(57)【要約】【課題】界磁コイルの冷却の向上を図り、また、通風経路の加工が容易に可能となる突極形回転子を提供する。【解決手段】シャフトの外周面に複数の磁極を有し、この磁極のそれぞれに界磁コイルが巻回され、隣接する界磁コイル間に遠心力による変形を防止するコイルブラケットを配設した突極形回転子において、前記シャフトの界磁コイルの下側に位置する部分に軸方向の溝を備えているので、界磁コイルに接する冷却通風量を増大させることができ、効率的に冷却することができる。また、従来必要とされたシャフトの軸方向に貫通する通風穴と極間の径方向に設けられた通風穴を廃止することが可能となり、突極形回転子を安価に製造することができる。【選択図】図１
2008067542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトの外周面に複数の磁極を有し、この磁極のそれぞれに界磁コイルが巻回され、隣接する界磁コイル間に遠心力による変形を防止するコイルブラケットを配設した突極形回転子において、前記シャフトの界磁コイルの下側に位置する部分に軸方向の溝を設けたことを特徴とする突極形回転子。
【請求項２】
シャフトの外周面に複数の磁極を有し、この磁極のそれぞれに界磁コイルが巻回され、隣接する界磁コイル間に遠心力による変形を防止するコイルブラケットを配設した突極形回転子において、前記界磁コイルおよびコイルブラケット下部のシャフトに段落とし溝を設けたことを特徴とする突極形回転子。
【請求項３】
シャフトの外周面に複数の磁極を有し、この磁極のそれぞれに界磁コイルが巻回され、隣接する界磁コイル間に遠心力による変形を防止するコイルブラケットを配設した突極形回転子において、前記界磁コイルおよびコイルブラケット下部のシャフト角部にＲ溝を設け、このＲ溝に沿って板ばねを設置したことを特徴とする突極形回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期発電機等の突極形回転子に係わり、特に界磁コイルを冷却する冷却用通風路を備えた突極形回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のコイルブラケットを配設した突極形回転電機の回転子の一例を図５及び図６を参照して説明する。
【０００３】
図５は従来の同期発電機等の突極形回転子の側面からみた断面図であり、図６は図５のＢ−Ｂ方向からみた断面図である。
【０００４】
同図に示すように、従来の同期発電機等の突極形回転子は、シャフト１に固定された磁極鉄心３に界磁コイル４を巻回しており、界磁コイル４の下部とシャフト１の間には界磁コイル４を押し上げて支持するばね１１が複数設けられている。また、界磁コイル４の側面には、界磁コイル４に作用する遠心力Ｆの分力Ｑで界磁コイル４が変形するのを防止するために、複数個のコイルブラケット６が絶縁物５を介して設けられている。そして、シャフト１に設けられた軸方向に貫通する通風穴１２は、極間の径方向に設けられた通風穴１４と繋がっており、冷却風は通風穴１２およびコイルブラケット上部の隙間８より流れ、界磁コイル４が冷却されるように構成されている。
【０００５】
さらに、突極形回転子鉄心に対し界磁コイルの冷却のため通風穴を複数個備えた同期発電機等の突極形回転子が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１には、界磁コイルをバランスよく効率的に冷却を向上させるために、軸方向に貫通する通風路より界磁コイルに設けた通風穴を介して冷却風が流れ、界磁コイルを冷却するように構成した突極形回転子が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−０５８１８８号公報
【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、上記した従来の回転電機の突極形回転子の構造では、界磁コイルに接する冷却通風路はコイルブラケットが妨げとなり、きわめて小さいため冷却風が少量となってしまう。また、シャフトに設けられた軸方向に貫通する通風穴は深く加工するため、特別な加工装置を必要とし、加工に多大な時間を要していた。
【０００７】
また、特許文献１に記載されたようなコイルに通風穴を設ける構造は、コイルの電流密度の増大の妨げとなり、しかも界磁コイルの絶縁方法や通風穴の加工が難しくなり、製造コストの悪化につながっていた。
【０００８】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、その課題は界磁コイルの冷却の向上を図り、また、通風経路の加工を容易とする突極形回転子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するために、請求項１記載の発明は、シャフトの外周面に複数の磁極を有し、この磁極のそれぞれに界磁コイルが巻回され、隣接する界磁コイル間に遠心力による変形を防止するコイルブラケットを配設した突極形回転子において、前記シャフトの界磁コイルの下側に位置する部分に軸方向の溝を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１記載の発明によると、界磁コイルの下部のシャフトに軸方向の溝を設けることにより、界磁コイルに接する冷却通風量を増大させ効率的に冷却することが可能となる。これによりシャフトの軸方向に貫通する通風穴と極間の径方向に設けられた通風穴を廃止することが可能となり、突極形回転子を安価に製造することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、シャフトの外周面に複数の磁極を有し、この磁極のそれぞれに界磁コイルが巻回され、隣接する界磁コイル間に遠心力による変形を防止するコイルブラケットを配設した突極形回転子において、前記界磁コイルおよびコイルブラケット下部のシャフトに段落とし溝を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明によると、請求項１記載と同様の効果が得られると共に、界磁コイルおよびコイルブラケット下部のシャフトに軸方向の段落とし溝を設けることにより、界磁コイルに接する冷却通風路を増大させ効率的に冷却することが可能となる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、シャフトの外周面に複数の磁極を有し、この磁極のそれぞれに界磁コイルが巻回され、隣接する界磁コイル間に遠心力による変形を防止するコイルブラケットを配設した突極形回転子において、前記界磁コイルおよびコイルブラケット下部のシャフト角部にＲ溝を設け、このＲ溝に沿って板ばねを設置したことを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明によると、請求項１記載と同様の効果が得られると共に、界磁コイルおよびコイルブラケット下部のシャフト角部にＲ溝を設けることにより、界磁コイルに接する冷却通風路を増大させ効率的に冷却することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、界磁コイルの冷却を向上し、また、通風経路の加工が容易となるので生産性に優れた回転電機の突極形回転子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。  
図１は本発明の第１の実施形態である回転電機の突極形回転子の側面からみた断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ方向からみた断面図である。
【００１７】
図１および図２に示すように、本実施形態では、シャフト１にファン２および磁極鉄心３が固定されており、この磁極鉄心３に界磁コイル４が巻回されている。隣接する界磁コイル４の間には絶縁物５を介してコイルブラケット６が設けられている。また、界磁コイル４の下部にはシャフト１に溝７が軸方向に設けられており、界磁コイル４の下部とシャフト１の間には界磁コイル４を押し上げて支持するばね１１が複数設けられている。また、シャフト１に設けられた溝７の加工は組立前に実施するので、容易に行うことができる。
【００１８】
本実施形態によれば、界磁コイル４の下部のシャフト１に溝７を設けることにより、従来の回転子構造では得られなかったスペースが形成でき、このスペースが冷却空気を誘導する通風路となる。すなわち、シャフト１に固定されたファン２が回転すると、図１の矢印で示すようにファン２による冷却空気は、突極回転子の極間８およびシャフト１に設けられた溝７から形成される通風路を介して流通できるので、界磁コイル４の冷却効率を向上させることができる。
【００１９】
図３は本発明の第２の実施形態である回転子構造を示すもので、図１のＡ−Ａ方向からみた断面図である。
【００２０】
同図に示すように、本実施形態では、界磁コイル４およびコイルブラケット６の下部のシャフトに段落とし溝９が軸方向に形成されており、界磁コイル４の下部とシャフト１の間には界磁コイル４を押し上げて支持するばね１１が複数設けられている。また、シャフト１に設けられた段落とし溝９の加工は組立前に実施するので、容易に行うことができる。
【００２１】
本実施形態によれば、界磁コイル４の下部のシャフト１に段落とし溝９を設けることにより、従来の構造では得られなかったスペースが形成でき、このスペースが冷却空気を誘導する通風路となる。すなわち、シャフト１に固定されたファン２が回転すると、図１の矢印で示すようにファン２による冷却空気は、突極回転子の極間８およびシャフト１に設けられた段落とし溝９の通風路を介して流通できるので、界磁コイル４の冷却効率を向上させることができる。
【００２２】
図４は本発明の第３の実施形態である回転子構造を示すもので、図１のＡ−Ａ方向からみた断面図である。
【００２３】
同図に示すように、本実施形態では、界磁コイル４およびコイルブラケット６の下部のシャフト角部にＲ溝１０の加工が設けられており、このＲ溝１０に沿って設置した板ばね１３を隣接する界磁コイル４の下部に当てて支持している。また、シャフト１に設けられたＲ溝１０の加工は組立前に実施するので、容易に行うことができる。
【００２４】
本実施形態によれば、界磁コイル４の下部のシャフト１にＲ溝１０を設けることにより、従来の構造では得られなかったスペースが形成でき、このスペースが冷却空気を誘導する通風路となる。すなわち、シャフト１に固定されたファン２が回転すると、図１の矢印で示すようにファン２による冷却空気は、突極回転子の極間８およびシャフト１に設けられたＲ溝１０の通風路を介して流通できるので、界磁コイル４の冷却効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態である突極形回転子の側面からみた断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ方向からみた断面図。
【図３】本発明の第２実施形態である界磁コイルおよびコイルブラケット下部のシャフトに段落とし溝を設けた状態を示す図で、図１のＡ−Ａ方向からみた断面図。
【図４】本発明の第３実施形態である界磁コイルおよびコイルブラケット下部のシャフト角部にＲ溝加工を設けた状態を示す図で、図１のＡ−Ａ方向からみた断面図。
【図５】従来の発電機の側面からみた断面図。
【図６】図５のＢ−Ｂ方向からみた断面図。
【符号の説明】
【００２６】
１…シャフト、２…ファン、３…磁極鉄心、４…界磁コイル、５…絶縁物、６…コイルブラケット、７…シャフトの溝、８…突極回転子の極間、９…シャフトの段落とし溝、１０…シャフトのＲ溝、１１…ばね、１２…通風穴、１３…板ばね、１４…極間の通風穴。
【図１】
2008067542.tif 000003
【図２】
2008067542.tif 000004
【図３】
2008067542.tif 000005
【図４】
2008067542.tif 000006
【図５】
2008067542.tif 000007
【図６】
2008067542.tif 000008