってハウジング１０内に支承されている。こ の様な目的のために用いられる一組の軸受が符号タコで示される。また、交流機 は、当業者に明らかになる如く第１図に示されるよう潤滑剤や冷却材の孔口、シ ール等を有している。

この発明に関する電気回路図が第９図に示されている。先５こ述べた謙に、励磁 巻線二〇は、５本のｉ祿４ｔ’ｌ、ｌｌＡ、’Ｉｇで整流装置λｇに供給される ３相交流電流を生じる。これら電線ｌＩダ、４’Ａ、ダｇは第７図に示される様 にダイオードＳθの組の共通の接続部に接続され、ダイオード！Ｏの組の非共通 の接続部は、先に述べた如く回転子／６に磁場を生じるべく端ターン／ｒで示さ れる回転子巻線に直流′電流を設けるｔ催ｙ２または電線３ダのいずれかに接続 される。

第一図をいま参照するに、整流装置２ｇは回転子／６の中空部３’ｌから引出さ れた後で示されている。板３０゜３２ははゾ平行で、中空の支柱５乙によって所 要の間隔に維持される。第ダ、５図に明示される様に、１つのこの様な支柱Ｓ６ が設けられ、釣合いをとるために回転子／ルの回転軸心まわりに対称位置に配置 されてＧ）る０ボルト３１：　（第７図参照）は、中空部３ダ内に整流装置２ｔ を固定するよう板３θ、３コの孔を通ると同様に支柱ｊ６の内部を通っている。

また、第ダ、５図に示される様に、板ｊＯ，Ｊ、２ははゾ円形の周囲をもってい る。板３０には中央に孔６θが設けられ、板３２は同様な孔６．２を中央に有し ている。

孔１，０　、　Ａ、２は第１図に明示される様に整流装置２ｇを導管ｔｉ−ｏが 通ることができるように設けられている。

各板３θ、３ユには第３丙ｔこ示される孔４１の様に３つの孔が設けられる。孔 ６りは中央の孔６θの外方放射方向に設けられている。。各板３０，３λの３つ の孔１’は等辺三角形を形成している。第３丙ｔこ示される様に、この様な番孔 ４４’には絶縁ブツシュ６６が設けられている。また、第３図に示される様に、 板ＪＯの両側には絶縁体ｂｇ、ｔｏの薄板が設けられている。同様な絶縁体が同 様に板３λに設けられる。

関連した孔６ダ内の各ブツシュ６ルは１つのダイオードＳＯのねじ付のベースク コを受けることができる。

各ダイオードＳθは、絶縁された関係に各版３０．３２に各ダイオードＳＯを取 付けるよう拡大された６角形の形成部？＋と、このル角形の形成部７４’と一緒 にベース７２にねじ着されたナットク乙とを有している。

周知の様に、各ダイオード３θのベース７２は内部ダイオード回路の１つの極を 形成している。このダイオード回路の第一の極はベースクコの反対方向に延びる 端子７ｇによって形成されている。

薄い金属の板ｇｏは、整流装置２ｇ内にあるように他方の板３θ、３λに向い合 う各版３０．３２の側部ｌこ配置される。勿論、金属の板にＯは絶縁体７０によ って関連した板３０，３コから絶縁されるが、各ダイオードＳＯの４角形の形成 部７１１と接触する理由によって板に取付けられる３つのダイオードのベース７ λと電気的接触するようになる。板ｇｏは、板３θに取付けられた３つのダイオ ード５０の母線として作用する。第コ、左図に示される様に、同様な金属の板ざ コは板３．２１こ取付けられたタイオードＳＯの母線として作用する。

板３０．３２の軸方向円面を示す第４．ｊ−図の考察から理解できる様に、板３ ０のダイオードＳθを受ける孔６ダは板３ユの孔と整列しない。特に、板３０の 孔Ａ＋は板３コのコつの孔６ダの間の中間点と整列するように配置される。更に 、ダイオードＳＯが組込まれる板３θ、３２は・板、３０．．３２の隣接の７つ と接触しないで近接した端部？Ｏで終るように７つの板のダイオードＳＯの端子 ７ｇが他方の板に向って延びるように向けられる。この関係の結果として、ダイ オードＳＯは全て軸方向ζこ延び、１つの板のダイオードＳＯは他の板のダイオ ード５０の間に位置される。ダイオードＳＯの軸方向の配置は放射方向の小型化 を設けると共に、λつの板３θ、３コのダイオード回路間の位置関係は軸方向の 小型化を設けている。

この様な構成において、ダイオード３０は回転の際ｌこダイオードに課せられる 力に基本的抵抗できる。しかし、各ダイオードＳ０の弱い部分となる端子７ｇの 変形を防止するために、制限するエポキシ含浸被覆の不導コード９．２が第ｉ、 ｑ、ｓ図に示されるようにダイオード５０の端子７ｇのまわりに設けられる。コ ード９２は、放射方向に変形することなく軸方向に延びる位置に全て残る様に作 動の間は各端子７ｇに放射方向外方に作用する遠心力を均等化するよう作用する 。

板３θと関連した母線をなす板ｇｏは、電気リード線Ｓ、２（第り図）を接続で きる端子？６を有する。同＃ｔこ、ＴｉＪ：線をな丁板ざ２（第Ｓ図ンは電気リ ード憑３弘を接続できるはゾ同じ端子ｑｇを有している。

いま、第７図を参照するに、端子ｑｇは、端子９６と同じにつくれることの理解 をもって説明されよう。

取付用の板３２は絶縁ブツシュ１０コが通って延びる孔ｌθＯを有する。アレン 頭付キャップねじ１０’１は、板３コの反対側の締着ナソ）　１０／、を受ける よう絶縁ブツシュ／θユを通って延びてＧ）る。キャ゛ノグねじ１０４ｔの頭部 ｉｏｇは板３θ、３ユの間に配置され、板ｇ２と導電接触する電気リード線左ダ の端部ｌこ収縮固着具／１０を締着するようできる。

第ダ、Ｓ図を参照するに、絶縁体と同様に板３０，３コの周囲は種々の間隔の放 射方向外方に開口した溝または切欠／／’ｌを有することがみられよう。第２図 にみられる様に、切欠ｉｉｙは板３θ、３２間の空所の外に整流装置コｇの放射 方向外形内の電気リード線１Ｉｌｌ、グ乙。

ダざＪ２．ｊＱの軸方向の通過を可能にしている。

第２図を参照するに、各板、３０．．３２のダイオード５θは電気的に反対極性 である同一外形を有していることが明らかである。従って、板３コに取付けられ たダイオード５０は第２図に符号／２０で示される様に通常の記号の様に導通し 、板３０ｊこ取付けられたダイオード３Ｑは符号ｌコ＝による通常の記号で示さ れる様に反対の電気的方向に導通ずる。この関係の考慮によって、いま第を図に 注意が向けられる。導電体／、２４ｔ。

／　２　Ａ　、　／　２　ｔ　！ｉ２つの隣接するダイオード回路を連接し、７ つのダイオードは板３２に取付けられ、別のダイオードは板３Ｑに取付けられて いる。従って、導電体ｌコｌは電線１４ｔに接続でき、導′一体７．２乙は電線 ダ６に接続され、導電体／２ｇは＝ｍｙｇに接続されて、第７図に示される結線 を完了するようなる。

第１図に戻って、回転子の軸３６の中空部３グは端子キャップ１３０内に収容で きる。端子キャンプ１３σが第１，６図に示されており、絶縁材料でつくること ができる。第６図に示される様な場所に、電気接続部１３コを設けることができ 、種々のリード線に収縮される有孔接続体／３４を受けるねじ付置着具／３ダに よって各電気接続部が形成されている。各接続部を電気的に絶縁するよう絶縁管 を使用できる。スパナ−ナツトの性質をもったねじ部材／’１０は、回転子の軸 ３乙の中空部３ダを所要場所の整流装置２ｇと端子キャップ／３θによって部分 的に閉鎖するよう使用できる。

スリーブやハウジングの様な種々の不導置部材を、周知の様に整流装置コｊや端 子キャップ／３θの種々の部分を覆うように使用できる。

以上から、この発明に従ってつくられた整流装置が放射方向と軸方向の小型化を 達成し、これζこよって両者の利点を達成し、関連した欠点を避けることが明ら かであろう。回転子寸法と質量が、軸方向の小型性を有した従来の整流装置より も減少され、同時にダイオード組体は構成部材が従来の軸方向小型組法ｌこ見出 される大きな遠心力を受けることのないように回転子の回転軸心に近接している 。

同時に、軸方向の小型性は、最小の大きさをもって最大発生容量を設けるよう回 転子によって支持された磁気材料の量の犠牲なしに達成される。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 工９間隔を置いてはり平行に取付けられ、一方の板の孔が他方の板の孔と整列せ ずに等辺三角形を形成するよう設けられた３つの孔を夫々有する一対の板、ダイ オードの電気回路の７つの極を形成し且つ取付けられる対応する板の関連した孔 に収容されるベースを夫々有し且つ電気回路の他方の極を形成して対応するベー スに対向して向けられる端子を有する番孔に１つゾつの６つのダイオード、 各取付板に７つずつ不導電係合して対応する板と関連してベースが電気接触する 一対の薄い板状の母線、全波整流器を形成するよう端子の組を連結する板の間の 回路装置、 板を間隔を置いて固着する装置、を＝え、板ＱＤ間の間隔は、７つの板のダイオ ードの端子が他方の板のダイオードの端子の間に位置されて関連したダイオード が取付けられること以外の板と接触せずに近接している、交流機の回転子や同様 なものＩこ協同する軸方向放射方向小ｍ整流装置。 ２、板ははゾ円形で且つ周囲に放射方向外方に開口した溝を有し、両板の間ｌこ あって母線または端子の７つに接続された電気リード線を有し、該電気リード線 は該溝を通って板の軸方向外方に延びている請求の範囲第１項記載の整流装置。 ３、母線は板の間にあって夫々電気リード線を受ける端子を有している請求の範 囲第１項記載の整流装置。 ４、間隔を置いてはゾ平行に取付けられ、等辺三角形を形成するよう設けられた 複数個の孔を夫々有し且つ一方の板の孔が他方の板の孔と整列していない一対の 板、 ダイオードの電気回路の７つの極を形成し且つ取付けられる対応する板の関連し た孔に収容されるベースを夫々有し且つ電気回路の他方の極を形成していて対応 するベースに対向して向けられていて対応するタイオードが取付けられない板に 対し軸方向を向いた端子を有する番孔に１つゾつの複数個のダイオード、および 板を間隔を置いて固着する装置、を備え、板の間の間隔は、７つの板のダイオー ドの端子が他方の板のダイオードの端子の間に位置されて関連したダイオ−Ｃ゛ が取付けられること以外の板と接触せずに近接している、交流機の回転子や同様 なものに協同する軸方向放射方向小型整流装置。 ５、間隔を置いてはゾ平行に取付けられ、一方の板の孔が他方の板の孔と整列し ていない３つの孔を夫々有する一対の板、 ダイオードの電気回路の７つの極を形成し且つ取付けられる対応する板の関連し た孔Ｉこ収容されるベースを夫々有し且つ電気回路の他方の極を形成していて対 応するベースに対向して向けられた端子を夫々有する名札に１つゾつの６つのダ イオード、および板を間隔を置いて固着する装置、を備え、板の間の間隔は、７ つの板のダイオードの端子が他方の板のダイオードの端子の間に位置されて関連 したダイオードが取付けられること以外の板と接触せずに近接しているようなる 、交流機の回転子または同様なものに協同する軸方向放射方向小型整流装置。 ６、各版の孔は、他方の板の２つの孔の中間にある一方の板の名札の軸方向の整 列をもって等辺三角形を形成している請求の範囲第５項記載の整流装置。 ７、板ははゾ円形で、固着装置は、板の間にて板周辺近くに延びる支柱を有し、 等辺三角形は関連した板の中心まわりに中心法めされ、各版は導管が軸方向に通 過できる中央孔を有してい゛る請求の範囲第６項記載の整流装置。 ８、少なくとも７つの板は、電気リード線が通るようできる放射方向外方に開口 した溝を周辺に有している請求の範囲第７項記載の整流装置。