JPH0614484A - コイル巻線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発電機のような回転電機の固定子に設けられ
ているスロット内に納められるようになったコイル巻線
の改良を目的とする。 【構成】 ソリッド直列クロスオーバー形コネクタ（３
４）により、固定子の端部領域で半コイル（３６，４
２）相互間に外部トランスポジション状態が得られる。
クロスオーバー形コネクタ（３４）は、互いに接触せ
ず、しかも半コイルの端部からのはみ出しを出来るだけ
少なくなるように形作られた第１及び第２の導体要素
（４８，５６）を有する。クロスオーバー形コネクタを
用いると、従来使用されてきた直列グループ形コネクタ
よりも取付けに必要な労力が少なく、頑丈であって振動
に強い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電機のような回転電
機の固定子巻線に関する。本発明は特に、かかる固定子
巻線の一対の半コイルを互いに接続するソリッド又は堅
牢性（solid)直列クロスオーバー形コネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】本出願
人による製造形式の多相発電機の固定子ユニットでは、
多数の半コイルを固定子の端部で接合して完全な固定子
巻線コイルを形成するのが通例である。

【０００３】図１は、かかる発電機で通常用いられてい
る形式の従来型半コイル１０を示している。半コイル１
０は、第１の素線スタック１４内の素線が第２の素線ス
タック１６内の素線とトランスポジション又は交差（tr
ansposition)状態の関係をなし、或いはローブリング
（roebelling）処理がなされている第１のローブル棒状
体（roebel bar）１２を含む。半コイル１０は更に、第
３の素線スタック２０内の素線が第４の素線スタック２
２内の素線とトランスポジション（transposition)関係
をなしている第２のローブル棒状体１８を含む。かかる
ローブリング構成により素線間の電圧差が比較的一定に
保たれるので損失が少なくなる。ローブル棒状体１２，
１８は当業者にとっては周知の撚り合わせ状螺旋パター
ンで配置される。図１で分かるように、冷却剤、例えば
水素ガスを半コイル１０の中へ循環させるためのチュー
ブ要素から成るスタック２４がローブル棒状体１２，１
８間に配置されるのが通例である。

【０００４】図２は、互いに異なる固定子スロット内に
納められた上部及び下部コイル１０，２６をコイル端部
又は回旋部においてグループ直列接続手段によりどのよ
うに接合するかを示している。従来構成では、ローブル
棒状体のエンドターンを特定の素線グループ２８，３０
に分け、これら素線グループをクリップ内に詰め込み、
はんだ付けして直列グループ形コネクタ３２を構成する
必要がある。残念なことに、この手法はコストが高くつ
き、労力が非常にかかるし、しかも扱いにくい。さら
に、直列グループ形コネクタ３２は、回転電機により生
じる振動に長時間さらされるため悪影響を受ける場合が
ある。

【０００５】本出願人が最近において設計開発した多相
発電機では、端部接続部における異なるローブル棒状体
１２，１８を交差させてローブル棒状体相互間循環電流
を相殺し、かくして固定子コイル電流を均一に分布させ
て損失を最小限にすることが望ましいことが判明した。
これは直列グループ形コネクタ３２によって達成できる
が、標準型半コイル相互接続方式よりも接続作業に多大
の労力が必要であり、またその結果得られるコネクタは
取扱が厄介である。

【０００６】取付けに労力がかからず、取扱が簡単であ
り、また接続しようとする半コイルのローブル棒状体相
互間に１８０°のトランスポジション状態を得ることが
できる固定子巻線用コネクタの開発が長く待たれていた
ことは明らかである。

【０００７】したがって、本発明の目的は、従来用いら
れている直列グループ形コネクタよりも取付けに必要な
労力が少ない固定子巻線コイル用コネクタを提供するこ
とにある。

【０００８】本発明のもう一つの目的は、従来の直列グ
ループ形コネクタよりもコンパクトであって取扱が簡単
であり、しかも振動による損傷を生じにくい固定子巻線
コイル用コネクタを提供することにある。

【０００９】本発明のさらにもう一つの目的は、接続し
ようとする半コイルのローブル棒状体間に１８０°のト
ランスポジション状態を得ることができるよう構成され
る固定子巻線コイル用コネクタを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的及び他
の目的の達成のため、本発明の要旨は、発電機のような
回転電機の固定子に設けられているスロット内に納めら
れるようになったコイル巻線において、第１及び第２の
導電性の素線グループを備えた第１の固定子巻線半コイ
ルと、第３及び第４の導電性の素線グループを備えてい
て、第３の素線グループが第１の素線グループと整列す
ると共に第４の素線グループが第２の素線グループと整
列するよう第１の固定子巻線半コイルと整列する第２の
固定子巻線半コイルと、ソリッド直列クロスオーバー形
コネクタとを有し、該クロスオーバー形コネクタは、一
端が単一接続手段で第１の素線グループの素線に、他端
が単一接続手段で第４の素線グループの素線にそれぞれ
電気的に接続される第１の導体要素と、一端が単一接続
手段で第２の素線グループの素線に、他端が単一接続手
段で第３の素線グループの素線にそれぞれ電気的に接続
される第２の導体要素とから成り、第１及び第２の導体
要素は、クロスオーバー域で互いに接触しないよう形作
られており、それによりトランスポジション状態が最小
限の労力で得られるようになっていることを特徴とする
コイル巻線にある。

【００１１】本発明の上記及び他の利点及び新規な特徴
は特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、本
発明の内容、その利点及び用途についての一層深い理解
のためには、添付の図面を参照して好ましい実施例の以
下の詳細な説明を読む必要があろう。

【００１２】

【実施例】今図面を参照し（図中、同一の符号は同一又
は対応の部分を示す）、特に図３を参照すると、本発明
の第１の実施例であるクロスオーバー形コネクタ３４
が、第１の固定子巻線半コイル３６と第２の固定子巻線
半コイル４２を相互に電気的に接続するよう構成されて
いる。第１の固定子巻線半コイル３６は第１の素線グル
ープ３８及び第２の素線グループ４０を含んでいる。同
様に、第２の固定子巻線半コイル４２は第３の素線グル
ープ４４及び第４の素線グループ４６を含んでいる。好
ましい実施例では、各素線グループ３８，４０，４４，
４６は、対応の半コイル３６，４２中にローブル棒状体
を構成する素線に該当している。たとえば、再度図１を
参照すると、第１の素線スタック１４及び第２の素線ス
タック１６の素線を一緒にして第１のグループ３８の状
態に構成でき、第３の素線スタック２０及び第４の素線
スタック２２の素線を一緒にして第１のグループ３８の
状態に構成できる。好ましくは、各素線グループはその
端部が互いにクリップ留めされ、素線及びクリップは互
いにろう付けされて各グループ３８，４０，４４，４６
の端部に連続一体の電気的接続部が形成される。かかる
ろう付けの施されたクリップ６２が図３に示されてい
る。図４〜図９に示す本発明の実施例では明瞭化のため
にろう付けクリップ６２か省かれているが、これら実施
例の各々に関して素線グループの端部にかかるクリップ
６２を設けることが望ましい。

【００１３】再び図３を参照すると、クロスオーバー形
コネクタ３４が第１の導体要素４８及び第２の導体要素
５６を有していることが分かろう。図３で分かるよう
に、第１の導体要素４８は、ろう付けのような方法で第
１の素線グループ３８に電気的に接続される第１の平ら
な部分５０を有する。第１の導体要素４８はテーパして
第２の平らな部分５４になる水平なクロスオーバー部分
５２を更に有し、この第２の平らな部分５４はこれ又好
ましくはろう付けのような方法で第２の固定子巻線半コ
イル４２の第４の素線グループ４６に電気的に接続され
る。第２の導体要素５６は第１の導体要素４８から軸方
向に離隔すると共に第１の導体要素４８により形成され
るギャップ内に設けられている。第２の導体要素５６
は、第１の固定子巻線半コイル３６の第２の素線グルー
プ４０に電気的に接続される第１の平らな部分５８及び
第２の固定子巻線半コイル４２の第３の素線グループ４
４に電気的に接続される第２の平らな部分６０を有す
る。図３で明確に示されているように、水平なクロスオ
ーバー部分が第１の平らな部分５８と第２の平らな部分
６０を電気的に接続している。第１の半コイル３６の第
１の素線グループ３８と第２の半コイル４２の第４の素
線グループ４６を相互に接続すると共に第１の半コイル
３６の第２の素線グループ４０と第２の半コイル４２の
第３の素線グループ４４を相互に接続することにより、
第１及び第２の半コイル３６，４２の素線グループ間に
１８０°のトランスポジションが達成される。第１及び
第２の導体要素４８，５６は、主成分が銅である材料で
構成され、出来るだけ堅牢且つ剛性であることが好まし
い。導体要素４８，５６が堅牢かつ剛性であり、かくし
てコネクタ３４も堅牢かつ剛性であることにより、コネ
クタ３４は、取付けの対象である回転電機により生じる
可能性のある振動に起因する損傷に特別強くなる。

【００１４】第１の導体要素４８と第２の導体要素５６
の相互接触を避けるため、第１の導体要素４８は対応の
素線グループ３８，４０，４４，４６の端部から前方へ
相当な離隔距離を置いており、それにより生じるギャッ
プに第２の導体要素５６が納められている。残念なが
ら、これによりコネクタ３４は素線グループの前方へ距
離Ｄにわたり突出し、かくして貴重なスペースを占有す
ることになっている。図４〜図９に示す本発明の実施例
では、本発明者は距離Ｄを減少させ、かくしてコネクタ
を一層コンパクトにするコネクタ構成例を案出した。し
たがって、図４〜図９に示す本発明の実施例は一層好ま
しい態様であると考えられるが、図３に示す実施例が本
発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

【００１５】今、図４及び図５を参照すると、本発明の
第２の実施例によるコネクタ６４が第１の導体要素６６
及び第２の導体要素６８を有している。第１の導体要素
６６は後方に湾曲した螺旋部分７０を有し、第２の導体
要素６８は反対に前方へ湾曲した螺旋部分７２を有して
いる。この構成により、第１の導体要素６６は第２の導
体要素６８に接触しないで第１の素線グループ３８の素
線と第４の素線グループ４６の素線を相互に電気的に接
続できる。導体要素６６，６８はそれぞれ、ろう付け法
又はこれと均等な方法により対応の素線グループに電気
的に接続された平らな部分を更に有する。

【００１６】本発明の第３の実施例であるコネクタ７４
が図６及び図７に示されている。コネクタ７４は、第１
の素線グループ３８の素線を第４の素線グループ４６の
素線に接続するための第１の導体要素７６を含む。コネ
クタ７４は更に、第２の素線グループ４０の素線を第３
の素線グループ４４の素線に接続するための第２の導体
要素７８を有する。第１の導体要素７６は、第１の素線
グループ３８の端部にろう付けされた第１の平らな部分
と第４の素線グループ４６の端部にろう付けされた第２
の平らな部分とを接続する対角線方向に延びる部分８０
を有する。同様に、第２の導体要素７８は、好ましくは
第１の導体要素７６の対角線方向に延びる部分８０から
離隔すると共にこれに対して平行な対角線方向に延びる
部分８２を有する。また、第２の導体要素７８の対角線
方向に延びる部分８２の第１の端部は第２の素線グルー
プ４０の端部にろう付けされている平らな部分と一体で
あり、第２の端部は第３の素線グループ４４の端部にろ
う付けされている平らな部分と一体である。

【００１７】本発明の第４の実施例のコネクタ８４が図
８及び図９に示されている。図８を参照すると、コネク
タ８４は第１の導体要素８６及び第２の導体要素８８を
有する。第１の導体要素８６は、第１の素線グループ３
８の端部にろう付けされている第１の平らな部分と、第
４の素線グループ４６の端部にろう付けされている第２
の平らな部分と、各端部がそれぞれ対応関係にある平ら
な部分と一体の水平な部分９２とを含む。第２の導体要
素８８は、第２の素線グループ４０の端部にろう付けさ
れている第１の平らな部分と、第３の素線グループ４４
の端部にろう付けされている第２の平らな部分と、各端
部がそれぞれ対応関係にある平らな部分と一体であり、
しかも第１の導体要素８６の水平な部分９２と接触しな
いようこれから離隔すると共にこれと平行な水平部分９
０とを含む。

【００１８】

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術における周知設計の半コイルの部分斜
視図である。

【図２】従来技術における周知形式の一対の半コイルの
間におけるグループ直列方式を示す略図である。

【図３】本発明の第１の実施例に従って構成されたクロ
スオーバー形コネクタの斜視図である。

【図４】本発明の第２の実施例に従って構成されたクロ
スオーバー形コネクタの斜視図である。

【図５】図４の実施例のクロスオーバー形コネクタの正
面立面図である。

【図６】本発明の第３の実施例に従って構成されたクロ
スオーバー形コネクタの斜視図である。

【図７】図６に示すクロスオーバー形コネクタの側面立
面図である。

【図８】本発明の第４の実施例に従って構成されたクロ
スオーバー形コネクタの斜視図である。

【図９】図８に示すクロスオーバー形コネクタの側面立
面図である。

【符号の説明】

３４，６４，７４，８４ 直列クロスオーバー形コネク
タ ３６ 第１の固定子巻線半コイル ３８ 第１の素線グループ ４０ 第２の素線グループ ４２ 第２の固定子巻線半コイル ４４ 第３の素線グループ ４６ 第４の素線グループ ４８，６６，７６，８６ 第１の導体要素 ５６，６８，７８，８８ 第２の導体要素 ６２ クリップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロン ウオルター モントゴメリー アメリカ合衆国 フロリダ州 ウインター スプリングス コートランドループ 4990

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電機のような回転電機の固定子に設け
   られているスロット内に納められるようになったコイル
   巻線において、第１及び第２の導電性の素線グループを
   備えた第１の固定子巻線半コイルと、第３及び第４の導
   電性の素線グループを備えていて、第３の素線グループ
   が第１の素線グループと整列すると共に第４の素線グル
   ープが第２の素線グループと整列するよう第１の固定子
   巻線半コイルと整列する第２の固定子巻線半コイルと、
   ソリッド直列クロスオーバー形コネクタとを有し、該ク
   ロスオーバー形コネクタは、一端が単一接続手段で第１
   の素線グループの素線に、他端が単一接続手段で第４の
   素線グループの素線にそれぞれ電気的に接続される第１
   の導体要素と、一端が単一接続手段で第２の素線グルー
   プの素線に、他端が単一接続手段で第３の素線グループ
   の素線にそれぞれ電気的に接続される第２の導体要素と
   から成り、第１及び第２の導体要素は、クロスオーバー
   域で互いに接触しないよう形作られており、それにより
   トランスポジション状態が最小限の労力で得られるよう
   になっていることを特徴とするコイル巻線。
2. 【請求項２】 前記導体要素と前記素線の間の前記単一
   接続手段は、ろう付けにより固められることを特徴とす
   る請求項１のコイル巻線。
3. 【請求項３】 第１及び第２の導体要素は銅を含む材料
   で構成されていることを特徴とする請求項１のコイル巻
   線。
4. 【請求項４】 前記導体要素と前記素線の間の前記単一
   接続手段は各々、素線の端部に締結されるクリップであ
   ることを特徴とする請求項１のコイル巻線。
5. 【請求項５】 第１及び第２の導体要素は、素線グルー
   プの端部からの突出長さが最短になるように形作られて
   いることを特徴とする請求項１のコイル巻線。
6. 【請求項６】 第１及び第２の導体要素は螺旋形状であ
   ることを特徴とする請求項１のコイル巻線。
7. 【請求項７】 第１の導体要素は素線グループの前記端
   部に対し後方へ曲がるよう形作られ、第２の導体要素は
   素線グループの前記端部に対し前方へ曲がるよう形作ら
   れ、それにより導体要素相互間の干渉が回避されている
   ことを特徴とする請求項６のコイル巻線。
8. 【請求項８】 第１及び第２の導体要素は互いに平行な
   平面内にあることを特徴とする請求項１のコイル巻線。
9. 【請求項９】 第１及び第２の導体要素のうち少なくと
   も一方は、対角線方向に延びる部分を含むことを特徴と
   する請求項８のコイル巻線。
10. 【請求項１０】 第１及び第２の導体要素のうち少なく
    とも一方は、平行な横断方向部分を含むことを特徴とす
    る請求項９のコイル巻線。