(57)【要約】【課題】簡単で安価な部品を追加するだけで、回転電機の効率を劣化させずにベアリング電流を低減させて軸受け部磨耗、回転軸の損傷、破壊等を防止することができる回転電機を提供することを目的とする。【解決手段】被磁性導体を短冊状に加工した静電遮蔽層１２ａの表面全体を絶縁層１３ａで包み込んだ絶縁スリーブ１１ａを、スロット開口部１８を塞ぐように配置、固定し、静電遮蔽層１２ａを１点１９でステータ２に導通接続することによって静電遮蔽層１２ａから積層板１４ａ〜１４ｂに流れる電流通路が、強磁性体でできた歯１５ａと鎖交するループを形成しないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなく、コイル４とロータ間を静電遮蔽して電食を防止することができる回転電機が得られる。【選択図】図３
2006262545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに絶縁して積層した複数の積層板より形成され、スロットと歯を有しそのスロット内にコイルを配置するステータと、そのステータを内周面に固定したハウジングと、回転軸を有するロータと、軸受装置と、２枚のエンドブラケットを有し、前記ロータは前記回転軸に取り付けられた前記軸受装置を介して前記ハウジングの両端部に固定された２枚のエンドブラケットに保持される回転電機において、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であって導体である非磁性導体を短冊状に加工して得られる静電遮蔽層の表面に絶縁層を形成した第１の絶縁スリーブおよび第２の絶縁スリーブを備え、前記第１の絶縁スリーブおよび前記第２の絶縁スリーブは前記スロットの開口部を塞ぐように前記スロットの開口部の短手方向の一方側と他方側にある前記歯にそれぞれ固定され、前記静電遮蔽層および前記歯によって前記歯と鎖交する電流ループが形成されないように前記静電遮蔽層を前記積層板または前記ステータに導通接続して、前記コイルと前記ロータ間を静電遮蔽するようにした事を特徴とする回転電機。
【請求項２】
互いに絶縁して積層した複数の積層板より形成され、スロットと歯を有しそのスロット内にコイルを配置するステータと、そのステータを内周面に固定したハウジングと、回転軸を有するロータと、軸受装置と、２枚のエンドブラケットを有し、前記ロータは前記回転軸に取り付けられた前記軸受装置を介して前記ハウジングの両端部に固定された２枚のエンドブラケットに保持される回転電機において、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であって導体である非磁性導体を短冊状に加工して得られる静電遮蔽層の表面に絶縁層を形成した第３の絶縁スリーブを備え、前記第３の絶縁スリーブは前記スロットの開口部を塞ぐように前記スロットの開口部の短手方向の一方側にある歯に固定され、前記静電遮蔽層および前記歯によって前記歯と鎖交する電流ループが形成されないように前記静電遮蔽層を前記積層板または前記ステータに導通接続して、前記コイルと前記ロータ間を静電遮蔽するようにした事を特徴とする回転電機。
【請求項３】
第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層の一点、および、第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層の一点を一枚の積層板またはステータに導通接続するようにした事を特徴とする請求項１、２または３記載の回転電機。
【請求項４】
第３の絶縁スリーブの静電遮蔽層の一点を一枚の積層板またはステータに導通接続するようにした事を特徴とする請求項１、２または３記載の回転電機。
【請求項５】
第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側、および、第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側を一枚の積層板に導通接続するようにした事を特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項６】
第３の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側を一枚の積層板に導通接続するようにした事を特徴とする請求項２記載の回転電機。
【請求項７】
透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であって導体である非磁性導体を略円筒に加工して得られる静電遮蔽層の外周面に絶縁層を形成した略円筒物をコイルエンド部とエンドリング部の間に配置し、第１および第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側のみを前記略円筒物の静電遮蔽層に導通接続し、前記略円筒物の静電遮蔽層を前記ステータに導通接続することにより、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくしてコイルとロータ間を静電遮蔽した事を特長とする請求項１記載の回転電機。
【請求項８】
透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であって導体である非磁性導体を略円筒に加工して得られる静電遮蔽層の外周面に絶縁層を形成した略円筒物をコイルエンド部とエンドリング部の間に配置し、第３の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側のみを前記略円筒物の静電遮蔽層に導通接続し、前記略円筒物の静電遮蔽層を前記ステータに導通接続することにより、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくしてコイルとロータ間を静電遮蔽した事を特長とする請求項２記載の回転電機。
【請求項９】
第１の絶縁スリーブと第２の絶縁スリーブが重なり合うように第１の絶縁スリーブと第２の絶縁スリーブを歯に固定させて、第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層と第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層がスロット開口部全体を塞ぐようにすることにより、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくしてコイルとロータ間を静電遮蔽した事を特長とする請求項１記載の回転電機。
【請求項１０】
第３の絶縁スリーブが、絶縁スリーブと重なり合うように第３の絶縁スリーブを歯に固定させて、第３の絶縁スリーブの静電遮蔽層がスロット開口部全体を塞ぐようにすることにより、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくしてコイルとロータ間を静電遮蔽した事を特長とする請求項２記載の回転電機。
【請求項１１】
前記絶縁層は比誘電率が５以下の低誘電率材料で形成することによって、前記コイルと前記ステータ間の静電結合容量を小さくして、前記インバータと前記回転電機のフレームグランド端子間を結ぶアース線に流れる漏れ電流が増大しないようにすることができる請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の回転電機。
【請求項１２】
第１の絶縁スリーブ、第２の絶縁スリーブ、および、第３の絶縁スリーブは弾性を持つ静電遮蔽層と弾性を持つ絶縁体で絶縁層を形成する事を特徴とする請求項１、または、２記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ装置のスイッチング時に生じる急峻な電圧変化に起因して、高周波誘導に基づいて発生する軸電圧およびベアリング電流によって内輪部、外輪部の軌道面ならびに転導体表面に発生する電食と呼ばれるベアリング損傷を防止するインバータ駆動される軸受け装置を用いた回転電機に発生する電食防止装置を搭載した回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のベアリング電流を防止する機能を有する回転電機は、ＵＳ００５６６１３５３Ａ、または、特開２０００−１９７２９８号広報に記載されたものが知られている。
【０００３】
以下、その回転電機について図１３〜図２０を参照しながら説明する。
【０００４】
図１３はＵＳ００５６６１３５３Ａに記載されている従来の回転電機の断面図である。これは、静電遮蔽層を、スロットの開口部を塞ぐようにロータ側面に対向するステータの空隙側内周面に固定することによって、コイルとロータ間を静電遮蔽してコイルとロータ間の静結合容量を小さくするようにしたものである。軸電圧の大きさは、コイルとロータ間の静電結合容量によって決まる事に着目し、その静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものである。図において、従来の回転電機１００は、例えば誘導電動機であって、ステータ１０１はスロット１０２と歯１０３を有し、スロット１０２にはコイル１０４を配置している。ロータ１０５は例えばかご型巻線１０６を備えた誘導電動機のロータである。銅でできた静電遮蔽層１０７がステータ１０１の空隙側内周面に配置、固定されるように、スチ−ル製ねじ１０８が、ステータ１０１表面のねじ穴まで伸びるように取り付けられている。スロット１０２に埋め込まれたコイル１０４とロータ１０５の間の静電結合ができるだけ小さくなるように、静電遮蔽層１０７の軸方向の長さは、ステータ１０１の軸方向の長さまで伸びている。静電遮蔽層１０７はステータ１０１の内周面に電気的に導通するように取り付けられているので、コイル１０４はロータ１０５から静電遮蔽され、コイル１０４とロータ１０５間の静電結合容量は小さくなる。
【０００５】
図１４はＵＳ００５６６１３５３Ａに記載されている従来の他の回転電機の断面図である。これは、コイルを挿入する前に、スロットの表面に導電層を設けた後、コイルをスロット内に設置し、スロット開口部に導電キャップをかぶせることによって、コイルとロータ間を静電遮蔽してコイルとロータ間の静結合容量を小さくするようにしたものである。図１３の場合と同様に、軸電圧の大きさは、コイルとロータ間の静電結合容量によって決まる事に着目し、その静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものであり、図１３と異なる部分についてのみ説明する。図において、従来の回転電機１０９は、コイル１０４をスロット１０２内に挿入する前に、スロット１０２の表面に導電層１１０を形成し、この後、コイル１０４を挿入して設置した後、スロット開口部１１１を塞ぐように、導電キャップ１１２を設置する。導電キャップ１１２は、ステータ１０１の内周面に電気的に導通するように取り付けられているので、コイル１０４はロータ１０５から静電遮蔽され、コイルとロータ間の静電結合容量は小さくなる。導電キャップ１１２は、ステータ１０１に電気的に導通するように取り付けられているので、コイル１０４はロータ１０５から静電遮蔽され、コイル１０４とロータ１０５間の静電結合容量は小さくなる。
【０００６】
図１５はＵＳ００５６６１３５３Ａに記載されている従来の他の回転電機の断面図である。これは、コイルの周りに筒状の静電シールを形成し、静電シールは束にしたコイルの全長相当を包み込むようにし、さらに、静電シールはステータに接続して、コイルとロータ間を静電遮蔽してコイルとロータ間の静結合容量を小さくするようにしたものである。図１３の場合と同様に、軸電圧の大きさは、コイルとロータ間の静電結合容量によって決まる事に着目し、その静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものであり、図１３と異なる部分についてのみ説明する。図において、従来の回転電機１１３は、束にしたコイル１０４の周りに筒状の静電シール１１４が形成されている。ここで、静電シール１１４は束にしたコイル１０４の全長を包み込むようにしている。静電シール１１４は、ステータ１０１に電気的に導通するよう接続されているので、コイル１０４はロータ１０５から静電遮蔽され、コイル１０４とロータ１０５間の静電結合容量は小さくなる。
【０００７】
図１６は特開２０００−１９７２９８号広報に記載されている従来の回転電機の断面図である。これは、絶縁スリーブの開口部側表面に導電膜を設けることによって、コイルとロータ間を静電遮蔽してコイルとロータ間の静結合容量を小さくするようにしたもので、図１３の場合と同様に、軸電圧の大きさは、コイルとロータ間の静電結合容量によって決まる事に着目し、その静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものである。図において、回転電機１１５のロータ１０５は例えばかご型巻線１０６を備６えた誘導電動機のロータである。ステータ１０１はスロット１０２と歯１０３を有している。スロット１０２内に巻いたコイル１０４とスロット１０２との間には絶縁体を加工して得られる絶縁スリーブ１１６ａ〜１１６ｃを設けている。コイル１０４とスロット開口部１１１との間には絶縁体を加工して得られる絶縁スリーブ１１７ａ〜１１７ｃを設け、絶縁スリーブ１１７ａ〜１１７ｃのステータ１０１に接する側を導電膜１１８ａ〜１１８ｃとしている。この導電膜１１８ａ〜１１８ｃをステータ１０１に接触させることにより、導電膜１１８ａ〜１１８ｃとステータ１０１は電気的に接触し、コイル１０４とロータ１０５は静電遮蔽され、コイル１０４とロータ１０５間の静電結合容量は小さくなる。
【０００８】
図１７は、電食対策されていない従来の回転電機において、各部間の静電結合容量を示す断面図である。図において、電食対策されていない従来の回転電機１１９のロータ１０５は例えばかご型巻線１０６を備えた誘導電動機のロータである。ステータ１０１はスロット１０２と歯１０３を有している。スロット１０２内に巻いたコイル１０４とスロット１０２との間には絶縁体を加工して得られる絶縁スリーブ１１６ａ〜１１６ｃを設けている。さらに、コイル１０４とスロット開口部１１１との間には絶縁体を加工して得られる絶縁スリーブ１２０ａ〜１２０ｃを設けている。コイル１０４はスロット１０２内に、ステータ１０１に接近した位置に配置されるので、コイル１０４の巻き取り方向に沿って、コイル１０４とステータ１０１の間には静電結合容量１２１が分布している。さらに、ステータ１０１とロータ１０５の間の空隙間隔は狭く配置されるので、ステータ１０１とロータ１０５の間にもエアーギャップ容量１２２が存在する。さらに、コイル１０４とロータ１０５の間にも、スロット開口部に沿ってコイル１０４とロータ１０５間の静電結合容量１２３が存在する。
【０００９】
図１８は、電食対策されていない一般的な回転電機において軸電圧が発生しベアリング電流が発生するメカニズムと、電食対策された従来の回転電機において、スロット開口部に静電遮蔽層を取り付ける事によって、軸電圧が低減され電食を防止できることを説明するコモンモード等価回路である。前述したように、電食対策がされていない図１７の回転電機１１９では、コイル１０４とステータ１０１の間にコイル１０４の巻き取り方向に沿って静電結合容量１２１が分布しおり、ステータ１０１とロータ１０５の間にエアーギャップ容量１２２が存在しており、さらに、コイル１０４とロータ１０５の間にはコイル１０４の巻き取り方向に沿って数十ｐＦ程度の静電結合容量１２３が分布している。これを電気回路図で表現すると図１８のようになる。１２４は回転電機１１９のシャフトを支持しているベアリング装置の等価回路であって、直列等価抵抗１２５、直列等価インダクタンス１２６およびスイッチ１２７の直列回路となっている。ベアリング装置の等価回路１２４は、エアーギャップ容量１２２に並列接続されている。ＰＷＭ制御されたインバータ装置から回転電機に印加される矩形波電圧は、コイル１０４の各相と大地との間に印加される共通モードの電圧、すなわち、コモンモード電圧１２８として表現される。コモンモード電圧１２８に対する応答電圧としてエアーギャップ容量１２２に軸電圧を伝達する図示するような閉じた回路１２９が形成され、インバータ装置からコモンモード電圧１２８が印加されると、コモンモード電圧１２８に対する閉じた回路１２９の応答電圧として、エアーギャップ容量１２２に軸電圧が発生する。同時に、エアーギャップ容量１２２にチャージされた軸電圧の放電電流としてベアリング装置の等価回路１２４を介してベアリング電流が流れ、軸受け部に電食が発生していた。同様に、図１３の説明で述べた従来の回転電機１００のような静電遮蔽層１０７、図１４の説明で述べた従来の回転電機１０９のような導電キャップ１１２、図１５の説明で述べた従来の回転電機１１３のような静電シール１１４、または、図１６の説明で述べた従来の回転電機１１５のような導電膜１１８ａ〜１１８ｃ付きの絶縁スリーブ１１７ａ〜１１７ｃを、コイル１０４とスロット開口部１１１の間にスロット開口部１１１を塞ぐように取り付けると、コイル１０４とロータ１０５の間が静電遮蔽されるので、コイル１０４とロータ１０５の間の静電結合容量１２３が著しく小さくなり、コモンモード電圧１２８に対する応答電圧としてエアーギャップ容量１２２に軸電圧を伝達する図示する閉じた回路１２９の伝達関数のゲインが小さくなるか、または、消滅するので、コモンモード電圧１２８に対する応答電圧としてエアーギャップ容量１２２に発生する軸電圧は著しく減少するかまたは消滅し、エアーギャップ容量１２２にチャージされた軸電圧の放電電流として発生していたベアリング電流も低減または消滅し、軸受装置の電食を防止することができた。
【００１０】
図１９は、図１６の説明で述べた従来の回転電機１１５において、積層板に発生する渦電流を説明する構成図である。図示すように、回転電機１１５の導電膜１１８ａおよび１１８ｂを介して積層板１３０ａおよび１３０ｂを通過する電流通路１３１ａが形成される。同様に、導電膜１１８ａおよび１１８ｂを介して積層板１３０ｂおよび１３０ｃを通過する電流通路１３１ｂ、および、導電膜１１８ａおよび１１８ｂを介して積層板１３０ｃおよび１３０ｄを通過する電流通路１３１ｃが形成される。これらの電流ループ１３１ａ、１３１ｂおよび１３１ｃは、歯１０３の一部分と鎖交する。歯１０３において、例えば、図１９に図示する紙面の表面から裏面へ向かう方向に変化するような回転磁界は、歯１０３の一部と鎖交する電流ループ１３１ａ〜１３１ｃに渦電流を誘導させる。歯１０３は珪素鋼鈑のような強磁性体でできているので、強磁性体と鎖交する電流ループ１３１ａ〜１３１ｃには大きな渦電流が発生し、この渦電流による損失のため回転電機のエネルギー変換効率は著しく低下していた。同様に、図１３の説明で述べた従来の回転電機１００のような静電遮蔽層１０７、図１４の説明で述べた従来の回転電機１０９のような導電キャップ１１２、または、図１５の説明で述べた従来の回転電機１１３のような静電シール１１４は、隣り合った積層板と導通して、図１９に説明したのと同様な電流ループが形成されていた。これらの電流ループは、強磁性体でできた歯と錯交し、歯に強力な回転磁界が加わる事によって、電流ループに渦電流が発生していた。この渦電流による損失のため回転電機のエネルギー変換効率は著しく低下していた。
【００１１】
図２０は、従来の静電シール材による電食対策をした従来の回転電機と、対策をしない回転電機について、回転数と効率の関係を比較したグラフである。図において、点線は従来の静電シール材による電食対策をした従来の回転電機、実線は対策をしない回転電機の回転数と効率の関係であり、対策をした従来の回転電機は、対策をしない回転電機と比較して、前述した渦電流の発生により回転数が増大するほど損失が落ちている。
【特許文献１】米国特許第００５６６１３５３号明細書
【特許文献２】特開２０００−１９７２９８号公報（第４頁、第３図、第５図、第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のような従来の回転電機では、ステータの歯を挟む隣り合った２つの静電遮蔽層と隣り合った２枚の積層板は電流ループを形成する。この電流ループは歯の一部分と錯交する。歯に発生する回転磁界は、歯と鎖交する電流ループに渦電流を誘導させるが、歯は珪素鋼鈑のような強磁性体でできているので、強磁性体と鎖交する電流ループには大きな渦電流が発生する。この渦電流による損失のため回転電機のエネルギー変換効率を著しく低下させるという課題があり、エネルギー変換効率を劣化させることなく、ベアリング電流を発生させないようにして、電食の発生を防止することが要求されている。
【００１３】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、回転電気のエネルギー変換効率を劣化させることなく、ベアリング電流を低減または消滅して電食を防止することができる回転電機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の回転電機は上記目的を達成するために、互いに絶縁して積層した複数の積層板より形成され、スロットと歯を有しそのスロット内にコイルを配置するステータと、そのステータを内周面に固定したハウジングと、回転軸を有するロータと、軸受装置と、２枚のエンドブラケットを有し、前記ロータは前記回転軸に取り付けられた前記軸受装置を介して前記ハウジングの両端部に固定された２枚のエンドブラケットに保持される回転電機において、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であって導体である非磁性導体を短冊状に加工して得られる静電遮蔽層の表面に絶縁層を形成した第１の絶縁スリーブおよび第２の絶縁スリーブを備え、前記第１の絶縁スリーブおよび前記第２の絶縁スリーブは前記スロットの開口部を塞ぐように前記スロットの開口部の短手方向の一方側と他方側にある前記歯にそれぞれ固定され、前記静電遮蔽層および前記歯によって前記歯と鎖交する電流ループが形成されないように前記静電遮蔽層を前記積層板または前記ステータに導通接続して、前記コイルと前記ロータ間を静電遮蔽するようにした事を特徴とする回転電機としたものである。
【００１５】
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなくベアリング電流を低減または消滅して電食を防止することができる回転電機が得られる。
【００１６】
また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、互いに絶縁して積層した複数の積層板より形成され、スロットと歯を有しそのスロット内にコイルを配置するステータと、そのステータを内周面に固定したハウジングと、回転軸を有するロータと、軸受装置と、２枚のエンドブラケットを有し、前記ロータは前記回転軸に取り付けられた前記軸受装置を介して前記ハウジングの両端部に固定された２枚のエンドブラケットに保持される回転電機において、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であって導体である非磁性導体を短冊状に加工して得られる静電遮蔽層の表面に絶縁層を形成した第３の絶縁スリーブを備え、前記第３の絶縁スリーブは前記スロットの開口部を塞ぐように前記スロットの開口部の短手方向の一方側にある歯に固定され、前記静電遮蔽層および前記歯によって前記歯と鎖交する電流ループが形成されないように前記静電遮蔽層を前記積層板または前記ステータに導通接続して、前記コイルと前記ロータ間を静電遮蔽するようにした事を特徴とする回転電機としたものである。
【００１７】
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなくベアリング電流を低減または消滅して電食を防止することができる回転電機が得られる。
【００１８】
また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層の一点、および、第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層の一点を一枚の積層板またはステータに導通接続するようにした事を特徴とする請求項１、２または３記載の回転電機としたものである。
【００１９】
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなくベアリング電流を低減または消滅して電食を防止することができる回転電機が得られる。
【００２０】
また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、第３の絶縁スリーブの静電遮蔽層の一点を一枚の積層板またはステータに導通接続するようにした事を特徴とする請求項１、２または３記載の回転電機としたものである。
【００２１】
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなくベアリング電流を低減または消滅して電食を防止することができる回転電機が得られる。
【００２２】
また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側、および、第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側を一枚の積層板に導通接続するようにした事を特徴とする請求項１記載の回転電機としたものである。
【００２３】
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなくベアリング電流を低減または消滅して電食を防止することができる回転電機が得られる。
【００２４】
また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、第３の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側を一枚の積層板に導通接続するようにした事を特徴とする請求項２記載の回転電機としたものである。
【００２５】
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなくベアリング電流を低減または消滅して電食を防止することができる回転電機が得られる。
【００２６】
また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であって導体である非磁性導体を略円筒に加工して得られる静電遮蔽層の外周面に絶縁層を形成した略円筒物をコイルエンド部とエンドリング部の間に配置し、第１および第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側のみを前記略円筒物の静電遮蔽層に導通接続し、前記略円筒物の静電遮蔽層を前記ステータに導通接続することにより、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくしてコイルとロータ間を静電遮蔽した事を特長とする請求項１記載の回転電機としたものである。
【００２７】
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなくベアリング電流を低減または消滅して電食を防止することができる回転電機が得られる。
【００２８】
また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であって導体である非磁性導体を略円筒に加工して得られる静電遮蔽層の外周面に絶縁層を形成した略円筒物をコイルエンド部とエンドリング部の間に配置し、第３の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側のみを前記略円筒物の静電遮蔽層に導通接続し、前記略円筒物の静電遮蔽層を前記ステータに導通接続することにより、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくしてコイルとロータ間を静電遮蔽した事を特長とする請求項２記載の回転電機としたものである。
【００２９】
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなくベアリング電流を低減または消滅して電食を防止することができる回転電機が得られる。
【００３０】
また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、第１の絶縁スリーブと第２の絶縁スリーブが重なり合うように第１の絶縁スリーブと第２の絶縁スリーブを歯に固定させて、第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層と第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層がスロット開口部全体を塞ぐようにすることにより、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくしてコイルとロータ間を静電遮蔽した事を特長とする請求項１記載の回転電機としたものである。
【００３１】
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなくベアリング電流を低減または消滅して電食を防止することができる回転電機が得られる。
【００３２】
また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、第３の絶縁スリーブが、絶縁スリーブと重なり合うように第３の絶縁スリーブを歯に固定させて、第３の絶縁スリーブの静電遮蔽層がスロット開口部全体を塞ぐようにすることにより、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくしてコイルとロータ間を静電遮蔽した事を特長とする請求項２記載の回転電機としたものである。
【００３３】
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなくベアリング電流を低減または消滅して電食を防止することができる回転電機が得られる。
【００３４】
また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、前記絶縁層は比誘電率が５以下の低誘電率材料で形成することによって、前記コイルと前記ステータ間の静電結合容量を小さくして、前記インバータと前記回転電機のフレームグランド端子間を結ぶアース線に流れる漏れ電流が増大しないようにすることができる請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の回転電機としたものである。
【００３５】
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなくベアリング電流を低減または消滅して電食を防止することができる回転電機が得られる。
【００３６】
また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、第１の絶縁スリーブ、第２の絶縁スリーブ、および、第３の絶縁スリーブは弾性を持つ静電遮蔽層と弾性を持つ絶縁体で絶縁層を形成する事を特徴とする請求項１、または、２記載の回転電機としたものである。
【００３７】
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなくベアリング電流を低減または消滅して電食を防止することができる回転電機が得られる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、回転電機のエネルギー変換効率を劣化させることなく、軸電圧を低減または消滅させる事により、ベアリング電流を低減または消滅してベアリング装置の電食を解消することができるという効果のある回転電機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の請求項１記載の発明は、表面に絶縁層を形成した透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であって導体である非磁性導体を短冊状に加工して得られる静電遮蔽層がスロット開口部を塞ぐように構成する事により、コイルとロータ間を静電遮蔽して、コイルとロータ間の静電結合容量を低減させることによって軸電圧を低減させて電食を防止することができるという作用を有する。
【００４０】
また、静電遮蔽層の表面に絶縁層を形成しており、静電遮蔽層と歯によって強磁性体でできた歯と錯交する電流ループが形成されないので、電流ループに流れる渦電流による損失により回転電機の効率が劣化することなく、コイルとロータ間を静電遮蔽する事ができるという作用有する。
【００４１】
また、第１の絶縁スリーブと第２の絶縁スリーブは、その間に隙間があり、かつ、弾性を持つ材料で構成されているので、歯に固定した後でも巻線をスロットに巻回す巻線巻回処理ができるという作用を有する。
【００４２】
また、第１の絶縁スリーブと第２の絶縁スリーブが重なり合うように第１の絶縁スリーブと第２の絶縁スリーブを歯に固定させる事によって、第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層と第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層が重なり合うようにすれば、静電遮蔽層が隙間なくスロット開口部を塞ぐことになり、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率が大きくなり、第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層と第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層の間に隙間がある場合よりもコイルとロータ間の静電結合容量は小さくなるので、軸電圧をより小さく抑圧する事ができ、電食発生を防止する効果を強化できるという作用を有する。
【００４３】
また、第３の絶縁スリーブと絶縁スリーブの間には隙間があり、かつ、第３の絶縁スリーブは弾性を持つ材料で構成されているので、歯に固定した後でも巻線をスロットに巻回す巻線巻回処理ができるという作用を有する。
【００４４】
また、第３の絶縁スリーブと絶縁スリーブが重なり合うように第３の絶縁スリーブを歯に固定すれば、第３の絶縁スリーブの静電遮蔽層が隙間なくスロット開口部を塞ぐことになり、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率が大きくなり、第３の絶縁スリーブの静電遮蔽層と絶縁スリーブ間に隙間がある場合よりもコイルとロータ間の静電結合容量は小さくなるので、軸電圧をより小さく抑圧する事ができ、電食発生を防止する効果を強化できるという作用を有する。
【００４５】
また、透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であって導体である非磁性導体を短冊状に加工して得られる静電遮蔽層の表面に絶縁層を形成した第３の絶縁スリーブを備え、前記第３の絶縁スリーブは前記スロットの開口部を塞ぐように前記スロットの開口部の短手方向の一方側にある歯に固定され、前記静電遮蔽層および前記歯によって前記歯と鎖交する電流ループが形成されないように前記静電遮蔽層を前記積層板または前記ステータに導通接続したものであり、静電遮蔽層と歯によって強磁性体でできた歯と錯交する電流ループが形成されないので、電流ループに流れる渦電流による損失により回転電機の効率を劣化させることなく、コイルとロータ間を静電遮蔽して、コイルとロータ間の静電結合容量を低減させて軸電圧を低減させることにより電食を防止することができるという作用を有する。また、第３の絶縁スリーブと歯の間には隙間があり、かつ、第３の絶縁スリーブは弾性を持つ材料で構成されているので、歯に固定した後でも巻線をスロットに巻回す巻線巻回処理ができるという作用を有する。
【００４６】
また、静電遮蔽層の一点のみを最端部の積層板、または、ステータに導通接続するようにしたものであり、積層板と絶縁された静電遮蔽層の一点のみを最短部の積層版に導電接続することにより、静電遮蔽層と歯によって強磁性体でできた歯と錯交する電流ループが形成されないので、電流ループに流れる渦電流による損失により回転電機の効率を劣化させることなく、コイルとロータ間を静電遮蔽して、コイルとロータ間の静電結合容量を低減させて軸電圧を低減させることにより電食を防止することができるという作用を有する。
【００４７】
また、第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層、および、第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側のみを最端部の積層板に導通接続するようにしたものであり、積層板と絶縁された静電遮蔽層の長手方向片側のみを最短部の積層版に導電接続することにより、静電遮蔽層と歯によって強磁性体でできた歯と錯交する電流ループが形成されないので、電流ループに流れる渦電流による損失により回転電機の効率を劣化させることなく、コイルとロータ間を静電遮蔽して、コイルとロータ間の静電結合容量を低減させて軸電圧を低減させることにより電食を防止することができるという作用を有する。
【００４８】
また、第３の絶縁スリーブの静電遮蔽層の長手方向片側のみを最端部の積層板に導通接続するようにしたものであり、積層板と絶縁された静電遮蔽層の長手方向片側のみを最短部の積層版に導電接続することにより、静電遮蔽層と歯によって強磁性体でできた歯と錯交する電流ループが形成されないので、電流ループに流れる渦電流による損失により回転電機の効率を劣化させることなく、コイルとロータ間を静電遮蔽して、コイルとロータ間の静電結合容量を低減させて軸電圧を低減させることにより電食を防止することができるという作用を有する。
【００４９】
また、絶縁体は比誘電率が５以下の低誘電率材料を使用するようにしたものであり、コイルとステータ間の絶縁体の比誘電率を小さく抑えることにより、コイルとステータ間の静電結合容量は小さくなり、コイルとステータ間の静電結合容量が原因でインバータと回転電機のフレームグランド端子間を結ぶアース線に流れる漏れ電流は増大しないという作用を有する。
【００５０】
また、第１の絶縁スリーブ、第２の絶縁スリーブ、または、第３の絶縁スリーブは弾性を持つ静電遮蔽層と弾性を持つ絶縁体を使用することにより絶縁スリーブ全体は弾性を持つようになり、絶縁スリーブを歯に固定した後でも巻線をスロットに巻回す巻線巻回処理ができるという作用を有する。
【００５１】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１の回転電機の構造を示し、図において、回転電機１は例えば誘導電動機であって、ステータ２は、ハウジング３の内周面に固定されている。ステータ２にはコイル４を配置させるための凹型状のスロットを有し、スロットに収まらないコイル４の端部をコイルエンド５ａ〜５ｂと呼んでいる。回転軸６を有するロータ７は、籠型巻き線を有する誘導電動機のロータであって、ロータ７の両端にはアルミニウムを加工した籠型巻き線のエンドリング８ａ〜８ｂを有している。ロータ７は、軸受装置９ａ〜９ｂを介してハウジング３の両端部に固定された２枚のエンドブラケット１０ａ〜１０ｂに保持されている。
【００５２】
図２は実施の形態１の第１の絶縁スリーブ１１ａの構造図である（第２の絶縁スリ−ブ１１ｂは第１の絶縁スリーブと同一の構造であり構造の説明を省略する）。図において、第１の絶縁スリーブ１１ａは、銅のように、真空中の透磁率にかぎりなく近い導電物質であって、薄い板状に加工すると弾性を持つ材料を図示するような形状に加工した静電遮蔽層１２ａと、静電遮蔽層１２ａの表面に弾性を持つポリイミドのような比誘電率が５以下の低誘電率材料を包み込んだ絶縁層１３ａで構成されている。
【００５３】
図３（ａ）は図１において図示するＡの方向から見た実施の形態１の回転電機の構造図を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）において図示するＢの方向から見た回転電機の構造図である。図において、ステータ２は珪素鋼板のような強磁性体でできた複数の積層板１４ａ、１４ｂ、１４ｃ…１４ｘを互いに絶縁して積層して形成したもので、歯１５ａ〜１５ｂとスロット１６を有している。スロット１６内にはコイル４が配置され、コイル４とスロット１６の間には、ポリイミドのように、弾性を持ち、比誘電率が５以下の低誘電率材料を加工した絶縁スリーブ１７が挿入されている。第１の絶縁スリーブ１１ａは、スロット開口部１８の短手方向一方側にある片側半分を塞ぐように、スロット開口部１８の短手方向一方側にある歯１５ａに固定されている。第２の絶縁スリーブ１１ｂは、スロット開口部１８の短手方向他方側にある片側半分を塞ぐように、スロット開口部１８の短手方向他方側にある歯１５ｂに固定されている。静電遮蔽層１２ａ〜１２ｂの長手方向片側の先端部は、図示するように、一点１９ａ〜１９ｂにおいて、線材２０ａ〜２０ｂを介して最端部の積層板１４ａにそれぞれ溶接、または、はんだ付けして接続されている。
【００５４】
図３（ａ）〜（ｂ）で示すように、絶縁スリーブ１１ａ〜１１ｂの静電遮蔽層１２ａ〜１２ｂが、スロット開口部１８のほぼ全面を塞ぐように配置されるので、図１３〜図１６で説明した従来の回転電機１００、１０９、１１３および１１５と同様に、コイルとロータ間が静電遮蔽層により静電遮蔽されるので、コイルとロータ間の静電結合容量は小さくなり、図１３〜図１６で説明した従来の回転電機と同様の理由により、軸電圧は、著しく減少するか、または、消滅し、ベアリング電流も低減、または、消滅し、軸受装置の電食を防止することができる。
【００５５】
さらに、静電遮蔽層１２ａ〜１２ｂの表面は絶縁層１３ａ〜１３ｂで被覆されており、従来の回転電機のように、静電遮蔽層と積層板を通過する電流通路が、珪素鋼鈑のような強磁性体でできた歯の一部分と鎖交する電流ループを形成するようなことがないので、図３（ａ）に図示するＣ方向に変化するような回転磁界が発生しても、積層板に発生する渦電流を小さく抑える事ができ、渦電流損失によって回転電機のエネルギー変換効率が劣化する事はない。
【００５６】
さらに、第１の絶縁スリーブ１１ａと第２の絶縁スリーブ１１ｂの間には隙間が開いており、第１の絶縁スリーブ１１ａおよび第２の絶縁スリーブ１１ｂは弾性を持つ材料で構成されているので、第１の絶縁スリーブ１１ａと第２の絶縁スリーブ１１ｂを、歯１５ａ、１５ｂにそれぞれ固定して、静電遮蔽層１２ａ〜１２ｂを線材２０ａ〜２０ｂを介して積層板１４ａに接続した後でも、前記巻線を前記スロットに巻回す巻線巻回処理をする事ができる。
【００５７】
さらに、絶縁層１３ａは、ポリイミドのように比誘電率が５以下の低比誘電率材料を用いているので、絶縁層１３ａをはさんで静電遮蔽層１２ａに接近して配置されるコイル４と静電遮蔽層１２ａ〜１２ｂとの間の静電結合容量、すなわち、コイル４とステータ２との間の静電結合容量が小さくなるように配慮されており、回転電機１がインバータにより駆動される場合において、インバータからコイル４に印加されるコモンモード電圧に対する応答電流としてインバータと回転電機を接続するアース線に発生する漏れ電流を増大させないようにすることができ、アース線より放射される不要な電磁波を増大させないようにすることができる。
【００５８】
（実施の形態２）
図４（ａ）は実施の形態２の回転電機の構造図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）において図示するＢの方向から見た回転電機の構造図である。実施の形態２は、実施の形態１と同様に、静電遮蔽層と積層板によって形成される電流通路を形成しないようにして渦電流による損失を小さく抑えつつ、コイルとロータ間の静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものであり、図３と同様な部分についての説明は省略する。
【００５９】
第１の絶縁スリーブ１１ａは、スロット開口部１８の短手方向一方側にある片側半分を塞ぐように、スロット開口部１８の短手方向一方側にある歯１５ａに固定されている。第２の絶縁スリーブ１１ｂは、スロット開口部１８の短手方向他方側にある片側半分を塞ぐように、スロット開口部１８の短手方向他方側にある歯１５ｂに固定されている。静電遮蔽層１２ａおよび１２ｂの長手方向片側の先端部は、図示するように、折り曲げられて最端部の積層板１４ａに溶接、または、はんだ付けして接続されている。
【００６０】
図４（ａ）〜（ｂ）で示すように、実施の形態１と同様に、絶縁スリーブ１１ａ〜１１ｂの静電遮蔽層１２ａ〜１２ｂが、スロット開口部１８のほぼ全面を塞ぐように配置されるので、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、軸電圧は、著しく減少するか、または、消滅し、ベアリング電流も低減、または、消滅し、軸受装置の電食を防止することができる。
【００６１】
さらに、静電遮蔽層１２ａ〜１２ｂの表面は絶縁層１３ａ〜１３ｂで被覆されており、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、渦電流損失によって回転電機のエネルギー変換効率が劣化する事はない。
【００６２】
さらに、第１の絶縁スリーブ１１ａと第２の絶縁スリーブ１１ｂの間には隙間が開いており、第１の絶縁スリーブ１１ａおよび第２の絶縁スリーブ１１ｂは弾性を持つ材料で構成されているので、第１の絶縁スリーブ１１ａと第２の絶縁スリーブ１１ｂを、歯１５ａ、１５ｂにそれぞれ固定して、静電遮蔽材１２ａ〜１２ｂの長手方向片側の先端部を折り曲げて最端部の積層板１４ａに溶接、または、はんだ付けして接続した後でも、前記巻線を前記スロットに巻回す巻線巻回処理をする事ができる。
【００６３】
さらに、絶縁層１３ａ〜１３ｂは低誘電率材料を用いているので、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、回転電機に接続されるアース線に流れる漏れ電流の振幅を小さく抑える事ができる。
【００６４】
（実施の形態３）
図５（ａ）は実施の形態３の回転電機の構造図を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）において図示するＢの方向から見た回転電機の構造図である。実施の形態３は、実施の形態１と同様に、静電遮蔽層と積層板によって形成される電流通路を形成しないようにして渦電流による損失を小さく抑え、コイルとロータ間の静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものであり、図３と同様な部分についての説明は省略する。
【００６５】
第１の絶縁スリーブ１１ａは、スロット開口部１８の短手方向一方側にある片側半分を塞ぐように、スロット開口部１８の短手方向一方側にある歯１５ａに固定されている。第２の絶縁スリーブ１１ｂは、スロット開口部１８の短手方向他方側にある片側半分を塞ぐように、スロット開口部１８の短手方向他方側にある歯１５ｂに固定されている。透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であって導体である非磁性導体を略円筒に加工して得られる静電遮蔽層２１ａ〜２１ｂの外周面に絶縁層２２ａ〜２２ｂを形成した略円筒物２３ａ〜２３ｂが、図示するように、コイルエンド部とエンドリング部の間に配置されている。ここで、略円筒物２３ａ〜２３ｂは、コイルエンド部とエンドリング部の間に配置する事ができ、コイルエンド部とエンドリング間を静電遮蔽してこの間の静電結合容量を低減できる形状であればどのような形状をしていても良い。第１の絶縁スリーブ１１ａの静電遮蔽層１２ａ、および、、第２の絶縁スリーブ１１ｂの静電遮蔽層１２ｂは、長手方向片側のみが、略円筒物２３ａの静電遮蔽層２１ａに導通接続するように溶接、または、はんだ付けされている。略円筒物２３ａ〜２３ｂの静電遮蔽層２１ａ〜２１ｂは、線材２４ａ〜２４ｂを介して最端部の積層板１４ａ〜１４ｘにそれぞれ溶接、または、はんだ付けして接続されている。
【００６６】
実施の形態３の場合、絶縁スリーブ１１ａ〜１１ｂの静電遮蔽層１２ａ〜１２ｂが、スロット開口部１８のほぼ全面を塞ぐように配置され、コイルとロータ間が静電遮蔽層１２ａ〜１２ｂにより静電遮蔽されるので、スロット開口部に配置されるコイルとロータ間の静電結合容量が低減される。さらに、略円筒物２３ａ〜２３ｂの静電遮蔽層２１ａ〜２１ｂが、コイルエンド部とエンドリング部の間に挿入されており、コイルエンド部とエンドリング部の間が静電遮蔽層２１ａ〜２１ｂにより静電遮蔽された分だけ、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率が大きくなり、コイルとロータ間の静電結合容量は実施の形態１〜実施の形態２の場合よりもさらに小さくなり、図１３〜図１６で説明した従来の回転電機と同様の理由により、軸受装置の電食を防止する効果を実施の形態１〜実施の形態２よりも強化することができる。
【００６７】
さらに、静電遮蔽層１２ａ〜１２ｂの表面は絶縁層１３ａ〜１３ｂで被覆されており、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、渦電流損失によって回転電機のエネルギー変換効率が劣化する事はない。
【００６８】
さらに、第１の絶縁スリーブ１１ａと第２の絶縁スリーブ１１ｂの間には隙間が開いており、第１の絶縁スリーブ１１ａおよび第２の絶縁スリーブ１１ｂは弾性を持つ材料で構成されているので、第１の絶縁スリーブ１１ａと第２の絶縁スリーブ１１ｂを、歯１５ａ、１５ｂにそれぞれ固定した後でも、静電遮蔽材１２ａ〜１２ｂの長手方向片側を略円筒物２３ａの静電遮蔽層２１ａに溶接、または、はんだ付けして接続する前であれば、前記巻線を前記スロットに巻回す巻線巻回処理をする事ができる。
【００６９】
さらに、絶縁層１３ａ〜１３ｂは低誘電率材料を用いているので、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、回転電機に接続されるアース線に流れる漏れ電流の振幅を小さく抑える事ができる。
【００７０】
（実施の形態４）
図６は実施の形態４の回転電機の構造図である。これは、実施の形態１で説明した第１の絶縁スリーブと第２の絶縁スリーブが重なり合うように歯に固定させて、第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層と第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層が重なり合うようにすることにより、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくするようにしたものである。実施の形態１の場合と同様に、軸電圧の大きさは、コイルとロータ間の静電結合容量によって決まる事に着目し、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくすることにより、その静電結合容量を、よりいっそう小さくすることで軸電圧を下げ、電食の発生を抑えるようにしたものであり、実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。
【００７１】
図において、第１の絶縁スリーブ１１ａおよび第２の絶縁スリーブ１１ｂは、互いに重なり合うように、スロット開口部１８を塞ぐように、スロット開口部１８の短手方向の一方側にある歯１５ａと他方側にある歯１５ｂにそれぞれ固定されている。絶縁スリーブ１１ａ〜１１ｂの静電遮蔽層１２ａ〜１２ｂは、一点２５ａ〜２５ｂにおいて、リード線２６ａ〜２６ｂを介して最端部の積層板１４ａに導通接続されている。
【００７２】
図６で示すように、静電遮蔽層１２ａおよび１２ｂは、互いに重なるようにスロット開口部１８のほぼ全面を塞ぐように配置されるので、静電遮蔽層が隙間なくスロット開口部１８を完全に塞ぐことになり、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率が大きくなり、実施の形態１で説明した回転電機のように第１の絶縁スリーブの静電遮蔽層と第２の絶縁スリーブの静電遮蔽層の間に隙間がある場合よりもコイルとロータ間の静電結合容量は小さくなるので、軸電圧をより小さく抑圧する事ができ、電食発生を防止する効果を強化することができる。
【００７３】
さらに、静電遮蔽層１２ａ〜１２ｂの表面は絶縁層１３ａ〜１３ｂで被覆されており、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、渦電流損失によって回転電機のエネルギー変換効率が劣化する事はない。
【００７４】
さらに、第１の絶縁スリーブ１１ａと第２の絶縁スリーブ１１ｂの間には隙間が開いており、第１の絶縁スリーブ１１ａおよび第２の絶縁スリーブ１１ｂは弾性を持つ材料で構成されているので、第１の絶縁スリーブ１１ａと第２の絶縁スリーブ１１ｂを、歯１５ａ、１５ｂにそれぞれ固定して、静電遮蔽材１２ａ〜１２ｂを線材２６ａ〜２６ｂを介して積層板１４ａに接続した後でも、前記巻線を前記スロットに巻回す巻線巻回処理をする事ができる。
【００７５】
さらに、絶縁層１３ａ〜１３ｂは低誘電率材料を用いているので、静電遮蔽層１２ａ〜１２ｂとコイル４との間の静電結合容量は小さくなり、回転電機に接続されるアース線に流れる漏れ電流の振幅を小さく抑える事ができる。
【００７６】
（実施の形態５）
図７は実施の形態５の第３の絶縁スリーブ２７の構造図である。図において、第３の絶縁スリーブ２７は、銅のように、真空中の透磁率にかぎりなく近い導電物質であって、薄い板状に加工すると弾性を持つ材料を図示するような形状に加工した静電遮蔽層２８と、静電遮蔽層２８の表面に弾性を持つポリイミドのような比誘電率が５以下の低誘電率材料を包み込んだ絶縁層２９で構成されている。
【００７７】
図８（ａ）は実施の形態５の回転電機の構造図を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）において図示するＢの方向から見た回転電機の構造図である。実施の形態５は、実施の形態１と同様に、静電遮蔽層と積層板によって形成される電流通路を形成しないようにして渦電流による損失を小さく抑えつつ、コイルとロータ間の静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものであり、図３と同様な部分についての説明は省略する。
【００７８】
第３の絶縁スリーブ２７は、スロット開口部１８の短手方向一方側にある片側半分を塞ぐように、スロット開口部１８の短手方向一方側にある歯１５ｂに固定されている。静電遮蔽層２８の長手方向片側の先端部は、図示するように、一点３０において、線材３１を介して最端部の積層板１４ａに溶接、または、はんだ付けして接続されている。
【００７９】
図８（ａ）〜（ｂ）で示すように、実施の形態１と同様に、第３の絶縁スリーブ２７の静電遮蔽層２８が、スロット開口部１８のほぼ全面を塞ぐように配置されるので、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、軸電圧は、著しく減少するか、または、消滅し、ベアリング電流も低減、または、消滅し、軸受装置の電食を防止することができる。
【００８０】
さらに、静電遮蔽層２８の表面は絶縁層２９ｂで被覆されており、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、渦電流損失によって回転電機のエネルギー変換効率が劣化する事はない。
【００８１】
さらに、第３の絶縁スリーブ２７と絶縁スリーブ１７との間には隙間が開いており、第３の絶縁スリーブ２７および絶縁スリーブ１７は弾性を持つ材料で構成されているので、第３の絶縁スリーブ２７を、歯１５ｂに固定して、静電遮蔽層２８の長手方向片側の先端部を線材３１を介して最端部の積層板１４ａに接続した後でも、前記巻線を前記スロットに巻回す巻線巻回処理をする事ができる。
【００８２】
さらに、絶縁層２９は低誘電率材料を用いているので、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、回転電機に接続されるアース線に流れる漏れ電流の振幅を小さく抑える事ができる。
【００８３】
（実施の形態６）
図９（ａ）は実施の形態６の回転電機の構造図を示し、図９（ｂ）は図９（ａ）において図示するＢの方向から見た回転電機の構造図である。実施の形態６は、実施の形態１と同様に、静電遮蔽層と積層板によって形成される電流通路を形成しないようにして渦電流による損失を小さく抑えつつ、コイルとロータ間の静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものであり、図３と同様な部分についての説明は省略する。
【００８４】
第３の絶縁スリーブ２７は、スロット開口部１８の短手方向一方側にある片側半分を塞ぐように、スロット開口部１８の短手方向一方側にある歯１５ｂに固定されている。静電遮蔽層２８の長手方向片側の先端部は、図示するように、折り曲げられて最端部の積層板１４ａに溶接、または、はんだ付けして接続されている。
【００８５】
図９（ａ）〜（ｂ）で示すように、実施の形態１と同様に、第３の絶縁スリーブ２７の静電遮蔽層２８が、スロット開口部１８のほぼ全面を塞ぐように配置されるので、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、軸電圧は、著しく減少するか、または、消滅し、ベアリング電流も低減、または、消滅し、軸受装置の電食を防止することができる。
【００８６】
さらに、静電遮蔽層２８の表面は絶縁層２９で被覆されており、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、渦電流損失によって回転電機のエネルギー変換効率が劣化する事はない。
【００８７】
さらに、第３の絶縁スリーブ２７と絶縁スリーブ１７の間には隙間が開いており、第３の絶縁スリーブ２７および絶縁スリーブ１７は弾性を持つ材料で構成されているので、第３の絶縁スリーブ２７を、歯１５ｂに固定して、静電遮蔽層２８の長手方向片側の先端部を折り曲げて最端部の積層板１４ａに溶接、または、はんだ付けして接続した後でも、前記巻線を前記スロットに巻回す巻線巻回処理をする事ができる。
【００８８】
さらに、絶縁層２９は低誘電率材料を用いているので、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、回転電機に接続されるアース線に流れる漏れ電流の振幅を小さく抑える事ができる。
【００８９】
（実施の形態７）
図１０（ａ）は実施の形態７の回転電機の構造図を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）において図示するＢの方向から見た回転電機の構造図である。実施の形態７は、実施の形態１と同様に、静電遮蔽層と積層板によって形成される電流通路を形成しないようにして渦電流による損失を小さく抑え、コイルとロータ間の静電結合容量を小さくすることで軸電圧を下げ電食の発生を抑えるようにしたものであり、図３と同様な部分についての説明は省略する。
【００９０】
第３の絶縁スリーブ２７は、スロット開口部１８の短手方向一方側にある片側半分を塞ぐように、スロット開口部１８の短手方向一方側にある歯１５ｂに固定されている。透磁率がほぼ真空中の透磁率に等しい非磁性体であって導体である非磁性導体を略円筒に加工して得られる静電遮蔽層２１ａ〜２１ｂの外周面に絶縁層２２ａ〜２２ｂを形成した略円筒物２３ａ〜２３ｂが、図示するように、コイルエンド部とエンドリング部の間に配置されている。ここで、略円筒物２３ａ〜２３ｂは、コイルエンド部とエンドリング部の間に配置する事ができ、コイルエンド部とエンドリング間を静電遮蔽してこの間の静電結合容量を低減できる形状であればどのような形状をしていても良い。第３の絶縁スリーブ２７の静電遮蔽層２８は、長手方向片側のみが、略円筒物２３ａの静電遮蔽層２１ａに導通接続するように溶接、または、はんだ付けされている。略円筒物２３ａ〜２３ｂの静電遮蔽層２１ａ〜２１ｂは、線材３２ａ〜３２ｂを介して最端部の積層板１４ａ、１４ｘにそれぞれ溶接、または、はんだ付けして接続されている。
【００９１】
実施の形態７の場合、第３の絶縁スリーブ２７の静電遮蔽層２８が、スロット開口部１８のほぼ全面を塞ぐように配置され、コイルとロータ間が静電遮蔽層２８により静電遮蔽されるので、スロット開口部１８に配置されるコイルとロータ間の静電結合容量が低減される。さらに、略円筒物２３ａ〜２３ｂの静電遮蔽層２１ａ〜２１ｂが、コイルエンド部とエンドリング部の間に挿入されており、コイルエンド部とエンドリング部の間が静電遮蔽層２１ａ〜２１ｂにより静電遮蔽された分だけ、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率が大きくなり、コイルとロータ間の静電結合容量は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４、実施の形態５または実施の形態６の場合よりもさらに小さくなり、図１３〜図１６で説明した従来の回転電機と同様の理由により、軸受装置の電食を防止する効果を実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４、実施の形態５または実施の形態６よりも強化することができる。
【００９２】
さらに、静電遮蔽層２８の表面は絶縁層２９で被覆されており、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、渦電流損失によって回転電機のエネルギー変換効率が劣化する事はない。
【００９３】
さらに、第３の絶縁スリーブ２７と絶縁スリーブ１７の間には隙間が開いており、第３の絶縁スリーブ２７および絶縁スリーブ１７は弾性を持つ材料で構成されているので、第３の絶縁スリーブ２７を、歯１５ｂに固定した後でも、静電遮蔽層２８の長手方向片側を略円筒物２３ａの静電遮蔽層２１ａに溶接、または、はんだ付けして接続する前であれば、前記巻線を前記スロットに巻回す巻線巻回処理をする事ができる。
【００９４】
さらに、絶縁層２９は低誘電率材料を用いているので、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、回転電機に接続されるアース線に流れる漏れ電流の振幅を小さく抑える事ができる。
【００９５】
（実施の形態８）
図１１は実施の形態８の回転電機の構造図である。これは、実施の形態５で説明した第３の絶縁スリーブ２７と絶縁スリーブ１７が重なり合うように第３の絶縁スリーブ２７を歯に固定させて、第３の絶縁スリーブ２７の静電遮蔽層２８がスロット開口部１８全面を塞ぐようにすることにより、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくするようにしたものである。実施の形態１で説明した場合と同様に、軸電圧の大きさは、コイルとロータ間の静電結合容量によって決まる事に着目し、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率を大きくすることにより、その静電結合容量を、よりいっそう小さくすることで軸電圧を下げ、電食の発生を抑えるようにしたものであり、実施の形態１または実施の形態５と異なる部分についてのみ説明する。
【００９６】
図において、第３の絶縁スリーブ２７は、絶縁スリーブ１７に重なるようにスロット開口部１８を塞ぐように、スロット開口部１８の短手方向の一方側にある歯１５ｂに固定されている。第３の絶縁スリーブ２７の静電遮蔽層２８は一点３０において、線材３１を介して最端部の積層板１４ａに導通接続されている。
【００９７】
図１１で示すように、静電遮蔽層２８は、スロット開口部１８のほぼ全面を塞ぐように配置されるので、静電遮蔽層が隙間なくスロット開口部１８を完全に塞ぐことになり、コイルとロータ間の静電遮蔽被覆率が大きくなり、実施の形態５で説明した回転電機のように第３の絶縁スリーブ２７と絶縁スリーブ１７との間に隙間がある場合よりもコイルとロータ間の静電結合容量は小さくなるので、軸電圧をより小さく抑圧する事ができ、電食発生を防止する効果を強化することができる。
【００９８】
さらに、静電遮蔽層２８の表面は絶縁層２９で被覆されており、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、渦電流損失によって回転電機のエネルギー変換効率が劣化する事はない。
【００９９】
さらに、第３の絶縁スリーブ２７と絶縁スリーブ１７は弾性を持つ材料で構成されているので、第３の絶縁スリーブ２７を歯１５ｂに固定した後、線材３１を介して静電遮蔽層２８を積層板１４ａに溶接またははんだ付けして接続した後でも、前記巻線を前記スロットに巻回す巻線巻回処理をする事ができる。
【０１００】
さらに、絶縁層２９は低誘電率材料を用いているので、静電遮蔽層２８とコイル４との間の静電結合容量は小さくなり、回転電機に接続されるアース線に流れる漏れ電流の振幅を小さく抑える事ができる。
【０１０１】
図１２は、本発明の実施の形態１の回転電機１、実施の形態２の回転電機１、実施の形態３の回転電機１、および、従来の回転電機１００のエネルギー変換効率を比較した効率特性を示し、負荷トルクＴを変動させつつ回転数ｎを変化させたときの回転数ｎと効率ηの関係を示している。図を見て明らかなように、本発明の実施の形態１、実施の形態２、および、実施の形態３による効率は、従来例のものに比べて改善されている事がわかる。
【０１０２】
なお、実施の形態１〜８では、静電遮蔽層１２ａ〜１２ｂ、および、静電遮蔽層２８は、銅でできた非磁性導体を用いたが、銅にかえてアルミニウム、白金、金、導電性ポリマー等のような非磁性導体を用いてもよく、その作用効果に差異を生じない。
【０１０３】
なお、絶縁層１３ａ、および、絶縁層２９は、ポリイミドを用いているが、ポリイミドにかえてポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ四フッ化エチレン等のように比誘電率が５以下の低比誘電率の絶縁材料を用いてもよく、その作用効果に差異を生じない。
【０１０４】
なお、回転電機１を誘導電動機としたが、誘導電動機にかえて直流機、同期機、ステッピングモータ、リラクタンスモータのような回転電機でもよく、その作用効果に差異を生じない。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明の回転電機を、インバータ装置を用いて可変速制御をする場合や、トクルの制御をする場合において、ベアリング装置に流れるベアリング電流が原因で発生していたベアリング装置の電食を解消して、良好なエネルギー変換効率で回転電機を運転する事ができ、省エネルギー、省電力を目標とした産業機器や家電製品に使用される回転電機の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】実施の形態１の回転電機の構造図
【図２】実施の形態１の第１の絶縁スリーブの構造図
【図３】（ａ）図１においてＡの方向から見た実施の形態１の回転電機の構造図（ｂ）図３（ａ）においてＢの方向から見た回転電機の構造図
【図４】（ａ）実施の形態２の回転電機の構造図（ｂ）図４（ａ）においてＢの方向から見た回転電機の構造図
【図５】（ａ）実施の形態３の回転電機の構造図（ｂ）図５（ａ）においてＢの方向から見た回転電機の構造図
【図６】実施の形態４の回転電機の構造図
【図７】実施の形態５の第３の絶縁スリーブ２７の構造図
【図８】（ａ）実施の形態５の回転電機の構造図（ｂ）図８（ａ）においてＢの方向から見た回転電機の構造図
【図９】（ａ）実施の形態６の回転電機の構造図（ｂ）図９（ａ）においてＢの方向から見た回転電機の構造図
【図１０】（ａ）実施の形態７の回転電機の構造図（ｂ）図１０（ａ）においてＢの方向から見た回転電機の構造図
【図１１】実施の形態８の回転電機の構造図
【図１２】実施の形態１の回転電機１、実施の形態２の回転電機１、実施の形態３の回転電機１、および、従来の回転電機１００のエネルギー変換効率を比較した効率特性図
【図１３】ＵＳ００５６６１３５３Ａに記載されている従来の回転電機の断面図
【図１４】ＵＳ００５６６１３５３Ａに記載されている従来の他の回転電機の断面図
【図１５】ＵＳ００５６６１３５３Ａに記載されている従来の他の回転電機の断面図
【図１６】特開２０００−１９７２９８号広報に記載されている従来の回転電機の断面図
【図１７】電食対策されていない従来の回転電機の各部間の静電結合容量を示す断面図
【図１８】電食対策されていない一般的な回転電機において軸電圧が発生しベアリング電流が発生するメカニズムと、電食対策された従来の回転電機において、スロット開口部に静電遮蔽層を取り付ける事によって、軸電圧が低減され電食を防止できることを説明するコモンモード等価回路図
【図１９】従来の回転電機において積層板に発生する渦電流を説明する構成図
【図２０】従来の静電シール材による電食対策をした従来の回転電機と対策をしない回転電機について回転数と効率の関係を比較したグラフ
【符号の説明】
【０１０７】
１      回転電機
２      ステータ
３      ハウジング
４      コイル
６      回転軸
７      ロータ
９ａ    軸受装置
９ｂ    軸受装置
１０ａ  エンドブラケット
１０ｂ  エンドブラケット
１１ａ  第１の絶縁スリーブ
１１ｂ  第２の絶縁スリーブ
１２ａ  静電遮蔽層
１２ｂ  静電遮蔽層
１３ａ  絶縁層
１３ｂ  絶縁層
１４ａ  積層板
１４ｘ  積層板
１５ａ  スロット開口部の一方側にある歯
１５ｂ  スロット開口部の他方側にある歯
１６    スロット
１８    スロット開口部
１９ａ  一点
１９ｂ  一点
２１ａ  静電遮蔽層
２１ｂ  静電遮蔽層
２２ａ  絶縁層
２２ｂ  絶縁層
２３ａ  略円筒物
２３ｂ  略円筒物
２７    第３の絶縁スリーブ
２８    静電遮蔽層
２９    絶縁層
３０    一点
１００  従来の回転電機
１０１  ステータ
１０２  スロット
１０３  歯
１０４  コイル
１０５  ロータ
１０６  かご型巻線
１０７  静電遮蔽層
１０８  スチ−ル製ねじ
１０９  従来の回転電機
１１０  導電層
１１１  スロット開口部
１１２  導電キャップ
１１３  従来の回転電機
１１４  静電シール
１１５  従来の回転電機
１１６ａ  絶縁スリーブ
１１６ｂ  絶縁スリーブ
１１６ｃ  絶縁スリーブ
１１７ａ  絶縁スリーブ
１１７ｂ  絶縁スリーブ
１１７ｃ  絶縁スリーブ
１１８ａ  導電膜
１１８ｂ  導電膜
１１８ｃ  導電膜
１１９    電食対策されていない従来の回転電機
１２０ａ  絶縁スリーブ
１２０ｂ  絶縁スリーブ
１２０ｃ  絶縁スリーブ
１２１  コイルとステータ間の静電結合容量
１２２  （ステータとロータ間）のエアーギャップ容量
１２３  コイルとロータ間の静電結合容量
【図１】
2006262545.tif 000003
【図２】
2006262545.tif 000004
【図３】
2006262545.tif 000005
【図４】
2006262545.tif 000006
【図５】
2006262545.tif 000007
【図６】
2006262545.tif 000008
【図７】
2006262545.tif 000009
【図８】
2006262545.tif 000010
【図９】
2006262545.tif 000011
【図１０】
2006262545.tif 000012
【図１１】
2006262545.tif 000013
【図１２】
2006262545.tif 000014
【図１３】
2006262545.tif 000015
【図１４】
2006262545.tif 000016
【図１５】
2006262545.tif 000017
【図１６】
2006262545.tif 000018
【図１７】
2006262545.tif 000019
【図１８】
2006262545.tif 000020
【図１９】
2006262545.tif 000021
【図２０】
2006262545.tif 000022