(57)【要約】【課題】  フルコイルにおけるコイルエンド部の遠心力に対するバインドの強度を向上させること。【解決手段】  回転軸５に固定された鉄心２のスロット２ａに、導体を連続して巻いたフルコイルからなる回転子コイル６が挿入される。回転子コイル６のコイルエンド部１６は、外周側が各コイルエンド部１６の全体にわたって高強度繊維材１１によりバインドされ、内周側が回転軸５側に設けた支持金具１０との間で個々に高強度繊維材１２によりバインドされて回転軸５側に支持される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に固定された鉄心のスロットに、導体を連続して巻いたフルコイルからなる回転子コイルを挿入した巻線形誘導機の回転子において、前記回転子コイルのコイルエンド部の内周側に位置する導体を前記回転軸側に設けた支持金具に高強度繊維材により縛り付けたことを特徴とする巻線形誘導機の回転子。
【請求項２】
前記回転子コイルのコイルエンド部の内周側に位置する導体を、前記回転軸側に設けた支持金具に複数箇所で高強度繊維材により縛り付けたことを特徴とする請求項１に記載の巻線形誘導機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻線形誘導電動機や巻線形誘導発電機などの巻線形誘導機の回転子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般産業用に用いられている巻線形誘導電動機や風力発電などに用いられている巻線形誘導発電機などの巻線形誘導機の回転子は、回転軸に固定された鉄心のスロットにハーフコイルまたはフルコイルを挿入して構成されている。ハーフコイルは、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、直線状の導体１ａおよび１ｂを所定の形状に折り曲げ、それぞれ外周に絶縁テープを巻き付けた後、その複数本を鉄心２のスロットに順次差し込んで上下２分割のコイル要素を構成し、各導体１ａおよび１ｂの直線状のエンド部を接続片３で接続し絶縁して構成されている。ハーフコイルのそれぞれのコイルエンド部は、その全体の外周を鋼線もしくはガラステープでバインドし、遠心力による変形を防止している。
【０００３】
一方、フルコイルは、図６（ａ）に示すように、導体１ｃを長円形（レーストラック状）に連続して巻き、その中間部をクランプ４により支持して図６（ｂ）に示すように亀甲形となるように折り曲げ、外周に絶縁テープを巻き付けて絶縁した後、鉄心のスロットに挿入して構成されている。この構成のコイルにおいても、それぞれのコイルエンド部１ｄは、その全体の外周を鋼線もしくはガラステープでバインドし、遠心力による変形を防止している。なお、コイルエンド部１ｄは、図６（ｃ）に示すように導体１ｃが折り曲げられて形成されている。
【特許文献１】特開平５−２３６６９１号公報（図１）
【特許文献２】特開平８−２０５４４７号公報（図１、図２）
【特許文献３】特開平８−８０００４号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の巻線形誘導機は、高速大容量になると遠心力により大きな荷重がコイルエンド部に作用するので、コイルエンド部をさらに強固に支持して変形を防止する必要がある。上下２分割のハーフコイルの場合、導体１ａおよび１ｂのエンド部が直線状となっていることに加えて、鉄心２のスロットに挿入した時点ではエンド部が上下に分離しているので、各導体１ａおよび１ｂのエンド部の外周をそれぞれガラステープ１１ａ、１１ｂなどでバインドして外側に変形しないように固定することができる。しかしながらハーフコイルは、鉄心２に挿入後に上下の導体１ａおよび１ｂのエンド部をそれぞれ接続片３により接続しなければならず、製造が複雑になるという問題がある。
【０００５】
これに対し、上下一体形のフルコイルの場合は、導体１ｃのエンド部の接続が少なく製造が容易であるうえに、導体の素線数を自由に選べるため、コイルの電圧、電流を任意の値に設計できるという利点がある。しかしながら、フルコイルの場合、コイルエンド部１ｄが丸くなっており、その外周に巻き付けられるガラステープの幅が狭くなり、またコイルエンド部１ｄの導体が連続しているために内周側に位置するエンド部の外周に張力を与えてガラステープなどを巻き付けることができない。このためフルコイルでは、コイルエンド部１ｄの遠心力に対するバインドの強度が不足し、高速大容量には適用できなかった。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、フルコイルにおけるコイルエンド部の遠心力に対するバインドの強度を向上させることができ、フルコイルを高速大容量機においても適用できるようにした巻線形誘導機の回転子を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明による巻線形誘導機の回転子は、回転軸に固定された鉄心のスロットに、導体を連続して巻いたフルコイルからなる回転子コイルを挿入した巻線形誘導機の回転子において、回転子コイルのコイルエンド部の内周側に位置する導体を回転軸側に設けた支持金具に高強度繊維材により縛り付けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フルコイルのコイルエンド部の内周側に位置する導体を高強度繊維材により個々に支持金具にバインドしてコイルエンド部に作用する遠心力の一部を支持金具で受け持つようにしたので、コイルエンド部の外周をガラステープでバインドしただけの回転子に比べ、より高速大容量機の回転子にもフルコイルを適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１（ａ）および（ｂ）は本発明における第１の実施の形態に係る巻線形誘導機の回転子を示す正面図および側面図である。図１において、回転軸５には外周部に多数のスロット２ａが形成された鉄心２が固定されている。この鉄心２のスロット２ａには、回転子コイル６が挿入されている。回転子コイル６は、導体を連続して長円形に巻いた後、亀甲形に折り曲げ、外周に絶縁テープを巻き付けて構成したフルコイルからなる。この回転子コイル６の中間部が鉄心２のスロット２ａに挿入され、さらにそのスロット２ａ内の外周側に挿入された楔７により、回転による遠心力でスロット２ａから外れないように固定されている。
【００１０】
一方、鉄心２の軸方向外側には、回転軸５に固定された鉄心押え板８が設けられており、この鉄心押え板８に溶接またはボルトで固定された複数本の支持棒９が、回転軸５の軸方向に向けて、周方向に間隔をおいて設けられている。またこれら支持棒９の先端部には、リング状の支持金具１０が固定されている。
【００１１】
そして鉄心２の軸方向外側に突き出た回転子コイル６のコイルエンド部１６は、各コイルエンド部１６における外周側の導体１６ａの外周に、各コイルエンド部１６の全体にわたってガラス繊維テープやアラミッド繊維テープからなる高強度繊維材１１が複数回巻き付けられ、さらにコイルエンド部１６の内周側の導体１６ｂには、リング状の支持金具１０との間で、ガラス繊維やアラミッド繊維からなるロープ状またはテープ状の高強度繊維材１２が導体１６ｂを個々に編み込むようにして縛り付けられている。すなわち、コイルエンド部１６は、外周側が各コイルエンド部１６の全体にわたって高強度繊維材１１によりバインドされ、内周側が支持金具１０との間で個々に高強度繊維材１２によりバインドされて回転軸５側に支持されることになる。
【００１２】
なお、コイルエンド部１６の導体１６ｂと支持金具１０の間および内外の導体１６ａと１６ｂの間には、それぞれスペーサ１３，１４が挿入されており、コイルエンド部１６の絶縁が傷つくのを防いでいる。
【００１３】
このように構成することにより、回転子が回転すると、回転子コイル６には遠心力が作用するが、鉄心２内の回転子コイル６の中間部は楔７により拘束され、また鉄心２の軸方向外側にあるコイルエンド部１６は、外周側の導体１６ａがその外周に巻き付けられた高強度繊維材１１により保持され、内周側の導体１６ｂが高強度繊維材１２を介して支持金具１０により保持されることになる。
【００１４】
したがってコイルエンド部１６の遠心力は、高強度繊維材１１，１２の２つの部材で受け持つことになり、従来の一方のガラステープだけの場合に比べてバインドの強度が向上し、約２倍の遠心力に耐えられることになる。さらに高強度繊維材１２によるバインド効果によリ、コイルエンド部１６の先端部の変位量を低減することができるので、コイルエンド部１６の先端部の変形によるアンバランスを大幅に改善でき、信頼性の高い回転子を得ることができる。
【００１５】
図２は本発明における第２の実施の形態に係る巻線形誘導機の回転子を示す正面図である。本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、複数個の支持金具１０，１５を軸方向に間隔をおいて設け、コイルエンド部１６の導体１６ｂをそれぞれの支持金具１０，１５に高強度繊維材１２，１７により縛り付けて複数箇所でバインドしたところにあり、コイルエンド部１６の中間部もバインドされることにより、バインドの強度が増し、より高速回転にも耐えることができる。
【００１６】
図３は本発明における第３の実施の形態に係る巻線形誘導機の回転子を示す正面図である。本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、コイルエンド部１６の導体１６ｂの外周に巻き付けている高強度繊維材１１（図１）を除いたところにある。低速機になると、遠心力が小さくなるので、高強度繊維材１１によるバインドを省略することができる。このような構成を採用することによってコイルエンド部１６の通風が向上し、コイルエンド部１６の冷却を改善することができる。
【００１７】
図４は本発明における第４の実施の形態に係る巻線形誘導機の回転子を示す正面図である。本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、支持金具１８をはずみ車の形状として回転軸５に固定するようにしたところにある。このように構成すれば、コイルエンド部１６の導体１６ｂを高強度繊維材１２により縛り付けて保持する支持金具１８の強度を高くすることができる。
【００１８】
なお、上記各実施の形態においては、巻線形誘導機の場合を例にとり説明したが、本発明は誘導同期電動機や円筒型同期発電機など他の同様のコイル形状を有する巻線形誘導機にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明における第１の実施の形態に係る巻線形誘導機の回転子を示すであって、（ａ）は上半右端付近の部分正面図、（ｂ）は（ａ）の右方から見た部分側面図である。
【図２】本発明における第２の実施の形態に係る巻線形誘導機の回転子の上半右端付近を示す部分正面図である。
【図３】本発明における第３の実施の形態に係る巻線形誘導機の回転子の上半右端付近を示す部分正面図である。
【図４】本発明における第４の実施の形態に係る巻線形誘導機の回転子の上半右端付近を示す部分正面図である。
【図５】（ａ）はハーフコイルを示す部分平面図、（ｂ）は（ａ）の主要部を拡大して示す側面図である。
【図６】（ａ）はフルコイルの製造時の状態を示す平面図、（ｂ）はフルコイルを示す平面図、（ｃ）は（ｂ）の主要部を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１ａ，１ｂ，１ｃ…導体
１ｄ…コイルエンド部
２…鉄心
２ａ…スロット
３…接続片
５…回転軸
６…回転子コイル
７…楔
８…鉄心押え板
９…支持棒
１０，１５，１８…支持金具
１１，１２，１７…高強度繊維材
１３，１４…スペーサ
１６…コイルエンド部
１６ａ，１６ｂ…導体
【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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