JPH0324140B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気機械の固定子に関し、さらに詳し
くは回転電気機械の固定子巻線を固定するための
あり〓をもつ歯状の突起を有する固定子に関す
る。

回転電気機械においては同一円周上に配置され
た固定子巻線は円周上に設けられた歯状の突起を
介して固定子を形成する基体の内周面に対して固
定される。これらの歯状の突起は回転子の回転軸
方向に伸びており、基体の内周面に設けられた回
転軸に沿つて伸びるあり溝に嵌合する。

各巻線は基体の内周面から内部に向かつて径方
向に突出する隣接する２個の歯状の突起の間に固
定される。

本発明が適用される知られた溝無し固定子にお
いては、巻線は、固定子の本体である基体の内周
面に穿設された溝の中に固定される代わりに、基
体の内周面に当接して固定される。

米国特許第3405297号明細書には、このような
固定子が開示されており、固定子は第７図に示さ
れるような構造を有している。同図において歯状
の突起１５２固定子が巻線１５０を基体としての
固定子本体１５１の内周面に当接させるように保
持している。この突起１５２は積層された非磁性
の金属板からなり、充分な機械的強度を有するも
のであるが、回転子の回転中には、これら固定子
巻線１５２に接線方向（第７図に於ける左右方
向）への強い力が加えられ、長期間の使用後に当
該力により固定子巻線１５２が所定の位置から偏
倚してもこの偏倚を矯正することができない。

本発明は前記諸点に鑑み成されたものであり、
その目的は、溝無し固定子において、固定子巻線
の所定の位置から接線方向及び径方向の偏倚を容
易に矯正し得るようにすることにある。

前述の目的は本発明によれば、磁性材料で形成
された基体と、基体の面上に所定の方向に関して
所定の間隔で形成されており、各々が所定の方向
に垂直な他の方向に沿つて伸延した複数のあり溝
と、一端部があり溝と相補形状のあり〓状に形成
されていると共にあり溝に固定的に嵌合してお
り、他端部が基体の面に対して垂直方向に一端部
から一体的に突出した複数の第１の突起と、一端
部があり溝と相補形状の〓状に形成されていると
共にあり溝に固定的に嵌合しており、他端部が基
体の面に対して垂直方向に一端部から一体的に突
出しており、長さが第１の突起より短く第１の突
起と交互に配置された複数の第２の突起と、基体
と協働して磁気回路を形成すべく第１の突起及び
第２の突起の間に配置された複数の巻線部材と、
巻線部材及び第２の突起の双方の、基体の面に平
行な方向に関する押圧力を夫々変化させるために
巻線部材と第２の突起との間〓に基体の面に垂直
方向に沿つて挿入された複数の楔部材と、第１の
突起の他端部の先端に連結されており、且つ楔部
材及び巻線部材に接した複数の保持部材と、巻線
部材及び楔部材の、基体の面に対して垂直方向に
関する押圧力を夫々変化させるために保持部材を
基体の面に対して接近させるべく第１の突起の他
端部の先端に装着された押圧力調整部材とを備え
た電気機械の固定子によつて達成される。

本発明の電気機械の固定子によれば、以下の効
果を奏し得る。第１の突起の他端部の先端に装着
された押圧力調整部材が、楔部材及び巻線部材に
接した保持部材を基体の面に対して接近させて、
基体に対して垂直方向に関する巻線部材への押圧
力を変化させると共に楔部材の挿入量を変化させ
得る。巻線部材の押圧力の変化は、基体の面に対
して垂直方向に関して巻線部材の変形及び位置決
めを容易に行い得、同時に、楔部材の挿入量の変
化は、第１の突起及び第２の突起を介して、基体
の面に平行な方向に関して巻線部材の変形及び位
置決めを容易に行い得、その結果、電気機械の出
力を常に安定的に保つことができる。一方、第２
の突起は、基体の面に平行な方向の押圧力にのみ
関与し、基体の面に垂直な方向の押圧力には関与
しない。従つて、第２の突起は第１の突起より短
くてよく、第２の突起を第１の突起より短くする
ことにより、保持部材及び押圧力調整部材の構成
的、配置的自由度を高くし得る。

以下添付の図に示される好ましい具体例に基い
て、本発明が如何に用いられ得るかを非限定的に
説明する。

第１図は本発明の固定子が交流発電機に用いら
れた具体例を示すものである。この交流発電機の
回転子（図示せず）は、第１図の紙面に対して垂
直な軸の周囲を回転する。

基体としての固定子本体２は、前記軸に対して
垂直な方向に伸びており、当該軸の方向に重ね合
わされた磁気鋼板の層から成つている。

固定子本体２の面としての内周面４には台形の
断面を有する前記軸の方向に伸びるあり溝６が穿
設されている。あり溝６の台形の短底辺は内周面
４のレベルにほぼ一致する。これらのあり溝６
は、一定の間隔を置いて内周面４に穿設されてい
る。あり溝６の各々は２つの側面８と１つの長底
辺１０とを有する。

あり溝６中には第１の突起１４又は第２の突起
１６が嵌合している。これらの突起１４，１６は
あり〓部１８及び胴部２０から成る。あり〓部１
８の断面は台形の形状を有しており、この台形は
内周面４の接線方向（第１図に於ける左右方向）
に沿つて伸びる長底辺及び短底辺、及びこれら２
底辺を連結する２辺を有している。胴部２０は前
記台形の短底辺から内周面４に対する垂直方向、
即ち径方向（第１図に於ける下方向）に沿つて延
びている。

これらの突起１４，１６の掛止はあり溝６内に
あり〓部１８を嵌合する結果生じる。突起１４，
１６の掛止を確実にするために、各突起１４，１
６のあり〓部１８の長底辺とあり〓部１８が嵌合
されているあり溝６の長底辺１０との間に本発明
に係るさらに他の楔部材としてのくさび２２，２
４が挿入される。これらのくさび２２，２４は前
記径方向に突起１４，１６を押圧するものであ
り、各あり溝６に２個づつ挿入されており、例え
ば外側（第２図に於ける上側）のくさび２２が内
側（第２図に於ける下側）のくさび２４と協働し
ている（第２図参照）。

第３図は複数の第１の突起１４が、同じあり溝
６内に前記軸の方向に関して所定の間隔を置いて
挿入される場合を示したものである。各一対のく
さび２２，２４は打込まれた後接着部２６によつ
て互いに固着される。

本発明の固定子に用いられる突起１４は後述す
る通り、非導電性の材料からなり、従つて突起１
４の内部における渦電流損の発生がなく、また同
時に充分な機械的強度を有するものである。

第１図に示されるように固定子本体２の内周面
４には第１の突起１４と第２の突起１６とが交互
に前記接線方向に関して所定の間隔を置いて配列
されている。第１の突起１４だけが巻線部材とし
ての巻線１２を超えて内部の回転軸に向かつて前
記径方向に突出した頭部２９を有する。

巻線１２を接線方向に押圧する押圧手段は第１
の突起１４と第２の突起１６との間に前記径方向
に打込まれたくさび２２，２４とは別の、本発明
に係る楔部材としてのくさび２８である。くさび
２８の打込量を調整することにより巻線方向に関
する位置を調整し得る。

巻線１２を固定子本体２の内周面４に押圧する
保持部材としてのプレート３０は、隣接する二つ
の第１の突起１４の突出端、即ち頭部２９に設け
られた貫通孔３４に夫々挿入された二つのくさび
２２，２４とくさび２８とは別の、本発明に係る
他の楔部材としてのくさび３２により、前記接線
方向に関するプレート３０の各両端が夫々押圧さ
れており、巻線１２を内周面４に押圧する。即
ち、くさび３２は貫通孔３４と共に押圧力調整部
材として機能している。

くさび３２の打込量を調節することによりプレ
ート３０を内周面４に対して接近離反させ、その
結果巻線１２の内周面４に対する押圧力を調整し
得る。

また、くさび３２，２８を外すことにより巻線
１２及び突起１４，１６の交換を容易に行うこと
ができる。

前述の第１及び第２の突起１４，１６の内部構
造を以下に説明する。この内部構造は第１の突起
１４及び第２の突起１６について、同一である。

第４図に示すように、これらの突起１４の各々
は、非導電性材料からなるコア４０と、このコア
４０に巻回された外被４６とを有している。コア
４０の一部は突起１４のあり〓部１８の内部に位
置している。コア４０はあり〓部１８の長底辺に
平行であつて且つ対向する底面４２と、底面４２
から胴部２０に向かつて互いに接近する２つの側
面及び胴部２０に向かつて互いに拡がる２つの側
面からなる側面部４４（第５図）とを有してい
る。外被４６は、ほぼ一定の厚さを有している。
外被４６には、あり〓部１８に、径方向の応力に
対する耐久力を与え、且つ突起１４全体に接線方
向の曲げ応力に対する耐久力を与えるべく、硬化
樹脂が含浸されている。

整形部材４８はあり〓部１８の長底辺と側辺と
で形成される角が過度に丸くならないように外被
４６内部の層間に突起の長手方向、即ち第１図に
於ける紙面に垂直な方向に伸びて配置されてい
る。

以上から本具体例による電気機械の固定子は、
磁性材料で形成された固定子２と、この固定子本
体２の内周面４に前記接線方向に所定の間隔を有
して複数個形成されており、各々が当該接線方向
と直交する前記軸方向に沿つて伸延したあり溝６
と、一端部があり溝６に嵌合されるようにあり溝
６と相補形状を有したあり〓部１８として形成さ
れあり溝６に固定的に嵌合されており、他端部が
固定子本体２の内周面４に対して前記径方向に当
該一端部から一体的に突出された複数の第１の突
起１４と、一端部があり溝６に嵌合されるように
あり溝６と相補形状を有したあり〓部１８として
形成されあり溝６に固定的に嵌合されており、他
端部が固定子本体２の内周面４に対して前記径方
向に第１の突起１４より短く当該一端部から一体
的に突出されており、隣接する当該第１の突起１
４の間夫々に配置された複数の第２の突起１６
と、固定子本体２との間で磁気回路を形成すべく
隣接する第１の突起１４及び第２の突起１６の間
に夫々配置された巻線１２と、これらの巻線１２
を前記接線方向に関して押圧すべく巻線１２と第
１の突起１４または第２の突起１６との間〓に前
記径方向に沿つて挿入された第１のくさび２８
と、これらの第１のくさび２８及び巻線１２の少
なくともいずれかに接して巻線１２を固定子本体
２の内周面４に対して押圧すべく第１の突起１４
の他端部の突出端に連結されたプレート３０と、
このプレート３０の固定子本体２の内周面４に対
する押圧力を変化させるためにプレート３０を内
周面４に対して接近離反させるべく第１の突起１
４の他端部の突出端である頭部２９に形成された
貫通孔３４に装着、即ち挿入されたくさび３２と
から構成されている。

今迄述べて来た突起の内部構造は、絶縁材料に
要求される機械的強度及び剛性特性が最も容易に
得られる構造であると思われるのであるが、これ
らと同じ特性を得ることを可能にする他の内部構
造、例えば第６図に表わされた型の突起１４を用
いることが可能である。この突起１４は樹脂を滲
透させた板状部材の重ね合わせによつて形成され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電気機械の固定子を有す
る交流発電機の回転軸に垂直な断面における部分
説明図、第２図は前記回転軸方向に打込まれ突起
を固定するための２つのくさび及び当該突起の斜
視図、第３図は第１図の線−に沿う部分側面
図、第４図は突起の断面図、第５図は第４図の
部の詳細図、第６図は第４図の突起の変形例、第
７図は従来の溝無し固定子の説明図である。 ４……固定子本体の内周面、１２……巻線、１
４……第１の突起、１６……第２の突起、２８，
３２……くさび、２９……頭部、３０……プレー
ト、３４……貫通孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁性材料で形成された基体と、前記基体の面
   上に所定の方向に関して所定の間隔で形成されて
   おり、各々が前記所定の方向に垂直な他の方向に
   沿つて伸延した複数のあり溝と、一端部が前記あ
   り溝と相補形状のあり〓状に形成されていると共
   に前記あり溝に固定的に嵌合しており、他端部が
   前記基体の面に対して垂直方向に前記一端部から
   一体的に突出した複数の第１の突起と、一端部が
   前記あり溝と相補形状の〓状に形成されていると
   共に前記あり溝に固定的に嵌合しており、他端部
   が前記基体の面に対して垂直方向に前記一端部か
   ら一体的に突出しており、長さが前記第１の突起
   より短く前記第１の突起と交互に配置された複数
   の第２の突起と、前記基体と協働して磁気回路を
   形成すべく前記第１の突起及び前記第２の突起の
   間に配置された複数の巻線部材と、前記巻線部材
   及び前記第２の突起の双方の前記基体の面に平行
   な方向に関する押圧力を夫々変化させるために前
   記巻線部材と前記第２の突起との間〓に前記基体
   の面に対して垂直方向に沿つて挿入された複数の
   楔部材と、前記第１の突起の他端部の先端に連結
   されており、且つ前記楔部材及び前記巻線部材に
   接した複数の保持部材と、前記巻線部材及び前記
   楔部材の、前記基体の面に対して垂直方向に関す
   る押圧力を夫々変化させるために前記保持部材を
   前記基体の面に対して接近させるべく前記第１の
   突起の他端部の先端に装着された押圧力調整部材
   とを備えた電気機械の固定子。 ２ 前記基体の面が円筒状に形成されており、前
   記第１の突起及び前記第２の突起の夫々は各一端
   部が前記基体の面に形成された前記あり溝に固定
   されており、各他端部が前記円筒の径方向に突出
   している特許請求の範囲第１項に記載の電気機械
   の固定子。 ３ 前記保持部材は、一方の面が前記巻線部材に
   接するプレート部材からなり、前記押圧力調整部
   材が、前記第１の突起の他端部の先端に形成され
   た貫通孔と、前記プレート部材の他方の面側で前
   記貫通孔に挿入された他の楔部材とを有している
   特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の電気機
   械の固定子。 ４ 前記第１の突起及び前記第２の突起の各一端
   部の前記基体に対する各嵌合は、前記あり溝の伸
   延方向に配置されていると共に前記あり溝と前記
   一端部との間〓に相互に対向して挿入されたさら
   に他の楔部材によつて達成されている特許請求の
   範囲第１項から第３項のいずれか一項に記載の電
   気機械の固定子。