JP2006262541A - 回転電機の固定子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 固定子鉄心の軸方向長くても、レジンの含浸が良好に行なわれ、軸方向中央部にレジン未含浸による空洞を生じない回転電機の固定子を提供する。
【解決手段】 スロットを有する第１の抜板１５を軸方向に積層し、第１の抜板１５による積層体の軸方向中間部に、第１の抜板１５のスロット寸法よりも大きい寸法のスロットを有する第２の抜板１６を介在させて固定子鉄心１３を構成する。固定子鉄心１３のスロットに固定子コイル１４を装着する。固定子鉄心１３および固定子コイル１４をレジン含浸槽２０内に浸漬してレジン１９を含浸させ、固定子鉄心１３の軸方向両端部のみならず、大きなスロット寸法を有する第２の抜板１６のスロット部を通して固定子鉄心１３のスロット内に含浸させる。その後固定子鉄心１３および固定子コイル１４をレジン含浸槽２０から取り出してレジンを硬化させる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、例えば一般産業用に多く用いられている外皮表面冷却形（以下フィンフレーム形と呼ぶ）の回転電機の固定子およびその製造方法に関するものである。

従来のフィンフレーム形の回転電機は、回転電機内部で発生した熱をフレームの内側に設けた固定子鉄心を介してフレームの外側に設けた冷却フィン部に伝導させ、この冷却フィン部に冷却風を流すことにより放散させるようにしている。このため固定子鉄心とフレーム間は、熱伝導性が良くなるように密着させている。

一方、固定子コイルは、固定子鉄心のスロットに装着された後、固定子鉄心との間の熱伝導性を改善するとともに電磁振動の発生を防止するために、固定子鉄心とともにレジン含浸槽に浸漬して固定子コイルの絶縁部および固定子コイルの電線間や固定子鉄心との隙間にレジンを含浸させ、その後の乾燥硬化処理において、含浸したレジンを硬化させて固定子鉄心と一体に固着される（特許文献１参照）。
特開平５−１３７２９６号公報

ところで、従来の回転電機の固定子においては、上述のような構成を有しかつ製造されているので、レジン含浸処理時に、レジンが固定子鉄心のスロット内の空気を外部に排出しながら、固定子鉄心の軸方向両端部から固定子コイルの絶縁部および固定子コイルの電線間や固定子鉄心との隙間に入り込むことになるが、固定子鉄心の軸方向長さが長い場合には、固定子鉄心の軸方向中央部までレジンが含浸せず、レジン未含浸による空洞を生じる場合がある。この空洞は固定子の絶縁特性および機械的特性に対する欠陥部となる恐れがあり、このため固定子鉄心の軸方向長さが長い場合には、上記のような製造方法の適用が制限されていた。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、固定子鉄心の軸方向長さが長い場合であっても、レジンの含浸が良好に行なわれ、軸方向中央部にレイン未含浸による空洞を生じることのない回転電機の固定子およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため本発明による回転電機の固定子は、所定寸法のスロットを有する第１の抜板とこの第１の抜板のスロット寸法より大きい寸法のスロットを有する第２の抜板とを軸方向に積層した固定子鉄心のスロットに固定子コイルを装着してレジンを含浸し硬化してなることを特徴とする。

本発明による回転電機の固定子の製造方法は、所定寸法のスロットを有する第１の抜板を軸方向に積層し、この第１の抜板による積層体の軸方向中間部に、上記第１の抜板のスロット寸法よりも大きい寸法のスロットを有する第２の抜板を介在させて固定子鉄心を構成する工程と、この固定子鉄心のスロットに固定子コイルを装着する工程と、上記固定子鉄心および固定子コイルをレジン含浸槽に浸漬してレジンを含浸し硬化させる工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、レジンは固定子鉄心の軸方向両端部のみならず、大きなスロット寸法を有する第２の抜板のスロット部を通して固定子鉄心のスロット内に入り込むことができるので、スロット内におけるレジンの含浸性が向上し、固定子鉄心の軸方向長さが長い場合であっても、固定子鉄心の軸方向中央部内にレジン未含浸による空洞の形成をなくすことができる。

以下本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１の実施の形態による回転電機の固定子を使用した回転電機の上側半分を断面して示す正面図である。図２および図３はそれぞれ、図１に示す回転電機をＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿って切断し、矢印の方向にみた固定子の主要部を示す断面図である。図４は本発明による回転電機の固定子の製造工程におけるレジン含浸処理工程時の状態を示す断面図である。

図１において、回転電機１は、フレーム２の内側に固定子３を配設し、この固定子３の内側に回転子４を配設して構成されている。フレーム２は円筒状をなし、外表面に軸方向に延びかつ周方向に間隔をおいて配置された多数の冷却フィン部５が形成されている。このフレーム２の軸方向両側に設けられたベアリングブラケット６ａ，６ｂの軸受７ａ，７ｂには、回転子４のシャフト８が回転自在に軸支されており、回転子４の外周面と固定子３の内周面とが所定の間隔を隔てて配設されている。

回転子４は、シャフト８にけい素鋼板を所定の形状に打ち抜いた抜板を多数積層して構成した回転子鉄心９を嵌合し、この回転子鉄心９のスロットに回転子コイル１０を挿入して装着した構成を有している。また回転子４のシャフト８には、軸方向両側にファン１１ａ，１１ｂが取り付けられており、シャフト８の回転に伴いファン１１ａ，１１ｂが回転することにより、ファンカバー１２ａ，１２ｂに案内されて矢印で示すように冷却フィン部５に冷却風が流れるようになっている。

フレーム２の内側に設けられた固定子３は、けい素鋼板をそれぞれ所定の形状に打ち抜いて形成した第１の抜板１５および第２の抜板１６を積層した固定子鉄心１３と、この固定子鉄心１３のスロットに挿入して装着された固定子コイル１４とから構成されている。

このうち固定子鉄心１３は、図２に示すように所定の正規スロット寸法で形成されたスロット１５ａを内周縁部の周方向に間隔をおいて形成したリング状の第１の抜板１５を多数枚軸方向に積層して積層体を構成する一方、この第１の抜板１５による積層体の軸方向中間部の１個所ないし複数個所に、図３に示すように、第１の抜板１５のスロット寸法よりも大きい寸法のスロット１６ａを内周縁部の周方向に間隔をおいて形成したリング状の第２の抜板１６を１枚ないし複数枚積層して構成した積層体を介在させて構成されている。

そしてこの固定子鉄心１３のスロット１５ａ，１６ａに、平角線１７からなる絶縁被覆電線を巻回した固定子コイル１４を挿入し、さらにスロット１５ａに形成した溝１５ｂにウェッジ１８を差し込んで固定子コイル１４の抜け止めを施すことにより、固定子コイル１４を固定子鉄心１３に装着する。

その後、これら固定子鉄心１３および固定子コイル１４を、図４に示すように、エポキシレジンなどのレジン１９を充填したレジン含浸槽２０内に浸漬し、架台２１に載置した状態でレジン１９を固定子鉄心１３のスロット内に含浸する。この際、レジン１９は、固定子鉄心１３の軸方向両端部から固定子鉄心１３のスロット内を通して含浸するとともに、固定子鉄心１３の第２の抜板１６が位置する内周部分からも、スロット寸法の大きさの違いにより第１の抜板１５に挟まれて形成されている空間を通してスロット内にレジン１６が含浸し、これにより軸方向中央部においても固定子コイル１４の絶縁部および固定子コイル１３の電線間や固定子鉄心１３との隙間に入り込むことができる。

そしてこのレジン含浸処理の後、固定子鉄心１３および固定子コイル１４をレジン含浸槽２０から引き上げ、乾燥硬化処理工程において、固定子鉄心１３および固定子コイル１４を乾燥させ、レジン１６を硬化させることにより、固定子鉄心１３および固定子コイル１４を一体に固着して固定子を構成する。

このようにすれば、固定子鉄心１３の軸方向長さが長い場合であっても、レジン１９が固定子鉄心１３の軸方向中央部まで含浸し、レジン未含浸による空洞の形成をなくすことができ、回転電機の絶縁特性を向上することができるとともに電磁振動の防止など機械的特性を向上することができる。

図５は本発明による回転電機の固定子の第２の実施の形態を示し、上記第１の実施の形態と異なる点は、固定子コイル１４の絶縁被覆電線として、平角線１７に代えてエナメル被覆電線のような丸線２２を用い、その丸線２２の挿入に適したスロット形状に合わせて寸法を異ならせたスロット２３ａ，２４ａを有する第１の抜板２３および第２の抜板２４により固定子鉄心を構成したところにある。

本実施の形態によれば、固定子鉄心の第２の抜板２４が位置する内周部分からも、スロット寸法の大きさの違いにより第１の抜板２３に挟まれて形成されている空間を通してスロット２３ａ，２４ａ内にレジンが含浸し、さらに丸線２２間の隙間を通してレジンが含浸するので、固定子鉄心の軸方向中央部までレジンを含浸させることができ、レジン未含浸による空洞の形成をなくすことができる。

本発明の第１の実施の形態による回転電機の固定子を使用した回転電機の上側半分を断面して示す正面図である。 図１に示す回転電機をＡ−Ａ線に沿って切断し、矢印の方向にみた固定子の主要部を示す断面図である。 図１に示す回転電機をＢ−Ｂ線に沿って切断し、矢印の方向にみた固定子の主要部を示す断面図である。 本発明による回転電機の固定子におけるレジン含浸処理工程時の状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態による回転電機の固定子の主要部を示す断面図である。

符号の説明

１…回転電機、２…フレーム、３…固定子、４…回転子、５…冷却フィン部、６ａ，６ｂ…ベアリングブラケット、７ａ，７ｂ…軸受、８…シャフト、９…回転子鉄心、１０…回転子コイル、１１ａ，１１ｂ…ファン、１２ａ，１２ｂ…ファンカバー、１３…固定子鉄心、１４…固定子コイル、１５，２３…第１の抜板、１５ａ，２３ａ…スロット、１５ｂ…溝、１６，２４…第２の抜板、１６ａ，２４ａ…スロット、１７…平角線、１８…ウェッジ、１９…レジン、２０…レジン含浸槽、２１…架台、２２…丸線

Claims (3)

1. 所定寸法のスロットを有する第１の抜板とこの第１の抜板のスロット寸法より大きい寸法のスロットを有する第２の抜板とを軸方向に積層した固定子鉄心のスロットに固定子コイルを装着してレジンを含浸し硬化してなる回転電機の固定子。
2. 固定子コイルに平角線または丸線からなる絶縁被覆電線を用いたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
3. 所定寸法のスロットを有する第１の抜板を軸方向に積層し、この第１の抜板による積層体の軸方向中間部に、上記第１の抜板のスロット寸法よりも大きい寸法のスロットを有する第２の抜板を介在させて固定子鉄心を構成する工程と、
   この固定子鉄心のスロットに固定子コイルを装着する工程と、
   これら固定子鉄心および固定子コイルをレジン含浸槽に浸漬してレジンを含浸し、硬化させる工程と、
   を有する回転電機の固定子の製造方法。

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