JP2006288019A

JP2006288019A - 回転電機

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Publication number: JP2006288019A
Application number: JP2005102194A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Okumura; 康之奥村; Shigeki Nishimura; 茂樹西村; Takanori Yokoyama; 隆則横山; Masayoshi Tojo; 正佳東城; Matsuo Shiraishi; 松夫白石
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP4654732B2

Abstract

【課題】簡単で安価な部品を追加するだけで、回転電機の効率を劣化させずにベアリング電流を低減させて軸受け部磨耗、回転軸の損傷、破壊等を防止することができる回転電機を提供することを目的とする。
【解決手段】被磁性導体を短冊状に加工した静電遮蔽層１５の表面全体を絶縁層１２で包み込んだ絶縁スリーブ１１を、コイル４とスロット２３の間に配置し、絶縁スリーブ１１の短手方向１６の両端部２７がスロット開口部２４を塞ぐように配置、固定し、静電遮蔽層１５を一点２７でステータ２に導通接続することによって静電遮蔽層１５から積層板２１ａ、２１ｂ・・・２１ｘに流れる電流通路が、強磁性体でできた歯２２ａ〜２２ｂと鎖交するループを形成しないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなく、コイルとロータ間を静電遮蔽して電食を防止することができる回転電機が得られる。
【選択図】図３

Description

本発明は、インバータ装置のスイッチング時に生じる急峻な電圧変化に起因して、高周波誘導に基づいて発生する軸電圧およびベアリング電流によって内輪部、外輪部の軌道面ならびに転導体表面に発生する電食と呼ばれるベアリング損傷を防止するインバータ駆動される軸受け装置を用いた回転電機に発生する電食防止装置を搭載した回転電機に関する。

従来、この種のベアリング電流を防止する機能を有する回転電機は、米国特許第００５６６１３５３号明細書、または、特開２０００−１９７２９８号公報に記載されたものが知られている。

以下、その回転電機について図１３〜図２０を参照しながら説明する。

図１３は米国特許第００５６６１３５３号明細書に記載されている従来の回転電機の断面図である。これは、静電遮蔽層を、スロットの開口部を塞ぐようにロータ側面に対向するステータの空隙側内周面に固定することによって、コイルとロータ間を静電遮蔽してコイルとロータ間の静結合容量を小さくするようにしたものである。軸電圧の大きさは、コイルとロータ間の静電結合容量によって決まる事に着目し、その静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものである。図において、従来の回転電機１００は、例えば誘導電動機であって、ステータ１０１はスロット１０２と歯１０３を有し、スロット１０２にはコイル１０４を配置している。ロータ１０５は例えばかご型巻線１０６を備えた誘導電動機のロータである。銅でできた静電遮蔽層１０７がステータ１０１の空隙側内周面に配置、固定されるように、スチ−ル製ねじ１０８が、ステータ１０１表面のねじ穴まで伸びるように取り付けられている。スロット１０２に埋め込まれたコイル１０４とロータ１０５の間の静電結合ができるだけ小さくなるように、静電遮蔽層１０７の軸方向の長さは、ステータ１０１の軸方向の長さまで伸びている。静電遮蔽層１０７はステータ１０１の内周面に電気的に導通するように取り付けられているので、コイル１０４はロータ１０５から静電遮蔽され、コイル１０４とロータ１０５間の静電結合容量は小さくなる。

図１４は米国特許第００５６６１３５３号明細書に記載されている従来の他の回転電機の断面図である。これは、コイルを挿入する前に、スロットの表面に導電層を設けた後、コイルをスロット内に設置し、スロット開口部に導電キャップをかぶせることによって、コイルとロータ間を静電遮蔽してコイルとロータ間の静結合容量を小さくするようにしたものである。図１３の場合と同様に、軸電圧の大きさは、コイルとロータ間の静電結合容量によって決まる事に着目し、その静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものであり、図１３と異なる部分についてのみ説明する。図において、従来の回転電機１０９は、コイル１０４をスロット１０２内に挿入する前に、スロット１０２の表面に導電層１１０を形成し、この後、コイル１０４を挿入して設置した後、スロット開口部１１１を塞ぐように、導電キャップ１１２を設置する。導電キャップ１１２は、ステータ１０１の内周面に電気的に導通するように取り付けられているので、コイル１０４はロータ１０５から静電遮蔽され、コイルとロータ間の静電結合容量は小さくなる。導電キャップ１１２は、ステータ１０１に電気的に導通するように取り付けられているので、コイル１０４はロータ１０５から静電遮蔽され、コイル１０４とロータ１０５間の静電結合容量は小さくなる。

図１５は米国特許第００５６６１３５３号明細書に記載されている従来の他の回転電機の断面図である。これは、コイルの周りに筒状の静電シールを形成し、静電シールは束にしたコイルの全長相当を包み込むようにし、さらに、静電シールはステータに接続して、コイルとロータ間を静電遮蔽してコイルとロータ間の静結合容量を小さくするようにしたものである。図１３の場合と同様に、軸電圧の大きさは、コイルとロータ間の静電結合容量によって決まる事に着目し、その静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものであり、図１３と異なる部分についてのみ説明する。図において、従来の回転電機１１３は、束にしたコイル１０４の周りに筒状の静電シール１１４が形成されている。ここで、静電シール１１４は束にしたコイル１０４の全長を包み込むようにしている。静電シール１１４は、ステータ１０１に電気的に導通するよう接続されているので、コイル１０４はロータ１０５から静電遮蔽され、コイル１０４とロータ１０５間の静電結合容量は小さくなる。

図１６は特開２０００−１９７２９８号公報に記載されている従来の回転電機の断面図である。これは、絶縁スリーブの開口部側表面に導電膜を設けることによって、コイルとロータ間を静電遮蔽してコイルとロータ間の静結合容量を小さくするようにしたもので、図１３の場合と同様に、軸電圧の大きさは、コイルとロータ間の静電結合容量によって決まる事に着目し、その静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものである。図において、回転電機１１４のロータ１０５は例えばかご型巻線１０６を備６えた誘導電動機のロータである。ステータ１０１はスロット１０２と歯１０３を有している。スロット１０２内に巻いたコイル１０４とスロット１０２との間には絶縁体を加工して得られる絶縁スリーブ１１６ａ〜１１６ｃを設けている。コイル１０４とスロット開口部１１１との間には絶縁体を加工して得られる絶縁スリーブ１１７ａ〜１１７ｃを設け、絶縁スリーブ１１７ａ〜１１７ｃのステータ１０１に接する側を導電膜１１８ａ〜１１８ｃとしている。この導電膜１１８ａ〜１１８ｃをステータ１０１に接触させることにより、導電膜１１８ａ〜１１８ｃとステータ１０１は電気的に接触し、コイル１０４とロータ１０５は静電遮蔽され、コイル１０４とロータ１０５間の静電結合容量は小さくなる。

図１７は、電食対策されていない従来の回転電機において、各部間の静電結合容量を示す断面図である。図において、電食対策されていない従来の回転電機１１９のロータ１０５は例えばかご型巻線１０６を備えた誘導電動機のロータである。ステータ１０１はスロット１０２と歯１０３を有している。スロット１０２内に巻いたコイル１０４とスロット１０２との間には絶縁体を加工して得られる絶縁スリーブ１１６ａ〜１１６ｃを設けている。さらに、コイル１０４とスロット開口部１１１との間には絶縁体を加工して得られる絶縁スリーブ１２０ａ〜１２０ｃを設けている。コイル１０４はスロット１０２内に、ステータ１０１に接近した位置に配置されるので、コイル１０４の巻き取り方向に沿って、コイル１０３とステータ１０１の間には静電結合容量１２１が分布している。さらに、ステータ１０１とロータ１０４の間の空隙間隔は狭く配置されるので、ステータ１０１とロータ１０４の間にもエアーギャップ容量１２２が存在する。さらに、コイル１０４とロータ１０５の間にも、スロット開口部に沿ってコイル１０４とロータ１０４間の静電結合容量１２３が存在する。

図１８は、電食対策されていない一般的な回転電機において軸電圧が発生しベアリング電流が発生するメカニズムと、電食対策された従来の回転電機において、スロット開口部に静電遮蔽層を取り付ける事によって、軸電圧が低減され電食を防止できることを説明するコモンモード等価回路である。前述したように、電食対策がされていない図１７の回転電機１１９では、コイル１０４とステータ１０１の間にコイル１０４の巻き取り方向に沿って静電結合容量１２１が分布しおり、ステータ１０１とロータ１０５の間にエーアーギャップ容量１２２が存在しており、さらに、コイル１０４とロータ１０５の間にはコイル１０４の巻き取り方向に沿って数十ｐＦ程度の静電結合容量１２３が分布している。これを電気回路図で表現すると図１８のようになる。１２４は回転電機１１９のシャフトを支持しているベアリング装置の等価回路であって、直列等価抵抗１２５、直列等価インダクタンス１２６およびスイッチ１２７の直列回路となっている。ベアリング装置の等価回路１２４は、エーアーギャップ容量１２２に並列接続されている。ＰＷＭ制御されたインバータ装置から回転電機に印加される矩形波電圧は、コイル１０４の各相と大地との間に印加される共通モードの電圧、すなわち、コモンモード電圧１２８として表現される。コモンモード電圧１２８に対する応答電圧としてエアーギャップ容量１２２に軸電圧を伝達する図示するような閉じた回路１２９が形成され、インバータ装置からコモンモード電圧１２８が印加されると、コモンモード電圧１２８に対する閉じた回路１２９の応答電圧として、エアーギャップ容量１２２に軸電圧が発生する。同時に、エアーギャップ容量１２２にチャージされた軸電圧の放電電流としてベアリング装置の等価回路１２４を介してベアリング電流が流れ、軸受け部に電食が発生していた。同様に、図１３の説明で述べた従来の回転電機１００のような静電遮蔽層１０７、図１４の説明で述べた従来の回転電機１０９のような導電キャップ１１２、図１５の説明で述べた従来の回転電機１１３のような静電シール１１４、または、図１６の説明で述べた従来の回転電機１１５のような導電膜１１８ａ〜１１８ｃ付きの絶縁スリーブ１１７ａ〜１１７ｃを、コイル１０４とスロット開口部１１１の間にスロット開口部１１１を塞ぐように取り付けると、コイル１０４とロータ１０５の間が静電遮蔽されるので、コイル１０４とロータ１０５の間の静電結合容量１２３が著しく小さくなり、コモンモード電圧１２８に対する応答電圧としてエアーギャップ容量１２２に軸電圧を伝達する図示する閉じた回路１２９の伝達関数のゲインが小さくなるか、または、消滅するので、コモンモード電圧１２８に対する応答電圧としてエアーギャップ容量１２２に発生する軸電圧は著しく減少するかまたは消滅し、エアーギャップ容量１２２にチャージされた軸電圧の放電電流として発生していたベアリング電流も低減または消滅し、軸受装置の電食を防止することができた。

図１９は、図１６の説明で述べた従来の回転電機１１４において、積層板に発生する渦電流を説明する構成図である。図示すように、回転電機１１４の導電膜１１８ａおよび１１８ｂを介して積層板１３０ａおよび１３０ｂを通過する電流通路１３１ａが形成される。同様に、導電膜１１８ａおよび１１８ｂを介して積層板１３０ｂおよび１３０ｃを通過する電流通路１３１ｂ、および、導電膜１１８ａおよび１１８ｂを介して積層板１３０ｃおよび１３０ｄを通過する電流通路１３１ｃが形成される。これらの電流ループ１３１ａ、１３１ｂおよび１３１ｃは、歯１０３の一部分と鎖交する。歯１０３において、例えば、図１９に図示する紙面の表面から裏面へ向かう方向に変化するような回転磁界は、歯１０３の一部と鎖交する電流ループ１３１ａ〜１３１ｃに渦電流を誘導させる。歯１０３は珪素鋼鈑のような強磁性体でできているので、強磁性体と鎖交する電流ループ１３１ａ〜１３１ｃには大きな渦電流が発生し、この渦電流による損失のため回転電機のエネルギー変換効率は著しく低下していた。同様に、図１３の説明で述べた従来の回転電機１００のような静電遮蔽層１０７、図１４の説明で述べた従来の回転電機１０９のような導電キャップ１１２、または、図１５の説明で述べた従来の回転電機１１３のような静電シール１１４は、隣り合った積層板と導通して、図１９に説明したのと同様な電流ループが形成されていた。これらの電流ループは、強磁性体でできた歯と錯交し、歯に強力な回転磁界が加わる事によって、電流ループに渦電流が発生していた。この渦電流による損失のため回転電機のエネルギー変換効率は著しく低下していた。

図２０は、従来の静電シール材による電食対策をした従来の回転電機と、対策をしない回転電機について、回転数と効率の関係を比較したグラフである。図において、点線は従来の静電シール材による電食対策をした従来の回転電機、実線は対策をしない回転電機の回転数と効率の関係であり、対策をした従来の回転電機は、対策をしない回転電機と比較して、前述した渦電流の発生により回転数が増大するほど損失が落ちている。
米国特許第００５６６１３５３号明細書特開２０００−１９７２９８号公報（第４頁、第３図、第５図、第６図）

上記のような従来の回転電機では、ステータの歯を挟む隣り合った２つの静電遮蔽層と隣り合った２枚の積層板は電流ループを形成する。この電流ループは歯の一部分と錯交する。歯に発生する回転磁界は、歯と鎖交する電流ループに渦電流を誘導させるが、歯は珪素鋼鈑のような強磁性体でできているので、強磁性体と鎖交する電流ループには大きな渦電流が発生する。この渦電流による損失のため回転電機のエネルギー変換効率を著しく低下させるという課題があり、エネルギー変換効率を劣化させることなく、ベアリング電流を発生させないようにして、電食の発生を防止することが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、回転電機のエネルギー変換効率を劣化させることなく、ベアリング電流を低減または消滅して電食を防止することができる回転電機を提供することを目的としている。

本発明の回転電機は上記目的を達成するために、互いに絶縁して積層した複数の積層板より形成され、スロットと歯を有しそのスロット内にコイルを配置するステータと、そのステータを内周面に固定したハウジングと、回転軸を有するロータと、軸受装置と、２枚のエンドブラケットを有し、前記ロータは前記回転軸に取り付けられた前記軸受装置を介して前記ハウジングの両端部に固定された２枚のエンドブラケットに保持される回転電機において、絶縁体を短冊板状に加工して得られる絶縁層の厚さ方向中央位置に、非磁性導体を加工して得られる静電遮蔽層を形成した第１の絶縁スリーブを備え、前記第１の絶縁スリーブを前記スロットと前記コイルの間に配置し、前記第１の絶縁スリーブの短手方向両端部が前記スロットの開口部を塞ぐように固定し、前記静電遮蔽層および前記歯によって前記歯と鎖交する電流ループが形成されないように前記静電遮蔽層を前記積層板または前記ステータに導通接続して、前記コイルと前記ロータ間を静電遮蔽するようにした事を特徴とする回転電機としたものである。

この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなくベアリング電流を低減または消滅して電食を防止することができる回転電機が得られる。

また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、互いに絶縁して積層した複数の積層板より形成され、スロットと歯を有しそのスロット内にコイルを配置するステータと、そのステータを内周面に固定したハウジングと、回転軸を有するロータと、軸受装置と、２枚のエンドブラケットを有し、前記ロータは前記回転軸に取り付けられた前記軸受装置を介して前記ハウジングの両端部に固定された２枚のエンドブラケットに保持される回転電機において、絶縁体を短冊板状に加工して得られる絶縁層の短手方向両端部の厚さ方向中央位置に、非磁性導体を短冊板状に加工して得られる静電遮蔽層を形成した第２の絶縁スリーブを備え、前記第２の絶縁スリーブを前記スロットと前記コイルの間に配置し、前記第２の絶縁スリーブの短手方向両端部が前記スロットの開口部を塞ぐように固定し、前記静電遮蔽層および前記歯によって前記歯と鎖交する電流ループが形成されないように前記静電遮蔽層を前記積層板または前記ステータに導通接続して、前記コイルと前記ロータ間を静電遮蔽するようにした事を特徴とする回転電機としたものである。

また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層の一点を一枚の積層板またはステータに導通接続するようにした事を特徴とする請求項１記載の回転電機としたものである。

また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層の一点を一枚の積層板またはステータに導通接続するようにした事を特徴とする請求項２記載の回転電機としたものである。

また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側を一枚の積層板に導通接続するようにした事を特徴とする請求項１記載の回転電機としたものである。

また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側を一枚の積層板に導通接続するようにした事を特徴とする請求項２記載の回転電機としたものである。

また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、非磁性導体を略円筒に加工して得られる静電遮蔽層の外周面に絶縁層を形成した略円筒物をコイルエンド部とエンドリング部の間に配置し、第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側のみを前記略円筒物の静電遮蔽層に導通接続し、前記略円筒物の静電遮蔽層を前記一枚の積層板または前記ステータに導通接続することにより、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくしてコイルとロータ間を静電遮蔽した事を特長とする請求項１記載の回転電機としたものである。

また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、非磁性導体を略円筒に加工して得られる静電遮蔽層の外周面に絶縁層を形成した略円筒物をコイルエンド部とエンドリング部の間に配置し、第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側のみを前記略円筒物の静電遮蔽層に導通接続し、前記略円筒物の静電遮蔽層を前記一枚の積層板または前記ステータに導通接続することにより、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくしてコイルとロータ間を静電遮蔽した事を特長とする請求項１記載の回転電機としたものである。

また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、第１の絶縁スリーブの短手方向両端部が重なり合うように固定させて、第１の絶縁スリーブの短手方向両端部にある静電遮蔽層がスロット開口部全体を塞ぐようにすることによって、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくしてコイルとロータ間を静電遮蔽した事を特長とする請求項１記載の回転電機としたものである。

また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、第２の絶縁スリーブの短手方向両端部が重なり合うように固定させて、第２の絶縁スリーブの短手方向両端部にある静電遮蔽層がスロット開口部全体を塞ぐようにすることによって、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくしてコイルとロータ間を静電遮蔽した事を特長とする請求項２記載の回転電機としたものである。

また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、第１の静電スリーブの前記絶縁層は比誘電率が５以下の低誘電率材料で形成することによって、前記コイルと前記ステータ間の静電結合容量を小さくして、前記インバータと前記回転電機のフレームグランド端子間を結ぶアース線に流れる漏れ電流が増大しないようにした事を特徴とする請求項１記載の回転電機としたものである。

また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、第２の静電スリーブの前記絶縁層は比誘電率が５以下の低誘電率材料で形成することによって、前記コイルと前記ステータ間の静電結合容量を小さくして、前記インバータと前記回転電機のフレームグランド端子間を結ぶアース線に流れる漏れ電流が増大しないようにした事を特徴とする請求項２記載の回転電機としたものである。

また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、略円筒物の前記絶縁層は比誘電率が５以下の低誘電率材料で形成することによって、前記コイルと前記ステータ間の静電結合容量を小さくして、前記インバータと前記回転電機のフレームグランド端子間を結ぶアース線に流れる漏れ電流が増大しないようにした事を特徴とする請求項７、または、請求項８記載の回転電機としたものである。

また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、第１の絶縁スリーブは弾性を持つ絶縁体で絶縁層を形成し、かつ、弾性を持つ非磁性導体で静電遮蔽層を形成する事を特徴とする請求項１記載の回転電機としたものである。

また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、第２の絶縁スリーブは弾性を持つ絶縁体で絶縁層を形成し、かつ、弾性を持つ非磁性導体で静電遮蔽層を形成する事を特徴とする請求項２記載の回転電機としたものである。

本発明によれば安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、回転電機のエネルギー変換効率を劣化させることなく、軸電圧を低減または消滅させる事により、ベアリング電流を低減または消滅してベアリング装置の電食を解消することができるという効果のある回転電機を提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、表面に絶縁層を形成した非磁性導体を短冊状に加工して得られる静電遮蔽層がスロット開口部を塞ぐように構成する事により、コイルとロータ間を静電遮蔽して、コイルとロータ間の静電結合容量を低減させることによって軸電圧を低減させて電食を防止することができるという作用を有する。

また、絶縁スリーブの短手方向両端部が重なり合うように固定させて、絶縁スリーブの短手方向両端部にある静電遮蔽層が重なり合うようにすれば、静電遮蔽層が隙間なくスロット開口部を塞ぐことになり、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率が大きくなり、絶縁スリーブの間に隙間がある場合よりもコイルとロータ間の静電結合容量は小さくなるので、軸電圧をより小さく抑圧する事ができ、電食発生を防止する効果を強化できるという作用を有する。

また、非磁性導体を略円筒形に加工して得られる静電遮蔽層の外周面に絶縁層を形成した略円筒物をコイルエンド部とエンドリング部の間に配置し、絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側のみを略円筒物の静電遮蔽層に導通接続すれば、略円筒物がない場合よりもコイルとロータ間の静電遮蔽被覆率が大きくなるので、軸電圧をより小さく抑圧する事ができ、電食発生を防止する効果を強化できるという作用を有する。

また、静電遮蔽層の表面に絶縁層を形成しており、静電遮蔽層と歯によって強磁性体でできた歯と錯交する電流ループが形成されないので、電流ループに流れる渦電流による損失により回転電機の効率が劣化することなく、コイルとロータ間を静電遮蔽する事ができるという作用有する。

また、静電遮蔽層の一点のみを最端部の積層板、または、ステータに導通接続するようにしたものであり、積層板と絶縁された静電遮蔽層の一点のみを最短部の積層版に導電接続することにより、静電遮蔽層と歯によって強磁性体でできた歯と錯交する電流ループが形成されないので、電流ループに流れる渦電流による損失により回転電機の効率を劣化させることなく、コイルとロータ間を静電遮蔽して、コイルとロータ間の静電結合容量を低減させて軸電圧を低減させることにより電食を防止することができるという作用を有する。

また、静電遮蔽層の長手方向片側のみを最端部の積層板に導通接続するようにしたものであり、積層板と絶縁された静電遮蔽層の長手方向片側のみを最短部の積層版に導電接続することにより、静電遮蔽層と歯によって強磁性体でできた歯と錯交する電流ループが形成されないので、電流ループに流れる渦電流による損失により回転電機の効率を劣化させることなく、コイルとロータ間を静電遮蔽して、コイルとロータ間の静電結合容量を低減させて軸電圧を低減させることにより電食を防止することができるという作用を有する。

また、静電遮蔽層の長手方向片側のみを略円筒物の静電遮蔽層に導通接続するようにしたものであり、積層板と絶縁された静電遮蔽層の長手方向片側のみを略円筒物の静電遮蔽層に導電接続することにより、静電遮蔽層と歯によって強磁性体でできた歯と錯交する電流ループが形成されないので、電流ループに流れる渦電流による損失により回転電機の効率を劣化させることなく、コイルとロータ間を静電遮蔽して、コイルとロータ間の静電結合容量を低減させて軸電圧を低減させることにより電食を防止することができるという作用を有する。

また、絶縁体は比誘電率が５以下の低誘電率材料を使用するようにしたものであり、コイルとステータ間の絶縁体の比誘電率を小さく抑えることにより、コイルとステータ間の静電結合容量は小さくなり、コイルとステータ間の静電結合容量が原因でインバータと回転電機のフレームグランド端子間を結ぶアース線に流れる漏れ電流は増大しないという作用を有する。

また、スロット開口部に配置される絶縁スリーブの短手方向両端部は、その両端部間に隙間があり、かつ、弾性を持つ静電遮蔽層と弾性を持つ絶縁体を使用することにより絶縁スリーブ全体は弾性を持つようになり、絶縁スリーブを歯に固定した後でも巻線をスロットに巻回す巻線巻回処理ができるという作用を有する。

（実施の形態１）
図１は実施の形態１の回転電機の構造を示し、図において、回転電機１は例えば誘導電動機であって、ステータ２は、ハウジング３の内周面に固定されている。ステータ２にはコイル４を配置させるための凹型状のスロットを有し、スロットに収まらないコイル４の端部をコイルエンド５ａ〜５ｂと呼んでいる。回転軸６を有するロータ７は、籠型巻き線を有する誘導電動機のロータであって、ロータ７の両端にはアルミニウムを加工した籠型巻き線のエンドリング８ａ〜８ｂを有している。ロータ７は、軸受装置９ａ〜９ｂを介してハウジング３の両端部に固定された２枚のエンドブラケット１０ａ〜１０ｂに保持されている。コイル４とロータ７の間には後述する第１の静電スリーブ１１が配置されている。

図２は実施の形態１の第１の絶縁スリーブ１１の構造図である。図において、第１の絶縁スリーブ１１は、絶縁体を短冊板状に加工して得られる絶縁層１２の厚さ方向１３の中央位置１４に、非磁性導体を加工して得られる図示するような形状の静電遮蔽層１５を形成したものである。第１の静電スリーブ１１は、第１の静電スリーブ１１の短手方向１６の両端部１７の間に隙間１８が開くように、図示するような湾曲した形状になるように加工されている。ここで、隙間１８の間隔は、コイル４を構成している巻線一本分を通過する事ができる距離が確保されていれば良い。第１の静電スリーブ１１の静電遮蔽層１５の短手方向１６の両端部１７を残して、絶縁層１２からはみ出る静電遮蔽層１５の一部は、図示するようにカットされている。

図３（ａ）は図１において図示する１９の方向から見た実施の形態１の回転電機の構造図を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）において図示する２０の方向から見た回転電機の構造図である。図において、ステータ２は珪素鋼板のような強磁性体でできた複数の積層板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ・・・２１ｘを互いに絶縁して積層して形成したもので、歯２２ａ〜２２ｂとスロット２３を有している。スロット２３内にはコイル４が配置され、コイル４とスロット２３の間には、第１の絶縁スリーブ１１が配置されている。第１の絶縁スリーブ１１の短手方向１６の両端部１７は、スロット開口部２４を塞ぐように固定されている。第１の絶縁スリーブ１１の静電遮蔽層１５の短手方向１６の両端部１７は、スロット開口部２４のほぼ全面を塞ぐように配置されている。絶縁スリーブ１１の長手方向２５の静電遮蔽層１５の先端部片側２６ａは、図示するように、一点２７において、線材２８を介して最端部の積層板２１ａに溶接、または、はんだ付けして接続されている。

図３（ａ）〜（ｂ）で示すように、静電遮蔽層１５の短手方向１６の両端部１７が、スロット開口部２４のほぼ全面を塞ぐように配置されるので、図１３〜図１６で説明した従来の回転電機１００、１０９、１１３および１１５と同様に、コイルとロータ間が静電遮蔽層により静電遮蔽されるので、コイルとロータ間の静電結合容量は小さくなり、図１３〜図１６で説明した従来の回転電機と同様の理由により、軸電圧は、著しく減少するか、または、消滅し、ベアリング電流も低減、または、消滅し、軸受装置の電食を防止することができる。

さらに、静電遮蔽層１５の表面は絶縁層１２で被覆されており、静電遮蔽層１５の一点２７のみを積層板２１ａに導通接続しているので、従来の回転電機のように、静電遮蔽層と積層板を通過する電流通路が、珪素鋼鈑のような強磁性体でできた歯の一部分と鎖交する電流ループを形成するようなことがなく、図３（ａ）に図示する２９の方向に変化するような回転磁界が発生しても、積層板に発生する渦電流を小さく抑える事ができ、渦電流損失によって回転電機のエネルギー変換効率が劣化する事はない。

さらに、第１の絶縁スリーブ１１の短手方向１６の両端部１７の間は隙間１８が開いており、第１の絶縁スリーブ１１は弾性を持つ材料で構成されているので、第１の絶縁スリーブ１１を、スロット２３内に固定して、静電遮蔽層１５を線材２８を介して積層板２１ａに接続した後でも、コイル４を構成している巻線をスロット２３に巻回す巻線巻回処理をする事ができる。

さらに、絶縁層１２は、ポリイミドのように比誘電率が５以下の低比誘電率材料を用いているので、絶縁層１２をはさんで静電遮蔽層１５に接近して配置されるコイル４と静電遮蔽層１５との間の静電結合容量、すなわち、コイル４とステータ２との間の静電結合容量が小さくなるように配慮されており、回転電機１がインバータにより駆動される場合において、インバータからコイル４に印加されるコモンモード電圧に対する応答電流としてインバータと回転電機を接続するアース線に発生する漏れ電流を増大させないようにすることができ、アース線より放射される不要な電磁波を増大させないようにすることができる。

（実施の形態２）
図４（ａ）は実施の形態２の回転電機の構造図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）において図示する２０の方向から見た回転電機の構造図である。実施の形態２は、実施の形態１と同様に、静電遮蔽層と積層板によって形成される電流通路を形成しないようにして渦電流による損失を小さく抑えつつ、コイルとロータ間の静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものであり、図３と同様な部分についての説明は省略する。

コイル４とスロット２３の間には、第１の絶縁スリーブ１１が挿入されている。第１の絶縁スリーブ１１の短手方向１６の両端部１７は、スロット開口部２４を塞ぐように固定されている。第１の絶縁スリーブ１１の静電遮蔽層１５の短手方向１６の両端部１７は、スロット開口部２４のほぼ全面を塞ぐように配置されている。静電遮蔽層１５の長手方向２５の先端部片側２６a〜２６ｂは、図示するように、折り曲げられて最端部の積層板２１ａに溶接、または、はんだ付けして接続されている。

図４（ａ）〜（ｂ）で示すように、実施の形態１と同様に、静電遮蔽層１２が、スロット開口部２４のほぼ全面を塞ぐように配置されるので、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、軸電圧は、著しく減少するか、または、消滅し、ベアリング電流も低減、または、消滅し、軸受装置の電食を防止することができる。

さらに、静電遮蔽層１５の表面は絶縁層１２で被覆されており、静電遮蔽層１５の長手方向２５の先端部片側２６ａ〜２６ｂを折り曲げて最端部の積層板２１ａに導通接続しているので、従来の回転電機のように、静電遮蔽層と積層板を通過する電流通路が、珪素鋼鈑のような強磁性体でできた歯の一部分と鎖交する電流ループを形成するようなことがなく、図３（ａ）に図示する方向２９に変化するような回転磁界が発生しても、積層板に発生する渦電流を小さく抑える事ができ、渦電流損失によって回転電機のエネルギー変換効率が劣化する事はない。

さらに、第１の絶縁スリーブ１１の短手方向１６の両端部１７の間は隙間１８が開いており、第１の絶縁スリーブ１１は弾性を持つ材料で構成されているので、第１の絶縁スリーブ１１を、スロット２３に固定して、静電遮蔽材１５の長手方向２５の先端部片側２６ａ〜２６ｂを折り曲げて最端部の積層板２１ａに溶接、または、はんだ付けして接続した後でも、コイル４を構成している巻線をスロット２３に巻回す巻線巻回処理をする事ができる。

さらに、絶縁層１２は低誘電率材料を用いているので、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、回転電機に接続されるアース線に流れる漏れ電流の振幅を小さく抑える事ができる。

（実施の形態３）
図５（ａ）は実施の形態３の回転電機の構造図を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）において図示する２０の方向から見た回転電機１の構造図である。実施の形態３は、実施の形態１と同様に、静電遮蔽層と積層板によって形成される電流通路を形成しないようにして渦電流による損失を小さく抑え、コイルとロータ間の静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものであり、図３と同様な部分についての説明は省略する。

コイル４とスロット２３の間には、第１の絶縁スリーブ１１が挿入されている。第１の絶縁スリーブ１１の短手方向１６の両端部１７は、スロット開口部２４を塞ぐように固定されている。第１の絶縁スリーブ１１の静電遮蔽層１５の短手方向１６の両端部１７は、スロット開口部２４のほぼ全面を塞ぐように配置されている。非磁性導体を略円筒に加工して得られる静電遮蔽層３０ａ〜３０ｂの外周面に絶縁層３１ａ〜３１ｂを形成した略円筒物３２ａ〜３２ｂが、図示するように、コイルエンド部５ａとエンドリング部８ａの間に配置されている。ここで、略円筒物３２ａ〜３２ｂは、コイルエンド部５ａとエンドリング部８ａの間に配置する事ができ、コイルエンド部５ａとエンドリング８ａ間を静電遮蔽してこの間の静電結合容量を低減できる形状であればどのような形状をしていても良い。第１の絶縁スリーブ１１の静電遮蔽層１５は、長手方向２５の先端部片側２６ａ〜２６ｂが、略円筒物３２ａの静電遮蔽層３０ａに導通接続するように溶接、または、はんだ付けされている。略円筒物３２ａ、３２ｂの静電遮蔽層３０ａ、３０ｂは、線材３３ａ、３３ｂを介して最端部の積層板２１ａ、２１ｘにそれぞれ溶接、または、はんだ付けして接続されている。

実施の形態３の場合、静電遮蔽層１５が、スロット開口部２４のほぼ全面を塞ぐように配置され、コイルとロータ間が静電遮蔽層１５により静電遮蔽されるので、スロット開口部２４に配置されるコイルとロータ間の静電結合容量が低減される。さらに、略円筒物３２ａ〜３２ｂの静電遮蔽層３０ａ〜３０ｂが、コイルエンド部５ａとエンドリング部８ａの間に挿入されており、コイルエンド部５ａとエンドリング部８ｂの間が静電遮蔽層３０ａ〜３０ｂにより静電遮蔽された分だけ、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率が大きくなり、コイルとロータ間の静電結合容量は実施の形態１〜実施の形態２の場合よりもさらに小さくなり、図１３〜図１６で説明した従来の回転電機と同様の理由により、軸受装置の電食を防止する効果を実施の形態１〜実施の形態２よりも強化することができる。

さらに、静電遮蔽層１５の表面は絶縁層１２で被覆されており、静電遮蔽層１５の長手方向２５の先端部片側２６ａ〜２６ｂのみが、略円筒物３２ａの静電遮蔽層３０ａに導通接続しており、さらに、静電遮蔽層３０ａは積層板２１ａに導通接続されているので、従来の回転電機のように、静電遮蔽層と積層板を通過する電流通路が、珪素鋼鈑のような強磁性体でできた歯の一部分と鎖交する電流ループを形成するようなことがなく、図３（ａ）に図示する２９の方向に変化するような回転磁界が発生しても、積層板に発生する渦電流を小さく抑える事ができ、渦電流損失によって回転電機のエネルギー変換効率が劣化する事はない。

さらに、第１の絶縁スリーブ１１の短手方向１６の両端部１７の間は隙間１８が開いており、第１の絶縁スリーブ１１は弾性を持つ材料で構成されているので、第１の絶縁スリーブ１１を、スロット２３に固定した後でも、静電遮蔽材１５の長手方向２５の先端部片側２６ａ〜２６ｂを略円筒物３２ａの静電遮蔽層３０ａに溶接、または、はんだ付けして接続する前であれば、コイル４を構成している巻線をスロット２３に巻回す巻線巻回処理をする事ができる。

さらに、絶縁層１２および絶縁層３１ａ〜３１ｂは低誘電率材料を用いているので、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、回転電機に接続されるアース線に流れる漏れ電流の振幅を小さく抑える事ができる。

（実施の形態４）
図６は実施の形態４の回転電機の構造図である。これは、実施の形態１で説明した第１の絶縁スリーブの短手方向１６の両端部１７が重なり合うようにスロット２３に固定させて、第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層の短手方向両端部が重なり合うようにすることにより、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくするようにしたものである。実施の形態１の場合と同様に、軸電圧の大きさは、コイルとロータ間の静電結合容量によって決まる事に着目し、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくすることにより、その静電結合容量を、よりいっそう小さくすることで軸電圧を下げ、電食の発生を抑えるようにしたものであり、実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。

図において、第１の絶縁スリーブ１１の短手方向１６の両端部１７は、互いに重なり合うように、スロット開口部２４を塞ぐように、スロット２３に固定されている。絶縁スリーブ１１の静電遮蔽層１５は、一点２７において、線材２８を介して最端部の積層板２１ａに、溶接、または、はんだ付けして接続されている。

図６で示すように、絶縁スリーブ１１は、互いに重なるようにスロット開口部２４のほぼ全面を塞ぐように配置されるので、静電遮蔽層１５が隙間なくスロット開口部２４を塞ぐことになり、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率が大きくなり、実施の形態１で説明した回転電機のように第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層１５の短手方向１６の両端部１７の間に隙間１８がある場合よりもコイルとロータ間の静電結合容量は小さくなるので、軸電圧をより小さく抑圧する事ができ、電食発生を防止する効果を強化することができる。

（実施の形態５）
図７は実施の形態５の第２の絶縁スリーブ３４の構造図である。図において、第２の絶縁スリーブ３４は、表面に弾性を持つポリイミドのような比誘電率が５以下の低誘電率材料を図示するように短冊板状に加工した絶縁層３５と、絶縁層３５の短手方向１６の両端部３６の位置であって、かつ、厚さ方向３７の中央位置３８において、銅のような非磁性導体であって薄い板状に加工すると弾性を持つ材料を短冊板状に加工した静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂを形成したものである。静電スリーブ３４は、静電スリーブ３４の短手方向１６の両端部３６の間に隙間４０が開くように、図示するような湾曲した形状になるように加工されている。ここで、隙間４０の間隔は、コイル４を構成している巻線一本分を通過させる事ができる距離を確保できていれば良い。

図８（ａ）は実施の形態５の回転電機の構造図を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）において図示する２０の方向から見た回転電機の構造図である。実施の形態５は、実施の形態１と同様に、静電遮蔽層と積層板によって形成される電流通路を形成しないようにして渦電流による損失を小さく抑えつつ、コイルとロータ間の静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものであり、図３と同様な部分についての説明は省略する。

図示するように、第２の絶縁スリーブ３４の短手方向１６の両端部３６がスロット開口部２４を塞ぐように、第２の絶縁スリーブ３４がスロット２３に固定されている。第２の絶縁スリーブ３４の静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂは、スロット開口部２４のほぼ全面を塞ぐように配置されている。静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂの長手方向２５の先端部片側４１ａ〜４１ｂは、図示するように、一点４２ａ〜４２ｂにおいて、線材４３ａ〜４３ｂを介して最端部の積層板２１ａに溶接、または、はんだ付けして接続されている。

図８（ａ）〜（ｂ）で示すように、実施の形態１と同様に、静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂは、スロット開口部２４のほぼ全面を塞ぐように配置されるので、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、軸電圧は、著しく減少するか、または、消滅し、ベアリング電流も低減、または、消滅し、軸受装置の電食を防止することができる。

さらに、静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂの表面は絶縁層３５で被覆されており、静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂの一点４２ａ〜４２ｂのみを積層板２１ａに導通接続しているので、従来の回転電機のように、静電遮蔽層と積層板を通過する電流通路が、珪素鋼鈑のような強磁性体でできた歯の一部分と鎖交する電流ループを形成するようなことがなく、図３（ａ）に図示する２９方向に変化するような回転磁界が発生しても、積層板に発生する渦電流を小さく抑える事ができ、渦電流損失によって回転電機のエネルギー変換効率が劣化する事はない。

さらに、第２の絶縁スリーブ３４の短手方向１６の両端部３６の間は隙間４０が開いており、第２の絶縁スリーブ３４は弾性を持つ材料で構成されているので、第２の絶縁スリーブ３４を、スロット２３に固定して、静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂの長手方向２５の先端部片側４１ａ〜４１ｂを線材４３ａ〜４３ｂを介して最端部の積層板２１ａに接続した後でも、コイル４を構成している巻線をスロット２３に巻回す巻線巻回処理をする事ができる。

さらに、絶縁層３５は低誘電率材料を用いているので、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、回転電機に接続されるアース線に流れる漏れ電流の振幅を小さく抑える事ができる。

（実施の形態６）
図９（ａ）は実施の形態６の回転電機の構造図を示し、図９（ｂ）は図９（ａ）において図示する２０の方向から見た回転電機の構造図である。実施の形態６は、実施の形態１と同様に、静電遮蔽層と積層板によって形成される電流通路を形成しないようにして渦電流による損失を小さく抑えつつ、コイルとロータ間の静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものであり、図３と同様な部分についての説明は省略する。

図示するように、第２の絶縁スリーブ３４の短手方向１６の両端部３６がスロット開口部２４を塞ぐように配置して、第２の絶縁スリーブ３４をスロット２３に固定する。第２の絶縁スリーブ３４の静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂは、スロット開口部２４のほぼ全面を塞ぐように配置されている。静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂの長手方向２５の先端部片側４１ａ〜４１ｂは、図示するように、折り曲げられて最端部の積層板２１ａに溶接、または、はんだ付けして接続されている。

図９（ａ）〜（ｂ）で示すように、実施の形態１と同様に、静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂが、スロット開口部２４のほぼ全面を塞ぐように配置されるので、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、軸電圧は、著しく減少するか、または、消滅し、ベアリング電流も低減、または、消滅し、軸受装置の電食を防止することができる。

さらに、静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂの表面は絶縁層３５で被覆されており、静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂの長手方向２５の先端部片側４１ａ〜４１ｂを折り曲げて最端部の積層板２１ａに導通接続しているので、従来の回転電機のように、静電遮蔽層と積層板を通過する電流通路が、珪素鋼鈑のような強磁性体でできた歯の一部分と鎖交する電流ループを形成するようなことがなく、図３（ａ）に図示する２９の方向に変化するような回転磁界が発生しても、積層板に発生する渦電流を小さく抑える事ができ、渦電流損失によって回転電機のエネルギー変換効率が劣化する事はない。

さらに、第２の絶縁スリーブ３４の短手方向１６の両端部３６の間は隙間４０が開いており、第２の絶縁スリーブ３４は弾性を持つ材料で構成されているので、第２の絶縁スリーブ３４を、スロット２３に固定して、静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂの長手方向２５の先端部片側４１ａ〜４１ｂを折り曲げて最端部の積層板２１ａに溶接、または、はんだ付けして接続した後でも、コイル４を構成している巻線をスロット２３に巻回す巻線巻回処理をする事ができる。

（実施の形態７）
図１０（ａ）は実施の形態７の回転電機の構造図を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）において図示する２０の方向から見た回転電機の構造図である。実施の形態７は、実施の形態１と同様に、静電遮蔽層と積層板によって形成される電流通路を形成しないようにして渦電流による損失を小さく抑え、コイルとロータ間の静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものであり、図３と同様な部分についての説明は省略する。

図示するように、第２の絶縁スリーブ３４の短手方向１６の両端部３６がスロット開口部２４を塞ぐように、第２の絶縁スリーブ３４がスロット２３に固定されている。第２の絶縁スリーブ３４の静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂは、スロット開口部２４のほぼ全面を塞ぐように配置されている。非磁性導体を略円筒に加工して得られる静電遮蔽層４２ａ〜４２ｂの外周面に絶縁層４３ａ〜４３ｂを形成した略円筒物４４ａ〜４４ｂが、図示するように、コイルエンド部５ａとエンドリング部８ａの間に配置されている。ここで、略円筒物４４ａ〜４４ｂは、コイルエンド部５ａとエンドリング部８ａの間に配置する事ができ、コイルエンド部５ａとエンドリング８ａ間を静電遮蔽してこの間の静電結合容量を低減できる形状であればどのような形状をしていても良い。第２の絶縁スリーブ３４の静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂは、長手方向２５の先端部片側４１ａ〜４１ｂが、略円筒物４４ａの静電遮蔽層４２ａに導通接続するように溶接、または、はんだ付けされている。略円筒物４４ａ、４４ｂの静電遮蔽層４２ａ、４２ｂは、線材４５ａ、４５ｂを介して最端部の積層板２１ａ、２１ｘにそれぞれ溶接、または、はんだ付けして接続されている。

実施の形態７の場合、静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂが、スロット開口部２４のほぼ全面を塞ぐように配置され、コイルとロータ間が静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂにより静電遮蔽されるので、スロット開口部２４に配置されるコイルとロータ間の静電結合容量が低減される。さらに、静電遮蔽層４２ａ〜４２ｂが、コイルエンド部５ａとエンドリング部８ａの間に挿入されており、コイルエンド部５ａとエンドリング部８ａの間が静電遮蔽層４２ａ〜４２ｂにより静電遮蔽された分だけ、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率が大きくなり、コイルとロータ間の静電結合容量は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４、実施の形態５または実施の形態６の場合よりもさらに小さくなり、図１３〜図１６で説明した従来の回転電機と同様の理由により、軸受装置の電食を防止する効果を実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４、実施の形態５または実施の形態６よりも強化することができる。

さらに、静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂの表面は絶縁層３５で被覆されており、静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂの長手方向２５の先端部片側４１ａ〜４１ｂのみが略円筒物４４ａの静電遮蔽層４２ａに導通接続しているので、従来の回転電機のように、静電遮蔽層と積層板を通過する電流通路が、珪素鋼鈑のような強磁性体でできた歯の一部分と鎖交する電流ループを形成するようなことがなく、図１０（ａ）に図示する２９の方向に変化するような回転磁界が発生しても、積層板に発生する渦電流を小さく抑える事ができ、渦電流損失によって回転電機のエネルギー変換効率が劣化する事はない。

さらに、第２の絶縁スリーブ３４の短手方向１６の両端部３６の間は隙間４０が開いており、第２の絶縁スリーブ３４は弾性を持つ材料で構成されているので、第２の絶縁スリーブ３４を、スロット２３に固定した後でも、静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂの長手方向２５の先端部片側４１ａ〜４１ｂを略円筒物４４ａの静電遮蔽層４２ａに溶接、または、はんだ付けして接続する前であれば、コイル４を構成している巻線をスロット２３に巻回す巻線巻回処理をする事ができる。

さらに、絶縁層３５および絶縁層４３ａ〜４３ｂは低誘電率材料を用いているので、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、回転電機に接続されるアース線に流れる漏れ電流の振幅を小さく抑える事ができる。

（実施の形態８）
図１１は実施の形態８の回転電機の構造図である。これは、実施の形態５で説明した第２の絶縁スリーブ３４の短手方向１６の両端部３６が重なり合うように第２の絶縁スリーブ３４をスロット２３に固定させて、第２の絶縁スリーブ３４の静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂがスロット開口部２４全面を塞ぐようにすることにより、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくするようにしたものである。実施の形態５で説明した場合と同様に、軸電圧の大きさは、コイルとロータ間の静電結合容量によって決まる事に着目し、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくすることにより、その静電結合容量を、よりいっそう小さくすることで軸電圧を下げ、電食の発生を抑えるようにしたものであり、実施の形態５と異なる部分についてのみ説明する。

図において、第１の絶縁スリーブ３４の短手方向１６の両端部３６は、互いに重なり合うように、スロット開口部２４を塞ぐように、スロット２３に固定されている。絶縁スリーブ３４の静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂは、一点４２ａ〜４２ｂにおいて、線材４３ａ〜４３ｂを介して最端部の積層板２１ａに、溶接、または、はんだ付けして接続されている。

図１１で示すように、絶縁スリーブ３４は、互いに重なるようにスロット開口部２４のほぼ全面を塞ぐように配置されるので、静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂが隙間なくスロット開口部２４を塞ぐことになり、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率が大きくなり、実施の形態５で説明した回転電機のように第１の絶縁スリーブ３４の静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂの短手方向１６の両端部３６の間に隙間がある場合よりもコイルとロータ間の静電結合容量は小さくなるので、軸電圧をより小さく抑圧する事ができ、電食発生を防止する効果を強化することができる。

図１２は、本発明の実施の形態１の回転電機１、実施の形態２の回転電機１、実施の形態３の回転電機１、および、従来の回転電機１００のエネルギー変換効率を比較した効率特性を示し、負荷トルクＴを変動させつつ回転数ｎを変化させたときの回転数ｎと効率ηの関係を示している。図を見て明らかなように、本発明の実施の形態１、実施の形態２、および、実施の形態３による効率は、従来例のものに比べて改善されている事がわかる。

なお、実施の形態４では、静電遮蔽層１５の先端部片側２６ａを先端部の積層板２１ａに接続する方法として、一点２７のみを先端部の積層板２１ａに接続する実施の形態１で開示したのと同様の方法としているが、静電遮蔽層１５の長手方向２５の先端部片側２６ａ〜２６ｂを折り曲げて最端部の積層板２１ａに接続する実施の形態２で開示したのと同様の方法とするか、または、非磁性導体を略円筒に加工して得られる静電遮蔽層３０ａ〜３０ｂの外周面に絶縁層３１ａ〜３１ｂを形成した略円筒物３２ａ〜３２ｂを、コイルエンド部５ａとエンドリング部８ａの間に配置し、静電遮蔽層１５の長手方向２５の先端部片側２６ａ〜２６ｂを、略円筒物３２ａの静電遮蔽層３０ａに接続し、さらに、略円筒物３２ａ、３２ｂの静電遮蔽層３０ａ、３０ｂを、最端部の積層板２１ａ、２１ｘにそれぞれ接続する実施の形態３で開示したのと同様の方法としてもよく、その作用効果に差異を生じない。

なお、実施の形態８では、静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂの先端部片側４１ａ〜４１ｂを先端部の積層板２１ａに接続する方法として、一点４２ａ〜４２ｂを先端部の積層板２１ａに接続する実施の形態５で開示したのと同様の方法としているが、静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂの長手方向２５の先端部片側４１ａ〜４１ｂを折り曲げて最端部の積層板２１ａに接続する実施の形態６で開示したのと同様の方法とするか、または、非磁性導体を略円筒に加工して得られる静電遮蔽層４２ａ〜４２ｂの外周面に絶縁層４３ａ〜４３ｂを形成した略円筒物４４ａ〜４４ｂを、コイルエンド部５ａとエンドリング部８ａの間に配置し、静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂの長手方向２５の先端部片側４１ａ〜４１ｂを、略円筒物４４ａの静電遮蔽層４２ａに接続し、さらに、略円筒物４４ａ、４４ｂの静電遮蔽層４２ａ、４２ｂを、最端部の積層板２１ａ、２１ｘにそれぞれ接続する実施の形態７で開示したのと同様の方法としてもよく、その作用効果に差異を生じない。

なお、実施の形態１〜８では、静電遮蔽層１５、静電遮蔽層３９ａ〜３９ｂ、静電遮蔽層３０ａ〜３０ｂ、および、静電遮蔽層４２ａ〜４２ｂは、銅でできた非磁性導体を用いたが、銅にかえてアルミニウム、白金、金、導電性ポリマー等のような非磁性導体を用いてもよく、その作用効果に差異を生じない。

なお、絶縁層１２、絶縁層３１ａ〜３１ｂ、絶縁層３５、および、絶縁層４３ａ〜４３ｂは、ポリイミドを用いているが、ポリイミドにかえてポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ四フッ化エチレン等のように比誘電率が５以下の低比誘電率の絶縁材料を用いてもよく、その作用効果に差異を生じない。

なお、回転電機１を誘導電動機としたが、誘導電動機にかえて直流機、同期機、ステッピングモータ、リラクタンスモータのような回転電機でもよく、その作用効果に差異を生じない。

本発明の回転電機を、インバータ装置を用いて可変速制御をする場合や、トクルの制御をする場合において、ベアリング装置に流れるベアリング電流が原因で発生していたベアリング装置の電食を解消して、良好なエネルギー変換効率で回転電機を運転する事ができ、省エネルギー、省電力を目標とした産業機器や家電製品に使用される回転電機の用途にも適用できる。

実施の形態１の回転電機の構造図実施の形態１の第１の絶縁スリーブの構造図（ａ）図１においてＡの方向から見た実施の形態１の回転電機の構造図（ｂ）図３（ａ）においてＤの方向から見た回転電機の構造図（ａ）実施の形態２の回転電機の構造図（ｂ）図４（ａ）においてＤの方向から見た回転電機の構造図（ａ）実施の形態３の回転電機の構造図（ｂ）図５（ａ）においてＤの方向から見た回転電機の構造図実施の形態４の回転電機の構造図実施の形態５の第３の絶縁スリーブ２７の構造図（ａ）実施の形態５の回転電機の構造図（ｂ）図８（ａ）においてＤの方向から見た回転電機の構造図（ａ）実施の形態６の回転電機の構造図（ｂ）図９（ａ）においてＤの方向から見た回転電機の構造図（ａ）実施の形態７の回転電機の構造図（ｂ）図１０（ａ）においてＤの方向から見た回転電機の構造図実施の形態８の回転電機の構造図実施の形態１の回転電機１、実施の形態２の回転電機１、実施の形態３の回転電機１、および、従来の回転電機１００のエネルギー変換効率を比較した効率特性図従来の米国特許第００５６６１３５３号明細書に記載されている従来の回転電機の断面図従来の米国特許第００５６６１３５３号明細書に記載されている従来の他の回転電機の断面図従来の米国特許第００５６６１３５３号明細書に記載されている従来の他の回転電機の断面図従来の特開２０００−１９７２９８号公報に記載されている従来の回転電機の断面図従来の電食対策されていない従来の回転電機の各部間の静電結合容量を示す断面図従来の電食対策されていない一般的な回転電機において軸電圧が発生しベアリング電流が発生するメカニズムと、電食対策された従来の回転電機において、スロット開口部に静電遮蔽層を取り付ける事によって、軸電圧が低減され電食を防止できることを説明するコモンモード等価回路図従来の回転電機において積層板に発生する渦電流を説明する構成図従来の静電シール材による電食対策をした従来の回転電機と対策をしない回転電機について回転数と効率の関係を比較したグラフ

符号の説明

１回転電機
２ステータ
３ハウジング
４コイル
６回転軸
７ロータ
９ａ軸受装置
９ｂ軸受装置
１０ａエンドブラケット
１０ｂエンドブラケット
１１第１の絶縁スリーブ
１２絶縁層
１３厚さ方向
１４中央位置
１５静電遮蔽層
１６短手方向
１７両端部
２３スロット
２４スロット開口部
２５長手方向
２６ａ先端部片側
２６ｂ先端部片側
２７一点
３０ａ静電遮蔽層
３０ｂ静電遮蔽層
３１ａ絶縁層
３１ｂ絶縁層
３２ａ略円筒物
３２ｂ略円筒物
３４第２の絶縁スリーブ
３５絶縁層
３６両端部
３７厚さ方向
３８中央位置
３９ａ静電遮蔽層
３９ｂ静電遮蔽層
４１ａ一点
４１ｂ一点
４２ａ静電遮蔽層
４２ｂ静電遮蔽層
４３ａ絶縁層
４３ｂ絶縁層
４４ａ略円筒物
４４ｂ略円筒物
１００従来の回転電機
１０１ステータ
１０２スロット
１０３歯
１０４コイル
１０５ロータ
１０６かご型巻き線
１０７静電遮蔽層
１０８スチ−ル製ねじ
１０９従来の回転電機
１１０導電層
１１１スロット開口部
１１２導電キャップ
１１３従来の回転電機
１１４静電シール
１１５従来の回転電機
１１６ａ絶縁スリーブ
１１６ｂ絶縁スリーブ
１１６ｃ絶縁スリーブ
１１７ａ絶縁スリーブ
１１７ｂ絶縁スリーブ
１１７ｃ絶縁スリーブ
１１８ａ導電膜
１１８ｂ導電膜
１１８ｃ導電膜
１１９電食対策されていない従来の回転電機
１２０ａ絶縁スリーブ
１２０ｂ絶縁スリーブ
１２０ｃ絶縁スリーブ
１２１コイルとステータ間の静電結合容量
１２２ステータとロータ間の静電結合容量
１２３コイルとロータ間の静電結合容量

Claims

互いに絶縁して積層した複数の積層板より形成され、スロットと歯を有しそのスロット内にコイルを配置するステータと、そのステータを内周面に固定したハウジングと、回転軸を有するロータと、軸受装置と、２枚のエンドブラケットを有し、前記ロータは前記回転軸に取り付けられた前記軸受装置を介して前記ハウジングの両端部に固定された２枚のエンドブラケットに保持される回転電機において、絶縁体を短冊板状に加工して得られる絶縁層の厚さ方向中央位置に、非磁性導体を加工して得られる静電遮蔽層を形成した第１の絶縁スリーブを備え、前記第１の絶縁スリーブを前記スロットと前記コイルの間に配置し、前記第１の絶縁スリーブの短手方向両端部が前記スロットの開口部を塞ぐように固定し、前記静電遮蔽層および前記歯によって前記歯と鎖交する電流ループが形成されないように前記静電遮蔽層を前記積層板または前記ステータに導通接続して、前記コイルと前記ロータ間を静電遮蔽するようにした事を特徴とする回転電機。
互いに絶縁して積層した複数の積層板より形成され、スロットと歯を有しそのスロット内にコイルを配置するステータと、そのステータを内周面に固定したハウジングと、回転軸を有するロータと、軸受装置と、２枚のエンドブラケットを有し、前記ロータは前記回転軸に取り付けられた前記軸受装置を介して前記ハウジングの両端部に固定された２枚のエンドブラケットに保持される回転電機において、絶縁体を短冊板状に加工して得られる絶縁層の短手方向両端部の厚さ方向中央位置に、非磁性導体を短冊板状に加工して得られる静電遮蔽層を形成した第２の絶縁スリーブを備え、前記第２の絶縁スリーブを前記スロットと前記コイルの間に配置し、前記第２の絶縁スリーブの短手方向両端部が前記スロットの開口部を塞ぐように固定し、前記静電遮蔽層および前記歯によって前記歯と鎖交する電流ループが形成されないように前記静電遮蔽層を前記積層板または前記ステータに導通接続して、前記コイルと前記ロータ間を静電遮蔽するようにした事を特徴とする回転電機。
第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層の一点を一枚の積層板またはステータに導通接続するようにした事を特徴とする請求項１記載の回転電機。
第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層の一点を一枚の積層板またはステータに導通接続するようにした事を特徴とする請求項２記載の回転電機。
第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側を一枚の積層板に導通接続するようにした事を特徴とする請求項１記載の回転電機。
第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側を一枚の積層板に導通接続するようにした事を特徴とする請求項２記載の回転電機。
非磁性導体を略円筒に加工して得られる静電遮蔽層の外周面に絶縁層を形成した略円筒物をコイルエンド部とエンドリング部の間に配置し、第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側のみを前記略円筒物の静電遮蔽層に導通接続し、前記略円筒物の静電遮蔽層を前記一枚の積層板または前記ステータに導通接続することにより、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくしてコイルとロータ間を静電遮蔽した事を特長とする請求項１記載の回転電機。
非磁性導体を略円筒に加工して得られる静電遮蔽層の外周面に絶縁層を形成した略円筒物をコイルエンド部とエンドリング部の間に配置し、第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側のみを前記略円筒物の静電遮蔽層に導通接続し、前記略円筒物の静電遮蔽層を前記一枚の積層板または前記ステータに導通接続することにより、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくしてコイルとロータ間を静電遮蔽した事を特長とする請求項１記載の回転電機。
第１の絶縁スリーブの短手方向両端部が重なり合うように固定させて、第１の絶縁スリーブの短手方向両端部にある静電遮蔽層がスロット開口部全体を塞ぐようにすることによって、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくしてコイルとロータ間を静電遮蔽した事を特長とする請求項１記載の回転電機。
第２の絶縁スリーブの短手方向両端部が重なり合うように固定させて、第２の絶縁スリーブの短手方向両端部にある静電遮蔽層がスロット開口部全体を塞ぐようにすることによって、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくしてコイルとロータ間を静電遮蔽した事を特長とする請求項２記載の回転電機。
第１の静電スリーブの前記絶縁層は比誘電率が５以下の低誘電率材料で形成することによって、前記コイルと前記ステータ間の静電結合容量を小さくして、前記インバータと前記回転電機のフレームグランド端子間を結ぶアース線に流れる漏れ電流が増大しないようにした事を特徴とする請求項１記載の回転電機。
第２の静電スリーブの前記絶縁層は比誘電率が５以下の低誘電率材料で形成することによって、前記コイルと前記ステータ間の静電結合容量を小さくして、前記インバータと前記回転電機のフレームグランド端子間を結ぶアース線に流れる漏れ電流が増大しないようにした事を特徴とする請求項２記載の回転電機。
略円筒物の前記絶縁層は比誘電率が５以下の低誘電率材料で形成することによって、前記コイルと前記ステータ間の静電結合容量を小さくして、前記インバータと前記回転電機のフレームグランド端子間を結ぶアース線に流れる漏れ電流が増大しないようにした事を特徴とする請求項７、または、請求項８記載の回転電機。
第１の絶縁スリーブは弾性を持つ絶縁体で絶縁層を形成し、かつ、弾性を持つ非磁性導体で静電遮蔽層を形成する事を特徴とする請求項１記載の回転電機。
第２の絶縁スリーブは弾性を持つ絶縁体で絶縁層を形成し、かつ、弾性を持つ非磁性導体で静電遮蔽層を形成する事を特徴とする請求項２記載の回転電機。