JPH059146U - 回転電機用固定子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】固定子鉄心と固定子カバーとを結合するネジが
渦電流の通路となるのを防いで、損失を低減させる。 【構成】固定子鉄心２を積層方向に貫通させた孔５に取
付けネジ６を挿入し、この取付けネジ６により固定子鉄
心２と固定子カバー４とを結合する。取付けネジ６の頭
部６ａと固定子鉄心２との間に絶縁ワッシャ７を挿入し
て、取付けネジ６を固定子鉄心２に対して絶縁する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、発電機等の回転電機の固定子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

内燃機関等の原動機で駆動される発電機などの回転電機として、界磁回転子の 外側に固定子を配置したものがある。この種の回転電機の固定子は、鋼板の積層 体からなる環状の固定子鉄心と、該固定子鉄心の内周寄りに設けられた多数のス ロットに巻装され電機子コイルとにより構成される。

【０００３】 固定子鉄心を構成する鋼板の積層体は、古くはリベットにより結束されていた が、最近では、いわゆる順送り積層法により結束されるようになっている。

【０００４】 順送り積層法においては、鋼板を打ち抜く際に各鋼板の一部にＶ字形等の結束 用の突起を形成しておき、打ち抜いた鋼板の突起を先に打ち抜いた鋼板の突起の 裏側に形成されている凹部内に圧入することにより、一連の鋼板を順次結束して いく。環状の固定子鉄心では、結束用の突起が固定子鉄心の外周寄りの部分に等 角度間隔で多数設けられている。

【０００５】 固定子鉄心の軸線方向の一端には固定子カバーが配設され、この固定子カバー は、固定子鉄心を積層方向に貫通した取付け孔に挿入された取付けネジにより固 定子鉄心に締結される。

【０００６】 固定子鉄心を構成する鋼板は、渦電流を制限するために薄い絶縁被膜により覆 われているが、打ち抜かれると、その切り口の部分で絶縁被覆が破られる。その ため固定子鉄心の結束部では、隣り合う鋼板の結束用突起の切り口が互いに接触 して電気的に接続された状態になる。従って、固定子鉄心の外周寄りの部分に多 数個設けられている結束部相互間に電気的な閉回路が構成され、磁束の変化に伴 ってこの閉回路に渦電流が流れて損失が発生するのを避けられない。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

従来の回転電機用固定子では、固定子鉄心と固定子カバーとを締結する取付け ネジを締めると、取付けネジの頭部と最端部の鋼板とが電気的に接続されること があるため、取付けネジを通して電気的な閉回路が構成され、この閉回路に渦電 流が流れて損失が生じるという問題があった。この固定子カバーの締結部で生じ る渦電流損は鉄心の結束部で生じる渦電流損に上乗せされるため、回転電機の損 失を増大させ、効率の低下を招く。

【０００８】 リベットにより鋼板の積層体を結束する場合でも、リベット挿通孔の内面とリ ベットとが電気的に接触して閉回路を構成するため、順送り積層法による場合と 同様に渦電流による損失が生じ、この損失に固定子カバーの締結部で生じる渦電 流損が上乗せされると、上記と同じように効率の低下を招く。

【０００９】 本考案の目的は、固定子鉄心と固定子カバーとを結合する取付けネジによって 渦電流通路となる電気的閉回路が構成されるのを防いで、渦電流損の低減を図り 、効率を向上させることができるようにした回転電機用固定子を提供することに ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、積層鋼板からなる環状の固定子鉄心と、この固定子鉄心の軸線方向 の一端に配置された固定子カバーとを備え、固定子鉄心を積層方向に貫通させて 設けられた取付け孔に挿入された取付けネジにより固定子カバーを固定子鉄心に 結合した回転電機用固定子において、取付けネジを通して渦電流が流れないよう にしたものである。

【００１１】 そのため、本考案においては、各取付けネジを固定鉄心に対して絶縁すること にした。

【００１２】

【作用】

上記のように、取付けネジを固定子鉄心に対して絶縁すると、取付けネジを通 して電気的な閉回路が構成されることがないため、固定子鉄心の磁束が変化した ときに流れる渦電流を少なくすることができる。そのため渦電流損の低減を図っ て、回転電機の効率を向上させることができる。

【００１３】

【実施例】

以下添付図面を参照して本考案の実施例を説明する。

【００１４】 図１は内燃機関で駆動される交流発電機の固定子に本考案を適用した実施例の 構造を示したもので、同図において１は鋼板の積層体からなる環状の固定子鉄心 ２と、該固定子鉄心に巻装された電機子コイル３とからなる固定子である。固定 子鉄心１の軸線方向の一端にはアルミニウム等からなるほぼカップ状の固定子カ バー４が配置され、該固定子カバー４は、その開口部に周設されたインロー部４ ａを固定子鉄心２の外周部に嵌合させることにより位置決めされている。固定子 鉄心２を積層方向に貫通させて複数の取付け孔５が設けられ、カバー４の開口端 部側の内周の各取付け孔５に対応する位置に耳部４ｂが設けられている。各耳部 ４ｂには、取付け孔５に整合するネジ孔４ｃが設けられ、取付け孔５を貫通させ て設けられた金属製の取付けネジ６がネジ孔４ｃにねじ込まれて固定子カバー４ が固定子鉄心２に締結されている。

【００１５】 本実施例においては、図４に示したように、取付け孔５の内径が、取付けネジ ６の胴部の外径よりも十分大きく設定され、取付けネジ６の胴部が取付け孔５の 内周に接触することがないようになっている。そして取付けネジ６の頭部６ａと 固定子鉄心２との間に合成樹脂等からなる絶縁ワッシャ７が挿入され、この絶縁 ワッシャにより取付けネジ６の頭部６ａが固定子鉄心２に対して絶縁されている 。図示の絶縁ワッシャ７は、大径部７ａと小径部７ｂとからなっていて、小径部 ７ｂが取付け孔５に嵌合された状態で配置され、小径部７ｂと取付け孔５との嵌 合により取付けネジ６が取付け孔５に対して同心的に位置決めされるようになっ ている。

【００１６】 電機子コイル３は主電機子コイルと電気角で９０°の位相差を有する補助電機 子コイルとからなり、補助電機子コイルの両端間には図示しないコンデンサが接 続されている。固定子鉄心２の軸線方向の他端側は内燃機関のクランクケース８ に設けられた発電機取付け部のインロー部８ａに嵌合され、これにより固定子１ が機関のクランク軸１３に対して同心的に位置決めされている。固定子カバー４ の外周部には図示しない突出部が少なくとも３つ設けられ、各突出部に設けられ た孔に挿入された取付けボルトにより固定子カバー４がクランクケース８に締結 されて、固定子１がクランクケースに対して固定されている。

【００１７】 ９は固定子１の内側に配置された界磁回転子で、該界磁回転子は積層鋼板から なる突極界磁鉄心１０に界磁コイル１１を巻装したものからなり、界磁鉄心１０ の中央部には回転軸１２が嵌着されている。回転軸１２の軸芯部を軸線方向に貫 通させて孔１２ａが設けられ、該孔１２ａの機関側の端部に形成されたテーパ部 に、内燃機関のクランク軸１３のテーパ状の端部１３ａが嵌合されている。回転 軸１２の孔１２ａに挿入された回転子取付け用ボルト１４がクランク軸１３の軸 芯部に設けられたネジ孔にネジ込まれて、界磁回転子９がクランク軸１３に固定 されている。また回転軸１２の固定子カバー側の端部は、軸受１５により該固定 子カバー４の底部中央部に支持されている。界磁コイル１１の両端子間には界磁 回転子９に固定された図示しないダイオードが接続されていて、この界磁回転子 ９と固定子１とにより無刷子型の自励式交流発電機が構成されている。

【００１８】 固定子鉄心２は図２及び図３に示すように、鋼板をプレスで打抜いて形成した 環状の鋼板１５を多数積層して構成されている。各鋼板は環状継鉄部１５ａと、 その内周側に周方向に等間隔をあけて設けられた多数のスロット１５ｂと、取付 けネジ６（図１参照）が挿通される複数の取付け孔１５ｃとが打抜きにより形成 されている。また継鉄部１５ａの外周寄りの部分に、断面がＶ字形を呈する多数 の結束用突起１５ｄが形成されている。取付け孔１５ｃの内径は、該取付け孔に 取付けネジ６を挿通させた際に該取付けネジの胴部が取付け孔１５ｃの内周に接 触することがないように、取付けネジの胴部外径より十分大きく設定されている 。各結束用突起１５ｄは隣接する鋼板１５の突起１５ｄの裏側に形成された凹部 に圧入され、これにより一連の鋼板１５，１５，…が順次結束されて固定子鉄心 ２が構成されている。

【００１９】 上記の実施例において、絶縁ワッシャ７が設けられていない場合には、取付け ネジ６を締め付けた際に取付けネジ６の頭部６ａにより最端部の鋼板の絶縁被膜 が破られるため、取付けネジ６の頭部６ａが固定子鉄心２に電気的に接続される 。そのため、取付けネジ６の頭部→取付けネジの胴部→固定子カバー４→固定子 カバー側の最端部鋼板１５→結束用突起１５ｄ→クランクケース側の最端部鋼板 １５→取付けネジの頭部６ａの経路で電気的な閉回路が構成され、この閉回路を 流れる渦電流により損失が生じる。この損失は、固定子鉄心２の結束用突起１５ ｄの部分に形成されている積層方向の電流通路を流れる渦電流による損失に上乗 せされるため、損失が増大し、効率が低下する。

【００２０】 これに対し、上記実施例のように絶縁ワッシャ７を設けて取付けネジ６の頭部 ６ａを固定子鉄心に対して絶縁すると、上記の閉回路が構成されないため、取付 けネジ６を通して渦電流が流れることがなく、損失の低減を図ることができる。 上記の実施例では、金属製の取付けネジ６を絶縁ワッシャ７を用いて固定子鉄 心２に対して絶縁することによって、該取付けネジにより閉回路が形成されない ようにしたが、取付けネジ自体を電気的絶縁材料で形成してもよい。

【００２１】 また、上記の実施例は回転電機が巻線界磁回転子を用いた無刷子型の自励交流 発電機であったが、界磁回転子として永久磁石回転子やスリップリングを有する 刷子形巻線界磁回転子を用いた回転電機の場合でもその固定子に本考案を適用す ることができるのは勿論である。

【００２２】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、積層鋼板からなる環状の固定子鉄心を積層方 向に貫通させて設けた取付け孔に挿入されて固定子鉄心と固定子カバーとを結合 する取付けネジを固定子鉄心に対して絶縁したので、取付けネジにより電流通路 が形成されるのを防いで、渦電流損失の低減を図ることができ、回転電機の効率 を向上させることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の構造を示した断面図である。

【図２】図１の実施例に用いられた固定子鉄心の正面図
である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】本考案の実施例の要部を示した断面図である。

【符号の説明】

１…固定子、２…固定子鉄心、３…電機子コイル、４…
固定子カバー、５…取付け孔、６…取付けネジ、７…絶
縁ワッシャ、９…回転子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 積層鋼板からなる環状の固定子鉄心と、
   前記固定鉄心の軸線方向の一端に配置された固定子カバ
   ーとを備え、前記固定子鉄心を積層方向に貫通させて取
   付け孔が設けられ、前記取付け孔に挿入された取付けネ
   ジにより前記固定子カバーが固定子鉄心に結合されてい
   る回転電機用固定子において、 前記取付けネジが前記固定鉄心に対して絶縁されている
   ことを特徴とする回転電機用固定子。