(57)【要約】      （修正有）【課題】多大な製造工数や複雑な制御を用いずに、起動時のコイルエンドにおける電磁振動を好適に抑制することが可能な回転モータを提供する。【解決手段】複数のスロットが設けられた固定子コアと、複数のスロットの内２つのスロットに巻回され、各々の両端部及び中央部において固定子コアの回転子の回転軸方向に突出する突出部を有する複数の角線を束ねて固定した複数の角線束１４と、隣接する角線束１４の突出部における間隙に配置された含侵部材１８とを具備し、ワニスを真空含侵させることにより、固定子が全体として剛体となるような回転モータとした。【選択図】図４
2011217524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円柱形状の中空を有する固定子と、前記中空に配置された略円柱形状の回転子とを具備する回転機であって、
前記固定子は、内周に複数のスロットが設けられた固定子コアと、前記固定子コアのうち前記回転子の回転軸方向両端から突出する突出部を有する、前記スロットの内２つのスロットにそれぞれ巻回された複数のコイルと、前記コイルの前記突出部において隣接する別の前記コイルの突出部との間隙に配置された含侵部材と、を具備してなり、
ワニスを真空含侵させることにより、前記固定子が全体として剛体となることを特徴とする回転機。
【請求項２】
略円柱形状の中空を有する回転子と、前記中空に配置された略円柱形状の固定子とを具備する回転機であって、
前記固定子は、外周に複数のスロットが設けられた固定子コアと、前記固定子コアのうち前記回転子の回転軸方向両端から突出する突出部を有する、前記スロットの内２つのスロットにそれぞれ巻回された複数のコイルと、前記コイルの前記突出部において隣接する別の前記コイルの突出部との間隙に配置された含侵部材と、を具備してなり、
ワニスを真空含侵させることにより、前記固定子が全体として剛体となることを特徴とする回転機。
【請求項３】
前記コイルは、束ねて固定した角線であることを特徴とする請求項１又は2の何れかに記載の回転機。
【請求項４】
前記含侵部材はフェルトであることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の回転機。
【請求項５】
前記含侵部材は、形状が板状であり、更にスペーサ部材を介在させ配置することを特徴とする請求項1から４の何れかに記載の回転機。
【請求項６】
前記含侵部材は、形状が板状であり、前記間隙の間隔に適応するように複数枚配置することを特徴とする請求項1から４の何れかに記載の回転機。
【請求項７】
前記含侵部材は、形状が板状の弾性体であり、前記含侵部材を折り曲げて配置することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、起動時の電磁振動による不具合の発生を好適に抑止する回転機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の回転機として、一般に、特許文献１及び図７に示されるように、固定子コア（固定子鉄心）１１にコイル１３を巻回した固定子１０と回転子１９を有し、コイル１３に通電することによって回転子１９を回転させる回転モータ１０１が知られている。
【０００３】
図示のものは、固定子１０が円筒状で、内部の中空に円柱状の回転子１９を配したインナーロータ型であり、他の回転モータとして、固定子が円柱状で、外周に沿って円筒状の回転子を配したアウターロータ型がある（図示省略）。ただ単に回転モータといった場合は、インナーロータ型を指すことが多い。
【０００４】
このような回転モータ１０１において、図８（ａ）に示すように、コイル１３の導線には断面が長方形状の角線１７が用いられる。予め複数本の角線１７をマイカテープ等の絶縁性のテープＴにより束ねた複数の角線束１４を作成しておく。更に角線束１４を図８（ｂ）のように亀甲状に折り曲げ、その直線部１５の長さが図７に示した固定子コア１１の軸線方向の長さと略同じになるようにする。固定子コア１１の内周面（アウターロータ型の場合は外周面）の回転軸方向全長に渡って設けられた複数のスロット１２に対し、回転モータ１０１の種類によって所定のスロット１２に角線束１４の直線部１５を挿入するようにして、角線束１４を固定子コア１１に巻回する。例えば、三相モータの場合は、全部で３の倍数設けられたスロット１２（例えば４２スロット）のうち、対応する２つのスロット１２に角線束１４の２つの直線部１５を挿入する（例えばｕ相）。更に、次の角線束１４の２つの直線部１５を一つずらしたスロット１２に挿入する（ｖ相、ｗ相、…）。固定子コア１１の全周にわたって角線束１４を挿入した後、図８（ｂ）に示すように、更に各角線束１４の端部において、当該角線束１４を構成する複数の亀甲状をなす角線１７（例えば１７１，１７２，…、１７８）が一本の導線となるように、具体的には、１本目の角線１７１の他端１７１ｂと、２本目の角線１７２の一端１７２ａを接続するといった具合に、角線１７の両端をずらして接続する。その際両端部に一本ずつ接続しない角線１７の端部（１本目の角線１７１の一端１７１ａと８本目の角線１７８の他端１７８ｂ）を残しておく。接続しないで残した角線１７１，１７８の端部１７１ａ、１７８ｂは、図９に示すように、他のスロット１２に挿入されて共通の位相の電流が流されるべき角線束１４の接続しないで残した角線１７８，１７１の端部１７８ｂ，１７１ａと接続する。三相の場合、ｕ相、ｖ相、ｗ相ごとに行う。これにより、ｕ相、ｖ相、ｗ相のコイルとなる３組の長い角線１７が周回状態で形成される。ただし、３組の長い角線１７それぞれにおいて、一箇所のみ接続しないで、切り離しておき、入力端とする。
【０００５】
コイル１３に角線１７を用いるのは、束ねた時に同じ断面積における磁束密度を大きくできるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平７−２７２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
固定子コア１１に角線束１４を巻回する場合、固定子コア１１の回転軸方向にはみ出したコイルエンド（突出部）１６が必然的に存在する。回転モータ１０１の起動時に電流が一気に流れる為、コイルエンド１６に電磁振動が起きるが、この電磁振動を如何に抑制するかが、課題となっている。
【０００８】
従来、起動時の電磁振動を抑制する為に始動方法にリアクトルを用いる方法（図示省略）や、各コイルエンド１６の略中心部分に図７に示すようなリング状のガラスロープ（結束部材）３０を配置し、紐３１を用いてガラスロープ３０とコイルエンド１６を結束する方法（図７、図１０参照）が知られている。
【０００９】
しかし、リアクトルを用いる方法によると制御部に余分な回路を必要とする上、制御が複雑になり、またガラスロープ３０と紐３１でコイルエンド１６を結束する図７の方法では、製造時に多大な工数がかかるという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、多大な製造工数や複雑な制御を用いずに、起動時のコイルエンド１６における電磁振動を好適に抑制することが可能な回転モータや発電機等の回転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】
【００１１】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【００１２】
すなわち本発明は、略円柱形状の中空を有する固定子と、固定子の中空に配置された略円柱形状の回転子とを具備する回転機であって、固定子は、内周に複数のスロットが設けられた固定子コアと、固定子コアの回転子の回転軸方向両端から突出する突出部を有し、スロットの内２つのスロットにそれぞれ巻回された複数のコイルと、コイルの突出部において隣接する別のコイルの突出部との間隙に配置された含侵部材とを具備してなり、ワニスを真空含侵させることにより、固定子を全体として剛体となるようにしたものである。
【００１３】
このようにすると、ワニスの真空含侵時に全ての突出部であるコイルエンドがアウター側に位置する固定子の一部として一挙に固定されるので、電磁振動を好適に抑制することが可能なインナーロータ型回転機を提供することができる。
【００１４】
また、本発明の別の実施形態によると、略円柱形状の中空を有する回転子と、回転子の中空に配置された略円柱形状の固定子とを具備する回転機であって、固定子は、外周に複数のスロットが設けられた固定子コアと、固定子コアの回転子の回転軸方向両端から突出する突出部を有し、スロットの内２つのスロットにそれぞれ巻回された複数のコイルと、コイルの突出部において隣接する別のコイルの突出部との間隙に配置された含侵部材とを具備してなり、ワニスを真空含侵させることにより、固定子が全体として剛体となるようにしたものである。
【００１５】
このようにすると、ワニスの真空含侵時に全ての突出部であるコイルエンドがインナー側に位置する固定子の一部として一挙に固定されるので、電磁振動を好適に抑制することが可能なアウターロータ型回転機を提供することができる。
【００１６】
さらにコイルは、断面が略方形である角線を束ねて固定した角線束であることが好ましい。
【００１７】
さらに含侵部材は、フェルトであることが好ましい。
【００１８】
さらに形状が板状の含侵部材を用いて、更にスペーサ部材を挟み込むように、含侵部材を折り曲げて配置してもよい。
【００１９】
さらに形状が板状の含侵部材を用いて、隣り合うコイルの間隙の間隔に適応するように複数枚配置してもよい。
【００２０】
または含侵部材を好適に配置するためには、含侵部材は形状が板状の弾性体を用いて、含侵部材を折り曲げて配置してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、以上説明した構成であるから、余分な回路を追加しないで、複雑な制御も必要とせずに、製造工程の手順が格段に簡略化され、起動時のコイルエンドの電磁振動を好適に抑制することが可能な回転機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転モータの一部破砕した模式的な斜視図。
【図２】同実施形態を構成する固定子の半径方向の断面図。
【図３】同実施形態を構成する亀甲型に折り曲げられた角線束とスロットとの関係を示す分解斜視図。
【図４】同実施形態におけるコイルエンド部の拡大図。
【図５】本発明の変形例を示す図２に対応した断面図。
【図６】本発明の他の変形例を示す模式図。
【図７】従来の構成に係る回転モータの一部破砕した模式的な斜視図。
【図８】従来の構成に係る亀甲型に折り曲げられた角線束の模式図。
【図９】同従来例におけるコイルの構造を示す説明図。
【図１０】同従来例における固定子の半径方向の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。なお、図７の従来の構成と共通する部分には同一符号を付し、特に言及を要しないものについてはその説明を省略する。
【００２４】
本実施形態の回転機である回転モータ１は、図１に示すように、コイル１３を巻回した複数のスロット１２が軸線方向全長に渡って設けられた固定子コア１１を有する固定子１０と回転子１９とから構成されている。図２は、回転モータ１の内部構成を示す固定子１０及び回転子１９の半径方向の断面図である。
【００２５】
図７や図１０に基づいて既述したように、回転モータ１は、コイル１３に通電することにより、回転子１９を回転させるが、コイル１３には、固定子コア１１から回転軸方向に突出したコイルエンド１６が存在し、回転モータ１の起動時には、コイルエンド１６が電磁振動を起こすことがある。
【００２６】
すなわち、コイル１３は、図８に示した従来技術と同様に断面が略長方形状の複数の角線１７を予め束ね、図３に示すように亀甲型に折り曲げられて、角線束１４とし、スロット１２に巻回されるため、図１及び図３に示すコイルエンド１６においても、角線束１４の単位で分離している。隣接する角線束１４、１４が接触することは好ましくないが、１本ずつ独立していることが、電磁振動の原因となっている。
【００２７】
そこで本実施形態では、図１及びその部分拡大図である図４に示すように、コイルエンド１６において隣接する角線束１４の間隙に含侵部材１８として、フェルト１８ａを配置し、ワニスを真空含侵させることにより、電気的な独立を保ったまま、コイルエンド１６を含む固定子１０を全体として剛体となるように構成している。
【００２８】
具体的に説明すると、固定子コア１１に設けられたスロット１２の各々には、図９に示した従来例と同様に、コイル１３を構成する角線束１４が、2本ずつ配置される。そして、図１及び図４に示すように、スロット１２の奥側（固定子コア１１の中心から遠い側）に配置された一方の角線束１４同士の間隙および、スロット１２の手前側（固定子コア１１の中心に近い側）に配置された他方の角線束１４同士は、それぞれ隣接しており、その間隙において、それぞれ、スロット１２の出口付近に、少なくとも1箇所ずつ小片のフェルト１８ａをはめ込むように配置する。はめ込んだ状態で、フェルト１８ａは仮保持される。そして、その状態でコイル１３を含む固定子１０をワニスを貯留した図示しない容器に浸漬させ、コイルエンド１６やフェルト１８ａにワニスを含侵させて、固定子１０の全体を一体化するように固化させる。あるいは、コイルエンド１６の最も突出した部分の一箇所の隣接する角線束１４同士の間隙にフェルト１８ａを配置するようにしてもよい。このようにフェルト１８ａは、ワニスを含侵することでコイルエンド１６を含む固定子１０を全体として剛体となるように、配置するものであるので、回転モータ１のサイズ等の仕様に合わせ、配置する位置を好適に選択すればよい。
【００２９】
このようにすると、リアクトルを用いる場合のような余分な回路を必要とせず、また、各コイルエンド１６を１本ずつガラスロープ３０で結束する場合に比してコイル１３間に含侵部材であるフェルト１８ａを配置しさえすればワニスの真空含侵時に全てのコイルエンド１６が固定子１０の一部として一挙に固定されるので、複雑な制御系や多大な製造工数を要することなく、電磁振動を好適に抑制することが可能なインナーロータ型回転モータ１を提供することができる。
【００３０】
また、コイル１３は、断面が略方形である角線を束ねて固定した角線束１４であるため、角線束１４、１４間に含侵部材１８を、ワニスを含侵する時まで安定的にはめ込んでおくことができる。
【００３１】
さらに含侵部材１８にフェルト１８ａを採用しているが、フェルト１８ａは体積に比して空洞が大きく、角線束１４、１４間の隙間への適切な挿入状態と、ワニスの十分な含侵量とを好適に両立させることができる。
【００３２】
なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００３３】
例えば、上記実施形態においては、インナーロータ型回転モータ１を例に説明したが、アウターロータ型回転モータの場合も、同様に構成することで、同様の作用効果が奏される。
【００３４】
図５はそのようなアウターロータ型回転モータ２を例示するものであり、略円柱形状の中空を有する回転子２０と、回転子２０の中空に配置された略円柱形状の固定子２９とを具備する回転モータ２であって、固定子２９は、外周に複数のスロット２２が設けられた固定子コア２１と、固定子コア２１のうち回転子２９の回転軸方向両端から突出する突出部であるコイルエンド２６を有し、スロット２２の内２つのスロット２２にそれぞれ巻回された複数のコイル２３と、コイル２３のコイルエンド２６において隣接する別のコイル２３のコイルエンド２６との間隙に配置された含侵部材（図示略）とを具備してなり、ワニスを真空含侵させることにより、固定子２９を全体として剛体としたものである。
【００３５】
このようにしても、電磁振動を好適に抑制することが可能なアウターロータ型回転モータ２を提供することができる。
【００３６】
また、含侵部材１８にも種々の変形実施が可能である。
【００３７】
例えば、隣接する角線束１４の間隔が広い間隙には、図６（ａ）に示すように、スペーサ部材１８ｘを挟み込むようにフェルト１８ａ等の板状の含侵部材１８を折り曲げて配置することで、対応することができる。
【００３８】
また、図６（ｂ）に示すように、形状が板状の含侵部材１８ｙを用いる場合、隣り合うコイル１３の間隙の間隔に重合するように複数枚配置してもよい。
【００３９】
或いは、含侵部材１８を好適に配置するために、図６（ｃ）に示すように、含侵部材１８に形状が板状をなす弾性体１８ｚを用い、このような含侵部材１８ｚを折り曲げてコイル１３間に配置してもよい。
【００４０】
さらに、実施形態等においては、隣接するコイル１３間に配置する含侵部材１８にフェルト１８ａを用いたが、含侵部材１８は、硬質のスポンジ、硬質の繊維等、真空含侵するワニスが十分に含侵し、硬化するものであれば、フェルトに限ることはない。特に、図６（ｃ）に示すように、含侵部材に弾性力を持つ材質（弾性体１８ｚ）を用いることで、隣接するコイル１３間の間隔の広い場合に折り曲げて配置するだけで、特別なスペーサ部材が不要となり、好適である。
【００４１】
このように構成すれば、上記の効果を得る上で特別な回路も制御も不要な上、製造工数を大幅に削減することができる。
【００４２】
さらにまた、本発明を発電機に適用しても、上記に準じた作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１、２、１０１…回転モータ（回転機）
１０、２９…固定子
１１…固定子コア（固定子鉄心）
１２、２２…スロット
１３、２３…コイル
１４…角線束
１５…直線部
１６、２６…コイルエンド（突出部）
１７…角線
１８ａ…フェルト（含侵部材）
１９、２０…回転子
３０…ガラスロープ（結束部材）
【図１】
2011217524.tif 000003
【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】
2011217524.tif 000009
【図８】
2011217524.tif 000010
【図９】
2011217524.tif 000011
【図１０】
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