(57)【要約】  回転子軸と分離して設けられたスリップリング軸の両端から第１のスリップリングおよび第２のスリップリングを挿入して焼嵌めにより取り付け、リード接続部の軸径を各スリップリング取付部の軸径より大きく形成し、スリップリング軸の回転子軸側の軸端部に第１のスリップリングが焼嵌めにより取り付けられた後に焼嵌めにより取り付けられるカップリングとを設けたものである。
2012111126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子軸と分離して設けられたスリップリング軸と、前記スリップリング軸の両端から挿入して前記スリップリング軸の第１のスリップリング取付部および第２のスリップリング取付部に焼嵌めにより取り付けられる第１のスリップリングおよび第２のスリップリングと、前記第１のスリップリング取付部と前記第２のスリップリング取付部との間の前記スリップリング軸に位置し、前記スリップリング軸の第１のスリップリング取付部および第２のスリップリング取付部の軸径より大きい軸径に形成されたリード接続部と、前記リード接続部に設けられた第１のラジアルリード取付孔および第２のラジアルリード取付孔にそれぞれ取り付けられた第１のラジアルリードおよび第２のラジアルリードと、前記スリップリング軸の中心部に設けられた中空孔に装着され、前記第１のラジアルリードおよび第２のラジアルリードに接続される第１のアキシャルリードおよび第２のアキシャルリードと、前記第１のスリップリングと前記第１のラジアルリードとを接続する第１のスリップリングリードと、前記第２のスリップリングと前記第２のラジアルリードとを接続する第２のスリップリングリードと、前記スリップリング軸の前記回転子軸側の軸端部に前記第１のスリップリングが焼嵌めにより取り付けられた後に焼嵌めにより取り付けられるカップリングとを備えたことを特徴とするスリップリング装置。
【請求項２】
前記第１のスリップリングリードおよび第２のスリップリングリードは、前記リード接続部に形成されたリード溝に挿通され、前記リード溝部に形成されたくさび溝に挿着されたくさびにより固定されたことを特徴とする請求項1に記載のスリップリング装置。
【請求項３】
前記スリップリング軸の材料は前記回転子軸の材料より強度の高い材料で構成されたことを特徴とする請求項1または請求項２に記載のスリップリング装置。
【請求項４】
前記請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のスリップリング装置を使用したことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機の回転子を励磁させるために、外部装置と電気的に接続するスリップリングとこのスリップリングから回転子径方向に電気を通すラジアルリードを有するスリップリング装置およびそれを使用した回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のスリップリング装置を用いた回転電機としては、例えば図１１に示すようなものがある。回転電機であるタービン発電機１は、大きく別けると、フレーム２と、固定子３と、回転子１０と、スリップリング装置部１５とを備えている。【０００３】
固定子３は固定子コイル６が巻回された固定子鉄心４を有しフレーム２の内周部に固定されている。回転子１０は回転子コイル１３が集中巻回された磁極１２及び直結部１４を有する。回転子１０の回転軸１１は、フレーム２に取付けたブラケット７、８内の各軸受７ａ、８ａに支承されている。【０００４】
回転軸１１の反直結側の機外端部に伸長する軸端部近傍にはスリップリング１８が絶縁保持されている。スリップリング装置部１５の集電部１６は、スリップリング１８及びその外周にコンタクトするブラシ１９を含み、回転軸１１の外周の溝内に配置された接続導体（いずれも図示せず）により回転子コイル１３とスリップリング１８が接続されている。【０００５】
集電部１６は、スリップリング１８、ブラシ１９、ブラシ保持器２０及び絶縁保護板２１を備えている。スリップリング１８は合金鋼で製作され、回転軸１１の反直結側の機外端部に伸長する軸端部近傍上にリング状に形成した絶縁１７上に嵌合されている。【０００６】
また、図１２および図１３は従来のスリップリング構造の一具体例を示すものであり、回転子軸５１から機外に伸長する回転子軸端部５２を備えており、この回転子軸端部５２は回転子軸５１と一体構造体から機械加工により形成されている。そして、回転子軸端部５２および回転子軸５１のコイルエンド近傍まで中心部に中空孔５３が形成されている。【０００７】
この回転子軸端部５２がスリップリング構造体の取り付け部となる。回転子軸端部５２には例えば正極側の第１のスリップリング５４と負極側の第２のスリップリング５５が配置される。第１のスリップリング５４は回転子軸５１側の第１のスリップリング取付部５２ａに配置され、第２のスリップリング５５は反回転子軸５１側、すなわち、回転子軸端部５２の軸端側の第２のスリップリング取付部５２ｂに配置される。このように、正極側の第１のスリップリング５４と負極側の第２のスリップリング５５が必要である。【０００８】
第１のスリップリング５４と第２のスリップリング５５との間の回転子軸端部５２には、リード接続部５６が設けられる。このリード接続部５６には、第１のラジアルリード５７を取り付ける第１のラジアルリード取付孔５８が形成され、第２のラジアルリード５９を取り付ける第２のラジアルリード取付孔６０が形成されている。【０００９】
回転子軸端部５２および回転子軸５１のコイルエンド近傍までの中心部に形成された中空孔５３には、第１のラジアルリード５７と接続される半月状の第１のアキシャルリード６１と、第２のラジアルリード５９と接続される半月状の第２のアキシャルリード６２とが挿着されている。そして、第１のアキシャルリード６１と第２のアキシャルリード６２との間にはリード間絶縁物６３が挿入されるとともに、中空孔５３と第１のアキシャルリード６１、第２のアキシャルリード６２との間には絶縁物６４が挿入されている。第１のアキシャルリード６１、第２のアキシャルリード６２の端部には絶縁物６５が設けられている。【００１０】
第１のスリップリング５４と第１のラジアルリード５７とは第１のスリップリングリード６６により接続され、第２のスリップリング５５と第２のラジアルリード５９とは第２のスリップリングリード６７により接続されている。【００１１】
ところで、機外の外部からの電気の供給および回転子からの電気の外部への取り出しは図１２に示す矢印のような電気の流れとなる。機外の外部からの電気の供給は図示しないブラシを通して正極側の第１のスリップリング５４に流れる。第１のスリップリング５４に流れた電気は第１のスリップリングリード６６を通って第１のラジアルリード５７に流れる。第１のラジアルリード５７に流れた電気は第１のアキシャルリード６１を通って回転子コイルに供給される。【００１２】
回転子からの電気の外部への取り出しは回転子コイルから第２のアキシャルリード６２に流れる。第２のアキシャルリード６２に流れた電気は第２のラジアルリード５９に流れる。第２のラジアルリード５９に流れた電気は第２のスリップリングリード６７を通って負極側の第２のスリップリング５５に流れる。第２のスリップリング５５に流れた電気は図示しないブラシを通して外部へ取り出される。【００１３】
【特許文献１】特開２００３−１６４１１１号公報
【特許文献２】特開平６−２３７５５８号公報
【特許文献３】特開平８−２４２５５４号公報
【特許文献４】特開平８−５１７６５号公報
【特許文献５】特開昭５９−２１６４４５号公報
【特許文献６】特開昭６０−１０９７４４号公報
【特許文献７】実開昭５９−１７６３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したように、従来、回転電機には回転子を支持するために回転子軸５１には軸受が設けられている。この回転子軸５１の軸受部より機外側に回転子軸端部５２が伸長している。回転子は軸受にある程度の荷重が掛かるようにアライメント調整され、それにより回転子には曲げ応力が発生する。【００１５】
また、ＣＧＳ（ガスタービン-発電機-蒸気タービン）配置された場合において、スリップリング構造が配置された回転子軸５１の回転子軸端部５２には蒸気タービンの出力による捩りトルクが負荷される為、運転中に捩り応力が発生する。【００１６】
スリップリング構造が配置された回転子軸５１の回転子軸端部５２には、回転子コイルへの電気の供給および回転子コイルからの電気の取り出しのための第１のラジアルリード取付孔５８および第２のラジアルリード取付孔６０を設けており、応力集中場となる。したがって、これら第１のラジアルリード取付孔５８および第２のラジアルリード取付孔６０の部分が最弱部となりやすい。【００１７】
このようなＣＧＳ配置の発電機においては、万が一の突発短絡等の事故時においてスリップリング構造が配置された回転子軸５１の回転子軸端部５２には高い捩りトルクが負荷されるため、一般的に回転子コイルが装着される回転子軸５１とスリップリング構造が配置される回転子軸端部５２とは一体構造体により製造される。【００１８】
ところで、正極側の第１のスリップリング５４と負極側の第２のスリップリング５５が必要であるが、回転子軸５１と一体構造体により製造された回転子軸端部５２への第１のスリップリング５４および第２のスリップリング５５の取り付けは次のようにして行われる。【００１９】
第１のスリップリング５４および第２のスリップリング５５は、各スリップリング内径より少し径の大きい回転子軸端部５２に焼嵌める事で取り付けられる。回転子軸端部５２は回転子軸５１と一体構造体であるため、第１のスリップリング５４および第２のスリップリング５５は回転子軸端部５２の伸長する軸端側から挿入する必要がある。【００２０】
まず、第１のスリップリング５４は、図１４に示すように、回転子軸端部５２の伸長する軸端側から挿入され、第２のスリップリング取付部５２ｂを通し、さらに、第１のラジアルリード取付孔５８および第２のラジアルリード取付孔６０が形成されたリード接続部５６を通して第１のスリップリング取付部５２ａに焼嵌めにより取り付けられる。【００２１】
次に、第２のスリップリング５５は、同様に回転子軸端部５２の伸長する軸端側から挿入され、第２のスリップリング取付部５２ｂに焼嵌めにより取り付けられる。このように、第１のスリップリング５４と第２のスリップリング５５は第１のラジアルリード取付孔５８および第２のラジアルリード取付孔６０が形成されたリード接続部５６を挟んで焼嵌められて取り付けられる。【００２２】
以上のように、第１のスリップリング５４は、回転子軸端部５２の伸長する軸端側から挿入され、第１のラジアルリード取付孔５８および第２のラジアルリード取付孔６０が形成されたリード接続部５６を越えた位置で焼嵌められることになり、その焼嵌め作業に多大の労力と時間を要していた。【００２３】
また、第１のラジアルリード取付孔５８および第２のラジアルリード取付孔６０が形成されたリード接続部５６を含む回転子軸端部５２の軸径は第１のスリップリング５４および第２のスリップリング５５の焼嵌め径よりも大きくすることができないという課題があった。特に、リード接続部５６は第１のラジアルリード取付孔５８および第２のラジアルリード取付孔６０が形成されているため、応力集中場となる。したがって、これら第１のラジアルリード取付孔５８および第２のラジアルリード取付孔６０が形成されたリード接続部５６の部分が最弱部となっていた。【００２４】
また、第１のスリップリング５４および第２のスリップリング５５の外径は図示しないブラシの周速によって制限されるため、第１のスリップリング５４および第２のスリップリング５５の外径が制限され、それに伴い第１のラジアルリード取付孔５８および第２のラジアルリード取付孔６０が形成されたリード接続部５６を含む回転子軸端部５２の軸径も大きくすることが出来ないので、強度改善が困難であった。【００２５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、回転子軸と分離して設けられたスリップリング軸の両端から第１のスリップリングおよび第２のスリップリングを挿入して焼嵌めにより取り付けるとともに、スリップリング軸の第１のラジアルリード取付孔および第２のラジアルリード取付孔が形成されたリード接続部の軸径を第１のスリップリング取付部および第２のスリップリング取付部の軸径より大きく形成したスリップリング装置およびそれを使用した回転電機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
この発明に係わるスリップリング装置は、回転子軸と分離して設けられたスリップリング軸と、前記スリップリング軸の両端から挿入して前記スリップリング軸の第１のスリップリング取付部および第２のスリップリング取付部に焼嵌めにより取り付けられる第１のスリップリングおよび第２のスリップリングと、前記第１のスリップリング取付部と前記第２のスリップリング取付部との間の前記スリップリング軸に位置し、前記スリップリング軸の第１のスリップリング取付部および第２のスリップリング取付部の軸径より大きい軸径に形成されたリード接続部と、前記リード接続部に設けられた第１のラジアルリード取付孔および第２のラジアルリード取付孔にそれぞれ取り付けられた第１のラジアルリードおよび第２のラジアルリードと、前記スリップリング軸の中心部に設けられた中空孔に装着され、前記第１のラジアルリードおよび第２のラジアルリードに接続される第１のアキシャルリードおよび第２のアキシャルリードと、前記第１のスリップリングと前記第１のラジアルリードとを接続する第１のスリップリングリードと、前記第２のスリップリングと前記第２のラジアルリードとを接続する第２のスリップリングリードと、前記スリップリング軸の前記回転子軸側の軸端部に前記第１のスリップリングが焼嵌めにより取り付けられた後に焼嵌めにより取り付けられるカップリングとを備えたものである。
【発明の効果】
【００２７】
この発明に係わるスリップリング装置は、回転子軸と分離して設けられたスリップリング軸の両端から第１のスリップリングおよび第２のスリップリングを挿入して焼嵌めにより取り付け、第１のラジアルリードおよび第２のラジアルリードを取り付けるリード接続部の軸径を各スリップリング取付部の軸径より大きく形成し、スリップリング軸の回転子軸側の軸端部に第１のスリップリングが焼嵌めにより取り付けられた後に焼嵌めにより取り付けられるカップリングとを設けたことにより、焼嵌め作業の短時間化を図ることができるとともに強度改善を図ることができるスリップリング装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施の形態１に係わるスリップリング装置およびそれを用いた回転電機を示す側断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係わるスリップリング装置を示す要部平面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係わるスリップリング装置を示す要部断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係わるスリップリング装置におけるスリップリング焼嵌め手段を示す断面図である。
【００２９】
【図５】この発明の実施の形態１に係わるスリップリング装置およびそれを用いた回転電機の製造プロセスを示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１に係わるスリップリング装置およびそれを用いた回転電機の他の製造プロセスを示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態１に係わるスリップリング装置およびそれを用いた回転電機における連結手段を示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係わるスリップリング装置およびそれを用いた回転電機を示す図７のＡ−Ａ線における断面図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係わるスリップリング装置およびそれを用いた回転電機における他の連結手段を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係わるスリップリング装置およびそれを用いた回転電機における他の連結手段を示す断面図である。
【００３０】
【図１１】従来のスリップリング構造を使用した回転電機を示す側断面図である。
【図１２】従来のスリップリング構造を使用した回転電機を示す要部断面図である。
【図１３】従来のスリップリング構造を使用した回転電機を示す図１２のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図１４】従来のスリップリング構造を使用した回転電機におけるスリップリング焼嵌め手段を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係わるスリップリング装置およびそれを用いた回転電機を示す側断面図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わるスリップリング装置を示す要部平面図である。図３はこの発明の実施の形態１に係わるスリップリング装置を示す要部断面図である。図４はこの発明の実施の形態１に係わるスリップリング装置におけるスリップリング焼嵌め手段を示す断面図である。
【００３２】
これら各図において、１００は回転子軸５１の軸受（図示せず）の油切位置等の比較的軸径の大きい機外側の位置でその回転子軸５１と分離して設けられたスリップリング軸である。１００ａはスリップリング軸１００の第１のスリップリング取付部、１００ｂはスリップリング軸１００の第２のスリップリング取付部、１００ｃはスリップリング軸１００の回転子軸５１側の軸端部、１００ｄはスリップリング軸１００の反回転子軸５１側の軸端部である。なお、スリップリング軸１００の回転子軸５１側の軸端部１００ｃの軸径はスリップリング軸１００の第１のスリップリング取付部１００ａの軸径より小さい軸径となっている。
【００３３】
１０１はスリップリング軸１００の回転子軸５１側の軸端部１００ｃから挿入してスリップリング軸１００の第１のスリップリング取付部１００ａに焼嵌めにより取り付けられる第１のスリップリング、１０２はスリップリング軸１００の第２のスリップリング取付部１００ｂに焼嵌めにより取り付けられる第２のスリップリングである。
【００３４】
１０３はスリップリング軸１００の第１のスリップリング取付部１００ａと第２のスリップリング取付部１００ｂとの間のスリップリング軸１００に位置し、スリップリング軸１００の第１のスリップリング取付部１００ａおよび第２のスリップリング取付部１００ｂの軸径より大きい軸径に形成されたリード接続部である。リード接続部１０３の外径は例えば第１のスリップリング１０１および第２のスリップリング１０２の外径より少し大きい外径としている。
【００３５】
１０４はリード接続部１０３に形成された正極側の第１のリード接続凹部、１０５はリード接続部１０３に形成された負極側の第２のリード接続凹部である。
【００３６】
１０６はリード接続部１０３の第１のリード接続凹部１０４に設けられた第１のラジアルリード取付孔、１０７はリード接続部１０３の第２のリード接続凹部１０５に設けられた第２のラジアルリード取付孔である。
【００３７】
１０８は第１のラジアルリード取付孔１０６に取り付けられる第１のラジアルリード、１０９は第２のラジアルリード取付孔１０７に取り付けられる第２のラジアルリードである。
【００３８】
１１０はスリップリング軸１００の中心部に設けられた中空孔、１１１および１１２はスリップリング軸１００の中心部に設けられた中空孔１１０に装着され、第１のラジアルリード１０８および第２のラジアルリード１０９に接続される半月状の第１のアキシャルリードおよび第２のアキシャルリードである。第１のアキシャルリード１１１および第２のアキシャルリード１１２は回転子軸５１内の第１のアキシャルリード６１および第２のアキシャルリード６２と接続される。
【００３９】
そして、第１のアキシャルリード１１１と第２のアキシャルリード１１２との間にはリード間絶縁物１１３が挿入されるとともに、中空孔１１０と第１のアキシャルリード１１１、第２のアキシャルリード１１２との間には絶縁物１１４が挿入されている。第１のアキシャルリード６１、第２のアキシャルリード６２の端部には絶縁物１１５が設けられている。
【００４０】
１１６は第１のスリップリング１０１と第１のラジアルリード１０８とを接続する第１のスリップリングリード、１１７は第２のスリップリング１０２と第２のラジアルリード１０９とを接続する第２のスリップリングリードである。
【００４１】
第１のスリップリングリード１１６を支持する第１のスリップリングリード支持部１１８にはリード接続部１０３の第１のリード接続凹部１０４に連通する第１のリード連通凹部１１９が形成されている。リード接続部１０３における第１のリード連通凹部１１９にはリード溝１２０が形成され、そのリード溝１２０に第１のスリップリングリード１１６が挿通される。リード溝１２０部にはくさび溝１２１が形成され、そのくさび溝１２１に挿着されたくさび１２２により第１のスリップリングリード１１６が第１のスリップリングリード支持部１１８に強固に固定される。
【００４２】
また、第２のスリップリングリード１１７を支持する第２のスリップリングリード支持部１２３にはリード接続部１０３の第２のリード接続凹部１０５に連通する第２のリード連通凹部１２４が形成されている。リード接続部１０３における第２のリード連通凹部１２４にはリード溝１２５が形成され、そのリード溝１２５に第２のスリップリングリード１１７が挿通される。リード溝１２５部にはくさび溝１２６が形成され、そのくさび溝１２６に挿着されたくさび１２７により第２のスリップリングリード１１７が第２のスリップリングリード支持部１２３に強固に固定される。
【００４３】
１２８はスリップリング軸１００の回転子軸５１側の軸端部１００ｃに第１のスリップリング１０１が焼嵌めにより取り付けられた後に焼嵌めにより取り付けられる回転子軸５１にスリップリング軸１００を取り付けるためのカップリングであり、カップリング１２８はスリップリング軸１００の回転子軸５１側の軸端部１００ｃの軸径より小さい軸径に構成されている。
【００４４】
スリップリング軸１００の回転子軸５１側の軸端部１００ｃにカップリング１２８が焼嵌めにより取り付けられて構成されたスリップリング装置は、そのカップリング１２８と回転子軸５１とをボルト接合、ボルトとリーマピンを併用した接合、あるいは溶接接合等により一体的に連結され、回転電機として構成される。
【００４５】
次に、スリップリング装置としての製造プロセスおよびカップリング１２８と回転子軸５１との連結プロセスの一例について、図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００４６】
まず、図４に示すように、第１のスリップリング１０１を回転子軸５１と分離して設けられたスリップリング軸１００の回転子軸５１側の軸端部１００ｃから挿入してスリップリング軸１００の第１のスリップリング取付部１００ａに焼嵌めにより取り付けて固定する。（ステップＳ１）
【００４７】
第２のスリップリング１０２をスリップリング軸１００の反回転子軸５１側の軸端部１００ｄから挿入してスリップリング軸１００の第２のスリップリング取付部１００ｂに焼嵌めにより取り付けて固定する。（ステップＳ２）
【００４８】
次いで、スリップリング軸１００の回転子軸５１側の軸端部１００ｃに第１のスリップリング１０１が焼嵌めにより取り付けられた後に、回転子軸５１にスリップリング軸１００を取り付けるためのカップリング１２８をスリップリング軸１００の回転子軸５１側の軸端部１００ｃに焼嵌めにより取り付けて固定する。（ステップＳ３）
【００４９】
スリップリング軸１００の中空孔１１０内にリード間絶縁物１１３、絶縁物１１４により絶縁された第１のアキシャルリード１１１および第２のアキシャルリード１１２を挿着する。（ステップＳ４）
【００５０】
次に、スリップリング軸１００の回転子軸５１側の軸端部１００ｃに焼嵌めにより取り付けて固定したカップリング１２８を回転子軸５１に締付部材により締結してスリップリング軸１００を回転子軸５１に連結する。（ステップＳ５）
【００５１】
そして、第１のアキシャルリード１１１に第１のラジアルリード１０８を接続し、第２のアキシャルリード１１２に第２のラジアルリード１０９を接続する。（ステップＳ６，Ｓ７）
【００５２】
第１のスリップリング１０１と第１のラジアルリード１０８とを第１のスリップリングリード１１６により接続する。（ステップＳ８）
【００５３】
第１のスリップリングリード１１６を第１のスリップリングリード支持部１１８にくさび１２２により固定する。（ステップＳ９）
【００５４】
第２のスリップリング１０２と第２のラジアルリード１０９とを第２のスリップリングリード１１７により接続する。（ステップＳ１０）
【００５５】
第２のスリップリングリード１１７を第１のスリップリングリード支持部１２３にくさび１２７により固定する。（ステップＳ１１）
【００５６】
このようにして、スリップリング装置が製造されるとともにスリップリング装置がカップリング１２８と回転子軸５１との連結により回転電機と一体的に構成される。
【００５７】
また、スリップリング装置としての製造プロセスおよびカップリング１２８と回転子軸５１との連結プロセスの他例について、図６のフローチャートに基づいて説明する。
【００５８】
まず、図４に示すように、第１のスリップリング１０１を回転子軸５１と分離して設けられたスリップリング軸１００の回転子軸５１側の軸端部１００ｃから挿入してスリップリング軸１００の第１のスリップリング取付部１００ａに焼嵌めにより取り付けて固定する。（ステップＳ１）
【００５９】
第２のスリップリング１０２をスリップリング軸１００の反回転子軸５１側の軸端部１００ｄから挿入してスリップリング軸１００の第２のスリップリング取付部１００ｂに焼嵌めにより取り付けて固定する。（ステップＳ２）
【００６０】
次いで、スリップリング軸１００の回転子軸５１側の軸端部１００ｃに第１のスリップリング１０１が焼嵌めにより取り付けられた後に、回転子軸５１にスリップリング軸１００を取り付けるためのカップリング１２８をスリップリング軸１００の回転子軸５１側の軸端部１００ｃに焼嵌めにより取り付けて固定する。（ステップＳ３）
【００６１】
スリップリング軸１００の中空孔１１０内にリード間絶縁物１１３、絶縁物１１４により絶縁された第１のアキシャルリード１１１および第２のアキシャルリード１１２を挿着する。（ステップＳ４）
【００６２】
次に、第１のアキシャルリード１１１に第１のラジアルリード１０８を接続し、第２のアキシャルリード１１２に第２のラジアルリード１０９を接続する。（ステップＳ１５，Ｓ１６）
【００６３】
第１のスリップリング１０１と第１のラジアルリード１０８とを第１のスリップリングリード１１６により接続する。（ステップＳ１７）
【００６４】
第１のスリップリングリード１１６を第１のスリップリングリード支持部１１８にくさび１２２により固定する。（ステップＳ１８）
【００６５】
第２のスリップリング１０２と第２のラジアルリード１０９とを第２のスリップリングリード１１７により接続する。（ステップＳ１９）
【００６６】
第２のスリップリングリード１１７を第１のスリップリングリード支持部１２３にくさび１２７により固定する。（ステップＳ２０）
【００６７】
次に、スリップリング軸１００の回転子軸５１側の軸端部１００ｃに焼嵌めにより取り付けて固定したカップリング１２８を回転子軸５１に締付部材により締結してスリップリング軸１００を回転子軸５１に連結する。（ステップＳ２１）
【００６８】
このようにして、スリップリング装置として完成された状態で、スリップリング装置がカップリング１２８と回転子軸５１との連結により回転電機と一体的に構成される。この場合には回転子の製造と切り離してスリップリング装置単体として製造することができるというメリットがある。
【００６９】
以上説明したように、一例として二つの製造プロセスについて述べたが、これに限定されるものではなく、各製造プロセスの各ステップの順序を多少入れ替えてもよく、最終的に図１に示すような構成になればよいことは勿論のことである。
【００７０】
ところで、スリップリング軸１００の回転子軸５１側の軸端部１００ｃに焼嵌めにより取り付けて固定したカップリング１２８と回転子軸５１との連結の仕方の一例について説明する。
【００７１】
例えば、図７および図８に模式的に示すように、カップリング１２８と回転子軸５１との連結はボルト１２９とリーマピン１３０を使用して締結して連結する。図７に示すように、ボルト１２９の２本配置間隔の間にリーマピン１３０を１本配置した例を示している。
【００７２】
ボルト１２９によりカップリング１２８と回転子軸５１とを強固に締結して連結し、ボルト１２９と同じ径方向位置にリーマピン１３０を例えば冷やし嵌めして挿着する。なお、
リーマピン１３０の位置はボルト１２９と異なる径方向位置であっても構わない。また、リーマピン１３０は冷やし嵌めではなく、強く打ち込むか又は軸側を暖める事で代用する事が可能である。
【００７３】
このように、ボルト１２９の摩擦力に加え、リーマピン１３０のせん断力により、カップリング１２８と回転子軸５１との間に高負荷トルクを伝達することが可能になる。
【００７４】
また、図９に模式的に示すように、ストレート状のリーマピン１３０に替えて、テーパリーマピン１３１としたものである。ストレート状のリーマピン１３０ではリーマ部全長が嵌めあい分であるため、狭いスペースでは施工性が良くない。テーパリーマピン１３１とすることにより、冷やし嵌めのためむの挿入長さが短く、施工性が改善される。
【００７５】
また、図１０に模式的に示すように、ボルト１２９にリーマ部１２９ａを設けたものである。カップリング１２８と回転子軸５１との境目にボルト１２９のリーマ部１２９ａを通すように設計される。リーマ部１２９ａを設けたボルト１２９は、公差管理した隙間をもって設計され締付により締付ける。またはリーマ部１２９ａを締り嵌め公差としボルト１２９が冷えた状態で締結し、常温に戻ったときにリーマ部１２９ａが嵌まるように設計してもよい。
【００７６】
隙間公差で設計したリーマ部１２９ａを設けたボルト１２９を用いた場合は、リーマピン１３０が仮に突発短絡事トルク等で変形した場合にボルト１２９のリーマ部１２９ａのせん断力によってリーマピン１３０が大きく変形するのを防止する。
【００７７】
ボルト１２９のリーマ部１２９ａを締り嵌めとして用いた場合、当該リーマ部１２９ａのせん断力によって高い捩りトルクを伝達することが可能である。
【００７８】
なお、カップリング１２８と回転子軸５１との連結は上述した連結手段に限定されるものではなく、類似の構成からなるものであってもよく、その他の連結手段であってもよいことは勿論のことである。
【００７９】
また、回転子軸５１にはNi-Cr-Mo-Va鋼が用いられる。そこで、スリップリング軸１００の材料を回転子軸５１の材料より強度の高い材料とする。例えば、Ni等の化学成分の含有量が回転子軸５１よりも多い材料からなるスリップリング軸１００とすることにより、スリップリング軸１００の材料強度が回転子軸５１よりも高強度とすることができる。
【００８０】
高い応力が負荷されるスリップリング軸１００に回転子軸５１より高強度な材料を用いることにより、よりリーズナブルな設計が可能となる。
【００８１】
ところで、回転電機の運転時には遠心力が負荷されるため、第１のスリップリングリード１１６および第２のスリップリングリード１１７の支持長が長くなると、第１のスリップリングリード１１６および第２のスリップリングリード１１７に発生する応力が高くなる。
【００８２】
第１のスリップリングリード１１６および第２のスリップリングリード１１７を第１のスリップリングリード支持部１１８および第２のスリップリングリード支持部１２３にくさび１２２およびくさび１２７で固定することにより、第１のスリップリングリード１１６および第２のスリップリングリード１１７を支持する長さが短くなり、第１のスリップリングリード１１６および第２のスリップリングリード１１７に発生する応力を小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
この発明は、焼嵌め作業の短時間化を図ることができるとともに強度改善を図ることができるスリップリング装置およびそれを使用した回転電機の実現に好適である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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