JPH02307342A - 突極形回転電機 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、突極形回転電機に係り、特に回転子の冷却効
果を向上することにより、突極形回転電機の小形化を可
能にする構造に関するものである。

（従来の技術） 第５図は、従来の突極形回転電機の一例を示す縦断面図
である。同図において、１は固定子で、この固定子１に
軸受２を介して回転子３が支持されている。この回転子
３は、積層構造とした回転子鉄心４に設けた磁極に回転
子巻線５を巻回し、軸方向の端部側にファン６を取付け
ている。また、固定子１には、固定子鉄心７に固定子巻
線８を取付け、外側に風道９を取付けている。

このように構成された突極形回転電機の冷却は、同図に
矢印で示すような通風経路で行っている。

すなわち、風道９から吸込まれた冷却用空気は、回転子
鉄心４の磁極間の隙間を軸方向に流れ（点線で示す）で
回転子鉄心４と回転子巻線５を冷却すると共に、磁極間
の隙間から固定子１側に流れ（実線で示す）で固定子１
と固定子巻線５を冷却し、ファン６に引込まれ、風道９
から外部に排出される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この冷却方法は、回転している回転子鉄
心４および回転子巻線５に対し、回転している回転軸方
向への空気の流れによる冷却となるため、空気の流れに
対する抵抗が大きく、回転子鉄心４および回転子巻線５
の冷却効果が悪くなっていた。

そこで、回転子鉄心４および回転子巻線５の冷却効果を
少しでも向上させるため、回転子３の外径を大きくして
鉄心長さを短くし、軸方向における通風抵抗をできるだ
け小さくするような設計が行われていた。

ところが、この設計では、回転子３が大きくなるために
固定子１も大きくなり、突極形回転電機が他の機種に比
較して大形化し、コスト面や設置スペース面で大きいデ
メリットを持つようになってしまいこの改善が望まれて
いた。

そこで、本発明の目的は、回転子の直径を太き（するこ
となく冷却効果を向上し、小形化を可能とした突極形回
転電機を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、軸に回転子鉄心を挿入し、この回転子鉄心の
磁極部に回転子巻線を巻回した回転子を備えた突極形回
転電機において、軸の両側にそれぞれファンを設け、軸
と回転子鉄心の間に軸方向に沿った第１のダクトを形成
し、この第１のダクトに連通し半径方向に沿った第２の
ダクトを回転子鉄心の軸方向中間部に形成し、この第２
のダクトの一部を磁極部まで伸ばし、かつ、回転子巻線
の上面近傍で回転子の外部へ開口するように構成したも
のである。

（作　用） 回転電機の外部から吸込まれた冷却用空気は、ファンに
よってその一部が第１のダクトに送り込まれ、回転子の
ファン作用によって第２のダクトへ送り込まれ、この第
２のダクトから吐出されて固定子鉄心へ送られる。第２
のダクトを流れる冷却空気は、磁極部を経由するものと
経由しないものに分れるので、磁極部を経由するものは
回転子巻線の中間部を内側から冷却し、経由しないもの
は回転子巻線の中間部を外側から冷却する。また、回転
子鉄心も中間部を内側から冷却される。一方、回転子巻
線および回転子鉄心の中間部以外は、ファンによって直
接送られる冷却用空気で冷却される。したがって、冷却
効果が向上し、小形化を図ることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照し説明する。第１
図は、本発明の一実施例を示す縦断面図であり、第２図
は第１図のＡ−Ａ線に沿った横断面図である。

第１図および第２図において、１は固定子で、この固定
子１に軸受２を介して回転子１０が支持されている。こ
の回転子１０は、軸１１に固着したリブ１２の外周に積
層構造とした回転子鉄心１３を一体に回転するように挿
入し、この回転子鉄心１３の磁極部に回転子巻線５を巻
回し、軸１１の両端部側にはそれぞれファン１４．１４
を取付けている。

以上の構成において、軸ＩＩと回転子鉄心１３の内周面
との間には、リブ１２によって仕切られた複数のリブダ
クト１５を形成し、回転子鉄心１３の軸方向中間部には
、このリブダクト１５に連通し、半径方向に伸びる複数
の鉄心ダクト１６を形成する。

ここで、鉄心ダクト１６は、リブダクト１５に連通ずる
第１の部分１６ａと、この第１の部分１６ａに連通ずる
と共に磁極部まで伸び、内側に配置される第２の部分１
６ｂおよび外側に配置される第３の部分１６ｃで構成さ
れている。

一方、回転子巻線１３の上面と磁極頭１７の間に挿入さ
れ、絶縁材から形成された上部カラー１８には、第３図
および第４図に示すように鉄心ダクト１６に対応して複
数の溝１９が設けられている。この溝１９は、鉄心ダク
ト１６の第２の部分１６ｂおよび第３の部分１６ｃに連
通し、回転子１０に導入された冷却空気の排出口となる
。

次に、以上のように構成された実施例の作用を説明する
。第１図に示すように風道９から吸込まれた冷却用空気
は、回転子ＩＯのファン１４．１４により固定子鉄心７
２回転子鉄心１３およびリブダクト１５にそれぞれ分割
して送られる。リブダクト１５に送られた冷却用空気は
、回転子１０のファン効果により、このリブダクト１５
から鉄心ダクト１６を通って固定子鉄心７へも送られる
。ここで、リブダクト１５から固定子鉄心７に送られる
冷却用空気は、まず、リブダクト１５から鉄心ダクト１
６の第１の部分１６ａへ送られる。この第１の部分１６
ａに送られた冷却用空気は、次の３個の通風経路を経て
固定子鉄心７へ送られる。すなわち、　■第１の部分１
６ａから第２の部分１６ｂを通り上部カラー１８の溝１
９から突出されて固定子鉄心７、　■第１の部分１６ａ
から第３の部分１６ｃを通り上部カラー１８の溝１９か
ら吐出されて固定子鉄心７、　■第１の部分１６ａから
吐出されて固定子鉄心７の各通風経路である。

このようにリブダクトｉ５から固定子鉄心７へ送られる
冷却用空気に３個の通風経路ができるので、回転子巻線
５は、内側および外側の両側から冷却され、回転子鉄心
１３は、冷却面積が従来に比べ大幅に増大するから、冷
却効果が大幅に向上する。

さらに、回転子巻線５のエンド部および鉄心ダクト１６
の設けられていない部分の冷却は、回転子１０に設けた
ファン１４により両側から冷却される。

したがって、回転子巻線５は、どの部分でもほぼ均一な
冷却効果を得られる。

なお、以上説明した実施例は、上部カラー１８に溝１９
を設けたが、この代りに磁極頭１７の下面に溝を設ける
ようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、次の効果が得られ
る。

（１）従来の構造に比べてほぼ２倍の風量が得られ、冷
却作用が増大する。

（２）回転子巻線のどの部分でも均一な冷却効果が得ら
れ、信頼性が向上する。

（３）通風経路の改善により小形化が可能となり、コス
トダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は第
１図のＡ−Ａ線に沿った横断面図、第３図は第２図のＡ
−Ａ線に沿った矢視図、第４図は本発明の一実施例に用
いる上部カラーの平面図、第５図は従来の突極形回転電
機の縦断面図である。 １・・・固定子 ５・・・回転子巻線 ７・・・固定子鉄心 ８・・・固定子巻線 ｌＯ・・・回転子 １１・・・軸 １３・・・回転子鉄心 １４・・・ファン １５・・・リブダクト １６・・・鉄心ダクト ！訃・・上部カラー １９・・・溝 （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか　
１名） 第８図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸に回転子鉄心を挿入し、この回転子鉄心の磁極部に回
   転子巻線を巻回した回転子を備えた突極形回転電機にお
   いて、前記軸の両側にそれぞれファンを設け、前記軸と
   前記回転子鉄心の間に軸方向に沿った第１のダクトを形
   成し、この第１のダクトに連通し半径方向に沿った第２
   のダクトを前記回転子鉄心の軸方向中間部に形成し、こ
   の第２のダクトの一部を前記磁極部まで伸ばし、かつ、
   前記回転子巻線の上面近傍で前記回転子の外部へ開口す
   るように構成したことを特徴とする突極形回転電機。