(57)【要約】【課題】回転電機の小型化に伴う冷却能力の低下を防止する。【解決手段】同期回転電機は、複数の回転子スロット１１ｃが形成された鉄心部１１ａとその両外側の径縮小部１１ｂとを有するロータシャフト１１と、回転子スロット１１ｃ内を貫通する界磁巻線導体１２ａと、鉄心部１１ａの軸方向の外側の界磁巻線導体１２ａを保持する２つの界磁巻線端部保持構造１３とを有する回転子と、固定子と、フレームと、２つの軸受と、２つの内扇１８とを備える。界磁巻線端部保持構造１３は、外側部分の界磁巻線導体１２ａの径方向外側に設けられた円筒状のリテイニングリング１５と、リテイニングリング１５と接続し内扇１８側の面の径方向の中央部が内扇１８側に凸状に形成された環状のリテイニングリング支持部１６と、その周方向の一部を径縮小部１１ｂから支持する複数の支持ブラケット１７とを有する。【選択図】図４
2018098821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びて回転可能に支持されて、互いに間隔をあけて周方向に配され軸方向に延びた複数の回転子スロットが表面に形成された鉄心部と、前記鉄心部の軸方向の両外側にあって前記鉄心部より径が小さく配された径縮小部とを有するロータシャフトと、前記複数の回転子スロット内を貫通する界磁巻線導体と、前記鉄心部の軸方向の両外側の前記界磁巻線導体のそれぞれを保持する２つの界磁巻線端部保持構造と、を有する回転子と、
前記鉄心部の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子の径方向の外側に配されて前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームと、
前記フレームに支持されて、前記鉄心部を軸方向に挟んでその鉄心部の両側に配置されて前記ロータシャフトを支持する２つの軸受と、
前記径縮小部に取り付けられて前記界磁巻線保持構造とその軸方向の外側の前記軸受との間に配されて冷却用気体を駆動する２つの内扇と、
を備えた同期回転電機であって、
前記界磁巻線端部保持構造のそれぞれは、
前記鉄心部の軸方向外側部分の前記界磁巻線導体の径方向外側に設けられて第１の端部が前記鉄心部の軸方向の端部に接続する円筒状のリテイニングリングと、
前記リテイニングリングの第２の端部と接続し前記内扇側の面の径方向の中央部が前記内扇側に凸状に形成された環状のリテイニングリング支持部と、
前記リテイニングリング支持部の周方向の一部を前記径縮小部から支持する複数の支持ブラケットと、
を有することを特徴とする同期回転電機。
【請求項２】
前記リテイニングリングの中心軸を含む断面における前記リテイニングリング支持部の断面形状は、凸な半円形または半楕円形であることを特徴とする請求項１に記載の同期回転電機。
【請求項３】
前記リテイニングリングの中心軸を含む断面における前記リテイニングリング支持部の断面形状は、前記内扇側に突出した２辺を有する形状であることを特徴とする請求項１に記載の同期回転電機。
【請求項４】
前記リテイニングリングは、断面がＵ字形で凸部を前記内扇側に向けた環状の板材であることを特徴とする請求項１に記載の同期回転電機。
【請求項５】
軸方向に延びて回転可能に支持されて、互いに間隔をあけて周方向に配され軸方向に延びた複数の回転子スロットが表面に形成された鉄心部および前記鉄心部の軸方向の両外側にあって前記鉄心部より径が小さく配された径縮小部を有するロータシャフトと前記複数の回転子スロット内を貫通する界磁巻線導体とを有する回転子と、固定子と、前記固定子の径方向の外側に配されて前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームと、前記ロータシャフトを支持する２つの軸受と、前記径縮小部に取り付けられた２つの内扇とを備えた同期回転電機において、前記鉄心部の軸方向の両外側の界磁巻線導体のそれぞれを保持する界磁巻線端部保持構造であって、
前記鉄心部の軸方向外側部分の前記界磁巻線導体の径方向外側に設けられて第１の端部が前記鉄心部の軸方向の端部に接続する円筒状のリテイニングリングと、
前記リテイニングリングの第２の端部と接続し前記内扇側の面の径方向の中央部が前記内扇側に凸状に形成された環状のリテイニングリング支持部と、
前記リテイニングリング支持部の周方向の一部を前記径縮小部から支持する複数の支持ブラケットと、
を有することを特徴とする界磁巻線端部保持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期回転電機およびその界磁巻線端部保持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
同期回転電機においては、回転子側に回転磁界を発生させるため、回転子に界磁巻線が設けられている。回転子はロータシャフトとその中央部の径方向の周囲に取り付けられた回転子鉄心を有する。回転子鉄心の表面には、周方向に互いに間隔をあけて軸方向に延びる複数の回転子スロットが形成されている。
【０００３】
また、回転子は、回転子鉄心とロータシャフトとが一体で製作される場合も多い。この場合、ロータシャフトの回転子鉄心に相当する部分を鉄心部と呼ぶとすると、鉄心部の表面には、周方向に互いに間隔をあけて軸方向に延びる複数のシャフトスロットが形成されている。以下、シャフトスロットを含めて、回転子スロットと呼ぶこととする。
【０００４】
界磁巻線用の導体は、それぞれの回転子スロット内に配されている。また、回転子スロットを貫通した導体の軸方向外側に出た部分は、互いに接続されるか、あるいは、回転励磁型の場合は、軸方向端部の整流器側に延びている。
【０００５】
ロータシャフトは、たとえば、６０Ｈｚ地域で４極の場合は、毎秒３０回転の高速で回転する。また、２極の場合は、毎秒６０回転の高速で回転する。このため、界磁巻線の導体には、大きな遠心力が働くため、この遠心力に抗して界磁巻線を保持する構造となっている。
【０００６】
具体的には、回転子スロット内の界磁巻線の導体については、その径方向外側の回転子スロット内に嵌め込まれた帯状のクサビが遠心力に抗して界磁巻線の導体を保持する（特許文献１参照）。また、界磁巻線の導体のうち、回転子鉄心の軸方向の外側の部分については、リテイニングリングと呼ばれる円筒状の部材が界磁巻線の導体の径方向外側を覆っており、リテイニングリングが、界磁巻線の導体に働く遠心力に抗して界磁巻線の導体を保持する（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３４１８９３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１００５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
リテイニングリングは、第１の端部で、ロータシャフトの鉄心部と結合し、第２の端部で、リテイニングリング支持部および支持ブラケットを介して、ロータシャフトにより支持されている。リテイニングリング支持部は、環状の部材であり、通常、リテイニングリングの第２の端部の径方向内側に配されて、リテイニングリングと焼嵌めにより結合されている。焼嵌めによりリテイニングリングと結合しているリテイニングリング支持部は、リテイニングリングによりタガ締め力を受けることから、座屈しない十分な剛性を有する構造となっている。支持ブラケットは、リテイニングリング支持部とロータシャフト間を接続し、リテイニングリングをロータシャフトと同心に固定する。
【０００９】
回転電機の小型化を図ろうとする場合、ロータシャフトに取り付けられた内扇と、リテイニングリングの支持部との距離が短くなってくる。リテイニングリング支持部は、円環状であり、内扇により圧送される冷却用気体の吹き出し先の領域に含まれている。円環状のリテイニングリング支持部の内扇に対向する面は通常平面状に形成されている。このため、内扇により駆動され内扇から圧送されフレーム内を循環する空気などの冷却用気体は、まず、リテイニングリング支持部のこの平面状の表面に衝突することになる。
【００１０】
このため内扇とリテイニングリング支持部とが近接する結果、冷却用気体の流量が一定の場合にはこの部分での圧力損失が増大し、冷却用気体の回転電機内の一巡圧損が増加する。このことは、回転電機内の循環流量の低下をもたらし、その結果、冷却能力が低下する。しかしながら、冷却能力を確保するために内扇を大きくすることは、小型化の目的に反することになる。
【００１１】
そこで、本発明は、回転電機の小型化に伴う冷却能力の低下を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の目的を達成するため、本発明は、軸方向に延びて回転可能に支持されて、互いに間隔をあけて周方向に配され軸方向に延びた複数の回転子スロットが表面に形成された鉄心部と、前記鉄心部の軸方向の両外側にあって前記鉄心部より径が小さく配された径縮小部とを有するロータシャフトと、前記複数の回転子スロット内を貫通する界磁巻線導体と、前記鉄心部の軸方向の両外側の前記界磁巻線導体のそれぞれを保持する２つの界磁巻線端部保持構造と、を有する回転子と、前記鉄心部の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心内を軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、前記固定子の径方向の外側に配されて前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームと、前記フレームに支持されて、前記鉄心部を軸方向に挟んでその鉄心部の両側に配置されて前記ロータシャフトを支持する２つの軸受と、前記径縮小部に取り付けられて前記界磁巻線保持構造とその軸方向の外側の前記軸受との間に配されて冷却用気体を駆動する２つの内扇と、を備えた同期回転電機であって、前記界磁巻線端部保持構造のそれぞれは、前記鉄心部の軸方向外側部分の前記界磁巻線導体の径方向外側に設けられて第１の端部が前記鉄心部の軸方向の端部に接続する円筒状のリテイニングリングと、前記リテイニングリングの第２の端部と接続し前記内扇側の面の径方向の中央部が前記内扇側に凸状に形成された環状のリテイニングリング支持部と、前記リテイニングリング支持部の周方向の一部を前記径縮小部から支持する複数の支持ブラケットと、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、軸方向に延びて回転可能に支持されて、互いに間隔をあけて周方向に配され軸方向に延びた複数の回転子スロットが表面に形成された鉄心部および前記鉄心部の軸方向の両外側にあって前記鉄心部より径が小さく配された径縮小部を有するロータシャフトと前記複数の回転子スロット内を貫通する界磁巻線導体とを有する回転子と、固定子と、前記固定子の径方向の外側に配されて前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームと、前記ロータシャフトを支持する２つの軸受と、前記径縮小部に取り付けられた２つの内扇とを備えた同期回転電機において、前記鉄心部の軸方向の両外側の界磁巻線導体のそれぞれを保持する界磁巻線端部保持構造であって、前記鉄心部の軸方向外側部分の前記界磁巻線導体の径方向外側に設けられて第１の端部が前記鉄心部の軸方向の端部に接続する円筒状のリテイニングリングと、前記リテイニングリングの第２の端部と接続し前記内扇側の面の径方向の中央部が前記内扇側に凸状に形成された環状のリテイニングリング支持部と、前記リテイニングリング支持部の周方向の一部を前記径縮小部から支持する複数の支持ブラケットと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回転電機の小型化に伴う冷却能力の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る同期回転電機の構成例を示す長手方向に沿った縦断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る同期回転電機の界磁巻線導体の端部の斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係る同期回転電機の界磁巻線導体の曲げ方向を説明する斜視図である。
【図４】第１の実施形態に係る同期回転電機の鉄心部の端部まわりおよび界磁巻線端部保持構造を示す長手方向に沿った部分断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る界磁巻線端部保持構造を示す図４のＶ−Ｖ矢視部分断面図である。
【図６】第２の実施形態に係る同期回転電機の鉄心部の端部まわりおよび界磁巻線端部保持構造を示す長手方向に沿った部分断面図である。
【図７】第３の実施形態に係る同期回転電機の鉄心部の端部まわりおよび界磁巻線端部保持構造を示す長手方向に沿った部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る同期回転電機およびその界磁巻線端部保持構造について説明する。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。
【００１７】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る同期回転電機の構成例を示す長手方向に沿った縦断面図である。以下、回転子鉄心とロータシャフトが一体となった一体型ロータシャフトの場合を例にとって説明するが、回転子鉄心とロータシャフトが別体の場合にも適用できる。この場合、以下の説明中の鉄心部は、回転子鉄心を意味する。
【００１８】
同期回転電機１００は、回転子１０、固定子２０、２つの軸受３０、軸受ブラケット３５およびフレーム４０を有する。また、図１は、同期回転電機１００が冷却器５０も有する例を示している。
【００１９】
回転子１０は、軸方向に水平に延びたロータシャフト１１、界磁巻線１２、および界磁巻線端部保持構造１３を有する。
【００２０】
ロータシャフト１１は、軸方向の中央部に鉄心部１１ａ、鉄心部１１ａを挟んで軸方向の両側に鉄心部１１ａより径の小さな径縮小部１１ｂが形成されている。ロータシャフト１１は、両側の径縮小部１１ｂにおいて軸受３０により回転可能に支持されている。鉄心部１１ａの径方向の表面には、周方向に互いに間隔をあけて軸方向に延びた複数の回転子スロット１１ｃ（図２）が形成されている。ロータシャフト１１の一方の端部には、結合部１９が形成され、同期回転電機１００が電動機の場合は駆動対象と、また同期回転電機１００が発電機の場合は原動機と、結合部１９において結合する。
【００２１】
界磁巻線１２は、それぞれの回転子スロット１１ｃ内を貫通する界磁巻線導体１２ａを有する。界磁巻線導体１２ａについては、後に図２、３を用いて説明する。
【００２２】
図１において破線で示した界磁巻線端部保持構造１３は、鉄心部１１ａの軸方向の両外側に配された界磁巻線１２をそれぞれ保持する。界磁巻線端部保持構造１３については、後に図４等を用いて説明する。
【００２３】
ロータシャフト１１のそれぞれの径縮小部１１ｂの、鉄心部１１ａと軸受３０との間には、内扇１８が取り付けられている。
【００２４】
固定子２０は、回転子１０の鉄心部１１ａの径方向の外側に配された円筒状の固定子鉄心２１、固定子鉄心２１の内面に周方向に互いに間隔をあけて形成され軸方向に延びた固定子スロット（図示せず）内を貫通する固定子巻線２２を有する。
【００２５】
フレーム４０は、回転子１０の鉄心部１１ａおよび界磁巻線１２、ならびに固定子２０の径方向外側を覆っている。フレーム４０の軸方向の両端には軸受ブラケット３５がそれぞれ取り付けられている。それぞれの軸受ブラケット３５は、軸受３０を固定支持している。
【００２６】
冷却器５０は、たとえば、鉄心部１１ａの上方に設けられている。冷却器５０は、冷却器カバー５１内に収納されている。冷却器カバー５１は、フレーム４０とともに閉空間４０ｃを形成する。冷却器カバー５１内の空間は、内扇１８の上方にそれぞれ形成された２つの冷却器出口開口４０ａと、固定子２０の上方に形成された冷却器入口開口４０ｂとで、フレーム４０内の空間と連通している。
【００２７】
図１中の白抜きの矢印は、閉空間４０ｃ内に収納されたたとえば空気などの冷却用気体の概略の流れの方向を示している。それぞれの内扇１８により駆動されて内扇１８から流出した冷却用気体は、軸方向の両側から鉄心部１１ａおよび固定子２０の方向に流れ、これらを通過しながら冷却した後、固定子鉄心２１の径方向外側に流出し、冷却器入口開口４０ｂを経由して冷却器５０に流入する。冷却器５０で冷却された冷却用気体は、２つの冷却器出口開口４０ａのそれぞれを経由して再び内扇１８に流入する。
【００２８】
図２は、同期回転電機の界磁巻線導体の端部の斜視図である。
【００２９】
ロータシャフト１１の鉄心部１１ａの径方向の表面には、周方向に互いに間隔をあけて軸方向に鉄心部１１ａを貫通する複数の回転子スロット１１ｃが形成されている。
【００３０】
界磁巻線導体１２ａは、絶縁材で被覆された複数の導体を有しており、この全体が絶縁材で被覆されている。界磁巻線導体１２ａは、回転子スロット１１ｃを貫通し、鉄心部１１ａの軸方向の両側の外側部分のそれぞれは、ロータシャフト１１ａの径縮小部１１ｂの径方向外側で、直角に方向を変えた後に、ロータシャフト１１と同軸の円周上に沿うように緩やかに曲げられている。
【００３１】
図３は、界磁巻線導体の曲げ方向を説明する斜視図である。界磁巻線１２のコイルを形成するために、界磁巻線導体１２ａの鉄心部１１ａの外側部分は、互いに同じ方向に曲げられる。このように形成された２つの界磁巻線導体１２ａが互いに対向した状態で結合することによりコイルが形成される。
【００３２】
図４は、第１の実施形態に係る同期回転電機の鉄心部の端部まわりおよび界磁巻線端部保持構造を示す長手方向に沿った部分断面図である。また、図５は、図４のＶ−Ｖ矢視部分断面図である。
【００３３】
鉄心部１１ａに形成された回転子スロット１１ｃ内を界磁巻線導体１２ａが貫通している。回転子スロット１１ｃの断面は、図示していないが、径方向の内側部分は幅が狭くなっており、この幅が狭くなっている部分には界磁巻線導体１２ａは収納されず、回転子スロット１１ｃが界磁巻線導体１２ａを収納した状態でも、図３、４に示すように軸方向に延びた空間が残り、冷却用気体が通過可能な回転子スロット内通風部１１ｄを形成している。
【００３４】
また、界磁巻線導体１２ａの回転子スロット１１ｃ内の部分には、長手方向すなわち軸方向に互いに間隔をおいて、複数の冷却孔１２ｂが形成されている。また、図示しないが回転子スロット１１ｃにおいて界磁巻線導体１２ａの径方向外側に配されて界磁巻線導体１２ａを保持する帯状のクサビにも、同じ位置に孔が形成されており、冷却孔１２ｂとクサビに形成された孔とで、回転子スロット内通風部１１ｄとギャップ２５とを連通する冷却用気体の流路となる。
【００３５】
固定子鉄心２１は、ギャップ２５を介して、鉄心部１１ａの径方向外側に配されている。固定子鉄心２１においては、軸方向に互いに間隔をおいて、ダクト２１ａが形成されている。ダクト２１ａは、固定子鉄心２１内で周方向に拡がっており、ギャップ２５と固定子鉄心２１の径方向外側とを連通する冷却用気体の流路となる。
【００３６】
界磁巻線導体１２ａの鉄心部１１ａの軸方向の外側部分は、前述のように、直角方向に向きを変えた後に、ロータシャフト１１と同心に径縮小部１１ｂの周囲を周方向に延びている。界磁巻線端部保持構造１３は、この部分を保持するものであり、リテイニングリング１５、リテイニングリング支持部１６、および支持ブラケット１７を有する。
【００３７】
リテイニングリング１５は円筒状であって、鉄心部１１ａの外側部分の界磁巻線導体１２ａの、径方向外側に設けられている。リテイニングリング１５の第１の端部１５ａは、ロータシャフト１１の鉄心部１１ａに結合している。リテイニングリング１５は、同期回転電機１００の運転状態において、鉄心部１１ａの外側部分の界磁巻線導体１２ａにかかる遠心力に抗して、この部分の界磁巻線導体１２ａを保持する。
【００３８】
リテイニングリング支持部１６および支持ブラケット１７は、リテイニングリング１５の鉄心部１１ａとの結合部である第１の端部１５ａの軸方向の反対端である第２の端部１５ｂを支持している。リテイニングリング支持部１６は、環状であり、リテイニングリング１５と焼嵌めによって結合している。このため、リテイニングリング支持部１６には大きなたが締め力がかかるため、リテイニングリング支持部１６はこれに耐えうる剛性を有している。この結果、同期回転電機１００の回転状態においても、リテイニングリング１５の真円度が維持され、界磁巻線導体１２ａのねじり等の変形の発生を防止している。
【００３９】
リテイニングリング支持部１６の断面は、半円形または半楕円形あるいはこれらに近い形状である。リテイニングリング支持部１６の内扇１８に対向する側の面は、径方向の中央付近が最も軸方向外側に張り出すようにして、滑らかな曲面状に形成されている。具体的には、対向する内扇１８から流出する冷却用気体の流れの圧力損失を低く抑える流線型の形状となっている。
【００４０】
支持ブラケット１７は、リテイニングリング支持部１６とロータシャフト１１の径縮小部１１ｂ間で荷重を伝達し、リテイニングリング１５の径縮小部１１ｂとの同心状態を維持する。支持ブラケット１７は、図５に示すように扇状であって、２つの支持ブラケット１７が周方向に互いに間隔をあけて配されている。
【００４１】
支持ブラケット１７は、リテイニングリング支持部１６とはボルト１７ａにより結合されている。また、支持ブラケット１７の径方向内側の面は、ロータシャフト１１の径縮小部１１ｂとは機械的には結合せず、径縮小部１１ｂの外側の面と密着し、互いに移動可能に形成されている。
【００４２】
なお、支持ブラケット１７の周方向の個数は３つ以上であってもよい。支持ブラケット１７が配されていない周方向の角度領域は、冷却用気体が、回転子スロット内通風部１１ｄに進入するための通路となる。
【００４３】
以上のように構成された本実施形態における同期回転電機１００の鉄心部端部近傍での冷却用気体の流れを以下に説明する。
【００４４】
内扇１８により駆動され内扇１８から流出した冷却用気体は、リテイニングリング支持部１６に到達する。リテイニングリング支持部１６に到達した冷却用気体は、径方向内側向きと径方向外側向きに分かれて流れる。
【００４５】
径方向内側に流れた冷却用気体は、リテイニングリング支持部１６の径方向内側の支持ブラケット１７が設けられていない周方向領域を通過して、鉄心部１１ａより軸方向外側の部分の界磁巻線導体１２ａが配されている領域に流入する。この領域で外側部分の界磁巻線導体１２ａを冷却した冷却用気体は、それぞれの回転子スロット内通風部１１ｄに鉄心部１１ａの軸方向の両側から流入する。
【００４６】
回転子スロット内通風部１１ｄを流れる冷却用気体は、順次、界磁巻線導体１２ａに形成され軸方向に並んでいる冷却孔１２ｂ側に分流し、両側から流入した冷却用気体が中央でぶつかるまでに、全てが冷却孔１２ｂに流入する。冷却孔１２ｂに流入した冷却用気体は、界磁巻線導体１２ａを冷却した後、ギャップ２５に流出する。
【００４７】
一方、リテイニングリング支持部１６に到達して径方向外側向きに分かれた冷却用気体は、軸方向の両側からギャップ２５内に流入する。ここで、径方向内側向きに分かれ界磁巻線導体１２ａを冷却した後にギャップ２５に流出した冷却用気体と合流し、ギャップ２５内を通過する。ギャップ２５内を通過する冷却用気体は、軸方向に配されたダクト２１ａに順次分流する。ダクト２１ａに流入した冷却用気体は、固定子巻線２２および固定子鉄心２１を冷却しながら、ダクト２１ａ内を径方向外側に流れ、固定子鉄心２１の径方向外側に流出する。
【００４８】
固定子鉄心２１ａから流出した冷却用気体は、前述のように、冷却器入口開口４０ｂを経由して冷却器５０内に流入し、冷却された後に、軸方向の前後に分かれ、２つの冷却器出口開口４０ａを介してフレーム４０内に流入し、２つの内扇１８のそれぞれに流入する。
【００４９】
今、同期回転電機について、特に軸方向のコンパクト化を図ろうとすると、リテイニングリング支持部と内扇との間の間隔も短くする必要が生ずる。このような場合に、リテイニングリング支持部の内扇に対向する面がたとえば回転軸に垂直な平面状であれば、内扇から流出する冷却用気体がリテイニング支持部に衝突して、径方向の内側および外側に分流する際の圧力損失が増加し、同期回転電機内を流れる冷却用気体の一巡の圧力損失の増加をもたらすことになる。この結果、冷却用気体の流量が低下し、冷却能力の低下を招くことになる。
【００５０】
一方、本実施形態に係る同期回転電機１００の界磁巻線端部保持構造１３においては、リテイニングリング支持部１６の内扇１８に対向する面は流線型であり、内扇１８から流出した冷却用気体は、この表面をスムーズに流れ、圧力損失の増加を小さく抑えることができる。
【００５１】
以上のように、本実施形態に係る同期回転電機１００の界磁巻線端部保持構造１３は、回転電機の小型化に伴う冷却能力の低下を防止することができる。
【００５２】
［第２の実施形態］
図６は、第２の実施形態に係る同期回転電機の鉄心部の端部まわりおよび界磁巻線端部保持構造を示す長手方向に沿った部分断面図である。
【００５３】
本実施形態は、第１の実施形態の変形である。本実施形態においては、界磁巻線端部保持構造１３のリテイニングリング支持部１６ａの形状が、第１の実施形態のリテイニングリング支持部１６の形状と異なる。その他の点においては、第１の実施形態と同様である。
【００５４】
具体的には、リテイニングリング支持部１６ａの、ロータシャフト１１の回転軸を含む平面に沿った断面の形状は、内扇１８に対向する側が、径方向のほぼ中央を頂点とした２つの辺を有する形状である。
【００５５】
このような形状も、内扇１８から流出した冷却用気体は、この表面をスムーズに流れ、圧力損失の増加を小さく抑えることができる。
【００５６】
また、たとえば、断面が四角形の円環の一方の面を、単純に径方向外側および径方向内側のそれぞれについて、単純に旋盤加工で面を形成することができるため、リテイニングリング支持部１６ａの製造加工が容易となる。
【００５７】
［第３の実施形態］
図７は、第３の実施形態に係る同期回転電機の鉄心部の端部まわりおよび界磁巻線端部保持構造を示す長手方向に沿った部分断面図である。
【００５８】
本実施形態も、第１の実施形態の変形である。本実施形態においては、界磁巻線端部保持構造１３のリテイニングリング支持部１６ｂの部分が、第１の実施形態のリテイニングリング支持部１６と異なる。その他の点においては第１の実施形態と同様である。
【００５９】
具体的には、リテイニングリング支持部１６ｂは、たとえば、長く延びた長方形の板を、幅方向にＵ字形に折り曲げた後に、板の面が裏表となるような方向に環状に曲げて、端部同士を例えば溶接により結合することにより形成された形状である。すなわち、リテイニングリング支持部１６ｂは、断面がＵ字形で凸部を内扇側に向けた環状の板材である。
【００６０】
板材の厚みを調節することにより、リテイニングリング支持部１６ｂの剛性を調節することができる。
【００６１】
このように形成された本実施形態におけるリテイニングリング支持部１６ｂは、内扇１８に対向する面が、曲面状に形成されており、流線型に近い面を有するとともに、鍛造や削り出しなどの工程を経ることなく製作可能であり、コストの増大を抑制することができる。
【００６２】
［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。さらに、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。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】
【００６３】
１０…回転子、１１…ロータシャフト、１１ａ…鉄心部、１１ｂ…径縮小部、１１ｃ…回転子スロット、１１ｄ…回転子スロット内通風部、１２…界磁巻線、１２ａ…界磁巻線導体、１２ｂ…冷却孔、１３、１３ａ…界磁巻線端部保持構造、１５…リテイニングリング、１５ａ…第１の端部、１５ｂ…第２の端部、１６、１６ａ、１６ｂ…リテイニングリング支持部、１７…支持ブラケット、１７ａ…ボルト、１８…内扇、１９…結合部、２０…固定子、２１…固定子鉄心、２１ａ…ダクト、２２…固定子巻線、２５…ギャップ、３０…軸受、３５…軸受ブラケット、４０…フレーム、４０ａ…冷却器出口開口、４０ｂ…冷却器入口開口、４０ｃ…閉空間、５０…冷却器、５１…冷却器カバー、１００…同期回転電機
【図１】
2018098821.tif 000003
【図２】
2018098821.tif 000004
【図３】
2018098821.tif 000005
【図４】
2018098821.tif 000006
【図５】
2018098821.tif 000007
【図６】
2018098821.tif 000008
【図７】
2018098821.tif 000009