(57)【要約】【課題】回転子のコイルエンド部の局部的な温度上昇を抑えて回転子のコイルのみならず、回転電機全体の小型化、省資源化を図る。【解決手段】回転電機の回転子は、回転軸１のリブ１ａに鉄心２を装着し、この鉄心２のスロットにコイル３を巻装して構成されている。鉄心２から突出したコイルエンド部３ａは、周方向に間隔をおいて設けられた複数個のコイルエンド支え６により支持され、またコイルエンド部３ａの外周に巻回されたバインド部材５により拘束されている。複数個のコイルエンド支え６には、軸方向外側に突出する支持部材７が設けられ、またこれら支持部材７に支持されて壁を構成する仕切り板８が設けられている。冷却風は仕切り板８とコイルエンド支え６との間およびバインド部材５の内側を通ってコイルエンド部３ａ全体を冷却する。【選択図】図１
2008035617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
この回転軸に装着された鉄心と、
この鉄心のスロットに巻装されたコイルと、
前記鉄心の積層方向両側に設けられ、前記鉄心を押える鉄心押えと、
この鉄心押えとは分離して前記回転軸の外周に互いに周方向に間隔をおいて設けられ、前記鉄心から突出するコイルエンド部を支持する複数個のコイルエンド支えと、
前記コイルエンド部の外周に巻回されたバインド部材と、
前記複数個のコイルエンド支えにそれぞれ設けられ、各コイルエンド支えから軸方向外側に突出する支持部材と、
これら支持部材に支持され、前記複数個のコイルエンド支えとの間に通風路を構成する仕切り板と、
を有することを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項２】
前記バインド部材と鉄心との間に周方向に延びる排出口が形成されていること、を特徴とする請求項１に記載の回転電機の回転子。
【請求項３】
前記バインド部材の軸方向の途中に排出口が形成されていること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機の回転子。
【請求項４】
前記バインド部材を、前記コイルエンド支えと前記仕切り板との間に延在させて配置したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の回転電機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コイルエンド部の冷却構造を改良した回転電機の回転子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に直流機、誘導電動機、発電機などの巻線形回転電機の回転子は、回転軸と、この回転軸に装着された鉄心と、この鉄心のスロットに巻装されたコイルとを備えている。コイルは、鉄心の積層方向外側に突出するコイルエンド部を有しており、このコイルエンド部は、回転時の遠心力により変形するおそれがあるので、コイルエンド部の外周にバインド部材を巻回して外側への変形を防止する構成が採用されている。さらにコイルエンド部の内側への変形を防止するために、特許文献１の図１に示されるように、コイルエンド部の内周に、鉄心押えと一体化した円筒状支えを設けてコイルエンド部を支持する構成が採用されることもある。
【０００３】
ところで、上記のようにコイルエンド部の内周に、鉄心押えと一体化した円筒状支えを設けた場合、円筒状支えの外側にあるコイルエンド部には冷却風が流れることがほとんどないので、コイルエンド部が大きく温度上昇する。
【０００４】
そこで上記の特許文献１にも記載されているように、円筒状支えに多数の冷却孔を設け、この冷却孔を通して冷却風をコイルエンド部側に流すようにすることが考えられているが、鉄心の外側から軸方向に沿って流入してきた冷却風は、軸方向に対して直交する方向に延びている冷却孔に分流し難いことから、この冷却孔を通して量的に大きな通風を期待することができなかった。また冷却孔を通して冷却風が流れても冷却孔近傍のコイルエンド部を部分的に冷却できる程度にすぎず、この点でも大きな冷却効果は期待できなかった。
【０００５】
一方、特許文献２の図４に示されるように、鉄心押えとは分離して回転軸の外周に周方向に間隔をおいて複数個のコイルエンド支えを設け、これらコイルエンド支えによりコイルエンド部を支持する構成も考えられている。この構成によれば、コイルエンド支えと鉄心押えとの間に通風路が構成されるので、大きな冷却風量を確保することができる。
【特許文献１】特開平９−３１２９４４号公報（図１）
【特許文献２】特開２００６−８１３５７号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、冷却風が複数個のコイルエンド支えの間およびコイルエンド支えと鉄心押えとの間と通して流入しても、その冷却風の大部分がコイルエンド部の根元部に位置する鉄心とバインド部材との間の排出口に向かって流れるので、とりわけコイルエンド部の先端部の近傍に対する部分の冷却が十分に行われない問題があった。
【０００７】
しかし、コイルエンド部に局部的であっても冷却性能が劣る部分があると、コイルエンド部に温度的な余裕を持たせなければならず、回転子のコイルのみならず回転電機全体の寸法を大きくすることになり、小型化が困難になるという問題があった。
【０００８】
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、その目的は、回転子のコイルエンド部の局部的な温度上昇を抑えて回転子のコイルのみならず、回転電機全体の小型化、省資源化を図ることのできる回転電機の回転子を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、この発明に係る回転電機の回転子は、回転軸と、この回転軸に装着された鉄心と、この鉄心のスロットに巻装されたコイルと、前記鉄心の積層方向両側に設けられ、前記鉄心を押える鉄心押えと、この鉄心押えとは分離して前記回転軸の外周に互いに周方向に間隔をおいて設けられ、前記鉄心から突出するコイルエンド部を支持する複数個のコイルエンド支えと、前記コイルエンド部の外周に巻回されたバインド部材と、前記複数個のコイルエンド支えにそれぞれ設けられ、各コイルエンド支えから軸方向外側に突出する支持部材と、これら支持部材に支持され、前記複数個のコイルエンド支えとの間に通風路を構成する仕切り板と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数個のコイルエンド支えに設けた複数個の支持部材が回転軸の回転により、コイルエンド支えと仕切り板との間の通風路を通る冷却風を発生させてコイルエンド部の先端部の近傍を冷却するので、コイルエンド部全体にわたって局部的な温度上昇の発生を抑えることができ、回転子のコイルのみならず、回転電機全体の小型化、省資源化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明の一実施の形態による回転電機の回転子のうち上左半分を示す断面図である。図１において、直流機、誘導電動機、発電機などの巻線形回転電機の回転子は、回転軸１と、この回転軸１に装着された鉄心２と、この鉄心２のスロットに巻装されたコイル３とを備えている。
【００１２】
鉄心１の外周には、周方向に間隔をおいて軸方向に延びる複数個のリブ１ａが設けられており、このリブ１ａに嵌合するように鉄心２が装着されている。鉄心２はけい素鋼板などの電磁鋼板を軸方向に積層して構成され、その積層方向（軸方向）両側には端板２ａを介して鋼板からなる鉄心押え４が配設されており、鉄心２をその積層方向両側から締め付けている。
【００１３】
コイル３は、鉄心２の外周縁部に形成された複数個のスロットに挿入して巻装されており、鉄心２の軸方向外側に折れ曲がって突出するコイルエンド部３ａを有している。コイルエンド部３ａの外部には、隣合うコイル３の導体を接続する口出し接続部３ｂが配置されており、この口出し接続部３ｂから接続板３ｃおよびリード線３ｄを介して回転子の外部と電気的に接続され、コイル３に電流が流れるようになっている。
【００１４】
コイルエンド部３ａの半径方向外側の外周には、鋼線、樹脂を含浸した高強度繊維材などからなるバインド部材５が巻回されており、コイルエンド部３ａにおける外側への変形を防止するようになっている。この場合、本実施の形態では、バインド部材５は、コイルエンド部３ａの半径方向外側の外周のみならず、コイルエンド部３ａから軸方向外側に突出する口出し接続部３ｂの外周にも延在させて配置させている。
【００１５】
一方、回転軸１外周の各リブ１ａの先端部には、コイルエンド支え６が設けられており、これらコイルエンド支え６によりクッション材６ａを介してコイルエンド部３ａが内周側から支持されている。このコイルエンド支え６は、鉄心押え４とは分離してコイルエンド部３ａの先端部近傍に位置させて設けられており、鉄心押え４との間および隣合うコイルエンド支え６の間を通して冷却風が流れるようになっている。
【００１６】
各コイルエンド支え６には、それぞれ軸方向外側に突出する断面板状の支持部材７が設けられている。これら支持部材７は、回転軸１の回転により半径方向外側に強制的に送風する多翼ファンのブレードの機能を有する。
【００１７】
またこれら複数個の支持部材７の先端部には、半径方向に広がる板面を有する仕切り板８が取り付けられている。この仕切り板８は、本実施の形態においては、カップ状に構成されており、その内側にコイルエンド部３の口出し接続部３ｂに接続された接続板３ｃを収納するようにしている。この接続板３ｃは、コイル３の一方の側にのみ設けられており、リード線３ｄを介して回転子の外部と接続されてコイル３に電流が流れるようになっている。
【００１８】
仕切り板８は、カップ状の底部に位置する板面が冷却風の拡散を防止する壁の機能を有しており、複数個の支持部材７が回転することにより強制的に発生した冷却風は、この仕切り板８とコイルエンド支え６との間に構成された通風路を通してコイルエンド部３ａの先端部に強制的に送り込まれることになる。さらに仕切り板８とコイルエンド支え６との間に構成された通風路の半径方向外側にはバインド部材５が位置しており、このバインド部材５により冷却風が半径方向外側に漏れないように壁が構成されている。
【００１９】
鉄心の端板２ａとバインド部材５との間には周方向に延びる隙間があり、排出口９が形成されている。この排出口９を通して、コイルエンド部３の周辺の空気が排出される。
【００２０】
本実施の形態によれば、回転軸１の図示左側の端部に設けられた図示しないファンにより送り込まれた冷却風は、矢印で示すように、回転子１のリブ１ａ間を通って流れるだけでなく、鉄心押え４とコイルエンド支え６との間、仕切り板８とコイルエンド支え６との間およびバインド部材５の内側を通ってコイルエンド部３ａに流れ、その後、バインド部材５と鉄心２との間の排出口９から流出することになる。これにより、コイルエンド部３ａの先端部から根元部まで全体にわたって冷却することができ、局部的な温度上昇の発生を抑制することができる。これにより、回転子のコイルのみならず、回転電機全体の小型化、省資源化を図ることができる。
【００２１】
なお、図示右側のコイルエンド部においては、接続板やリード線を有しないので、仕切り板は、カップ状に構成する必要はなく、半径方向外側に広がる平板で構成することができる。またバインド部材は軸方向に分割して配置し、その間に冷却風の排出口を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の一実施の形態による回転電機の回転子の上左半分を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…回転軸
１ａ…リブ
２…鉄心
２ａ…端板
３…コイル
３ａ…コイルエンド部
３ｂ…口出し接続部
３ｃ…接続板
３ｄ…リード線
４…鉄心押え
５…バインド部材
６…コイルエンド支え
６ａ…クッション材
７…支持部材
８…仕切り板
９…排出口
【図１】
2008035617.tif 000003