(57)【要約】【課題】特に熟練した経験を必要としないで固定子コイルを容易に、かつ確実に固定し、作業効率を高めることができ、さらに、固定子コイルの熱放散性を向上させることができる固定子コイルの固定部材、固定子コイルの固定方法および回転電機を提供すること目的とする。【解決手段】回転電機１０の固定子鉄心１１の固定子鉄心スロット１２内に設置された固定子コイル１５ａ、１５ｂと固定子鉄心スロット１２の内側面１２ａとの隙間に挿入され、固定子鉄心スロット１２内に固定子コイル１５ａ、１５ｂを固定する固定部材１８ａ、１８ｂであって、所定の気孔率を有し弾性体からなる弾性部材５０と、この弾性部材５０を気密に被覆する気密部材６０とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の固定子鉄心スロット内に設置された固定子コイルと前記固定子鉄心スロットの内壁との隙間に挿入され、前記固定子鉄心スロット内に前記固定子コイルを固定する固定子コイルの固定部材であって、
所定の気孔率を有する弾性体からなる弾性部材と、
前記弾性部材を気密に被覆する気密部材と
を具備することを特徴とする固定子コイルの固定部材。
【請求項２】
前記弾性部材が、圧力に応じて体積を増減可能な部材から構成されていることを特徴とする請求項１記載の固定子コイルの固定部材。
【請求項３】
前記弾性部材が、熱伝導率が１Ｗ／（Ｋ・ｍ）以上の繊維からなる織布または不織布で構成されていることを特徴とする請求項１記載の固定子コイルの固定部材。
【請求項４】
前記弾性部材が、シリコーンスポンジからなることを特徴とする請求項１記載の固定子コイルの固定部材。
【請求項５】
前記弾性部材が、液状充填材を含浸し、体積を膨張させる部材から構成されていることを特徴とする請求項１記載の固定子コイルの固定部材。
【請求項６】
前記液状充填材が、熱伝導率が１Ｗ／（Ｋ・ｍ）以上の材料からなることを特徴とする請求項５記載の固定子コイルの固定部材。
【請求項７】
前記液状充填材が、熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項５記載の固定子コイルの固定部材。
【請求項８】
前記液状充填材が、熱硬化性樹脂からなることを特徴とする請求項５記載の固定子コイルの固定部材。
【請求項９】
前記気密部材の表面抵抗が、１０２〜１０４Ωであることを特徴とする請求項１記載の固定子コイルの固定部材。
【請求項１０】
回転電機の固定子鉄心スロット内に固定子コイルを固定する固定子コイルの固定方法であって、
所定の気孔率を有し弾性体からなる弾性部材を気密部材によって気密に被覆して形成された固定部材の内部を真空にする真空引き工程と、
前記内部が真空にされて厚さが減じられた固定部材を、前記固定子鉄心スロット内に設置された前記固定子コイルと前記固定子鉄心スロットの内壁との隙間に挿入する固定部材挿入工程と、
前記隙間に挿入された固定部材の内部の真空状態を解放し、前記固定部材の厚さを増加させて前記固定子コイルを固定する固定子コイル固定工程と
を具備することを特徴とする固定子コイルの固定方法。
【請求項１１】
回転電機の固定子鉄心スロット内に固定子コイルを固定する固定子コイルの固定方法であって、
所定の気孔率を有し弾性体からなる弾性部材を気密部材によって気密に被覆して形成された固定部材の内部を真空にする真空引き工程と、
前記内部が真空にされて厚さが減じられた固定部材を、前記固定子鉄心スロット内に設置された前記固定子コイルと前記固定子鉄心スロットの内壁との隙間に挿入する固定部材挿入工程と、
前記隙間に挿入された固定部材の内部の真空状態を解放するとともに、該真空状態の解放に伴う吸引作用によって、液状充填材を前記固定部材内に導入し、前記固定部材の厚さを増加させて前記固定子コイルを固定する固定子コイル固定工程と
を具備することを特徴とする固定子コイルの固定方法。
【請求項１２】
前記固定子コイル固定工程後、液状充填材を前記固定部材内に圧入して前記固定子コイルを固定する液状充填材圧入工程をさらに具備したことを特徴とする請求項１１記載の固定子コイルの固定方法。
【請求項１３】
固定子鉄心の固定子鉄心スロット内に設置された固定子コイルと前記固定子鉄心スロットの内壁との隙間に、請求項１乃至９のいずれか１項記載の固定子コイルの固定部材が設置され、前記固定子鉄心スロット内に前記固定子コイルが固定されてい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】
本発明は、タービン発電機などの回転電機のコイル固定方法に係り、特に固定子コイルを固定子鉄心スロット内に挿入して固定子鉄心で支持して固定する固定子コイルの固定部材、固定子コイルの固定方法および回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービン発電機等の回転電機では、固定子鉄心のスロット内に挿入配置された固定子コイルが、そのコイル導体自身に流れる電流と、固定子鉄心を磁路とした磁束の内のスロットを横切る成分との相互作用により、機械軸の半径方向に発生する電源周波数の２倍の電磁力を受けて振動する。そのため、この電磁振動を抑制するための固定子コイルの固定方法が採用されている（例えば、特許文献１参照。）。ここで、従来の固定子コイルの固定方法の一例を図７を参照して説明する。
【０００３】
図７に示すように、断面矩形状の固定子鉄心スロット２００内の上下に、コイル導体２０１の外周部を絶縁層２０２で覆う断面矩形状の２つの固定子コイル２０４ａ、２０４ｂが、コイル間スペーサを２０５を介して積層されている。また、下側の固定子コイル２０４ｂは、コイル底スペーサ２０６上に配置され、上側の固定子コイル２０４ａの上部には、楔下スペーサ２０７が設置され、その楔下スペーサ２０７を介して固定子鉄心スロット２００の開口部に楔２０８が堅く打ち込まれている。さらに、図７に示すように、固定子鉄心スロット２００の内側面と固定子コイル２０４ａ、２０４ｂの側面との隙間には、半導電性の波形積層板２０９が打ち込まれている。なお、波形積層板２０９の替わりに、半導電性の平板積層板が打ち込まれることもある。
【特許文献１】特開平６−２３７５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の回転電機のコイル固定方法では、固定子鉄心スロット２００の内側面と固定子コイル２０４ａ、２０４ｂとの間に半導電性の波形積層板２０９を打ち込むには、熟練した経験が必要であるため、必ずしも作業効率がよいものではなく、特に慣れていない場合には作業に長時間を要してしまうことがあった。また、コイル導体２０１の外周部に設けられた絶縁層２０２は、マイカとガラスからなる層と樹脂からなる層の積層材料であるので、波形積層板２０９を打ち込む際の衝撃などで絶縁層２０２を損傷することがあった。
【０００５】
さらに、固定子コイル２０４ａ、２０４ｂと固定子鉄心スロット２００の内側面との間には熱伝導性の悪い空気層が形成され、固定子鉄心スロット２００内の熱放散が悪くなるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、特に熟練した経験を必要としないで固定子コイルを容易に、かつ確実に固定し、作業効率を高めることができ、さらに、固定子コイルの熱放散性を向上させることができる固定子コイルの固定部材、固定子コイルの固定方法および回転電機を提供すること目的とする。
【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、本発明の固定子コイルの固定部材は、回転電機の固定子鉄心スロット内に設置された固定子コイルと前記固定子鉄心スロットの内壁との隙間に挿入され、前記固定子鉄心スロット内に前記固定子コイルを固定する固定子コイルの固定部材であって、所定の気孔率を有し弾性体からなる弾性部材と、前記弾性部材を気密に被覆する気密部材とを具備することを特徴とする。
【０００８】
この固定子コイルの固定部材によれば、弾性部材を気密部材によって気密に被覆し、例えば固定部材内を真空にすることで弾性部材を収縮させ、固定部材の厚さを減少させることができ、固定部材を固定子コイルと固定子鉄心スロットの内壁との隙間に容易に挿入することができる。さらに、固定部材内の真空状態を解放することで、固定部材の厚さが増加し、固定子コイルを固定子鉄心スロット内に支持固定することができる。
【０００９】
本発明の固定子コイルの固定方法は、回転電機の固定子鉄心スロット内に固定子コイルを固定する固定子コイルの固定方法であって、所定の気孔率を有する弾性体からなる弾性部材を気密部材によって気密に被覆して形成された固定部材の内部を真空にする真空引き工程と、前記内部が真空にされて厚さが減じられた固定部材を、前記固定子鉄心スロット内に設置された前記固定子コイルと前記固定子鉄心スロットの内壁との隙間に挿入する固定部材挿入工程と、前記隙間に挿入された固定部材の内部の真空状態を解放し、前記固定部材の厚さを増加させて前記固定子コイルを固定する固定子コイル固定工程とを具備することを特徴とする。
【００１０】
この固定子コイルの固定方法によれば、真空引き工程によって、所定の気孔率を有し弾性体からなる弾性部材を気密部材によって気密に被覆して形成された固定部材の厚さを減少させ、固定部材挿入工程によって、固定部材を固定子コイルと固定子鉄心スロットの内壁との隙間に容易に挿入することができる。さらに、固定子コイル固定工程において、固定部材内の真空状態を解放することで、固定部材の厚さが増加し、固定子コイルを固定子鉄心スロット内に支持固定することができる。
【００１１】
また、本発明の固定子コイルの固定方法は、回転電機の固定子鉄心スロット内に固定子コイルを固定する固定子コイルの固定方法であって、所定の気孔率を有し弾性体からなる弾性部材を気密部材によって気密に被覆して形成された固定部材の内部を真空にする真空引き工程と、前記内部が真空にされて厚さが減じられた固定部材を、前記固定子鉄心スロット内に設置された前記固定子コイルと前記固定子鉄心スロットの内壁との隙間に挿入する固定部材挿入工程と、前記隙間に挿入された固定部材の内部の真空状態を解放するとともに、該真空状態の解放に伴う吸引作用によって、液状充填材を前記固定部材内に導入し、前記固定部材の厚さを増加させて前記固定子コイルを固定する固定子コイル固定工程とを具備することを特徴とする。
【００１２】
この固定子コイルの固定方法によれば、真空引き工程によって、所定の気孔率を有し弾性体からなる弾性部材を気密部材によって気密に被覆して形成された固定部材の厚さを減少させ、固定部材挿入工程によって、固定部材を固定子コイルと固定子鉄心スロットの内壁との隙間に容易に挿入することができる。さらに、固定子コイル固定工程において、固定部材内の真空状態を解放するとともに、該真空状態の解放に伴う吸引作用によって、液状充填材を固定部材内に導入することで、固定部材の厚さが増加し、固定子コイルを固定子鉄心スロット内に支持固定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の固定子コイルの固定部材、固定子コイルの固定方法および回転電機によれば、特に熟練した経験を必要としないで固定子コイルを容易に、かつ確実に固定し、作業効率を高めることができ、さらに、固定子コイルの熱放散性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る固定部材１８ａ、１８ｂおよび回転電機１０について図１および図２を参照して説明する。
【００１６】
図１は、回転電機１０の固定子鉄心スロット１２の断面図である。また、図２は、固定子コイル１５ａ、１５ｂを固定するための固定部材１８ａ、１８ｂの断面図である。
【００１７】
図１に示すように、回転電機１０の固定子鉄心１１に形成された固定子鉄心スロット１２内には、コイル導体１３を絶縁層１４で覆う断面矩形状の２つの固定子コイル１５ａ、１５ｂがスペーサ１６を介して積層された状態で、固定子鉄心スロット１２の底面に設けられたスペーサ１７上に設置されている。また、固定子コイル１５ａ、１５ｂの一方の側面と、固定子鉄心スロット１２の内側面１２ａとの間には、固定子コイル１５ａ、１５ｂを固定するための固定部材１８ａ、１８ｂが配設されている。さらに、固定子鉄心スロット１２の開口部には、固定子コイル１５ａ上に設置されたスペーサ１９を介して、楔２０が打ち込まれている。
【００１８】
ここで、固定部材１８ａ、１８ｂの構成について図２を参照して説明する。
【００１９】
図２に示すように、固定部材１８ａ、１８ｂは、弾性部材５０と、この弾性部材５０を気密に被覆する気密部材６０とから構成されている。
【００２０】
弾性部材５０は、２０〜９５％の気孔率を有する弾性体から構成される。ここで、この範囲に気孔率を設定するのが好ましいのは、気孔率が２０％よりも小さい場合には、気孔が存在することによる弾性の低減効果が少ないからであり、９５％よりも大きい場合には 弾性部材５０の剛性が著しく低下し、作業性の面で好ましくないからである。また、弾性部材５０は、例えば、固定部材１８ａ、１８ｂ内を大気圧よりも減圧することで、その体積を減少させ、大気解放することで元の体積に戻ることが可能な弾性体で構成される。なお、弾性部材５０に形成される気孔は、減圧、大気開放によって体積を変化させやすくするために、弾性部材５０の内部から表面に連通する連続孔で形成されることが好ましい。ここで、弾性体としては、例えば、シリコーンスポンジ（例えば、ＳＣ−００１、サンポリマー社製）、繊維からなる織布や不織布などを積層して加工したものが挙げられる。
【００２１】
また、弾性部材５０は、１Ｗ／（Ｋ・ｍ）以上の熱伝導率を有することが好ましい。ここで、この範囲の熱伝導率を弾性部材５０が有することが好ましいのは、熱伝導率が１Ｗ／（Ｋ・ｍ）より小さい場合には、固定子コイル１５ａ、１５ｂからの熱を放散する能力が低下するからである。１Ｗ／（Ｋ・ｍ）以上の熱伝導率を得るために、例えば、上記した弾性部材５０を構成する部材に、アルミナ、カーボンなどの高い熱伝導率を有する材料の繊維や粉末などを含有してもよい。このように、弾性部材５０の熱伝導率を１Ｗ／（Ｋ・ｍ）以上とすることで、固定子コイル１５ａ、１５ｂの熱を効率よく放散し、固定子コイル１５ａ、１５ｂの温度上昇を抑制することができる。
【００２２】
気密部材６０は、気密性に優れた材料で構成され、具体的には、ポリアミド樹脂（例えば、ノバミッド、三菱エンジニアリングプラスチックス社製）、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサイルファイド樹脂（例えば、トレリナ、東レ社製）、ポリプロピレン樹脂などの樹脂で形成される。なお、気密部材６０を形成する材料は、上記した樹脂に限られるものではなく、室温下において、弾性を有する固体であるものならば使用することができる。
【００２３】
また、気密部材６０は、例えば、包袋状に形成され、この包袋状の気密部材６０の中に弾性部材５０が挿入され密封される。また、気密部材６０は、弾性部材５０の表面に、例えば、液状の熱可塑性材料や熱硬化性材料を均一に塗布して製膜することで形成されてもよい。ここで、熱可塑性材料としては、例えばフェノキシ樹脂などが挙げられ、熱硬化性材料としては、例えばエポキシ樹脂などが挙げられる。なお、気密部材６０の構成は、これらに限られず、弾性部材５０を気密に被覆する構成ならばよい。
【００２４】
また、気密部材６０は、１０２〜１０４Ωの表面抵抗を有していることが好ましい。気密部材６０において、この範囲の表面抵抗が好ましいのは、１０２Ωよりも表面抵抗が小さい場合、渦電流の発生による温度上昇があり、１０４Ωよりも表面抵抗が大きい場合には、固定子鉄心１１間との接触抵抗が問題となるからである。ここで、表面抵抗とは、気密部材６０の表面の両端間に印加した直流電圧を、気密部材６０の表面層を通って流れる電流で除した数値である。また、表面抵抗Ｒ（Ω）は、次に示す式（１）によっても定義することができる。
Ｒ  ＝  σＬ／Ｄ  …式（１）
【００２５】
ここで、Ｄは、電流が流れる方向に対して垂直な方向の気密部材６０の表面の長さであり、Ｌは、電流が流れる方向に対して平行な方向の気密部材６０の表面の長さである。また、表面抵抗の測定は、ＪＩＳ Ｃ６４８１に基づいて行われる。
【００２６】
また、気密部材６０が１０２〜１０４Ωの表面抵抗を得るために、例えば、上記した気密部材６０を形成する材料に、アルミナ、カーボンなどの導電材料の繊維や粉末などを含有させてもよい。例えば、カーボン繊維としては、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバ（例えば、ＶＧＣＦ、昭和電工社製）などが挙げられる。なお、気密部材６０の表面抵抗値を調整するために用いられる材料は、これらの材料に限られるものではなく、気密部材６０の表面抵抗を１０２〜１０４Ωに調整することができるものならばよい。このように、気密部材６０の表面抵抗を１０２〜１０４Ωとすることで、渦電流の発生を抑制し、固定子コイル１５ａ、１５ｂと固定子鉄心１１との間での放電を抑制することができる。
【００２７】
さらに、固定部材１８ａ、１８ｂの気密部材６０には、固定部材１８ａ、１８ｂ内を真空にするための真空ラインと接続するための接続切替バルブなどを備えてもよい。この接続切替バルブを切り替えることで、真空ポンプに連通する真空ラインに接続したり、固定部材１８ａ、１８ｂ内の真空状態を解放する大気解放状態にすることができる。また、接続切替バルブなどを備えずに、例えば、図３に示すように、真空ライン（図示しない）を介して真空ポンプ（図示しない）と接続された針状の吸引部材７０を、気密部材６０を貫通させて固定部材１８ａ、１８ｂ内に差し込み、固定部材１８ａ、１８ｂ内を真空にしてもよい。この場合には、気密部材６０の吸引部材７０を差し込んだ部分は、吸引部材７０を抜き取ると封止される構造となっており、固定部材１８ａ、１８ｂ内は気密が維持される構造になっている。また、この場合、固定部材１８ａ、１８ｂ内の真空状態を解放するときには、例えば、一方側が大気解放された針状の部材を、気密部材６０を貫通させて固定部材１８ａ、１８ｂ内に差し込む方法などが挙げられるが、固定部材１８ａ、１８ｂ内を大気に解放できればよく、単に気密部材６０に穴を開けることでもよい。
【００２８】
次に、第１の実施の形態に係る固定部材１８ａ、１８ｂによる固定子コイル１５ａ、１５ｂの固定方法について、図２〜図５を参照して説明する。
【００２９】
図３は、内部が真空にされた状態の固定部材１８ａ、１８ｂの断面図である。また、図４は、内部が真空にされた状態の固定部材１８ａ、１８ｂを備えた回転電機１０の固定子鉄心スロット１２の断面図である。さらに、図５は、真空状態が解放された状態の固定部材１８ａ、１８ｂを備えた回転電機１０の固定子鉄心スロット１２の断面図である。
【００３０】
まず、真空ポンプに接続された針状の吸引部材７０を気密部材６０を貫通させて固定部材１８ａ、１８ｂ内に差し込み、固定部材１８ａ、１８ｂ内を真空にする（図３参照）。図３に示すように、内部が真空となった固定部材１８ａ、１８ｂは、その厚さが減少される。
【００３１】
続いて、固定子鉄心スロット１２の開口部から、スペーサ１７を挿入し、固定子鉄心スロット１２の底面に設置する。続いて、スペーサ１６を介して積層された固定子コイル１５ａ、１５ｂを固定子鉄心スロット１２の開口部から挿入し、スペーサ１７上に設置する。この際、固定子コイル１５ａ、１５ｂの一方の側面が固定子鉄心スロット１２のいずれかの側面に接するように、固定子コイル１５ａ、１５ｂは設置される。
【００３２】
続いて、図４に示すように、上記した内部が真空となった固定部材１８ａ、１８ｂを、固定子コイル１５ａ、１５ｂの側面と固定子鉄心スロット１２の側面との隙間に挿入する。
【００３３】
続いて、図５に示すように、一方側が大気解放された針状の大気解放部材８０を、気密部材６０を貫通させて固定部材１８ａ、１８ｂ内に差し込み、固定部材１８ａ、１８ｂ内の真空状態を解放し、固定部材１８ａ、１８ｂ内を大気圧とする。これによって、固定部材１８ａ、１８ｂの厚さが増加し、固定部材１８ａ、１８ｂは元の状態に戻る。また、固定子コイル１５ａ、１５ｂの側面と固定子鉄心スロット１２の側面との隙間に挿入された固定部材１８ａ、１８ｂの厚さが増加することによって、固定子コイル１５ａ、１５ｂは、固定子鉄心スロット１２内に支持固定される。ここで、固定部材１８ａ、１８ｂは、真空状態とする前の固定部材１８ａ、１８ｂの厚さ（Ｄ１）が、固定子コイル１５ａ、１５ｂの側面と固定子鉄心スロット１２の側面との隙間の間隔（Ｄ２）よりも厚くなるように形成されている。すなわち、真空状態とする前の固定部材１８ａ、１８ｂの厚さ（Ｄ１）と固定子コイル１５ａ、１５ｂの側面と固定子鉄心スロット１２の側面との隙間の間隔（Ｄ２）との差（Ｄ１−Ｄ２）に応じた反力が、固定部材１８ａ、１８ｂに接触している固定子鉄心スロット１２の側面および固定子コイル１５ａ、１５ｂの側面に生じる。この反力に応じた固定力によって固定子コイル１５ａ、１５ｂは、固定子鉄心スロット１２内に支持固定される。
【００３４】
続いて、固定子コイル１５ａ上にスペーサ１９を設置し、このスペーサ１９を介して、固定子鉄心スロット１２の開口部に楔２０を打ち込み、固定子コイル１５ａ、１５ｂを固定子鉄心スロット１２内の上下方向の所定位置に支持固定する。
【００３５】
上記した第１の実施形態に係る固定部材１８ａ、１８ｂおよび固定子コイル１５ａ、１５ｂの固定方法によれば、弾性部材５０を気密部材６０によって気密に被覆し、固定部材１８ａ、１８ｂ内を真空にすることで弾性部材５０を収縮させ、固定部材１８ａ、１８ｂの厚さを減少させることができる。これによって、固定部材１８ａ、１８ｂを固定子コイル１５ａ、１５ｂの側面と固定子鉄心スロット１２の側面との隙間に容易に挿入することができる。さらに、固定部材１８ａ、１８ｂ内を大気圧とすることで、固定部材１８ａ、１８ｂの厚さが増加し、固定部材１８ａ、１８ｂは元の状態に戻り、固定子コイル１５ａ、１５ｂを固定子鉄心スロット１２内に支持固定することができる。この固定子コイル１５ａ、１５ｂの固定方法によれば、熟練した経験や、作業に長時間を要せず、固定子コイル１５ａ、１５ｂの固定を容易に行うことができる。これによって、従来の固定子コイルの固定方法よりも作業効率を大幅に向上させることができる。
【００３６】
また、弾性部材５０の熱伝導率を１Ｗ／（Ｋ・ｍ）以上とすることで、固定子コイル１５ａ、１５ｂの熱を効率よく放散し、固定子コイル１５ａ、１５ｂの温度上昇を抑制することができる。さらに、気密部材６０の表面抵抗を１０２〜１０４Ωとすることで、渦電流の発生を抑制し、固定子コイル１５ａ、１５ｂと固定子鉄心１１との間での放電を抑制することができる。
【００３７】
さらに、固定部材１８ａ、１８ｂ内を真空にすることで、固定部材１８ａ、１８ｂの厚さを減少させて、固定部材１８ａ、１８ｂを固定子コイル１５ａ、１５ｂの側面と固定子鉄心スロット１２の側面との隙間に容易に挿入することができるので、絶縁層１４を損傷することなく、固定部材１８ａ、１８ｂを配設することができる。
【００３８】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る固定部材１８ａ、１８ｂおよび回転電機１０について図２、図３および図６を参照して説明する。なお、第１の実施の形態の構成と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を簡略または省略する。
【００３９】
ここで、第２の実施の形態に係る固定部材１８ａ、１８ｂは、真空状態を解放する際に、第１の実施の形態に係る固定部材１８ａ、１８ｂの場合における空気の代わりに、液状充填材９０を固定部材１８ａ、１８ｂ内に導入するものであり、他の構成は固定部材１８ａ、１８ｂと同一である。
【００４０】
図６は、真空状態が解放されるともに、液状充填材９０を導入した状態の固定部材１８ａ、１８ｂを備えた回転電機１０の固定子鉄心スロット１２の断面図である。
【００４１】
第２の実施の形態に係る固定部材１８ａ、１８ｂの構成は、図１に示した第１の実施の形態に係る固定部材１８ａ、１８ｂと同じである。
【００４２】
弾性部材５０は、第１の実施の形態で説明したもの以外にも、例えば、液状充填材９０を吸引して膨張する吸油性のゲル材料（例えば、αＧｅｌ−１０００、アルファジャパン社製）などを用いることができる。
【００４３】
また、液状充填材９０としては、絶縁油、グリース、シリコーンオイルなどの液状の材料が挙げられる。また、液状充填材９０として、液状の熱可塑性材料や熱硬化性材料を用いてもよい。ここで、熱可塑性材料としては、例えばエチレンメタクリル酸共重合樹脂やアイオノマーなどが挙げられる。熱可塑性材料を用いた場合において、固定部材１８ａ、１８ｂを、固定子コイル１５ａ、１５ｂの側面と固定子鉄心スロット１２の側面との隙間から抜き取るときには、固定部材１８ａ、１８ｂを熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱し、熱可塑性樹脂を溶融状態にし、気密部材６０に穴を開けて熱可塑性樹脂を抜き取る。また、熱硬化性材料としては、例えば、室温硬化形エポキシ樹脂、酸無水物硬化形エポキシ樹脂、シリコーンゲル材料などが挙げられる。熱硬化性材料を用いた場合において、固定部材１８ａ、１８ｂを、固定子コイル１５ａ、１５ｂの側面と固定子鉄心スロット１２の側面との隙間から抜き取るときには、例えば、１つの固定部材１８ａ、１８ｂの固定子鉄心スロット１２の長手方向（図６の紙面の垂直方向）における前後の固定子コイル１５ａ、１５ｂと固定子鉄心スロット１２との間に楔を打ち込んで、固定子コイル１５ａ、１５ｂと固定子鉄心スロット１２との間を広げ、この楔間に挟まれた１つの固定部材１８ａ、１８ｂを抜き取る。この抜き取り動作を各固定部材１８ａ、１８ｂに対して行い、固定部材１８ａ、１８ｂのすべてを固定子コイル１５ａ、１５ｂと固定子鉄心スロット１２との間から抜き取る。また、熱硬化性材料を用いた場合には、固定子コイル１５ａ、１５ｂが高温になるときでも、安定した固定力を発揮することができる。なお、上記した熱可塑性材料または熱硬化性材料の選択は、回転電機１０の運転温度などの作動条件や、必要とされる固定力などに応じて適宜に行う。
【００４４】
さらに、液状充填材９０は、１Ｗ／（Ｋ・ｍ）以上の熱伝導率を有することが好ましい。ここで、この範囲の熱伝導率を液状充填材９０が有することが好ましいのは、熱伝導率が１Ｗ／（Ｋ・ｍ）より小さい場合には、固定子コイル１５ａ、１５ｂからの熱を放散する能力が低下するからである。このように、液状充填材９０の熱伝導率を１Ｗ／（Ｋ・ｍ）以上とすることで、固定子コイル１５ａ、１５ｂの熱を効率よく放散し、固定子コイル１５ａ、１５ｂの温度上昇を抑制することができる。
【００４５】
次に、第２の実施の形態に係る固定部材１８ａ、１８ｂによる固定子コイル１５ａ、１５ｂの固定方法について説明する。
【００４６】
まず、真空ポンプに接続された針状の吸引部材７０を気密部材６０を貫通させて固定部材１８ａ、１８ｂ内に差し込み、固定部材１８ａ、１８ｂ内を真空にする（図３参照）。図３に示すように、内部が真空となった固定部材１８ａ、１８ｂは、その厚さが減少される。
【００４７】
続いて、固定子鉄心スロット１２の開口部から、スペーサ１７を挿入し、固定子鉄心スロット１２の底面に設置する。続いて、スペーサ１６を介して積層された固定子コイル１５ａ、１５ｂを固定子鉄心スロット１２の開口部から挿入し、スペーサ１７上に設置する。この際、固定子コイル１５ａ、１５ｂの一方の側面が固定子鉄心スロット１２のいずれかの側面に接するように、固定子コイル１５ａ、１５ｂは設置される。
【００４８】
続いて、図４に示すように、上記した内部が真空となった固定部材１８ａ、１８ｂを、固定子コイル１５ａ、１５ｂの側面と固定子鉄心スロット１２の側面との隙間に挿入する。
【００４９】
続いて、図６に示すように、一方側が液状充填材供給部（図示しない）に接続された針状の液状充填材供給部材９５を、気密部材６０を貫通させて固定部材１８ａ、１８ｂ内に差し込み、固定部材１８ａ、１８ｂ内の真空状態を解放するとともに、この解放に伴う吸引作用によって固定部材１８ａ、１８ｂ内に液状充填材９０を導入する。これによって、固定部材１８ａ、１８ｂの厚さが増加し、固定部材１８ａ、１８ｂは元の状態に戻る。また、固定子コイル１５ａ、１５ｂの側面と固定子鉄心スロット１２の側面との隙間に挿入された固定部材１８ａ、１８ｂの厚さが増加することによって、固定子コイル１５ａ、１５ｂは、固定子鉄心スロット１２内に支持固定される。ここで、固定部材１８ａ、１８ｂは、真空状態とする前の固定部材１８ａ、１８ｂの厚さ（Ｄ１）が、固定子コイル１５ａ、１５ｂの側面と固定子鉄心スロット１２の側面との隙間の間隔（Ｄ２）よりも厚くなるように形成されている。すなわち、真空状態とする前の固定部材１８ａ、１８ｂの厚さ（Ｄ１）と固定子コイル１５ａ、１５ｂの側面と固定子鉄心スロット１２の側面との隙間の間隔（Ｄ２）との差（Ｄ１−Ｄ２）に応じた反力が、固定部材１８ａ、１８ｂに接触している固定子鉄心スロット１２の側面および固定子コイル１５ａ、１５ｂの側面に生じる。この反力に応じた固定力によって固定子コイル１５ａ、１５ｂは、固定子鉄心スロット１２内に支持固定される。
【００５０】
ここで、真空状態の解放に伴う吸引作用によって固定部材１８ａ、１８ｂ内に液状充填材９０を導入した後、さらに、固定部材１８ａ、１８ｂ内に液状充填材９０を加圧注入してもよい。
【００５１】
続いて、固定子コイル１５ａ上にスペーサ１９を設置し、このスペーサ１９を介して、固定子鉄心スロット１２の開口部に楔２０を打ち込み、固定子コイル１５ａ、１５ｂを固定子鉄心スロット１２内の上下方向の所定位置に支持固定する。
【００５２】
上記した第２の実施形態に係る固定部材１８ａ、１８ｂおよび固定子コイル１５ａ、１５ｂの固定方法によれば、弾性部材５０を気密部材６０によって気密に被覆し、固定部材１８ａ、１８ｂ内を真空にすることで弾性部材５０を収縮させ、固定部材１８ａ、１８ｂの厚さを減少させることができる。これによって、固定部材１８ａ、１８ｂを、固定子コイル１５ａ、１５ｂの側面と固定子鉄心スロット１２の側面との隙間に容易に挿入することができる。さらに、固定部材１８ａ、１８ｂ内の真空状態を解放するとともに、この解放に伴う吸引作用によって固定部材１８ａ、１８ｂ内に液状充填材９０を導入することで、固定部材１８ａ、１８ｂの厚さが増加し、固定部材１８ａ、１８ｂは元の状態に戻り、固定子コイル１５ａ、１５ｂを固定子鉄心スロット１２内に支持固定することができる。また、固定部材１８ａ、１８ｂ内を熱伝導率が１Ｗ／（Ｋ・ｍ）以上の液状充填材９０で満たすことで、固定子コイル１５ａ、１５ｂのコイル導体１３に発生した熱を効率よく固定子鉄心１１へ伝導し放熱することができる。
【００５３】
さらに、真空状態の解放に伴う吸引作用によって固定部材１８ａ、１８ｂ内に液状充填材９０を導入した後、固定部材１８ａ、１８ｂ内に液状充填材９０を加圧注入することで、固定子コイル１５ａ、１５ｂを固定子鉄心スロット１２内に強固に支持固定することができる。また、この固定子コイル１５ａ、１５ｂの固定方法によれば、熟練した経験や、作業に長時間を要せず、固定子コイル１５ａ、１５ｂの固定を容易に行うことができる。これによって、従来の固定子コイルの固定方法よりも作業効率を大幅に向上させることができる。
【００５４】
また、弾性部材５０の熱伝導率を１Ｗ／（Ｋ・ｍ）以上とすることで、固定子コイル１５ａ、１５ｂの熱を効率よく放散し、固定子コイル１５ａ、１５ｂの温度上昇を抑制することができる。さらに、気密部材６０の表面抵抗を１０２〜１０４Ωとすることで、渦電流の発生を抑制し、固定子コイル１５ａ、１５ｂと固定子鉄心１１との間での放電を抑制することができる。
【００５５】
さらに、固定部材１８ａ、１８ｂ内を真空にすることで、固定部材１８ａ、１８ｂの厚さを減少させて、固定部材１８ａ、１８ｂを固定子コイル１５ａ、１５ｂの側面と固定子鉄心スロット１２の側面との隙間に容易に挿入することができるので、絶縁層１４を損傷することなく、固定部材１８ａ、１８ｂを配設することができる。
【００５６】
以上、本発明を第１および第２の実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施の形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。また、本発明は、電動機や発電機などの回転電機全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】第１の実施の形態に係る回転電機の固定子鉄心スロットの断面図。
【図２】第１の実施の形態に係る固定子コイルを固定するための固定部材の断面図。
【図３】図２における固定部材の内部が真空にされた状態を示す断面図。
【図４】内部が真空にされた状態の固定部材を備えた回転電機の固定子鉄心スロットの断面図。
【図５】真空状態が解放された状態の固定部材を備えた回転電機の固定子鉄心スロットの断面図。
【図６】真空状態が解放されとともに、液状充填材を吸引した状態の固定部材を備えた第２の実施の形態に係る回転電機の固定子鉄心スロットの断面図。
【図７】従来の固定子鉄心の一部を示す断面図。
【符号の説明】
【００５８】
１０…回転電機、１１…固定子鉄心、１２…固定子鉄心スロット、１２ａ…内側面、１３…コイル導体、１４…絶縁層、１５ａ，１５ｂ…固定子コイル、１６，１７，１９…スペーサ、１８ａ，１８ｂ…固定部材、２０…楔、５０…弾性部材、６０…気密部材、７０…吸引部材。
【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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