JPS62262626A - 回転電機の磁性楔 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転ｆｔｔ機に用いられる磁性楔の改良に係り
、特に磁性材を塑造はによりモールド固形化した磁性楔
の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

周知のように回転電機の巻線は、鉄心スロットの中に収
納され、そしてこの巻線を鉄心スロット内に保持してお
くために鉄心スロットの開口部には楔が設けられている
。

この楔は、極く一般には非磁性（透磁重重）のものが採
用されるが１１えば誘導電動機のように固定子と回転子
間のエアギャップが小さい回転電機では、鉄心スロット
の存在によるエアギャップ磁束分布の脈動及び磁束の鉄
心歯部への集中に基づく鉄損又励磁電流の増加を抑制す
るため、適度の磁性をもった楔を用いている。このよう
な楔は、一般に磁性楔と称されており、固定子と回転子
間のエアギャップ及び鉄心歯部の磁束分布の均一化の目
的からすれば、鉄心歯部から模を介してエアギャップ側
に通過する磁束に対する磁気抵抗が極力小さいことが望
ましく、一方鉄心スロットｉ’１ｌｉ７（ＩＩＩの鉄心
歯部の磁位差に基づき一方の歯部から楔を介して他方の
歯部に向かう、いわゆる漏れ磁束に対する磁気抵抗は高
い程望ましい。

換言すれば、磁性楔は磁性が！比に強い（透磁小太）だ
けでは不十分であり、特定方向に対してのみ磁束を良く
通す磁気的異方性を有するものが望ましい。

このような磁気的異方性を有する磁性楔として。

従来つぎの様な構成のものが知られている。

すなわちその一つは、磁性体を鉄心スロットの幅方向両
側の歯部近傍にのみ集中的に配設し、これらの磁性体部
間を非磁性材から成る連絡装置や樹脂等の塑造体により
一体化するものである。このような構成の磁性楔は例え
ば実公昭５−１１４５２号公報や実公昭１４−５６５９
号公報に開示されている。

もう一つは、偏平な磁性粒子の偏平面の方向を楔の厚み
方向に整列させて樹脂等でモールドする構成のものであ
り、例えば特開昭５２−６９０６号公報に開示されてい
る。

［発明が解決しようとする問題点〕 回転電機に用いられる磁性楔としては、磁気的な特性の
面からみれば、前述したように磁気的に異方向性を有す
ることが望ましいが、実用性の観点も考慮すれば楔本来
の使命である巻線支持としての機能を十分果たし得る機
械的強度を備え、かつ製作もし易いものでなければなら
ない。

しかしながら前述した従来のこの種磁性楔は、機械的強
度や製作の容易さの点で充分とは云えず最近のように回
転電機の大容量化に伴い巻線の電磁力も大きくなりつつ
あることからさらに機械強度の向上が望まれるようにな
ってきている。

すなわち、磁性体部を模の幅方向両端部の鉄心歯部近傍
に集中して配設し、これらの磁性体部間を非磁性材で連
結したり、塑造材でモールド成形することによって一体
化するものにおいては、磁性体と非磁性部の結合部の機
械強度の確保が難かしく、かつ構造的にも複雑になりが
ちである。

また偏平磁性粒子の偏平面や磁性線の長手方向を楔の厚
み方向に整列させるものにおいては、磁性粒子や磁性線
を楔の長さ方向に均一に整列させるのが難かしく、かつ
、スロット中に巻線を強固に固定する上で重要な厚み方
向のせん断力に対する強度を１合成樹脂等の塑造体の強
度に依存せざるを得ない構成のため、巻線の固定装置と
しての十分な機械強度を確保しにくい面があった。

本発明はこれにかんがみなされたもので、その目的とす
るところは望ましい磁気的異方向性を有し、かつ機械的
強度の大なる。すなわち堅牢なこの種回転電機の磁性楔
を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち本発明は磁性楔を、’ｔａ性細線層の集合体に
塑造材をモールド固形化して形成するとともに、前記磁
性細線層が磁性楔の厚み方向に対して巾方向に所定の角
度傾斜して配置され、かつその傾斜が磁性楔の長手方向
に交互に配置されるように形成し所期の目的を達成する
ようにしたものである。

〔作用〕

このように形成された磁性楔であると、厚み方向に対し
磁性細線が傾斜しているため、楔の幅方向の一端が接す
る鉄心歯部からエアギャップ側への有効磁束の通過が磁
性線の長手方向に通過することになるのでこの方向に対
する磁気抵抗は小さく望ましい磁気特性を有し、一方、
磁性線が楔の幅方向にまたがることはないので、楔を幅
方向に通過する漏れ磁束（鉄心歯部から隣接鉄心歯部へ
の）は、直接接することのないように配置された磁性線
の間を通過することになるので、この方向の磁気抵抗は
大きく漏洩磁束の減少がはかれる６すなわち、磁性楔と
して望ましい磁気異方性が得られる。

また、交互に傾斜した磁性線群から成るため、これらの
磁性線群が格子状の芯材となり、楔の厚み方向に加わる
せん断力に対する機械的強度が向上するのである。

〔実施例〕 以下図示した実施例に基づいて本発明の詳細な説明する
。

第２図は１本発明の一実施例を示す回転電機の要部断面
図であり、固定子鉄心１に形成された鉄心スロット２に
、絶縁３が施された巻ａ４が装置されている。そしてス
ロット２の開口部にはこの巻線４を支持する磁性楔６が
配置されている。

磁性楔６は鉄心スロット２の側壁、すなわち鉄心歯部１
ａ、ｌｂに設けられた溝に嵌合され、磁性楔自体を保持
するとともに巻線を固定支持している。

８及び９は鉄心スロット２内における巻線４の高さ方向
寸法を調整するスペーサであり、１０は鉄心スロット２
と巻線４の幅方向の隙間を調整するスペーサである。　
　　　゛ １１は回転子でエアギャップ１２を介して固定子鉄心の
１内孔中に回転自在に配置さ九でいる。

前述した磁性楔６は次のように形成されている。

すなわち第１図に一部破断して示すように数多くの磁性
細線６ａ、６ｂが所定の角度巾方向（図中矢印方向）に
傾斜して並設され、すなわち傾斜した磁性線層が形成さ
れ、これらが例えば合成樹脂等の塑造材６Ｃによりモー
ルド固形整形化されている。

磁性細線６ａ、６ｂの傾斜角度０はできるだけ大きい方
が回転電機における磁気特性上望ましいが、傾斜角度を
大きくするといってもぜひ注意しなければならないこと
は、あまりにこの傾斜角度を大きくし、磁性側ｇ６ａ、
６ｂの両端がスロットの両側の鉄心歯部１ａ、ｌｂに跨
がることがあってはならない、すなわちスロット２両側
の鉄心歯部１ｂを磁性細線６ａ、６ｂにて磁気的に短絡
してしまっては磁性楔本体の使命を失ってしまうからで
ある。

磁性細線６ａ、６ｂは巾方向に傾斜して配されるが、こ
の傾斜方向は磁性楔６の長手方向に交互に異なった方向
となるように形成される。

尚この図では隣接磁性細線の間隔が磁性ＩＩｌ腺の径に
比較し大きく形成されているが、説明上わかり易くする
ためにこのように図に表わしたもので、実際には、この
間隔は磁性細線径のｌ／１０〜１１５と非常に小さいも
のである。

さてこのように形成された磁性楔６は第３図に示すよう
に、鉄心歯部１ａ側からエアギャップ１２に向かう磁束
φθ＆に対しては磁性線６ａがその通過方向に整列して
いるので磁気抵抗は小さい。

同様に鉄心歯部１ｂ側からエアギャップ１２に向かう磁
束φａｈに対しても磁性線６ｂがその方向に整列してい
るので磁気抵抗は小さい。一方、磁性楔６を幅方向に通
過する磁束φ皿に対しては、鉄心歯部１ａ、ｌｂいずれ
の側から楔内に入るにしても、磁性側、１１６ａ、６ｂ
の整列方向と直角方向に少なく共１ヶ以上の非磁性塑造
体層を介して通過せざるを得ないので、この方向の磁気
抵抗は大きいのである。

尚以上の説明では、この種磁性楔を形成するにあたり、
一つの実施例をあげて説明してきたが、このような磁性
楔を形成するには他にも種々の例が考えられよう。

第４図にはもう一つの実施例をあげた。この図において
は、傾斜した磁性細線の磁性横巾方向の中央部に磁性細
線６ａを集中させて配置するようにしたものである。

このような構成であると、スロット開口部における巾方
向中央部に多くの磁束を流すことができ、開口部におけ
る磁束の分布がさらに平均化され磁気的特性上さらに有
効である。

尚この場合磁性細線の集中配置の代りに全体的に磁性１
前線を配置するが磁性細線の透磁率の異なる材料のもの
、すなわち透磁重大なるものを、集中配置するようにし
ても同様な効果が得られよう。

次に第５図により、従来一般に採用されている磁性楔と
本発明の磁性楔との効果を比較してみる。

この図は固定子鉄心と回転子間のギャップにおける磁束
の分布状態をその実験結果よりみたもので、供試楔とし
ては巾が１３ｍ、厚みが４ａｌｌ（約５００ＫＷクラス
）のものである。

この図の点線よりなる曲線Ｘは従来一般に採用されてい
たもの、すなわち簡略していえば楔の巾方向両側に磁性
体を有し、中央部に樹脂を充項固形化したもので、この
図から明らかなように、スロット部と鉄心歯部４分では
、非磁性楔の曲線Ｙに比較しては大きく改善されている
が、まだ磁束分布状態には高低差があることがわかる。

これに対して曲線Ｚで示す本発明の磁性楔であると、そ
の磁束分布がさらに平坦化に近づいていることがわかる
であろう。

以上種々述べてきたように１本発明の磁性楔によれば、
楔の厚み方向に対してその巾方向に所定の角度傾斜した
磁性細線とその傾斜方向と異なる傾斜方向を有する磁性
細線とを、楔の長手方向に交互に配置するようになした
から、鉄心歯部からエアギャップに向う磁束に対しては
磁気抵抗は小さく、かつ磁性楔を巾方向に通過する磁束
、すなわち鉄心歯部から隣接鉄心歯部に向う磁束に対し
ては磁抵抗が大きくなるので、磁性楔として望ましい磁
気特性を有し、又磁性細線が交互に逆方向に傾斜配置さ
れていることから格子状の心材となり機械強度も向上し
、磁気特性良好にして機械的に堅牢なこの種回転電機の
磁性楔を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁性楔を示す一部破断斜視図。 第２図は２本発明の磁性楔を備えた回転電機の要部断面
図、第３図は第２図と同部分を示し、磁束の通過状態を
示す断面図、第４図は１本発明の磁性楔の他の実施例を
示す断面図、第５図は鉄心スロット位置と磁束密度の関
係を表わす曲線図である。 １・・・固定子鉄心、２・・・鉄心スロット、４・・・
巻線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、巻線を収納した鉄心スロットの、その開口部に配置
   され、かつ母体が磁性材を塑造材によりモールド固形化
   形成された回転電機の磁性楔において、前記磁性材が、
   所定の間隔を保つて並設された複数の磁性細線層の集合
   体にて形成され、かつ、前記磁性細線層が夫々楔の巾方
   向に傾斜して配置されるとともに、その傾斜方向が楔の
   長手方向に交互に異方向となるように形成されてなる回
   転電機の磁性楔。