JP2001103696A

JP2001103696A - 回転電機

Info

Publication number: JP2001103696A
Application number: JP27746099A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Kato; 真敏加藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】上コイル１、下コイル２の絶縁層が経年的に
枯れたり馴染んだりした場合、上コイル１、下コイル２
を鉄心３に押し付ける圧力が失われ、上コイル１、下コ
イル２の表面と鉄心３とが電気的に導通しなくなり、コ
イル表面と鉄心間で放電が発生する不具合がある。【解決手段】スロット３ａの深さ方向で上コイル１ま
たは下コイル２に接する位置あるいは上コイルまたは下
コイル間に半導電性のスぺ一サ４Ａ、６Ａまたは５Ａを
配置し、この半導電性スペーサを常にある圧力で鉄心３
のスロット３ａ壁面に接触させるようにし、コイル１、
２の絶縁層が経年的に枯れたとしても、コイル表面と鉄
心との電気的導通を確実に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転電機に係わり、
特に電機子鉄心スロット内での電機子コイルの固定の仕
方を改良した回転電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の技術による電機子コイルの
電機子鉄心スロット収納状態を示す断面図である。な
お、以下説明の便宜上、電機子コイルは単にコイルと、
電機子鉄心は単に鉄心と呼称する。図７において、１お
よび２は鉄心３のスロット３ａに収納されるコイルの上
コイルおよび下コイルであり、それぞれ絶縁層１ａ、２
ａによって覆われ、対大地絶縁を保持するようにしてい
る。しかもこれら絶縁層１ａ、２ａの表面には半導電性
のコロナ放電防止層を形成している。

【０００３】この上コイル１、下コイル２をスロット３
ａに収納する際（電機子を組立てる際）、スロット底部
に底部スペーサ４を配置し、上コイルと下コイル間にコ
イル間スペーサ５を配置し、更にスロット３ａの開口部
側に楔下スペーサ６を配置した状態で楔７を固定溝に挿
入することによってコイルを所定状態に固定するように
している。なお、８は楔下調整板、９はコイルとスロッ
トの間隙に収納されたサイドスペーサである。

【０００４】上コイル１、下コイル２はスロット３ａに
収納された状態において、その表面に形成したコロナ放
電防止層が鉄心３に接触することによって、絶縁物表面
の電位を鉄心３の電位、即ち大地電位と同じに保持さ
れ、これにより上コイル１および下コイルの表面とスロ
ット３ａ壁面との間で放電が発生することを防止してい
る。なお、上コイル１、下コイル２を鉄心スロット壁面
に接触させることによって、コイル１、２から鉄心３へ
の熱伝導を良くし冷却効果を高める効果をも併せて有し
ている。

【０００５】コイル絶縁層１ａ、２ａの表面を鉄心スロ
ット壁面に接触させる手段としては、上コイル１、下コ
イル２の側面にサイドスペーサ９と呼ばれる半導電性材
料の薄い板を挿入することによって上コイル１、下コイ
ル２を鉄心スロット壁面に押し付ける方法や、サイドス
ペーサ９の代わりに，サイドリップルスプリングと呼ば
れる波打ったバネ板を挿入することによって，上コイル
１、下コイル２を鉄心スロット壁面に押し付ける方法も
あった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法では上コイル１、下コイル２の表面や鉄心３の表
面の凹凸により、あるいはサイドスペーサ９の挿入不足
により上コイル１、下コイル２と鉄心スロット壁面との
問に隙問が生じる可能性があり、上コイル１、下コイル
２と鉄心スロット壁面とが必ずしも接触しているとは言
えなかった。また，組立時即ちスロット３ａへの収納時
には上コイル１、下コイル２と鉄心スロット壁面とが確
実に接触していたとしても、経年的に上コイル１、下コ
イル２の絶縁層１ａ、２ａやサイドスペーサ９が枯れた
り馴染んだりしたために、上コイル１、下コイル２を鉄
心スロット壁面に押し付ける圧力が失われ、上コイル
１、下コイル２の表面と鉄心スロット壁面とが電気的に
導通しなくなることがあった。このような状態で上コイ
ル１、下コイル２が電磁力などの加振力によって振動す
ると、上コイル１、下コイル２の表面が鉄心スロット壁
面と接触・離反を繰り返すたびに、その部分で電気的な
スイッチング作用による高いエネルギーのスパークが発
生し、それによって上コイル１、下コイル２の絶縁層が
侵食され、絶縁層が薄くなってついには絶縁破壊に至る
可能性があった。また、厚さの薄いサイドスペーサ９を
隙間なく強固に揮入するためには、高度の技能を要し作
業性が悪いという問題も有った。

【０００７】なお、前述のサイドリップルスプリングと
呼ばれる波打ったバネ板をサイドスペーサ９の代わりに
挿入する方法によれば、経年的に上コイル１、下コイル
２の絶縁層が枯れたり馴染んだりしても，バネ板の撓み
の範囲内であれば、上コイル１、下コイル２を鉄心スロ
ット壁面に押し付ける圧力が失われることはない。しか
し、この方法ではバネ板の形状が波打っている関係上バ
ネ板の廻りに空気層が生じ、それが上コイル１、下コイ
ル２と鉄心３との熱伝導を妨げるという間題や、十分な
圧縮力を発生させるために通常のサイドスペーサ９より
もバネ板の厚さが大きくなり、その結果上コイル１、下
コイル２の導体と鉄心スロット壁面との間隔が大きくな
って，上コイル１、下コイル２と鉄心３との間で磁気回
路を形成する上で不利になるという問題もあった。ま
た、組立作業性の点でも，波打ったバネ板を圧縮しなが
らコイル側面に挿入するのは難しいという問題も有っ
た。

【０００８】そこで、本発明は，コイルやその周囲の絶
縁物が経年的に枯れたり馴染んだりしても、コイル表面
と鉄心との電気的導通を確実に維持することができ、し
かもコイルから鉄心への熱伝導や磁気回路を妨げること
がなく、かつコイルの収納作業（組立作業）が容易な回
転電機を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は鉄心スロット壁面に対向する上コイルまた
は下コイルあるいは上コイルまたは下コイル間に半導電
性のスぺ一サを配置し、この半導電性スペーサを常にあ
る圧力で鉄心スロット壁面に接触させるようにしたもの
である。

【００１０】このような構成によれば、コイルは半導電
性スペーサを介して鉄心と電気的な導通を保つため、コ
イルやその周囲の絶縁層が経年的に馴染んでも、コイル
表面の電位を鉄心の電位と同じに保つことができ、コイ
ル表面と鉄心との間で放電が発生することを防止でき
る。

【００１１】半導電性スペーサは各々のコイル毎に設け
てもよいが、半導電性スペーサを上コイルと下コイルの
間に挟むことにより一つの半導電性スペーサで上コイル
と下コイルの両方に効果を発揮することが出来る。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、図１
に基づいて本発明の第１の実施形態について説明する。
図１はコイル収納状態を示す電機子の一部拡大図であ
る。なお、図１中、図７と同一部分については同一符号
を、また関連する部分については添字付けて対応させ
る。

【００１３】鉄心３のスロット３ａに上コイル１，下コ
イル２を収納する場合、スロット３ａの底部に半導電性
のスペーサ４Ａを、また上コイル１とスロット開口部と
の間に導電性のスペーサ６Ａを配置し、しかもこれら半
導電性スペーサ４Ａ、６Ａの側面を鉄心スロット壁面に
接触させる。

【００１４】そして、この状態で楔７を楔固定溝に挿入
すれば、上コイルｌ，下コイル２を含めたスロット内部
品全体に圧力が与えられ、この圧力によってコイル１、
２と半導電性スペーサ７Ａ、８Ａとは互いに押し付けら
れ良好な接触を維持する。

【００１５】本実施の形態によれば、半導電性スペーサ
４Ａ、６Ａはその側面が鉄心スロット壁面に接触してお
りコイル１、２は半導電性スペーサ４Ａ、６Ａを介して
鉄心スロット壁面と電気的な導通を保つので，コイル
１、２やその周囲の絶縁物が経年的に枯れたり馴染んだ
りしてもコイルｌ、２の表面の電位を鉄心３の電位と同
じに保つことができコイル１、２の表面と鉄心のスロッ
ト壁面との間で放電は発生しない。しかも、この方法に
よれば従来と同じく厚さの薄いサイドスペーサ９を用い
ることが出来るので、鉄心３のスロット幅が大きくなら
ず熱伝導の点でも、また磁気回路の設計の上でも問題が
ない。

【００１６】（第２の実施の形態）図２は第２の実施形
態を示す図であり、図１の実施形態と異なるところは、
半導電性スペー４Ａ、６Ａを上コイル１、下コイル２の
各々に設ける代りにコイル間スペーサを半導電性スペー
サ５Ａに代えて、上コイル１と下コイル２との間に配置
するようにしたものである。

【００１７】（第３の実施の形態）図３は本発明の第３
の実施の形態を示す図である。この実施形態は、コイル
間スペーサ５を、図４に示すように絶縁材料５Ｃの表面
に半導電性材料５Ｄを巻き付けることにより半導電性ス
ペーサ５Ｂを構成したものである。表面の半導電性材料
５Ｄは圧縮性を有するものにしてもよく、また，圧縮性
の有る半導電性材料５Ｄを表面に付加した半導電性スペ
ーサ５Ｂの仕上り幅を、スロットの幅より僅かに大きく
かつスロット３ａ内に押し込むことが可能な寸法にして
もよい。

【００１８】この実施形態の場合、絶縁材料５Ｃの表面
に半導電性材料５Ｄを付加するので、厚さが大きなもの
を製作することができる。これにより、上コイル１と下
コイル２との間に必要な距離を確保することが出来る。
また、半導電性材料５Ｄが圧縮性を有するので，その圧
縮性によって上コイル１、下コイル２との接触が行いや
すくなるばかりでなく、経年的にスロット内絶縁物やス
ロット楔７に枯れや馴染みが生じても、上コイル１、下
コイル２に対する半径方向圧力が失われにくく、上コイ
ル１、下コイル２の振動を長期にわたって防止すること
ができる。本実施形態によれば、スロット楔７の押付け
力を長期的に保持させる手段として、従来のリップルス
プリングと呼ばれる波打ったバネ板をスロット楔７の下
に挿入する方法と同じ効果を発揮することができる。

【００１９】更に、圧縮性の有る半導電性スペーサ５Ｂ
の仕上り幅を、スロット３ａの幅より僅かに大きく、か
つスロット３ａ内に押し込むことが可能な寸法にした場
合、半導電性スペーサ５Ｂの表面の圧縮性によってスロ
ット内に簡単に挿入することができて組立の作業性が良
く、かつ、圧縮性によって半導電性スペーサ５Ｂと鉄心
３との接触を長期にわたって良好に保つことができる。

【００２０】（第４の実施の形態）図５は本発明の第４
の実施の形態を示す図である。図５において，半導電性
スペーサ５Ａの側面と鉄心スロット壁面との問にバネｌ
０を設けたものである。なお、バネ１０は、いわゆるリ
ップルスブリングであってもよい。

【００２１】この実施形態の場合、バネ１０の圧縮力に
よって、半導電性スペーサ５Ａと鉄心スロット壁面との
接触を良好に保つ事ができる。

【００２２】図６は、図５の変形例であり、半導電性ス
ペーサ５Ａの側面と鉄心スロット壁面との間のバネ１０
を圧縮する楔１１を設けたものである。図６では、バネ
１０を楔１１で圧縮することにより、バネ１０の圧縮と
挿入を容易に行うことができ、かつバネ１０を強い力で
圧縮することが出来るので、長期問に亘って半導電性ス
ペーサ５Ａを鉄心３に確実に押し付けることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によればコイ
ルの表面は半導電性スペーサを介して鉄心に導通される
ので、コイルやその周囲の絶縁物が経年的に枯れたり、
馴染んだりしても、コイル表面と鉄心との電気的導通を
確実に維持することができる。また、鉄心のスロット幅
を大きくする必要がないので、コイルから鉄心への熱伝
導や磁気回路を妨げることがなく、しかも組立が容易な
回転電機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第ｌの実施の形態の電機子の一部を拡大して示
す図、

【図２】第２の実施の形態の電機子の一部を拡大して示
す図、

【図３】第３の実施の形態をの電機子の一部を拡大して
示す図、

【図４】第３の実施の形態に採用した半導電性スペーサ
の一例図、

【図５】第４の実施の形態の電機子の一部を拡大して示
す図、

【図６】第４の実施の形態の変形例を示す図、

【図７】従来例を示す図。

【符号の説明】

ｌ…上コイル、１ａ…絶縁層２…下コイル、２ａ…絶縁層３…鉄心、３ａ…鉄心スロット４Ａ…半導電性スペーサ、４…スロット底スペーサ５…上下コイル間スペーサ、５Ａ…半導電性上下コイル
間スペーサ５Ｂ…半導電性上下コイル間スペーサ５Ｃ…絶縁材料、５Ｄ…半導電性材料６…楔下スペーサ、６Ａ…半導電性楔下スペーサ７…スロット楔８…楔下調整板９…サイドスペーサ１０…バネ、１１…楔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁層の表面に半導電性のコロナ放電防
止層を形成したコイルを電機子鉄心のスロットに挿入し
た回転電機において、側面をスロットの鉄心壁面に接触
させるようにした半導電性のスペーサを、上部コイルと
楔間、下部コイルとスロット底部間または上部コイル、
下部コイル間の少なくともいずれか一個所に配置したこ
とを特徴とする回転電機。
【請求項２】請求項１において、半導電性材料が圧縮
性を有するものであることを特徴とする回転電機。
【請求項３】請求項２において、庄縮性の有る半導電
性スペーサの仕上り幅がスロットの幅より僅かに大き
く、かつスロット内に押し込むことが可能な寸法である
ことを特徴とする回転電機。
【請求項４】請求項１または請求項２において、半導
電性のスペーサの側面と鉄心との間にバネを設けたこと
を特徴とする回転電機。