JP2001069706A - 回転電機の固定子 - Google Patents
回転電機の固定子Info
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/47—Air-gap windings, i.e. iron-free windings
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
- H02K9/223—Heat bridges
Abstract
(57)【要約】
【課題】 固定子の放熱性を向上させること、及び固定
子巻線の端部を応力集中による破壊から保護すること。 【解決手段】 スロットを有しない円筒状の固定子鉄心
１７と、その内部に収容される円筒状の固定子巻線１５
との間に放熱シート１９ａを挿入した。放熱シート１９
ａは、ガラスクロスあるいはポリエステルメッシュクロ
ス等により補強され、押圧により変形可能な可撓性を有
するゴム系材料からなり、かつ、良熱伝導性の充填剤を
含有してなる絶縁放熱シートであることが好ましく、更
に好ましくは、窒化ボロン粉末を含有するシリコンゴム
シートを用いる。さらに、固定子鉄心１７の端部と固定
子巻線１５の端部との間に、放熱シート１９ａに重ねて
更に樹脂製の保護シート１９ｂを挿入する。
子巻線の端部を応力集中による破壊から保護すること。 【解決手段】 スロットを有しない円筒状の固定子鉄心
１７と、その内部に収容される円筒状の固定子巻線１５
との間に放熱シート１９ａを挿入した。放熱シート１９
ａは、ガラスクロスあるいはポリエステルメッシュクロ
ス等により補強され、押圧により変形可能な可撓性を有
するゴム系材料からなり、かつ、良熱伝導性の充填剤を
含有してなる絶縁放熱シートであることが好ましく、更
に好ましくは、窒化ボロン粉末を含有するシリコンゴム
シートを用いる。さらに、固定子鉄心１７の端部と固定
子巻線１５の端部との間に、放熱シート１９ａに重ねて
更に樹脂製の保護シート１９ｂを挿入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スロットを有しな
い円筒状の固定子鉄心内に円筒状の固定子巻線が収容さ
れてなる回転電機の固定子に係わり、特に、固定子の放
熱性向上に有効な技術、及び固定子巻線の端部を応力集
中による破壊から保護するのに有効な技術に関する。
い円筒状の固定子鉄心内に円筒状の固定子巻線が収容さ
れてなる回転電機の固定子に係わり、特に、固定子の放
熱性向上に有効な技術、及び固定子巻線の端部を応力集
中による破壊から保護するのに有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、固定子の放熱性向上に有効な
技術として、特開昭５３−５４７０５号に開示された回
転電機の固定子が知られている。この固定子は、ケーシ
ング（ヨーク）と固定子巻線（コイル）との間に熱伝導
部材が挿入された構成を有しており、固定子鉄心と固定
子巻線間だけでなく、ケーシングと固定子巻線間をも完
全に密着させることにより、放熱性を大幅に向上させる
ものである。
技術として、特開昭５３−５４７０５号に開示された回
転電機の固定子が知られている。この固定子は、ケーシ
ング（ヨーク）と固定子巻線（コイル）との間に熱伝導
部材が挿入された構成を有しており、固定子鉄心と固定
子巻線間だけでなく、ケーシングと固定子巻線間をも完
全に密着させることにより、放熱性を大幅に向上させる
ものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この固
定子はいわゆるスロット（溝部）を有する固定子であ
り、ケーシングと固定子巻線との間に熱伝導部材が挿入
されてはいるものの、固定子巻線と固定子鉄心との間に
は熱伝導部材が挿入されていないことから、固定子の周
方向に沿って温度分布がバラつく構成となっている。従
って、作動時に熱歪みが生じると、熱伝導部材を介して
密着状態にあるケーシングと固定子巻線とが分離し、放
熱性の低下を来すおそれがある。
定子はいわゆるスロット（溝部）を有する固定子であ
り、ケーシングと固定子巻線との間に熱伝導部材が挿入
されてはいるものの、固定子巻線と固定子鉄心との間に
は熱伝導部材が挿入されていないことから、固定子の周
方向に沿って温度分布がバラつく構成となっている。従
って、作動時に熱歪みが生じると、熱伝導部材を介して
密着状態にあるケーシングと固定子巻線とが分離し、放
熱性の低下を来すおそれがある。
【０００４】他方、従来のスロットレス固定子におい
て、スロットを有しない円筒状の固定子鉄心内に円筒状
の固定子巻線が収容されてなる場合には、固定子鉄心と
固定子巻線間の絶縁を確保する為、絶縁紙（例えば、デ
ュポン社製のノーメックスシート等）を固定子鉄心と固
定子巻線間に挿入することがある。ところが、このよう
な絶縁紙は、絶縁性は十分なものの、熱伝導性及び可撓
性が不足しており、固定子鉄心及び固定子巻線との密着
性を確保することが出来ない為、界面に空気層を挟んで
しまう事となり、放熱を阻害する要因となっていた。ま
た、スロットレス固定子は、一般に、スロットを有しな
い固定子鉄心に固定子巻線を内挿した後、固定子巻線に
マンドレルを内挿し、これらを一体にしたままの状態で
樹脂を含浸硬化させることにより成形される。ところ
が、加熱硬化時にマンドレルが熱膨張すると、固定子巻
線の端部が固定子鉄心のエッジ部（外周面と端面との交
差稜線部）に押し付けられ、エッジ部に押圧された部分
に応力が集中するため、固定子巻線が破壊されて絶縁層
がなくなり、ショートする場合がある。
て、スロットを有しない円筒状の固定子鉄心内に円筒状
の固定子巻線が収容されてなる場合には、固定子鉄心と
固定子巻線間の絶縁を確保する為、絶縁紙（例えば、デ
ュポン社製のノーメックスシート等）を固定子鉄心と固
定子巻線間に挿入することがある。ところが、このよう
な絶縁紙は、絶縁性は十分なものの、熱伝導性及び可撓
性が不足しており、固定子鉄心及び固定子巻線との密着
性を確保することが出来ない為、界面に空気層を挟んで
しまう事となり、放熱を阻害する要因となっていた。ま
た、スロットレス固定子は、一般に、スロットを有しな
い固定子鉄心に固定子巻線を内挿した後、固定子巻線に
マンドレルを内挿し、これらを一体にしたままの状態で
樹脂を含浸硬化させることにより成形される。ところ
が、加熱硬化時にマンドレルが熱膨張すると、固定子巻
線の端部が固定子鉄心のエッジ部（外周面と端面との交
差稜線部）に押し付けられ、エッジ部に押圧された部分
に応力が集中するため、固定子巻線が破壊されて絶縁層
がなくなり、ショートする場合がある。
【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、固定子の放熱性を
向上させること、及び固定子巻線の端部を応力集中によ
る破壊から保護することにある。
たもので、その目的とするところは、固定子の放熱性を
向上させること、及び固定子巻線の端部を応力集中によ
る破壊から保護することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は以下の手段を採用した。すなわち、本発明
に係る回転電機の固定子は、スロットを有しない円筒状
の固定子鉄心と、前記固定子鉄心の内部に収容される円
筒状の固定子巻線と、前記固定子鉄心と前記固定子巻線
との間に挿入される放熱シートと、を備えることを特徴
としている。
め、本発明は以下の手段を採用した。すなわち、本発明
に係る回転電機の固定子は、スロットを有しない円筒状
の固定子鉄心と、前記固定子鉄心の内部に収容される円
筒状の固定子巻線と、前記固定子鉄心と前記固定子巻線
との間に挿入される放熱シートと、を備えることを特徴
としている。
【０００７】この構成では、スロットを有しない固定子
鉄心と固定子巻線との間に、放熱シートを挿入している
から、作動時における固定子周方向に沿う温度分布のバ
ラつきが抑制され、固定子鉄心と固定子巻線との密着状
態がより確実に保持されると共に、固定子巻線で発生し
た熱が放熱シートを介して効果的に伝達され、放熱性が
向上する。
鉄心と固定子巻線との間に、放熱シートを挿入している
から、作動時における固定子周方向に沿う温度分布のバ
ラつきが抑制され、固定子鉄心と固定子巻線との密着状
態がより確実に保持されると共に、固定子巻線で発生し
た熱が放熱シートを介して効果的に伝達され、放熱性が
向上する。
【０００８】この構成において、放熱シートが良熱伝導
性の充填剤を含有している場合には、強度や絶縁性の低
下を来すことなく、放熱性を向上させることが可能とな
る。また、以上の構成において、放熱シートが押圧によ
り変形可能な可撓性を有するゴム系材料からなる場合に
は、その一方の面を固定子巻線の凹凸に倣って密着させ
ると共に、他方の面を固定子鉄心に密着させることがで
きるから、絶縁性を確保しつつ、放熱性が更に向上させ
ることが可能となる。
性の充填剤を含有している場合には、強度や絶縁性の低
下を来すことなく、放熱性を向上させることが可能とな
る。また、以上の構成において、放熱シートが押圧によ
り変形可能な可撓性を有するゴム系材料からなる場合に
は、その一方の面を固定子巻線の凹凸に倣って密着させ
ると共に、他方の面を固定子鉄心に密着させることがで
きるから、絶縁性を確保しつつ、放熱性が更に向上させ
ることが可能となる。
【０００９】以上のような物性を有する放熱シートは、
マトリックス樹脂と熱伝導性充填剤を配合する事により
得られるものであり、具体的にいえば、上記マトリック
ス樹脂としては、天然ゴム、あるいは、ブタジエンゴ
ム，ニトロルゴム，ブチルゴム，シリコンゴム，フッ素
ゴム，アクリルゴム等の合成ゴム等を用いる事が出来
る。また、上記熱伝導性充填剤としては、窒化ボロン，
窒化アルミニウム，アルミナ等を用いる事が出来る。特
に、放熱シートにシリコンゴムシートを用いた場合に
は、その弾性変形により、一方の面は固定子巻線の凹凸
に倣って密着し、他方の面は固定子鉄心に密着するか
ら、放熱性がより一層向上することとなる。さらに、固
定子巻線が熱を発生し、高温になっても、耐熱性に優れ
る点、及びハロゲン等を含まない為、有毒ガスが発生し
ない等の点からもシリコンゴムシートは好適である。ま
た、熱伝導性充填剤としては、高熱伝導率を有し、か
つ、電気絶縁性，化学的安定性，充填性に優れる窒化ボ
ロンが、電気絶縁用途，放熱充填剤としても広く用いら
れており、好適である。そのような構成をとるシリコン
放熱シートは、トランジスタ放熱用途等で市販されてお
り、例えば、信越化学製の放熱シリコンゴムシート（Ｔ
Ｃ−ＢＧタイプ）、デンカ製の放熱シート（ＢＦＧタイ
プ）等の使用が可能である。
マトリックス樹脂と熱伝導性充填剤を配合する事により
得られるものであり、具体的にいえば、上記マトリック
ス樹脂としては、天然ゴム、あるいは、ブタジエンゴ
ム，ニトロルゴム，ブチルゴム，シリコンゴム，フッ素
ゴム，アクリルゴム等の合成ゴム等を用いる事が出来
る。また、上記熱伝導性充填剤としては、窒化ボロン，
窒化アルミニウム，アルミナ等を用いる事が出来る。特
に、放熱シートにシリコンゴムシートを用いた場合に
は、その弾性変形により、一方の面は固定子巻線の凹凸
に倣って密着し、他方の面は固定子鉄心に密着するか
ら、放熱性がより一層向上することとなる。さらに、固
定子巻線が熱を発生し、高温になっても、耐熱性に優れ
る点、及びハロゲン等を含まない為、有毒ガスが発生し
ない等の点からもシリコンゴムシートは好適である。ま
た、熱伝導性充填剤としては、高熱伝導率を有し、か
つ、電気絶縁性，化学的安定性，充填性に優れる窒化ボ
ロンが、電気絶縁用途，放熱充填剤としても広く用いら
れており、好適である。そのような構成をとるシリコン
放熱シートは、トランジスタ放熱用途等で市販されてお
り、例えば、信越化学製の放熱シリコンゴムシート（Ｔ
Ｃ−ＢＧタイプ）、デンカ製の放熱シート（ＢＦＧタイ
プ）等の使用が可能である。
【００１０】さらにまた、上記いずれかの構成におい
て、前記固定子鉄心の端部と前記固定子巻線の端部との
間に、さらに保護シートを挿入した場合には、固定子巻
線の端部が保護シートによって補強されるから、固定子
の部に応力集中が生じても、固定子巻線を破壊から有効
に保護することが可能となる。
て、前記固定子鉄心の端部と前記固定子巻線の端部との
間に、さらに保護シートを挿入した場合には、固定子巻
線の端部が保護シートによって補強されるから、固定子
の部に応力集中が生じても、固定子巻線を破壊から有効
に保護することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について説明する。図１には、スロットレス固
定子１を備えた回転電機３が示されており、この回転電
機３は、例えば数ｋＷ〜数十ｋＷとされ、数万回転以上
の回転数で使用される高速回転電気機械に用いて好適な
ものである。
施の形態について説明する。図１には、スロットレス固
定子１を備えた回転電機３が示されており、この回転電
機３は、例えば数ｋＷ〜数十ｋＷとされ、数万回転以上
の回転数で使用される高速回転電気機械に用いて好適な
ものである。
【００１２】回転電機３は、ケーシング５により外形が
形成されており、該ケーシング５の中心軸線上に回転子
７が軸受（図示略）を介して回転自在に配置されてい
る。ケーシング５には、油圧回路４の一部をなすオイル
通路６が形成されている。このオイル通路６には、供給
源８から潤滑オイルが供給され、この潤滑オイルにより
軸受の潤滑、及びスロットレス固定子１の冷却が同時に
行われる。このとき、スロットレス固定子１の冷却は、
図１の矢印で示すように、内周から外周の順に行われ
る。
形成されており、該ケーシング５の中心軸線上に回転子
７が軸受（図示略）を介して回転自在に配置されてい
る。ケーシング５には、油圧回路４の一部をなすオイル
通路６が形成されている。このオイル通路６には、供給
源８から潤滑オイルが供給され、この潤滑オイルにより
軸受の潤滑、及びスロットレス固定子１の冷却が同時に
行われる。このとき、スロットレス固定子１の冷却は、
図１の矢印で示すように、内周から外周の順に行われ
る。
【００１３】回転子７には、界磁発生手段としての永久
磁石が組み込まれている。永久磁石は、回転子７の表面
において径方向に磁束を発生するｐ極（ｐは２以上の偶
数）の磁極を形成するように構成されている。この永久
磁石としては、Ｓm-Ｃo，Ｎd-Ｆe-Ｂ焼結磁石等の希土
類磁石が好適である。
磁石が組み込まれている。永久磁石は、回転子７の表面
において径方向に磁束を発生するｐ極（ｐは２以上の偶
数）の磁極を形成するように構成されている。この永久
磁石としては、Ｓm-Ｃo，Ｎd-Ｆe-Ｂ焼結磁石等の希土
類磁石が好適である。
【００１４】回転子７の周りには、空隙１１およびイン
ナーチューブ（図示略）を介して、スロットレス固定子
１が配置されている。このインナーチューブは、スロッ
トレス固定子１の内周側を流通する潤滑オイル（図１中
の矢印）を遮蔽するものであり、例えば、ジルコニアセ
ラミックスからなる。
ナーチューブ（図示略）を介して、スロットレス固定子
１が配置されている。このインナーチューブは、スロッ
トレス固定子１の内周側を流通する潤滑オイル（図１中
の矢印）を遮蔽するものであり、例えば、ジルコニアセ
ラミックスからなる。
【００１５】スロットレス固定子１は、固定子巻線１５
を固定するための溝部（スロット）が形成されていない
ものである。また、スロットレス固定子１は、回転子７
側に位置する固定子巻線１５と、ケーシング５側に位置
する固定子鉄心１７とから構成され、自然状態にて固定
子鉄心１７の内径よりも大きな外径を有する固定子巻線
１５が弾性的に縮径された状態で固定子鉄心１７内に配
置されてなる。
を固定するための溝部（スロット）が形成されていない
ものである。また、スロットレス固定子１は、回転子７
側に位置する固定子巻線１５と、ケーシング５側に位置
する固定子鉄心１７とから構成され、自然状態にて固定
子鉄心１７の内径よりも大きな外径を有する固定子巻線
１５が弾性的に縮径された状態で固定子鉄心１７内に配
置されてなる。
【００１６】固定子鉄心１７は、内周面が溝部（スロッ
ト）の形成されていない円筒面とされた中空円筒形状を
なし、その外周とケーシング５の内周との間に潤滑オイ
ル（図１中の矢印）を流通させるオイル通路６が形成さ
れるように、両端部においてケーシング５に固定されて
いる。また、固定子鉄心１７は、図７に示すように、周
方向に等分割された２つの分割コア１３を組み合わせて
なるが、リング状の電磁鋼板を板厚方向に多数枚積層す
ることにより構成してもよい。
ト）の形成されていない円筒面とされた中空円筒形状を
なし、その外周とケーシング５の内周との間に潤滑オイ
ル（図１中の矢印）を流通させるオイル通路６が形成さ
れるように、両端部においてケーシング５に固定されて
いる。また、固定子鉄心１７は、図７に示すように、周
方向に等分割された２つの分割コア１３を組み合わせて
なるが、リング状の電磁鋼板を板厚方向に多数枚積層す
ることにより構成してもよい。
【００１７】固定子巻線１５は、固定子鉄心１７の内径
よりも大きな外径を有する中空円筒形状とされており、
該固定子鉄心１７の内周面が該固定子巻線１５の外周面
と対向するように、絶縁層１９を介して固定されてい
る。すなわち、固定子巻線１５は、その径方向内方に圧
縮された状態で固定子鉄心１７内に組み込まれ、法線方
向（径方向外方）に押し広がろうとする弾発力により固
定子鉄心１７の内周に機械的に固定されている。
よりも大きな外径を有する中空円筒形状とされており、
該固定子鉄心１７の内周面が該固定子巻線１５の外周面
と対向するように、絶縁層１９を介して固定されてい
る。すなわち、固定子巻線１５は、その径方向内方に圧
縮された状態で固定子鉄心１７内に組み込まれ、法線方
向（径方向外方）に押し広がろうとする弾発力により固
定子鉄心１７の内周に機械的に固定されている。
【００１８】絶縁層１９は、固定子巻線１５の全周及び
全長を覆うように配置された放熱シートと、固定子巻線
１５の両端部においてのみ放熱シート上に重ねて全周を
覆うように配置された保護シートとからなる積層構造と
なっている。放熱シートは、ガラスクロスあるいはポリ
エステルメッシュクロス等により補強され、押圧により
変形可能な可撓性を有するゴム系材料からなり、かつ、
良熱伝導性の充填剤を含有している。
全長を覆うように配置された放熱シートと、固定子巻線
１５の両端部においてのみ放熱シート上に重ねて全周を
覆うように配置された保護シートとからなる積層構造と
なっている。放熱シートは、ガラスクロスあるいはポリ
エステルメッシュクロス等により補強され、押圧により
変形可能な可撓性を有するゴム系材料からなり、かつ、
良熱伝導性の充填剤を含有している。
【００１９】つまり、ガラスクロスあるいはポリエステ
ルメッシュクロス等で補強されているため、引裂き強さ
に優れ、固定子鉄心１７の内周面と固定子巻線１５の外
周面間に挿入された状態で、固定子巻線１５が法線方向
（径方向外方）に押し広がろうとする力を受けた場合に
おいても、破れ等を生じ、絶縁性を阻害するという不具
合を生じることがない。また、押圧により変形可能な可
撓性を有するゴム系材料からなる為、固定子鉄心１７の
内周面と固定子巻線１５の外周面に密着させる事が可能
となる。よって、密着性の確保と共に、良熱伝導性の充
填剤を含有している事によるゴム系材料等の熱伝導率向
上効果により、絶縁性を確保しつつ、放熱性を向上させ
る事が可能となる。
ルメッシュクロス等で補強されているため、引裂き強さ
に優れ、固定子鉄心１７の内周面と固定子巻線１５の外
周面間に挿入された状態で、固定子巻線１５が法線方向
（径方向外方）に押し広がろうとする力を受けた場合に
おいても、破れ等を生じ、絶縁性を阻害するという不具
合を生じることがない。また、押圧により変形可能な可
撓性を有するゴム系材料からなる為、固定子鉄心１７の
内周面と固定子巻線１５の外周面に密着させる事が可能
となる。よって、密着性の確保と共に、良熱伝導性の充
填剤を含有している事によるゴム系材料等の熱伝導率向
上効果により、絶縁性を確保しつつ、放熱性を向上させ
る事が可能となる。
【００２０】このような物性を有する放熱シートとして
は、シリコンゴムに良熱伝導性の窒化ボロン粉末を分散
させたシリコンゴムシートが好適である。その理由は、
シリコンゴムシートは弾性を有するため、一方の面は固
定子巻線１５の凹凸に倣って密着し、他方の面は固定子
鉄心１７に密着するからである。保護シートは、機械的
特性に優れ、絶縁性，耐熱性，ワニス耐性を備える事が
必要であり、例えば、デュポン社製のノーメックスシー
トタイプ４１０等が好適である。
は、シリコンゴムに良熱伝導性の窒化ボロン粉末を分散
させたシリコンゴムシートが好適である。その理由は、
シリコンゴムシートは弾性を有するため、一方の面は固
定子巻線１５の凹凸に倣って密着し、他方の面は固定子
鉄心１７に密着するからである。保護シートは、機械的
特性に優れ、絶縁性，耐熱性，ワニス耐性を備える事が
必要であり、例えば、デュポン社製のノーメックスシー
トタイプ４１０等が好適である。
【００２１】次に、図２〜図１２を用いて、本発明に係
るスロットレス固定子１の製造方法の一実施の形態につ
いて説明する。なお、以下の実施の形態では、放熱シー
トとして熱伝導率が３．８Ｗ／ｍ・ｋに設定されたシリ
コンゴムシート１９ａを用い、保護シートとしてノーメ
ックスシート１９ｂを用いた場合について説明する。
るスロットレス固定子１の製造方法の一実施の形態につ
いて説明する。なお、以下の実施の形態では、放熱シー
トとして熱伝導率が３．８Ｗ／ｍ・ｋに設定されたシリ
コンゴムシート１９ａを用い、保護シートとしてノーメ
ックスシート１９ｂを用いた場合について説明する。
【００２２】先ず、略菱形状のコイルセグメント２３
ａ，２３ｂ，２３ｃを複数組み合わせることにより、中
空円筒形状の固定子巻線１５を成形する。コイルセグメ
ント２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、導体からなる複数の細
線が束ねられた束線２５を略菱形状に一周回巻回して一
ターンを形成し、前記ターンを前記菱形状の一の対角線
方向Ａ１に隣り合うように順次ずらせて連続して複数タ
ーン巻回し配置することにより形成する（図２参照）。
そして、複数のコイルセグメント２３ａ，２３ｂ，２３
ｃを前記対角線方向Ａ１に順次ずらせかつ重ね合わせて
帯状体２７を形成した後、該帯状体２７を中空円筒状に
巻くことにより、中空円筒状の固定子巻線１５とする
（図３参照）。
ａ，２３ｂ，２３ｃを複数組み合わせることにより、中
空円筒形状の固定子巻線１５を成形する。コイルセグメ
ント２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、導体からなる複数の細
線が束ねられた束線２５を略菱形状に一周回巻回して一
ターンを形成し、前記ターンを前記菱形状の一の対角線
方向Ａ１に隣り合うように順次ずらせて連続して複数タ
ーン巻回し配置することにより形成する（図２参照）。
そして、複数のコイルセグメント２３ａ，２３ｂ，２３
ｃを前記対角線方向Ａ１に順次ずらせかつ重ね合わせて
帯状体２７を形成した後、該帯状体２７を中空円筒状に
巻くことにより、中空円筒状の固定子巻線１５とする
（図３参照）。
【００２３】次に、この固定子巻線１５を、ＢＮ粒子１
８を混ぜたアルコール溶液１６中に浸漬し、ＢＮ粒子１
８を固定子巻線１５の表面から内部にまで充填させる
（図４参照）。その後、固定子巻線１５をアルコール溶
液１６中から引き上げて自然乾燥することにより、揮発
性のアルコールを蒸発させる。
８を混ぜたアルコール溶液１６中に浸漬し、ＢＮ粒子１
８を固定子巻線１５の表面から内部にまで充填させる
（図４参照）。その後、固定子巻線１５をアルコール溶
液１６中から引き上げて自然乾燥することにより、揮発
性のアルコールを蒸発させる。
【００２４】次いで、固定子巻線１５の外周に、シリコ
ンゴムシート１９ａを全周かつ全長にわたって巻き付け
る（図５参照）。次に、シリコンゴムシート１９ａを巻
き付けた固定子巻線１５の外周両端部に、ノーメックス
シート１９ｂを重ねて巻き付ける（図６参照）。しかる
後、シリコンゴムシート１９ａ及びノーメックスシート
１９ｂが巻き付けられた固定子巻線１５を固定子鉄心１
７内に組み付ける（図７参照）。
ンゴムシート１９ａを全周かつ全長にわたって巻き付け
る（図５参照）。次に、シリコンゴムシート１９ａを巻
き付けた固定子巻線１５の外周両端部に、ノーメックス
シート１９ｂを重ねて巻き付ける（図６参照）。しかる
後、シリコンゴムシート１９ａ及びノーメックスシート
１９ｂが巻き付けられた固定子巻線１５を固定子鉄心１
７内に組み付ける（図７参照）。
【００２５】この組み付け作業は、先ず、２つの分割コ
ア１３を内周面が互いに向かい合うように、上下方向に
一定の隙間をおいて対向配置しておき、次に、棒状の治
具Ｍを用いて固定子巻線１５を下側に配置された分割コ
ア１３の内周面に載置し、該分割コア１３と上側に配置
された分割コア１３とを相対接近させて、分割コア１３
を円筒状に組み立てて行う。
ア１３を内周面が互いに向かい合うように、上下方向に
一定の隙間をおいて対向配置しておき、次に、棒状の治
具Ｍを用いて固定子巻線１５を下側に配置された分割コ
ア１３の内周面に載置し、該分割コア１３と上側に配置
された分割コア１３とを相対接近させて、分割コア１３
を円筒状に組み立てて行う。
【００２６】すると、固定子巻線１５がその径方向内方
に圧縮された状態で固定子鉄心１７内に組み込まれる。
このとき、固定子巻線１５はバネとして機能し、固定子
鉄心１７内で法線方向（径方向外方）に押し広がろうと
するため、その際の弾発力により固定子巻線１５は固定
子鉄心１７の内周に機械的に固定される。
に圧縮された状態で固定子鉄心１７内に組み込まれる。
このとき、固定子巻線１５はバネとして機能し、固定子
鉄心１７内で法線方向（径方向外方）に押し広がろうと
するため、その際の弾発力により固定子巻線１５は固定
子鉄心１７の内周に機械的に固定される。
【００２７】また、シリコンゴムシート１９ａは、それ
自体弾性を有するから、前記弾発力がより強まって固定
子巻線１５が固定子鉄心１７内により安定して固定され
る。さらに、シリコンゴムシート１９ａは、その弾性変
形により、一方の面は固定子巻線１５の外周凹凸に倣っ
て密着し、他方の面は固定子鉄心１７の内周に密着する
から、作動時における放熱性は各段に向上することとな
る。
自体弾性を有するから、前記弾発力がより強まって固定
子巻線１５が固定子鉄心１７内により安定して固定され
る。さらに、シリコンゴムシート１９ａは、その弾性変
形により、一方の面は固定子巻線１５の外周凹凸に倣っ
て密着し、他方の面は固定子鉄心１７の内周に密着する
から、作動時における放熱性は各段に向上することとな
る。
【００２８】しかる後、これら固定子鉄心１７と固定子
巻線１５とを一体にしたままの状態でワニス含浸槽３１
に浸漬する（図８参照）。その後、全体を図示しない真
空容器内に入れ、真空含浸を行う。このとき、固定子巻
線１５の外周面及び固定子鉄心１７の内周面は、シリコ
ンゴムシート１９ａと密着している為、ワニスはほとん
ど含浸されない。そして、ワニスを固定子巻線１５内に
含浸した後、これら固定子鉄心１７と固定子巻線１５と
を一体にしたままの状態でワニス含浸槽３１から引き上
げる。
巻線１５とを一体にしたままの状態でワニス含浸槽３１
に浸漬する（図８参照）。その後、全体を図示しない真
空容器内に入れ、真空含浸を行う。このとき、固定子巻
線１５の外周面及び固定子鉄心１７の内周面は、シリコ
ンゴムシート１９ａと密着している為、ワニスはほとん
ど含浸されない。そして、ワニスを固定子巻線１５内に
含浸した後、これら固定子鉄心１７と固定子巻線１５と
を一体にしたままの状態でワニス含浸槽３１から引き上
げる。
【００２９】しかる後、固定子巻線１５の内周にフッ素
樹脂製のマンドレル３３を挿入し（図９参照）、これら
固定子鉄心１７，固定子巻線１５，及びマンドレル３３
を一体にしたままの状態で全体を加熱することにより、
ワニスを加熱硬化させる（図１０参照）。
樹脂製のマンドレル３３を挿入し（図９参照）、これら
固定子鉄心１７，固定子巻線１５，及びマンドレル３３
を一体にしたままの状態で全体を加熱することにより、
ワニスを加熱硬化させる（図１０参照）。
【００３０】この加熱硬化時、マンドレル３３は熱膨張
して拡径するから、マンドレル３３の外周は固定子巻線
１５の内周に接触して該固定子巻線１５を固定子鉄心１
７側にさらに押圧する。このとき、固定子巻線１５の端
部と固定子鉄心１７の端部との間には放熱シート１９ａ
とノーメックスシート１９ｂが二重に挿入されているか
ら、固定子巻線１５の端部は補強され、外圧による破壊
から有効に保護される（図１１参照）。
して拡径するから、マンドレル３３の外周は固定子巻線
１５の内周に接触して該固定子巻線１５を固定子鉄心１
７側にさらに押圧する。このとき、固定子巻線１５の端
部と固定子鉄心１７の端部との間には放熱シート１９ａ
とノーメックスシート１９ｂが二重に挿入されているか
ら、固定子巻線１５の端部は補強され、外圧による破壊
から有効に保護される（図１１参照）。
【００３１】従って、マンドレル３３の拡径時に、固定
子巻線１５の端部が固定子鉄心１７のエッジ部に押圧さ
れて応力集中が生じたとしても、固定子巻線１５が破壊
されて絶縁層１９がなくなることによる固定子巻線１５
のショートは回避される。そして、ワニス硬化後にマン
ドレル３３を抜き去れば、スロットレス固定子１が完成
する（図１２参照）。
子巻線１５の端部が固定子鉄心１７のエッジ部に押圧さ
れて応力集中が生じたとしても、固定子巻線１５が破壊
されて絶縁層１９がなくなることによる固定子巻線１５
のショートは回避される。そして、ワニス硬化後にマン
ドレル３３を抜き去れば、スロットレス固定子１が完成
する（図１２参照）。
【００３２】なお、上記実施の形態では、放熱シートと
保護シートとは別体であるが、一体であってもよく、か
かる場合には、放熱シートの端部を折り返して、この折
り返し部を保護シートとする。具体的に説明すると、固
定子巻線１５の全長よりも幅広のシリコンゴムシート１
９ａを固定子巻線１５に巻き付け、該固定子巻線１５の
両端からはみ出したシリコンゴムシート１９ａの余長部
をその内面が外面となるように折り返すことにより、シ
リコンゴムシート１９ａが固定子巻線１５の両端部にお
いて二重に折り重なるように構成する。
保護シートとは別体であるが、一体であってもよく、か
かる場合には、放熱シートの端部を折り返して、この折
り返し部を保護シートとする。具体的に説明すると、固
定子巻線１５の全長よりも幅広のシリコンゴムシート１
９ａを固定子巻線１５に巻き付け、該固定子巻線１５の
両端からはみ出したシリコンゴムシート１９ａの余長部
をその内面が外面となるように折り返すことにより、シ
リコンゴムシート１９ａが固定子巻線１５の両端部にお
いて二重に折り重なるように構成する。
【００３３】また、上記実施の形態では、円筒状の固定
子巻線１５を、略菱形状をなす複数のコイルセグメント
２３ａ，２３ｂ，２３ｃを組み合わせることにより形成
しているが、他の方法により形成しても構わないことは
もとよりである。
子巻線１５を、略菱形状をなす複数のコイルセグメント
２３ａ，２３ｂ，２３ｃを組み合わせることにより形成
しているが、他の方法により形成しても構わないことは
もとよりである。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、以下の効果を奏する。 （ａ）請求項１の発明によれば、スロットを有しない固
定子鉄心と固定子巻線との間に放熱シートを挿入するこ
とにより、作動時における固定子周方向に沿う温度分布
のバラつきを抑制し、固定子鉄心と固定子巻線との密着
状態がより確実に保持されるようにしており、しかも、
固定子巻線で発生した熱が放熱シートを介して効果的に
伝達されるから、放熱性が各段に向上する。
によれば、以下の効果を奏する。 （ａ）請求項１の発明によれば、スロットを有しない固
定子鉄心と固定子巻線との間に放熱シートを挿入するこ
とにより、作動時における固定子周方向に沿う温度分布
のバラつきを抑制し、固定子鉄心と固定子巻線との密着
状態がより確実に保持されるようにしており、しかも、
固定子巻線で発生した熱が放熱シートを介して効果的に
伝達されるから、放熱性が各段に向上する。
【００３５】（ｂ）請求項２の発明によれば、放熱シー
トは、良熱伝導性の充填剤を含有しているため、強度や
絶縁性の低下を来すことなく、放熱性を向上させること
ができる。 （ｃ）請求項３の発明によれば、放熱シートに、押圧に
より変形可能な可撓性を有するゴム系材料からなるシー
トを用いることにより、その一方の面を固定子巻線の凹
凸に倣って密着させると共に、他方の面を固定子鉄心に
密着させることができるから、絶縁性を確保しつつ、放
熱性を更に向上させることができる。 （ｄ）請求項４の発明によれば、放熱シートにガラスク
ロスあるいはポリエステルメッシュクロス等の補強材に
より補強されたゴムシートを用いることにより、固定子
鉄心と固定子巻線を組み付ける時に、固定子巻線が法線
方向に押し広がろうとする力を生じても、破れ等を生
じ、絶縁性を阻害するという不具合を生じることがな
い。
トは、良熱伝導性の充填剤を含有しているため、強度や
絶縁性の低下を来すことなく、放熱性を向上させること
ができる。 （ｃ）請求項３の発明によれば、放熱シートに、押圧に
より変形可能な可撓性を有するゴム系材料からなるシー
トを用いることにより、その一方の面を固定子巻線の凹
凸に倣って密着させると共に、他方の面を固定子鉄心に
密着させることができるから、絶縁性を確保しつつ、放
熱性を更に向上させることができる。 （ｄ）請求項４の発明によれば、放熱シートにガラスク
ロスあるいはポリエステルメッシュクロス等の補強材に
より補強されたゴムシートを用いることにより、固定子
鉄心と固定子巻線を組み付ける時に、固定子巻線が法線
方向に押し広がろうとする力を生じても、破れ等を生
じ、絶縁性を阻害するという不具合を生じることがな
い。
【００３６】（ｅ）請求項５の発明によれば、固定子鉄
心の端部と固定子巻線の端部との間に、さらに保護シー
トを挿入することにより、固定子巻線の端部を補強して
いるから、かかる端部に応力集中が生じても、固定子巻
線を破壊から有効に保護することができ、良好な絶縁性
を確保することができる。
心の端部と固定子巻線の端部との間に、さらに保護シー
トを挿入することにより、固定子巻線の端部を補強して
いるから、かかる端部に応力集中が生じても、固定子巻
線を破壊から有効に保護することができ、良好な絶縁性
を確保することができる。
【図１】 本発明に係る固定子の一実施の形態を含む回
転電機の縦断面図である。
転電機の縦断面図である。
【図２】 複数のコイルセグメントから帯状体を形成し
ている状態を示す斜視図である。
ている状態を示す斜視図である。
【図３】 複数のコイルセグメントからなる帯状体を円
筒状に巻いて形成した固定子巻線を示す斜視図である。
筒状に巻いて形成した固定子巻線を示す斜視図である。
【図４】 ＢＮ粒子を混ぜたアルコール溶液中に固定子
巻線を浸漬した状態を示す図である。
巻線を浸漬した状態を示す図である。
【図５】 固定子巻線にシリコンゴムシートを巻き付け
ている状態を示す斜視図である。
ている状態を示す斜視図である。
【図６】 シリコンゴムシートを巻き付けた固定子巻線
の外周両端部に更にノーメックスシートを巻き付けた状
態を示す斜視図である。
の外周両端部に更にノーメックスシートを巻き付けた状
態を示す斜視図である。
【図７】 分割構成とされた固定子鉄心内に固定子巻線
を組み込む状態を示す斜視図である。
を組み込む状態を示す斜視図である。
【図８】 固定子鉄心と固定子巻線とを一体にしたまま
の状態でワニス槽に浸漬した状態を示す図である。
の状態でワニス槽に浸漬した状態を示す図である。
【図９】 固定子鉄心に内挿されたコイルの内周に、マ
ンドレルを挿入する状態を示す図である。
ンドレルを挿入する状態を示す図である。
【図１０】 固定子鉄心，コイル，及びマンドレルを一
体にしたままの状態で、ワニスを加熱硬化している状態
を示す図である。
体にしたままの状態で、ワニスを加熱硬化している状態
を示す図である。
【図１１】 図１０の要部拡大図である。
【図１２】 ワニス硬化後にマンドレルを抜き去った状
態を示す図である。
態を示す図である。
１ スロットレス固定子（固定子） ３ 回転電機 １５ 固定子巻線 １７ 固定子鉄心 １９ａ シリコンゴムシート（放熱シート） １９ｂ ノーメックスシート（保護シート）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H002 AA07 AA10 AB06 AC04 AE08 5H603 AA09 AA11 BB01 BB12 CA01 CA05 CB16 CC01 CC19 CD21 EE09 FA02 FA03 FA13 FA23
Claims (5)
- 【請求項１】 スロットを有しない円筒状の固定子鉄心
と、 前記固定子鉄心の内部に収容される円筒状の固定子巻線
と、 前記固定子鉄心と前記固定子巻線との間に挿入される放
熱シートと、を備えることを特徴とする回転電機の固定
子。 - 【請求項２】 前記放熱シートは、良熱伝導性の充填剤
を含有していることを特徴とする請求項１記載の回転電
機の固定子。 - 【請求項３】 前記放熱シートは、押圧により変形可能
な可撓性を有するゴム系材料からなることを特徴とする
請求項１又は請求項２記載の回転電機の固定子。 - 【請求項４】 前記放熱シートは、ガラスクロスあるい
はポリエステルメッシュクロス等の補強材により補強さ
れたゴムシートであることを特徴とする請求項１〜請求
項３のいずれかに記載の回転電機の固定子。 - 【請求項５】 前記固定子鉄心の端部と前記固定子巻線
の端部との間には、さらに保護シートが挿入されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載
の回転電機の固定子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24059099A JP4149096B2 (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 回転電機の固定子 |
| US09/645,413 US6525437B1 (en) | 1999-08-26 | 2000-08-24 | Rotating electrical machine stator |
| EP00118526A EP1079501B1 (en) | 1999-08-26 | 2000-08-25 | Rotating electrical machine stator |
| DE60020195T DE60020195T2 (de) | 1999-08-26 | 2000-08-25 | Stator für Rotierende Elektrische Maschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24059099A JP4149096B2 (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 回転電機の固定子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001069706A true JP2001069706A (ja) | 2001-03-16 |
| JP4149096B2 JP4149096B2 (ja) | 2008-09-10 |
Family
ID=17061779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24059099A Expired - Fee Related JP4149096B2 (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 回転電機の固定子 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6525437B1 (ja) |
| EP (1) | EP1079501B1 (ja) |
| JP (1) | JP4149096B2 (ja) |
| DE (1) | DE60020195T2 (ja) |
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| JP2010051087A (ja) * | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Toyota Motor Corp | 固定子構造 |
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| US7211920B2 (en) * | 2003-09-05 | 2007-05-01 | Black & Decker Inc. | Field assemblies having pole pieces with axial lengths less than an axial length of a back iron portion and methods of making same |
| US20050189844A1 (en) * | 2003-09-05 | 2005-09-01 | Du Hung T. | Field assemblies having pole pieces with dovetail features for attaching to a back iron piece(s) and methods of making same |
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| TW200514334A (en) * | 2003-09-05 | 2005-04-16 | Black & Decker Inc | Field assemblies and methods of making same |
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| EP2568573A3 (en) | 2005-03-07 | 2014-06-04 | Black & Decker Inc. | Power Tools with Motor Having a Multi-Piece Stator |
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| EP2466731B1 (en) * | 2010-12-15 | 2013-06-12 | Infranor Holding S.A. | Synchronous motor with permanent magnets |
| CN103036373B (zh) * | 2012-11-30 | 2014-11-26 | 上海电气电站设备有限公司 | 一种无刷励磁机电枢端部打无纬带箍的方法 |
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| JP7217249B2 (ja) * | 2020-09-04 | 2023-02-02 | 本田技研工業株式会社 | ステータ、回転電機 |
| EP4120518A1 (en) | 2021-07-16 | 2023-01-18 | maxon international ag | Slotless stators and methods for manufacturing such stators |
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1999
- 1999-08-26 JP JP24059099A patent/JP4149096B2/ja not_active Expired - Fee Related
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2000
- 2000-08-24 US US09/645,413 patent/US6525437B1/en not_active Expired - Fee Related
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