(57)【要約】【課題】簡単で安価な部品を追加するだけで、回転電機の効率を劣化させずにベアリング電流を低減させて軸受け部磨耗、回転軸の損傷、破壊等を防止することができる回転電機を提供することを目的とする。【解決手段】短冊状に加工した非磁性導体板２ａの長手方向の特定長さ部分を、非磁性導体板２ａの短手方向の両端部分で、スロット１２５ａ内で、ステータ１２を構成する複数枚の積層板（図示せず）１３０ｂ〜１３０ｃに導通させ、この導通させた箇所を除く非磁性導体板１２０ａの表面全体を絶縁体３ａで包み込んだ絶縁スリーブ１ａを、前記コイルを挿入した前記スロット１２５ａの開口部１２６ａを塞ぐように配置、固定して、コイル１０２とロータ１０４間を静電遮蔽して、エネルギー変換効率を劣化させることなく、電食を防止することができる回転電機が得られる。【選択図】図２
2009268190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに絶縁して積層した複数の積層板より形成され、スロットと歯を有しそのスロット内にコイルを配置するステータと、そのステータを内周面に固定したハウジングと、回転軸を有するロータと、軸受装置を有しその軸受装置を介して前記回転軸を保持し、前記ハウジングの両端部に固定された２枚のエンドブラケットを備えたインバータ駆動される回転電機において、短冊状に加工した非磁性導体板の長手方向の特定長さをその短手方向長さとし、前記非磁性導体板の短手方向長さ、または、それ以下の長さをその長手方向長さとする１枚の延長板を有し、該延長板は前記非磁性導体板に取り付けられ、前記延長板の表面に露出部が形成されるように前記延長板の前記露出部を除く非磁性導体板の表面を絶縁体で包み込んで、前記スロット内において、前記延長板の前記露出部を介して、前記非磁性導体板の長手方向の特定長さ部分のみが前記非磁性導体板の短手方向の両側に配置される複数枚の前記積層板に導通できるようにした絶縁スリーブを、前記コイルと前記スロットの間に前記スロットの開口部を塞ぐように配置、固定して、前記非磁性導体板に導通させた隣り合う複数の前記積層板の中の任意の積層板が、他の前記非磁性導体板に導通させた他の隣り合う複数の前記積層板の中の任意の積層板と同一の積層板とならないように、前記積層板に導通させた前記延長板の特定長さ部分の長手方向の位置を配置して、前記非磁性導体板および前記積層板によって、強磁性体でできた前記歯と鎖交する電流ループが形成されないようにしてエネルギー変換効率を劣化させることなく、前記コイルと前記ロータ間を静電遮蔽して電食を防止することができるようにしたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
絶縁スリーブは、その表面が平面になるように絶縁体で被服したことを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
前記非磁性導体板に導通させた隣り合う複数の前記積層板と、他の前記非磁性導体板に導通させた他の隣り合う複数の前記積層板との間に、少なくとも１枚以上の前記非磁性導体板に接続されない前記積層板を配置して、前記非磁性導体板および前記歯によって強磁性体でできた前記歯と鎖交する電流ループが形成されないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなく、前記コイルと前記ロータ間を静電遮蔽して電食を防止することができる請求項１または２記載の回転電機。
【請求項４】
絶縁体は比誘電率が５以下の低誘電率材料を使用することによって、前記コイルと前記ステータ間の静電結合容量を小さくして、前記インバータと前記回転電機のフレームグランド端子間を結ぶアース線に流れる漏れ電流が増大しないようにすることができる請求項１〜３のいずれかに記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ駆動される軸受け装置を用いた回転電機に発生する電食防止装置を搭載した回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、誘導機を始めとする回転電機を回転数制御する方法としてインバータ等の電力変換器によって駆動するのが一般的となってきた。インバータの駆動方式として電圧形ＰＷＭインバータが最も良く知られている。
【０００３】
さて、最近の高速電力用半導体素子の発展に伴って、電圧形ＰＷＭインバータのキャリア周波数の高周波化が進み、インバータのスイッチング時に生じる急峻な電圧変化に起因して、回転電機の回転軸に高周波誘導に基づいて発生する軸電圧が増大する傾向になっている。この軸電圧の増大に伴って、回転軸を指示している軸受装置の内輪部と外輪部の間の電位差が大きくなり、軸受装置内に発生するベアリング電流を増大させていた。このベアリング電流は、内輪部、外輪部の軌道面ならびに転導体表面に電食と呼ばれる腐食を発生させて、軸受装置の耐久性を悪化させるので、電食の発生を防止する対策が必要であった。
【０００４】
従来、この種のベアリング電流を防止する機能を有する回転電機は、非磁性導体の表面を絶縁体で被服した絶縁スリーブをスロット開口部に配置し、かつ、非磁性導体の一点のみを積層板に導通させて、非磁性導体板および歯によって、強磁性体でできた歯と鎖交する電流ループが形成されないようにしてエネルギー変換効率を劣化させることなくコイルとロータ間を静電遮蔽して電食を防止するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
以下、その回転電機について図５〜図９を参照しながら説明する。
【０００６】
図５は従来の回転電機の概略構成を示す図である。図において、従来の回転電機１００は例えば誘導電動機であって、ステータ１０１は内側にコイル１０２を配置し、ハウジング１０３の内周面に固定されている。ロータ１０４は例えばかご型コイルを備えた誘導電動機のロータであって回転軸１０５、軸受装置１０６ａ、１０６ｂを有している。ロータ１０４は回転軸１０５に取り付けられた軸受装置１０６ａ、１０６ｂを介してハウジング１０３の両端にボルト１０７で固定された２枚のエンドブラケット１０８ａ、１０８ｂに固定されている。インバータ１０９のＲ相、Ｓ相およびＴ相出力端子１１０〜１１２は回転電機１００のコイル１０２のＲ相、Ｓ相およびＴ相タップ１１３〜１１５にそれぞれ結線されている。回転電機１００のフレームグランド端子１１６はインバータ１０９のフレームグランド端子１１７にアース線１１８を介して接続され、さらに、フレームグランド端子１１７は大地にアースされている。
【０００７】
図６は従来の回転電機の絶縁スリーブの構成図であり、図において、絶縁スリーブ１１９ａ〜１１９ｃは銅のような短冊状に加工した非磁性導体板１２０ａ〜１２０ｃの表面を絶縁体１２１ａ〜１２１ｃで包み込んだものである。絶縁体１２１ａ〜１２１ｃは、絶縁スリーブ１１９ａ〜１１９ｃの非磁性導体板１２０ａ〜１２０ｃと絶縁スリーブ１１９ａ〜１１９ｃに接近して配置される導体との静電結合容量が小さくなるように、ポリイミドのように比誘電率が小さい絶縁材料を用いている。非磁性導体板１２０ａ〜１２０ｃの短手方向片側１２２ａ〜１２２ｃには、絶縁体１２１ａ〜１２１ｃの表面から露出した非磁性導体でできた突出部１２３ａ〜１２３ｃが取り付けられており、絶縁スリーブ１１９ａ〜１１９ｃに接触する導体が突出部１２３ａ〜１２３ｃを介して非磁性導体１２０ａ〜１２０ｃに導通するような構造をしている。
【０００８】
図７は従来の回転電機の構成を示し、図において、１００〜１０５は、それぞれ、図５の１００〜１０５と同様のものであり、１１９ａ〜１１９ｃ、１２０ａ〜１２０ｃ、１２１ａ〜１２１ｃ、１２２ａ〜１２２ｃ、１２３ａ〜１２３ｃは、図６の１１９ａ〜１１９ｃ、１２０ａ〜１２０ｃ、１２１ａ〜１２１ｃ、１２２ａ〜１２２ｃ、１２３ａ〜１２３ｃと同様のものであり、その説明を省略する。従来の回転電機１００は例えば誘導電動機であって、コイル１０２とステータ１０１の間には静電結合容量１２４が存在している。絶縁スリーブ１１９ａ〜１１９ｃはスロット１２５ａ〜１２５ｃの開口部１２６ａ〜１２６ｃを塞ぐように配置、固定されている。非磁性導体板１２０ａ〜１２０ｃは前述した突出部１２３ａ〜１２３ｃを介して絶縁スリーブ１１９ａ〜１１９ｃの短手方向片側１２２ａ〜１２２ｃにある歯１２７にアース接続され、コイル１０２とロータ１０４の間を静電遮蔽している。コイル１０２とロータ１０４の間は非磁性導体板１２０ａ〜１２０ｃによって静電遮蔽されるので、コイル１０２とロータ１０４の間の静電結合容量１２８が著しく小さくなり、インバータ１０９からコイル１０２の各相と大地との間に印加されたコモンモード電圧をエアーギャップ容量１２９に発生する軸電圧として伝達する閉じた回路は形成されないために、エアーギャップ容量１２９に発生する軸電圧は著しく減少し、エアーギャップ容量１２９にチャージされた軸電圧の放電電流として発生していたベアリング電流も低減または消滅し、軸受部の電食を防止することができる。
【０００９】
図８は図７において図示するＡの方向から見たステータ周辺の構造を示す図である。図において、従来の回転電機１００の絶縁スリーブ１１９ａ〜１１９ｃはスロット１２５ａ〜１２５ｃの開口部１２６ａ〜１２６ｃを塞ぐように配置、固定されている。絶縁スリーブ１１９ａの非磁性導体板１２０ａの表面全体は絶縁体１２１ａで被服されており、非磁性導体板１２０ａは非磁性導体１２０ａの短手方向片側１２２ａに取り付けられた突出部１２３ａ一点を介して、隣り合う２枚の積層板１３０ａ〜１３０ｂに接続されている。同様に、絶縁スリーブ１１９ｂの非磁性導体板１２０ｂの表面全体は絶縁体１２１ｂで被服されており、非磁性導体板１２０ｂは非磁性導体１２０ｂの短手方向片側１２２ｂに取り付けられた突出部１２３ｂ一点を介して、非磁性導体板１３０ｂおよび１３０ｃと導通しないように、隣り合う２枚の積層板１３０ｄ〜１３０ｅに接続されている。同様に、絶縁スリーブ１１９ｃの非磁性導体板１２０ｃの表面全体は絶縁体１２１ｃで被服されており、非磁性導体板１２０ｃは非磁性導体１２０ｃの短手方向片側１２２ｃに取り付けられた突出部１２３ｃ一点を介して、非磁性導体板１３０ｄおよび１３０ｅと導通しないように、隣り合う２枚の積層板１３０ｆ〜１３０ｇに接続されている。このように、従来の回転電機１００では、非磁性導体板に導通する隣り合う積層板が、他の非磁性導体板に導通する隣り合う積層板と一致しないように配置されているので、非磁性導体板および積層板を通過する電流通路は、強磁性体でできた歯１２７の一部分と鎖交する電流ループを形成しない。珪素鋼鈑のような強磁性体でできた歯１２７の一部と鎖交する電流ループが無いので、図８に図示する紙面の表面から裏面へのＢの方向に変化するような回転磁界が、積層板１３０ａ〜１３０ｋに誘導する渦電流は著しく小さくなるか、または、発生しなくなり、渦電流損失のため回転電機のエネルギー変換効率を劣化させないようにすることができた。
【特許文献１】特開２００４−２９７８７６号公報（第４頁、第４図、第５図、第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
コイルをスロット内に収納する工程において、インサートマシンを使って、既に巻回されたコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法が一般的に使用されているが、上記のような従来の回転電機では、絶縁スリーブの非磁性導体板の短手方向片側にのみ突出部が取り付けられ、この取り付け部を介して、非磁性導体の一点のみがスロット内の積層板に接続される構成としているため、インサートマシンを使って、既に巻回されたコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法を採用した場合、挿入の際に絶縁スリーブがスロット内で絶縁スリーブの短手方向に動いて、突出部がスロット内の積層板に確実の接触させてコイルとロータ間の静電遮蔽を行うことが、難しかった。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、インサートマシンを使ってコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法を採用した場合でも、より確実に絶縁スリーブを接触させて、静電遮蔽を行うことのできる回転電機を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の回転電機は上記目的を達成するために、互いに絶縁して積層した複数の積層板より形成され、スロットと歯を有しそのスロット内にコイルを配置するステータと、そのステータを内周面に固定したハウジングと、回転軸を有するロータと、軸受装置を有しその軸受装置を介して前記回転軸を保持し、前記ハウジングの両端部に固定された２枚のエンドブラケットを備えたインバータ駆動される回転電機において、短冊状に加工した非磁性導体板の長手方向の特定長さをその短手方向長さとし、前記非磁性導体板の短手方向長さ、または、それ以下の長さをその長手方向長さとする１枚の延長板を有し、該延長板は前記非磁性導体板に取り付けられ、前記延長板の表面に露出部が形成されるように前記延長板の前記露出部を除く非磁性導体板の表面を絶縁体で包み込んで、前記スロット内において、前記延長板の前記露出部を介して、前記非磁性導体板の長手方向の特定長さ部分のみが前記非磁性導体板の短手方向の両側に配置される複数枚の前記積層板に導通できるようにした絶縁スリーブを、前記コイルと前記スロットの間に前記スロットの開口部を塞ぐように配置、固定して、前記非磁性導体板に導通させた隣り合う複数の前記積層板の中の任意の積層板が、他の前記非磁性導体板に導通させた他の隣り合う複数の前記積層板の中の任意の積層板と同一の積層板とならないように、前記積層板に導通させた前記延長板の特定長さ部分の長手方向の位置を配置して、前記非磁性導体板および前記積層板によって、強磁性体でできた前記歯と鎖交する電流ループが形成されないようにしてエネルギー変換効率を劣化させることなく、前記コイルと前記ロータ間を静電遮蔽して電食を防止することができるようにしたことを特徴とする回転電機としたものである。
【００１３】
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなく、インサートマシンを使ってコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法を採用した場合でも、確実にベアリング電流を低減または消滅させて電食を解消することができる回転電機を提供できる。
【００１４】
また、絶縁スリーブは、その表面が平面になるように絶縁体で被服したことを特徴とする請求項１記載の回転電機としたものである。
【００１５】
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなく、インサートマシンを使ってコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法を採用した場合でも、確実にベアリング電流を低減または消滅させて電食を解消することができる回転電機を提供できる。
【００１６】
また、本発明の回転電機は上記目的を達成するために、前記非磁性導体板に導通させた隣り合う複数の前記積層板と、他の前記非磁性導体板に導通させた他の隣り合う複数の前記積層板との間に、少なくとも１枚以上の前記非磁性導体板に接続されない前記積層板を配置して、前記非磁性導体板および前記歯によって強磁性体でできた前記歯と鎖交する電流ループが形成されないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなく、前記コイルと前記ロータ間を静電遮蔽して電食を防止することができる請求項１または２記載の回転電機としたものである。
【００１７】
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなく、インサートマシンを使ってコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法を採用した場合でも、確実にベアリング電流を低減または消滅させて電食を解消することができる回転電機を提供できる。
【００１８】
また、絶縁体は比誘電率が５以下の低誘電率材料を使用することによって、前記コイルと前記ステータ間の静電結合容量を小さくして、前記インバータと前記回転電機のフレームグランド端子間を結ぶアース線に流れる漏れ電流が増大しないようにすることができる請求項１、２または３記載の回転電機としたものである。
【００１９】
この手段により、安価で簡単な部品の追加で大きな渦電流を発生させないようにして、エネルギー変換効率を劣化させることなく、インサートマシンを使ってコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法を採用した場合でも、確実にベアリング電流を低減または消滅させて電食を解消することができる回転電機を提供できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、本発明の絶縁スリーブは、非磁性導体の短手方向両端の部分を介してスロット内の積層板に接触するので、インサートマシンを使って既に巻回されたコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法を採用した場合でも、自動挿入の際に絶縁スリーブがスロット内で絶縁スリーブの短手方向に動いて、非磁性導体板の延長板の片側がスロット内の積層板に接触する接触面積が小さくなるか、最悪の場合、非磁性導体板の延長板の短手方向の片方がスロット内積層板に接触できない状態となる場合があるが、このような場合でも、非磁性導体板に対して短手方向のもう一方の接触部分は、スロット内の積層板に十分な接触面積を確保できるようになるので、非磁性導体板に対して短手方向のもう一方の接触部分において、非磁性導体板は延長板を介して確実にスロット内で積層板に導通させる事ができ、さらに、非磁性導体板の表面全体を絶縁体で包み込んだ絶縁静電遮蔽材を、前記コイルと前記スロットの間に前記スロットの開口部を塞ぐように配置、固定して前記コイルと前記ロータ間を静電遮蔽するようにした事により、安価で簡単な部品の追加で、確実にベアリング電流を低減または消滅させて電食が発生しない回転電機を提供できる。
【００２１】
また、非磁性導体板に導通させた隣り合う複数の積層板の中の任意の積層板が、他の非磁性導体板に導通させた他の隣り合う複数の積層板の中の任意の積層板と同一の積層板とならないように、積層板に導通させた延長板の特定長さ部分の長手方向の位置を配置して、非磁性導体板および積層板によって、強磁性体でできた歯と鎖交する電流ループが形成されないようにしたので、ステータに発生する渦電流を増大させないようにしてエネルギー変換効率を劣化させることなく、安価で簡単な部品の追加で確実にベアリング電流を低減または消滅させて電食を解消することができる回転電機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の請求項１記載の発明は、短冊状に加工した非磁性導体板の長手方向の特定長さ部分に取り付けた延長板の露出部を介して、非磁性導体板の両側に配置される複数枚の積層板に導通させて、延長板の露出部を除く非磁性導体板の表面を絶縁体で包み込んだ絶縁スリーブを、前記コイルと前記スロットの間に前記スロットの開口部を塞ぐように配置、固定したものであり、コイルとロータ間が非磁性導体板によって静電遮蔽されるので、コイルとロータ間の静電容量が消滅するか著しく小さくなり、インバータより供給されるコモンモード電圧に対する応答電圧として発生していた軸電圧が低減または消滅し、ベアリング電流が発生しなくなり、軸受部の電食が解消されるという作用を有する。
【００２３】
また、絶縁スリーブの非磁性導体板は、延長板の露出部を介してスロット内の非磁性導体板の両側に配置される複数枚の積層板に導通させて、非磁性導体板に導通させた隣り合う複数の積層板の中の任意の積層板が、他の前記非磁性導体板に導通させた他の隣り合う複数の前記積層板の中の任意の積層板と同一の積層板とならないように絶縁スリーブを配置して、強磁性体でできた歯と鎖交する電流ループが非磁性導体板および積層板によって形成されないようにしたものであり、歯に発生する回転磁界に誘導されて非磁性導体板および積層板に大きな渦電流が発生しないので、うず電流にようる損失のためにエネルギー変換効率が劣化するという事がなくなるという作用を有する。
【００２４】
また、絶縁スリーブの非磁性導体板は、スロット内において、延長板の露出部を介して、該非磁性導体板の長手方向の特定長さ部分が非磁性導体板の短手方向の両側に配置される複数枚の積層板に導通できるようにしたので、インサートマシンを使って既に巻回されたコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動挿入する方法を採用した場合、自動挿入の際に絶縁スリーブがスロット内で絶縁スリーブの短手方向に動いて、非磁性導体板の延長板の片側がスロット内の積層板に接触する接触面積が小さくなるか、最悪の場合、非磁性導体板の延長板の短手方向の片方がスロット内積層板に接触できない状態になったとしても、非磁性導体板に対して短手方向のもう一方の接触部分は、スロット内の積層板に十分な接触面積を確保できるという作用によって、非磁性導体板に対して短手方向のもう一方の接触部分において、非磁性導体板は延長板を介して確実に積層板に導通させる事ができ、非磁性導体板がコイルとロータを確実に静電遮蔽して、確実に電食を低減または解消することができるという作用を有する。
【００２５】
また、絶縁スリーブは、その表面が平面になるように絶縁体で被服したものであり、インサートマシンを使って既に巻回されたコイルと一緒に絶縁スリーブをスロット内に自動装着する場合でも、絶縁スリーブの表面が平面となっているので、一般的なスロットキーと同様に自動装着することができるという作用を有する。
【００２６】
また、非磁性導体板に導通させた隣り合う複数の積層板と、他の非磁性導体板に導通させた他の隣り合う複数の積層板との間に、少なくとも１枚以上の前記非磁性導体板に接続されない積層板を配置して、非磁性導体板が他の非磁性導体板に導通しないようにして、強磁性体でできた前記歯と鎖交する電流ループが非磁性導体板および前記歯によって形成されないようにしたものであり、歯に発生する回転磁界に誘導されて非磁性導体板および積層板に大きな渦電流が発生しないという作用を有する。
【００２７】
また、絶縁体は比誘電率が５以下の低誘電率材料を使用しているので、絶縁体をはさんで静電遮蔽板に接近して配置されるコイルと静電遮蔽板との間の静電結合容量、すなわち、コイルとステータとの間の静電結合容量が小さくなるように配慮されており、インバータと回転電機のフレームグランド端子間を結ぶアース線に流れる漏れ電流が増大しないという作用を有する。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
本実施の形態の回転電機６（図示せず）は一例として誘導電動機であり、基本構成は、図５に示す従来の回転電機１００と同構成を有している。すなわち、軸受装置１０６ａ、１０６ｂを有し、ロータ１０４は回転軸１０５に取り付けられた軸受装置１０６ａ、１０６ｂを介してハウジング１０３の両端にボルト１０７で固定された２枚のエンドブラケット１０８ａ、１０８ｂに固定されている。インバータ１０９のＲ相、Ｓ相およびＴ相出力端子１１０〜１１２は回転電機１００のコイル１０２のＲ相、Ｓ相およびＴ相タップ１１３〜１１５にそれぞれ結線されている。回転電機１００のフレームグランド端子１１６はインバータ１０９のフレームグランド端子１１７にアース線１１８を介して接続され、さらに、フレームグランド端子１１７は大地にアースされている。
【００３０】
しかし、本実施の形態では、図１に示す絶縁スリーブと図２に示すこれを挿入したステータ１２の構成が異なる。以下その構成について説明する。
【００３１】
図１は本発明の実施の形態１の回転電機の絶縁スリーブの構成を示し、図において、絶縁スリーブ１ａ〜１ｃは銅のような非磁性導体を短冊状に加工した非磁性導体板２ａ〜２ｃの表面を絶縁体３ａ〜３ｃで包み込んだものである。絶縁体３ａ〜３ｃは、絶縁スリーブ１ａ〜１ｃの非磁性導体板２ａ〜２ｃと絶縁スリーブ１ａ〜１ｃに接近して配置される導体との静電結合容量が小さくなるように、ポリイミドのように比誘電率が小さい絶縁材料を用いている。非磁性導体板２ａ〜２ｃの長手方向の特定長さＬを、その短手方向長さとし、非磁性導体板２ａ〜２ｃの短手方向長さＷを、その長手方向長さとする非磁性導体の延長板４ａ〜４ｃが、それぞれ一枚づつ非磁性導体板２ａ〜２ｃに溶接等で取り付けられている。非磁性導体板２ａ〜２ｃの表面に、延長板４ａ〜４ｃの露出部５ａ〜５ｃが形成されるように、かつ、その表面が平面になるように非磁性導体板２ａ〜２ｃの表面に絶縁体３ａ〜３ｃが被服して、延長板４ａ〜４ｃを取り付けた部分と取り付けていない部分の面に段差が発生しない構成としており、延長板４ａ〜４ｃの露出部５ａ〜５ｃを除く非磁性導体板２ａ〜２ｃの表面は、絶縁体３ａ〜３ｃで被服するものである。そして、絶縁スリーブ１ａ〜１ｃに接触させる導体すなわち後述するスロット１２５ａ〜１２５ｃは、延長板４ａ〜４ｃの露出部５ａ〜５ｃを介して非磁性導体板２ａ〜２ｃに導通するような構造をしている。
【００３２】
図２は本発明の実施の形態１の回転電機のステータの構成を示し、図において、ステータ１２は内側にコイル１０２を配置し、ハウジング１０３の内周面に固定されている。ロータ１０４は例えばかご型コイルを備えた誘導電動機のロータである。
【００３３】
そして、コイル１０２を開口部１２６ａ〜１２６ｃから挿入したスロット１２５ａ〜１２５ｃは歯１２７をはさんでステータ１２に配置されている。
【００３４】
絶縁スリーブ１ａ〜１ｃは、延長板４ａ〜４ｃの露出部５ａ〜５ｃを除く非磁性導体板２ａ〜２ｃの表面を絶縁体３ａ〜３ｃで被服したものであって、非磁性導体板２ａ〜２ｃは延長板４ａ〜４ｃの露出部５ａ〜５ｃを介してスロット１２５ａ〜１２５ｃにおいて歯１２７に導通するように配置されている。絶縁スリーブ１ａ〜１ｃは、スロット１２５ａ〜１２５ｃの開口部１２６ａ〜１２６ｃを塞ぐように配置、固定されているので、コイル１０２とロータ１０４の間は、非磁性導体板２ａ〜２ｃによって静電遮蔽される。インバータ１０９を駆動して回転電機を駆動したときにコイル１０２の各相と大地との間に印加されたコモンモード電圧は、エアーギャップ容量１２９に発生する軸電圧として伝達される閉じた回路が形成されないために、コイル１０２とロータ１０４の間は非磁性導体板２ａ〜２ｃにより静電遮蔽されるので、コイル１０２とロータ１０４の間の静電結合容量１２８が著しく小さくなり、エアーギャップ容量１２９に発生する軸電圧は著しく減少し、エアーギャップ容量１２９にチャージされた軸電圧の放電電流として発生していたベアリング電流も低減または消滅し、軸受部の電食を防止することができる。
【００３５】
絶縁１ａ〜１ｃスリーブは、図１で説明したように、その表面が平面になるように、非磁性導体２ａ〜２ｃの表面を絶縁体３ａ〜３ｃで被服しているので、コイル１０２をスロット１２５ａ〜１２５ｃに挿入する際に、一般的に良く用いられている方法として、インサートマシンにより、既に巻回されたコイル１０２を絶縁スリーブ１ａ〜１ｃと一緒に自動挿入する方法を採用しても、一般のスロットキーを自動挿入する場合と同様に、インサートマシンを使って巻回されたコイルと一緒に自動挿入することができる。
【００３６】
図３は図２において図示するＡの方向から見たステータ周辺の構造図である。ステータ１２は積層板１３０ａ〜１３０ｋを積み重ねて構成したものである。
【００３７】
図において、絶縁スリーブ１ａ〜１ｃはスロット１２５ａ〜１２５ｃの開口部１２６ａ〜１２６ｃを塞ぐように配置、固定されている。非磁性導体板２ａは、延長板４ａの露出部５ａを介して、スロット１２５ａ内において、隣り合う積層板１３０ｂ〜１３０ｃに導通している。非磁性導体板２ｂは、同様に延長板４ｂの露出部５ｂを介して、スロット１２５ｂ内において、隣り合う積層板１３０ｄ〜１３０ｅに導通している。また、非磁性導体板２ｃも同様に延長板４ｃの露出部５ｃを介して、スロット１２５ｃ内において、隣り合う積層板１３０ｆ〜１３０ｇに導通している。
【００３８】
図示するように、延長板４ａに接触する積層板１３０ｂ〜１３０ｃのうちの任意の積層板、延長板４ｂに接触する積層板１３０ｄ〜１３０ｅのうちの任意の積層板、および、延長板４ｃに接触する積層板１３０ｆ〜１３０ｇのうちの任意の積層板が、同一の積層板とならないように、延長板４ａ〜４ｃを非磁性導体板２ａ〜２ｃに取り付ける位置を少しずつずらすことによって、非磁性導体板２ａ〜２ｃへの延長板４ａ〜４ｃの取り付け位置を決めている。このように絶縁スリーブが取り付けられているので、非磁性導体板２ａおよび積層板１３０ｂ〜１３０ｃを通過する電流通路は、強磁性体でできた歯１２７の一部分と鎖交する電流ループを形成しない。同様に、非磁性導体板２ｂおよび積層板１３０ｄ〜１３０ｅを通過する電流通路、または、非磁性導体板２ｃおよび積層板１３０ｆ〜１３０ｇを通過する電流通路は、強磁性体でできた歯１２７の一部分と鎖交する電流ループを形成しない。珪素鋼鈑のような強磁性体でできた歯１２７の一部と鎖交する電流ループが無いので、図３に図示する紙面の表面から裏面へのＢの方向に変化するような回転磁界が、積層板１３０ａ〜１３０ｋに誘導する渦電流は著しく小さくなるか、または、発生しなくなり、渦電流損失のため回転電機のエネルギー変換効率を劣化させないようにすることができる。
【００３９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の回転電機は、実施の形態１の回転電機の非磁性導体が延長板を介して複数の積層板に接触させる絶縁スリーブの配置方法が異なるのみで、図１〜図３を使って説明した本発明の実施の形態１の回転電機と同一の箇所についてはその説明を省略する。
【００４０】
図４は、本発明の実施の形態２の回転電機において、図２において図示するＡの方向から見たステータ周辺の構造図である。図において、１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｃ、４ａ〜４ｃ、５ａ〜５ｃ、１２、１２５ａ〜１２５ｃ、１２６ａ〜１２６ｃ、１２７、１３０ａ〜１３０ｋは、実施の形態１と同様のものであり、その説明を省略する。
【００４１】
非磁性導体板２ａは、延長板４ａの露出部５ａを介して、スロット１２５ａ内において、隣り合う積層板１３０ｂ〜１３０ｃに導通している。非磁性導体板２ｂは、他のどの非磁性導体板にも導通していない積層板１３０ｄを隔てて、延長板４ｂの露出部５ｂを介して、スロット１２５ｂ内において、隣り合う積層板１３０ｅ〜１３０ｆに導通している。非磁性導体板２ｃは、他のどの非磁性導体板にも導通していない積層板１３０ｇを隔てて、延長板４ｃの露出部５ｃを介して、スロット１２５ｃ内において、隣り合う積層板１３０ｈ〜１３０ｉに導通している。図示するように、延長板４ａに接触する積層板１３０ｂ〜１３０ｃのうちの任意の積層板、延長板４ｂに接触する積層板１３０ｅ〜１３０ｆのうちの任意の積層板、および、延長板４ｃに接触する積層板１３０ｈ〜１３０ｉのうちの任意の積層板が、同一の積層板とならないように、延長板を介してどの非磁性導体板にも導通していない積層板を間にはさみつつ、延長板４ａ〜４ｃを非磁性導体板２ａ〜２ｃに取り付ける位置を、少しずつずらしながら、非磁性導体板２ａ〜２ｃへの延長板４ａ〜４ｃの取り付け位置を決めている。
【００４２】
このように絶縁スリーブが取り付けられているので、非磁性導体板２ａおよび積層板１３０ｂ〜１３０ｃを通過する電流通路は、強磁性体でできた歯１２７の一部分と鎖交する電流ループを形成しない。同様に、非磁性導体板２ｂおよび積層板１３０ｅ〜１３０ｆを通過する電流通路、または、非磁性導体板２ｃおよび積層板１３０ｈ〜１３０ｉを通過する電流通路は、強磁性体でできた歯１２７の一部分と鎖交する電流ループを形成しない。珪素鋼鈑のような強磁性体でできた歯１２７の一部と鎖交する電流ループが無いので、図３に図示する紙面の表面から裏面へのＢの方向に変化するような回転磁界が、積層板１３０ａ〜１３０ｋに誘導する渦電流は著しく小さくなるか、または、発生しなくなり、渦電流損失のため回転電機のエネルギー変換効率を劣化させないようにすることができる。
【００４３】
なお、実施の形態２では、非磁性導体板に導通させた隣り合う複数の積層板と、他の非磁性導体板に導通させた他の隣り合う複数の積層板との間に、１枚の非磁性導体板に接続されない積層板を配置しているが、非磁性導体板に導通させた隣り合う複数の積層板と、他の非磁性導体板に導通させた他の隣り合う複数の積層板との間に、２枚以上の非磁性導体板に接続されない積層板を配置させてもよく、その作用効果に差異を生じない。
【００４４】
なお、絶縁体３ａ〜３ｃは、ポリイミドのように比誘電率が５以下の低比誘電率材料を用いているので、絶縁体３ａ〜３ｃをはさんで非磁性導体板２ａ〜２ｃに接近して配置されるコイル１０２と非磁性導体板２ａ〜２ｃとの間の静電結合容量、すなわち、コイル１０２とステータ１２との間の静電結合容量１２４が小さくなるように配慮されており、インバータからコイル１０２に印加されるコモンモード電圧に対する応答電流としてインバータと回転電機を接続するアース線に発生する漏れ電流を増大させないようにすることができ、アース線より放射される不要な電磁波を増大させないようにすることができる。
【００４５】
なお、実施の形態１〜実施の形態２では、非磁性導体板２ａ〜２ｃに銅でできた非磁性導体を用いたが、銅にかえてアルミニウム、白金、金、導電性ポリマー等のような非磁性導体を用いてもよく、その作用効果に差異を生じない。
【００４６】
なお、絶縁体３ａ〜３ｃは、ポリイミドを用いているが、ポリイミドにかえてポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ四フッ化エチレン等のように比誘電率が５以下の低比誘電率の絶縁材料を用いてもよく、その作用効果に差異を生じない。
【００４７】
なお、回転電機６は誘導電動機としたが、誘導電動機にかえてＤＣモータ、同期機、ステッピングモータ、リラクタンスモータのような回転電機でもよく、その作用効果に差異を生じない。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
キャンドタイプの誘導電動機に本発明の絶縁スリーブを用いて、従来の絶縁スリーブと同様に容易にスロットへのコイルと絶縁スリーブの自動装着をすることができ、電動機の電力変換効率を劣化することなくインバータ駆動された誘導電動機に発生していたベアリング電流が原因で発生していた軸受装置の電食を解消することができ、本発明の絶縁スリーブを取付けることにより、インバータ駆動されるＤＣモータや同期モータ等の電食対策にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態１の回転電機の絶縁スリーブの構成図
【図２】同回転電機の構成図
【図３】同回転電機のステータ周辺の構造図
【図４】本発明の実施の形態２の回転電機のステータ周辺の構造図
【図５】従来の回転電機の概略構成図
【図６】同回転電機の絶縁スリーブの構成図
【図７】同回転電機の構成図
【図８】同図７において図示するＡの方向から見た従来の回転電機の構成図
【符号の説明】
【００５０】
１ａ      絶縁スリーブ
１ｂ      絶縁スリーブ
１ｃ      絶縁スリーブ
２ａ      非磁性導体板
２ｂ      非磁性導体板
２ｃ      非磁性導体板
３ａ      絶縁体
３ｂ      絶縁体
３ｃ      絶縁体
４ａ      延長板
４ｂ      延長板
４ｃ      延長板
５ａ      露出部
５ｂ      露出部
５ｃ      露出部
６        回転電機
１２      ステータ
１００    回転電機
１０２    コイル
１０３    ハウジング
１０４    ロータ
１０５    回転軸
１０６ａ  軸受装置
１０６ｂ  軸受装置
１０８ａ  エンドブラケット
１０８ｂ  エンドブラケット
１０９    インバータ
１２５ａ  スロット
１２５ｂ  スロット
１２５ｃ  スロット
１２６ａ  開口部
１２６ｂ  開口部
１２６ｃ  開口部
１２７    歯
１３０ａ  積層板
１３０ｂ  積層板
１３０ｃ  積層板
１３０ｄ  積層板
１３０ｅ  積層板
１３０ｆ  積層板
１３０ｇ  積層板
１３０ｈ  積層板
１３０ｉ  積層板
１３０ｊ  積層板
１３０ｋ  積層板
【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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