JPS6134854Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本案は、回転軸内にヒートパイプを挿入設置
し、回転子から発生される熱を電機の反負荷側で
放熱させる回転電機に関するものである。

（技術の背景） 回転電機において、小形化・高出力化をはかる
うえで改善を要求される要素の一つに温度上昇が
あり、この問題は程度の差はあるが、誘導機・同
期機・直流機などに共通しており、温度上昇を軽
減させることは絶縁処理の簡易化のためにも重要
である。

回転電機は一般に外わくに固定子鉄心を嵌合固
着し、固定子の熱を外枠に熱伝達させて冷却する
が、回転子鉄心に生じた熱は一部分が回転軸から
軸受を介して外わくに伝達され、大部分は空隙を
介して固定子鉄心や外わく内面に伝達されるた
め、冷却効率が良好でなく、軸受を過熱させる欠
点がある。

（従来例） このため、回転軸に軸方向の中空孔を設け、こ
の中空内にヒートパイプを挿入あるいはヒートパ
イプとして構成させ、回転子の熱をこのヒートパ
イプによつて機わくの外に導いて放熱させるよう
にしており、たとえば実開昭54−164803号公報な
どに示されている。すなわち、第２図に示すよう
に固定子鉄心１を固着した外わく２の両側に嵌合
させたブラケツト８，１０の軸受９および１２に
回転軸５を支承させており、この回転軸５内にヒ
ートパイプ１４を回転子鉄心４との嵌合部から反
負荷側の軸端にわたつて設け、反負荷側の軸受１
２より外側に延ばした軸端に放熱フイン１３を取
りつけ、ヒートパイプの熱を放散させるようにし
てある。３は固定子巻線、６は回転子巻線であ
る。したがつて回転子鉄心４および回転子巻線６
から発生した熱のほとんどがヒートパイプ１４に
流入し、反負荷側の放熱部１４ｂに運ばれて熱放
散されるが、ヒートパイプ１４の熱流入部１４ａ
の温度が、ヒートパイプの負荷側端に接する回転
軸の温度より高くなるため、ヒートパイプに流入
した熱の一部が矢印ａで示すように負荷側の回転
軸５に伝達され、負荷側軸受９の温度を上昇させ
て軸受寿命が短かくなつたり、回転軸を介して、
軸端に連結した負荷機器に熱伝達して悪影響を及
ぼすなどの問題があつた。

なお、ヒートパイプを回転子鉄心との嵌合部か
ら負荷側に延長させ、放熱フインを負荷側に設け
た場合は、反負荷側の軸受に同様の問題が生じる
とともに、負荷側の周囲温度が放熱によつて高め
られ負荷機器に熱影響を与える欠点がある。ま
た、負荷側と反負荷側の両方に放熱フインを設け
るようにすると、冷却効果はよいが構造が複雑に
なる。

（問題点を解決するための手段） このため、本案は回転軸内に、この回転軸と回
転子鉄心との嵌合部から反負荷側の軸端にわたつ
てヒートパイプを設け、反負荷側の軸端部に放熱
フインをそなえ、このヒートパイプと負荷側軸受
との間の回転軸内に断熱空間を設けてヒートパイ
プに流入した熱が負荷側へ伝達されないようにし
てある。

（実施例） これを第２図に示す実施例について詳細に説明
する。

１はフレーム２内に支持された固定子鉄心、３
は前記固定子鉄心１に巻装された固定子巻線、４
は回転軸５に嵌合固着するとともに回転子巻線６
を巻装した回転子鉄心、７は前記回転軸５に嵌合
固着された整流子で、整流子片を前記回転子巻線
６に接続している。８は負荷側ブラケツトで、前
記回転軸５の負荷側を支承する軸受９を有すると
ともに、前記フレーム２の一端に嵌合固着してい
る。１０は反負荷側のブラケツトで、刷子装置１
１と前記回転軸５の反負荷側を支承する軸受１２
を有するとともに、前記フレーム２の他端に嵌合
固着している。１３は回転軸５の反負荷側軸受か
ら外側に突出させた軸端部に密に嵌合固着した放
熱フインで、回転軸５の熱を外気中に放出する。
１４は回転軸５内に挿入設置したヒートパイプ
で、回転子鉄心との嵌合部から放熱フインを設け
た軸端部まで延びている。１５は回転軸５内の、
ヒートパイプ１４と負荷側軸受９との間に設けた
断熱空間、１６は反負荷側ブラケツト１０にとり
つけた放熱フインカバーで、通風孔１７を有して
いる。

図において破線の矢印は熱の移動を示す。

（動 作） 上記のように構成してあるから、回転電機の運
転によつて発生される回転子鉄心４、回転子巻線
６、整流子７等からの熱は、回転軸５を介して回
転軸中のヒートパイプ１４に流入し、この熱流入
部１４ａからヒートパイプの熱伝達作用によつて
低温の反負荷側の軸端部に伝えられ、放熱フイン
１３から外気中に放出される。

また、ヒートパイプ１４と負荷側軸受９との間
の回転軸５内に断熱空間１５を設けてあるため、
この部分の回転軸５の熱伝導断面積が減少し、回
転子鉄心４から回転軸負荷側への熱伝導を著しく
減少させるとともに、ヒートパイプ１４へ流入し
た熱流入部１４ａの熱が回転軸５の負荷側に伝達
されることを防いでいる。

なお、断熱空間１５は、その周壁に軸の外周面
に通じる複数個の通気孔を設けて、この部分の回
転軸を冷却させるようにしてもよく、断熱空間１
５内に熱伝導率の小さい合性樹脂を充填して、ヒ
ートパイプ端面からの熱を遮断させる熱的空間で
あつてもよい。

（本考案の効果） 本案はこのように、回転子鉄心との嵌合部から
反負荷側の軸端にわたつて、回転軸内にヒートパ
イプを挿入設置し、回転電機の反負荷側で放熱さ
せる回転電機において、回転軸のヒートパイプと
負荷側軸受との間に断熱空間を設けてあるので、
回転子鉄心および回転子巻線から発生する熱が、
負荷側の軸受および軸端へ伝わる量を著しく減少
させることができ、軸受の温度上昇をおさえて寿
命を延ばすとともに、軸端に連結する負荷機器へ
の熱による悪影響をなくすことができる。

なお、本案は、直流機以外の回転電機において
も適用できることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本案の一実施例を示す上半部側断面
図、第２図は従来例を示す上半部側断面図であ
る。 ５は回転軸、１４はヒートパイプ、１４ａは熱
流入部、１５は断熱空間である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 回転子鉄心を嵌合した回転軸と、前記回転軸
   内に回転子鉄心との嵌合部から反負荷側の軸端
   にわたつて挿入設置したヒートパイプと、反負
   荷側の軸端部に設けた放熱フインとをそなえた
   回転電機において、前記回転軸のヒートパイプ
   と負荷側軸受との間に断熱空間を設けたことを
   特徴とする回転電機。 ２ 前記断熱空間が、熱伝導率の小さい合成樹脂
   を充填した中空孔である実用新案登録請求の範
   囲第１項記載の回転電機。