JPS6255383B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁極を取外すことなく分解できるコイ
ルを有する電磁石発電機のための凸極型回転子に
関する。

凸極型大型電気機械の誘導コイルは一般に磁極
鉄心に沿う巻線の積重ねによつて構成される。こ
れらの巻線の各々は接平面内に置かれてあり、内
側から外側に向かつて径方向に続いていく。巻線
は一般に磁極に取付ける前に製造組立てされる
が、しかし磁極の取外し後にしか設置（又は取外
し）できないという欠点を有する。何故ならば磁
極は磁極鉄心の径方向外端に於いてコイルの径方
向抽出をさまたげる磁極面を含むからである。

一方で凸極型電気機械の回転磁気回路は円板か
ら円弧形の薄いプレートを打抜いて作り、完全な
円形に組立てるセグメントからしばしば構成され
る。これらのセグメントは磁極鉄心を支えるリム
を構成するようにして回転子の軸と平行な控えに
よつて長さ方向に積重ねられ、組立てられる。

リム上に磁極鉄心を固定するためには、磁極を
後から説置することができるようにさまざまな公
知の技術、例えばキー、バチ形、クシ、ネジ、
等々…が慣習的に援用されるが、これには２つの
欠点がある。

−遠心力の維持には役立たない材料の導入による
機械的抵抗の損失、 −磁極とリムとの間の結合関係で誘導路内に断続
があること。

文書第FR−A2465349号に磁極鉄心を取外さず
に分解を行うことが可能なコイルを実現すること
を提案したのはこのためである。ここではコイル
の修理又は交換を簡単にし、さらにリムのセグメ
ントと同時に磁極を、リムのセグメントばかりで
なく、このセグメントにつながつた磁極面及び１
個又は数個の鉄心をも含んだ図面に従つて薄い板
から打抜きによつて形成することをも可能にす
る。この文書によれば、コイルは磁極鉄心の側面
に垂直に連続する巻線により構成され、そして各
巻線は磁極鉄心に沿つてそれぞれ半回転する半巻
き２個によつて構成される。これらの連続する半
巻きは磁極鉄心の長さ方向に両端の２つの側面上
の２つの接続部分内に相互に取外し可能な方法で
結合されている。この方法はリム上に磁極鉄心を
固定する装置の欠点を単純な方法で回避すること
を可能にする。しかし電導バンドが可撓性である
ために、磁極鉄心の側面部分に対してコイルを固
く押圧し導線のすべての移動を防ぐために、大き
な注意を払つて製作せねばならず、さらにコイル
の取付けを複雑にする絶縁性の中間キーを連続す
る磁極コイルの間に配置することを余儀なくされ
る。

本発明は、磁気回路の構成についても、コイル
の導線の維持についても困難を生じることなくコ
イルの簡単な取外しを可能ならしめる電磁石発電
機のための凸極回転子の製造を目的とする。

本発明は磁極を取外すことなく分解可能なコイ
ルを有する電磁石発電機のための凸極回転子を目
的としており、この回転子は長さ方向の軸に沿つ
て回転し、さらに以下の素子を含む。即ち −軸に沿う円筒形状の磁性リム、 −リム上の径方向高さに突起を形成することによ
り固定され、外周上に分配された磁極鉄心。こ
れらの各々の鉄心は回転子の軸に対して垂直な
２つの面内に長さ方向に両端に位置する２つの
面を有し、これらの２つの両端面の間に長さ方
向に２つの側面がひろがる。

−各磁極鉄心の径方向に外側の先端に配置され、
この鉄心の各側の少くとも円周上に張り出した
磁極面、及び −リムと磁極面の張り出し部との間に各磁極鉄心
に沿つて巻きつけられた導線によつて構成され
るコイル。この導線は磁極鉄心に沿つてそれぞ
れ一回転し、絶縁層によつて相互に絶縁された
連続巻線を形成する。

−これらの巻線の各々はそれ自体が磁極鉄心の側
面に対して垂直に配置された幅部分と径方向に
連続して段階的に重ね合わされた数個の金属帯
により構成され、これらのブレードの各々は回
転子の軸線に対して平行なブレードの移動によ
つてコイルの取付けを可能ならしめるようにし
て側面、端面及び磁極鉄心のもう一方の側面に
従う。

−これらの段は巻線の一部から次の部分へむかう
相互的延長部分内に配置されている。

−同一段の２つの連続巻線部分内に位置する２枚
のブレードの両端の間の分離線は一段からもう
一段まで離間され、同一段の２つのブレード間
の分離線に出合う電流が少くとも隣接する段の
金属帯を通過することを可能にする。

この回転子は、このコイルが各巻線部分の各ブ
レードの各先端部分にほぼ径方向の永続的な締付
け力を与えるための永続的な締付け手段を備えて
おり、それによつて連続巻線部分のブレード間に
良好な電気的接触を確実に行わせ、これらの締付
け手段は故障の際にはさまざまなブレードを別々
に引張ることによつてコイルを分解することを可
能ならしめるような方法で着脱自在である。

フランス特許FR−Ａ第1489931号では、径方向
に重ね合わされ、磁極鉄心の側面に対して垂直に
広がる幅を有する金属ブレードを用いて磁極コイ
ルの各巻線を製作することが既に提案されている
ことが注目される。しかしここで提案されている
方法は磁極を取外さずにコイルを取外すことを可
能ならしめることを目指してはいない。何故なら
ばここで用いられている金属ブレードは相互に溶
接されており、これは多分コイルの導線の電気的
連続性を保証するために必要なためであつた。

添付図面を参照して本発明がどのように具体化
されるかを、非限定の例として以下に説明する。

第１図の回転子（以下説明の対象をなす回転子
は例えば同期回転機の誘導子の役割を果してい
る。）は長さ方向に配置された軸２に沿つて回転
する。回転子は該軸に沿う円筒形状のリム４と軸
の周囲に角度をつけて配置された磁極を含む、こ
れらの磁極はリム外面上に放射突起を形成し、回
転子の長さに従つて伸びる。これらの磁極は該リ
ムと共に回転子の磁気回路を構成する。

各々の磁極は、磁極鉄心の外側の先端に磁極面
８を、リム上に突起の形で磁極鉄心６を含む。こ
の磁極面はこの鉄心の両側から角度をつけてとび
出している。この鉄心は回転子の軸に対してほぼ
垂直な２つの面内に配置された２個の側端面１０
を有し、これらは回転子の両端の一方側にあり、
また該２個の側端面の間に回転子の長さに沿つ
て、さらにリムと磁極面との間に径方向に伸びる
２個の側面１２をそれぞれ有している。

従来法によつてリム４は回転子の軸を同じく軸
とする円板によつて各々が構成される平断面の、
回転子の長さ方向への積重ねによつて構成され、
各円板は角方向に連続する数枚のセグメント１
６，１８，２０，２２から成る。１つの円板の数
個のセグメントは次の円板の２４，２６のような
連続するセグメントに対して１極間隔だけ角方向
に離間する。これはリムの機械的抵抗線が僅かで
も生じるのを防ぎ、磁束分布を妨害するためのも
のである。連続する円板は回転子の軸と平行に連
続円板を貫通する控えボルト２３及び２９によつ
て磁気回路の両端面に対して押し当てられる支持
プレート５によつて相互に締付けられる。これら
のセグメントは各々が打抜かれた１枚の板から成
り、リムの平断面の角セグメントばかりでなく、
磁気回路全体が円板の積重ねによつて形成される
ような方法で、磁極面を含む連続する数個の磁極
の平断面をも構成する。

これらのセグメントは「集積磁極セグメント」
と呼ぶことができる。これらは各々が３つの磁極
断面を支持する。これらのセグメントは各円板内
に４枚ある。これらは側面に両端磁極を角度をつ
けて配置してあり、従つて各円板の中央には続く
セグメントの両端間に４個の自由間隙７が存在す
る。これらの間隙はリブの内側から生じる冷却ガ
スの径方向通過を可能ならしめる通気路を構成す
る。

回転子はさらにコイルを含み、例えばコイル１
４は各々の磁極鉄心の周囲にリム４と磁極面８の
張り出し部との間に巻きつけられている。コイル
は簡単な方法で製作することができ、長さ方向に
引抜くことができる磁極間キー３０によつて側面
方向に固定されている。

各コイルは連続する数巻きの導線とこれらの巻
線を離間する絶縁層１５によつて構成される。

各巻線は重ね合わされた数枚の金属バンドによ
り構成される数個の部分Ｇ，Ａ，Ｄ（第６図参
照）に公知の方法で分割される。

本発明によれば、コイル巻線の各々の部分は該
バンドを構成し、磁極鉄心の側面１０，１２に対
して垂直に配置された幅で径方向に連続して段ご
とに重ね合わされた固い金属ブレードG₁…G₄，
A₁…A₄によつて構成される。これらのブレード
の各々は回転子の軸２に平行な移動によつてこの
鉄心から離間され得るようにして、磁極鉄心の側
面、側端面及びもう一つの側面をたどる。段は巻
線の１つの部分から次の部分への相互延長部に配
置され、同じ段の連続する２つの巻線部分内に位
置する２枚のブレードの先端間の分離線の間に配
置される。

さらに各々の金属ブレードＡ１は隣り合う２つ
の先端を有しそれぞれは磁極鉄心のかどにあり、
コイルを取外したいと望んだ時、これらの先端付
近に配置された締付け手段３２，３４を用いて容
易に接近が可能なように、ここで側端面１０と側
面１２が出合う。

さらに望ましくは各巻線は４個の巻線部分によ
つて構成されるが、図面にはそのうちの３枚Ｇ，
Ａ，Ｄだけを示した。これらは磁極鉄心６をとり
囲む長方形の四辺中の一辺に従つて配置されてい
る。完全巻線の各段はほぼ長方形をなす４枚の金
属ブレードG₁，A₁，D₁により構成される。即ち
磁極鉄心の２つの側面１２に沿つて長さ方向に伸
びる大辺を有する２枚の「横」ブレードＧ１，
D₁及び磁極鉄心の２つの側端面１０に沿つてほ
ぼ円周上に伸びる大辺を有する２枚の「端」ブレ
ードＡ１である。横ブレードＧ１及び端ブレード
Ａ１は巻線の長方形の４つの角の各々に「協合的
な」ブレードを構成し、またこれら２枚の協合的
ブレードの一方Ｇ１は「延長され」ている。即ち
その長さが側面の外周を超えて伸び、この側面に
沿つてこのブレードは層の幅の連続性をほぼ保証
するようにしてもう一方のブレードＡ１の幅上に
伸びる「角区域」Ｇ１Ｅを占める。

連続段の延長ブレードは各々の角において横ブ
レードG₁，G₃及び端ブレードA₂，A₄を協合的な
ブレード間の分離線をずらすような方法で交互に
占める。同じ一枚のブレードが第６図に示す如く
これら２個の先端に延長されることができる。そ
こで磁極鉄心の側面に沿つて重ね合わされたブレ
ードは交互に短いブレードＡ１又はＡ３及び長い
ブレードＡ２又はＡ４となる。しかしながら重ね
合わされたブレードは一辺及び他辺に交互に唯一
つの先端で延長され、従つて磁極鉄心の側面に沿
つて同じ長さとなるようにされている。このよう
なブレードＧ１′…Ｇ４′，Ａ１′…Ａ４′、等々を
第７図に示す。

さらに巻線の長方形の対角線状に相対する２つ
の角で２本の分離線だけで２つの直角定規形に各
巻線の各段を作ることが可能であろう。

コイルの締付け手段は、コイルの全高にわたつ
て各々の角で径方向に伸びる控えボルト３２によ
つて構成される。このボルトは延長された金属ブ
レードＧ１，A₂，G₃，G₄及び角部分の絶縁層１
５に明けられた穴を通る。この控えボルトはコイ
ルを径方向に締付けるための調節可能な支持手段
３４の先端の少くとも１つの備えられている。こ
れらの支持手段は例えば控えボルト３２上にねじ
止めされたナツト３４によつて構成され、座金３
６を介して先端の絶縁層の押当たる。これらの控
えボルトは絶縁外装３８により囲まれている（第
４図）。控えボルトは磁極面に設けられた切り欠
き４０によつてねじをゆるめた後でほぼ径方向に
引き抜かれる。絶縁層１５は下部ブレードＧ１，
Ａ１，Ｄ１の下側及び上部ブレードＧ４，Ａ４，
Ｄ４の上側に接着される。

以上説明した方法は望ましくは先に説明した場
合に適用され、又は磁極はリムに集積され、しか
し別の場合に適用されることができる。

隣接する磁極のコイルの相互接続法は第２図及
び第３図に示す。磁極Ｐ１のコイルの上部巻線は
平導線４２によつて隣接磁極Ｐ２のコイルに接続
し、平導線４２の平面は回転子の軸に対して垂直
をなし、さらにリム４の先端面と向き合わせに配
置されたベースを有するＵ字形状をこの面に構成
する。これら２個のコイルの下部巻線は図示して
いないが磁極Ｐ１及びＰ２の両側に位置している
磁極巻線に、類似形状ではあるがリムにより近く
配置された平導線４を介して接続される。Ｕ字部
材のベースは絶縁ボルト４６及びさまざまな直径
の絶縁座金４８及び５０を介してリムに固定され
る。

各巻線内の段数は例えば４であり、各々の金属
ブレードは厚さ２mm、幅80mmの銅から成り、各々
の控えボルト３２が与える締付け力は例えばおよ
そ33000Nである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う回転子の端面の概略図で
あり、回転子を断面で示すため軸線に対して垂直
な２つの面で部分的に省略をほどこしてある。第
一の断面は磁気回路を構成する積重ね形の２枚の
円板の間を通り、第二の断面は第一の断面に接す
る円板の厚さ内を通り、磁極コイルは取除かれて
いる。第２図は第１図の細部に従い２個の磁極
コイルの端子を示す同じコイルの拡大尺による部
分図、第３図は第２図の磁極鉄心の軸線を通り
−線に従う放射状断面図、第４図は同じ回転子
の磁極キーの、第２図の−面と平行な−
面を通る断面図、第５図は第４図の矢印Ｆに従う
同じ回転子の磁極キーの上面図、第６図は同じ回
転子の磁極コイルを一巻きずつ離間させて示した
部分斜視図、第７図は本発明に従う別の回転子
の、第一の具体例とは磁極コイルを構成する電導
磁極片の延長部分の配置だけが異なる、第６図に
類似の部分斜視図である。 ２……軸、４……リム、５……支持プレート、
６……磁極鉄心、８……磁極面、１４……コイ
ル、３０……磁極間キー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 縦軸に沿つて回転し、以下の素子、即ち −該軸の周囲の円筒形状の磁性リム、 −該リム上に径方向の高さ方向に突起を形成する
   ことによつて固定され、円周上に分配された数
   個の磁極鉄心、 −各磁極鉄心の径方向外端に配置され、この鉄心
   の両側から少くとも円周上に張り出した磁極
   面、及び −該リムと該磁極面の張り出し部との間の各々の
   磁極鉄心に沿つて巻かれた導線によつて構成さ
   れるコイルを含み、 −この磁極鉄心の各々は回転子の軸と垂直をなす
   ２つの面内に長さ方向に両端をなす２つの側面
   とこれら２つの両端側面の間に長さ方向に伸び
   る２つの側面とを有しており、 −このコイルを形成する導線は一巻きで磁極鉄心
   を一回転し、絶縁層によつて相互に絶縁される
   一連の巻線を形成し、 −これらの巻線の各々はそれ自体その長さに従つ
   て連続巻線の数個の部分に分割され、これらの
   部分は磁極鉄心の側面に対して垂直に配置され
   たその幅によつて径方向に連続する段をなして
   重ね合わされた数枚の固い金属ブレードにより
   構成され、これらのブレードの各々は回転子の
   軸と平行なブレードの移動によつてコイルの取
   付けを可能ならしめるように、磁極鉄心の側
   面、端面及びもう一方の側面をたどり、 −これらの段は１つの巻線部分から次の巻線部分
   への相互的延長内に配置され、 −同一段の引き続く２つの巻線部分内に位置する
   ２つのブレードの先端の間の分離線はある段か
   らもう一つの段へずらされてある段の２つのブ
   レード間の分離線に出会う電流が隣接する段の
   少くとも１枚のブレード内を通過することを可
   能にしており、 −この回転子は、このコイルが各巻線部分の各ブ
   レードの各先端部分に対しほぼ径方向の永久的
   な締め付け力を与え、さらにこのようにして連
   続巻線部分のブレード間に良好な電気的接触を
   保証するための永久締め付け手段を備えてお
   り、これらの締め付け手段は故障の場合にはさ
   まざまなブレードを別々に引き抜くことによつ
   てコイルを分解することができるように着脱自
   在になつていることを特徴とする磁極を取外す
   ことなく分解できるコイルを有する電磁石発電
   機のための凸極回転子。 ２ 各巻線が磁極鉄心を囲撓する長方形の４辺の
   うちの１辺に従つて各々配置された４つの巻線部
   分によつて構成され、完全巻線の各段がほぼ長方
   形をなす４枚の金属ブレードによつて形成され、
   これらのブレードのうちの「横」の２枚は磁極鉄
   心の２つの側面に沿つて長さ方向に伸びる大辺を
   有し、さらに「端」の２枚は磁極鉄心の側端面に
   沿つてほぼ円周方向に伸びる大辺を有しており、
   １枚の横ブレードと１枚の端ブレードは巻線の長
   方形の４つの角の各々に於いて「協合的な」ブレ
   ードであり、これら２枚の協合的ブレードの一方
   は「延長された」ブレードであり、その長さは側
   面の外周を超えて伸び、この側面に沿つてこのブ
   レードは層の幅の連続性をほぼ保証するようにし
   てもう一方のブレードの幅上に伸びる「角区域」
   を占め、 −連続段の延長ブレードは各々の角に於いて協合
   的なブレード間の分離線をずらすような方法で
   交互に横ブレードか端ブレードかであり、 −控えボルトを含むコイルの締付け手段はコイル
   の全高にわたつて各々の角で延長された金属ブ
   レード及び角部分の絶縁層に明けられた穴を通
   つて径方向に伸び、この控えボルトはコイルを
   径方向に締付けるための調節可能な支持手段の
   先端の少くとも１つに備えられていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の回転
   子。