(57)【要約】【課題】突極形回転子に、高い信頼性を確保しつつ、計測配線を軸方向に配線する。【解決手段】突極形回転子２０は、回転軸２１、回転子継鉄２２、磁極突部２３、界磁巻線２４、磁極頭部２５を有している。回転子継鉄２２には軸方向に伸びる収容溝３１が形成され、この収容溝３１内にリード線３２が収容されている。収容溝３１は蓋３５により塞がれている。リード線３２が収容溝３１に収容されているので、リード線３２に作用する応力は小さくなり、ノイズも小さくなり、冷却風の流通を阻害しない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の周方向に沿い複数の磁極鉄心が等間隔に形成されており、各磁極鉄心にそれぞれ界磁巻線が配置されている突極形回転子において、
前記磁極鉄心の磁極間に形成されており、前記突極形回転子の軸方向に沿い伸びた収容溝と、
前記突極形回転子に備えられたセンサに接続されると共に、前記収容溝内に配線された計測配線と、
を有することを特徴とする計測配線の配線構造。
【請求項２】
前記収容溝の開口は、蓋により塞がれていることを特徴とする計測配線の配線構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は計測配線の配線構造に関し、突極形回転電機の回転子に、計測配線を軸方向に配線する際に、計測配線の信頼性を高くすることができるように工夫したものである。
【背景技術】
【０００２】
突極形回転電機の回転子（突極形回転子）は、高速で回転すると共に高温になる。このような突極形回転子の状況、例えば応力や発生温度を把握するために、突極形回転子に各種のセンサ（歪センサや、温度センサ等）を取り付けて、応力や温度等を計測することが行われている。センサには、センサで検出した検出信号を外部に伝送するための計測配線（以下「リード線」と称することもある）が接続されている。リード線は軸端にまで配線されている。軸端にはスリップリングを備え、スリップリングを用いて検出信号を静止側に送っている（特許文献１参照）。
【０００３】
突極形回転子では、回転軸の周方向に沿い複数の磁極鉄心が等間隔に形成されており、各磁極鉄心にそれぞれ界磁巻線が配置されている。そして、各磁極鉄心にそれぞれ界磁巻線を配置することにより、回転軸の周方向に沿い複数の磁極が構成される。
【０００４】
ところで、センサに接続されたリード線を、突極形回転子の一端側から他端側に向かって軸方向に沿い配線することがある。このような場合、従来では、突極形回転子の回転子鉄心の表面のうち、周方向に隣接する磁極間の隙間の位置に、リード線を軸方向に沿い配線していた。
【０００５】
なお、センサで検出した検出信号を無線信号にして静止側に送ることも行われていた（特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２８８８４９号公報
【特許文献２】特開２００６−５８１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、突極形回転子の回転子鉄心の表面のうち、周方向に隣接する磁極間の隙間の位置に、リード線を軸方向に沿い配線した場合には、次のような問題が発生していた。
（１）リード線は軸方向の複数箇所で、回転子鉄心に固定される。つまり、リード線は、軸方向に伸びるすべての部分で固定されるわけではなく、軸方向の複数箇所で固定される。このようにリード線を固定する箇所が少ないため、リード線に作用した遠心力は、複数の固定箇所で集中して支えられることになり、固定箇所においてリード線に大きな応力が作用する。かかる応力により、リード線が断線する恐れがあった。
（２）突極型回転子の周囲には強電界が発生するため、回転子鉄心の表面に接触した状態で配線されたリード線は、強電界に直接的に晒される。このため、リード線には、容量結合によるノイズが多く発生してしまう。
（３）回転子鉄心における周方向に隣接する磁極間の隙間には、冷却風が軸方向に沿い流通する。しかし、この磁極間の隙間にリード線を配線してしまうと、冷却風の流通を阻害し、冷却性能を低下させてしまう。
【０００８】
また、センサで検出した検出信号を静止側に送る前に、突極形回転電機で発生した電磁ノイズが検出信号に重畳してしまい、検出信号の精度が低下していた。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に鑑み、計測配線（リード線）を突極形回転子の軸方向に沿い配線する場合において、リード線に作用する応力やノイズを低減するとともに、冷却風の流通を阻害することのない、計測配線の配線構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明は、
回転軸の周方向に沿い複数の磁極鉄心が等間隔に形成されており、各磁極鉄心にそれぞれ界磁巻線が配置されている突極形回転子において、
前記磁極鉄心の磁極間に形成されており、前記突極形回転子の軸方向に沿い伸びた収容溝と、
前記突極形回転子に備えられたセンサに接続されると共に、前記収容溝内に配線された計測配線と、
を有することを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、
前記収容溝の開口は、金属の蓋により塞がれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、突極形回転子の磁極鉄心に軸方向に伸びる収容溝が形成され、この収容溝内にリード線が収容されているので、リード線に作用する応力は小さくなり断線を防止でき、また強電界に晒されることなく検出信号に重畳するノイズが小さくなり、更に冷却風の流通を阻害せず良好な冷却性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】突極形回転電機を示す概略構成図。
【図２】収容溝の部分を拡大して示す断面図。
【図３】突極形回転子から磁極頭部及び界磁巻線を外した部分を示す構成図。
【図４】収容溝にリード線を配線した状態を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る計測配線の配線構造を、突極形回転電機の回転子に適用した実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例】
【００１５】
先ず、突極形回転電機の構造を説明する。
図１に示すように、突極形回転電機１は、図示しないフレーム等に固定された略円筒状の固定子１０と、固定子１０の内周側に回転自在に保持された突極形回転子２０を有している。
【００１６】
突極形回転子２０の回転軸２１，回転子継鉄２２及び磁極突部２３は、一体的に形成されている。回転軸２１は、突極形回転子２０の回転中心となるものであって、その軸方向両端部が軸受（図示省略）により、回転可能に支持されている。回転軸２１の軸方向の中央部分には、回転子継鉄２２が、回転軸２１の周囲を覆いつつ軸方向に延在する状態で、一体的に形成されている。回転子継鉄２２の外周部のうち周方向に９０°ずれた位置には、磁極突部２３が一体的に形成されている。つまり、磁極突部２３は、回転子継鉄２２の外周部から径方向外側に向けて突出すると共に、周方向において等間隔で配置されている。
【００１７】
磁極突部２３の周面には、絶縁板（図示省略）を介して、界磁巻線（界磁コイル）２４が配置されている。界磁巻線２４は、板状をなす導体と板状をなす絶縁部材を径方向に交互に積層することによって構成されている。しかも、界磁巻線２４を構成する板状の導体のうち、積層方向に関して所定の間隔ごとのものは、磁極突部２３から見て外周側に伸びており、この伸びた導体部分が冷却フィン２４ａになっている。
【００１８】
磁極突部２３の頂面（径方向外側端面）には、磁極頭部２５が固定されている。磁極頭部２５の外周面（固定子１０の内周面に対向する湾曲面）２５ａには、径方向に伸びるボルト穴（図示省略）が複数形成されており、このボルト穴を介してボルト（図示省略）が、磁極頭部２５を磁極突部２３にボルト締めしている。磁極頭部２５の外周面２５ａは、湾曲面となっており、固定子１０の内周面との間に隙間（径方向に数ｍｍの隙間）が確保されている。
【００１９】
界磁巻線２４の頂面（径方向外側端面）と磁極頭部２５の内周側面（径方向内側端面）との間には、絶縁リング２７が介在されている。絶縁リング２７は、矩形（長方形状）の枠状体である。
【００２０】
周方向に隣接した界磁巻線２４間には、コイル押さえ部材（図示省略）が、軸方向の複数箇所に設けられている。
【００２１】
なお、磁極突部２３と磁極頭部２５により、磁極鉄心が形成されている。また、回転子継鉄２２と磁極突部２３と磁極頭部２５により、回転子鉄心が形成されている。
結局、図１に示す突極形回転子２０では、回転軸２１の周方向に沿い複数の磁極鉄心（磁極突部２３と磁極頭部２５）が等間隔に形成されており、各磁極鉄心（磁極突部２３と磁極頭部２５）にそれぞれ界磁巻線２４が配置されている。そして、各磁極鉄心（磁極突部２３と磁極頭部２５）にそれぞれ界磁巻線２４を配置することにより、回転軸２１の周方向に沿い複数の磁極が形成される。
【００２２】
次に、本実施例にかかる、計測配線の配線構造を、図１のみならず、収容溝３１の部分の断面図である図２、突極形回転子２０から磁極頭部２５及び界磁巻線２４を外した部分（回転軸２１、回転子継鉄２２、磁極突部２３の部分）を示す図３、収容溝３１にリード線３２を配線した状態を示す図４を参照して説明する。
【００２３】
これらの図に示すように、磁極突部２３のうち、界磁巻線２４が配置されていない部分であって回転子継鉄２２及び回転軸２１に近い部分には、突極形回転子２０の一端側から他端側に向かって軸方向に伸びる収容溝３１が形成されている（図２，図３参照）。つまり、突極形回転子２０の回転子鉄心のうち、隣接する磁極間に、収容溝３１が形成されている。
【００２４】
収容溝３１内にはリード線３２が収容されて配線されている（図２，図４参照）。つまりリード線３２は、収容溝３１内に収容されて、突極形回転子２０の一端側（図３，図４では左端側）から他端側（図３，図４では右端側）に向かって配線されている。
このリード線３２は、３本の信号線３２ａ，３２ｂ，３２ｃと、外周面を覆う網状のシールド線３２ｄを有しており、収容溝３１内に緊密に収容されている（図２参照）。なおリード線３２としては、図２に示すものに限定するものではない。
【００２５】
リード線３２の一端側は、突極形回転子２０に備えられているセンサ（図示省略）に接続されている。リード線３２の他端側のうち、収容溝３１から出た部分は、止め金具３３により回転軸２１の周面に固定され、更に、回転軸２１に形成されている導出孔３４内に挿入されて軸端にまで配線されている（図３，図４参照）。軸端には、スリップリング（図示省略）が備えられており、リード線３２により伝送されてきた検出信号は、スリップリングを介して静止側に送られる。
【００２６】
収容溝３１の開口は、突極形回転子２０の一端側から他端側に向かって軸方向に伸びる蓋３５により塞がれている（図１，図２参照）。この蓋３５は、例えばステンレス鋼である。
【００２７】
リード線３２は収容溝３１内に収容され、収容溝３１の開口は蓋３５で塞がれているため、次のような効果を得ることができる。
（１）収容溝３１内のリード線３２は、軸方向のすべての部分が収容溝３１で固定支持される。したがって、リード線３２に遠心力が作用しても、この遠心力による応力は、軸方向に伸びる収容溝３１により分散する。この結果、リード線３２に作用する応力が小さくなり、リード線３２の断線が防止できる。
（２）収容溝３１が形成された磁極突部（回転子鉄心）２３は、低電位である。このため、蓋３５で塞がれた収容溝３１内に収容されているリード線３２は、その周囲の低電位部材により囲まれることになる。この結果、収容溝３１内に収容されているリード線３２は、強電界に晒されることはなく、容量結合に起因するノイズが発生することはない。
（３）リード線３２を収容溝３１内に収容するため、磁極間の隙間を冷却風が軸方向に沿い流通していっても、この冷却風の流通を阻害することはなく、実機と同様な良好な冷却性能を維持することができる。
（４）蓋３５により開口が塞がれた収容溝３１内に、リード線３２を収容するため、突極形回転電機で発生したノイズが、リード線３２に作用することがなくなり、その結果、検出信号に電磁ノイズが重畳することがなくなり、検出信号の精度が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、各種タイプの突極形回転子の磁極鉄心に、センサから引き出された計測配線（リード線）を軸方向に配線する場合に、利用することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  突極形回転電機
１０  固定子
２０  突極形回転子
２１  回転軸
２２  回転子継鉄
２３  磁極突部
２４  界磁巻線
２４ａ  冷却フィン
２５  磁極頭部
２５ａ  外周面
２７  絶縁リング
３１  収容溝
３２  リード線
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ  信号線
３２ｄ  シールド線
３３  止め金具
３４  導出孔
３５  蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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