JPH05146104A

JPH05146104A - 同期発電機

Info

Publication number: JPH05146104A
Application number: JP3301887A
Authority: JP
Inventors: Shigetomo Shiraishi; 茂智白石; Toshiro Hasebe; 寿郎長谷部
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-11-18
Filing date: 1991-11-18
Publication date: 1993-06-11

Abstract

(57)【要約】【目的】冷却性能を向上して小型・軽量化を達成すると
共に、大出力化を容易に可能とする。【構成】発電回転子は、円筒界磁鉄心１と、この円筒界
磁鉄心１にスロットを介して納められた円筒界磁コイル
２と、円筒界磁鉄心１を押える鉄心押え11と、円筒界磁
コイル２の円筒界磁鉄心１のスロットを出た端部を支持
するコイル支え20と、この端部の外径側に巻回して端部
を強固に支持するガラスバインド13で構成されている。
このコイル支え20の円周部20ａに軸方向に沿って断面が
ほぼ半円状の通風溝21を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電気式動力伝達
方式を用いたディーゼル車両に搭載する円筒界磁形の車
両用主発電機のような同期発電機に係り、特に冷却機溝
の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば電気式動力伝達方式を用い
たディーゼル車両に、搭載する円筒界磁形の車両用主発
電機のような同期発電機は、その一例を第11に示すよう
に、円筒界磁鉄心１，円筒界磁コイル２から成る発電機
回転子と，ステートル鉄心３，ステートルコイル４から
成るステートルにより構成される同期発電機，励磁機
５，回転整流器６，ファン７，フレーム８で構成され
る。

【０００３】以上のように構成された円筒界磁形の同期
発電機は、図示しないディーゼルエンジンの回転によ
り、ファン７が回転し、外部からフレーム８に設けた入
気口９ａ，９ｂ（ただし、９ｂは図示しない）を介して
空気（冷却風）を内部に吸入する。吸入された冷却風
は、同図に矢印で示すように流れ、円筒界磁コイル２，
円筒界磁鉄心１，ステートルコイル４，ステートル鉄心
３，励磁機５，回転整流器６等を冷却し、図示しないデ
ィーゼルエンジン側に設けた排気口10から外部に排出さ
れる。

【０００４】ところで、図12に示すように発電機回転子
は、円筒界磁鉄心１，円筒界磁鉄心１に納められた、円
筒界磁コイル２，円筒界磁鉄心１を押える鉄心押え11
と、円筒界磁コイル２を支えるコイル支え12より構成さ
れている。ここで、円筒界磁形主発電機の発電のメカニ
ズムは、発電機回転子に図示しないディーゼルエンジン
の駆動力を伝達して回転させ、ステートルとの間に誘導
起電力を発生させるものであるが、このとき、円筒界磁
コイル２が、発電機回転子の回転に起因する遠心力によ
り円筒界磁鉄心１より離脱しないようにするため、ガラ
スバインド13によってコイル支えに強固にバインドされ
ている。なお、図１の14は回転子軸を示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、円筒界
磁コイル２には相当量の電流が流れるため、抵抗熱によ
って温度が上昇するにもかかわらず、円筒界磁コイル
２，コイル支え12により形成される空間は、ガラスバイ
ンド13によって実質的に密封される構造となるために次
のような不具合があった。すなわち、 (1) 熱を保有した円筒界磁コイル２の内部は、直接冷却
風にさらされておらず、その冷却は間接的な伝熱による
放熱に頼らざるを得ないため、冷却効率が悪い。そのた
めに発電機回転子の回転数に制限が生じ、出力を抑えざ
るを得ない。 (2) 間接的な電熱による放電で円筒界磁コイル２の内部
の温度を抑える場合、構造的にコイル間の間隔を広げ、
前述した密封空間を大きくしなければならない。このた
め、円筒界磁コイル２の小型化に制限が加わり、結果と
して円筒界磁形主発電機の小型・軽量化の妨げとなって
いる。

【０００６】そこで、本発明の目的は、冷却性能を向上
して小型・軽量化を達成すると共に、大出力化を容易に
可能とする同期発電機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、円筒界磁鉄心
のスロットから出た円筒界磁コイルの端部の内径側をコ
イル支えで支持すると共に、外径側にガラスバインドを
巻装して成る発電機回転子を備えて成る発電機回転子を
備えた同期発電機において、コイル支えに冷却風の導入
部を設け、円筒界磁鉄心とガラスバインドの間に冷却風
の排出部を形成したものである。

【０００８】また、本発明は、円筒界磁鉄心のスロット
から出た円筒界磁鉄心の端部の内径側をコイル支えで支
持すると共に、外径側にガラスバインドを巻装して成る
発電機回転子を備えた同期発電機において、円筒界磁コ
イルを高さ方向で分割してその間に、冷却風の導入孔を
有するスペーサを間挿し、円筒界磁鉄心とガラスバイン
ドの間に冷却風の排出部を形成したものである。

【０００９】

【作用】コイル支えに設けた導入部またはスペーサに設
けた導入孔を介して、円筒界磁コイルの内部に直接冷却
風を通風することが可能になって冷却効率が大幅に向上
し、発電機回転子の回転数の増加、つまり、主発電機の
発電量の増加が可能となり、また、出力を増大させても
円筒界磁コイルを従来のように構造的に大型化する必要
がなく、結果として同期発電機を小型・軽量化すること
が可能となる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の一実施例の要部を切断して示
す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿って矢印
方向に切断した断面図である。図１および図２におい
て、同期発電機の発電機回転子は、円筒界磁鉄心１と、
この円筒界磁鉄心１にスロットを介して納められた円筒
界磁コイル２と、円筒界磁鉄心１を押える鉄心押え11
と、円筒界磁コイル２の円筒界磁鉄心１のスロットを出
た端を支えるコイル支え20により構成され、円筒界磁コ
イル２の遠心力による円筒界磁鉄心１からの離脱を防ぐ
ため、円筒界磁コイル２が円筒界磁鉄心１のスロットを
出た端部の外径側にガラスバインド13で巻回し、強固に
コイル支え20に支持している。

【００１１】このコイル支え20は、上述した従来のコイ
ル支え12とほぼ同様の形状であるが、円周部20ａに通風
溝21を設けている。ここで、通風溝21は、図３に示すよ
うに断面がほぼ半円状をなし、軸方向に沿って伸びるよ
うに設けられている。なお、その他の構成は、従来の同
期発電機と同様の構成である。

【００１２】次に、以上のように構成された実施例の作
用を説明する。図示しないディーゼルエンジンの直結回
転により、ファン７が回転し、フレーム８に設けた入気
口９ａ，９ｂ（ただし、９ｂは図示しない）を介して冷
却風が内部に吸入される。吸入された冷却風は、上述し
た図11に矢印で示すように流れ、円筒界磁鉄心１，円筒
界磁コイル２，ステートルコイル４，ステートル鉄心
３，励磁機５，回転整流器６等を外側から冷却し、さら
に、図１および図２に矢印で示すようにも流れて円筒界
磁コイル２の内部を冷却する。すなわち、冷却風の一部
は、通風溝21から吸入され、円筒界磁コイル２のコイル
相互間の隙間２ａおよびコイルと円筒界磁鉄心の側面
（スロットの歯部の側面も含む）間の隙間に２ｂに導入
され、コイルに沿って流れ、円筒界磁鉄心１の側面（ス
ロットの歯部の側面も含む）とガラスバインド13が形成
する開口部22から発電機回転子の外周側に排気され、従
来困難であった円筒界磁コイル２の内部を直接冷却す
る。

【００１３】したがって、以上のように構成された実施
例は、円筒界磁コイル２を外側からだけでなく内部への
直接通風が可能となるため、冷却効率が大幅に向上す
る。これにより、円筒界磁コイル２の小型化が可能とな
り、その結果として主発電機の小型・軽量化の実現が達
成できると共に、出力増加に伴う温度的な制約を抑える
ことが可能となるので、従来よりも小型・軽量化で高出
力の同期発電機を提供することができる。

【００１４】なお、本発明は、上述した実施例（以下、
第１実施例という）に限定されるものでなく、種々変形
実施でき、以下、順次その構成を説明する。図４は、本
発明の第２実施例の要部を示す断面図である。この第２
実施例は、コイル支え25以外は上述した第１実施例と同
様の構成である。すなわち、コイル支え25は、円周部25
ａに通風孔26を設けている。この通風孔26は、円筒界磁
コイル２のコイル相互間の隙間２ａの部分に配置され、
図５に示すように円形（または楕円形）をなし、かつ円
周部25ａを貫通するように設けられている。

【００１５】以上のように構成された第２実施例は、フ
レーム８に吸入された冷却風が上述した図11に矢印で示
すように流れ、円筒界磁鉄心１，円筒界磁コイル２，ス
テートルコイル４，ステートル鉄心３，励磁機５，回転
整流器６等を外側から冷却し、さらに、冷却風の一部が
図４に矢印で示すようにも流れて円筒界磁コイル２の内
部を冷却する。すなわち、冷却風の一部は、通風孔26か
ら吸入され、円筒界磁コイル２のコイル相互間の隙間２
ａに導入され、第１実施例と同様にコイルに沿って流
れ、円筒界磁鉄心１の側面（スロットの歯部の側面も含
む）とガラスバインド13が形成する開口部22から発電機
回転子の外周側に排気され、従来困難であった円筒界磁
コイル２の内部を直接冷却する。したがって、この第２
実施例も上述した第１実施例と同様の効果を得ることが
できる。

【００１６】図６は、本発明の第３実施例の要部を示す
断面図である。この第３実施例は、コイル支え30と、円
筒界磁コイル２を高さ方向で分割した円筒界磁コイル２
Ａ，２Ｂの間にスペーサ31を挟み込んでいる構成以外
は、上述した第１実施例と同様の構成である。すなわ
ち、コイル支え30は、上述した第２実施例のコイル支え
25に類似しており、円周部30ａに通風孔32を設けてい
る。この通風孔32は、コイル支え30の軸方向に沿って円
筒界磁コイル２Ｂのコイル相互間の隙間２ａの部分、コ
イルと円筒界磁鉄心１の側面（スロットの歯部の側面も
含む）との隙間２ｂの部分に配置され、円形（または楕
円形）をなし、かつ円周部31ａを貫通するように設けら
れている。また、スペーサ31は、絶縁材から形成され、
図７に示すように平面形状がＵ字状をなし、平行する２
辺33ａ，33ｂにそれぞれ矩形状の通風孔34ａ，34ｂを設
け、２辺33ａ，33ｂと直交する辺33ｃにも矩形状の通風
孔34ｃを２箇所に設けている。ここで、通風孔34ａ，34
ｂは、円筒界磁コイル２Ａ，２Ｂのコイル相の隙間２ａ
の部分に配置される。なお、スペーサ31は、図６では３
個が円筒界磁コイル２Ａ，２Ｂの間に挟み込まれるの
で、それぞれの形状をコイルの平面形状に対応させたも
のとする。

【００１７】以上のように構成された第３実施例はフレ
ーム８に吸入された冷却風が上述した図11に矢印で示す
ように流れ、円筒界磁鉄心１、円筒界磁コイル２Ａ，２
Ｂ，ステートルコイル４，ステートル鉄心３，励磁機
５，回転整流器６等を外側から冷却し、さらに、図６に
矢印で示すようにも一部が流れて円筒界磁コイル２Ａ，
２Ｂの内部を冷却する。すなわち、冷却風の一部は、コ
イル支え30の通風孔32、スペーサ31の通風孔33ａ，33
ｂ，33ｃから吸入され、円筒界磁コイル２Ａ，２Ｂのコ
イル相互間の隙間２ａ，コイルと円筒界磁鉄心１の側面
（スロットの歯部の側面も含む）との隙間２ｂに導入さ
れ、第１実施例と同様にコイルに沿って流れ、円筒界磁
鉄心１の側面（スロットの歯部の側面も含む）とガラス
バインド13が形成する開口部22から発電機回転子の外周
側に排気され、従来困難であった円筒界磁コイル２Ａ，
２Ｂの内部を直接冷却する。したがって、この第３実施
例も上述した第１実施例と同様の効果を得ることができ
る。

【００１８】図８は、本発明の第４実施例の要部を示す
断面図である。この第４実施例は、ガラスバインド35
ａ，35ｂ，35ｃを隙間を設けて巻回した構成以外は、上
述した第３実施例と同様の構成である。すなわち、ガラ
スバインド35ａ，35ｂおよび35ｃ間には隙間36ａ，36ａ
が設けられ、ガラスバインド35ｃと円筒界磁鉄心１の側
面（スロットの歯部の側面も含む）との間には上述した
各実施例と同様の開口部22が形成される。

【００１９】以上のように構成された第４実施例は、上
述した第３実施例が、円筒界磁コイル２Ａ，２Ｂの隙間
２ａ，２ａに導入した冷却風を全て開口部22から排気し
ていたのに対し、隙間36ａ，36ａからも発電機回転子の
外周側に排気し、従来困難であった円筒界磁コイル２
Ａ，２Ｂの内部を直接冷却する。したがって、この第４
実施例も上述した第１実施例と同様の効果を得ることが
できる。

【００２０】図９は、本発明の第５実施例の要部を示す
断面図である。この第５実施例は、コイル支え30を用
い、円筒界磁コイル２の外側にスペーサ31を介在させて
ガラスバインド13を巻回した構成としている。このよう
に構成された第５実施例は、冷却風の一部を図９に矢印
で示すようにコイル支え30の通風孔32とスペーサ31の通
風孔34ｃから吸入し、円筒界磁鉄心１の側面（スロット
の歯部の側面も含む）とガラスバインド13が形成する開
口部22から全て発電機回転子の外周側に排気し、従来困
難であた円筒界磁コイル２の内部を直接冷却する。した
がって、この第５実施例も上述した第１実施例と同様の
効果が得られる。

【００２１】図10は、本発明の第６実施例の要部を示す
断面図である。この第６実施例は、コイル支え30を用
い、高さ方向で分割した円筒界磁コイル２Ａ，２Ｂの間
に冷却風を吸入する通風用隙間40を形成した構成として
いる。このように構成された第６実施例は、冷却風の一
部を図10に矢印で示すようにコイル支え30の通風孔32と
円筒界磁コイル２Ａ，２Ｂ間の通風用隙間40から吸入
し、円筒界磁鉄心１の側面（スロットの歯部の側面も含
む）が形成する開口部22から全て発電機回転子の外周側
に排気し、従来困難であった円筒界磁コイル２の内部を
直接冷却する。したがって、この第６実施例も上述した
第１実施例と同様の効果を得ることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
イル支えに設けた導入部または高さ方向で分割した円筒
界磁コイル間に導入孔を有するスペーサを間挿し、冷却
風の一部を吸入し、円筒界磁鉄心とガラスバインドの間
に形成した排出部から排出する冷却風で、円筒界磁コイ
ルの内部を直接冷却するようにしているで、円筒界磁コ
イルの冷却性能を大幅に向上し円筒界磁コイルの小型化
を可能として、小型・軽量化とした同期発電機を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部を示す断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って矢印方向に切断した断
面図。

【図３】図１に示す実施例に用いるコイル支えの斜視
図。

【図４】本発明の他の実施例の要部を示す断面図。

【図５】図４に示す実施例に用いるコイル支えの斜視
図。

【図６】本発明のさらに異なる他の実施例の要部を示す
断面図。

【図７】図６に示す実施例に用いるスペーサの斜視図。

【図８】本発明のさらに異なる他の実施例の要部を示す
断面図。

【図９】本発明のさらに異なる他の実施例の要部を示す
断面図。

【図１０】本発明のさらに異なる他の実施例の要部を示
す断面図。

【図１１】従来の車両用主発電機の構成を示す断面図。

【図１２】図11に示す従来の車両用主発電機の円筒界磁
コイルを円筒界磁鉄心に取り付けた状態を示す断面図。

【符号の説明】

１…円筒界磁鉄心、２，２Ａ，２Ｂ…円筒界磁コイル、
３…ステートル鉄心、４…ステートルコイル、５…励磁
機、６…回転整流器、７…ファン、８…フレーム、13，
35ａ，35ｂ，35ｃ…ガラスバインド、20，25，30…コイ
ル支え、21…通風溝、26，32，34ａ，34ｂ，34ｃ…通風
孔、31…スペーサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒界磁鉄心のスロットから出た円筒界
磁コイルの端部の内径側をコイル支えで支持すると共
に、外径側にガラスバインドを巻装して成る発電機回転
子を備えた同期発電機において、前記コイル支えに冷却
風の導入部を設け、前記円筒界磁鉄心と前記ガラスバイ
ンドの間に前記冷却風の排出部を形成したことを特徴と
する同期発電機。
【請求項２】円筒界磁鉄心のスロットから円筒界磁コ
イルの端部の内径側をコイル支えで支持すると共に、外
径側にガラスバインドを巻装して成る発電機回転子を備
えた同期発電機において、前記円筒界磁コイルを高さ方
向で分割してその間に、冷却風の導入孔を有するスペー
サを間挿し、前記円筒界磁鉄心と前記ガラスバインドの
間に前記冷却風の排出部を形成したことを特徴とする同
期発電機。