JP2584458Y2 - 回転機用ロータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、発電機あるいは電動
機等の回転機に用いられる回転機用ロータに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、回転機用ロータは、シャフトに
嵌合固定される鉄心と、この鉄心に装着される絶縁体
と、この絶縁体を介して鉄心に巻回されるコイルとから
構成されている。鉄心は、薄い円板状の珪素鋼板を積層
してなるものであり、その外周面には、一端から他端ま
で延びる複数の凹部が形成されている。また、絶縁体
は、鉄心の両端面をそれぞれ覆う２つの端面被覆部と、
これら２つの端面被覆部との間に設けられ、鉄心の凹部
に嵌め込まれる複数の凹部被覆部とから構成されてい
る。凹部被覆部は、薄板を凹部の内面に沿うように成形
したものであり、凹部に嵌め込まれることによって凹部
の内面を被覆する。そして、コイルは、絶縁体の２つの
凹部被覆部と２つの端面被覆部に亙って巻回されること
により、鉄心に巻回されている。

【０００３】従来の回転機用ロータにおいては、絶縁体
を、凹部被覆部の長手方向における中央部において分断
された２つの部分から構成している。これは、次の２つ
の理由によるものである。１つの理由は、凹部被覆部を
２分すると各部分の凹部被覆部を鉄心の凹部に一端側と
他端側とからそれぞれ挿入し、中央部分において重ね合
わせをすることにより、絶縁体を鉄心に容易に装着する
ことができるからである。

【０００４】他の１つの理由は、凹部被覆部を容易に成
形することができるようにするためである。すなわち、
絶縁体を構成する２つの部分は、通常、射出成形法等の
成形法によって製造されている。このような成形法にお
いて、長さの長い薄板状の凹部被覆部を形成することは
難しい。そこで、凹部被覆部をその中央部で分断して長
さを短くすることにより、容易に成形することができる
ようにしたものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】最近、回転機の出力増
大等の要望から鉄心の長さを長くする傾向にあり、それ
に応じて絶縁体の凹部被覆部の長さが長くなっている。
ところが、絶縁体を２つの部分に分断して各部分の凹部
被覆部の長さを短くしたとしても、凹部被覆部の長さを
長くするには一定の限度があり、上記の要望に応えるこ
とが困難であるという問題があった。

【０００６】すなわち、絶縁体を構成する各部分を成形
するに際しては、端面被覆部を成形するためのキャビテ
ィと、各凹部被覆部を成形するためのキャビティとを形
成し、各キャビティに樹脂を充填して固化させた後、こ
れをキャビティから抜き出すことによって絶縁体を構成
する各部分が成形される。

【０００７】ここで、成形された各部分をキャビティか
ら抜き出すに際しては、絶縁体を構成する各部分が端面
被覆部とそこから直交する方向に延びる複数の凹部被覆
部とから構成され、各凹部被覆部が互いに平行に延びて
いるため、凹部被覆部の長手方向に沿って抜き出すこと
になる。この場合、凹部被覆部のキャビティからの抜き
出しを容易にするために、キャビティには抜き勾配を形
成する必要がある。ところが、キャビティに抜き勾配を
形成すると、凹部被覆部が薄板状をなすため、その先端
部の厚さがより一層薄くなってしまう。したがって、凹
部被覆部の長さを長くするにも一定の限度があり、回転
機の出力を増大させるという要望に応えることが困難に
なるという問題があった。

【０００８】この考案は、上記問題を解決するためにな
されたもので、全体の長さが長い凹部被覆を容易に成形
することができ、したがって回転機の出力増大という要
望に応えることができる回転機用ロータを提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この考案は、上記の目的
を達成するために、 （イ）鉄心 この鉄心は、略筒状をなし、シャフトに固定されてい
る。鉄心の外周面には、一端から他端まで延びる複数の
凹部が形成されている。 （ロ）絶縁体。 この絶縁体は、樹脂からなり、前記鉄心の両端面をそれ
ぞれ覆う２つの端面被覆部、およびこれら２つの端面被
覆部間に設けられた複数の凹部被覆部を有する。凹部被
覆部は、板状をなしており、断面形状が前記鉄心の凹部
の内面の断面形状とほぼ同一に形状されている。そし
て、凹部被覆部は凹部に嵌め込まれることによって凹部
の内面を被覆する。 （ハ）コイル。 このコイルは、前記絶縁体の２つの端面被覆部と２つの
凹部被覆部を介して前記鉄心に巻回されている。上記構
（イ），（ロ）および（ハ）を備えた回転機用ロータに
おいて、前記絶縁体を互いに別体である次の（ニ），
（ホ）および（ヘ）の３つの構成体から構成したことを
特徴とする回転機用ロータ。 （ニ）一方の端面被覆部と各凹部被覆部のうちの一方の
端面被覆部に隣接する端部とからなる第１構成体。 （ホ）他方の端面被覆部と各凹部被覆部のうちの他方の
端面被覆部に隣接する端部とからなる第２構成体。 （ヘ）各凹部被覆部のうちの第１構成体と第２構成体と
の間の中間部分からなる第３構成体。この第３構成体
は、前記鉄心の長手方向方向と直交する方向に延びる分
割部が形成され、この分割部に沿って分割可能である。

【００１０】この場合、前記分割部を前記鉄心の長手方
向に互いに離して複数形成し、各分割部によって区分さ
れる前記第３構成体の各部分の幅を互いに異なる幅にす
るのが望ましい。また、第３構成体には、前記コイルが
巻回される側の面に、側縁部から中央側へ向かって延び
るワニスを流し込むための細い通路を形成するのが望ま
しい。この通路については、前記分割部として兼用させ
るのが望ましい。

【００１１】

【作用】凹部被覆部のうちの第１、第２構成体における
部分は、鉄心の凹部の両端部にそれぞれ嵌め込まれる。
第３構成体は、第１構成体と第２構成体との間に位置す
る凹部に嵌め込まれる。第３構成体は、分割部に沿って
分割することにより、鉄心の長さに合わせることができ
る。

【００１２】

【実施例】以下、この考案の一実施例について、図１〜
図１８を参照して説明する。これらの図に示す実施例
は、この考案を２極の同期発電機に適用したものであ
り、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、シャフト１の外
周に嵌合固定された鉄心２と、この鉄心２に装着された
絶縁体３と、この絶縁体３を介して鉄心２に巻回された
コイル４とを主な構成要素としている。

【００１３】鉄心２は、図２および図３に示すように、
円形状をなす多数の珪素鋼板２Ａ，…を互いの軸線を一
致させた状態で積層固定することによって構成されてお
り、その中央部には貫通孔２１が形成されている。この
貫通孔２１にシャフト１を圧入することによって鉄心２
がシャフト１に固定されている。なお、貫通孔２１の内
周面には、半円状の切欠き２２が形成されているが、こ
の切欠き２２は、各珪素鋼板を素材から打ち抜く際に位
置決めの基準となるものである。

【００１４】また、鉄心２の外周面には、一端から他端
まで延びる２つの凹部２３，２３がそれぞれ形成されて
いる。凹部２３は、断面略台形状をなしており、開口側
の幅が底部側の幅よりも狭くなっている。凹部２３の底
面２４の中央部には、鉄心２の軸線を中心とする円弧状
の突出部２５が形成されている。また、凹部２３の各側
面２６の開口側端部には、各他方の側面２６側へ向かっ
て突出する突起２７が形成されている。

【００１５】上記絶縁体３は、図４に示すように、鉄心
２の一端側（図１において左端側）に装着される第１構
成体３Ａと、鉄心２の他端側（図１において右端側）に
装着される第２構成体３Ｂと、鉄心２の２つの凹部２３
の長手方向における中央部にそれぞれ装着される２つの
第３構成体３Ｃ，３Ｃとから構成されている。

【００１６】第１構成体３Ａは、図５〜図９に示すよう
に、略長方形の薄板状をなす端面被覆板部（端面被覆
部）３０１を有している。この端面被覆板部３０１は、
第１構成体３Ａを鉄心２に装着した際に鉄心２の一端面
を被覆するためのものであり、その幅は鉄心２の２つの
凹部２３，２３間の距離より若干大きくなっているが、
長さは鉄心２の外径より若干小さくなっている。したが
って、鉄心２の２つの凹部２３，２３間に位置する外周
部は、端面被覆板部３０１から外側に突出する（図７参
照）ことになり、その突出する外周部が磁極になってい
る。

【００１７】端面被覆板部３０１の外側の面（鉄心２と
逆側の面）の中央部には、図６に示すように、菱形状を
なす突出部３０２が形成されている。この突出部３０２
の中央部には、シャフト１が挿入される貫通孔３０３が
形成されている。また、突出部３０２の２つの角部は、
端面被覆板部３０１から側方に突出せしめられている。

【００１８】端面被覆板部３０１の外側の面の長手方向
における両端部には、端面被覆板部３０１から直角に起
立する２つの溝形成板部３０４がそれぞれ形成されてい
る。一方の溝形成板部３０４、突出部３０２および端面
被覆板部３０１により、溝３０５が形成されている。他
方の溝形成板部３０４も同様にして溝３０５を形成して
いる。

【００１９】端面被覆板部３０１の内側の面（鉄心１側
の面）には、図７に示すように、幅方向における両側部
から直角に起立する２つの凹部被覆板部（凹部被覆部の
第１構成体側の端部）３０７がそれぞれ形成されてい
る。

【００２０】凹部被覆板部３０７は、第１構成体３Ａを
鉄心２に装着した際に、鉄心２の凹部２３に嵌まり込む
ものであり、図１（Ｂ）から明らかなように、鉄心２の
凹部２３の内面の断面形状とほぼ同一形状をなしてい
る。この凹部被覆板部３０７は、凹部２３の底面２４に
沿う底板部３０８と、凹部２３の２つの側面２６にそれ
ぞれ沿う２つの側板部３０９とを有している。底板部３
０８の中央部には、三角形状をなす突出部３１０が形成
されている。この突出部３１０は、上記菱形状をなす突
出部３０２の端面被覆板部３０１から突出する角部に連
なっている。また、突出部３１０と底板部３０８との間
には、上記円弧状をなす突出部２５に対応した円弧部３
１１が形成されている。一方、側板部３０９の外側の端
部には、それが屈曲せしめられることにより、係合溝３
１２が形成されている。この係合溝３１２には、鉄心２
の突起２７が係合するようになっている。

【００２１】上記底板部３０８、２つの側板部３０９お
よび突出部３１０によって２つの溝３１３，３１３がそ
れぞれ形成されている。各溝３１３は、上記２つの溝３
０５にそれぞれ連なっている。

【００２２】第２構成体３Ｂは、図１０〜図１４に示さ
れているが、これらの図から明らかように、第１構成体
３Ａと若干の相違はあるもののほぼ同様に構成されてい
る。そこで、第２構成体３Ｂについては、第１構成体３
Ａと同様な部分に同一符号を付してその説明を省略す
る。

【００２３】第３構成体３Ｃは、鉄心２の凹部２３に嵌
め込まれることによって凹部２３の内面を被覆するため
のものである。したがって、凹部２３に嵌め込まれた状
態においては、第１および第２構成体３Ａ，３Ｂの凹部
被覆板部３０７と同様の断面形状になっており、凹部被
覆板部３０７の各部に対応する底板部３１８（底板部３
０８；以下、括弧内の数字は凹部被覆部３０７の対応す
る部分を示す。）、側板部３１９（３０９）、突出部３
２０（３１０）、円弧部３２１（３１１）、係合凹部３
２２（３１２）および溝３２３（３１３）を有してい
る。

【００２４】ただし、図１５および図１６に示すよう
に、第３構成体３Ｃは、凹部２３に嵌め込まない自然状
態においては２つの側板部３１９，３１９の間隔が基端
側で狭く先端側で広くなっている。したがって、第３構
成体３Ｃは、側板部３１９の基端部を折り曲げて凹部２
３に嵌め込むことになり、嵌め込んだ後においては、側
板部３１９の弾性力によって凹部２３に保持される。な
お、容易に折り曲げることができるよう、側板部３１９
と底板部３１８との連結部には、図１７に示すように、
切り込み３２４が形成されている。

【００２５】第３構成体３Ｃは、また、鉄心２の長さに
応じて絶縁体３の全長を調節するためのものである。こ
の場合、第３構成体３Ｃとして幅（凹部２３の長手方向
における幅）の異なる各種のものを準備し、鉄心２の長
さに応じて第３構成体３Ｃを使い分けることによって絶
縁体３の全長を調節することもできるが、この実施例で
は、１つの第３構成体３Ｃで各種の長さの鉄心２に対応
することができるよう、第３構成体３Ｃを幅方向と直交
する方向に分断可能としている。

【００２６】すなわち、分割可能とするために、第３構
成体３Ｃには、鉄心２の長手方向と直交する方向に沿っ
て両側板部３１９から底板部３１８まで延びる２つのス
リット３２５が形成されるとともに、底板部３１８の中
央部にスリット３２６が形成され、さらにスリット３２
５とスリット３２６との間の底板部３１８には、両スリ
ット３２５，３２６に連なる分割溝３２７が形成されて
いる。そして、これらのスリット３２５，３２６および
分割溝３２７に沿って第３構成体３Ｃが分割可能になっ
ている。これから明らかなように、スリット３２５，３
２５、スリット３２６および分割溝３２７，３２７によ
って分割部が構成されている。また、スリット３２５，
３２６および分割溝３２７からなる分割部は、第３構成
体３Ｃの幅方向（鉄心２の長手方向）に離間して３つ形
成されている。したがって、第３構成体３Ｃは、最大４
つの部分３１，３２，３３，３４に分割可能であり、２
分割あるいは３分割も可能である。しかも、各分割部の
間の距離は互いに異なっており、分割幅は、鉄心２の長
さについて予め定められた規格等に対応して決められて
いる。したがって、第３構成体３Ｃを適宜の数に分割
し、各分割部分のうちの鉄心２の長さに対応した部分を
用いることにより、１つの第３構成体３Ｃを製造するだ
けで長さの異なる各種の鉄心２に対応することが可能で
ある。

【００２７】上記第１、第２構成体３Ａ，３Ｂは、それ
ぞれの端面被覆板部３０１が鉄心２の端面に突き当たる
とともに、凹部被覆板部３０７が凹部２３に嵌まり込ん
だ状態で鉄心２の端部にそれぞれ装着されている。ま
た、第３構成体３Ｃは、第１，第２構成体３Ａ，３Ｂ間
に配置され、凹部２３に嵌め込まれている。そして、コ
イル４は、第１および第２構成体３Ａ，３Ｂの溝３０
５、３１３、並びに第３構成体３Ｃの溝３２３に沿って
巻回されている。

【００２８】なお、上記の内容から明らかなように、第
１および第２構成体３Ａ，３Ｂの端面被覆板部３０１が
端面被覆部になっており、第１および第２構成体３Ａ，
３Ｂの凹部被覆板部３０７並びに第３構成体３Ｃが凹部
被覆部になっている。

【００２９】上記構成の同期発電機用ロータにおいて
は、板状をなす第３構成体３Ｃを第１、第２構成体３
Ａ，３Ｂと別体に形成しているから、第３構成体３Ｃを
射出成形法等の成型法によって成形する場合には、第３
構成体３Ｃを成形するためのキャビティに抜き勾配を形
成する必要がない。したがって、第３構成体３Ｃとして
幅（凹部２３の長手方向における幅）の広いものを容易
に成形することができる。よって、出力の大きい発電機
を何ら問題なく製造することができる。

【００３０】また、長さの異なる各種の第３構成体３Ｃ
を準備しておくことにより、絶縁体３を長さの異なる各
種の鉄心２に対応させることができる。しかも、鉄心２
の長さに拘わらず第１および第２構成体３Ａ，３Ｂにつ
いては同一のものを用いることができるから、ロータを
安価に製造することができる。

【００３１】特に、この実施例においては、第３構成体
３Ｃを分割可能にしているから、第３構成体３Ｃを最も
長い鉄心２に対応させてておくことにより、１種類の第
３構成体３Ｃを各種の長さの鉄心２に供することができ
る。よって、ロータの製造費をより一層安価にすること
ができる。しかも、分断される各部の幅を異ならせてい
るから、分断箇所を選択することにより、第３構成体３
Ｃを容易に必要な長さのものとすることができる。

【００３２】さらに、この実施例においては、コイル４
の絶縁性を向上させることができる。すなわち、コイル
４を鉄心２に巻回した後には、通常、その絶縁性を向上
させるためにワニスを塗布または滴下するようにしてい
る。この場合、ワニスの塗布または滴下は、コイル４の
外部から行うだけであるので、コイル４の内部側、つま
り凹部２３の底面２４側には、ワニスが達しにくい。

【００３３】この点、この実施例においては、スリット
３２５，３２６およびそれに続く分割溝３２７を形成し
ているので、スリット３２５，３２６から分割溝３２７
に向かってワニスを流し込むことにより、コイル４の底
面２４側にもワニスを行き亙らせることができ、これに
よってコイル４の絶縁性を向上させることができる。

【００３４】なお、この考案は、上記実施例に限定され
ることなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変
更可能である。例えば、上記の実施例は、この考案を発
電機に適用したものであるが、電動機に適用することが
できる。また、発電機または電動機のいずれにおいて
も、２極のものに限られることなく、４極その他の極数
を有するものに適用することができる。

【００３５】また、上記の実施例においては、第３構成
体３Ｃを、凹部２３に嵌め込む前の自然状態において
は、凹部２３と異なる断面形状にしているが、当初から
凹部２３と同一形状にしておいてもよい。ただし、上記
実施例のようにすると、第３構成体３Ｃがそれ自体の弾
性力によって凹部２３に強固に嵌まり込むので、組み立
て作業中に第３構成体が凹部２３から脱落するのを防止
することができて好都合である。

【００３６】さらに、上記の実施例においては、第３構
成体３Ｃを分割するためのスリット３２５，３２６およ
分割溝３２６を、ワニスを流し込むための通路と兼用し
ているが、両者を別途形成するようにしてもよい。例え
ば、分断のためには、スリット３２５，３２６および分
断溝３２７に代えていわゆるミシン目を形成してもよ
い。また、ワニスを流し込むための通路としては、単な
る溝を形成すればよく、特に通路を形成する場合には蛇
行させるのが望ましい。さらに、ワニス用の通路につい
ては、第１、第２構成体３Ａ，３Ｂの端面被覆板部３０
１および凹部被覆板部３０７にも形成するのが望まし
い。

【００３７】

【考案の効果】以上説明したように、請求項１に係る考
案によれば、絶縁体を互いに別体である第１、第２およ
び第３構成体から構成しているので、長さの長い凹部被
覆部の成形を容易にし、これによって回転機の出力増大
を実現することができ、また第３構成体を分割可能にし
ているので、１つの第３構成体で長さの異なる鉄心に対
応することができ、これによってロータを安価に製造す
ることができるという効果が得られる。請求項２に係る
考案によれば、１つの第３構成体で長さの異なるより多
くの鉄心に対応することができ、したがってロータをよ
り一層安価に製造することができるという効果が得られ
る。請求項３に係る考案によれば、コイルの絶縁性を向
上させることができるという効果が得られる。請求項４
に係る考案によれば、通路を分割部として兼用している
ので、ロータをより一層安価に製造することができると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示すものであり、図１
（Ａ）はその一部省略側面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）
のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図２】鉄心を示す斜視図である。

【図３】鉄心の正面図である。

【図４】絶縁体を、その第１、第２、第３構成体を互い
に離間させた状態で示す側面図である。

【図５】第１構成体の側面図である。

【図６】図５のＡ矢視図である。

【図７】図５のＢ矢視図である。

【図８】図５のＣ矢視図である。

【図９】図６のＤ−Ｄ矢視断面図である。

【図１０】第２構成体の側面図である。

【図１１】図１０のＡ矢視図である。

【図１２】図１０のＢ矢視図である。

【図１３】図１０のＣ矢視図である。

【図１４】図１１のＤ−Ｄ矢視断面図である。

【図１５】第３構成体を凹部に嵌め込む前の自然状態で
示す平面図である。

【図１６】図１５のＡ矢視図である。

【図１７】図１６のＢ円部の拡大図である。

【図１８】図１５のＣ−Ｃ矢視拡大断面図である。

【符号の説明】

１ シャフト ２ 鉄心 ３ 絶縁体 ３Ａ 第１構成体 ３Ｂ 第２構成体 ３Ｃ 第３構成体 ４ コイル ２３ 凹部 ３１ 第３構成体の分割される部分 ３２ 第３構成体の分割される部分 ３３ 第３構成体の分割される部分 ３５ 第３構成体の分割される部分 ３０１ 端面遮蔽板部（端面遮蔽部） ３０７ 凹部遮蔽板部（凹部遮蔽部） ３２５ スリット（分割部と通路とに兼用） ３２６ スリット（分割部と通路とに兼用） ３２７ 分割溝（分割部と通路とに兼用）

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 （イ）鉄心 この鉄心は、略筒状をなし、シャフトに固定されてい
   る。鉄心の外周面には、一端から他端まで延びる複数の
   凹部が形成されている。 （ロ）絶縁体。 この絶縁体は、樹脂からなり、前記鉄心の両端面をそれ
   ぞれ覆う２つの端面被覆部、およびこれら２つの端面被
   覆部間に設けられた複数の凹部被覆部を有する。凹部被
   覆部は、板状をなしており、断面形状が前記鉄心の凹部
   の内面の断面形状とほぼ同一に形状されている。そし
   て、凹部被覆部は凹部に嵌め込まれることによって凹部
   の内面を被覆する。 （ハ）コイル。 このコイルは、前記絶縁体の２つの端面被覆部と２つの
   凹部被覆部を介して前記鉄心に巻回されている。上記構
   （イ），（ロ）および（ハ）を備えた回転機用ロータに
   おいて、前記絶縁体を互いに別体である次の（ニ），
   （ホ）および（ヘ）の３つの構成体から構成したことを
   特徴とする回転機用ロータ。 （ニ）一方の端面被覆部と各凹部被覆部のうちの一方の
   端面被覆部に隣接する端部とからなる第１構成体。 （ホ）他方の端面被覆部と各凹部被覆部のうちの他方の
   端面被覆部に隣接する端部とからなる第２構成体。 （ヘ）各凹部被覆部のうちの第１構成体と第２構成体と
   の間の中間部分からなる第３構成体。この第３構成体
   は、前記鉄心の長手方向方向と直交する方向に延びる分
   割部が形成され、この分割部に沿って分割可能である。
2. 【請求項２】請求項１に記載の回転機用ロータにおい
   て、前記分割部を前記鉄心の長手方向に互いに離して複
   数形成し、各分割部溝によって区分される前記第３構成
   体の各部分の幅を互いに異なる幅にしたことを特徴とす
   る回転機用ロータ。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の回転機用ロー
   タにおいて、前記第３構成体には、前記コイルが巻回さ
   れる側の面に、側縁部から中央側へ向かって 延びるワニ
   スを流し込むための細い通路を形成したことを特徴とす
   る回転機用ロータ。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の回転機用ロータにおい
   て、前記通路を前記分割部として兼用させたことを特徴
   とする回転機用ロータ。