(57)【要約】【課題】突極形界磁巻線のコーナ部の変形を抑えること。【解決手段】直線状の棒６にくの字形状の棒７を溶接してコーナ部用コイルササエ棒５とし、このコーナ部用コイルササエ棒５の直線状の一端部（６）をポールコア１のスロット２の途中まで挿入して固定し、折れ曲がった他端部（７）を界磁巻線３のコーナ部３ｂに当てらることで、コーナ部３ｂの変形を防止。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状の一端部と該一端部に対して折れ曲がった他端部とを有するコイルササエ棒であって、前記一端部がスロットの途中まで挿入され且つポールコアに固定され、前記他端部が界磁巻線のコーナ部に当てられており、該コーナ部の変形を防止する前記コイルササエ棒（以下、コーナ部用コイルササエ棒）を具備することを特徴とする回転電機の回転子構造。
【請求項２】
請求項１において、前記コーナ部用コイルササエ棒が直線状の棒と該直線状の棒に溶接されたくの字形状の棒とで構成されたこと特徴とする回転電機の回転子構造。
【請求項３】
請求項１において、前記ポールコアに形成したダクトを具備し、該ダクトにおいて前記一端部がピンやボルト、溶接等の固定手段によりポールコアに固定されていることを特徴とする回転電機の回転子構造。
【請求項４】
請求項１から３いずれかにおいて、前記コーナ部用コイルササエ棒の先端部と界磁巻線の直線部に当てられる直線部用コイルササエ棒の先端部とに連結した円板を具備することを特徴とする回転電機の回転子構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転電機の回転子、特に、突極形の界磁巻線のコイルエンドが遠心力で変形することを防止するためのコイル支え構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１（平面図）、図２（図１のＩＩ矢視図）に、突極形の界磁巻線を有する回転電機における従来の回転子構造を示す。図１、図２において、１は回転子のポールコア、２はポールコアのスロット、３は突極形の界磁巻線、４はコイルササエ棒（押さえ棒）である。コイルササエ棒４は、界磁巻線３のコイルエンドが回転中に遠心力によって変形するのを抑制する目的で用いられている。
【０００３】
詳細には、ポールコア１に積層方向に形成したスロット２に直線状のコイルササエ棒４を貫通させ、スロット２から出た両端を界磁巻線３の直線部（コイルエンドのうち実質的に直線状の部分）３ａに当て、コイルササエ棒４の剛性により界磁巻線３を押さえることで、界磁巻線３の変形を防止している。コイルササエ棒４は、コイルエンドの表面のうち、回転子半径方向に関して外周側の面（以下、外周側面）に当たる。図１、図２では、片側のコイルエンド付近のみ示している。コイルササエ棒４の剛性は、コイルササエ棒４の高さ寸法ｈを高くしたりコイルササエ棒４の本数を増やすことで、上げることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、コイルササエ棒４は直接的には界磁巻線３の直線部分３ａを押さえるだけで、コーナ部（コイルエンドのうちコーナの部分）３ｂは直接押さえていない。そのため、遠心力のみならず、界磁巻線３の温度上昇に伴ってコーナ部３ｂの変形が大きくなり、許容応力を越えることが考えられる。以下、コイルササエ棒４を直線部用コイルササエ棒と呼ぶ。
【０００５】
本発明の課題は、上述した問題点を解消することができる回転電機の回転子構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明は、直線状の一端部と該一端部に対して折れ曲がった他端部とを有するコイルササエ棒であって、前記一端部がスロットの途中まで挿入され且つポールコアに固定され、前記他端部が界磁巻線のコーナ部に当てられており、該コーナ部の変形を防止する前記コイルササエ棒（以下、コーナ部用コイルササエ棒）を具備することを特徴とする回転電機の回転子構造である。
【０００７】
第２発明は、第１発明において、前記コーナ部用コイルササエ棒が直線状の棒と該直線状の棒に溶接されたくの字形状の棒とで構成されたこと特徴とする回転電機の回転子構造である。
【０００８】
第３発明は、第１発明において、前記ポールコアに形成したダクトを具備し、該ダクトにおいて前記一端部がピンやボルト、溶接等の固定手段によりポールコアに固定されていることを特徴とする回転電機の回転子構造である。
【０００９】
第４発明は、第１〜第３発明において、前記コーナ部用コイルササエ棒の先端部と界磁巻線の直線部に当てられる直線部用コイルササエ棒の先端部とに連結した円板を具備することを特徴とする回転電機の回転子構造。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図３〜図１３中で、図１、図２と同じ機能の部分には同じ符号を付している。
【００１１】
［第１実施例］
図３〜図７を参照して、本発明の第１実施例に係る回転電気の回転子構造を説明する。
【００１２】
図３（平面図）、図４（図１のＩＶ矢視図）において、１は回転子のポールコア、２はスロット、３は突極形の界磁巻線、３ａは界磁巻線１の直線部、３ｂは界磁巻線３のコーナ部、４は直線部用コイルササエ棒、５はコーナ部用コイルササエ棒である。
【００１３】
ポールコア１にはスロット２が複数個（図３では５個）、積層方向に沿って設けられている。界磁巻線３はスロット２よりも内側にて、ポールコア１に巻装される。
【００１４】
両端を除く１個以上（図３では３個）のスロット２にはそれぞれ、直線部用コイルササエ棒４が貫通し、ポールコア１に固定されている。前述したように、直線部用コイルササエ棒４は直線状の棒であって、スロット２から出た両端が界磁巻線３の直線部３ａの外周側面に当てられている。
【００１５】
両端の各１個のスロット２には、２個のコーナ部用コイルササエ棒５が積層方向左右両側からスロット２の途中まで挿入され、ポールコア１に固定されている。各コーナ部用コイルササエ棒５は直線状の一端部とこの一端部に対して折れ曲がった他端部とを有するものであり、折れ曲がった他端部がスロット２から出ていて、界磁巻線３のコーナ部３ｂに当てられている。コーナ部用コイルササエ棒５は、コイルエンドの表面のうち、回転子半径方向に関して外周側の面（以下、外周側面）に当たる。
【００１６】
本例では、直線状の棒６にくの字形状の棒７を溶接することで、コーナ部用コイルササエ棒５としている。
【００１７】
より具体的には、図５に示すように、直線状の棒６の先端付近を除いた端部に、くの字形状の棒７の基端部を重ねて溶接している。８は直線状の棒６とくの字形状の棒７との溶接部（溶接ビード）を示す。図示の直線状の棒６及びくの字形状の棒８はともに断面矩形状であるが、角は取ってある。
【００１８】
このようなコーナ部用コイルササエ棒５を両端のスロット２毎に２個用い、図６に示すように、スロット２の左右から矢印９、１０のように、各コーナ部用コイルササエ棒５の直線状の一端部（直線状の棒６）を途中まで挿入してポールコア１に固定することで、スロット２から出ている各他端部（くの字形状の棒７の先端部）がコーナ部３ｂの外周側面に当たる。
【００１９】
この場合、図７（図６のＶＩＩ　矢視図）に示すように、くの字形状の棒７のうち直線状の棒６と重なった部分もスロット２内に挿入されている。本例では、くの字形状の棒７を内側にした状態で直線状の棒６をスロット２内に挿入しているが、逆に、くの字形状の棒７を外側にして直線状の棒６をスロット２内に挿入しても良い。
【００２０】
各コーナ部用コイルササエ棒５においては、他端部（くの字形状の棒７の先端部）がコーナ部３ｂに当たるように、挿入すべきスロット２の位置及びスロット２への挿入方向に応じて折れ曲がり方向が適切に選定される。
【００２１】
左右の各コーナ部用コイルササエ棒５は、スロット２内ポールコア１の積層方向に移動しないように、ポールコア１に固定する必要がある。
【００２２】
固定方法は基本的には何でも良いが、本例では、図３に示すように、ポールコア１に形成したダクト１１において、各コーナ部用コイルササエ棒５の一端部（直線状の棒６の先端部）をピンやボルト、溶接等の固定手段１２によりポールコア１に別々に固定している。固定手段１２は図３、図７中、丸印で示されている。
【００２３】
溶接による固定の場合は、ダクト１１内でコーナ部用コイルササエ棒５をポールコア１に溶接固定すると、溶接スパッタやスラグが界磁巻線３に付着し難くなる。
【００２４】
ダクト１１は、ポールコア１を積層体で形成する際、コーナ部用コイルササエ棒５を固定する所望の位置に、ダクト板１３を介在させることで、形成することができる。
【００２５】
本例では、２個のコーナ部用コイルササエ棒５がスロット２内の中央部で丁度当接するようして、中央部に形成した共通のダクト１１内で両方のコーナ部用コイルササエ棒５を固定しているが、各コーナ部用コイルササエ棒５用に別々のダクトを形成しても良い。
【００２６】
あるいは、各コーナ部用コイルササエ棒５の固定を、ダクト１１内ではなくスロット２の出口部分にて、直線状の一端部（直線状の棒６）をポールコア１に溶接することで行っても良い。その場合、図７に破線で示すように、コーナ部用コイルササエ棒５の全周から界磁巻線に近い部分を除いた領域１４のみを溶接することにより、コーナ部用コイルササエ棒５の溶接熱による強度低下や溶接欠陥を防止できる。
【００２７】
直線部用コイルササエ棒４の固定もダクト１１においてピンやボルト、溶接等の固定手段１２により（図３参照）、あるいは、上述したスロット２の出口部分での溶接により、ポールコア１に固定することができる。
【００２８】
以上を要するに、界磁巻線３のコーナ部３ｂを押さえて変形を防止するため、本第１実施例では、予め直線状の棒６にくの字形状の棒７を溶接することでコーナ部用コイルササエ棒５を構成しておき、このコーナ部用コイルササエ棒５を両端のスロット２毎に２個用い、各コーナ部用コイルササエ棒５の直線状の一端部（直線状の棒６）を左右からスロット２の途中まで挿入してポールコア１に固定し、スロット２から出ている各他端部（くの字形状の棒７の先端部）をコーナ部３ｂの外周側面に当てている。
【００２９】
両端が折れ曲がったコイルササエ棒ではスロット２に挿入できないが、上述のように、１つのスロット２毎に、直線状の一端部（直線状の棒６）とこれから折れ曲がった他端部（くの字形状の棒７の先端部）を有するコーナ部用コイルササエ棒５を２つ用いることにより、スロット２に挿入することができ、遠心力や界磁巻線３の温度上昇に伴うコーナ部３ｂの変形を防止することができる。
【００３０】
残りのスロット２については、従来と同様、直線部用コイルササエ棒４を１個ずつ貫通させてポールコア１に固定し、スロット２から出た両端で界磁巻線３の直線部３ａの外周側面に当てることで、変形を防止する。
【００３１】
以上の説明では、或る１つの界磁巻線３のコイルエンドの変形防止についてであるが、通常は、回転子上の全てのポールコア１にコーナ部用コイルササエ棒５を装着する。これにより、回転子上の全ての界磁巻線３についてコイルエンドの変形を防止することができる。
【００３２】
［第２実施例］
次に、図８を参照して、本発明の第２実施例に係る回転電気の回転子構造を説明する。
【００３３】
本第２実施例を第１実施例と比較すると、直線状の棒６にくの字形状の棒７を溶接することで構成したコーナ部用コイルササエ棒５に代えて、図８に示すように、それ自身が予めくの字形状に折れ曲がったコーナ部用コイルササエ棒１５を用いる点が異なり、他は同じである。図８中で図３〜図７と同じ機能の部材には、同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００３４】
図８は第１実施例の図６に対応する図であり、コーナ部用コイルササエ棒１５がポールコア１のスロット２に両側から挿入され、固定される。
【００３５】
各コーナ部用コイルササエ棒１５は、図８に示すように、１本の棒を予めプレス等でくの字形状に折れ曲げて形成したものであり、直線状の一端部１６とこの一端部１６に対して折れ曲がった他端部１７とを有している。図示のコーナ部用コイルササエ棒１５は断面矩形状であるが、角を取ってある。
【００３６】
各コーナ部用コイルササエ棒１５の直線状の一端部１６はスロット２の途中まで挿入され、他端部１７はスロット２から出ていて、界磁巻線３のコーナ部３ｂの外周側面に当てられている。
【００３７】
各コーナ部用コイルササエ棒１５においては、挿入すべきスロット２の位置及びスロット２への挿入方向に応じて、他端部１７がコーナ部３ｂに当たるように折れ曲がり方向が適切に選定される。
【００３８】
左右の各コーナ部用コイルササエ棒１５は、ポールコア１の積層方向に移動しないように、ダクト１１において、各コーナ部用コイルササエ棒１５の直線状の一端部１６をピンやボルト、溶接等の固定手段（図８中の丸印）１２でポールコア１に別々に固定している。あるいは、スロット２の出口部分で溶接により、ポールコア１に固定してもよい。
【００３９】
以上を要するに、界磁巻線３のコーナ部３ｂを押さえために、本第２実施例では、予めくの字形状に形成したコーナ部用コイルササエ棒１５を両端のスロット２毎に２個用い、各コーナ部用コイルササエ棒１５の直線状の一端部１６を左右からスロット２の途中まで挿入してポールコア１に固定し、スロット２から出ている各他端部１７をコーナ部３ｂの外周側面に当てることで、遠心力や界磁巻線１の温度上昇に伴うコーナ部３ｂの変形を防止することができる。残りのスロット２については、従来と同様、直線部用コイルササエ棒を１個ずつ貫通させてポールコア１に固定し、スロットから出た両端で界磁巻線の直線部に当てることで、変形を防止する。
【００４０】
以上の説明では、或る１つの界磁巻線３のコイルエンドの変形防止についてであるが、通常は、回転子上の全てのポールコア１にコーナ部用コイルササエ棒１５を装着する。これにより、回転子上の全ての界磁巻線３についてコイルエンドの変形を防止することができる。
【００４１】
［第３実施例］
次に、図９〜図１１を参照して、本発明の第３実施例に係る回転電気の回転子構造を説明する。
【００４２】
本第３実施例を第１実施例、第２実施例と比較すると、予めくの字形状に形成したコーナ部用コイルササエ棒５、１５に代えて、直線状の棒をスロットに挿入して固定後、くの字形状に折り曲げてコーナ部用コイルササエ棒１８とした点が異なり、他は同じである。図９〜図１１中で図３〜図８と同じ機能の部材には、同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００４３】
図９（平面図）、図１０（図９のＸ矢視図）において、１はポールコア、２はスロット、３は突極形の界磁巻線、３ａは界磁巻線１の直線部、３ｂは界磁巻線３のコーナ部、４は直線部用コイルササエ棒、１８はコーナ部用コイルササエ棒である。
【００４４】
各コーナ部用コイルササエ棒１８は、元々は１本の直線状の棒であり、直線状態のままで一端部１９をスロット２の途中まで挿入し、ポールコア１に固定し、スロット２から出ている他端部２０を矢印２１の方向に折り曲げて、界磁巻線３のコーナ部３ｂの外周側面に当てたものである。
【００４５】
左右の各コーナ部用コイルササエ棒１８は、ポールコア１の積層方向に移動しないように、ダクト１１において、各コーナ部用コイルササエ棒１８の一端部１９をピンやボルト、溶接等の固定手段（図９中の丸印参照）１２でポールコア１に別々に固定している。あるいは、スロット２の出口部分で溶接により、ポールコア１に固定してもよい。
【００４６】
直線部用コイルササエ棒４の固定もダクト１１においてピンやボルト、溶接等の固定手段１２により（図９参照）、あるいは、上述したスロット２の出口部分での溶接により、ポールコア１に固定される。
【００４７】
以上を要するに、界磁巻線３のコーナ部３ｂを押さえるために、本第３実施例では、直線状態のままでコーナ部用コイルササエ棒１８を両端のスロット２毎に２個用い、各コーナ部用コイルササエ棒１８の直線状の一端部１９を左右からスロット２の途中まで挿入してポールコア１に固定し、スロット２から出ている各他端部２０をくの字形状に折り曲げてコーナ部３ｂの外周側面に当てることで、遠心力た界磁巻線３の温度上昇に伴う変形を防止することができる。残りのスロット２については、従来と同様、直線部用コイルササエ棒４を１個ずつ貫通させてポールコア１に固定し、スロット２から出た両端で界磁巻線３の直線部３ａに当てることで、変形を防止する。
【００４８】
以上の説明では、或る１つの界磁巻線３のコイルエンドの変形防止についてであるが、通常は、回転子上の全てのポールコア１にコーナ部用コイルササエ棒１８を装着する。これにより、回転子上の全ての界磁巻線３についてコイルエンドの変形を防止することができる。
【００４９】
［第４実施例］
次に、図１２〜図１３を参照して、本発明の第４実施例に係る回転電気の回転子構造を説明する。
【００５０】
本第４実施例は、上述した第１〜第３各実施例におけるコーナ部用コイルササエ棒５、１５、１８による界磁巻線の変形防止作用を更に強化したものである。図１２〜図１３中で図３〜図１１と同じ機能の部材には、同じ符号を付して、説明の重複を省く。
【００５１】
図１２（平面図）、図１３（図１２のＸＩＩＩ矢視図）において、１はポールコア、２はスロット、３は突極形の界磁巻線、３ａは界磁巻線１の直線部、３ｂは界磁巻線３のコーナ部、４は直線部用コイルササエ棒、５はコーナ部用コイルササエ棒、１１はダクト、１２は固定手段、１３はダクト板、１５はコーナ部用コイルササエ棒、１８はコーナ部用コイルササエ棒、２２は円板である。
【００５２】
本第４実施例では、図１２、図１３に示すように、コーナ部用コイルササエ棒５（１５、１８）の先端部と直線部用コイルササエ棒４の先端部とを円板２２に連結している。その際、直線部用コイルササエ棒４は直線状なので先端部を直接円板２２に固定しているが、コーナ部用コイルササエ棒５（１５、１８）の先端部は折れ曲がっているので、円板２２に連結棒２３を取付け、この連結棒２３に先端部を固定している。
【００５３】
本例では、コーナ部用コイルササエ棒５（１５、１８）の先端部と連結棒２３との固定をボルト２４で行っているが、ボルト２４に限らず、溶接やピン等の適宜な固定手段を使用することができる。同様に、円板２２と連結棒２３との固定、並びに、直線部用コイルササエ棒４の先端部と円板２２との固定も、溶接やピン、ボルト等の適宜な固定手段を使用することができる。
【００５４】
図１２、図１３では、或る１つのポールコア１に装着したコーナ部用コイルササエ棒５（１５、１８）の先端部と直線部用コイルササエ棒４の先端部とを円板２２に連結しているが、通常は、回転子上の全てのポールコア１に装着したコーナ部用コイルササエ棒５（１５、１８）の先端部と直線部用コイルササエ棒４の先端部とを円板２２に連結する。
【００５５】
このように、コーナ部用コイルササエ棒５（１５、１８）の先端部と直線部用コイルササエ棒４の先端部とを円板２２に連結したことにより、全体としての剛性が高くなり、遠心力や界磁巻線３の温度上昇が高くても、界磁巻線３の変形を効果的に抑えることができる。言い換えれば、コーナ部用コイルササエ棒５（１５、１８）や直線部用コイルササエ棒４自体の高さを高くしたり、直線部用コイルササエ棒４の本数を増あなくても、界磁巻線３の変形を効果的に抑えることができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、以下の効果がある。
（１）　界磁巻線のコーナ部の変形をコーナ部用コイルササエ棒で小さく抑えることができる。
（２）　界磁巻線のコーナ部の変形が小さくなることから、界磁巻線の温度を現状よりも上昇させることができる。
（３）　更に、界磁巻線のコーナ部の変形が小さくなることから、ソリッドポールの構造になる範囲で一部コーナ部用コイルササエ棒の構造とすることができ、材料代の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の回転電機の回転子構造を片側のコイルエンド付近にて示す平面図。
【図２】図１のＩＩ矢視図。
【図３】本発明の第１実施例に係る回転電機の回転子構造を片側のコイルエンド付近にて示す平面図。
【図４】図３のＩＶ矢視図。
【図５】コーナ部用コイルササエ棒の構造例を示す図。
【図６】図５のコーナ部用コイルササエ棒をポールコアに両側から装着した状態を示す図。
【図７】図６のＶＩＩ　矢視図。
【図８】本発明の第２実施例に係る回転電機の回転子構造として、コーナ部用コイルササエ棒をポールコアに両側から装着した状態を示す図。
【図９】本発明の第３実施例に係る回転電機の回転子構造を片側のコイルエンド付近にて示す平面図。
【図１０】図９のＸ矢視図。
【図１１】コーナ部用コイルササエ棒をポールコアに両側から装着した状態を示す図。
【図１２】本発明の第４実施例に係る回転電機の回転子構造を片側のコイルエンド付近にて示す平面図。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ矢視図。
【符号の説明】
１　ポールコア
２　スロット
３　界磁巻線
３ａ　界磁巻線の直線部
３ｂ　界磁巻線のコーナ部
４　直線部用コイルササエ棒
５　コーナ部用コイルササエ棒（第１実施例）
６　直線状の棒
７　くの字形状の棒
８　溶接部
９、１０　挿入方向を示す矢印
１１　ダクト
１２　固定手段
１３　ダクト板
１４　スロット出口部分での溶接領域
１５　コーナ部用コイルササエ棒（第２実施例）
１６　直線状の一端部
１７　折れ曲がった他端部
１８　コーナ部用コイルササエ棒（第３実施例）
１９　一端部
２０　他端部
２１　曲げ方向
２２　円板
２３　連結棒
２４　ボルト
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004088976.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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