(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心に形成した巻線溝内に固定子巻線を装着し、絶縁性波形ばねを介して楔を前記巻線溝の開口部に係合して固定するようにした回転電機固定子巻線の固定方法において、
前記絶縁性波形ばねの凸曲部に剛性低減部を形成し、この絶縁性波形ばねを前記巻線溝内の固定子巻線の上方に位置させた状態で張力を加えて伸張させ、この状態で前記楔を前記巻線溝の開口部に係合させ、その後、絶縁性波形ばねに加えた張力を解除するようにしたことを特徴とする回転電機固定子巻線の固定方法。
【請求項２】
前記絶縁性波形ばねの凸曲部に平坦部を設けて剛性低減部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の回転電機固定子巻線の固定方法。
【請求項３】
前記絶縁性波形ばねの凸曲部に、他部位よりも肉厚の薄い平坦部を設けて剛性低減部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の回転電機固定子巻線の固定方法。
【請求項４】
前記平坦部は、複数の凸曲部に形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の回転電機固定子巻線の固定方法。
【請求項５】
前記平坦部は、１周期毎の凸曲部に形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の回転電機固定子巻線の固定方法。
【請求項６】
前記絶縁性波形ばねは、絶縁性を有する繊維で強化された絶縁樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の回転電機固定子巻線の固定方法。
【請求項７】
前記絶縁性波形ばねは、ガラス繊維で強化した絶縁樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の回転電機固定子巻線の固定方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の回転電機固定子巻線の固定方法に用いる巻線保持用絶縁性波形ばねであって、
前記巻線保持用絶縁性波形ばねは、絶縁性を有する繊維で強化された絶縁樹脂により波形に形成され、かつ、波形の凸曲部に剛性低減部が形成されていることを特徴とする巻線保持用絶縁性波形ばね。
【請求項９】
前記凸曲部に平坦部を設けて剛性低減部が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の巻線保持用絶縁性波形ばね。
【請求項１０】
前記凸曲部に、他部位よりも肉厚の薄い平坦部を設けて剛性低減部が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の巻線保持用絶縁性波形ばね。
【請求項１１】
固定子鉄心に形成した巻線溝内に固定子巻線を装着し、請求項８乃至１０のいずれかに記載の巻線保持用絶縁性波形ばねを介して楔を前記巻線溝の開口部に係合して固定した回転電機において、
前記絶縁性波形ばねの凸曲部に剛性低減部が形成されていることを特徴とする回転電機。
【請求項１２】
前記絶縁性波形ばねの凸曲部に平坦部を設けて剛性低減部が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の回転電機。
【請求項１３】
前記絶縁性波形ばねの凸曲部に、他部位よりも肉厚の薄い平坦部を設けて剛性低減部が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の回転電機。
【請求項１４】
凸曲部に剛性低減部が形成された請求項８乃至１０のいずれかに記載の巻線保持用絶縁性波形ばねの一端を楔の一端に係合させた該楔の他端を装着する楔挿入溝を有すると共に、前記絶縁性波形ばねの他端を係合する基体と、この基体にねじ込まれ前記楔挿入溝に装着された前記楔の他端を押圧して移動させる押圧ボルトを備えていることを特徴とする絶縁性波形ばねの張力付加装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタービン発電機や水車発電機さらには誘導電動機等の回転電機固定子巻線の固定方法に係り、特に、絶縁性波形ばねにより固定子巻線を弾性的に固定する回転電機固定子巻線の固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的には、回転電機の固定子鉄心に形成された巻線溝内に固定子巻線を装着し、巻線溝の開口側に楔を装着して前記巻線溝内の固定子巻線を固定している。
そして、長期使用のうちに固定子巻線の絶縁層の枯れや固定子巻線の製造誤差等で固定子巻線と楔との間に隙間が生じると、回転電機の運転時の機械的振動や電磁振動等により、固定子巻線が巻線溝内で振動することが懸念されるので、波形ばねを固定子コイルと楔との間に挿入し、波形ばねの弾性力で固定子巻線を長期に亘って固定することが行われている。
しかしながら、波形ばねは、固定子巻線と楔とのわずかな隙間に押圧しながら装着しなければならないので、波形ばね装着作業が厄介になると共に、波形ばね装着時に固定子巻線の絶縁層を損傷させる恐れがある。
そこで、特許文献１に開示されているように、固定子巻線と楔との間に、加熱による形状復帰で波山が形成される波形ばねを用いることが、既に提案されている。
この特許文献１に開示の構成によれば、波形ばね装着時には、波形ばねの波山が固定子巻線と楔との隙間よりも低くなっているので容易に装着することができ、装着後には、波形ばねを加熱して形状復帰させることで波山に押圧力を発生させることができるので、波形ばね装着時に固定子巻線の絶縁層を損傷させることなく固定子巻線を固定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１０７３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示の構成によれば、特殊材料によって形成された波形ばねを用意しなければならないことと、波形ばね装着後に加熱処理を行うことが前提であるので、固定子鉄心を加熱炉に挿入して加熱しなければならず、大型回転電機の場合には専用の大型加熱炉を用意しなければならない問題がある。また、加熱炉を用いずに、加熱する際には、固定子鉄心に形成した巻線溝毎に楔の上から波形ばねの加熱を行わなければならず、波形ばね装着後の加熱処理に多大な労力と作業時間を費やす問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、特殊材料を用いずに通常の絶縁性波形ばねを固定子巻線と楔との隙間に容易に挿入できる回転電機固定子巻線の固定方法及びそれに用いる巻線保持用波形ばねを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、絶縁性波形ばねの凸曲部に剛性低減部を形成し、この絶縁性波形ばねの両端から張力を加えて伸張させた状態で固定子巻線と楔との隙間に挿入し、その後、加えた張力を解除するようにしたのである。
【０００７】
このように、通常の材料で形成された絶縁性波形ばねに剛性低減部を形成することにより、張力を加えると絶縁性波形ばねは比較的容易に伸張して波山の高さを低くできるので、固定子巻線に押圧力を加えることなく絶縁性波形ばねを装着することができる。そして、絶縁性波形ばね挿入後は、付与した張力を解除することにより、絶縁性波形ばね本来の復元力によって固定子巻線を押圧して固定することができるのである。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように本発明によれば、特殊材料を用いず形成した絶縁性波形ばねを固定子巻線と楔との隙間に容易に挿入できる回転電機の固定子巻線の固定方法及びそれに用いる巻線保持用絶縁性波形ばねを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による巻線保持用絶縁性波形ばねの第１の実施の形態を示す斜視図。
【図２】図１の巻線保持用絶縁性波形ばねの巻線溝への装着状態を示す概略縦断側面図。
【図３】図１の巻線保持用絶縁性波形ばねの巻線溝への装着後を示す概略縦断側面図。
【図４】図１の巻線保持用絶縁性波形ばねを巻線溝に装着した固定子の一部を示す一部縦断斜視図。
【図５】図１の巻線保持用絶縁性波形ばねの第１の変形例を示す要部拡大部を含む側面図。
【図６】図１の巻線保持用絶縁性波形ばねの第２の変形例を示す側面図。
【図７】本発明による巻線保持用絶縁性波形ばねの第２の実施の形態を示す斜視図。
【図８】図７の巻線保持用絶縁性波形ばねの第１の変形例を示す側面図。
【図９】本発明による巻線保持用絶縁性波形ばねの挿入方法の具体例を示す銃弾側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明による巻線保持用絶縁性波形ばねを用いての回転電機の固定子巻線の固定方法の第１の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１１】
図４に示すように、固定子鉄心１は、複数の電磁薄鋼板を積層して構成されており、対向する回転子（図示せず）側に対向して開口する巻線溝２が回転軸（図示せず）方向に延在して形成されている。この巻線溝２は、周方向に複数形成されており、開口部の両側には楔用係合溝３が形成されている。
【００１２】
前記巻線溝２内には、上巻線４Ａと下巻線４Ｂとからなる固定子巻線４が挿入されている。そして、これら上巻線４Ａと下巻線４Ｂとは、素線絶縁された複数の素線導体５を素固めした状態で外周に主絶縁層６が形成されている。
【００１３】
前記巻線溝２内に固定子巻線４が装着された後、この固定子巻線４を巻線溝２内に固定するために、巻線溝２の開口部に形成された楔用係合溝３に楔７が挿入されると共に、この楔７と固定子巻線４との間に、固定子巻線４を長期に亘って保持するための絶縁性波形ばね８が挿入されている。
【００１４】
この絶縁性波形ばね８は、固定子巻線４に接近して配置されるので、絶縁性を有する繊維、例えばガラス繊維で強化した絶縁樹脂で波形に形成された波形ばねである。
【００１５】
そして、絶縁性波形ばね８は、図1に示すように、楔７あるいは固定子巻線４に接触する一部の凸曲部８Ｐの板厚ｔを、他部位の板厚Ｔよりも薄くして平坦部８Ｆを形成している。このように、絶縁性波形ばね８の凸曲部８Ｐの板厚ｔを薄くすることで、当該部分の剛性は他の部位に比べて低下し、所謂本発明の剛性低減部が形成されて絶縁性波形ばね８の曲げ剛性と長さ方向（巻線溝の長手方向）の剛性が減少される。
【００１６】
このように形成された絶縁性波形ばね８を楔７と固定子巻線４との隙間に挿入する際には、図２に示すように、まず、固定子巻線４の上方に位置させた状態で、絶縁性波形ばね８の長手方向両端側から張力Ｆを加えて引っ張る。絶縁性波形ばね８を引っ張ることにより、剛性が低減した前記薄肉の平坦部８Ｆが容易に変形して、絶縁性波形ばね８の高さ寸法ｈが固定子巻線４と楔７との隙間寸法Ｈよりも低くなる。絶縁性波形ばね８の高さ寸法ｈが低くなった状態で、楔７を楔用係合溝３にＡ方向から所定の位置まで挿入し、その後、絶縁性波形ばね８に加えた張力Ｆを解除する。すると、絶縁性波形ばね８は、図３に示すように、固定子巻線４と楔７との隙間寸法Ｈまで復元して固定子巻線４を押圧する。
【００１７】
このように、本実施の形態によれば、単に、絶縁性波形ばね８に張力Ｆを加えた状態で、楔７を装着することで、容易に絶縁性波形ばね８を固定子巻線４と楔７との隙間に装着することができるので、固定子巻線4の主絶縁層6を損傷させることはなくなる。
【００１８】
図５は、図１に示す巻線保持用の絶縁性波形ばね８の第１の変形例を示すもので、絶縁性波形ばね８の固定子巻線４に対向する側の４山の凸曲部８Ｐのうち２箇所の凸曲部８Ｐの肉厚を薄くして平坦部８Ｆを形成したものである。
【００１９】
このように形成することでも、第１の実施の形態と同じ作業によって、固定子巻線４と楔７との隙間に、さらに容易に絶縁性波形ばね８を装着することができる。
【００２０】
尚、本変形例において、絶縁性波形ばね８の楔７に対向する側の５山の凸曲部８Ｐのうち数箇所の凸曲部８Ｐの肉厚を薄くして平坦部８Ｆを形成しても同等の効果を奏することができる。
【００２１】
図６は、図１に示す絶縁性波形ばねの第２の変形例を示すもので、固定子巻線４に対向する全ての凸曲部８Ｐ、云い代えれば、１周期毎の凸曲部８Ｐの肉厚を薄くして平坦部を形成したものであり、このように、平坦部の数を多くすることで、特に、高剛性の絶縁性波形ばね８の剛性を低下させることができて、挿入作業を容易にすることができる。尚、固定子巻線４に対向する全ての凸曲部８Ｐではなく、楔７に対向する全ての凸曲部に平坦部を形成するようにしても同等の効果を奏することができる。
【００２２】
図７は、本発明による巻線保持用絶縁性波形ばねの第２の実施の形態を示すもので、凸曲部８Ｐの一部に他部位の板厚Ｔと同じ板厚Ｔの平坦部８Ｆを形成したのである。
【００２３】
このように、同じ板厚Ｔでも平坦部８Ｆを形成することで凸曲部８Ｐに比べて撓み易くなり、云い代えれば、同じ板厚Ｔでも平坦部８Ｆは凸曲部８Ｐに比べて剛性が低くなる。
【００２４】
したがって、このように形成された絶縁性波形ばね８を第１の実施の形態と同じ手順で作業することで、容易に絶縁性波形ばね８を固定子巻線４と楔７との隙間に装着することができる。
【００２５】
図８は、図７に示す絶縁性波形ばねの変形例を示すもので、凸曲部８Ｐの一部を平坦部8Ｆに形成した上で、他部位の板厚Ｔよりも薄い板厚ｔとなるように形成したものであり、図７の絶縁性波形ばね８に比べて十分に曲げ剛性を減少させることができる。
【００２６】
以上の説明は、剛性低減部を形成した絶縁性波形ばね８を固定子巻線４の上方に配置した上で、絶縁性波形ばね８に張力を加えて伸張させた状態で、楔７を楔用係合溝３に挿入したものであるが、楔７と絶縁性波形ばね８とを一緒に巻線溝２及び楔用係合溝３内に挿入することもできる。
【００２７】
その場合、図９に示すように、作業工具として、張力付加装置９を用いる。この張力付加装置９は、基体９Ａに楔７の端部を挿入するための楔挿入溝９Ｇを有し、この楔挿入溝９Ｇの底部に先端が貫通するように押圧ボルト１０を基体９Ａにねじ込んでいる。この押圧ボルト１０の貫通端には押圧座１０Ｓが設けられており、この押圧座１０Ｓは押圧ボルト１０のねじ込みによって回転しないように構成されている。
【００２８】
そして、楔７の一端側を楔挿入溝９Ｇに挿入した状態で、楔７の他端側に係合ピン１１Ａによって絶縁性波形ばね８の他端側を係合させ、絶縁性波形ばね８の一端側を張力付加装置９の基体9Ａに固定した係合ピン１１Ｂに係合させる。この状態で、前記絶縁性波形ばね８には、張力が加わっておらず、波山が高くなっているので、このままでは楔７と絶縁性波形ばね８とを一緒に巻線溝２及び楔用係合溝３内に挿入することはできない。そこで、次に、押圧ボルト１０をねじ込んで、押圧座１０Ｓを介して楔７を楔挿入溝９Ｇ外に押し出すように移動させる。この楔７の移動により、係合ピン１１Ａ，１１Ｂ間の距離が拡大し、絶縁性波形ばね８に張力が加わることになる。絶縁性波形ばね８に張力が加わることで、波山の高さは低くなり、この状態で、楔７を楔用係合溝３に挿入させると、絶縁性波形ばね８は固定子巻線４に接することなく巻線溝２内に挿入される。
【００２９】
巻線溝２内に絶縁性波形ばね８が挿入された後は、前記押圧ボルト１０を巻き戻すことにより、係合ピン１１Ａ，１１Ｂ間の距離は縮小し、それに伴い絶縁性波形ばね８の波山の高さは高くなる。前記押圧ボルト１０の押圧座１０Ｓが楔７の端部から離れるようになった時、係合ピン１１Ａ，１１Ｂと絶縁性波形ばね８との係合を解き、楔７の端部から張力付加装置９を撤去して、作業を終了する。尚、係合ピン１１Ａ，１１Ｂ、特に、係合ピン１１Ａは着脱自在に設置されたほうがよく、用済み後は楔７の周辺に余分な突起物を設けないように、取り去ることが望ましい。
【００３０】
このような張力付加装置９を用いることで、楔７と絶縁性波形ばね８とを一緒に装着できるので、作業性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１…固定子鉄心、２…巻線溝、３…楔用係合溝、４Ａ…上巻線、４Ｂ…下巻線、５…素線導体、６…主絶縁層、７…楔、８…絶縁性波形ばね、８Ｐ…凸曲部、８Ｆ…平坦部、９…張力付加装置、９Ｇ…楔挿入溝、１０…押圧ボルト、１０Ｓ…押圧座、１１Ａ，１１Ｂ…係合ピン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005410376.tif 000008
【図８】
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【図９】
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