(57)【要約】【課題】回転電機の鉄心における積層方向の締め付け力を大きくでき、均一な冷却ができ、製造・保守の省力化を可能とする。【解決手段】電磁鋼板１６が軸方向に積層された回転電機鉄心であって、電磁鋼板１６には、周方向に等間隔に配列された複数のスロット２０が形成され、隣接するスロット２０の間にティース部２１が形成されている。隣接する電磁鋼板１６の間に複数の通風用間隔片２３が配列され、通風用間隔片２３にはさまれて放射方向通風路２４が形成されている。通風用間隔片２３は、ティース部２１に沿って半径方向に延びる放射方向部２３ａと、放射方向部２３ａに接続されてティース部２１から半径方向にずれた位置で回転軸に垂直な面に沿って曲がる屈曲部２３ｂとを有する。通風用間隔片２３は互いに同じ寸法形状であって、同じ方向に屈曲している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に垂直な面に沿って延びる円環状の複数の電磁鋼板が回転軸方向に積層されてなる回転電機鉄心であって、
前記複数の電磁鋼板には、軸方向に延びる巻線が収容される半径方向に延びて互いに周方向に等間隔に配列された互いに同じ寸法形状の複数のスロットが形成され、互いに隣接する前記スロットの各組の間に半径方向に突出して延びるティース部が形成され、
複数の電磁鋼板の内で少なくとも一組の互いに隣接する電磁鋼板の間に複数の通風用間隔片が配列されていて、それらの通風用間隔片にはさまれて複数の放射方向通風路が形成され、
前記複数の通風用間隔片それぞれが、前記ティース部に軸方向に隣接してそのティース部に沿って半径方向に延びる放射方向部と、前記放射方向部に接続されて前記ティース部から半径方向にずれた位置で回転軸に垂直な面に沿って曲がる屈曲部とを有し、
前記複数の通風用間隔片が互いに同じ寸法形状であって、同じ方向に屈曲するように配列されて、前記複数の放射方向通風路が互いに同じ寸法形状となるように構成されていること、
を特徴とする回転電機鉄心。
【請求項２】
回転子鉄心または固定子鉄心の少なくとも一方として請求項１に記載の回転電機鉄心を有することを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の電磁鋼板が積層され、通風用間隔片が配列されて複数の放射状通風路が形成された鉄心と、かかる鉄心を備えた回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の回転子や固定子の冷却のために、回転子および固定子それぞれの鉄心を構成する電磁鋼板積層体に、放射状に延びる複数の通風用間隔片をはさみ込んで放射状に延びる複数の通風路を形成する技術が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３３１７８１号公報
【特許文献２】特開２０００−１５２５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、鉄心の電磁振動による振動を抑制するためには鉄心の剛性を高める必要があり、そのために、軸方向に積層した電磁鋼板を軸方向、すなわち積層方向に締め付ける必要がある。この締め付け力による通風用間隔片の座屈を抑制するためには、通風用間隔片の面積（回転軸に垂直な断面の面積）を大きくすればよいが、通風用間隔片の幅を大きくすると通風路の流路面積が小さくなり、冷却風が通りにくくなる。
【０００５】
また、特許文献２に記載されたように異なる長さの通風用間隔片を組み合わせて不均一に配置する構造であると、不均一な荷重がかかるため、積層方向の締め付け力を大きくできず、また、冷却が不均一になる。さらに、製造・保守に当たり複数種類の通風用間隔片を用意・調整する必要があるために、手間がかかってコストアップの要因になる。
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するものであって、回転電機の鉄心における積層方向の締め付け力を大きくでき、均一な冷却ができ、製造・保守の省力化を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る回転電機鉄心は、回転軸に垂直な面に沿って延びる円環状の複数の電磁鋼板が回転軸方向に積層されてなる回転電機鉄心であって、前記複数の電磁鋼板には、軸方向に延びる巻線が収容される半径方向に延びて互いに周方向に等間隔に配列された互いに同じ寸法形状の複数のスロットが形成され、互いに隣接する前記スロットの各組の間に半径方向に突出して延びるティース部が形成され、複数の電磁鋼板の内で少なくとも一組の互いに隣接する電磁鋼板の間に複数の通風用間隔片が配列されていて、それらの通風用間隔片にはさまれて複数の放射方向通風路が形成され、前記複数の通風用間隔片それぞれが、前記ティース部に軸方向に隣接してそのティース部に沿って半径方向に延びる放射方向部と、前記放射方向部に接続されて前記ティース部から半径方向にずれた位置で回転軸に垂直な面に沿って曲がる屈曲部とを有し、前記複数の通風用間隔片が互いに同じ寸法形状であって、同じ方向に屈曲するように配列されて、前記複数の放射方向通風路が互いに同じ寸法形状となるように構成されていること、を特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る回転電機は、回転子鉄心または固定子鉄心の少なくとも一方として前記回転電機鉄心を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回転電機の鉄心における積層方向の締め付け力を大きくでき、均一な冷却ができ、製造・保守の省力化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る回転電機の固定子鉄心の一実施形態の要部横断面図であって、図３のＩ部を拡大して示す部分横断面図である。
【図２】本発明に係る回転電機の一実施形態の模式的上半縦断面図である。
【図３】図２の回転電機の固定子鉄心の横断面図である。
【図４】図２の回転電機の回転子鉄心の横断面図である。
【図５】図４のＶ部を拡大して示す部分横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明に係る回転電機の一実施形態について説明する。ここで、図１は、本発明に係る回転電機の固定子鉄心の一実施形態の要部横断面図であって、図３のＩ部を拡大して示す部分横断面図である。図２は、本発明に係る回転電機の一実施形態の模式的上半縦断面図である。図３は図２の回転電機の固定子鉄心の横断面図である。図４は図２の回転電機の回転子鉄心の横断面図である。図５は、図４のＶ部を拡大して示す部分横断面図である。
【００１２】
この回転電機は、たとえば電動機または発電機であって、図２に示すように、水平方向に延びる回転軸Ｘの周りに回転可能に支持された回転子１１と、回転子１１の半径方向外側を取り囲んで配置された円筒状の固定子１２と、を備えている。固定子１２は、図示しないフレーム内に収容され固定されている。回転子１１は、シャフト１３と、シャフト１３とともに回転する回転子鉄心１４とを有する。また、固定子１２は、固定子鉄心１５を有する。
【００１３】
固定子鉄心１５は、回転軸Ｘに垂直な面内に広がる円環状の複数の電磁鋼板１６を回転軸Ｘの方向に積層して構成されている。図１および図３に示すように、固定子鉄心１５の各電磁鋼板１６の内周に沿って、半径方向に延びる複数のスロット２０が形成されている。各スロット２０は互いに同一形状、同一寸法であって、周方向に等間隔で配列されている。複数の電磁鋼板１６が積層されたときに各スロット２０が軸方向に直線状に並んで配列され、軸方向に延びる固定子巻線（図示せず）が各スロット２０内に収容される。各電磁鋼板１６において、互いに隣接するスロット２０にはさまれた位置には、半径方向内側に向かって突出するティース部２１が形成されている。
【００１４】
固定子鉄心１５は、複数の電磁鋼板１６を回転軸Ｘの方向に積層してできたパケット２２を複数個、回転軸方向にさらに積層して構成されている。そして、互いに隣接するパケット２２同士の間に、放射状に延びる複数の通風用間隔片２３が配置され、互いに隣接する通風用間隔片２３同士ではさまれた位置に放射方向通風路２４が形成されている。
【００１５】
図１に示すように、各通風用間隔片２３は、各ティース部２１の中央に配置されてティース部２１に沿って半径方向に延びる放射方向部２３ａと、放射方向部２３ａから連続してその半径方向外側に向かって延び、しかも周方向に向かって曲がった屈曲部２３ｂとからなる。通風用間隔片２３の回転軸方向の高さは均一である。各通風用間隔片２３は互いに同一形状、同一寸法であって、電磁鋼板１６の広がる面と平行な面内で、互いに同じ向きに屈曲している。
【００１６】
電磁鋼板１６および通風用間隔片２３は軸方向に積層され、軸方向に延びるボルト（図示せず）などにより軸方向に互いに締め付けられている。
【００１７】
回転子鉄心１４は、固定子鉄心１５と類似の構造であって、回転軸Ｘに垂直な面内に広がる円環状の複数の電磁鋼板１１６を回転軸Ｘの方向に積層して構成されている。図４および図５に示すように、回転子鉄心１４の各電磁鋼板１１６の外周に沿って、半径方向に延びる複数のスロット１２０が形成されている。各スロット１２０は互いに同一形状、同一寸法であって、周方向に等間隔で配列されている。複数の電磁鋼板１１６が積層されたときに各スロット１２０が軸方向に直線状に並んで配列され、軸方向に延びる固定子巻線（図示せず）が各スロット１２０内に収容される。各電磁鋼板１１６において、互いに隣接するスロット１２０にはさまれた位置には、半径方向外側に向かって突出するティース部１２１が形成されている。
【００１８】
回転子鉄心１４は、複数の電磁鋼板１１６を回転軸Ｘの方向に積層してできたパケット１２２を複数個、回転軸方向にさらに積層して構成されている。そして、互いに隣接するパケット１２２同士の間に、放射状に延びる複数の通風用間隔片１２３が配置され、互いに隣接する通風用間隔片１２３同士ではさまれた位置に放射方向通風路１２４が形成されている。
【００１９】
各通風用間隔片１２３は、各ティース部１２１の中央に配置されてティース部１２１に沿って半径方向に延びる放射方向部１２３ａと、放射方向部１２３ａから連続してその半径方向内側に向かって延び、しかも周方向に向かって曲がった屈曲部１２３ｂとからなる。通風用間隔片１２３の回転軸方向の高さは均一である。各通風用間隔片１２３は互いに同一形状、同一寸法であって、電磁鋼板１１６の広がる面と平行な面内で、互いに同じ向きに屈曲している。
【００２０】
電磁鋼板１１６および通風用間隔片１２３は軸方向に積層され、軸方向に延びるボルト（図示せず）などにより軸方向に互いに締め付けられている。
【００２１】
固定子鉄心１５のティース部２１の先端と回転子鉄心１４のティース部１２１の先端は、環状の間隙４５をはさんで半径方向に互いに対向している。
【００２２】
回転子１１の内部には図示しない回転軸方向通風路が形成されており、この回転軸方向通風路が回転子鉄心１４の放射方向通風路１２４の半径方向内側端部に接続されている。
【００２３】
図２で、符号４１は固定子巻線の端部を互いに接続してなる固定子コイルを示し、符号４２は短絡環を示している。
【００２４】
上記構成で、回転電機内の冷却風は、回転子鉄心１４内の回転軸方向通風路および放射方向通風路１２４を通り、さらに、間隙４５と、固定子鉄心１５の内の放射方向通風路２４を通って流通し、回転子１１および固定子１２を冷却する。ここで、通風用間隔片１２および通風用間隔片１１２が屈曲していることから、回転子鉄心１４および回転子鉄心１４における積層方向の締め付け力を大きくできる。また、互いに同一の寸法形状の複数の通風用間隔片２３、１２３が均等に配列されることから、回転子１１および固定子１２それぞれを均一に冷却できるとともに、製造・保守の省力化を図ることができる。
【００２５】
以上説明した実施形態は単なる例示であって、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、上記実施形態の説明では、回転子鉄心１４および固定子鉄心１５の両方に、屈曲部を有する通風用間隔片１２、１１２を配置するものとしたが、このような通風用間隔片を回転子鉄心１４または固定子鉄心１５の一方のみに配置してもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１１…回転子
１２…固定子
１３…シャフト
１４…回転子鉄心
１５…固定子鉄心
１６，１１６…電磁鋼板
２０，１２０…スロット
２１，１２１…ティース部
２２，１２２…パケット
２３，１２３…通風用間隔片
２３ａ，１２３ａ…放射方向部
２３ｂ，１２３ｂ…屈曲部
２４，１２４…放射方向通風路
４１…固定子コイル
４２…短絡環
４５…間隙
【図１】
2011024304.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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