集電裝置的冷卻裝置制造方法及圖紙

一種可以抑制集電環溫度上升的集電裝置的冷卻裝置，集電裝置的冷卻裝置具有安裝于旋轉電機的回轉軸（１）的集電環（２），使電流通電至集電環（２）的電刷（４），安裝于上述回轉軸（１）的風扇（１０），及覆蓋上述集電環和電刷并形成由上述風扇形成的冷卻媒體的入口和出口的罩（７）；其中：具有控制從上述冷媒的入口（１１）向集電環（２）的流動的流動控制構件，該流動控制構件具有配置于上述回轉軸的回轉方向上游側的控制板（２１ａ）和配置于回轉方向下游側的控制板（２１ｂ），配置于回轉方向上游側的控制板（２１ａ）與上述集電環表面的距離設定得比配置于回轉方向下游側的控制板（２１ｂ）與上述集電環表面的距離大。這樣，可抑制集電環的溫度上升。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種集電裝置的冷卻裝置，特別是涉及可抑制集電環溫度上升的集電裝置的冷卻裝置。
技術介紹
集電裝置用于將電流供給到旋轉電機的轉子，主要由電刷和滑動接觸于該電刷的正負側2個集電環構成。集電環安裝于轉子軸上，由于與上述電刷的滑動而產生摩擦熱，且由于通電而產生焦耳熱，因此，其溫度上升。該溫度上升使電刷部的磨損量增加，使集電環產生燒損。因此，集電環周圍需要冷卻。另外，集電環隔著絕緣構件安裝到轉子軸上，所以，為了確保該絕緣構件的強度，集電環周圍也需要冷卻。過去，旋轉電機的集電環周圍的冷卻是通過使風扇送出的冷卻風吹到集電環上來進行。近年來，隨著旋轉電機的小型化、大容量化，通過集電環的電流密度增大，同時，電刷的配置也密集化，采取了使正負集電環的間隔變小等的構造。在正負2個集電環間為了防止短路設置絕緣保護板，在這樣的場合，若如上述那樣使電刷配置密集化，則冷卻風的流路受到較大的限制，冷卻變得困難。對于這樣的問題，例如在專利文獻1中公開了設置通風導向件使冷卻風均勻地流過2個集電環的結構。為了進一步提高集電環周圍的冷卻效率，可考慮例如采用對促進冷卻有效的沖擊射流。由于沖擊射流的傳熱系數相應于射流的速度增大，所以在使用該冷卻方法的情況下，最好維持大的速度(例如參照非專利文獻1)。即，為了有效地使用沖擊射流，需要用于可靠地將冷卻風引導至冷卻面的冷卻風控制。(專利文獻1)日本特開平6-197496號公報(第2～3頁，第1～2圖)(非專利文獻1)日本機械學會編，傳熱工學資料第4版(66頁)可是，集電環在回轉軸的一部分中安裝在比回轉軸大的半徑位置上。在不控制冷卻風的場合，從冷卻風的入口看時，可發現沒有集電環的軸向的空間比集電環外周面的周向大。該場合的集電環附近的冷卻風的流動雖然由于旋轉而被引向周向，但在周向上存在電刷，這成為流動的阻力。為此，冷卻風朝阻力小的沒有集電環的軸向流動，不能有效地對集電環表面進行冷卻。另外，集電環的軸向長度與實質受到冷卻的周向長度相比較短，因此，朝周向引導冷卻風可增大冷卻面積，對冷卻有利。在上述專利文獻1的圖2中，表示在吸入口設置通風管的例子。在該例中，冷卻風也朝集電環側面的軸向流動，直接冷卻成為主要發熱面的外周面的流量減少。為此，未必能夠有效地維持射流的冷卻效果。
技術實現思路
本專利技術就是鑒于這些問題而作出的，其目的在于提供可抑制集電環溫度上升的集電裝置的冷卻裝置。本專利技術為了解決上述問題，采用下述措施。集電裝置的冷卻裝置具有安裝于旋轉電機的回轉軸上的集電環，使電流通電至集電環的電刷，安裝于上述回轉軸上的風扇，及覆蓋上述集電環和電刷并形成由上述風扇形成的冷卻媒體的入口和出口的罩；其中具有控制從上述冷媒的入口向集電環的流動的流動控制構件，該流動控制構件具有配置于上述回轉軸的回轉方向上游側的控制板和配置于回轉方向下游側的控制板，配置于回轉方向上游側的控制板與上述集電環表面的距離設定得比配置于回轉方向下游側的控制板與上述集電環表面的距離大。由于具有以上構成，所以，本專利技術可提供能夠抑制集電環的溫度上升的集電裝置的冷卻裝置。附圖說明圖1為根據本專利技術實施形式的集電裝置的冷卻裝置的縱剖面圖。圖2為圖1的A-A′剖面圖。圖3為表示比較例的圖示。圖4為說明本專利技術另一實施形式的圖示。圖5為說明本專利技術另一實施形式的圖示。圖6為說明本專利技術另一實施形式的圖示。圖7為圖6的A-A′剖面圖。圖8為表示比較例的圖示。圖9為說明本專利技術另一實施形式的圖示。圖10為說明本專利技術另一實施形式的圖示。具體實施例方式下面參照附圖說明本專利技術的最佳實施形式。圖1、圖2為說明根據本實施形式的集電裝置的冷卻裝置的圖示，圖1為縱剖面圖，圖2為從B方向觀看圖1的A-A′剖面的剖面圖。如圖所示，在轉子軸1上安裝正負2個集電環2。在轉子軸1與集電環2間，為了確保電絕緣性而配置絕緣材料3。使電刷4相對集電環2滑動接觸以供給電流。電刷4在周向和軸向上設置多個，由電刷保持構件5保持。集電裝置整體由罩7覆蓋。電刷由于磨損，所以需要維護和更換。為此，電刷4集中配置在集電環的大致上半部分中，以便可以從罩7上部和側面容易地進行維護作業。另外，在電刷4之間，為了確保電刷維護時的安全和防止集電環相互的短路而配置絕緣保護板6。冷卻風由安裝于轉子軸1上的風扇10驅動，在罩7的一部分中設置冷卻風的入口11和出口12。冷卻風入口11設置于不存在電刷4、可直接冷卻集電環的下方側。符號20a和20b為控制冷卻風的軸向流動的流動控制板(構成控制軸向流動的控制板20的1對板)，在安裝于裝在罩7上的安裝板22上。另外，符號21a和21b為控制冷卻風的周向流動的流動控制板(構成控制周向流動的控制板21的1對板)，在安裝于裝在罩7上的安裝板22上。因此，由這些控制板21、22構成四方形的筒狀噴嘴。在圖1中，為了便于說明，用虛線表示出控制板21a的位置。如圖所示，配置于回轉方向上游側的控制板21a與上述集電環2表面的距離設定得比配置于回轉方向下游側的控制板21b與上述集電環2表面的距離大。在該例中，如上述那樣，由于配置控制板21a和21b，所以，可使冷卻集電環外周表面的冷卻風的流動在回轉方向上游側(圖的左方側)比在回轉軸的回轉方向下游側(圖的右方側)多。在圖2中，集電環2朝箭頭30的方向回轉，其周速為31。這樣，由于集電環2回轉，所以，集電環2的冷卻能力的大小有賴于集電環表面與冷卻風的相對速度的大小。另外，該相對速度在從流動控制板21a、21b間的射流中心軸觀察時，在回轉方向上游側和回轉方向下游側不同。即，回轉方向上游側相對速度35和回轉方向下游側相對速度34成為從射流的朝回轉方向上游側的速度33和射流的朝回轉方向下游側的速度32中減去集電環2的周速31后獲得的值。該相對速度如從圖2也可看出的那樣，回轉方向下游側相對速度34比回轉方向上游側相對速度35小，冷卻能力在回轉方向上游側一方較高。圖3為表示比較例的圖。如圖所示，配置于回轉方向上游側的控制板21c和上述集電環2表面的距離，設定得與配置于回轉方向下游側的控制板21d和上述集電環2表面的距離相等。比較圖2與圖3可以看出，圖2中射流的朝回轉方向上游側的速度33與圖3中相比增加了，因此，回轉方向上游側相對速度35也增加了，可提高冷卻性能。另外，由于射流的朝回轉方向下游側的速度32相比朝回轉方向上游側的速度33減小，所以回轉方向下游側相對速度34增大。為此，可提高回轉方向下游側的冷卻性能。圖4為說明本專利技術另一實施形式的圖示。如該圖所示，具有配置于回轉方向上游側的控制板21e和配置于回轉方向下游側的控制板21d。另外，在控制板21e的上部形成使控制板21e的上部朝外側折曲的折曲部21e′。另外，包含折曲部21e′的控制板21e、21f的安裝板22上的高度大體相同。通過這樣構成，除了圖2的例子所示的作用和效果外，還可防止朝集電環回轉方向上游部側的氣流從集電環上離開，使集電環表面近旁的流量進一步增加。圖5為說明本專利技術另一實施形式的圖示。在以上的說明中，說明了集電環2的回轉軸中心43大體位于射流的中心軸的延長線的情況。而在圖5的例子中，射流中心軸的延長線42與回轉軸中心43朝回轉方向上游側偏移地配置。利用該配置，使射流的朝回轉方向上游側的流路的流路本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種集電裝置的冷卻裝置，具有安裝于旋轉電機的回轉軸上的集電環，使電流通電至集電環的電刷，安裝于上述回轉軸上的風扇，及覆蓋上述集電環和電刷并形成由上述風扇形成的冷卻媒體的入口和出口的罩；其特征在于：具有控制從上述冷媒的入口向集電環的流 動的流動控制構件，該流動控制構件具有配置于上述回轉軸的回轉方向上游側的控制板和配置于回轉方向下游側的控制板，配置于回轉方向上游側的控制板與上述集電環表面的距離設定得比配置于回轉方向下游側的控制板與上述集電環表面的距離大。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：木枝茂和，澤田逸郎，服部憲一，中江茂樹，
申請(專利權)人：株式會社日立制作所，
類型：發明
國別省市：JP[日本]