特許6611272IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

回転電機および固定子冷却構造

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

前述のように、冷却用気体は、回転子鉄心、固定子鉄心および固定子巻線等を冷却するとともに、冷却器において冷却される。特に発熱量の大きな固定子については、通常、固定子鉄心の軸方向に互いに間隔をあけて複数のダクトを設け、ダクトにおいて冷却用気体を径方向外側に流すことにより冷却効率を上げている。 すなわち、固定子鉄心は、通常は、たとえば、透磁率が比較的高く低価格であるケイ素鋼板などの電磁鋼板が軸方向に積層された積層構造であるので、軸方向に互いに間隔をあけた位置に、スペーサを設けて、互いに隣接する積層構造体の間に隙間を設けてダクトを形成し、固定子鉄心の径方向内側から径方向外側への流路を確保している。 固定子鉄心の内部では、固定子巻線からは、銅損すなわちジュール熱による発熱、積層構造体の内部では鉄損すなわち渦電流損あるいは磁気的なヒステリシス損による発熱がある。このため固定子内部では熱伝導によりその外表面に至る熱流束が生じる。したがって、冷却効率の上では、ダクトを多く設けることにより放熱のための表面積を増やすのが好ましいことになる。 一方、強磁性体である電磁鋼板が存在しないダクトが形成された幅の狭い空間においては、磁気抵抗が大きい。このため、トルクの確保などの電磁気的性能上は、固定子鉄心においてダクトの占める割合が小さいことが好ましい。 このような課題を解決する方法として、固定子鉄心を軸方向に貫通する固定子鉄心締め付け用のボルトを孔あきボルトとして、この軸方向に貫通する孔を、冷却用気体の流路とすることにより、冷却能力を向上させる方法が知られている(特許文献1参照)。この場合、冷却能力をさらに確保するために孔あきボルトの径を大きくすることは、磁力線の通路に、磁気抵抗となる径の大きなものが存在することになるため、回転電機の効率上は好ましいことではない。 そこで、本発明は、回転電機の効率確保に大きな影響を及ぼさずに冷却効率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[発明の詳細な説明]から抜粋

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たロータシャフトと、前記ロータシャフトの径方向外側に設けられた回転子鉄心とを有する回転子と、 前記回転子鉄心の径方向外側に設けられ、それぞれが複数の電磁鋼板を有し前記軸方向に配列された複数の積層構造体と前記複数の積層構造体を冷却する固定子冷却構造と前記複数の積層構造体を前記軸方向に締め付ける複数の締め付けボルトとを具備す・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、回転電機の効率確保に大きな影響を及ぼさずに冷却効率を確保することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】第1の回転電機の構成を示す回転軸に沿って切断した立断面図である。

【図2】第1の回転電機の固定子鉄心の構成を示す図3のII−II線矢視2分の1縦断面図である。

【図3】第1の回転電機の固定子鉄心の軸方向外側からみた図2のIII−III線矢視2分の1正面図である。

【図4】第1の回転電機の固定子冷却構造を示す図2のIV−IV線矢視2分の1断面図である。

【図5】第1の回転電機の固定子冷却構造の構成を説明するための回転軸に垂直方向に切断した固定子の部分断面図である。

【図6】第1の回転電機の固定子冷却構造の作用を説明するための図5のVI−VI線矢視方向に沿った固定子の部分断面図である。

【図7】第1の回転電機の固定子冷却構造の作用を説明するための図5のVII−VII線矢視方向に沿った固定子の部分断面図である。

【図8】第2の回転電機の固定子冷却構造の構成を説明するための回転軸に垂直方向に切断した固定子の部分断面図である。

【図9】第2の回転電機の固定子冷却構造の変形例の構成を説明するための回転軸に垂直方向に切断した固定子の部分断面図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

10…回転子、11…ロータシャフト、11a…カップリング部、12…回転子鉄心、18…ギャップ、20…固定子、21…固定子鉄心、21a…ティース、21b…スロット、21c…溝、22…固定子巻線,23…積層構造体、24…スペーサ、24a…ダクト、25…端部締め付け板、26…端部押さえ、27…締め付けボルト、27a…ナット、28…冷却用ボルト、28a…ナット、30a…反結合側軸受、30b…結合側軸受、40…フレーム、40a…閉空間、41…固定子鉄心径方向外側空間、45a…反結合側軸受ブラケット、45b…結合側軸受ブラケット、51a、51b…内扇、55…外扇、56…外扇カバー、56a…流入口、60…冷却器、61…冷却管、62a、62b…端板、63…冷却器カバー、64…冷却器入口開口、65a、65b…冷却器出口開口、66a、66b…ガイド板、67…上部連通空間、100…固定子冷却構造、101…放熱板、101a…積層構造体密着部、101b…ボルト密着部、102…放熱板、102a…フィン、102b…直交板、103…放熱面積拡大部材、200…回転電機

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