JPS631582Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は回転電気機械に関する。

航空機に於て使用する回転電気機械すなわち発
電機、モータは出来るだけコンパクトで軽量であ
ることが望ましい。発電機の場合の電気的出力、
モータの場合の機械的出力のいづれの場合でも、
回転電気機械を高速で回転させることによつて比
較的小型の機械から高出力が得られる。２極発電
機の特定の実施例では、24000r.p.mで回転するこ
とにより400Hzの出力を得ることができる。

比較的小型の回転電気機械において、高出力に
伴なう高電流は通常固定子巻線に包囲されている
回転子巻線内に於て許容できない程の、発熱によ
る温度上昇を伴う。しかしこの回転子巻線からの
熱発散率は通常低いという欠点を有する。

この考案の目的は、回転子巻線へ直接冷却用流
体を供給するための設備を有している回転電気機
械を提供することである。

好適な構成においては、冷却用流体は回転する
各回転子巻線に直接供給される。

以下本考案を添付図面を用いて説明する。説明
の便宜上回転電気機械として発電機の場合を説明
するが、モータの場合にも適用できることは言う
までもない。

第１図に示されるように発電機は第１回転子巻
線１１と第２回転子巻線１２を支持する回転軸１
０を有する。この回転軸１０にはまた永久磁石１
３が配設されている。この永久磁石１３は固定子
巻線１４と共に作用してパイロツト励磁機交流発
電機１５（以下パイロツト励磁機とする）を形成
する。別の固定子巻線１６は第２巻線１２と共に
作用してメイン励磁機交流発電機１７（以下メイ
ン励磁機とする。）を形成する。固定子巻線１６
はパイロツト励磁機１５の固定子巻線１４からの
電流によつて励磁される。メイン励磁機１７の第
２回転子巻線１２からの交流電流は整流器装置１
８を介して第１回転子巻線１１へ供給される。第
１回転子巻線１１は固定子巻線１９と共に作用し
てメイン交流発電機２０（以下メイン発電機とす
る）を形成する。メイン発電機２０からの交流出
力は固定子巻線１９から配線２１に供給される。

第２乃至８図に示された構成において、発電機
の幾つかの部材は第１図に対応する部材と同じ符
号を付してある。

第２図に示すように発電機はその中に固定子巻
線１４，１６，１９が配設されている固定子ハウ
ジング２２を有する。回転子２３はこのハウジン
グ２２内に於て軸受２４，２５によつて回転可能
に支持され、ハウジング２２の一端から軸封され
て突出している軸部分１０を有する。

第３，４図に示されるように、回転子２３は積
層された軟鉄からなる回転子体３０を有し、直径
上対向する位置に軸方向に伸長するスロツト３
１，３２が形成される。この回転子体３０はまた
１０個の周方向スロツトを有し、これらのスロツ
トを通じて銅製減衰用ロツド３３が延びている。
これらのロツド３３の各端部は回転子体３０に接
する銅製端板３４，３５に取付けられている。チ
タニウム合金からなる巻線支持ブロツク３６，３
７は回転子体３０の対向両端に配設された絶縁カ
バーで被覆された第１回転子巻線１１を収容する
ための側方溝を有する。ブロツク３６，３７の回
転子体３０に対する固定は、回転子体３０を軸方
向に通過する４本のボルト４７（第４図）により
行なわれる。第１回転子巻線が巻かれる巻線支持
ブロツク３６，３７は絶縁体で構成されていると
いうより、構造上の強度が得られかつ軽量化する
ことができる物質から基本的に選択されるもので
ある。

第１回転子巻線１１は直角断面のワイヤから成
る１３０巻きから構成され、この巻きは、第４図
に一層明瞭に示されるように、２つの部分から構
成され、各部分は５つのコラムで構成され、各コ
ラムで13巻きを有している。一方の部分の一方の
自由端は、第５図に符号３８で示されるように、
他方の部分の一方の自由端と接続されている。各
部分の他方の自由端３９，４０は回転子体３０の
支持ブロツク３６内のスロツトを通つて第８図に
示すように整流器装置１８の接続端子１３９，１
４０と接続されている。スロツト３１，３２の第
１回転子巻線の軸方向に伸びる部分は、クランプ
４１と回転子体３０を通つてクランプ４２をねじ
止めする３本のボルト４３の内の１本によつて回
転子体３０に固定されている。クランプ４１，４
２の外表面は回転子体３０の外周と同一に仕上げ
られる。クランプ４１，４２は夫々舌片４４を有
し、これは巻線の巻きの２つの部分をスロツト３
１，３２内で一定の間隔に離している。

回転子端部に置いて巻線部分は夫々の絶縁体か
らなるスペーサ４５，４６により間隔が設けら
れ、巻きのコラムはそれら自体スペーサ４８によ
つて間隔が設けられる。クランプ４１，４２（舌
片４４は除く）は回転子体３０よりも軸方向に長
く支持ブロツク３６，３７を覆うように回転子体
３０の端から出ている。ボルト４３のうちの１本
はクランプ４１とスペーサ４５を貫通し、クラン
プ４２をねじ止めしている。ボルト４３の最後の
１本はクランプ４１とスペーサ４６を貫通しクラ
ンプ４２をねじ止めしている。ボルト４３は第
４，５、及び６図に点線によつて外形が示されて
いる。スペーサ４８は弾性材の長方形シートであ
り、長さは第５，６図に示すようにスロツト３
１，３２の底の間を越えて回転子体３０の直径外
方に延びない。またスペーサ４８の幅は第３図に
示すように巻線の占める範囲を越えて軸方向に延
びない。そして厚みは第４図に示す様に回転子巻
線１１のコラム間の通路を形成するのに十分なも
のである。スペーサ４８は小型で軽量であり、回
転子巻線１１全体を接着するのに一般に使用され
る弾性ワニスによつて回転子巻線１１に保持され
ている。スペーサ４８で形成されたこれらの通路
によつて冷却流体が回転子巻線１１の各線に直接
触れる様にスロツト３１，３２内を流れる。これ
によつて実効的な冷却効果が得られる。

支持ブロツク３６には軸方向中心に孔５１を有
する部材５０が取付けられる。この部材５０はプ
レート５２を支持し、そのプレート５２上には第
１図に示した整流器配列１８が配設され、この整
流器配列１８は、第７図に示すように、同心円上
に配列された６個の植込みダイオード５３から構
成される。各ダイオード５３の一端は第２回転子
巻線１２に接続されると共に、ダイオード５３の
他端は第１回転子巻線１１に接続される。第８図
は整流器配列１８の回路を示す。メイン励磁機１
７の第２回転子巻線１２の出力は３相電流であ
る。ダイオード５３は３個のダイオードをもつ２
つのグループで構成され、一方のグループ内での
ダイーオードの植込みは陽極が共通接続されてお
り、他方のグループ内でのダイオードの植込みは
陰極が共通接続されている。この整流器配列１８
は自由端３９，４０によつて第１回転子巻線１１
に接続され、その自由端と並列に２つの容量４９
が直列に接続され、容量４９の共通点は接地され
ている。

回転子体３０、第１回転子巻線１１およびクラ
ンプ４１，４２を包囲するのが非磁性の円筒スリ
ーブ５４である。スリーブ５４と一体の段付き端
部分５５は支持ブロツク３７に例えば焼きばめを
利用して取付けられると共に軸受２５とその段付
き端と係合している（第２図）。端部分５５は内
方スプライン５６を有し、これは回転軸１０の補
促的なスプライン５６Ａ（第２図）と係合する。
スリーブ５４は端部分５５と反対側の端部５４Ａ
において更に段付きスリーブ５７と接続され軸方
向に伸びている。このスリーブ５７は非磁性材料
から成り、溶接によつてスリーブ５４に固定され
る。スリーブ５７は整流器配列を有する部材５０
を包囲しており、スリーブ５７に設けた穴を介し
て整流器配列の各ダイオードの端子と第２回転子
巻線が導線５８により接続されている。スリーブ
５７の自由端内部に支持ブツシユ５９があり、こ
のブツシユ５９に隣接するスリーブ５７の外側に
軸受２４が配設される。スリーブ５４，５７は両
者ともステンレス鋼で相当の剛性を有する。スリ
ーブ５４，５７は回転子体３０の積層による影響
を受けることなくスリーブ全体が単一の円柱体と
して軸受２４，２５間で支持されるようにする。
回転子体３０とスリーブ５４との緊締状態は軸１
０と回転子体３０間の駆動接続を保証する。ブロ
ツク３６，３７は第１回転子巻線１１およびボル
ト４７によつて回転子体３０と一縮の回転が確実
に保証される。この配列によつて回転子体に支持
用軸を備えることが不要となり、回転子の与えら
れた断面積を、ほとんどを鉄にすることができ
る。よつて決められた出力又は入力に対して、装
置のサイズ、重量をそれぞれ小さくすることがで
きる。そして、スリーブ５４，５７は冷却流体が
回転子内を軸方向に流通するための室を形成する
ことになる。

ブツシユ５９は段つきスリーブ５７の一端の内
周面に保持されており、ブツシユ５９の一端の内
周面で管６０の一端を保持しており、管６０の他
端は部材５０の管部分を包囲している。別の管６
１はその一端が固定子ハウジング２２に取付けら
れると共に、固定子ハウジング２２の端壁の通路
６２と連通する（第２図）。管６１の他端６１Ａ
はブツシユ５９内の管６１が接続されている側と
反対側に動きばめされている。従つて通路６２へ
供給された流体は管６１，６０を通り、孔５１を
通つてコイル支持のためのブロツク３６へと流れ
ることができる。ブツシユ５９、孔５１、管６
０，６１及び通路６２は回転子体３０へ冷却流体
を供給するための軸方向入口接続を形成してい
る。次いでこの流体は第１回転子巻線１１の隣接
したコラム間に形成される通路を通じてスロツト
３１，３２を流れ管６５を介して放出される。

管６３は第３図で示すように回転子体の支持ブ
ロツク３６に隣接して回転子体３０に対抗する側
に直径方向に延びており、この管６３はスリーブ
５４の外周方向に開口している。管６３は内部の
横方向の通路６４と連通しており、従つてこの通
路６４に入る流体は回転子の回転によつて半径方
向に付勢され、メイン交流発電機２０の固定子巻
線１９の一部に対して冷却作用を与える。前述し
た一対の別の管６５は第３図で示すようにスリー
ブ５４の段付き部分５５を通つて直径方向に延び
ているので、支持ブロツク３７に隣接した区域内
の流体は半径方向外向きに付勢され、この管６５
から放出され、メイン交流発電機の固定子巻線１
９の別の個所を冷却する。

管６０と部材５０の管端とは、加圧状態下で供
給される管６０内の冷却用流体の一部がそのすき
間を介して半径方向外向きに通過して遠心力で飛
散しダイオード５３を冷却することができるよう
に接続されている。この冷却用流体はまたスリー
ブ５７に設けらているダイオード５３と第２回転
子巻線１２とを接続する導線５８のための孔を通
過し巻線１２へと流通し第２回転子巻線１２を冷
却する。第２回転子巻線１２を取り囲むケーシン
グ６６（の孔又はすき間）から遠心力にて飛散す
る冷却用流体は、第２回転子巻線１２の環状外側
に配置された固定子巻線１６を冷却する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る回転電気機械としての交
流発電機のダイヤグラムである。第２図は第１図
に示した交流発電機の縦部分断面図である。第３
図は第２図に示された交流発電機の回転子の拡大
縦断面図である。第４図は第３図の４−４線に沿
つた拡大断面図である。第５，６，７図は第３図
の対応した線に沿つた断面図である。第８図は交
流発電機の整流器回路である。 図中符号、１０……回転軸、１１……第１回転
子巻線、１２……第２回転子巻線、１３……永久
磁石、１４……固定子巻線、１５……パイロツト
励磁、１６……固定子巻線、１７……メイン励磁
機、１８……整流器配列、１９……固定子巻線、
２０……メイン交流発電機、２１……配線、２２
……固定子ハウジング、２３……回転子、２４，
２５……軸受、３０……回転子体、３１，３２…
…スロツト、３３……ロツド、３４，３５……端
板、３６，３７……コイル支持ブロツク、３９，
４０……自由端、４１，４２……クランプ手段、
４３……ボルト、４４……舌片、４５，４６……
スペーサ、４７……ボルト、４８……スペーサ、
５０……部材、５１……孔、５２……板、５３…
…ダイオード、５４……スリーブ、５５……段付
き端部分、５６……スプライン、５７……段付き
スリーブ、５８……導線、５９……支持ブツシ
ユ、６０……管、６１……管、６２……通路、６
３……管、６４……通路、６５……管、６６……
ケーシング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ ハウジングと磁化可能な回転子部材３０を備
   えた回転電気機械であつて、前記回転子部材３
   ０が該部材の環状両端に軸方向に伸びるスロツ
   ト３１，３２を有し、前記回転子部材３０が前
   記ハウジング２２内で回転可能に載置されてい
   る堅固な非磁性スリーブ５４，５７により囲繞
   かつ支持されており、複数の巻線で構成され前
   記各スロツト内に配置されている複数個の軸方
   向伸長部分を有する第１回転子巻線１１と、前
   記非磁性スリーブ５７の一端に設けられた冷却
   流体の軸方向入口６１と、該入口６１と前記回
   転子部材３０一端の前記第１回転子巻線１１の
   軸方向伸長部分とを接続する軸方向通路部材５
   １，５９，６０と、前記回転子部材の両端部に
   前記第１回転子巻線１１の直径方向伸長部分の
   スペーサ４８と、各スロツト３１，３２内で第
   １回転子巻線１１のたがいに隣接する軸方向伸
   長部分の間でスペーサ４８の厚さに等しい幅を
   持つ通路とを備えており、該通路が冷却流体を
   前記第１回転子巻線１１の軸方向各伸長部分に
   直接接して前記スロツト３１，３２を通し、前
   記通路を通過してきた冷却流体のための第１出
   口６５を有することを特徴とする回転電気機
   械。 ２ 前記第１回転子巻線１１の軸方向伸長部分が
   前記スロツト３１，３２内に於て複数個の間隔
   を設けられたコラムとして構成されており、前
   記コラム間の隙間は冷却流体の通路を形成して
   いることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第１項に記載の回転電気機械。 ３ 前記第１回転子巻線１１の軸方向伸長部分を
   前記スロツト３１，３２内の位置に維持するた
   めのクランプ部材４１，４２を備えており、該
   クランプ部材及び回転子巻線１１が組み合され
   て前記スリーブ５４，５７と密着固定される円
   筒状外表面を形成していることを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第１項又は第２項に記載
   の回転電気機械。 ４ 前記スロツト３１，３２内の前記通路の入口
   に載置され前記冷却液の一部を排出する第２出
   口６３を備えていることを特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
   １項に記載の回転電気機械。 ５ 前記第１回転子巻線１１と共に回転可能に前
   記スリーブ５７に載置されている第２回転子巻
   線１２と、前記スリーブ５７内に配設されてお
   り前記第１及び第２回転子巻線を接続している
   整流器配列１８と、前記入口接続から前記整流
   器配列への冷却流体を流通させるための開部
   と、ハウジングに配設された固定子巻線１６に
   冷却流体を供給する第３出口とを備えているこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   〜第４項のいずれか１項に記載の回転電気機
   械。