JP2019009921A - 固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】液状の絶縁樹脂を用いることなく楔の抜け出しを防止することが可能な固定子を提供する。【解決手段】一実施形態によれば、固定子は、鉄心と、楔と、エアーダクトスペーサと、ストッパと、を備える。鉄心は、互いに間隔をおいて積層された複数の磁性板を有する。複数の磁性板の各々には、固定子コイルを収容するスロットが設けられている。楔は、スロットの開口端に設けられている。エアーダクトスペーサは、複数の磁性板の間に設けられている。ストッパは、楔を把持した状態でエアーダクトスペーサに嵌合されている。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、固定子に関する。

回転電機の固定子では、固定子コイルが鉄心のスロット内に収容されている。また、この固定子コイルを固定するために、非磁性体の楔がスロットの開口端に設けられている。さらに、この楔がスロットから抜け出さないようにするために、スロットの両端に液状の絶縁樹脂を含浸させたフェルト等のストッパが用いられている。フェルトに含まれた液状の絶縁樹脂が凝固することによってフェルトが硬化し、楔は固定される。

特開平７−２５５１４１号公報

上述した楔の抜け出し防止方法では、液状の絶縁樹脂が、凝固する前に鉄心のスロット内に入り込む場合がある。この場合、固定子コイルと鉄心が固着し、この固着が、固定子コイルに悪影響を及ぼす可能性がある。

本発明の実施形態は、液状の絶縁樹脂を用いることなく楔の抜け出しを防止することが可能な固定子を提供することを目的とする。

一実施形態によれば、固定子は、鉄心と、楔と、エアーダクトスペーサと、ストッパと、を備える。鉄心は、互いに間隔をおいて積層された複数の磁性板を有する。複数の磁性板の各々には、固定子コイルを収容するスロットが設けられている。楔は、スロットの開口端に設けられている。エアーダクトスペーサは、複数の磁性板の間に設けられている。ストッパは、楔を把持した状態でエアーダクトスペーサに嵌合されている。

本実施形態によれば、液状の絶縁樹脂を用いることなく楔の抜け出しを防止することが可能となる。

第１実施形態に係る固定子の一部を概略的に示す斜視図である。 図１に示す切断線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。 （ａ）は第１実施形態に係るストッパをスペーサに嵌合する前の状態を示す拡大図であり、（ｂ）は（ａ）に示すストッパをスペーサに嵌合した状態を示す拡大図である。 （ａ）は第２実施形態に係るストッパをスペーサに嵌合する前の状態を示す拡大図であり、（ｂ）は（ａ）に示すストッパをスペーサに嵌合した状態を示す拡大図である。 （ａ）は第３実施形態に係るストッパをスペーサに嵌合する前の状態を示す拡大図であり、（ｂ）は（ａ）に示すストッパをスペーサに嵌合した状態を示す拡大図である。 第４実施形態に係る固定子の一部を概略的に示す斜視図である。 図６に示す領域Ｓの拡大図である。 （ａ）〜（ｆ）は、図７に示す切断線Ａ−Ａ〜Ｆ−Ｆに沿った断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る固定子の一部を概略的に示す斜視図である。図１に示す固定子１は、例えば、回転電機の固定子として用いられる。固定子１は、鉄心１０と、固定子コイル２０と、非磁性体の楔３０と、エアーダクトスペーサ４０と、非磁性体のストッパ５０と、を備える。

鉄心１０は、環状の複数の磁性板１１を有する。複数の磁性板１１は、互いに間隔をおいて軸方向Ｚに積層されている。また、各磁性板１１には、複数のスロット１２が設けられている。複数のスロット１２は、周方向Ｃに沿って配置されている。各スロット１２は、磁性板１１の内周側に向かって開口している。各スロット１２内には、固定子コイル２０が収容されている。

楔３０は、各スロット１２の開口端１２ａにそれぞれ設置されている。楔３０によって、固定子コイル２０の径方向Ｒの移動が制限されるので、固定子コイル２０はスロット１２内に固定される。なお、磁性板１１の積層数が多い場合には、複数の楔３０が軸方向Ｚに連続的に並べられていてもよい。

エアーダクトスペーサ４０は、磁性板１１間に設けられている。エアーダクトスペーサ４０によって、磁性板１１間に一定の空隙が形成される。この空隙は通風路として機能するので、例えば固定子コイル２０で発生した熱を放熱できる。

ストッパ５０は、楔３０を把持した状態でエアーダクトスペーサ４０に嵌合されている。ここで、図２および図３を参照してストッパ５０とエアーダクトスペーサ４０との嵌合構造について説明する。

図２は、図１に示す切断線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。図３（ａ）は、ストッパ５０をエアーダクトスペーサ４０に嵌合する前の状態を示す拡大図である。また、図３（ｂ）は、ストッパ５０をエアーダクトスペーサ４０に嵌合した状態を示す拡大図である。

エアーダクトスペーサ４０は、図２に示すように、板状部材４１と、板状部材４１上に突出した線形の複数のスペーサ４２とを有する。スペーサ４２は、径方向Ｒに延出し、かつ周方向Ｃに沿って配置されている。図２および図３（ａ）に示すように、一部のスペーサ４２には、切欠き形状の凹部４２ａが設けられている。

ストッパ５０は、図３（ａ）に示すように、コの字型に形成されている。また、ストッパ５０の先端部には、凸部５０ａが形成されている。楔３０がスロット１２の開口端１２ａに取り付けられた状態で、ストッパ５０が磁性板１１間に形成された空隙へ挿入されると、図３（ｂ）に示すように、ストッパ５０の凸部５０ａがスペーサ４２の凹部４２ａに嵌合する。これにより、楔３０は、ストッパ５０に把持されて軸方向Ｚの移動を制限される。そのため、楔３０がスロット１２から抜け出ることを防止することができる。

以上説明した本実施形態によれば、ストッパ５０とスペーサ４２との嵌合によって、楔３０の固定が強化される。そのため、液状の絶縁樹脂を用いなくても、楔３０がスロット１２から抜け出ることを防止することができる。また、ストッパ５０を磁性板１１間に形成された空隙へ差し込むことによって、ストッパ５０とスペーサ４２とが嵌合するので、簡易に楔３０を固定することができる。その結果、液状の絶縁樹脂を凝固させる従来の固定作業に比べて、作業時間を大幅に短縮することができる。

なお、複数の楔３０が軸方向Ｚで連続的に並べられている場合には、ストッパ５０は、最上段の楔３０および最下段の楔３０の２箇所に少なくとも設置されていればよい。このように、ストッパ５０の数を、楔３０の抜け出し防止に必要最低限の数にすることによって、ストッパ５０の取付作業時間を抑制することができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。本実施形態では、エアーダクトスペーサ４０とストッパ５０との嵌合構造が、第１実施形態と異なる。ここで、図４を参照してこれらの嵌合構造を説明する。

図４（ａ）は、本実施形態に係るストッパ５０をエアーダクトスペーサ４０に嵌合する前の状態を示す拡大図である。また、図４（ｂ）は、本実施形態に係るストッパ５０をエアーダクトスペーサ４０に嵌合した状態を示す拡大図である。

図４（ａ）に示すように、本実施形態に係るエアーダクトスペーサ４０では、スペーサ４２が凸部４２ｂを有する。一方、本実施形態に係るストッパ５０は、コの字型に形成され、その先端部に切欠き形状の凹部５０ｂを有する。

楔３０を固定する際、ストッパ５０は、第１実施形態と同様に、磁性板１１間に形成された空隙へ挿入される。その結果、図４（ｂ）に示すように、ストッパ５０の凹部５０ｂがスペーサ４２の凸部４２ｂに嵌合する。

以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、ストッパ５０とスペーサ４２との嵌合によって、楔３０は、ストッパ５０に把持されて軸方向Ｚの移動を制限される。そのため、液状の絶縁樹脂を用いることなく楔３０がスロット１２から抜け出ることを防止できる。また、簡易な作業で楔３０を固定することができるので、楔３０の固定作業に要する時間を大幅に短縮することができる。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。本実施形態では、エアーダクトスペーサ４０とストッパ５０との嵌合構造が、第１実施形態および第２実施形態と異なる。ここで、図５を参照してこれらの嵌合構造を説明する。

図５（ａ）は、本実施形態に係るストッパ５０をエアーダクトスペーサ４０に嵌合する前の状態を示す拡大図である。また、図５（ｂ）は、本実施形態に係るストッパ５０をエアーダクトスペーサ４０に嵌合した状態を示す拡大図である。

図５（ａ）に示すように、本実施形態に係るエアーダクトスペーサ４０では、スペーサ４２は、その一部分が途切れた欠損部４２ｃを有する。一方、本実施形態に係るストッパ５０は、コの字型に形成され、その先端部に凸部５０ａを有する。

楔３０を固定する際、ストッパ５０は、第１実施形態および第２実施形態と同様に、磁性板１１間に形成された空隙へ挿入される。その結果、図５（ｂ）に示すように、ストッパ５０の凸部５０ａが欠損部４２ｃでスペーサ４２に嵌合する。具体的には、凸部５０ａは、欠損部４２ｃにおいて径方向Ｒで互いに対向する２つの端部のうち、楔３０側（開口端１２ａ側）に位置する端部に嵌合する。

以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、ストッパ５０とスペーサ４２との嵌合によって、楔３０は、ストッパ５０に把持されて軸方向Ｚの移動を制限される。そのため、液状の絶縁樹脂を用いることなく楔３０がスロット１２から抜け出ることを防止できる。

また、本実施形態では、ストッパ５０は、欠損部４２ｃでスペーサ４２に嵌合される。この欠損部４２ｃは、径方向Ｒに連続しているスペーサ４２の一部を切除することによって形成できる。そのため、第１実施形態で説明した凹部４２ａに比べて、スペーサ４２の加工が容易になる。したがって、ストッパ５０とスペーサ４２との嵌合をより簡易に実現することができる。

（第４実施形態）
図６は、第４実施形態に係る固定子の一部を概略的に示す斜視図である。また、図７は、図６に示す領域Ｓの拡大図である。さらに、図８（ａ）〜（ｆ）は、図７に示す切断線Ａ−Ａ〜Ｆ−Ｆに沿った断面図である。各図において、第１実施形態で説明した構成要素と同様の構成要素には、同じ符号を付している詳細な説明を省略する。

図６に示すように、本実施形態に係る固定子４は、鉄心１０と、固定子コイル２０と、非磁性体の楔３０と、非磁性体のストッパ６０と、を備える。なお、図６には示されていないが、エアーダクトスペーサ４０は、鉄心１０を構成する磁性板１１間に設けられていてもよい。

楔３０は、図８（ｂ）および図８（ｆ）に示すように、穴部３１を有する。穴部３１の内面には、口径を狭める角部３１ａが形成されている。なお、穴部３１は、楔３０を貫通していてもよいし、していなくてもよい。

ストッパ６０は、嵌合部６１および突出部６２を有する。嵌合部６１は、図８（ｂ）に示すように、穴部３１の角部３１ａで楔３０と嵌合する。一方、突出部６２は、嵌合部６１と一体に形成されている。また、図８（ｄ）に示すように、突出部６２の幅Ｗ１は、楔３０の幅Ｗ２よりも広い。

本実施形態では、楔３０を固定する際、ストッパ６０は、楔３０の穴部３１内へ挿入される。その結果、ストッパ６０の嵌合部６１が、穴部３１の角部３１ａで楔３０と嵌合する。また、ストッパ６０の突出部６２は、楔３０の幅Ｗ２よりも広い幅Ｗ１を有するので、磁性板１１の間で楔３０の外側に突出する（図７参照）。突出部６２によって、楔３０の軸方向Ｚの移動が制限されるので、楔３０がスロット１２から抜け出ることを防止することができる。

以上説明した本実施形態によれば、ストッパ６０を楔３０に嵌め込むと、ストッパ６０の突出部６２によって、楔３０の固定が強化される。そのため、液状の絶縁樹脂を用いることなく楔３０がスロット１２から抜け出ることを防止できる。

なお、複数の楔３０が軸方向Ｚで連続的に並べられている場合、ストッパ６０は、最上段の楔３０および最上段の一段下の楔３０に嵌合されるともに、最下段の楔３０および最下段の一段上の楔３０に嵌合されていればよい。この場合、ストッパ６０の数が、楔３０の抜け出し防止に必要最低限に抑制されるので、ストッパ６０の取付作業に要する時間を抑制することができる。

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規なシステムは、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明したシステムの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。

１０ 鉄心、１１ 磁性板、１２ スロット、１２ａ 開口端、２０ 固定子コイル、３０ 楔、３１ 穴部、４０ エアーダクトスペーサ、４１ 板状部材、４２ スペーサ、４２ａ 凹部、４２ｂ 凸部、４２ｃ 欠損部、５０、６０ ストッパ、５０ａ 凸部、５０ｂ 凹部、６１ 嵌合部、６２ 突出部

Claims (6)

1. 互いに間隔をおいて積層された複数の磁性板を有し、前記複数の磁性板の各々に固定子コイルを収容するスロットが設けられた鉄心と、
   前記スロットの開口端に設けられた楔と、
   前記複数の磁性板の間に設けられたエアーダクトスペーサと、
   前記楔を把持した状態で前記エアーダクトスペーサに嵌合されたストッパと、
   を備える固定子。
2. 前記ストッパの先端部に凸部が設けられ、
   前記エアーダクトスペーサに、前記凸部と嵌合する凹部が設けられている、請求項１に記載の固定子。
3. 前記ストッパの先端部に凹部が設けられ、
   前記エアーダクトスペーサに、前記凹部と嵌合する凸部が設けられている、請求項１に記載の固定子。
4. 前記エアーダクトスペーサが、板状部材と、前記板状部材上に設けられ、一部分が途切れた欠損部を有する線形のスペーサと、を有し、
   前記ストッパの先端部に、前記欠損部で前記スペーサに嵌合する凸部が設けられている、請求項１に記載の固定子。
5. 互いに間隔をおいて積層された複数の磁性板を有し、前記複数の磁性板の各々に固定子コイルを収容するスロットが設けられた鉄心と、
   前記スロットの開口端に設けられた楔と、
   前記楔に嵌合されるとともに、前記複数の磁性板の間で前記楔の外側に突出したストッパと、
   を備える固定子。
6. 前記楔は、穴部を有し、
   前記ストッパは、前記穴部に嵌合された嵌合部と、前記嵌合部と一体に形成され、前記楔の幅よりも広い幅を有する突出部と、を有する、請求項５に記載の固定子。

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