JP2006081375A

JP2006081375A - 回転電機

Info

Publication number: JP2006081375A
Application number: JP2004265614A
Authority: JP
Inventors: Yoshikatsu Nakamura; 美勝中村
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2006-03-23

Abstract

【課題】作業者の技能に影響されず、樹脂処理において設計とは異なる方向で硬化されることなく、フィルムの端部の差し込みを必要とせず、右回り及び左回りにて固定されているリード線を１ヶ所で固定することができ、コイルエンドから離れた立ち上げ部でも一つの束にまとめることができる回転電機を提供する。
【解決手段】リード線の立ち上げ部を、絶縁材料からなるとともに回転電機の軸方向に伸びるリード線支持部を有する、Ｌ字形形状、逆Ｔ字形形状、あるいは複数段を有する階段形状に構成した固定具をリード線の傍らに配置し、リード線とともに固定手段により固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電機や電動機等として用いられる回転電機に関するものである。

回転電機は、一般的に、筒状のフレームと、前記フレームの内周面に固定した固定子と、前記フレームの軸方向両端面に取り付けたブラケットと、前記固定子の内周面と径方向の空隙を介して対向するようにして、前記ブラケットに、軸受を介して回転自在に支持した回転子とを備え、前記固定子が、前記フレームの内周面に固定され、複数のティースとスロットを有する薄板鋼板を積層して形成された固定子鉄心と、絶縁材料のスロットライナ及びウェッジにより形成され、前記スロット内に装着されたスロット絶縁と、電線を、前記スロット内に通し、軸方向の両端部が前記固定子鉄心の両端部から突出するようにして前記ティースに複数回巻回してリード線を接続して形成された固定子コイルとを有して構成されている。
図５は、第1の従来技術における回転電機の構成部材を示す図で、（ａ）は固定子の斜視図、（ｂ）はフレームの斜視図である。
図５（ａ），（ｂ）において、２０は固定子鉄心、２１は固定子巻線、２２は保護テープ、２３はリード線、２４は緊縛ひも、２５は立ち上げ部、２６は絶縁チューブ、２７はフレーム、２８は貫通穴である。固定子鉄心２０に固定子巻線２１が装着され、前記固定子巻線２１の外周に保護テープ２２が巻回される。リード線２３は、３相の場合は３本あり、緊縛ひも２４の巻回により前記固定子巻線２１のコイルエンドに固定される。そして、右回り及び左周りで固定されている前記リード線２３を立ち上げ部２５でまとめて立ち上げ、絶縁チューブ２６を通している。
図６は、第1の従来技術における固定子とフレームの組立後の状態を示す図で、（ａ）は折れ曲がりを生じた場合の斜視図、（ｂ）は折れ曲がりを生じない場合の斜視図である。
図６（ａ），（ｂ）において、２９は折れ曲がり部である。製作された固定子において、貫通穴２８の内側から前記リード線２３を引き出しながら、前記リード線２３のある方が奥に入るようにしてフレーム２７の中に嵌合する。この時、立ち上げ部２５において、図６（ａ）に示すように、リード線２３に折れ曲がり部２９を生じて固定子鉄心２０やフレーム２７と接触しないよう、図６（ｂ）に示すようにまっすぐな形状とする。前記折れ曲がり部２９の発生を防止する方法として、前記立ち上げ部２５は外から見えないため、作業者が前記リード線２３を１本ずつたるまないように引き出しながら固定子を嵌合する。
ここで、折れ曲がり部の影響について説明する。
前記リード線に折れ曲がり部２９が生じると、前記リード線２３の絶縁皮膜がかなり伸張されるため、耐加工劣化性が低下する。つまり、固定子の嵌合時、フレーム２７の内壁とこすれて傷が入る。また、長期使用により柔軟性が失われ、電磁振動や回転子の回転による機械的振動も受けてクラックを生じる。これらにより、耐電圧特性が低下、または充電部が露出してしまい、地絡を招くことが懸念される。
図７は、第２の従来技術による回転電機を示す図で、（ａ）はリード線をフィルムで包んだ状態の斜視図、（ｂ）はコイルエンドの平面図である（例えば、特許文献１参照）。
図７（ａ），（ｂ）において、２は電動機、３は主コイル、４は回転子、５は副コイル、６は固定子、８は回転軸、１２はリード線、１６はフィルム、１８は結束糸である。３本のリード線１２はフィルム１６で包まれて一つの束にされ、前記フィルム１６の端部を主コイル３と副コイル５の間に差し込んでいる。これにより、リード線１２を一方向にまとめて引き出すことが容易となり、折れ曲がり部を生じなくなる。
実開平６−５２３５１号公報（第２頁、図１，２）

第１の従来技術による回転電機の固定子は、リード線を引き出す力の加え方や方向が作業者に依存するため、出来栄えが作業者により異なり安定しない。また、リード線がまっすぐに立ち上がった状態で樹脂処理がされていないと、設計とは異なる方向で硬化してしまい、リード線がフレームと接触するという問題がある。
また、第２の従来技術による回転電機の固定子は、固定子巻線が主コイルのみで構成されるような場合、フィルムの端部の差し込みができない。一つのフィルムで固定できるのは一方向で固定されているリード線だけで、右回り及び左回りにて固定されているリード線をまとめるためにフィルムは２ヶ所必要となる。また、一つの束にまとめられるのはコイルエンドの部分だけで、コイルエンドから離れるとばらばらであり、この部分が折れ曲がり部となることが懸念されるという問題がある。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、作業者の技能に影響されず、樹脂処理において設計とは異なる方向で硬化されることなく、フィルムの端部の差し込みを必要とせず、右回り及び左回りにて固定されているリード線を１ヶ所で固定することができ、コイルエンドから離れた立ち上げ部でも一つの束にまとめることができる回転電機を提供することを目的とするものである。

上記問題を解決するため、本発明の回転電機は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、筒状のフレームと、前記フレームの内周面に固定した固定子と、前記フレームの軸方向両端面に取り付けたブラケットと、前記固定子の内周面と径方向の空隙を介して対向するようにして、前記ブラケットに、軸受を介して回転自在に支持した回転子とを備え、前記固定子が、前記フレームの内周面に固定され、複数のティースとスロットを有する薄板鋼板を積層して形成された固定子鉄心と、絶縁材料のスロットライナ及びウェッジにより形成され、前記スロット内に装着されたスロット絶縁と、電線を、前記スロット内に通し、軸方向の両端部が前記固定子鉄心の両端部から突出するようにして前記ティースに複数回巻回してリード線を接続して形成された固定子コイルとを有し、前記リード線の立ち上げ部は、絶縁材料からなるとともに回転電機の軸方向に伸びるリード線支持部を有する固定具を、前記リード線の傍らに配置し、前記リード線とともに固定手段により固定した構成であることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、前記固定具を、前記コイルに巻きつけた保護テープ上に配置したことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、前記固定具を、前記固定子鉄心の軸方向端面に配置したことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、前記固定具を、Ｌ字形形状に構成したことを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、前記固定具を、逆Ｔ字形形状に構成したことを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、前記固定具を、複数の段付を有する階段形状に構成したことを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、固定手段が、緊縛ひも、１周が連続した弾性体、熱収縮チューブ、あるいは熱収縮テープ等であり、緊縛やはめ込み、巻回等により前記リード線を固定することを特徴とするものである。

請求項１から４、および７に記載の発明によると、リード線の立ち上げ部は、Ｌ字形状で絶縁材料よりなる固定具を、保護テープ上、あるいは固定子鉄心の端面に配置し、前記リード線とともに固定手段により固定されるので、作業者の技能に影響されず、樹脂処理において設計とは異なる方向で硬化することなく、フィルムの端部の差し込みを必要とせず、右回り及び左回りにて固定されているリード線を１ヶ所で固定することができ、コイルエンドから離れた立ち上げ部でも一つの束にまとめることができる。
また、請求項５に記載の発明によると、前記固定具を、逆Ｔ字形形状に構成して配置するので、リード線の固定を２面で、つまり前記固定具の両面に分けて固定することができ、リード線の固定作業を簡単にすることができる。
また、請求項６に記載の発明によると、前記固定具は、複数の段付を有する階段形状に構成しているので、固定具ががたつくことがなくなり、リード線の固定方向を安定させることができるとともに、リード線の曲げがなめらかになり、リード線の固定を容易にすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施例によるリード線の立ち上げ部の構造を示す図で、（ａ）は固定具の斜視図、（ｂ）は固定具を装着した後の斜視図である。
図１（ａ），（ｂ）において、２０は固定子鉄心、２１は固定子巻線、２２は保護テープ、２３はリード線、２４は緊縛ひも、２５は立ち上げ部、３０ａは固定具、３１は固定手段である。固定子鉄心２０に固定子巻線２１が装着され、前記固定子巻線２１の外周に保護テープ２２が巻回される。リード線２３は、緊縛ひも２４の巻回により前記固定子巻線２１のコイルエンドに固定される。そして、右回り及び左回りで固定されている前記リード線２３を、立ち上げ部２５でまとめて立ち上げ、固定具３０ａを、例えば、前記リード線の傍らの保護テープ２２上に配置して、前記リード線２３とともに固定手段３１により固定される。
前記固定具３０ａは、例えば、Ｌ字形状に構成され、回転電機の軸方向に伸びるリード線支持部を有するとともに、耐熱性、耐クラック性に優れた充填剤入りエポキシ樹脂等の注型や切削等により製作される。前記固定具３０ａは、回転電機の断面方向からみてＬ字形状になるような向きに配置される。
また、固定手段３１は、緊縛ひもや１周が連続した弾性体、熱収縮チューブや熱収縮テープ等であり、前記リード線支持部に、リード線２３とともに緊縛やはめ込み、巻回等により固定される。
本発明が従来技術と異なるところは、フィルムを用いてフィルムの端部を主コイルと副コイルの間に差し込むのではなく、絶縁材料からなり、回転電機の軸方向に伸びるリード線支持部を有する固定具を配置し、前記リード線とともに固定手段により固定した点である。
これにより、作業者の技能に影響されず、樹脂処理において設計とは異なる方向で硬化されることなく、フィルムの端部の差し込みを必要とせず、右回り及び左回りにて固定されているリード線を１ヶ所で固定することができ、コイルエンドから離れた立ち上げ部でも一つの束にまとめることができる。

図２は、本発明の第２の実施例によるリード線の立ち上げ部の構造を示す図で、（ａ）は固定具の斜視図、（ｂ）は固定具を装着した後の斜視図である。
図２（ａ），（ｂ）において、３０ｂは固定具である。この固定具３０ｂは、第１の実施例における固定具３０ａの底部先端部に面取りを施して構成されている。
リード線２３の立ち上げ部２５において、前記固定具３０ｂを、回転電機の外周方向からみてＬ字形状になる向きに配置し、前記リード線２３とともに固定手段３１により固定する。なお、この固定具３０ｂを第１の実施例のように用いるようにしてもよいことは言うまでもない。
これにより、リード線の固定を２面で、つまり前記固定具の両面に分けて固定することができ、リード線の固定作業を簡単にすることができる。

図３は、本発明の第３実施例によるリード線の立ち上げ部の構造を示す図で、（ａ）は固定具の斜視図、（ｂ）は固定具を装着した後の斜視図である。
図３（ａ），（ｂ）において、３０ｃは固定具である。この固定具３０ｃは、第２の実施例における固定具３０ｂを背中合わせに合体させた逆Ｔ字形形状に構成されている。
リード線２３の立ち上げ部２５において、前記固定具３０ｃを、回転電機の外周方向からみて逆Ｔ字形形状になる向きに配置し、前記リード線２３とともに固定手段３１により固定する。
これにより、固定具ががたつくことがなくなり、リード線の固定方向を安定させることができる。

図４は、本発明の第４実施例によるリード線の立ち上げ部の構造を示す図で、（ａ）は固定具の斜視図、（ｂ）は固定具を装着した後の斜視図である。
図４（ａ），（ｂ）において、３０ｄは固定具である。この固定具３０ｄは、複数の段付を有する階段形状に構成されている。
リード線２３の立ち上げ部２５において、前記固定具３０ｄを、回転電機の外周方向からみて階段形状になる向きに配置し、前記リード線２３とともに固定手段３１により固定する。
これにより、リード線の曲げは急ではなく、なめらかになり、リード線２３の固定を容易にすることができる。

本発明の第１の実施例によるリード線の立ち上げ部の構造を示す図で、（ａ）は固定具の斜視図、（ｂ）は固定具を装着した後の斜視図である。本発明の第２の実施例によるリード線の立ち上げ部の構造を示す図で、（ａ）は固定具の斜視図、（ｂ）は固定具を装着した後の斜視図である。本発明の第３実施例によるリード線の立ち上げ部の構造を示す図で、（ａ）は固定具の斜視図、（ｂ）は固定具を装着した後の斜視図である。本発明の第４実施例によるリード線の立ち上げ部の構造を示す図で、（ａ）は固定具の斜視図、（ｂ）は固定具を装着した後の斜視図である。第1の従来技術における回転電機の構成部材を示す図で、（ａ）は固定子の斜視図、（ｂ）はフレームの斜視図である。第1の従来技術における固定子とフレームの組立後の状態を示す図で、（ａ）は折れ曲がりを生じた場合の斜視図、（ｂ）は折れ曲がりを生じない場合の斜視図である。第２の従来技術による回転電機を示す図で、（ａ）はリード線をフィルムで包んだ状態の斜視図、（ｂ）はコイルエンドの平面図である（例えば、特許文献１参照）。

符号の説明

２電動機
３主コイル
４回転子
５副コイル
６固定子
８回転軸
１２リード線
１６フィルム
１８結束糸
２０固定子鉄心
２１固定子巻線
２２保護テープ
２３リード線
２４緊縛ひも
２５立ち上げ部
２６絶縁チューブ
２７フレーム
２８貫通穴
２９折れ曲がり部
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ固定具
３１固定手段

Claims

筒状のフレームと、
前記フレームの内周面に固定した固定子と、
前記フレームの軸方向両端面に取り付けたブラケットと、
前記固定子の内周面と径方向の空隙を介して対向するようにして、前記ブラケットに、軸受を介して回転自在に支持した回転子とを備え、
前記固定子が、
前記フレームの内周面に固定され、複数のティースとスロットを有する薄板鋼板を積層して形成された固定子鉄心と、
絶縁材料のスロットライナ及びウェッジにより形成され、前記スロット内に装着されたスロット絶縁と、
電線を、前記スロット内に通し、軸方向の両端部が前記固定子鉄心の両端部から突出するようにして前記ティースに複数回巻回してリード線を接続して形成された固定子コイルとを有し、
前記リード線の立ち上げ部は、絶縁材料からなるとともに回転電機の軸方向に伸びるリード線支持部を有する固定具を、前記リード線の傍らに配置し、前記リード線とともに固定手段により固定した構成であることを特徴とする回転電機。
前記固定具は、前記コイルに巻きつけた保護テープ上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
前記固定具は、前記固定子鉄心の軸方向端面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
前記固定具は、Ｌ字形形状をしていることを特徴とする請求項１から３のいずれか1項に記載の回転電機。
前記固定具は、逆Ｔ字形形状をしていることを特徴とする請求項１から３のいずれか1項に記載の回転電機。
前記固定具は、複数の段付を有する階段形状をしていることを特徴とする請求項１から３のいずれか1項に記載の回転電機。
固定手段は、緊縛ひも、１周が連続した弾性体、熱収縮チューブ、あるいは熱収縮テープ等であり、緊縛やはめ込み、巻回等により前記リード線を固定することを特徴とする請求項１から６のいずれか1項に記載の回転電機。