JPH04331433A - 回転子コイルの支持構造 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は高速大容量の回転電機
の回転子に係り、特に回転子コイルの支持構造の改良に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は例えば特開昭６３−６４５４４号
公報に示された従来の回転子コイルのエンド部を示す部
分断面図である。図において、２は絶縁された銅素線を
組み合わせ所定の対地絶縁を施してなる回転子コイル、
９は回転子コイル２の相互間に非接触状態で挿入された
スペーサ、１０は回転子コイル２を拘束固定する絶縁材
である。

【０００３】次に動作について説明する。回転電機の回
転子コイル２のエンド部でコイルの冷却を強制的に行う
構成であり、回転子コイル２の相互間に配置されたスペ
ーサ９はその形状がＩ形で通気空隙を有し図示されてい
ないが回転子鉄心側より回転によって送気されるコイル
エンドの冷却風を通過させ、かつ電機子コイルに掛る外
圧の保護の役目も果している。なお、スペーサ９は回転
子コイル２と非接触であるためコイルの熱による伸びが
拘束されない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の電機子コイルの
支持構造は以上のように構成されているので、特に高速
大容量の回転電機においては、運転時の周方向の膨張や
バインド線での締付力に対する強度が不十分であり、回
転子コイルの対地絶縁部を損傷させる恐れがある。また
Ｉ形状のスペーサは、回転子コイル相互間の空隙に挿入
する際、例えばコイルエンド部の形状が若干でも不揃い
であればスペーサが挿入できず、スペーサの加工を要す
るという煩雑さがある。さらにスペーサは接着剤または
紐等で固定する必要があり、分割して複数設けられたス
ペーサの固定作業には多大の時間を要するなどの問題点
があった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、回転子コイル相互間に空隙を形
成させるスペーサの固定作業を容易にし、かつ拘束力に
対するコイル保護も備え、品質の高い機械的に極めて強
固な回転子コイルの支持構造を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る回転子コ
イルの支持構造は、回転子鉄心端より軸方向に突出する
回転子コイル周方向の相互間に軸方向に通気可能な成形
材を配置し、その位置で成形材とコイルそれぞれを、熱
硬化性樹脂に無機質粉末及び短繊維を混練したコンパウ
ンドを繊維状基材に包含してなる絶縁部材で包み込み、
所定温度で加熱硬化させ固着する構成にしたものである
。

【０００７】

【作用】この発明の回転子コイルの支持構造は、成形材
がエンド部における冷却風の通気を可能にするとともに
、この成形材とコイルを包み込み一体化する絶縁部材が
、固着作業を容易にし、かつ一体化が強固に仕上がり機
械的特性を向上させる。

【０００８】ここで上記絶縁部材の構成要素である熱硬
化性樹脂、無機質粉末及び繊維基材について詳細を以下
に記す。熱硬化性樹脂として、通常知られているエポキ
シ、不飽和ポリエステル、エステルイミドなどの樹脂類
が用いられるが、熱的、機械的特性及び接着性に優れた
エポキシ樹脂が好適であり、なかんずくエポキシ樹脂で
もエポキシ当量が１５０〜２３０のビスフェノールＡ系
あるいはノボラック系エポキシ樹脂に硬化剤として分子
中に窒素原子を含有する化合物が好適である。これらの
組成物は配合後、常温で２〜３０日程度の寿命を有する
ことが必須であり、例えば硬化剤としてアミンアダクト
類及びアミン類をマイクロカプセル化したもの及びキュ
アゾール類が特に好適である。無機質粉末としては、通
常公知のシリカ、水和アルミナ、炭酸カルシウム、酸化
鉄等の粉末０．１μ〜１．０ｍｍの粒子が用いられる。 特に０．１〜１００μの粒子のものは上記の樹脂と混合
することによりチクソトロピック性を増し、加熱時にお
ける樹脂の流出を防ぐ効果が大きく、この発明の繊維状
基材中での樹脂の保持効果、粘性付与効果に寄与する。 繊維基材としては樹脂と混合させる０．１〜５０μの繊
維を１〜１０ｍｍに切断したガラス、ポリエステル等の
繊維が好適であり、全体を包み込む繊維基材としては、
前記繊維材を平織、綾織、朱子織等で加工したもの、ス
リーブ状に加工したものがこの発明に使用できる。

【０００９】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明を適用する回転子コイルのエンド
部にバインド層を施してなる回転電機の概念を示す概要
図、図２ないし図６はこの発明を説明するための概略断
面図である。なお、図中同じ部位には同符号を付してい
るので説明を一部省略している。図１，２において、１
は例えば回転軸に装着された回転子コア、２は回転コア
１の溝に挿入保持された回転子コイル、３は回転子コア
１の端面より軸方向に延在させ回転子コイル２の内周側
を受ける受金、５は回転子コイルを外周より拘束するバ
インド線を巻回してなるバインド層、６はバインド層５
の絶縁、４および７はそれぞれ回転子コイル受け座およ
びコイル相互間スペーサとして配され回転子コイル２を
固着させる絶縁部材、８は回転子コイル相互間で絶縁部
材７に包み込まれ、かつ軸方向に通気可能な成形材であ
る。なお、絶縁部材、４および７は、熱硬化性樹脂、無
機質粉末、及び繊維材からなる成分４ａまたは７ａを繊
維状基材４ｂまたは７ｂに包含して構成されており、所
定温度で加熱硬化されたあと機械的応力に対して強固な
保持ができる。

【００１０】ここで絶縁部材４，７についてその製法の
一例を記す。熱硬化性樹脂として耐熱性、機械的特性、
接着性に優れたエポキシ樹脂を使用した。すなわち、エ
ピコート８２８（ビスフェノールＡ系、エポキシ樹脂、
シェル化学社　商品名）、１００部（重量部、以下同様
）に潜在性硬化剤として常温での保管寿命の長いアミン
アダクトのアミキュアＭＹＤ（味の素（株）、商品名）
２５部を調合した。無機質粉末としてシリカ３Ｈ（長瀬
産業（株）、商品名）７０部、エアロジル（日本エアロ
ジル（株）、商品名）１０部を、さらに６ｍｍに切断し
た無アルカリガラスの繊維（有沢製作所、製品）１０部
を混練してコンパウンド状の組成物７ａを調製した。そ
の後ガラス繊維をスリーブ状に編んだ織物７ｂ（折径５
０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ）に注入し図４に示すような構
成のコイル間用絶縁部材７を製作した。コイル固定用絶
縁部材４は上記コイル間用絶縁部材７と同様に製作した
が、回転子コイル２と直交するように配置するので、上
記コンパウンド４ａを厚さ０．５ｍｍ、折径１２ｍｍの
ガラススリーブ４ｂに注入して製作した。

【００１１】この発明の構成、作用をさらに詳しく説明
するため、図３を参照して説明する。コイル間に配置さ
れたＵ字形絶縁成形材８は回転子コイル２の冷却用通風
路形成のために配置しており、上記した絶縁部材７がＵ
字形絶縁成形材８と回転子コイル２を縫うように構成さ
れている。すなわち、コイル間用絶縁部材７及びコイル
固定用絶縁材４の表面には隣接する他の材料との接着性
を良くするため、上記のエポキシ樹脂を塗布しており、
Ｕ字形絶縁材８に沿わせて単に挿入するだけでコンパウ
ンドの粘性効果により回転子コイル２間に充填される。 ここに使用したコンパウンド及びエポキシ樹脂は常温で
１カ月程度の寿命があり、回転子巻線作業の工程に多少
の変更が生じても全く問題とならない極めて良好な樹脂
であり、１２０℃×５時間程度の加熱により回転子コイ
ル２を包含するようにコイル固定用絶縁材４、コイル間
用絶縁部材７が同時に硬化するため、全体が一体化され
、機械的に極めて強固な絶縁層が形成される。

【００１２】実施例２．実施例１で説明した構造よりも
さらに強固な構造とするための方法について図５を参照
して説明する。回転子コイル２間に配置した通風冷却用
のスペーサ８は長方形に成形した厚さ２ｍｍのガラスエ
ポキシ積層管を所定の長さに切断したものであり、ガラ
ススリーブ７ｆの長さ方向に、ガラス繊維の長繊維に実
施例１で説明したエポキシ樹脂１２５部にエアロジル４
部を配合してなる組成物を含浸させた絶縁材７ｅを包含
したコイル間用絶縁部材７を使用するものである。かか
る構成によれば、回転子コイル２に付加されるバインド
層５の応力に対し、ガラス繊維が強度の発揮し易い長手
方向で応力を受ける構造となり、回転機の品質はさらに
向上し得る。なお、硬化に際しての接着性、他の機械的
性質は実施例１と同様な効果を奏する。

【００１３】実施例２で使用したエポキシ樹脂組成物は
ガラス繊維に含浸させた樹脂の流出を避けるため、超微
粒子であるエアロジルのみを配したものであり、組成物
にチクソトロピック性を与えることを目的とした組成物
である。また、この発明に於いてはガラス繊維を長手方
向に配したコイル間絶縁部材７をコイル固定用絶縁部材
４に使用しても品質上全く遜色ない。

【００１４】実施例３．コイル固定用絶縁部材４として
ポリエステルフェルト（日本バイリーン製ＨＰ−５５　
商品名、見かけの厚さ１０ｍｍ）に、実施例２で使用し
たエポキシ樹脂を含浸させた絶縁材４ｅを、ガラス布４
ｆ（無アルカリガラス　０．１８ｔ　有沢製作所製品）
で図６に示した要領で包み、他の構成は実施例１と全く
同様にして加熱硬化させ、回転子の支持構造を得た。こ
の絶縁部の品質は他の実施例の場合と同様、遜色なかっ
た。なお、この方法ではガラススリーブへの挿入が不要
なため固定用絶縁部材４が比較的簡単に得られる。

【００１５】実施例４．実施例２で配置した通風冷却用
のスペーサ８の外周にてフロンシートを貼り付けたもの
を用いた他は実施例２と同じ構成で施行、加熱処理した
後、スペーサ８を取り除いて回転子の支持構造を得た。

【００１６】実施例５．エポキシ樹脂としてエピコート
８２８（前出）１００部に対し２エチル−４メチルイミ
ダソール３部を硬化剤としたエポキシ組成物を用いた他
は実施例１と同じ配合、ガラス繊維、スリーブの配置を
全く同じに構成し、１００℃×３時間、加熱して回転子
の支持構造を得たが、絶縁部の品質は実施例１と遜色な
かった。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、回転
子鉄心端より軸方向に突出する回転子コイル周方向の相
互間に軸方向に通気可能な成形材を配置しその位置で成
形材とコイルそれぞれを、熱硬化性樹脂に無機質粉末及
び短繊維を混練したコンパウンドを繊維状基材に包含し
てなる絶縁部材によって包み込み、所定温度で加熱硬化
させ固着させるようにしたので回転子コイル相互間に空
隙を形成させるスペーサの固定作業を容易にし、かつ拘
束力に対するコイル保護も備え、品質の高い機械的に極
めて強固な回転子コイルの支持構造が得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による回転子のコイルエン
ド支持構造を説明するための概略断面図

【図２】図１の
回転子コイルエンド支持構造における回転子コイルと絶
縁材の配置を示す概略断面図

【図３】図１の回転子コイ
ルエンド支持構造におけるコイルエンドの拡大断面図

【図４】図１の回転子コイルエンド支持構造におけるコ
イル間スペーサ形成用絶縁材の拡大断面図

【図５】この
発明の他の実施例２を示す回転子コイルエンドの拡大断
面図

【図６】この発明の他の実施例３を示すコイル固定用絶
縁材の拡大断面図

【図７】従来の回転子コイルエンドの構成を示す拡大断
面図

【符号の説明】

１　　回転子コア ２　　回転子コイル ３　　コイル受金 ４　　コイル受け座用絶縁部材 ５　　バインド層 ６　　バインド絶縁 ７　　コイル間絶縁部材用スペーサ ８　　成形材 ９　　従来のスペーサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転子鉄心への挿入部および上記回転
   子鉄心端より軸方向に突出するエンド部で形成された回
   転子コイルが上記エンド部を絶縁材を介しコイル受けと
   バンドによって挟持されかつコイル周方向の相互間に通
   気部を形成してなる回転子コイルの支持構造において、
   上記コイル周方向の相互間に、軸方向に通気可能な成形
   材を配置し、その位置で上記成形材と上記コイルそれぞ
   れを、熱硬化性樹脂に無機質粉末及び短繊維を混練した
   コンパウンドを繊維状基材に包含してなる絶縁部材によ
   って包み込み、所定温度で加熱硬化させ固着することを
   特徴とする回転子コイルの支持構造。
2. 【請求項２】　　上記絶縁部材が熱硬化性樹脂に無機質
   粉末を混練したコンパウンドを繊維状基材に含浸し、全
   体を繊維状基材で包含したものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の回転子コイル支持構造。