JPH0545089Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は回転電機の単層巻巻線に関する。

（従来の技術） 回転電機の電機子巻線及び誘導機の二次巻線は
同一スロツト内に上コイル及び下コイルを挿入す
る二層巻巻線が多く採用される一方、スロツト内
の導体の占積率が良くかつコイル数が減少する等
の有利さから一スロツト内一コイルとした単層巻
巻線が採用されることもある。単層巻巻線の接続
手段は二層巻巻線と同様第６図または第７図に示
す様な鉄心１０にコイル１５を重ね巻または波巻
した接続が一般的である。ところで、上記のいず
れの接続手段においても上コイルと下コイルを順
送りで接続するためコイルエンド部において第９
図に示す様に傾斜部１７を設ける必要がある。こ
の傾斜部１７におけるコイル相互間距離δはコイ
ル相互間のコロナ放電を防止するため回転電機の
電圧から定まり、電圧が高くなる程絶縁に必要と
される最小空間距離が拡がる。ここでδを増加さ
せるためにはコイル傾斜部１３の軸方向長さを延
長することによつて可能となる。ところが、この
様な場合高電圧の機械においてはδを増加させる
ためにコイル傾斜部１７の軸方向長さＣを極端に
大きくしなくてはならない場合があり、例えば遠
心力場で使用される誘導機の二次巻線等ではコイ
ルエンド部を支持する事が不可能となつて、機械
が成立しなくなり、また固定子側で使用の場合で
もコイルエンド部の空間を広くとらなくてはなら
ないために機械寸法を大きくしなくてはならない
等の欠点があつた。また逆に回転電機の設置場所
の制約がある場合には、単層巻巻線は二層巻巻線
に比べて条件は良いものの、絶縁に必要な最小空
間距離をコイルエンド部の傾斜部において確保で
きない場合があるという不都合を生じていた。こ
の欠点を解決する手段の一つとして単層巻巻線で
は第８図に示す様な鎖巻接続が一般的に知られて
いる。鎖巻接続の場合、同一相の隣接する相帯間
でコイルを近接するコイル同志から順に接続する
事から本考案による第２図と同様にコイルエンド
部渡り部のコイル相互間距離δ₀を任意に広く確保
することが可能であり、高電圧の機械にてコイル
相互間の絶縁空間距離を広くする必要がある場合
には好都合である。しかしながら、この場合には
コイル形状が多種〔最低でも回転電機の毎極毎相
当りのスロツト数（以下TAと称す）の２倍の種
類、ワンターンコイルの場合更にその２倍の種
類〕となるため、コイルの互換性が無くなり、予
備コイルの本数が増加し、またコイルの製造にお
いても形状が多種に及ぶために生産性が他の形状
のコイルに比べて悪く製造価格も上昇する等の欠
点があつた。

本考案の目的とするところは、ワンターコイル
にて構成される単層巻巻線にて、コイルエンド部
のコイル相互間距離を必要とする絶縁空間距離以
上とすることを可能とし、かつ構成するコイル形
状の種類を極力減らす事によりコイルの互換性の
ある巻線を提供することにある。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本考案においては、
一スロツトに一導体のコイルのエンド部の形状を
両端ともに直線部を延長した上コイルと、両端と
もに上コイルの下方に折り曲げた下コイルと、一
方端を上コイル形状にし他方端を下コイル形状に
した上下コイルとの３種類にし、各コイルエンド
部の先端の曲げ方向をコイル直線部方向を中心と
して反転させ、それぞれの種類のコイルについて
コイルエンド部にて所定のコイル相互間の空間を
保つように一相帯内で同一形状のものを軸方向に
位置をずらして配置し、隣接する同一相の相帯間
でのコイル同志の接続は両端それぞれについて鎖
巻と同様に接続する渡り線を設けたことを特徴と
する回転電機の単層巻巻線を提供する。

〔作用〕

この様に構成されたものにおいては、コイルエ
ンド部の接続手段が鉄心端片端ずつそれぞれにつ
いて見れば鎖巻と同等であるので限られたスペー
スの中でもコイルエンド部の渡り線部のコイル相
互間距離を広くする事が可能となり、高電圧の回
転電機でもコイル相互間の絶縁空間距離を十分に
確保することができる。また、コイル形状も３種
類であり、しかもコイルエンド部形状は上コイル
形状、下コイル形状の２種類であるので、コイル
の製造上においても鎖巻に比べて簡素化して、従
来の重ね巻及び波巻の単層巻コイルと同等となり
予備コイルの本数も従来の鎖巻コイルに比べて大
幅に減少する。

（実施例） 以下、本考案の一実施例について、第１図ない
し第４図を参照して説明する。第１図において、
１は下コイル、２は上コイル、３はコイルエンド
の一方端が上コイル、残る他方端が下コイル形状
となつたコイル（以下上下コイルと称す）である
が、上下コイル３はコイルの向きを反転させると
同一であるので、結局下コイル１、上コイル２、
上下コイル３の３種類の形状となる。鉄心１０内
の相帯区分線１０ａは相帯の区分を明瞭にしたも
のである。各コイル１，２，３はコイルエンド渡
り部５の曲げ方向をコイル直線部方向を中心とし
て反転させ、それぞれの種類のコイルについてコ
イルエンド部にて所定のコイル相互相の空間を保
つように一相帯内で同一形状のものを軸方向に位
置をずらして配置し、隣接する同一相の相帯間で
のコイル同志の接続はそれぞれ鎖巻と同様に渡り
線４で接続する。６は接続部である。第２図、第
３図は各コイル１，２，３をスロツトに挿入した
場合のコイルエンド部の構成を示す。そして、第
２のコイルと渡り線４には斜線を施したが、これ
は区分を明瞭にするもので、断面表示ではない。
第２図において上コイル２の渡り線４は鉄心端側
から２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの順に必要とされる
コイル相互間の絶縁空間距離δ₀を保ちつつ配置さ
れている。上コイル２は２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ
共、同一形状のコイルを軸方向にずらして挿入し
ているので第２図に示した鉄心端部と反対側の鉄
心端部では渡り線４は鉄心端X₀から２Ｄ，２Ｃ，
２Ｂ，２Ａの順番に並ぶことになる。尚、１１は
外側間隔片、１２は押え板、１３はスロツトを示
す。

ところで、第１図、第２図、第３図に使用され
るコイルは１ターンコイルであるが、前記した様
に挿入スロツトに対して軸方向をずらして挿入さ
れるため、鉄心長内で360°レーベル転位を行なう
従来の方式ではコイルによつて鉄心長内にてレー
ベル転位の存在しない部分が発生し、漂遊損失の
増加をもたらすし、また、コイル毎に使用場所に
あわせてレーベル転位位置をずらしていたのでは
本考案の目的の一つとするコイルの互換性の条件
を満足しない事になる。この解決策を第２図及び
第４図を使用して説明する。

第４図においてコイルの直線部におけるレーベ
ル転位の始点“Ｘ”は第２図において示した渡り
線４が最も鉄心端に近いコイル２Ａの鉄心端表面
位置“X₀”とする。コイルは鉄心端表面X₀に対
応する位置Ｘを始点として所定の転位ピツチγに
て鉄心長ｌ内にて360°レーベル転位され、第２図
のコイル２Ａに使用すれば一応レーベル転位の目
的を果たせる。

レーベル転位ピツチγはコイルの素線数をＮと
すれば γ＝ｌ／Ｎ ……（101） となる。ところで360°分のレーベル転位のみでは
第２図のコイル２Ｂ，２Ｃ，２Ｄに使用した場
合、レーベル転位始点が鉄心の外側になり、レー
ベル転位範囲が鉄心内全長には亘らなくなるた
め、第４図に示す様に360°分のレーベル転位の終
点“Ｙ”から更に第２図におけるコイル２Ａ，２
Ｄ間の距離α以上にてレーベル転位範囲を延長し
て nγ≧α ……（102） （ｎは整数）となる様に延長部終点“Ｚ”まで
転位を行なう。その結果、第４図に示すコイルは
第２図の２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄのいずれのコイ
ルとして使用しても鉄心内全長では必ずレーベル
転位が360°分となる。第２図及び第４図では上コ
イルについて説明したが、第１図の下コイル１、
上コイル３についても全く同様の手段でレーベル
転位を行なう。尚、もし（Ｎ＋ｎ）γ＞（ｌ＋α）
となる場合は第４図のレーベル転位始点位置
“Ｘ”を更に渡り線部側にずらしても構わない。

次に第１図において、コイルの挿入順序を考察
する。下コイル１を最初、上コイル２を最後に挿
入するのは自明であるが、上下コイル３は下コイ
ル１の次にいずれを先に挿入しても、渡り部５が
邪魔をして後から挿入する方が挿入できなくな
り、揚げコイルまたは浮力かしコイル作業が必要
となる可能性がある。この点については以下に説
明する手段にて解決できる。

すなわち第３図において渡り部５の上コイル及
び下コイル間の間隔ｄを ｄ＞〔スロツト深さ〕 ……(3) とすれば、例えば先に忍入した上下コイル３の上
コイル形状Ｕ部の渡り部５の背後に上下コイル３
の下コイル形状Ｌ部の渡り部５を通し、ずらしな
がら上下コイル３を所定のスロツト位置まで運ぶ
事ができる。尚、第２図のコイル２Ａ，２Ｂ，２
Ｃ，２Ｄの渡り部５の所要とする長さはコイルに
よつて異なるが最長の長さにて製作しておき、組
立時に切断するか、あるいは銅帯を使用してコイ
ル間を接続する事にすれば２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２
Ｄは渡り部５も含めて同一形状のコイルとなる。
また第１図“Ｓ”部の口出し部ではコイル同志を
接続銅帯１４で接続すれば良い。

次に、この実施例の作用について説明する。上
記のように構成によれば、コイルエンド部の渡り
線４の相互間距離δ₀を自由に選定する事ができ
る。またコイルエンド部の形状がそれぞれ形状を
同一として上コイル２形状及び下コイル１形状の
２種類のほかに、コイルとしては一方端は上コイ
ル形状Ｕ、他方端は下コイル形状Ｌの組み合せに
よる上下コイルを加えた合計３種類となる。更に
上コイル２と下コイル１間の渡り部５の間隔を適
当に製作して各コイルを渡り線４で接続すること
により、巻線組立時の揚げコイル作業あるいは浮
かしコイル作業が不要となる。

このようにして、コイルエンド部のコイル相互
間の空間距離を広くとれるので、コイル相互間の
絶縁強度が増し、コロナ放電更にフラツシユオー
バーの発生する危険性が減少する等、回転電機の
信頼性が向上する。またコイルの種類が少なくな
る事から、コイルの互換性が増して予備コイルが
少なくて済むほか、コイル製造における生産性も
従来の鎖巻コイルより向上して重ね巻、波巻コイ
ル並みで済む。更に揚げコイル作業が不要である
事から、巻線組立時にコイル絶縁を傷つける事は
なく、この面からも回転電機の信頼性が確保され
る。

本考案は上記し、かつ図面に示した実施例のみ
に限定されるものではなく、第１図は毎極毎相当
りスロツト数（TA）が４の場合を示したが、
TA＝ｎ（ｎ：整数）のいずれの場合でも本考案
が成立する事は言までもない。また、TA＝ｎ＋
１／２（ｎ：整数で第５図の場合３）の場合でも第 ５図に示す様に、接続線２０を設ける事により、
同様に構成可能である。

〔考案の効果〕

以上説明した様に本考案によれば、コイルエン
ド部のコイル相互間の空間距離を広くとれ、コイ
ル相互間の絶縁強度が大となるので、回転電機の
信頼性が向上する一方、使用するコイル形状が３
種類、コイルエンド部の形状で見れば２種類とな
るので、コイルの互換性が増し従来の鎖巻コイル
に比べて予備コイル本数を少なくする事ができ、
コイル製造上においても生産性が向上する。また
巻線組立にあたり、揚げコイル作業も不要であ
り、コイル絶縁を痛める事もないので回転電機の
信頼性が確保される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の単層巻巻線の一実施例を示す
接続図、第２図は第１図における巻線のコイルエ
ンド部の構成を示す展開図、第３図は第２図の側
面図、第４図は第１図ないし第３図のコイルのレ
ーベル転位を示す斜視図、第５図は本考案の毎極
毎相当りスロツト数がｎ＋１／２（ｎ：整数）の場 合の実施例の接続図、第６図は重ね巻による従来
の単層巻巻線の接続図、第７図は波巻による従来
の単層巻巻線の接続図、第８図は鎖巻による従来
の単層巻巻線の接続図、第９図は第５図及び第６
図における従来の巻線のコイルエンド部の構成を
示す展開図である。 １……下コイル、２……上コイル、３……上下
コイル、４……渡り線、５……渡り部、６……接
続部、１０……鉄心。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 一スロツトに一導体のコイルのエンド部の形
   状を両端ともに直線部を延長した上コイルと、
   両端ともに上コイルの下方に折り曲げた下コイ
   ルと、一方端を上コイル形状にし他方端を下コ
   イル形状にした上下コイルとの３種類にし、各
   コイルエンド部の先端の曲げ方向をコイル直線
   部方向を中心として反転させ、それぞれの種類
   のコイルについてコイルエンド部にて所定のコ
   イル相互間の空間を保つように一相帯内で同一
   形状のものを軸方向に位置をずらして配置し、
   隣接する同一相の相帯間でのコイル同志の接続
   は両端それぞれについて鎖巻と同様に接続する
   渡り線を設けたことを特徴とする回転電機の単
   層巻巻線。 (2) コイル直線部は鉄心に対してずらしても鉄心
   長内に360°分のレーベル転位が納まるように、
   レーベル転位を長くしたことを特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の回転電機の単
   層巻巻線。 (3) コイル渡り部の上コイルと下コイルとの相互
   間隔をスロツト深さ以上としたことを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項または第２項
   記載の回転電機の単層巻巻線。