(57)【要約】【課題】  楔による熱や磁気回路の問題を解決する。【解決手段】  固定子コア２０５、及び固定子コア２０５の一部をなす隣接した固定子ティース２１０の間にコイル２１５を収納するスロットを有する固定子２００と、固定子２００に空隙を介して回転可能に設けられている回転子３００と、固定子２００と回転子３００を収納するハウジング４００とを有し、固定子２００は、コイル２１５をスロット内に保持するための楔５００をスロットの開口部に設け、楔５００は磁性部５０５と非磁性部５１０からなり、非磁性部５１０は、楔５００の周方向の略中央に位置し、その周方向外側を磁性部５０５で挟むように構成した回転電機。【選択図】図１
2010136460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子コア、及び固定子コアの一部をなす隣接したティースの間にコイルを収納するスロットを有する固定子と、
前記固定子に空隙を介して回転可能に設けられている回転子と、
前記固定子と前記回転子を収納するハウジングと、
を有し、
前記固定子は、前記コイルを前記スロット内に保持するための楔を前記スロットの開口部に設け、
前記楔は、磁性部と非磁性部からなり、当該非磁性部は、前記楔の周方向の略中央に位置し、その周方向外側を前記磁性部で挟むように構成されている回転電機。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機であって、
前記楔の前記非磁性部は良熱伝導材料で形成され、その軸方向の端部が前記ハウジングに接触するように構成された回転電機。
【請求項３】
請求項１記載の回転電機であって、
前記楔の前記磁性部と前記非磁性部が一体成形されている回転電機。
【請求項４】
請求項１記載の回転電機であって、
前記楔は、前記ティースに軸方向に形成された保持溝によって保持されている回転電機。
【請求項５】
請求項１記載の回転電機であって、
前記楔の前記磁性部と前記非磁性部はテーパで接している回転電機。
【請求項６】
請求項１に記載の回転電機であって、
前記楔の前記非磁性部のコイル側の周方向幅よりも、回転子側の周方向幅が狭い回転電機。
【請求項７】
請求項１記載の回転電機であって、
前記楔の磁性部は、軸方向に分割されている回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機のティースに楔を設けたものとして、スロットの空隙側開口部に磁性を有する楔を、電機子鉄心の表面から空隙側に突き出させて配置したものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１２８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
昨今、回転電機の小型化，軽量化，高効率化，低騒音化等、高機能化が求められている。騒音問題のひとつとして、空隙磁束密度の粗密が原因で生じる損失や振動があった。即ち、固定子のティースの部分は透磁率は高く、スロットの部分の透磁率は低い事が原因で磁束密度の高調波を生じる為、その高調波によるトルクの脈動（騒音）や損失が発生していた。
【０００５】
上記従来技術では、次のような問題があった。すなわち、磁性楔自体が渦電流により発熱すること、固定子の積層鋼板，コイルが発熱し、それらが磁性楔付近に位置すること、通常、固定子外周側が冷却されるが、磁性楔は外周から遠いこと、磁性楔、及びティース先端に熱が溜まりやすいこと、更に固定子ティースを通った基本波磁束がティース間で短絡しやすいこと、である。従来技術では、熱及び、磁気回路に対する考慮が十分ではなかったという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
コイルをスロット内に保持するための楔をスロットの開口部に設け、その楔は磁性部と非磁性部から構成し、非磁性部を楔の周方向の略中央に位置し、その周方向外側を磁性部で挟むように構成する。
【発明の効果】
【０００７】
楔，固定子，固定子コイルを効果的に冷却し、基本波磁束の短絡によるトルクの低下を防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態をなす回転電機の軸方向断面図である。
【００１０】
回転電機１００は固定子２００，固定子２００に空隙を介して回転可能に設けられている回転子３００、ならびにそれらを収納するハウジング４００を有する。固定子２００は電磁鋼鈑を軸方向に積層した固定子コア２０５，コイル２１５，固定子スロット開口部に軸方向に伸びる磁性楔保持溝５２０に保持された楔５００を有する。一方、回転子３００は回転子コア３０５と軸３１０からなり、軸３１０は軸受け３１５によって支持されており、自由に回転可能である。
【００１１】
図２は、図１の固定子部分の径方向断面であり、円環状のものを模式的に横に直線状に引き伸ばした概念図である。
【００１２】
固定子コイル２１５は固定子ティース２１０に巻装され、隣接した固定子ティース２１０の間に形成されたスロットに収められている。楔５００は、磁性部５０５と、非磁性の良熱伝導体で形成された非磁性部５１０を有し、好ましくはこれらが一体成形されていることであり、これにより楔５００を固定子に取り付けやすくなる。非磁性部５１０は楔５００の周方向の略中央に位置し、その周方向外側を磁性部５０５に挟まれるように構成されている。非磁性部５１０の軸方向端部（一端または両端）は固定子コア端面より突き出て、図１のようにハウジング４００に接触していることが好ましい。
【００１３】
図３に、図１の実施形態におけるティース部分の磁束の流れを示す。図の矢印のように、固定子コアから固定子ティース２１０に流れた磁束は、ティース先端部分の磁性部５０５によって磁気抵抗が低くなり、セミクローズドスロットのような磁束の流れが得られる。これにより、損失の低下が得られる。
【００１４】
上記構成により、楔５００の熱、近接しているコイル２１５及び固定子ティース２１０の熱が非磁性部５１０に集まり、非磁性部５１０からハウジング４００へ熱が流れるので、ハウジング４００を冷却する事によって、楔５００，コイル２１５，固定子ティース２１０を効果的に冷却することができる。また、ティースを流れる基本波磁束は非磁性の高熱伝導材料に遮られ短絡しにくいので、トルクの低下を抑えることができ、回転電気の小型化，高回転化が可能となる。
【実施例２】
【００１５】
図４は、本発明の他の実施形態をなす回転電機の径方向断面の概念図を示す。以下に述べる点以外は、実施例１と同様である。
【００１６】
この例では、楔５００の磁性部５０５と非磁性部５１０の接触部をテーパ５２５とし、楔５００の非磁性部５１０の周方向幅を、コイル側の方の幅よりも回転子側の幅を狭くしたものである。これにより、実施例１と同じトルクでありながら、高熱伝導材料５１０の熱の伝わる面積が増えるので、冷却能力の向上が図れる。また、磁性体５０５の体積が少なくなり、磁性体で発生する渦電流そのものを抑えることができるので、低損失化が図れる。前述の冷却能力の向上とあわせる事で、更なる機器の小型化，高回転化が可能となる。
【実施例３】
【００１７】
図５は、本発明の他の実施形態をなす楔の例を示す。以下に述べる点以外は、実施例１と同様である。
【００１８】
図５の様に楔５００の磁性体５０５を軸方向に分割したものに置き換えると、磁性体５０５で発生する渦電流が流れる面積を小さくする事ができる。渦電流によって発生する損失はその面積とともに増える傾向にあるので、磁性体で発生する損失即ち発熱そのものを抑えることができ、回転電機の更なる小型化，高回転化が可能となる。
【００１９】
なお、上記いずれの実施例も、磁性楔を有するモータであれば、発電機でもその他のモータでも良く、回転電機の種類を問わない。
【００２０】
また、冷却方式も問わず、空冷でも、水冷でも、油冷でもよく、その他の冷却方法でもよい。
【００２１】
また、固定子コアから突き出した高熱伝導樹脂のハウジングに接触するまでの形状は、固定子コアから端面から突き出してハウジングまで達して接触していれば、真っ直ぐでも、曲がっていても、ハウジングに近づくにつれて広がっていても、その他の形状でもよい。
【００２２】
また、磁性材料としては、フェライトでも、コバルトでも、積層した珪素鋼鈑でも、パーマロイやセンダスト等の圧粉磁心でも、ステンレスでも、アモルファス合金等の多元系合金でも、それらの複合材料でも、その他の材料でもよい。
【００２３】
また、非磁性材料としては、非磁性かつ高い熱伝導性を有していることが好ましく、窒化ホウ素や、窒化アルミ，窒化珪素等のセラミックスでも、ポリエステル樹脂や、エポキシ樹脂等の樹脂材でも、それらの複合材料でも、その他の材料でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１をなす回転電機の断面図を示す。
【図２】図１の固定子部分の径方向断面の概念図を示す。
【図３】図１の実施形態におけるティース部分の磁束の流れを示す。
【図４】本発明の他の実施形態をなす回転電機の径方向断面の概念図を示す。
【図５】本発明の他の実施形態をなす楔の例を示す。
【符号の説明】
【００２５】
１００  回転電機
２００  固定子
２０５  固定子コア
２１５  コイル
３００  回転子
４００  ハウジング
５００  楔
５０５  磁性部
５１０  非磁性部
【図１】
2010136460.tif 000003
【図２】
2010136460.tif 000004
【図３】
2010136460.tif 000005
【図４】
2010136460.tif 000006
【図５】
2010136460.tif 000007