JPH0255545A - 回転電機の回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は回転電機に係り、特に回転子のコイルエンド支
持構造に関する。

（従来の技術） 回転電気機械の従来より採用されている回転子のコイル
エンド支持構造の一例を第７図の部分断面図を用いて説
明する。鉄心１より突出した一ヒコイル２ａと下コイル
２ｂは絶縁バインドテープや電気バインド用非磁鋼線な
どの支持部材３を用いて外周面より拘束されている。こ
れによりコイルエンド２の遠心力による半径方向への膨
らみが防止されている。本方式では回転電気機械の容量
の増大、および、回転半径の増大とともに第５図に示す
ように支持部材３を幅広く巻回する必要があることから
、コイルエンド２の通風パスａが取れず、冷却効率の低
下が問題となってきた。

このため、第８図の部分断面図に示すように、コイルエ
ンド２の内周に位置し、鉄心１に機械的に強固に固定さ
れた支えリング４を使い、非磁性Ｕ字ボルト５で固定す
る方法が考えられている。

（発明が解決しようとする課題） このＵ字ボルト５によるコイルエンド支持構造の詳細を
第９図を用いて説明する。

鉄心から突出したコイルエンド２は、Ｕ字ボルト５先端
のＲ形状を持ったコイルサポート８を介してＵ字ボルト
５のＲ部に接している。Ｕ字ボルト５の平行部間に位置
した支えリング４はサドル６を介してナツト７で締結さ
れている。ここで、コイルエンド２は鉄心端から突出し
ているのみであることから、半径方向の剛性が低いこと
からＵ字ボルト５には初期締付力を与えることが困難で
この状態で、回転機械の起動停止にともなって、Ｕ字ボ
ルト５には、コイルエンド２の遠心力とＵ字ボルト５自
身の遠心力が繰返し作用する。ボルトに初期締付力がな
いと、これらの変動荷重に相った。さらにこの対策とし
てＵ字ボルト５の寸法を大きくするとコイルエンド斐ま
らず、又、Ｕ字ボルト５の材料の強度を冷間加工などに
より高めても、ネジ部の様な切り欠き部に対しては切り
欠き感受性が」−昇し疲労強度を大幅に高めることがで
きない等の欠点があった。

本発明は上記欠点を改善するためになされたものであり
、起動停止にともなうＵ字ポルｌ〜に作用する変動荷重
を低減し、信頼性の高いコイルエンドの支持構造を有す
る回転電機の回転子を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

一３＝ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の回転電機の回転子は、
コイルエンドの内周側に設けられ内径側がＲ取りされた
支えリングと、この支えリングのＲ取り部と曲率の等し
い内周面を有し支えリングに引掛けられたＵ字ボルトと
、前記コイルエンドの外周面および前記Ｕ字ボルトの平
行部に固定されたコマとに接して設けられたサドルとを
備え、このサドルが前記コマとＵ字ボルト及びナツトに
より固定された構成とする。

また、コイルエンド内周側に設けられ内径側にＲ取りさ
れた支えリングと、この支えリングのＲ取り部と曲率の
等しい内周面を有し支えリングに引掛けられたＵ字ボル
トと、前記コイルエンドの内周面および前記Ｕ字ボルト
の平行部に固定されたコマに接して設けられたコイル締
付板と、前記コイルエンドの外周面に接して設けられた
サドルとを備え、前記コマとＵ字ボルト及びナツトによ
りこのサドルと前記コイル締付板並びにコイルエンドで
固定された構成にしても同様の効果が得られる。

（作　　用） 本発明は以上のように構成されているので、Ｕ字ボルト
の回転遠心力は支えリングに分担されＵ字ボルトのネジ
部に作用する繰返し荷重が低減される。さらにコマ、サ
ドル、ナラ１〜を用いてＵ字ボルトネジ部に初期締付力
が与えられているためネジ部に作用する変動荷重が低減
する。

（実　施　例） 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第１
図は本発明の一実施例に係る回転子のコイルエンド支持
部の部分断面図であり、第２図は第１図のＡ矢視図であ
る。これらの図において、鉄心（図示せず）より突出し
たコイルエンド２は内周側をＲ取りされた支えリング４
に曲率部を接して設置されたＵ字ボルト５と、それに取
りつけられたコマ９．サドル６、ナツト７により締付け
られる。ここで、コマ９は、Ｕ字ボルトに溶接などで強
固に取りつけられている。

以上のように構成された本実施例においては、まず、Ｕ
字ボルト５の回転遠心力がネジ部に作用しないという効
果がある。いま実機に対するＵ字ボルト１本ゝ１１りの
遠心力を一例を挙げてｎＩ算すれば、コイルエンド２自
身の遠心力２１ＯＮに対してＵ字ボルト５のそれはＩＴ
ＯＮ程度の値となる。本実施例によれば、Ｕ字ポルｌ〜
５の遠心力は、支えリング４に分担されることとなり、
回転時の遠心力は従来構造に対して約２／３となりネジ
部に作用する繰返し荷重が低減することとなる。

さらに、コマ９．す１〜ル６．ナツト７を用いてネジ部
に初期締付力を与えることにより第３図に示すように、
Ｕ字ボルトネジ部に作用する変動荷重は低減する。いま
、初期締め付れ力Ｆ］でボルトを締結するとコマ９とナ
ツト７間のネジ部はｏｂだけ伸び、サドルはｂｃだけ結
んで荷重がバランスしている。ここで、右上りの直線ｄ
はネジ部のばね定数Ｋｂを示し、右下りの直線ｅは被締
め付は部材サドル６のはね定数Ｋ。を示す。いま、この
状態で外力（コイル遠心力）Ｆａか作用すると、被締め
付は材であるザ１ヘル６はＦ。の荷重がｐイ放され、ポ
ルｌ−ネジ部には新たにＦｂの荷重が加わる。

このＦｂが回転電機の起動停止に併い繰返し作用し、ボ
ルトの最弱点部であるネジ部に疲労破壊を引きおこす要
因となる。

締め付は材であるｔＪ字ボルト５のばね定数Ｋｂに対し
て、被締め付は材のばね定数Ｋｃは一桁以上大きい。こ
のため第３図の右１−りの直線ｄの勾配に比して右下す
の直線ｅの勾配の方が犬で外力Ｆａに対してボルトに作
用する変動荷重Ｆｂは、大幅に低減する。

これに対して初期締付力がないと、外力Ｆ２が、１００
対ボルトに作用することとなる。

本実施例に示した構造をモデル化して実施した疲労試験
結果を第４図に示す。ここで縦軸は遠心力を模擬した外
力を、横軸はボルトネジ部が破損した繰返し数を示す。

いま、図中に示したＦ、に対する破損回数Ｎ、に対して
本実施例では前述のようにＵ字ポル１−の遠心力は支え
リングに分担されることから２７３程度のＦ２となり、
この時の破損回数はＮ７て、従来構造に対して１０００
倍以１−０裕度を持つことが実証された。

次に他の実施例について第４図および第５図を用いて説
明する。ここでは、支えリンク４の内径側に円弧部をＵ
字ボルト５の曲率に合せたスペーサー１０を設置して、
Ｕ字ボルト５の変形防止と、位置調整に供している。又
、さらに、コイル締め付は板１１を用い、コマ９とナツ
ト７によりサドル間を締め付けている。コイルエンド部
については、面内での剛性は高いことから、−ヒ記の締
め付けにおいてもその健全性が損なわれることはない。

〔発明の効果〕 以上説明したように、Ｕ字ボルトの円弧部が支えリング
の内径側と内接し、Ｕ字ボルト平行部にコイルエンド外
周に合わせて固定されたコマとこのコマとコイルエンド
外周面とに接して設けられたサドルに対してこのコマと
Ｕ字ボルト、ナツトとにより適切な締め付は力が与えら
れるため、Ｕ字ボルトの最弱点部であるネジ部の変動荷
重が大幅に低減し、信頼性の向上をはかることができる
。

又、変動荷重が低減することから、Ｕ字ボルトを小型化
することが可能となり、大容景機への適用範囲も拡大さ
れるなど本発明の実施による効果は犬である。

【図面の簡単な説明】

第１−図は本発明の一実施例に係る回転子のコイ示す図
、第５図は他の実施例を示す図、第６図は第５図の矢視
図、第７図ないし第１０図は従来構造を示す図である。 ２・・コイルエンド、　　　４・・支えリング、５・・
・Ｕ字ボルト、　　　６・・・サドル、７・・ナツト、
　　　　　　９・・コマ。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同 第子丸 健 第 第 図 第 図 図 第 第 図 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転遠心力による回転子コイルエンドの膨みを防止する
   装置を備えた回転電機の回転子において、（１）コイル
   エンドの内周側に設けられ内径側がＲ取りされた支えリ
   ングと、この支えリングのＲ取り部と曲率の等しい内周
   面を有し支えリングに引掛けられたＵ字ボルトと、前記
   コイルエンドの外周面および前記Ｕ字ボルトの平行部に
   固定されたコマとに接して設けられたサドルとを備え、
   このサドルを前記コマとＵ字ボルト及びナットにより固
   定したことを特徴とする回転電機の回転子。 （２）コイルエンド内周側に設けられ内径側にＲ取り部
   を有する支えリングと、この支えリングのＲ取り部と曲
   率の等しい内周面を有し支えリングに引掛けられたＵ字
   ボルトと、前記コイルエンドの内周面、及びＵ字ボルト
   の平行部に固定されたコマとに接して設けられたコイル
   締付板と、前記コイルエンドの外周面に接して設けられ
   たサドルとを備え、前記コマとＵ字ボルト及びナットに
   より前記サドル及びコイル締付板並びにコイルエンドを
   固定したことを特徴とする回転電機の回転子。 （３）支えリングとＵ字ボルトの間にスペーサが挿入さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の回転電機の回転子。