(57)【要約】【課題】簡単な構成で固定子鉄心押え板表面に流れる渦電流を低減することにより、回転電機の効率の向上を図ること。【解決手段】固定子１は、周方向に間隔をおいて形成された複数のスロットを有する多数の磁性鋼板を軸方向に積層して構成された固定子鉄心３と、この固定子鉄心３の複数のスロット内に収納された電機子巻線４を備えている。固定子鉄心３の軸方向両側には、固定子鉄心３を締め付け固定する環状の固定子鉄心押え板６が配設されている。この固定子鉄心押え板６の内径面およびこの内径面に隣接する反固定子鉄心３側の面の少なくとも一部には、周方向に沿って凹凸を形成する凹凸面１２ａ，１２ｂが構成されている。この凹凸面１２ａ，１２ｂは、漏れ磁束が侵入する面であり、周方向に沿って凹凸が形成されていることにより、滑らかな平面に比べて渦電流が流れる距離が増加し、この距離の増加によって渦電流が流れ難くなり、渦電流の低減が可能となる。【選択図】図１
2008148422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に間隔をおいて形成された複数のスロットを有する多数の磁性鋼板を軸方向に積層して構成された固定子鉄心と、
この固定子鉄心の軸方向両側に配設され、前記固定子鉄心を締め付け固定する環状の固定子鉄心押え板と、
前記固定子鉄心の複数のスロット内に収納された電機子巻線と、
を備え、前記固定子鉄心押え板の内径面およびこの内径面に隣接する反固定子鉄心側の面の少なくとも一部に、周方向に沿って凹凸を形成する凹凸面が構成されていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
前記凹凸面がローレット加工により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
前記凹凸面がブラスト加工により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
前記凹凸面がスリット加工により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
周方向に間隔をおいて形成された複数のスロットを有する多数の磁性鋼板を軸方向に積層して構成された固定子鉄心と、
この固定子鉄心の軸方向両側に配設され、前記固定子鉄心を締め付け固定する環状の固定子鉄心押え板と、
前記固定子鉄心の複数のスロット内に収納された電機子巻線と、
を備え、前記固定子鉄心押え板の内径面およびこの内径面に隣接する反固定子鉄心側の面の外側に、周方向に沿って凹凸を形成する部材が配設されていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項６】
前記凹凸を形成する部材が金網であることを特徴とする請求項５に記載の回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期電動機等の回転電機の固定子に係り、特に固定子鉄心押え板に発生する渦電流を抑制することによって渦電流損を低減する回転電機の固定子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に同期発電機等の回転電機は、ケースに固定された固定子と、この固定子の内側に所定のエアギャップを介して配設され、回転シャフトに嵌合された回転子を備えている。そのうち固定子は、周方向に間隔をおいて複数のスロットが形成された磁性鋼板を多数枚積層して構成された固定子鉄心と、この固定子鉄心の複数のスロットに収納された電機子巻線を備えている。
【０００３】
固定子鉄心の軸方向両端面には、隣合う電機子巻線相互間に位置して固定子鉄心刃先部を締め付けるための金属部材からなる複数の外側間隔片が配設され、さらにこの外側間隔片の軸方向外側に固定子鉄心押え板が配設されている。
【０００４】
固定子鉄心押え板の外周部には、固定子鉄心の外側に周方向に間隔をおいて配設された複数本の締付ボルトが貫通されており、この複数本の締付ボルトに螺合された締付ナットを締め付けることにより、固定子鉄心押え板間に固定子鉄心が支持される構造となっている。
【０００５】
一方、固定子の内側に配設される回転子においては、周方向に間隔をおいて複数のスロットが形成された磁性鋼板を多数枚積層して構成された回転子鉄心と、この回転子鉄心の複数のスロットに収納された界磁巻線を備えている。
【０００６】
ところで、このような回転電機においては、固定子鉄心の内径側の軸方向端部近傍に、界磁巻線および電機子巻線によって発生した漏れ磁束が存在し、これらの漏れ磁束が固定子鉄心押え板に入射することにより固定子押え板に渦電流が流れて渦電流損を発生させ、回転電機の効率を低下させるという問題がある。
【０００７】
この問題を解決するために、特許文献１に記載されているような対策が提案されている。すなわち特許文献１には、固定子鉄心押え板の軸方向端面に、短絡環と導線で構成したシールド装置を配置して固定子鉄心への漏れ磁束の侵入を阻止しようとする技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２２５４５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のように固定子鉄心押え板の軸方向外側にシールド装置を設置するとなると、特別な形状のシールド装置を別途製作する必要があり、またその取り付け作業も必要となり、部品点数の増加や組み立て工数の複雑化を招く問題がある。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で固定子鉄心押え板表面に流れる渦電流を低減することにより、回転電機の効率の向上を図ることのできる回転電機の固定子を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明による回転電機の固定子は、周方向に間隔をおいて形成された複数のスロットを有する多数の磁性鋼板を軸方向に積層して構成された固定子鉄心と、この固定子鉄心の軸方向両側に配設され、固定子鉄心を締め付け固定する環状の固定子鉄心押え板と、固定子鉄心の複数のスロット内に収納された電機子巻線と、を備え、固定子鉄心押え板の内径面および、この内径面に隣接し前記固定子鉄心から見て遠い側の端面すなわち相反する面（反固定子鉄心側の面という）の少なくとも一部に、周方向に沿って凹凸を形成する凹凸面が構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また本発明による回転電機の固定子は、周方向に間隔をおいて形成された複数のスロットを有する多数の磁性鋼板を軸方向に積層して構成された固定子鉄心と、この固定子鉄心の軸方向両側に配設され、固定子鉄心を締め付け固定する環状の固定子鉄心押え板と、固定子鉄心の複数のスロット内に収納された電機子巻線と、を備え、固定子鉄心押え板の内径面およびこの内径面に隣接する反固定子鉄心側の面の外側に、周方向に沿って凹凸を形成する部材が配設さ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、固定子鉄心押え板の内径面およびこの内径面に隣接する反固定子鉄心側の面の少なくとも一部に、周方向に沿って凹凸を形成する凹凸面が構成されているか、または固定子鉄心押え板の内径面およびこの内径面に隣接する反固定子鉄心側の面の外側に、周方向に沿って凹凸を形成する部材が配設されていることにより、漏れ磁束が侵入する面に、周方向に沿って凹凸が形成されることになる。これにより固定子鉄心押え板の内径面およびこの内径面に隣接する反固定子鉄心側の面は、滑らかな平面に比べて渦電流が流れる距離が増加し、この距離の増加によって渦電流が流れ難くなり、渦電流損の低減が可能となる。
【００１３】
また凹凸は、ローレット加工等の手段により形成したり、市販の金網等を貼り付けたりすることにより形成でき、簡単な作業で構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る回転電機の固定子について図面を参照して説明する。図１は本発明に係る回転電機の固定子の第１実施の形態を示す断面図、図２は図１の主要部である固定子鉄心押え板を示す側面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印の方向に見た断面図である。図１において、同期発電機等の回転電機は、固定子１と、この固定子１の内側に所定のエアギャップを介して配設された回転子２を備えている。固定子１は、周方向に間隔をおいて複数のスロットが形成され例えば扇形の磁性鋼板を円環状に多数枚積層して構成された固定子鉄心３と、この固定子鉄心３の複数のスロットに収納された電機子巻線４を備えている。
【００１５】
固定子鉄心３の軸方向両端面には、隣合う電機子巻線４相互間に位置して固定子鉄心３刃先部（内径縁部）を締め付けるための金属部材からなる複数の外側間隔片５が配設され、さらにこの外側間隔片５の軸方向外側にそれぞれ環状の固定子鉄心押え板６が配設されている。
【００１６】
固定子鉄心押え板６の外周縁部には、固定子鉄心３の外側に周方向に間隔をおいて配設された複数本の締付ボルト７が貫通されており、この複数本の締付ボルト７に螺合された締付ナット８を締め付けることにより、固定子鉄心３が外側間隔片５を介して固定子鉄心押え板６の内側端面６Ｃ間に支持される構造となっている。
【００１７】
固定子１の内側に配設される回転子２においては、周方向に間隔をおいて複数のスロットが形成された磁性鋼板を多数枚積層して構成された回転子鉄心９と、この回転子鉄心９の複数のスロットに収納された界磁巻線１０を備えている。また回転子２の回転に際して界磁巻線１０のコイルエンドが遠心力により放射方向外側に変形しないように押え付けるコイルエンド支え１１が回転子鉄心９に取り付けられている。
【００１８】
ここで、固定子１に設けられている固定子鉄心押え板６は、図２および図３に示すように、その内径面６Ａおよびこの内径面に隣接する反固定子鉄心側の面６Ｂの少なくとも一部に、ローレット加工により形成された凹凸面１２ａ，１２ｂが形成されている。反固定子鉄心側の面６Ｂに形成される凹凸面１２ｂは内周側の一部に形成されるが、面６Ｂ前面に形成することができる。この凹凸面１２ａ，１２ｂは、周方向に沿って凹凸を形成するように加工されており、これにより図１に矢印で示すような漏れ磁束が侵入する固定子鉄心押え板６の内径面６Ａおよびこの内径面に隣接する反固定子鉄心３側の面６Ｂに、周方向に沿う凹凸が形成されることになり、滑らかな平面に比べて周方向に沿って渦電流が流れる距離が増加する。この距離の増加によって渦電流が流れ難くなり、渦電流損の低減が可能となり、回転電機の効率を向上させることができる。
【００１９】
また凹凸面１２ａ，１２ｂは、固定子鉄心押え板６に直接ローレット加工により形成することができるので、別途部品を製作して構成する必要がなく、きわめて簡単な作業で構成することができる。
【００２０】
図４は本発明に係る回転電機の固定子の第２実施の形態における固定子鉄心押え板１６を示す側面図、図５は図４のＢ−Ｂ線に沿って切断し矢印の方向に見た断面図である。図４および図５において、本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、ローレット加工に代えてブラスト加工により凹凸面２２ａ，２２ｂを形成したところにある。
【００２１】
このブラスト加工により、固定子鉄心押え板１６の内径面１６Ａおよびこの内径面に隣接する反固定子鉄心３側の面１６Ｂには、周方向に沿う凹凸が形成されることになり、渦電流が流れる距離の増加によって渦電流が流れ難くなり、渦電流損の低減が可能となる。
【００２２】
また凹凸面２２ａ，２２ｂは、固定子鉄心押え板１６に直接ブラスト加工により形成することができ、きわめて簡単な作業で構成することができる。
【００２３】
図６は本発明に係る回転電機の固定子の第３実施の形態における固定子鉄心押え板２６を示す側面図、図７は図６のＣ−Ｃ線に沿って切断し矢印の方向に見た断面図である。図６および図７において、本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、ローレット加工に代えてスリット３２の加工により凹凸面３２ａ，３２ｂを形成したところにある。
【００２４】
このスリット加工により、固定子鉄心押え板２６の内径面２６Ａおよびこの内径面に隣接する反固定子鉄心３側の面２６Ｂの少なくとも一部に、周方向に沿う凹凸が形成でき、渦電流が流れる距離が増加し、スリット３２の深さが深くなるほど渦電流が流れ難くなるので、渦電流損の大幅な低減が可能となる。
【００２５】
また凹凸面３２ａ，３２ｂは、固定子鉄心押え板２６に直接スリット加工により形成できるので、きわめて簡単な作業で構成することができる。
【００２６】
図８は本発明に係る回転電機の固定子の第４実施の形態における固定子鉄心押え板３６を示す側面図、図９は図８のＤ−Ｄ線に沿って切断し矢印の方向に見た断面図である。図８および図９において、本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、固定子鉄心押え板３６への凹凸面の形成に代えて、固定子鉄心押え板３６の内径面３６Ａおよびこの内径面に隣接する反固定子鉄心３側の面３６Ｂの外側に、周方向に沿って凹凸を形成する部材１３を配設し、凹凸面４２ａ，４２ｂを構成したところにある。
【００２７】
周方向に沿って凹凸を形成する部材１３は、例えば市販されている金網であり、この金網を、固定子鉄心押え板６の内径面およびこの内径面に隣接する反固定子鉄心３側の面３６Ｂの外側に、スポット溶接等により固定して取り付けることにより、きわめて簡単な作業で凹凸面４２ａ，４２ｂを構成することができる。
【００２８】
この周方向に沿って凹凸を形成する部材１３は、周方向に沿った凹凸により、渦電流が流れる距離が増加して渦電流が流れ難くなり、渦電流損が低減される一方、固定子鉄心押え板６の内径面およびこの内径面に隣接する反固定子鉄心３側の表面には、部材１３の存在により漏れ磁束が遮蔽されて渦電流が流れなくなり、回転電機の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る回転電機の固定子の第１実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１の主要部である固定子鉄心押え板を示す側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印の方向に見た断面図である。
【図４】本発明に係る回転電機の固定子の第２実施の形態における固定子鉄心押え板を示す側面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿って切断し矢印の方向に見た断面図である。
【図６】本発明に係る回転電機の固定子の第３実施の形態における固定子鉄心押え板を示す側面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿って切断し矢印の方向に見た断面図である。
【図８】本発明に係る回転電機の固定子の第４実施の形態における固定子鉄心押え板を示す側面図である。
【図９】図８のＤ−Ｄ線に沿って切断し矢印の方向に見た断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…固定子
２…回転子
３…固定子鉄心
４…電機子巻線
５…外側間隔片
６，１６，２６，３６…固定子鉄心押え板
６Ａ，１６Ａ，２６Ａ，３６Ａ…内径面
６Ｂ，１６Ｂ，２６Ｂ，３６Ｂ…反固定子鉄心側の面
７…締付ボルト
８…締付ナット
９…回転子鉄心
１０…界磁巻線
１１…コイルエンド支え
１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ，４２ａ，４２ｂ…凹凸面
１３…周方向に沿って凹凸を形成する部材
【図１】
2008148422.tif 000003
【図２】
2008148422.tif 000004
【図３】
2008148422.tif 000005
【図４】
2008148422.tif 000006
【図５】
2008148422.tif 000007
【図６】
2008148422.tif 000008
【図７】
2008148422.tif 000009
【図８】
2008148422.tif 000010
【図９】
2008148422.tif 000011