(57)【要約】【課題】ブラシレス回転電機において、回転整流器の冷却性能を確保する。【解決手段】ブラシレス回転電機は、主ロータシャフトと主回転子鉄心とを有する主回転子と、主固定子と、励磁装置ロータシャフトと回転整流器と励磁機回転子および励磁機固定子を有する励磁機と、回転整流器および励磁機を冷却する励磁装置内冷却機構１５０とを具備する励磁装置と、フレームと、冷却器と、冷却器カバーと、励磁装置カバーとを備える。回転整流器は、励磁装置ロータシャフトの回転軸に垂直に配された円板部と円板部の径方向外側に形成された外側環状部１２３を有する。励磁装置内冷却機構１５０は、回転整流器の外側環状部１２３に径方向に貫通するように形成された複数の外側環状部通路１２３ｈと、外側環状部通路１２３ｈ内に配されて回転整流器の回転方向に応じた冷却用気体を駆動する状態に移行可能な通風駆動部１３０とを有する。【選択図】図５
2020065343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びた主ロータシャフトと、前記主ロータシャフトの径方向外側に取り付けられた主回転子鉄心とを有する主回転子と、
前記主回転子鉄心の径方向外側に配された円筒状の主固定子鉄心と、前記主固定子鉄心に巻回された主固定子コイルとを有する主固定子と、
前記主ロータシャフトの軸方向端部に結合され軸方向に延びた励磁装置ロータシャフトと、前記励磁装置ロータシャフトとともに回転する回転整流器と、前記励磁装置ロータシャフトとともに回転する励磁機回転子および前記励磁機回転子に対向するように前記励磁機回転子の径方向外側に配されて固定支持される励磁機固定子を有する励磁機と、前記回転整流器および前記励磁機を冷却する励磁装置内冷却機構と、を具備する励磁装置と、
前記主回転子鉄心および前記主固定子を収納するフレームと、
前記フレーム内の前記主固定子および前記主回転子鉄心を冷却する冷却用気体を冷却する冷却器と、
前記フレームに取り付けられて前記フレームとともに閉空間を構成し、前記冷却器を収納して、前記フレーム内から流入するための冷却器入口開口と、前記フレーム内に流出するための冷却器出口開口とによって前記フレームと連通する冷却器カバーと、
前記励磁装置を収納し、前記冷却器カバーおよび前記フレームと連通する励磁装置カバーと、
を備えるブラシレス回転電機であって、
前記回転整流器は、前記励磁装置ロータシャフトの回転軸に垂直に配された円板部と前記円板部の径方向外側に形成された外側環状部を有し、
前記励磁装置内冷却機構は、
前記回転整流器の前記外側環状部に径方向に貫通するように形成された複数の外側環状部通路と、
前記外側環状部通路内に配されて前記回転整流器の回転方向に応じた前記冷却用気体を駆動する状態に移行可能な通風駆動部と、
を有することを特徴とするブラシレス回転電機。
【請求項２】
前記通風駆動部は、
前記複数の外側環状部通路のそれぞれの径方向内側部分に配されて軸方向に延びた翼板回動支持軸と、
前記翼板回動支持軸を中心に回動可能に支持されたガイド翼と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のブラシレス回転電機。
【請求項３】
前記ガイド翼は、径方向に配列されて互いに隣接する部分を翼板結合部により回転可能に結合された複数の翼要素を有し、
前記翼板回動支持軸は、前記複数の翼要素のそれぞれについて設けられ、
前記通風駆動部は、前記複数の翼要素のそれぞれに対応する複数のストッパを有する、
ことを特徴とする請求項２に記載のブラシレス回転電機。
【請求項４】
前記通風駆動部は、
前記翼板回動支持軸を挟んで、前記複数の翼要素のそれぞれと反対側に取り付けられた翼要素カウンタウェイトを有する
ことを特徴とする請求項３に記載のブラシレス回転電機。
【請求項５】
前記励磁装置内冷却機構は、前記ストッパの位置を変更可能な翼調整部をさらに有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のブラシレス回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転整流器を有するブラシレス回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
同期回転電機においては、通常、固定子側に電機子巻線（固定子巻線）を設け回転子側に界磁巻線を設けている。回転子に設けられた界磁巻線への直流電力は、通常、静止側に設けられた整流器からブラシを介して供給される。このブラシはメンテナンスおよび交換が必要である。このため、ブラシを不要とするために、回転子とともに回転する回転整流器を設けることによってブラシレス化を図る方式が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６３−１５６５５９号公報
【特許文献２】実開昭６３−２１４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
整流器の発熱に対する外部からの冷却効果が大きい場合は、整流器をコンパクト化できることから、たとえば、整流器の近傍にロータシャフトに取り付けた冷却ファンを設ける方法が知られている（特許文献１）。この場合、ロータシャフトの軸方向に冷却ファンを取り付けるスペースが必要となる。
【０００５】
あるいは、整流器の保持リングを軸方向に挟んで、整流器と冷却ファンを相対するように設ける方法が知られている（特許文献２）。この場合、２つの整流器が互いに相対するような構成をとれないため、それまでの空間体積では整流器の設置台数を減らす必要があり、１台あたりの負荷を増やす必要が生ずるなどの影響がある。あるいは、空間体積を増やす必要があり、回転電機のサイズの増大をもたらすといった影響がある。
【０００６】
そこで、本発明は、回転整流器を有するブラシレス回転電機において、配置上の影響を抑えながら励磁装置の冷却性能を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明に係るブラシレス回転電機は、軸方向に延びた主ロータシャフトと、前記主ロータシャフトの径方向外側に取り付けられた主回転子鉄心とを有する主回転子と、前記主回転子鉄心の径方向外側に配された円筒状の主固定子鉄心と、前記主固定子鉄心に巻回された主固定子コイルとを有する主固定子と、前記主ロータシャフトの軸方向端部に結合され軸方向に延びた励磁装置ロータシャフトと、前記励磁装置ロータシャフトとともに回転する回転整流器と、前記励磁装置ロータシャフトとともに回転する励磁機回転子および前記励磁機回転子に対向するように前記励磁機回転子の径方向外側に配されて固定支持される励磁機固定子を有する励磁機と、前記回転整流器および前記励磁機を冷却する励磁装置内冷却機構と、を具備する励磁装置と、前記主回転子鉄心および前記主固定子を収納するフレームと、前記フレーム内の前記主固定子および前記主回転子鉄心を冷却する冷却用気体を冷却する冷却器と、前記フレームに取り付けられて前記フレームとともに閉空間を構成し、前記冷却器を収納して、前記フレーム内から流入するための冷却器入口開口と、前記フレーム内に流出するための冷却器出口開口とによって前記フレームと連通する冷却器カバーと、前記励磁装置を収納し、前記冷却器カバーおよび前記フレームと連通する励磁装置カバーと、を備えるブラシレス回転電機であって、前記回転整流器は、前記励磁装置ロータシャフトの回転軸に垂直に配された円板部と前記円板部の径方向外側に形成された外側環状部を有し、前記励磁装置内冷却機構は、前記回転整流器の前記外側環状部に径方向に貫通するように形成された複数の外側環状部通路と、前記外側環状部通路内に配されて前記回転整流器の回転方向に応じた前記冷却用気体を駆動する状態に移行可能な通風駆動部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回転整流器を有するブラシレス回転電機において、励磁装置の冷却性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係るブラシレス回転電機の構成を示す立断面図である。
【図２】第１の実施形態に係るブラシレス回転電機の回転整流器の構成を示す図１のＩＩ−ＩＩ線矢視４分の１断面図である。
【図３】第１の実施形態に係るブラシレス回転電機の回転整流器の構成を示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】第１の実施形態に係るブラシレス回転電機の回転整流器の構成を示す図２のＩＶ−ＩＶ線矢視正面図である。
【図５】第１の実施形態に係るブラシレス回転電機の回転整流器の外側環状部の構成を示す斜視図である。
【図６】第１の実施形態に係るブラシレス回転電機の回転整流器の作用を説明する第１の部分断面図である。
【図７】第１の実施形態に係るブラシレス回転電機の回転整流器の作用を説明する第２の部分断面図である。
【図８】第２の実施形態に係るブラシレス回転電機の回転整流器の外側環状部の構成を示す斜視図である。
【図９】第２の実施形態に係るブラシレス回転電機の回転整流器の翼調整部の構成を示す部分正面図である。
【図１０】第２の実施形態に係るブラシレス回転電機の回転整流器の翼調整部の構成を示す図９のＸ−Ｘ線矢視部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るブラシレス回転電機について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１１】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係るブラシレス回転電機の構成を示す立断面図である。ブラシレス回転電機３００は、主回転子１０、主固定子２０、連結側軸受４１、励磁機側軸受４２、冷却器６１、および励磁装置２００を有する。
【００１２】
主回転子１０は、主ロータシャフト１１と、主ロータシャフト１１の径方向に取り付けられた主回転子鉄心１２を有する。主ロータシャフト１１は、軸方向に水平に延びて、連結側軸受４１および励磁機側軸受４２によってそれぞれ回転可能に支持されている。主ロータシャフト１１には内部ファン１５が取り付けられている。
【００１３】
主固定子２０は、主回転子１０の径方向外側に設けられて、軸方向に延びた円筒状である。主固定子２０は、主固定子鉄心２１と主固定子コイル２２を有する。主回転子鉄心１２の径方向外側に対向する主固定子鉄心２１の内側には周方向に互いに間隔をおいて軸方向に延びた図示しないスロットが形成されている。それぞれのスロット内および主固定子鉄心２１の軸方向の両外側には主固定子コイル２２が設けられている。
【００１４】
主回転子鉄心１２および主固定子２０の外側は、筒状のフレーム５１が配されている。フレーム５１のそれぞれの端部には、連結側軸受ブラケット５２および励磁機側軸受ブラケット５３が取り付けられている。連結側軸受４１は、連結側軸受ブラケット５２に固定支持されており、励磁機側軸受４２は、励磁機側軸受ブラケット５３に固定支持されている。
【００１５】
フレーム５１の上部には、冷却器カバー６２が設けられている。冷却器カバー６２は、冷却器６１を収納している。冷却器６１は、たとえば、冷却管を配して、冷却管内を冷却水あるいは外気を通過させる構成がある。
【００１６】
フレーム５１と冷却器カバー６２とは、冷却器入口開口５１ａ、冷却器出口開口５１ｂによって互いに連通している。フレーム５１内には円形の開口が形成された仕切り板５１ｃ、５１ｄが設けられている。仕切り板５１ｃは主固定子鉄心２１の連結側軸受４１方向の外側に設けられている。仕切り板５１ｄは主固定子鉄心２１の励磁機側軸受４２方向の外側に設けられている。
【００１７】
なお、冷却器６１がフレーム５１に取り付けられる箇所は、フレーム５１の上部に限定されない。冷却器カバー６２内の空間がフレーム５１内の空間と連通していれば、たとえば、フレーム５１の側部であってもよい。
【００１８】
主ロータシャフト１１の励磁機側軸受４２によって支持されている部分の延長部分には、励磁装置ロータシャフト１１ａが接続されている。なお、本実施形態では励磁装置ロータシャフト１１ａが主ロータシャフト１１と別の物である場合を示しているが、主ロータシャフト１１と励磁装置ロータシャフト１１ａとが一体で、主ロータシャフト１１の延長部分が励磁装置ロータシャフト１１ａを形成することでもよい。
【００１９】
励磁装置２００は、励磁機２１０および回転整流器１００を有する。励磁機２１０は、励磁機回転子２１１および励磁機固定子２１２を有する。励磁機回転子２１１および回転整流器１００は、励磁装置ロータシャフト１１ａに取り付けられ、励磁装置ロータシャフト１１ａとともに主軸周りに回転する。
【００２０】
励磁機固定子２１２は円筒状であり、励磁機回転子２１１の径方向外側に、その径方向の内側が励磁機回転子２１１に対向するように設けられ、外部より静止支持されている。励磁機固定子２１２にはコイルによる電磁石が設けられ、図示しない電源から直流電力が供給される。なお、励磁機固定子２１２は、コイルによる電磁石には限定されない。たとえば、ブラシレス回転電機３００の界磁電流すなわち主回転子１０のコイルに流れる電流の制御が不要な場合は、永久磁石の場合であってもよい。
【００２１】
図１に示すように、励磁装置２００は、励磁装置カバー６３内に収納されている。励磁装置カバー６３と冷却器カバー６２との間には、励磁装置カバー６３と冷却器カバー６２を連通する励磁装置入口ダクト６４が設けられている。また、励磁装置カバー６３と励磁機側軸受ブラケット５３との間には、励磁装置カバー６３と励磁機側軸受ブラケット５３を連通する励磁装置出口ダクト６５が設けられている。
【００２２】
フレーム５１、冷却器カバー６２、および励磁装置カバー６３は、閉空間７０を形成する。閉空間７０は、フレーム中央部７１、ファン出口部７２、冷却器カバー部７３、フレーム入口部７４、励磁装置カバー部７５を有する。フレーム中央部７１は、仕切り板５１ｃおよび仕切り板５１ｄに挟まれた主回転子鉄心１２および主固定子２０が設けられている領域である。ファン出口部７２は、内部ファン１５および仕切り板５１ｃと連結側軸受４１間の部分である。フレーム入口部７４は励磁機側軸受４２と仕切り板５１ｄ間の部分である。
【００２３】
図２は、第１の実施形態に係るブラシレス回転電機の回転整流器の構成を示す図１のＩＩ−ＩＩ線矢視４分の１断面図である。図３は、回転整流器の構成を示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【００２４】
回転整流器１００は、整流器本体１１０、支持部材１２０および、励磁装置内冷却機構１５０を有する。
【００２５】
整流器本体１１０は、整流素子部１１１、放熱部１１２、連結部１１３、締結部１１４を有する。整流素子部１１１は、連結部１１３を介して締結部１１４により固定されている。放熱部１１２は、整流素子部１１１の径方向外側に配され、整流素子部１１１で発生した熱を放散する。励磁装置内冷却機構１５０については、後に図４、５を引用しながら説明する。
【００２６】
支持部材１２０は、励磁装置ロータシャフト１１ａに取り付けられている。支持部材１２０は、中央に貫通孔が形成され主軸に垂直な方向に広がり円板状の円板部１２２と、円板部１２２の径方向内側に形成された内側環状部１２１、および径方向外側に形成された外側環状部１２３を有する。円板部１２２には、周方向に互いに間隔をあけて支持部材開口１２０ａが形成されている。
【００２７】
支持部材１２０には、複数の整流素子部１１１が、周方向に互いに間隔をあけて、たとえばボルトなどの締結部１１４により取り付けられている。支持部材１２０を挟んで主軸方向に並んで配された２つの整流素子部１１１と１つの放熱部１１２とが、連結部１１３により連結されている。放熱部１１２は、外側環状部１２３の径方向内側の支持部材開口１２０ａに配されている。
【００２８】
外側環状部１２３には、複数の外側環状部通路１２３ｈが形成され、それぞれの外側環状部通路１２３ｈには、通風駆動部１３０が設けられている。
【００２９】
図４は、回転整流器の構成を示す図２のＩＶ−ＩＶ線矢視正面図である。また、図５は、回転整流器の外側環状部の構成を示す斜視図である。
【００３０】
外側環状部１２３には、周方向に互いに間隔をおいて、複数の外側環状部通路１２３ｈが形成されている。外側環状部通路１２３ｈは、周方向に互いに隣接する放熱部１１２の間に形成されている。外側環状部通路１２３ｈは、軸方向に互いに対向する２つの通路周方向側面１２３ｂと、周方向に互いに対向する２つの通路径方向側面１２３ａとにより形成される。２つの通路周方向側面１２３ｂは、いずれも外側環状部１２３の軸方向外側表面に平行である。また、２つの通路径方向側面１２３ａは、径方向外側になるにつれて互いの間隔が拡がっている。この結果、外側環状部通路１２３ｈは、径方向外側になるほど、周方向の幅が広がっている。
【００３１】
通風駆動部１３０は、ガイド翼１３５、翼板回動支持軸１３６、および２つのストッパ１３７ａ、１３７ｂを有する。
【００３２】
ガイド翼１３５は、複数の翼要素１３０ａを有し、翼要素１３０ａとして、内側翼板１３１および外側翼板１３２を有する。内側翼板１３１および外側翼板１３２はそれぞれ長方形の平板であり、内側翼板１３１の一辺と外側翼板１３２の一辺とが翼板結合部１３３により表側及び裏側のいずれの方向にも回転可能に結合されている。内側翼板１３１の外側翼板１３２との結合と反対側の辺は、翼板回動支持軸１３６に結合し、ガイド翼１３５は、翼板回動支持軸１３６周りを回転可能に形成されている。
【００３３】
翼板回動支持軸１３６は、外側環状部通路１２３ｈの周方向の中央で、径方向の内側部分に、軸方向に沿って配されている。翼板回動支持軸１３６は、互いに対向する通路周方向側壁１２３ｗに両端を支持されている。
【００３４】
図５に示すように、複数の翼要素１３０ａのそれぞれについて翼要素カウンタウェイト１３０ｂを有する。具体的には、翼板回動支持軸１３６の両側の端部近傍には、内側翼板カウンタウェイト１３１ａが先端に設けられた支持棒１３１ｂが、内側翼板１３１と反対側に延びるように取り付けられている。また、外側翼板１３２の両側の側部には、側部に沿って翼板結合部１３３を挟んで外側翼板１３２の反対側まで延びた支持棒１３２ｂが取り付けられている。支持棒１３２ｂの、外側翼板１３２の反対側の端部には、外側翼板カウンタウェイト１３２ａが設けられている。なお、図４では、煩雑となるため、内側翼板カウンタウェイト１３１ａ、外側翼板カウンタウェイト１３２ａ、および支持棒１３１ｂ、１３２ｂの図示を省略している。
【００３５】
２つのストッパ１３７ａ、１３７ｂは、それぞれ、互いに対向する２つの通路周方向側壁１２３ｗに両端を支持されている。２つのストッパ１３７ａ、１３７ｂは、周方向に翼板回動支持軸１３６を挟んだ両側に配されており、径方向には、翼板回動支持軸１３６より外側に配されている。
【００３６】
ここで、翼板回動支持軸１３６からストッパ１３７ａ、１３７ｂまでの距離は、それぞれ翼板回動支持軸１３６から翼板結合部１３３までの距離より短く設定されている。したがって、ガイド翼１３５を回転させると、ストッパ１３７ａ、１３７ｂには、内側翼板１３１が接触することになる。
【００３７】
また、ストッパ１３７ａ、１３７ｂに内側翼板１３１が接触したときに、内側翼板１３１が外側翼板１３２より径方向に沿った方向により近く、内側翼板１３１と外側翼板１３２とがなす変化角Θが正であるように、外側環状部通路１２３ｈの寸法、翼板回動支持軸１３６およびストッパ１３７ａ、１３７ｂの位置等が設定される。言い換えれば、ストッパ１３７ａ、１３７ｂに内側翼板１３１が接触したときに、ガイド翼１３５が径方向外側に凸となるように構成されている。
【００３８】
外側環状部１２３に形成された複数の外側環状部通路１２３ｈと、それぞれの外側環状部通路１２３ｈに設けられた通風駆動部１３０は、励磁装置２００を収納する励磁装置カバー６３内の空間である励磁装置カバー部７５内の冷却用気体の流れを駆動させ、励磁装置２００の冷却を促進する励磁装置内冷却機構１５０を構成する。
【００３９】
次に、以上のように構成された本実施形態に係るブラシレス回転電機の作用を説明する。
【００４０】
ブラシレス回転電機３００が運転中は、主ロータシャフト１１が回転する。この結果、内部ファン１５が回転し、閉空間７０内の冷却用気体を駆動する。冷却用気体は、閉空間７０内の各部分を循環する。すなわち、フレーム中央部７１からファン出口部７２に流出し、冷却器入口開口５１ａを経て冷却器カバー部７３に流入する。冷却器カバー部７３内の冷却器６１において冷却された後、冷却器出口開口５１ｂを経由してフレーム入口部７４に流入し、さらにフレーム中央部７１に流入する。
【００４１】
また、冷却器カバー部７３内の冷却器６１において冷却された冷却用気体の一部は、励磁装置入口ダクト６４を通過して励磁装置入口開口６４ａから励磁装置カバー部７５に流入し、励磁装置２００を通過した後に、励磁装置出口開口６５ａから励磁装置出口ダクト６５を経由して、フレーム入口部７４に流入する。
【００４２】
本実施形態においては、回転整流器１００の外側環状部１２３に周方向に互いに間隔をあけて複数の外側環状部通路１２３ｈが形成されている。それぞれの、外側環状部通路１２３ｈには、通風駆動部１３０が設けられている。
【００４３】
図６は第１の実施形態に係るブラシレス回転電機の回転整流器の作用を説明する第１の部分断面図であり、図７は第２の部分断面図である。以下においては、回転整流器１００がいずれの方向に回転する場合であっても、すなわち、主ロータシャフト１１の回転方向がいずれの場合であっても、励磁装置カバー部７５（図１）における冷却用気体の流れが変わらないとしている。このような想定が可能な場合としては、内部ファン１５が、以下に説明する回転整流器１００の通風駆動部１３０の作用と同様に、いずれの回転方向に対しても同様の駆動作用を有する場合がある。
【００４４】
なお、主ロータシャフト１１の回転方向によって励磁装置カバー部７５（図１）における冷却用気体の流れの方向が異なる場合であっても、回転整流器１００での冷却用気体の流れは、径方向の内側から外側への流れであるので、冷却能力としては問題ない。
【００４５】
外側環状部通路１２３ｈにおいて、通風駆動部１３０のガイド翼１３５は、主ロータシャフト１１の回転方向に応じて、第１の状態および第２の状態という２つの安定した状態のうちのいずれかの状態をとる。安定した第１の状態とは、図６に示すように、内側翼板１３１が、ストッパ１３７ａと接触し、かつ、外側翼板１３２が、ストッパ１３７ａと同じ側の通路径方向側面１２３ａの径方向の外側の端部に接触している状態である。また、安定した第２の状態とは、図７に示すように、内側翼板１３１が、ストッパ１３７ｂと接触し、かつ、外側翼板１３２が、ストッパ１３７ｂと同じ側の通路径方向側面１２３ａの径方向の外側の端部に接触している状態である。
【００４６】
たとえば、回転整流器１００の回転方向が、図６に示した断面において、図６の実線矢印Ａに示すような反時計方向の場合は、まず、回転整流器１００の回転の加速度により、ガイド翼１３５は、回転方向とは反対側に押し付けられて第１の状態となる。また、回転整流器１００の回転中は、内側翼板カウンタウェイト１３１ａおよび外側翼板カウンタウェイト１３２ａに遠心力がかかる。このため、翼板回動支持軸１３６を介して内側翼板カウンタウェイト１３１ａの反対側にある内側翼板１３１はストッパ１３７ａに押しつけられる。また、翼板結合部１３３を介して外側翼板カウンタウェイト１３２ａの反対側にある外側翼板１３２は、通路径方向側面１２３ａの外側の端部に押しつけられる。このように、安定して第１の状態が維持される。
【００４７】
回転整流器１００の回転方向が反対側になる場合は、その切り替え信号を受けて、ガイド翼１３５は、一括して位置を切り替えられ、第２の状態側に移行する。第２の状態への移行を可能とする機構としては、たとえば、すべての外側翼板１３２の径方向外側の端面を接続するリング状のワイア（図示せず）を設け、かつ、このワイアを周方向にずらす機構を設けることにより、第１の状態と第２の状態との間を相互に切り替えることができる。
【００４８】
ガイド翼１３５が第１の状態にある場合においては、外側環状部１２３の径方向内側の冷却用気体は、内側翼板１３１の外側面（図６において左上の面）に沿って流れる。回転する回転整流器１００を基準としたこの流れの速度ベクトルをベクトルｖｉとする。また、内側翼板１３１を出た後は、冷却用気体は、外側翼板１３２の外側面に沿って流れる。回転する回転整流器１００を基準としたこの流れの速度ベクトルをベクトルｖｏとする。
【００４９】
回転する回転整流器１００の、静止側を基準とした径方向外側の周方向の速度ベクトルをベクトルｖｈとする。
【００５０】
静止側を基準とした体系における、回転整流器１００から流出する冷却用気体の速度ベクトルをベクトルｖｃとすると、合成ベクトルｖｃは、ベクトルｖｏとベクトルｖｈとのベクトル和で表される。合成ベクトルｖｃが、回転整流器１００の回転中心から径方向外側に向かう方向に近くなるように、内側翼板１３１と外側翼板１３２の長さ、翼板回動支持軸１３６およびストッパ１３７ａ、１３７ｂの位置を設定することにより、遠心ファンと同様の性能を得ることができる。このため、１枚の平板が翼板回動支持軸に取り付けられて、いずれの回転方向に対してもガイド機能を有するような構成を想定すると、このような場合に比べて、本実施形態における通風駆動部１３０は、冷却用気体をより効率的に駆動することができる。
【００５１】
以上のように、本実施形態においては、回転整流器１００を有するブラシレス回転電機３００において、回転整流器１００について配置への影響を抑えながら励磁装置の冷却性能を確保することができる。
【００５２】
また、回転整流器１００がいずれの回転方向に回転する状況においても、冷却用気体を効率的に駆動することができる。このため、正転と逆転のいずれの状態でも運転されるたとえば搬送用の回転電機においては、いずれの状態においても励磁装置２００の冷却性能を確保することができる。
【００５３】
［第２の実施形態］
図８は、第２の実施形態に係るブラシレス回転電機の回転整流器の外側環状部の構成を示す斜視図である。本第２の実施形態は、第１の実施形態の変形である。本第２の実施形態においては、回転整流器１００の励磁装置内冷却機構１５０は、翼調整部１４０をさらに有する。その他の点では、第１の実施形態と同様である。
【００５４】
翼調整部１４０は、主な部分が外側環状部１２３の通路周方向側壁１２３ｗに取り付けられており、ストッパ１３７ａおよびストッパ１３７ｂ（図６）の位置を変更することにより、ガイド翼１３５の姿勢、内側翼板１３１と外側翼板１３２とがなす変化角Θを調節するものである。
【００５５】
図９は、第２の実施形態に係るブラシレス回転電機の回転整流器の翼調整部の構成を示す部分正面図である。また、図１０は、翼調整部の構成を示す図９のＸ−Ｘ線矢視部分断面図である。
【００５６】
翼調整部１４０は、外側環状部１２３の通路周方向側壁１２３ｗに形成されたガイド貫通孔１４１、内側支持板１４２および外側支持板１４３を有する。内側支持板１４２および外側支持板１４３は、径方向のある範囲でそれぞれ移動可能である。なお、内側支持板１４２および外側支持板１４３の径方向の駆動部分は図示を省略している。
【００５７】
内側支持板１４２には、周方向の接線方向に互いに間隔をおいて３つの切り欠き１４２ａが形成されており、外側支持板１４３には、周方向の接線方向に互いに間隔をおいて３つの切り欠き１４３ａが形成されている。内側支持板１４２が最も径方向外側にあり、外側支持板１４３が径方向に最も内側にあるときが、内側支持板１４２と外側支持板１４３が最も径方向に近接あるいは密着する。このとき、内側支持板１４２に形成された切り欠き１４２ａと、外側支持板１４３に形成された切り欠き１４３ａとは、それぞれ対向して円形状の孔の一部を形成する。
【００５８】
図９では、内側支持板１４２が最も径方向の外側にあり、また、外側支持板１４３が最も径方向外側にある場合を示している。
【００５９】
外側環状部１２３の通路周方向側壁１２３ｗに形成されたガイド貫通孔１４１は、上述の円形状の孔をすべてカバーするような長円形である。
【００６０】
なお、通路周方向側壁１２３ｗに形成されたガイド貫通孔１４１のそれぞれの位置関係は、周方向の接線方向であることに限定されない。その接線方向に対して傾きを有していてもよい。前述のような第１の第２の状態が実現できれば、たとえば、直線的に配されていなくともよい。
【００６１】
ストッパ１３７ａを異なる位置に移動する場合には、内側支持板１４２と外側支持板１４３を径方向に互いに離した後に、ガイド貫通孔１４１内を長手方向に沿って移動させる。ストッパ１３７ａが所定に位置に来た後に、内側支持板１４２と外側支持板１４３を径方向に近接させて、ストッパ１３７ａの移動を拘束する。ストッパ１３７ｂについても同様である。
【００６２】
なお、内側支持板１４２と外側支持板１４３は、それぞれのガイド翼１３５について、それぞれ２つずつ設けられており、回転整流器１００については、これらが、放熱部１１２の数の組だけ存在する。したがって、内側支持板１４２の径方向の移動は、周方向に連結した駆動部（図示せず）により一括して行われる。外側支持板１４３についても同様である。
【００６３】
また、ストッパ１３７ａあるいはストッパ１３７ｂの移動についても、周方向に連結した駆動部（図示せず）により一括して行われる。
【００６４】
以上のように、本第２の実施形態においては、通風駆動部１３０について複数の異なる特性を設定し、その中から選択することができる。
【００６５】
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、実施形態では、主ロータシャフト１１が水平に延びた水平型の回転電機の場合を例にとって示したが、これに限定されない。たとえば、主ロータシャフト１１が鉛直方向に延びた立形の回転電機の場合であってもよい。
【００６６】
また、ガイド翼１３５の翼要素１３０ａが２種類の場合として、内側翼板１３１と外側翼板１３２の２枚が結合している場合を例にとって示したが、３枚以上でもよい。この場合、それぞれにストッパを設けることになる。
【００６７】
さらに、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【００６８】
これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６９】
１０…主回転子、１１…主ロータシャフト、１１ａ…励磁装置ロータシャフト、１２…主回転子鉄心、１５…内部ファン、２０…主固定子、２１…主固定子鉄心、２２…主固定子コイル、４１…連結側軸受、４２…励磁機側軸受、５１…フレーム、５１ａ…冷却器入口開口、５１ｂ…冷却器出口開口、５１ｃ、５１ｄ…仕切り板、５２…連結側軸受ブラケット、５３…励磁機側軸受ブラケット、６１…冷却器、６２…冷却器カバー、６３…励磁装置カバー、６４…励磁装置入口ダクト、６４ａ…励磁装置入口開口、６５…励磁装置出口ダクト、６５ａ…励磁装置出口開口、７０…閉空間、７１…フレーム中央部、７２…ファン出口部、７３…冷却器カバー部、７４…フレーム入口部、７５…励磁装置カバー部、１００…回転整流器、１１０…整流器本体、１１１…整流素子部、１１２…放熱部、１１３…連結部、１１４…締結部、１２０…支持部材、１２０ａ…支持部材開口、１２１…内側環状部、１２２…円板部、１２３…外側環状部、１２３ａ…通路径方向側面、１２３ｂ…通路周方向側面、１２３ｈ…外側環状部通路、１２３ｗ…通路周方向側壁、１３０…通風駆動部、１３０ａ…翼要素、１３０ｂ…翼要素カウンタウェイト、１３１…内側翼板、１３１ａ…内側翼板カウンタウェイト、１３１ｂ…支持棒、１３２…外側翼板、１３２ａ…外側翼板カウンタウェイト、１３２ｂ…支持棒、１３３…翼板結合部、１３５…ガイド翼、１３６…翼板回動支持軸、１３７ａ、１３７ｂ…ストッパ、１４０…翼調整部、１４１…ガイド貫通孔、１４２…内側支持板、１４２ａ…切り欠き、１４３…外側支持板、１４３ａ…切り欠き、１５０…励磁装置内冷却機構、２００…励磁装置、２１０…励磁機、２１１…励磁機回転子、２１２…励磁機固定子、３００…ブラシレス回転電機
【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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