JP2002262500A

JP2002262500A - 回転電機および回転電機の組立方法

Info

Publication number: JP2002262500A
Application number: JP2001052652A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ikeda; 浩池田; Hitoshi Takahashi; 仁之高橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2002-09-13

Abstract

(57)【要約】【課題】固定子コイルと積層鉄心との良好な熱伝導を
得ることができ、コイル保持体の組み込みを容易にした
回転電機および回転電機の組立方法を提供すること。【解決手段】回転電機の固定子スロット部４２に収納
される固定子コイル２６を冷却する機構を、この固定子
コイル２６の温度上昇に応じてこの固定子コイルを積層
鉄心４１に接触熱抵抗を低減させるように構成にする。
この構成は、固定子コイル２６を支持するためのコイル
支持体を、熱膨張率の異なる複数枚の材料を重ね合わせ
たバイメタルにより形成する。このバイメタルは、スペ
ーサとして用い、温度上昇に応じて固定子コイル２６側
に凸に変形するように配置する。この配置は、熱膨張率
が大きい材料が固定子コイル２６側に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機および回
転電機の組立方法に係り、特に回転により温度上昇する
固定子コイルを有効的に冷却する回転電機および回転電
機の組立方法に関する。

【従来の技術】

【０００２】回転電機は、電動機、同期機、誘導機、直
流機そして発電機、などに使用されている。この発電機
のうち特に、タービン発電機に使用されている大型の回
転電機においては、回転機が回転すると、鉄損、銅損な
どの電気的損失、機械損、摩擦損、風損などの機械的損
失などが発生することが知られている。

【０００３】これらの損失のほとんどは熱エネルギーに
変換され、固定子コイル、固定子鉄心、回転子などが高
温度に上昇する。この温度上昇は、絶縁物の劣化を早
め、焼損、短絡の原因となっている。

【０００４】回転電機の各種絶縁材料の耐用年数は、１
０〜２０年に設計されている。上記温度上昇の冷却に
は、液冷と空冷とがあり、一般的には空冷が使用されて
いる。

【０００５】この空冷の構成は、ファンにより冷媒ガス
の流路を強制的に固定子鉄心や、回転子に形成して冷却
している。この冷却された固定子鉄心により固定子コイ
ルを冷却している。この固定子コイルの冷却法は、冷却
されている鉄心と固定子コイルとが如何に効率的に熱接
触させるかで多数の技術がある。

【０００６】固定子鉄心のスロット形成面には積層鉄心
の端部列により凹凸状になっており、この凹凸面と固定
子巻線（コイル）表面との間には多数の空気ギャップが
発生し、熱伝導を悪くする。この熱伝導を改善するため
に上記ギャップにスペーサとしてシリコーンを充填して
エアーギャップを無くす手法が特開平２０００−５０５
５２号公報に記載されている。

【０００７】さらに、上記ギャップにスペーサとして半
導電性の繊維を混合した異方性膨張材と樹脂を含浸しエ
アーギャップをなくす手法が特開平８−１４０２９５号
に記載されている。

【０００８】さらに、振動により固定子巻線（コイル）
とスロット内壁面との接触を保つためにスペーサとして
レジンを充填する技術やリップルスプリングにより固定
子コイルをスロット内壁面に押し付けて接触させる技術
などが特開平９−２８５０４６号に記載されている。

【０００９】例えばタービン発電機の回転電機には、図
１４に示すような冷却構造を備えている。図１３は発電
機全体の冷却構造を模式化して示す断面図である。

【００１０】図１４において、回転子２１は回転子コイ
ル２２と回転子鉄心２３とからなり、図示しない軸受機
構部を介して固定子２４に回転自在に支持されている。
回転子鉄心２３の両端に突出した回転子コイル２２は、
その外周側が保持環２５で覆われている。

【００１１】この保持環２５は、回転子２１の高速回転
により、回転子コイルエンドに作用する強大な遠心力で
回転子コイル２２が、変形しないように保護している。

【００１２】また、固定子２４は回転子２１を囲繞する
ように同軸的に円筒状に構成され、固定子コイル２６と
固定子鉄心２７とから成る。この固定子鉄心２７は、円
環状薄板鉄板が多数枚積層されて円筒状に構成されてい
る。

【００１３】このようにして円筒状に構成された固定子
鉄心２７内には、軸方向に長い固定子コイル２６列が複
数個図９に示すように放射状に配列されている。周方向
に隣り合う固定子コイル２６列は直列接続され、その端
部が図１３に示されている。このようにしてタービン発
電機の回転電機が構成されている。

【００１４】この回転電機の回転時に発熱部を冷却する
ための機構は、ファン２９、ラジアルダクト３０、通風
ダクト３１、冷却器３２などである。次に、これらによ
る通風システムを説明する。

【００１５】即ち、ファン２９は、冷媒ガスを予め定め
られた冷却器３２に圧送するように、回転子軸２８の両
端に対称的に設けられている。ラジアルダクト３０は、
ファン２９から送流された冷媒ガスが回転子コイル２５
を介して回転子鉄心２３内に圧入されるように回転子鉄
心２３に多数形成されている。

【００１６】また、通風ダクト３１は、固定子鉄心２７
を構成する積層鉄板をグループ化して形成されている。
冷却器３２は、これらの熱交換された冷媒ガスを冷却・
清浄化してファン２９の流路に戻す冷媒ガス流路に設け
られている。

【００１７】ファン２９で加圧された冷媒ガスは、保持
環２５の位置で固定子２４側冷媒ガス流３３と回転子１
側冷媒ガス流３４とに分岐される。前者の固定子３４側
冷媒ガス流３３は、固定子鉄心２７に設けられた各通風
ダクト３１を通る過程で固定子コイル２６を冷却し、排
気ダクト３５を通って冷却器３２に送流される。

【００１８】この冷却器３２で冷却・清浄かされた冷媒
ガス流は、送流路３６を通ってファン２９に送流され
る。

【００１９】また、後者の回転子２１側冷媒ガス流３４
は、保持環２５内の回転子コイル２６の端部の隙間に流
れ込み、ラジアルダクト３０を通って固定子２４側に排
出される過程でコイルエンドを含む回転子コイル２２を
冷却する。その後、冷媒ガスは、回転子２１の外周側の
回転子２１と固定子２２との隙間で固定子２４側の冷媒
ガス流３３と合流する。

【００２０】合流された冷媒ガスは、通風ダクト３１お
よび排気ダクト３５を通って冷却器３２に送流される。
このようにして効率的に冷却されている。

【００２１】しかし、固定子コイル２６は、回転電機の
運転による経時的な温度上昇や振動により固定子鉄心２
７との間にエアーギャップが発生する。

【００２２】次に、固定子鉄心２７と固定子コイル２４
との構造を図１５を参照して具体的に説明する。

【００２３】図１５は、図１４で説明したタービン発電
機の従来の固定子コイル２４系の冷却構造の軸方向断面
図であり、図１６は固定子の周方向断面図である。図１
４と同一部品には同一符号を付与し、その詳細な説明を
省略する。

【００２４】図１４および図１６において、固定子２４
は複数枚の鉄板が積層された積層鉄心４１の内径側に固
定子コイル２６を収納するためのスロット４２が設けら
れている。このスロット４２内には、固定子鉄心２７と
磁気結合および熱結合される固定子コイル２６が収納さ
れている。

【００２５】積層鉄心４１には、予め定められた複数枚
の鉄心を１ブロックとして各ブロック間に内側間隔片４
３例えば棒体が介在されて通風ダクト３１が形成されて
いる。即ち、この内側間隔片４３によって形成された隙
間は、上記冷媒ガスが圧送する通風ダクト３１である。

【００２６】この通風ダクト３１を冷媒ガスが流れるこ
とにより、固定子鉄心２７が冷却される。この冷却され
た固定子鉄心２７は、熱的に接触して収納されている固
定子コイル２６を冷却するように構成されている。

【００２７】この固定子コイル２６は、導体（銅線）が
コイル状に構成されたコイル導体部３４と、このコイル
導体部３４の周囲がコイル絶縁体４５により被覆された
ものである。この固定子コイル２６は、スロット４２内
に挿入される。

【００２８】この挿入工程は、固定子コイル２６の表面
に傷をつけないように挿入すること、および容易かつ迅
速に挿入することなどが要求される。従って、スロット
４２の幅を固定子コイル２６の幅より広くしている。

【００２９】この結果、スロット４２内壁面と固定子コ
イル２６間には、隙間が発生する。この隙間は、固定子
コイル２６と固定子鉄心２７との熱伝導を悪くする。こ
の熱伝導を良くするために周方向隙間にスペーサとして
絶縁性固定子コイル保持材４６が圧入されている。

【００３０】このようにして１段めの固定子コイル２６
列がリング状に挿入される。次に、スペーサ４７を介し
て２段目の固定子コイル２６が挿入される。この図で
は、固定子コイル２６の挿入によって形成される隙間が
対向するスロット４２の面に形成されている。

【００３１】このようにして、スロット４２内に固定子
コイル２６が配列されたのち、落下防止およびスロット
４２の上面４８との熱伝導接触を得るためにスロット楔
４９が設けられている。

【００３２】固定子コイル２６のコイル導体部４４で発
生した熱は、コイル絶縁体４５を通過した後、通風ダク
ト３１内を流れる冷媒ガスによって冷却される。即ち、
積層鉄心４１中の固定子コイル２６のコイル導体部４４
で発生した熱は、コイル絶縁層４５を通過した後、その
大部分が積層鉄心４１に伝わる。

【００３３】この積層鉄心４１内を積層方向に熱伝導し
た熱は、積層鉄心４１表面を流れる冷媒ガスによって冷
却され、一部はスロット楔４９を介してエアギャップ５
０側を流れる冷媒ガス流によって冷却される。

【００３４】積層鉄心４１中における固定子コイル２６
から冷媒ガス流への熱移動経路の熱抵抗は、固定子コイ
ル２６と積層鉄心４１との間の接触熱抵抗と、積層鉄心
４１内の熱伝導による熱抵抗と冷媒ガスの熱伝達による
熱抵抗とから構成される。固定子コイル２６と積層鉄心
４３との間の接触熱抵抗は、接触面である積層鉄心４１
（端面列）の微視的な凹凸面により生ずる空隙での冷媒
ガスの熱伝導率と接触面の実質接触面積の大きさによっ
て左右される。

【００３５】冷媒ガスとして空気を用いた場合、空気は
熱伝導率が低いので、かなり大きな熱抵抗になる。ま
た、固定子コイル２６と積層鉄心４１との実質接触面積
は、接触面に加わる面圧力にも影響される。

【００３６】従って、固定子コイル２６温度上昇は、固
定子鉄心部４１のスロット４２内壁面と固定子コイル２
６および固定子コイル保持材４６の挿入状態による影響
度が大きい。固定子コイル２６の仕上がり寸法が公差内
最大値となった箇所は、固定子コイル保持材４６が挿入
できない可能性もあり、局所的に固定子コイル２６と積
層鉄心４１間の間隙が大きくなる。この間隙は大きな熱
抵抗となる。

【００３７】また、仕上がり寸法が公差内最小値となっ
た箇所は、固定子コイル保持材４６の挿入は容易である
が、固定子コイル２６と積層鉄心４１との間の接触面圧
が小さくなり接触熱抵抗が大きくなってしまう。

【００３８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の固
定子コイル２６系の冷却構造を備えた回転電機の固定子
４においては、固定子コイル２６と積層鉄心４１間に固
定子コイル保持材４６を圧入する作業がしづらく、回転
電機として所望する熱抵抗を得ることは困難である。従
って、多数の作業者により各固定子コイル毎に、固定子
コイル保持材４６を激しく打込んで圧入していた。この
作業時間も長時間であった。

【００３９】さらに、固定子コイル２６の仕上がり寸法
やコイル保持材４６の挿入状態によっては、固定子コイ
ル２６と積層鉄心４１との接触状態に依存する接触熱抵
抗が増大し、所望する冷却効果が得られない。この点か
ら回転電機の大型化あるいは回転電機出力の抑制を余儀
なくされるという問題があった。

【００４０】さらにまた、固定子コイル２６の仕上がり
寸法やコイル保持材４６の挿入状態による熱伝導を改善
する手段として、樹脂などを充填する手段がある。しか
し、経時的に樹脂にひび割れが発生する。このひび割れ
部分は、高電圧に対する絶縁破壊を生起する課題があっ
た。

【００４１】さらにまた、固定子コイル２６の仕上がり
寸法やコイル保持材４６の挿入状態による熱伝導を改善
する手段として、ゴムやスプリングによりサイドスペー
サを形成する方法がある。

【００４２】しかし、この方法でスロット４２の隙間に
ゴムやスプリングを打ち込むと、逆に反発力も発生し所
望する接触熱抵抗を得るための作業に多人数で長時間か
かり工業上適当でなかった。

【００４３】本発明は上記の点に対処してなされたもの
で、組立時固定子コイル保持体を挿入しやすい構成と
し、しかも回転電機運転時に固定子コイルと積層鉄心と
の間の接触面圧が増大又は低下しない構成にすることに
より、固定子コイルと積層鉄心との良好な熱伝導を得る
回転電機および回転電機の組立方法を提供することを目
的とする。

【００４４】さらに、タービン発電機などの回転電機の
固定子において、スロット内の固定子コイルとスロット
内壁面を形成する積層鉄心との間に挿入されたスペーサ
のようなコイル保持材が、タービン発電機運転時に固定
子コイルの支持力を増大するように変形することによっ
て、固定子コイルと積層鉄心間の接触熱抵抗が低減し固
定子コイルの温度上昇を低減する回転電機および回転電
機の組立方法を提供することを目的とする。

【００４５】さらに、固定子コイルの温度上昇を低減さ
れるとともに組立公差による冷却性能のバラツキを減少
させることが可能な固定子コイル系の冷却構造を備えた
回転電機および回転電機の組立方法を提供することを目
的とする。

【００４６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段により回転電機の回転子を
構成するものである。

【００４７】請求項１に対応する回転電機の発明は、鉄
心により構成された筒状固定子と、この筒状固定子内で
回転する回転子と、前記筒状固定子のコイルを収容する
前記鉄心に形成されたスロットと、前記コイルの少なく
とも一つの側面と前記鉄心とが圧接するように設けられ
た熱膨張率の異なる複数枚の基板とを具備してなること
を特徴とする。

【００４８】請求項２に対応する回転電機の発明は、前
記コイルの少なくとも一つの側面と前記鉄心との間にス
ペーサとして挿入された熱膨張率の異なる複数種類の積
層金属板とを具備してなることを特徴とする。

【００４９】請求項３に対応する回転電機の発明は、前
記コイルの少なくとも一つの側面と前記鉄心に形成され
たスロットの一つの内側面とが圧接するように前記コイ
ルの他の側面と前記スロットの他の内側面間に挿入され
たバイメタルとを具備してなることを特徴とする。

【００５０】請求項４に対応する回転電機の発明は、前
記コイルの少なくとも一つの側面と前記鉄心との間に熱
膨張率の大きい方が前記コイル側に設けられた熱膨張率
の異なる複数枚の基板とを具備してなることを特徴とす
る。

【００５１】これら、請求項１、請求項２、請求項３お
よび請求項４に対応する発明の回転電機は、固定子コイ
ルを側面から保持するスペーサが回転電機運転時に加熱
される温度に応じて熱膨張率が大きい方の材料側が大き
く凸となるように変形して、固定子コイルおよび積層鉄
心への面圧が増大するので、固定子コイルと積層鉄心間
の接触熱抵抗が低減される。

【００５２】さらに、請求項２および請求項３の発明に
おいては、スペーサの材料として熱膨張率の大きく熱伝
導率の高い金属を用いたので固定子コイルへの面圧が非
磁性材料より大きく、さらにスペーサ挿入部の熱伝導性
を向上させることができる。

【００５３】さらに、請求項４の発明においては、複数
枚の基板のうち、熱膨張率の大きい材料（スペーサ）が
固定子コイル側に配置されているため固定子コイル側に
凸に変形するので、固定子コイル側が凹に変形する場合
と比べて固定子コイルとスペーサとの接触面積が大きく
なり、スペーサ挿入側の熱伝導性の低下を抑制すること
ができる。

【００５４】これにより、固定子コイル導体から冷媒ガ
スへの熱通過率を向上させるので、固定子コイルの温度
上昇が低減されるとともに組立公差による冷却性能のバ
ラツキを減少することができる。

【００５５】請求項５に対応する回転電機の発明は、前
記コイルの少なくとも一つの側面と前記鉄心とが圧接す
るように配列して設けられた熱膨張率の異なる複数枚の
基板と非磁性材の基板とを具備してなることを特徴とす
る。

【００５６】請求項６に対応する回転電機の発明は、前
記コイルの少なくとも一つの側面と前記鉄心とが圧接す
るように軸方向に交互に配列して設けられた熱膨張率の
異なる複数枚の基板と非磁性材の基板とを具備してなる
ことを特徴とする。

【００５７】これら、請求項５および請求項６に対応す
る発明の回転電機にあっては、金属で構成されるスペー
サの２次元的な広がりを抑制して分割するようにしたの
で、スペーサ内で発生する渦電流を抑制することができ
る。

【００５８】この結果、渦電流損失によるスペーサの発
熱が過大になることなく、固定子コイル導体から冷媒ガ
スへの熱通過率を向上させるので、固定子コイルの温度
上昇が低減されるとともに組立公差による冷却性能のバ
ラツキを減少することができる。

【００５９】請求項７に対応する回転電機の発明は、前
記コイルの第１の面と前記鉄心とが圧接するように設け
られた熱膨張率の異なる第１の複数枚の基板と、前記コ
イルの第２の面と前記鉄心とが圧接するように設けられ
た熱膨張率の異なる第２の複数枚の基板とを具備してな
ることを特徴とする。

【００６０】請求項８に対応する回転電機の発明は、前
記スロットの突き当り面と前記コイルとが圧接するよう
に設けられた熱膨張率の異なる複数枚の基板とを具備し
てなることを特徴とする。

【００６１】これら、請求項７および請求項８に対応す
る発明の回転電機にあっては、固定子コイルを半径方向
に保持するスロット楔下スペーサが回転電機運転時に加
熱されることによって熱膨張率が大きい材料側が凸とな
るように変形して、固定子コイルの直交する２面への面
圧が増大するので、固定子コイルと接触するスロットの
２面において積層鉄心間の接触熱抵抗が低減される。

【００６２】さらに、スロット内へ固定子コイルを挿入
して当接する突き当たり面に固定子コイルを大きい面圧
をかけて接触させることができるので、積層鉄板との熱
伝導率、熱伝導性を向上させることができる。

【００６３】この結果、固定子コイル導体から冷媒ガス
への熱通過率を向上させるので、固定子コイルの温度上
昇が低減されるとともに組立公差による冷却性能のバラ
ツキを減少することができる。

【００６４】請求項９に対応する回転電機の発明は、請
求項１乃至８項いづれか１項記載の回転電機において、
前記複数枚の基板又は複数種類の積層金属板は平板状で
あることを特徴とする。

【００６５】これにより、スペーサを平板状にしたので
スペーサ挿入時に、固定子コイル側面に作用する力が発
生せず、固定子コイル側面とスロット内壁面間の狭い隙
間に容易に挿入できる。

【００６６】さらに、固定子コイル仕上がり寸法の軸方
向バラツキがあっても従来では挿入しづらかった箇所に
も容易に挿入できるので、組立時間が削減される上、固
定子コイル冷却性能の低下が抑制される。

【００６７】請求項１０に対応する回転電機の発明は、
請求項１乃至８項いづれか１項記載の回転電機におい
て、前記複数枚の基板又は複数種類の積層金属板の表面
に電気抵抗率の低い物質層を設けることを特徴とする。

【００６８】これにより、スペーサ表面に電気抵抗率の
低い物質が塗布されたので、金属で構成されたスペーサ
内に磁束線が通過しづらくなる。

【００６９】さらに、渦電流損失によるスペーサの発熱
が過大になることなく、固定子コイル導体から冷媒ガス
への熱通過率を向上させるので、固定子コイルの温度上
昇が低減されるとともに組立公差による冷却性能のバラ
ツキを減少することができる。

【００７０】請求項１１に対応する回転電機の発明は請
求項１乃至８項いづれか１項記載の回転電機において、
前記複数枚の基板又は複数種類の積層金属板の表面に通
風溝を設けることを特徴とする。

【００７１】これにより、渦電流損失によって発熱した
スペーサを冷却することができる。この結果、渦電流損
失によるスペーサの発熱が過大になることなく、固定子
コイル導体から冷媒ガスへの熱通過率を向上させるの
で、固定子コイルの温度上昇が低減されるとともに組立
公差による冷却性能のバラツキを減少することができ
る。

【００７２】請求項１２に対応する回転電機の発明は請
求項１乃至８項いづれか１項記載の回転電機において、
前記複数枚の基板又は複数種類の積層金属板は軸方向に
分割されて配置されることを特徴とする。

【００７３】これにより、金属で構成されるスペーサの
２次元的な広がりを抑制でき、回転電機の回転により発
生する渦電流を抑制することができる。従って、この渦
電流によるスペーサの発熱が過大になることがなく、固
定子コイルから冷媒ガスへの熱通過率を向上させるの
で、固定子コイルの温度上昇が低減されるとともに、組
立て公による冷却性能のバラツキを減少することができ
る。

【００７４】請求項１３に対応する回転電機の組立方法
の発明は、回転する回転子を囲繞する鉄心により構成さ
れた筒状固定子のスロット内にコイルを挿入するコイル
挿入ステップと、前記挿入されたコイルと前記スロット
内壁面間にスペーサとして熱膨張率の異なる複数枚の基
板を摩擦抵抗の小さい薄いシートに挟んで挿入するスペ
ーサ挿入ステップと、前記ステップにより前記スペーサ
の挿入先端面が前記スロット面に当接又は手前で前記シ
ートを引き抜くシート引抜きステップと、前記挿入され
たコイルの挿入先端面を前記スロット内壁面に圧接させ
る圧接ステップとを具備してなることを特徴とする。

【００７５】これにより、固定子コイルとスロット間の
間隙内へスペーサ挿入時には、固定子コイル表面と低摩
擦抵抗シートが接触しているので、金属で構成されたス
ペーサによってコイル表面が傷付けられることなく容易
に組み立てることができる。

【００７６】さらに、固定子コイル仕上がり寸法の軸方
向バラツキがあっても従来では挿入しづらかった箇所に
も容易に挿入できるので、組立時間が削減される上、固
定子コイル冷却性能の低下が抑制される。

【００７７】

【発明の実施の形態】以下本発明の回転電機をタービン
発電機用回転電機に適用した実施の形態を図面を参照し
て説明する。

【００７８】実施例１図１は本発明の第１・第２および第３の実施の形態によ
る回転電機の固定子における固定子コイル軸方向断面図
である。図２は、サイドスペーサが温度上昇して変形し
た状態を説明するための断面図である。図１４、図１５
および図１６と同一要素には同一符号を付してその詳細
な説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。

【００７９】第１の実施の形態では、固定子鉄心４１に
設けられたスロット４２に固定子コイル２６を挿入した
ことにより発生する隙間に固定子コイル保持体例えば熱
膨張率の異なる２種類の材料から構成されるサイドスペ
ーサ１を挿入するケースである。

【００８０】このサイドスペーサ１とは、スロット４２
内に固定子コイル２６を挿入したことにより発生する隙
間を形成するコイル絶縁層４５とスロット４２（積層鉄
心４１）内面との間に挿入するスペーサである。このサ
イドスペーサ１は、常温で平板状であり、常温より高温
度に加熱されると、温度に応じて湾曲変形する材料であ
る。

【００８１】この代表的な材料として、インバーと青銅
とを一体例えば溶接したバイメタルである。インバーと
しては、６４．６Ｍｏｌ％のＦｅと３５．４Ｍｏｌ％の
Ｎｉの合金、６４．２Ｍｏｌ％のＦｅと３１．０Ｍｏｌ
％のＮｉ、３．８Ｍｏｌ％Ｃｏの合金、３７．３Ｍｏｌ
％のＦｅと１０．４Ｍｏｌ％のＣｒ、５２．３Ｍｏｌ％
Ｃｏの合金、８３Ｍｏｌ％のＦｅと１７Ｍｏｌ％のＢの
合金、５．５Ｍｏｌ％のＦｅと９４Ｍｏｌ％のＣｒ、
０．５Ｍｏｌ％Ｍｎの合金、５．０Ｍｏｌ％のＦｅと２
０Ｍｏｌ％のＧｅ、７５．０Ｍｏｌ％Ｍｎの合金などで
ある。

【００８２】低熱膨張合金としては、Ｎｉ３１．５〜３
４ｗｔ％、Ｃｏ６〜８．５ｗｔ％で３８．５＜Ｎｉ＋Ｃ
ｏ＜４０．５ｗｔ％を満足し、残部がＦｅ及び不可避的
不純物元素からなる合金、Ｎｉ−Ｆｅ系あるいはＮｉ−
Ｆｅ−Ｃｏ系合金などである。

【００８３】これらの低熱膨張合金は、高湾曲特性、長
寿命、軽量、高精度な特性を有する。

【００８４】高熱膨張率合金としては、Ｍｎ６５〜７０
ｗｔ％あるいはさらにＣｏ２〜１５ｗｔ％、Ｃｒ０．５
〜５ｗｔ％を含有し、残部Ｃｕおよび不可避的不純物か
らなる金属、Ｍｎ５０〜７０ｗｔ％、Ｎｉ２〜３５ｗｔ
％、あるいはさらにＣｏ２〜１５ｗｔ％、Ｃｒ０．５〜
５ｗｔ％を含有し、残部Ｃｕおよび不可避的不純物から
なる金属、Ｍｎ−Ｎｉ系、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｎｉ系、Ｍｎ−
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｃｕ系、Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系、Ｍｎ−Ｎｉ
−Ｃｏ−Ｃｕ系、Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ｃｕ系から
なる合金などである。

【００８５】これら高熱膨張率合金は、ヤング率が高く
かつ温度が上昇してもヤング率の低下が小さく、耐食
性、疲労強度に優れ、電気抵抗が高く、高出力のバイメ
タル特性を有する。

【００８６】図１は、図１４に示された幅例えば４０ｍ
ｍ奥行き例えば５００ｍｍのスロット４２内に絶縁性を
有する下地スペーサ２、３を介在して固定子コイル２６
を２個挿入した状態を示している。この固定子コイル２
６を挿入したことにより発生する隙間には、熱膨張率の
異なる２種類の材料４、５を一体にしたバイメタルから
なるサイドスペーサ１が挿入されている。この実施形態
では、奥側と手前側の固定子２６とでスロット４２内の
対向する面にサイドスペーサ１が挿入されている。

【００８７】このサイドスペーサ１の大きさは、例えば
１０ｍｍ（幅）×１ｍｍ（厚さ）×２０ｍｍ（長さ）で
ある。バイメタルの厚さは、材料により異なるが、１．
５ｍｍ以下が望ましい押圧効果が得られる。このような
バイメタルを１個の固定子コイル２６に対して１枚又は
複数枚挿入する。

【００８８】このサイドスペーサ１は、常温において平
板状である。図１は、固定子コイル組立後の状態であ
る。回転電機が運転し、回転時には固定子コイル２６に
流れる電流により固定子コイル２６が温度上昇する。こ
の温度上昇によりサイドスペーサ１は、バイメタル効果
で凸に変形即ち湾曲する。

【００８９】この湾曲率は上昇する温度に応じた湾曲を
する。この湾曲は、固定子コイル２６の側面を押圧す
る。この押圧の強度に応じてスロット内壁面固定子鉄心
２１との接触圧が変化する。即ち、高温になるとさらに
接触熱抵抗を低減させる方向に変形して冷却効果を高め
る。この接触は、冷却されている積層鉄心４１と固定子
コイル２６の接触である。回転電機が運転を開始してサ
イドスペーサ１が変形（湾曲）している様子を図２に示
している。

【００９０】この図２は、サイドスペーサ１が固定子コ
イル２６側に凸に湾曲している。この変形は、場所に対
応して撓る理想的な変形である。この固定子コイル２６
側に凸に湾曲は、固定子コイル２６とスロット４２内壁
面との熱接触抵抗の低い最適な接触を可能にする。

【００９１】この具体的実施例は、回転電機運転時のサ
イドスペーサ１の変形が固定子コイル２６側に凸に湾曲
するように、熱膨張率の大きい材料５を固定子コイル２
６側に向けてサイドスペーサ１を挿入する。

【００９２】この結果、回転電機が運転を開始すると固
定子コイル２６のコイル導体部４４から熱が発生する。
この発生した熱は、コイル絶縁層４５を介してサイドス
ペーサ１に伝わる。このサイドスペーサ１を構成する２
種類の材料は熱膨張する。

【００９３】２種類の材料のうち、熱膨張率が大きい方
の材料５は熱膨張率が小さい材料４より大きく伸びる。
従って、熱膨張率が大きい材料５側が凸になるようにサ
イドスペーサ１が変形する。

【００９４】変形したサイドスペーサ１は固定子コイル
２６の側面を押圧するように作用する力を発生する。こ
の結果、サイドスペーサ１とコイル絶縁層４５の接触面
圧が向上する。さらにサイドスペーサ１に押された固定
子コイル２６はサイドスペーサ１の挿入されていない側
の固定子コイル絶縁層４５と積層鉄心４１（スロット４
２面）間の接触面圧も向上させる。

【００９５】接触面圧が向上することにより固定子コイ
ル２６と積層鉄心４１間あるいは固定子コイル２６とサ
イドスペーサ１間の接触熱抵抗が低減される。この結
果、コイル導体部４４から冷媒ガスへの冷却性能が向上
する。

【００９６】この場合、サイドスペーサ１が常温で平板
状であるためサイドスペーサ１の寸法公差の最大値はス
ロット４２幅寸法公差最小値から固定子コイル２６の寸
法公差の最大値を差し引いたものになる。従って、サイ
ドスペーサ１を固定子コイル２６とスロット４２（積層
鉄心４１）内壁面との隙間への挿入作業を容易に行なう
ことができる。サイドスペーサ１を打込む圧入の必要が
ないので、１人でも迅速に組み込むことができる。

【００９７】一方、平板状にした場合には公差分の隙間
ができることが予想されるので、回転電機運転時に固定
子コイル２６が発熱してサイドスペーサ１が加熱される
ことにより変形の大きいバイメタル構造を適用すると効
果的である。

【００９８】また、サイドスペーサ１と固定子コイル２
６は理想的には、密着する事が望まれるので、熱膨張率
の異なる２枚以上複数枚の平板状のサイドスペーサ１を
軸方向のバラツキに併せて挿入してもよい。

【００９９】さらにまた、上記実施形態では、固定子コ
イル２６側に凸に湾曲するようにサイドスペーサ１を構
成した実施形態について説明したが、積層鉄心４１側に
凸になるように配置した場合には、サイドスペーサ１の
変形による力は固定子コイル２６のコーナーの部分に作
用する事になるので、比較的熱的接触抵抗を低減する効
果は小さくなる。

【０１００】さらにまた、２種類の材料を金属とした場
合、サイドスペーサ１の変形量が大きくなるので、固定
子コイル２６側面に作用する力は増大し接触熱抵抗が一
層低減される。また、金属を用いることでサイドスペー
サ１自体の熱伝導性も向上するので、サイドスペーサ１
挿入部での熱通過率も向上する。

【０１０１】この実施形態においては、スロット４２内
におけるサイドスペーサ１の挿入個所が先に挿入したサ
イドスペーサ１と、後に挿入したサイドスペーサ１とで
対向する面に挿入させている。

【０１０２】この場合には、冷却面である固定子鉄心４
１が異なる面になるため、固定子コイル２６を比較的有
効的（高速）に冷却できる。

【０１０３】このようにして挿入された２個の固定子コ
イル２６は、回転電機の運転時に発生する、回転音や回
転による振動で落下しないようにスペーサ７を介してス
ロット楔４９が装着されている。

【０１０４】このスロット楔４９は、スロット４２の予
め定められた位置に設けられた嵌合凹部８に嵌合させて
設けられている。

【０１０５】実施例２第２の実施の形態では、サイドスペーサ１の挿入位置を
２個の固定子コイル２６共にスロット４２の同一面に形
成した実施例を図３、４に示す。図３は、図１の他の実
施形態を説明するための断面図である。図４は、サイド
スペーサ１が温度上昇して変形した状態を説明するため
の断面図である。図１と同一部品については同一符号を
付与し、その詳細な説明を省略する。

【０１０６】このようにして組み込んだ回転電機は、運
転を開始することにより、固定子コイル２６が発熱し、
サイドスペーサ１を加熱する。この結果、サイドスペー
サ１は、湾曲を開始する。この湾曲は、回転電機の運転
が定常状態になると、湾曲率の変化が安定化する。この
状態を図４に示している。

【０１０７】この実施の形態においても、固定子コイル
２６とスロット４２内壁面との熱的接触状態は良好な効
果が得られている。

【０１０８】実施例３上記実施形態では、常温で平板状のバイメタルなどの熱
膨張率の異なる材料に重ね合わせたサイドスペーサ１に
ついて説明したが、図５に示すように常温で予め高温で
湾曲する方向に湾曲（バイアス）させてもよい。図５
は、図１の他の実施形態を説明するための断面図であ
る。図１と同一部品については、同一符号を付与し、そ
の詳細な説明を省絡する。

【０１０９】常温状態で湾曲しているため、サイドスペ
ーサ１を隙間に挿入するに際し、固定子コイル２６の表
面を損傷しないように時間を多少かけて行う必要があ
る。従って、この場合には、実施例１、２より大きな幅
の隙間が必要になる。

【０１１０】その分、固定子コイル２６の発熱により湾
曲するサイドスペース１の湾曲量が比較的少なくても、
所望する固定子コイル２６と固定子鉄心４１との熱的低
抵抗を得ることができる。

【０１１１】従って、例えばバイメタルの安価な材料で
構成できる工業上有利な効果がある。

【０１１２】実施例４第４の実施形態は、回転電機が運転することにより発生
する磁束線による発熱の対策をしたケースである。この
実施形態を図６を参照して説明する。図６は、図１サイ
ドスペーサ１の他の実施形態を説明するための斜視図で
ある。図１と同一部品は同一符号を付与し、その詳細な
説明を省略する。

【０１１３】金属で構成されたサイドスペーサ１表面に
は、回転電機の運転により発生する磁束線により渦電流
が発生する。この結果、渦電流損失の発生によってサイ
ドスペーサ１は、加熱される。この加熱対策するために
次の手段を実施する。

【０１１４】この手段は、熱膨張率の異なる金属板４、
５を重ね合わせたサイドスペーサ１に磁束線が通過しに
くいようにしている。すなわち、サイドスペーサ１の表
面全体に、電気抵抗率の小さい塗布層１１例えばカーボ
ン粉、銅粉などをコーティングすることにより渦電流の
発生を減少又は防止している。

【０１１５】この場合、回転電機を運転中発生する磁束
線が、金属で構成されたサイドスペーサ１を通過するの
を抑制できる。この結果、上記磁束線によってサイドス
ペーサ１の表面に発生した渦電流損失を低減させること
ができる。

【０１１６】この渦電流損失により発生したサイドスペ
ーサ１の加熱を抑制できる。また塗布層１１は、高熱伝
導性の材料を用い、この高熱伝導性材料の塗布層１１が
微視的にスロット４２の壁面を形成する積層鉄心４１の
凹凸に入り込むように塗布されると、サイドスペーサ１
により押圧される固定子コイル２６と積層鉄心４１の接
触熱抵抗を低減できる。

【０１１７】また、サイドスペーサ１の表面に形成する
ものは、電気抵抗率の小さい材料の形成であれば何れの
手段で構成しても同様な効果が得られる。例えば、電気
抵抗率の小さいシートやテープでサイドスペーサ１を被
覆してもよい。この場合には被覆材料とサイドスペーサ
１の間の微視的な接触熱抵抗に注意を要する。

【０１１８】実施例５実施形態５は、サイドスペーサ１の表面に通風溝を形成
して冷却効果を高めたケースである。このケースを図７
を参照して説明する。図７は、図１で説明したサイドス
ペーサ１の他の実施形態を説明するための斜視図であ
る。図１と同一部品には同一番号を付与し、その詳細な
説明を省略する。

【０１１９】第５の実施形態は、金属で構成されたサイ
ドスペーサ１を冷却するための通風溝１２をサイドスペ
ーサ１の表面に形成したケースである。この通風溝１２
は短軸方向に表裏面複数設けられている。この通風溝１
２の構造は、冷媒ガス流が形成される溝であれば断面コ
字状、三角形状など他にも様々考えられる。

【０１２０】さらに、サイドスペーサ１の通風溝１２の
形状は、挿入方向に平行であり直線的な通風溝１２が最
適であるが、冷媒ガス流が形成されれば、曲線状に形成
してもよい。

【０１２１】この通風溝１２は、金属で構成されたサイ
ドスペーサ１の渦電流損による発熱を冷却することがで
きる。また固定子コイル６側に設けられた通風溝１２
は、固定子コイル２６表面とで通風パスを形成すること
から固定子コイル２６の冷却にも有効である。

【０１２２】さらに、通風溝１２を形成することによ
り、大きな渦電流がサイドスペーサ１内に形成しにくく
なることから、渦電流によるサイドスペーサ１の発熱自
体を抑制する効果もある。

【０１２３】実施例６この実施形態は、サイドスペーサ１を複数種の材料で構
成してケースを図８を参照して説明する。図８は、図１
サイドスペーサの他の実施形態を説明するための斜視図
である。図１と同一部品は同一符号を付与し、その詳細
な説明を省略する。

【０１２４】図８は、固定子コイル６の側壁面に接触し
た状態を示し、スロット４２の記載を省略している。上
記実施例で説明した金属で構成されたサイドスペーサ１
を固定子コイル２６の軸方向に複数に分割して配置す
る。

【０１２５】即ち、金属で構成されたバイメタルスペー
サ１３と非磁性材スペーサ１４が交互に配置されてい
る。第８の実施形態ではバイメタルスペーサ１３が軸方
向に分割され間隙を狭くして配置されている。この間隙
は、通風溝の効果もある。

【０１２６】バイメタルスペーサ１３と非磁性材スペー
サ１４を交互に配置する場合には各スペーサ１３、１４
間に間隙は必要ない。即ち、接触させて配設してもよ
い。この実施形態では、バイメタルスペーサ１３と非磁
性材スペーサ１４との軸方向寸法を等しくしているが、
異なった寸法にしてもよい。

【０１２７】バイメタルスペーサ１３を数個づつ軸方向
に配置し、その間に非磁性材スペーサ１４を配置する構
成でもよいし、その逆に非磁性材スペーサ１４を数個づ
つ軸方向に配置し、その間にバイメタルスペーサ１３を
配置してもよい。但し、固定子コイル２６と積層鉄心４
１との接触熱抵抗を確保した構成にする必要がある。

【０１２８】バイメタルスペーサ１３は、渦電流対策の
必要があるため、分割することが大きな渦電流対策とな
るが、渦電流の発生しない非磁性体で一部置換すること
が望ましい。この場合、固定子コイル２６と積層鉄心４
１との接触熱抵抗を確保した構成にする必要がある。

【０１２９】実施例７この実施形態は、熱膨張率の異なる金属板４、５を重ね
合わせたスペーサ１をバックスペーサ１５として設け、
固定子コイル２６をスロット４２内に挿入したことによ
り突き当たる底面（突当り面）１６との低熱抵抗接触を
目的としたケースである。

【０１３０】次に、突当り面１６との低熱抵抗接触の実
施形態を図９〜１１を参照して説明する。図９、１０
は、夫々図１および５の他の実施形態を説明するための
断面図である。図１、５と同一部品は、同一符号を付与
し、その詳細な説明を省略する。

【０１３１】積層鉄心４１に形成されたスロット４２内
にスペーサ２を挿入する。次に、１段目の固定子コイル
２６を挿入する。このコイル２６の挿入により突き当た
る底面を突当り面１６と呼ぶ。

【０１３２】このコイル２６の挿入により発生する隙間
に平板状サイドスペーサ１を挿入する。次に、スペーサ
３をスロット４２内に挿入する。このスペーサ３上に２
段目の固定子コイル２６をスロット４２内に挿入する。
この挿入により発生する隙間に平板状サイドスペーサ１
を挿入する。

【０１３３】さらに、スペーサ７をスロット４２内に挿
入する。このスペーサ７上に平板状バックスペーサ１５
を挿入する。次に、スロット楔４９を嵌合溝８に嵌合さ
せて、固定子コイル２６を固定する。昇温によるバック
スペーサ１５の変形が固定子コイル２６側に凸になるよ
うに熱膨張率の大きい材料を固定子コイル２６側に向け
てバックスペーサ１５を挿入したものである。

【０１３４】図１０は、スペーサ１、１５を常温状態で
湾曲している状態のスペーサを用いた場合の実施形態で
ある。この実施形態の方が、平板状スペーサより強力な
熱接触を得ることができる。

【０１３５】図９、１０を組み合わせた構成を図１１に
示す。即ち、サイドスペーサ１は平板状にし、バックス
ペーサ１５を湾曲させた実施形態である。底面１６との
接触を比較的強化させたものである。上記スペーサ１、
１５は、雰囲気温度の上昇による変形が固定子コイル２
６側に凸になるように配置する。即ち、熱膨張率の大き
い方の材料を固定子コイル２６側に向けて挿入したもの
である。

【０１３６】上記実施形態では、バックスペーサ１５と
固定子コイル２６との間に別のスペーサ７を介在させた
が、このスペーサ７はなくてもよい。即ち、バックスペ
ーサ１５が直接固定子コイル２６に当接するようにして
もよい。

【０１３７】この場合、回転電機運転時に固定子コイル
導体４４から発生した熱は、コイル絶縁層４５を介して
バックスペーサ１５に伝わる。加熱されたバックスペー
サ１５を構成する２種類の材料４、５は、熱膨張する。

【０１３８】２種類の材料４、５のうち熱膨張率の大き
い材料５は熱膨張率が小さい材料４より大きく伸びる。
従って、熱膨張率が大きい材料５側が凸になるようにバ
ックスペーサ１５が変形する。

【０１３９】変形したバックスペーサ１５は、固定子コ
イル２６に対して半径方向に押し込むように作用する力
を発生させ、バックスペーサ１５とコイル絶縁層４５の
接触面圧が向上する。

【０１４０】さらにバックスペーサ１５は、スロット４
２底面１６側において固定子コイル絶縁層４５と積層鉄
心４１間の接触面圧も向上させる。この接触面圧が向上
することにより固定子コイル２６と積層鉄心４１間ある
いは固定子コイル２６とバックスペーサ１５間の接触熱
抵抗が低減される。

【０１４１】この熱低抵抗接触（接触熱抵抗の低減）、
コイル導体部２４から冷媒ガスへの冷却性能が向上す
る。スペーサ１、１５を構成する２種類の材料を金属と
した場合、バックスペーサ１５の変形量が大きくなるの
で、固定子コイル２６の半径方向に作用する力は増大し
接触熱抵抗が一層低減される。

【０１４２】また、金属を用いることでバックスペーサ
１５自体の熱伝導性も向上するのでバックスペーサ１５
挿入部での熱通過率も向上する。熱膨張率の大きい材料
５が固定子コイル６側になるようにバックスペーサ１５
を挿入すると、固定子コイル２６側に凸に変形するので
バックスペーサ１５の変形による力を固定子コイル２６
に効率よく伝えることができる。

【０１４３】逆にスロット楔４９側に凸になるように配
置した場合には、バックスペーサ１５の変形による力は
固定子コイル２６のコーナー（端部）近傍に作用する事
になるので、比較的小さな押圧力となる。

【０１４４】実施例８この実施形態は、スペーサ特にサイドスペーサ１を挿入
する際、固定子コイル２６に損傷を与えないように挿入
するのに好適なケースである。この実施形態を図１２を
参照して説明する。図１２は、固定子コイルとスロット
２２間の隙間にサイドスペーサ１を挿入する工程を説明
するための断面図である。図１と同一部品には、同一符
号を付与し、その詳細な説明を省略する。

【０１４５】図１２は、熱膨張率の異なる２種類の金属
から構成される平板状のサイドスペーサ１を、スロット
４２内のコイル絶縁層４５と積層鉄心４１内面との隙間
に挿入する方法を示している。まず、サイドスペーサ１
を摩擦抵抗の小さいシート１７により包む。この包み方
は、隙間にサイドスペーサ１を挿入した時、シート１７
のみ引っ張り出せることである。例えば、サイドスペー
サ１を包んだ時の、シート１７の断面形状が、図１２
（ａ）に示すようにコの字型になる包み方である。

【０１４６】このようにサイドスペーサ１をシート１７
により包んだ状態で、固定子コイル２６と積層鉄心４１
（スロット４２）間の隙間に挿入する。挿入後に図１２
（ｂ）に示すように低摩擦抵抗シート１７の片端１８を
もって引き抜く。低摩擦抵抗シート１７は引き抜く方向
にテンションの強いものが望まれる。

【０１４７】この引き抜き工程を容易にするためシート
１７は、低摩擦抵抗の材質が選択される。この低摩擦抵
抗シートは、引き抜いた時、固定子コイル２６に損傷を
与えない。

【０１４８】この場合、金属で構成されたサイドスペー
サ１を固定子コイル６側面に挿入する際にコイル絶縁層
４５の表面を傷付けることなく挿入することができる。
固定子コイル２６と積層鉄心４１の隙間はサイドスペー
サ１に低摩擦抵抗シート１７の往復（上下２枚分）の厚
さを足した分だけ必要となる。

【０１４９】低摩擦抵抗シート１７の引き抜き後は、シ
ート１７が往復分の間隙が生ずる。従って、サイドスペ
ーサ１の熱膨張時の変形量が、それ以上になるようなサ
イドスペーサ１を用いる。

【０１５０】また、サイドスペーサ１をスロット４２内
に挿入する前に固定子コイル２６の隙間に面した側面に
のみ上記低摩擦抵抗シート１７を当てておき、このシー
ト１７に沿うようにサイドスペーサ１を挿入してもよ
い。この場合、シート引き抜き後の間隙はシート１枚分
となる。

【０１５１】さらにまた、サイドスペーサ１を固定子コ
イル２６の表面に損傷させることなく挿入させるための
手段は、上記のほか、図１３に示すようにサイドスペー
サ１を加工してもよい。

【０１５２】即ち、熱膨張率の大きい材料５のエッジ部
を曲面１９ａに加工することにより、挿入を容易にす
る。この加工は、サイドスペーサ１のスロット４２に挿
入する際の先端側のみに形成してもよい。この加工は、
図１３（ａ）のように固定子コイル２６に接触する側の
面のみでもよい。

【０１５３】さらに、図１３（ｂ）に示すようにスロッ
ト４２と接触する側の面に角を落とした状態にテーパ１
９ｂを付けてもさらに挿入し易い効果がある。

【０１５４】さらに、図１３（ｃ）に示すように両面共
に角を落としたテーパ１９ｃ、ｄを形成しても挿入し易
い効果がある。

【０１５５】さらに、図１３（ｄ）に示すように熱膨張
率の大きい材料５のエッジ部に形成する曲面の曲率半径
を大きくするとさらに挿入し易い効果がある。

【０１５６】このような図１３（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ）のように加工を行うことにより、常温で
のコイル支持体（サイドスペーサ１）を限りなくスロッ
ト４２に形成される固定子コイル２６との隙間に近い幅
に形成できる効果がある。

【０１５７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、熱
膨張率の異なる２種類の材料から構成される平板上のサ
イドスペーサを固定子コイルと積層鉄心間との間に設け
るので、スペーサの組立が容易となる上、回転電機運転
時に固定子コイル側面に作用する力が増大するので固定
子コイルと積層鉄心との間の接触熱抵抗が低減され、固
定子コイルの温度上昇を低減し組立公差による冷却性能
のバラツキを減少することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による回転電機の実施の形態を説明する
ための固定子側スロット部の断面図。

【図２】図１スロット部の温度上昇した状態を説明する
ための固定子側スロット部の断面図。

【図３】図１の他の実施の形態を説明するための固定子
側スロット部の断面図。

【図４】図３スロット部の温度上昇した状態を説明する
ための固定子側スロット部の断面図。

【図５】図１の他の実施の形態を説明するための固定子
側スロット部の断面図。

【図６】図１〜５サイドスペーサの他の実施の形態を説
明するための斜視図。

【図７】図１〜５サイドスペーサの他の実施の形態を説
明するための斜視図。

【図８】図１〜５サイドスペーサの他の実施の形態を説
明するための斜視図。

【図９】図１の他の実施の形態を説明するための固定子
側スロット部の断面図。

【図１０】図１の他の実施の形態を説明するための固定
子側スロット部の断面図。

【図１１】図１の他の実施の形態を説明するための固定
子側スロット部の断面図。

【図１２】図１〜１１のサイドスペーサのスロット内に
組み込む実施の形態を説明するための固定子側スロット
部の断面図。

【図１３】図１〜１１のサイドスペーサの他の実施の形
態を説明するための断面図。

【図１４】従来のタービン発電機用回転電機の冷却機構
を説明するための断面図。

【図１５】図１４の固定子鉄心部の周方向断面図。

【図１６】図１４の固定子の積層鉄心部軸方向断面図。

【符号の説明】

１……サイドスペーサ、２、３……スペーサ、４…
…熱膨張率の小さい方の材料、５……熱膨張率の大き
い方の材料、７……スペーサ、８……嵌合凹部、
１１……電気抵抗率の小さい塗布層、１２……通風
溝、１３……バイメタルスペーサ、１４……非磁性
スペーサ、１５……バックスペーサ、１６……突当り
面、１７……摩擦抵抗の小さいシート、１８……片
端、４１……積層鉄心、４２……スロット、４４
……コイル導体部、４５……コイル絶縁層、４９…
…スロット楔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H603 AA03 AA04 AA14 BB02 BB12 CA01 CA05 CB02 CB26 CC05 CC11 CC17 CD22 CD33 EE22 EE29 FA02 5H604 AA03 AA05 BB04 CC01 CC05 CC15 CC16 DB26 DB30 PB03 PD03 QA01 QA03 QB13 QB14 QC01 5H615 AA01 PP01 PP02 PP08 PP19 RR02 SS09 SS19 TT03 TT16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄心により構成された筒状固定子と、この筒状固定子内で回転する回転子と、前記筒状固定子のコイルを収容する前記鉄心に形成され
たスロットと、前記コイルの少なくとも一つの側面と前記鉄心とが圧接
するように設けられた熱膨張率の異なる複数枚の基板と
を具備してなることを特徴とする回転電機。
【請求項２】鉄心により構成された筒状固定子と、この筒状固定子内で回転する回転子と、前記筒状固定子のコイルを収容する前記鉄心に形成され
たスロットと、前記コイルの少なくとも一つの側面と前記鉄心との間に
スペーサとして挿入された熱膨張率の異なる複数種類の
積層金属板とを具備してなることを特徴とする回転電
機。
【請求項３】鉄心により構成された筒状固定子と、この筒状固定子内で回転する回転子と、前記筒状固定子のコイルを収容する前記鉄心に形成され
たスロットと、前記コイルの少なくとも一つの側面と前記鉄心に形成さ
れたスロットの一つの内側面とが圧接するように前記コ
イルの他の側面と前記スロットの他の内側面間に挿入さ
れたバイメタルとを具備してなることを特徴とする回転
電機。
【請求項４】鉄心により構成された筒状固定子と、この筒状固定子内で回転する回転子と、前記筒状固定子のコイルを収容する前記鉄心に形成され
たスロットと、前記コイルの少なくとも一つの側面と前記鉄心との間に
熱膨張率の大きい方が前記コイル側に設けられた熱膨張
率の異なる複数枚の基板とを具備してなることを特徴と
する回転電機。
【請求項５】鉄心により構成された筒状固定子と、この筒状固定子内で回転する回転子と、前記筒状固定子のコイルを収容する前記鉄心に形成され
たスロットと、前記コイルの少なくとも一つの側面と前記鉄心とが圧接
するように配列して設けられた熱膨張率の異なる複数枚
の基板と非磁性材の基板とを具備してなることを特徴と
する回転電機。
【請求項６】鉄心により構成された筒状固定子と、この筒状固定子内で回転する回転子と、前記筒状固定子のコイルを収容する前記鉄心に形成され
たスロットと、前記コイルの少なくとも一つの側面と前記鉄心とが圧接
するように軸方向に交互に配列して設けられた熱膨張率
の異なる複数枚の基板と非磁性材の基板とを具備してな
ることを特徴とする回転電機。
【請求項７】鉄心により構成された筒状固定子と、この筒状固定子内で回転する回転子と、前記筒状固定子のコイルを収容する前記鉄心に形成され
たスロットと、前記コイルの第１の面と前記鉄心とが圧接するように設
けられた熱膨張率の異なる第１の複数枚の基板と、前記コイルの第２の面と前記鉄心とが圧接するように設
けられた熱膨張率の異なる第２の複数枚の基板とを具備
してなることを特徴とする回転電機。
【請求項８】鉄心により構成された筒状固定子と、この筒状固定子内で回転する回転子と、前記筒状固定子のコイルを収容する前記鉄心に形成され
たスロットと、このスロットの突当り面と前記コイルとが圧接するよう
に設けられた熱膨張率の異なる複数枚の基板とを具備し
てなることを特徴とする回転電機。
【請求項９】前記複数枚の基板又は複数種類の積層金
属板は平板状であることを特徴とする請求項１乃至７項
いづれか１項記載の回転電機。
【請求項１０】前記複数枚の基板又は複数種類の積層
金属板の表面に電気抵抗率の低い物質層を設けることを
特徴とする請求項１乃至７項いづれか１項記載の回転電
機。。
【請求項１１】前記複数枚の基板又は複数種類の積層
金属板の表面に通風溝を設けることを特徴とする請求項
１乃至７項いづれか１項記載の回転電機。
【請求項１２】前記複数枚の基板又は複数種類の積層
金属板は軸方向に分割されて配置されることを特徴とす
る請求項１乃至７項いづれか１項記載の回転電機。
【請求項１３】回転する回転子を囲繞する鉄心により
構成された筒状固定子のスロット内にコイルを挿入する
コイル挿入ステップと、前記挿入されたコイルと前記スロット内壁面間にスペー
サとして熱膨張率の異なる複数枚の基板を摩擦抵抗の小
さい薄いシートに挟んで挿入するスペーサ挿入ステップ
と、前記ステップにより前記スペーサの挿入先端面が前記ス
ロット面に当接又は手前で前記シートを引き抜くシート
引抜きステップと、前記挿入されたコイルの挿入先端面を前記スロット内壁
面に圧接させる圧接ステップとを具備してなることを特
徴とする回転電機の組立方法。