JPH0560165U - 突極形回転子の冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 突極形回転子において、磁極部に巻装した界
磁巻線の弛み、脹らみを防止するとともに全体の冷却効
率を向上すること。 【構成】 突極形回転子鉄板を所定枚数で積み重ねて一
つのブロックとし、この積層ブロックを交互に反転せし
めて複数個配列した突極形回転子の複数の突極部の両側
に設けた磁極部に巻装する界磁巻線支持用の突起片７を
設けるとともに前記突極部の磁極頭部２の両側縁部に係
合溝８，８′を穿設し、両磁極頭部２の対向する端縁部
の係合溝８、８′に両端を嵌合して固定するコイルサポ
ータ４を間隔を空けて複数個配置し、コイルサポータ４
で界磁巻線５の外側を押圧し、前記積層ブロックの界磁
巻線底面と積層ブロックの突極形回転子鉄板の側面との
間で形成される三角形状の第１の通風路（ａ）およびコ
イルサポータ４と界磁巻線で囲まれる空間で形成された
第２の通風路（ｂ）を有する構成である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、突極形交流発電機の突極形回転子を構成する鉄板を特殊な形状と し、この鉄板群に巻装した界磁巻線の冷却効率の向上を図った突極形回転子の冷 却構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に回転界磁形同期発電機の界磁巻線の巻線方式は界磁鉄心にコイルボビン を設けるか、界磁鉄心に絶縁を施し、巻装する方式が採用されている。しかし、 このような方式では励磁電流による界磁巻線自体の発熱と界磁鉄心の温度上昇の 両方が作用して回転子全体が加熱され、界磁巻線の限界温度以上に加熱されるこ とになるのを防ぐため、冷却する必要があり、特に、冷却効率を向上させること が重要で、この回転子を冷却して温度上昇を抑えるために従来から種々の冷却構 造が提案されていた。例えば、突極形回転界磁形交流発電機における界磁巻線の 温度上昇を抑える方法として、同期発電機の突極形回転子の冷却構造（実開昭６ ３ー６６０７０号公報）の技術として界磁巻線の内周面で界磁鉄心に接触する部 分に冷却通路を設けて界磁巻線の冷却効率を高めることが提案されている。 また、界磁巻線の底部を効率良く冷却する構造（実公平１ー２７４０４号公報 ）の技術として界磁巻線の底部に通風路を設けた構造が提案されている。

【０００３】 一方１０ｋｗ以下の小容量の発電機においては冷却および小形化の面より高速 回転の回転界磁形交流発電機が広く利用されているが、この小形発電機は生産性 向上のために、この回転子の界磁鉄板をスロット構造としたものが適しているが 、界磁巻線は鉄板のスロット内に密封されるために界磁巻線の冷却効率が非常に 悪く、冷却の面から問題があり採用が難しかった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら前記実開昭６３ー６６０７０号公報に記載された方法では、コイ ルを巻装するに当たってはコイルボビンを取り付けるか、磁極に巻回した巻線の タレ防止用の部材を設けなくてはならず、この部材を固定するに際して、界磁巻 線の内周面を冷却する通路を界磁鉄心等の固定部材に設ける必要があり、構造上 問題を生じ、実現性が困難であった。 この考案は上記問題点に鑑み回転子界磁極に界磁巻線の表面を押圧する一定幅 のコイルサポータを所定間隔で配置して取付け、このコイルサポータによって構 成される冷却通路と界磁巻線の支持用突起部によって構成される冷却通路とによ り界磁巻線の冷却効率を高めることを目的としてなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案の前記目的は、突極形回転子鉄板１を所定枚数積み重ねて一つのブロ ックとし、この突極形回転子鉄板１の積層ブロックを交互に反転せしめ、複数個 配列して、回転軸に固定することにより形成した回転界磁形交流発電機において 、前記突極形回転子鉄板１の磁極部３に界磁巻線支持用の突起片７を設けるとと もに前記突極形回転子鉄板１の磁極頭部２の両側内面の縁部に係合溝８，８′を 穿設し、対向する両磁極頭部２の係合溝８と係合溝８′に両端縁を嵌合して固定 するコイルサポータ４を前記突起片７に支持された界磁巻線５の外側から押圧す るように所定間隔を設けて複数個配置し、前記積層ブロックの前記界磁巻線５の 側面と前記突起片７とで形成される第１の通風路（ａ）および前記界磁巻線側面 とコイルサポータ４とで形成された第２の通風路（ｂ）とを備えたことを特徴と する突極形回転子の冷却構造によって達成される。また、突極形回転子鉄板１の 磁極頭部２の片側縁の対向する端縁部を切除して、中心軸線上で非対称に形成し た突極形回転子鉄板１を積層したブロックを有する突極形回転子を構成してもよ い。更に、このブロックを隣接するブロックに対して反転し、積み重ねて構成す ることもできる。

【０００６】

【作用】

この考案の突極形回転子の冷却構造は、両磁極頭部２の端縁部間にコイルサポ ータ４を架設して界磁巻線５の側面を押圧支持して界磁巻線５を磁極部３に固定 し、界磁巻線支持用の突起片によって界磁巻線５が支持され、界磁巻線５の底面 と突極形回転子鉄板１との間の第１の通風路（ａ）と界磁巻線の側面とコイルサ ポータ４の内面との間に形成される第２の通風路（ｂ）とが形成される冷却構造 であるため突極形回転子の高速回転中の冷却効率がよく、耐久性に優れ、長時間 にわたり初期の性能を維持することができる。更に、磁極頭部の片側端縁部を切 除したブロックを反転して配置することにより、磁極頭部の空気の抜けが形成さ れ、更に一層冷却効率を向上させることができる。 この考案について図面に示す具体的な実施例に基づいて以下に説明するが、こ の考案はこれらの実施例に限定されるものではない。

【０００７】

【実施例】

図１はこの考案にかかる冷却構造を備えた第一の実施例の突極形回転子鉄板か らなる突極形回転子の一部破断正面図、図２は第一の実施例の突極形回転子鉄板 の正面図、図３は第一の実施例の突極形回転子鉄板からなる突極形回転子の斜視 図、図４は図３のＡ部分の拡大説明図、図５は第二の実施例の突極形回転子鉄板 の正面図、図６は第二の実施例の突極形回転子鉄板からなる突極形回転子の斜視 図である。 図１において突極形回転子を構成する第一の実施例の磁極頭部２を備えた突極 形回転子鉄板１の磁極部３に界磁巻線５を支持する突起片７を設けてある。４は 前記磁極頭部２の両側の周縁内面に穿設した係合溝８、８′に両端縁を嵌合して 、両磁極頭部２、２間に架設したコイルサポータで、このコイルサポータ４の内 面を巻装した界磁巻線５の外側面に押圧し、界磁巻線５が遠心力によって外部に 膨らむのを防止支持するものである。６は界磁巻線５と突極形回転子鉄板１との 間に介在せしめた絶縁物である。突極形回転子鉄板１を積み重ねてブロックI と し、このブロックI に隣接するブロックIIを反転して積み重ね、次に、ブロック III を反転してブロックI と同じ方向にして積み重ね、更に、ブロックIVを反転 して、ブロックIIと同じ方向に積み重ねて構成する。

【０００８】 その後、各磁極部３の両側に絶縁物６を介して界磁巻線５を巻回して突極形回 転子を形成する。次にコイルサポータ４の両端縁を磁極頭部２の係合溝８、８′ に嵌め込み固定する。このコイルサポータ４を所定間隔を設けて複数架設して界 磁巻線５を押圧して、界磁巻線５を突起片７によって支持する。このようにして 突極形回転子が構成され、各磁極部３に巻回した界磁巻線５、５の側面と突極形 回転子鉄板１の突起片７とで形成される三角形状の第１の通風路（ａ）とコイル サポータ４と界磁巻線５、５の外側面との間で形成される第２の通風路（ｂ）と が形成される。 このように構成されるこの考案の突極形回転子の冷却構造について説明する。 図１および図４に示されるようにこの考案の冷却構造を採用した突極形回転子 は突極形回転子鉄板１を積み重ねてなるブロック毎に反転して積み重ね構成し、 磁極部３に界磁巻線５を巻回して、突極形回転子鉄板１の係合溝８，８′にコイ ルサポータ４を間隔を設けて配置してあるから、発電機としてこの突極形回転子 を回転させると積み重ねたブロック毎に形成された突起片７の棚によって空気の 乱流を生じ、第１の通風路（ａ）および第２の通風路（ｂ）内を通過して界磁巻 線５の周面を冷却する。また、この時コイルサポータ４の外側面の窪み（ｃ）に も通風路が形成されることになる。

【０００９】 特に、突極形回転子鉄板１はブロック毎に反転して積み重ねてあるから突起片 ７によって形成される棚が一つ置きのブロック毎に形成され、界磁巻線の底面と 棚との接触がブロック毎に形成され、かつ、コイルサポータ４による界磁巻線５ の支持も、一定の間隔で配置され、空気乱流により効率的に界磁巻線等の突極形 回転子全体が冷却される。また、このコイルサポータ４を板バネなどの弾性部材 で形成すると界磁巻線の保持が強固になり、回転中の突極形回転子内の界磁巻線 の遠心力による脹らみを防止することができる。更に、コイルサポータ４を各ブ ロックの境界部分に配置する。すなわち、コイルサポータ４の中心線部をブロッ クの境界部と一致させるように固定すると空気乱流を生じて冷却効率がよい。例 えば、コイルサポータ４の両端縁から中心線（一点鎖線）までの距離Ｌとして図 示し、これをブロックの境界線と一致させると効果的である。また、突極形回転 子の構造からこの距離Ｌを異ならせることにより、空気乱流を調整することがで きる。

【００１０】 図５に示す第二の実施例は突極形回転子鉄板１の磁極部３の磁極頭部２の相対 向する片側端縁部（破線部分）がそれぞれ切除してある。この突極形回転子鉄板 を積み重ねて一つのブロックにして、例えば、図６の突極形回転子の斜視図に示 されるようにブロックII,IV,VI・・を隣接するブロックI,III,V ・・とは反転し た状態で積み重ねて全体を形成することにより、一つ置きにブロックの対面する 磁極頭部２の片側端縁部が切除されているため空気の吹き抜けがよく、冷却効率 をより一層向上させることができる。 この考案の実施例は図面において四極突極形回転子について説明してあるが、 二極突極形回転子や六極突極形回転子においてもこの考案のようなコイルサポー タを配置した冷却構造を形成して同様の冷却効率の向上が図られることはいうま でもない。

【００１１】

【考案の効果】

以上のようにこの考案の突極形回転子の冷却構造は、磁極部間の界磁巻線の底 部側が開放されているため冷却空気が直接界磁巻線に吹きつけられて、その上二 つの通風路が形成されているので冷却効率を非常に向上することができる。しか も、界磁巻線はコイルサポータによって磁極部に押圧されているため回転中の界 磁巻線の遠心力による脹らみを完全に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案にかかる冷却構造を備えた第一の実施
例の突極形回転子鉄板からなる突極形回転子の一部破断
正面図である。

【図２】第一の実施例の突極形回転子鉄板の正面図であ
る。

【図３】第一の実施例の突極形回転子鉄板からなる突極
形回転子の斜視図である。

【図４】図３のＡ部分の拡大説明図である。

【図５】第二の実施例の突極形回転子鉄板の正面図であ
る。

【図６】第二の実施例の突極形回転子鉄板からなる突極
形回転子の斜視図である。

【符号の説明】

１…突極形回転子鉄板 ２…磁極頭部 ３…磁極部 ４…コイルサポータ ５…界磁巻線 ６…絶縁物 ７…突起片 ８…係合溝 （ａ）…第１の通風路 （ｂ）…第２の通風路

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】突極形回転子鉄板１を所定枚数積み重ねて
   一つのブロックとし、この突極形回転子鉄板１の積層ブ
   ロックを交互に反転せしめ、複数個配列して、回転軸に
   固定することにより形成した回転界磁型交流発電機にお
   いて、 前記突極形回転子鉄板１の磁極部３に界磁巻線支持用の
   突起片７を設けるとともに前記突極形回転子鉄板１の磁
   極頭部２の両側内面の縁部に係合溝８，８′を穿設し、
   対向する両磁極頭部２の係合溝８と係合溝８′に両端縁
   を嵌合して固定するコイルサポータ４を前記突起片７に
   支持された界磁巻線５の外側から押圧するように所定間
   隔を設けて複数個配置し、前記積層ブロックの前記界磁
   巻線５の底面と前記突起片７とで形成される第１の通風
   路（ａ）および前記界磁巻線側面とコイルサポータ４と
   で形成された第２の通風路（ｂ）とを備えたことを特徴
   とする突極形回転子の冷却構造。
2. 【請求項２】突極形回転子鉄板１の磁極頭部２の片側縁
   の対向する端縁部を切除して、中心軸線上で非対称に形
   成した突極形回転子鉄板１を積層したブロックを有する
   請求項１の突極形回転子の冷却構造。