JPH0733576Y2 - 突極形回転子の冷却構造 - Google Patents

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６３ー６６０７
０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I
I,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。