JPS6051427A - 回転電機の磁性楔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔従来技術〕 磁性楔は回転電機のスロット開口部に装着されて、回転
電機の空隙における磁束分布を均一化し、効率や騒音等
の向上を図るために用いられるが、スロット開口部の構
成により、種々の形状のものがある。従来例を半閉スロ
ットの場合を例にして第１図、第２図、第３図により説
明する。

鉄心１のスロット２にはスロットライナー３で絶縁され
たコイル４が収納され、絶縁喫５でコイル４のスロット
開口部からの飛出しを防止すると共に絶縁を行う。磁性
楔６は鉄心１の軸方向からスロット２の開口部に挿入さ
れ、スロット開口部を第２図のように橋絡する。スロッ
ト２内の軸方向の端部に位置するコイル４の部位はスロ
ット２外に位置するコイル４の部位すなわちコイルエン
ドの湾曲部や交差部ならびに柔軟なスロットライナー３
の端部に近接し、ているので、これらの影響により、エ
ナメル電線の曲り、配列の乱れ、ふくらみ等を生ずる。

それ故、スロット２内の軸方向の端部におけるスロット
開口部の磁性楔６が収容されるスペースにバラツキを生
ずる。一方、スロット２内の軸方向の中央部に位置する
コイル４の部位は前記のコイルエンドの影響が少ないの
で、エナメル電線の曲り、配列の乱れ、ふくらみ等の発
生も少ない。従って、磁性楔６のスロット開口部への装
着において、主に鉄心１の軸方向の端部におけるスロッ
ト開口部のスペースのバラツキにより、第１図の如き鉄
心の軸方向に断面形状寸法の一定な磁性楔６では常にス
ロット開口部を第２図のように橋絡するとけ限らず第３
図のようにスロット内部に落ち込んだり、軸方向にづれ
てスロット開口部から脱落したり、あるいけ磁性楔６か
挿入時に破損したりして、回転電機として安定した特性
を得るこ吉・／）・でをず、磁性楔６を用いた回転電機
を生産する上で隘路となっていた。

従来は、この問題を解決するのに接着材を用いて挿着さ
ね、た磁性楔６の固定を行なった例もある。

しか１２、この方法だ吉磁性僕６を挿着した後、又は挿
着する前に接着材を塗布しなければならず、工数がかか
ろうえ、接着材の管理、及び、接着に使用する治具の管
理が大変であった８ 別の例としては、第４図に示すように磁性楔６と絶縁楔
５との間に磁性楔固定用のスペーサ７を設ける方法があ
る。この方法はスペーサ７なる別の材料が必要となるこ
ととスペーサ７を磁性楔６と絶縁楔５の間に挿入する作
業性の困難さ、また経時的にスペーサ７の磁性楔６を押
しつけている保持力が低下することから、磁性楔固定の
信頼性の低下の問題がある。

又、第５図に示すような、一部に磁性楔６自体の突起６
ａを用するものにおいては、第６図に示すように回転電
機のスロット２形状よりも大きな部分は、磁性楔挿入時
にコア端面の鉄板により削りとらワ１、コイルエンドに
は （△Ｌ　１．　Ｘ△１１＋△Ｔ、２Ｘ△Ｉ　２　）Ｘ（
厚さ）分の磁性楔６の粉が落ちる。ところが、この粉末
は磁性体であるために、コイル成形時や通電時の電磁振
動等によってコイルに傷をつけ、コイル間を短絡させる
危険性が多分にあり、コイル製造工程に悪い影響を与え
るし、除去のための余分な工数をかけなくてはいけない
等の問題がある。

ｒ発明の目的〕 本発明の目的はスロット開口部の所定の位置に確実１こ
装着できると共に、装着後のづれを防止するこ吉のでき
る回転電機の磁性楔を得ることにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため、本発明の特徴とするところ
は、磁性楔の厚みを、スロットの中央部に対応するとこ
ろを大きくシ、スロットの端部に対応するところを小さ
くする。そして、磁性楔のコイルに相対する面を船底形
状にする。これにより、磁性楔のスロ゛ソトへの挿入性
をそこなうことなくコイルのスプリングバックの作用で
磁性楔を鉄心の内径方向に確実に抑圧さね、るようにし
て磁性楔のスロット内部への落′仁、込みを防止する。

また、磁性楔Ｌ）’軸方向のつれや脱落の防止として、
前記の如くコイルのスプリングバックに伴い磁性留の船
底部が押圧されることにより、磁性楔が軸方向の分力を
得て保持さね７る。

さらに、磁性楔の鉄心に対する当接面にのこギり歯状の
溝や突起を設けることにより摩擦抵抗を増大するように
した。

また、本発明の特徴とするところＣオ、磁性楔の長手方
向の片方端面に、その幅方向に突起を設けることにある
。このようにすれば、電機子のスロット開口部の軸方向
端面より前記磁性楔を挿入した際、前記磁性楔の突起に
よって磁性楔が電機子スロット開口部の軸方向端面で１
トまり、それ以上の移動を防ぐ占共に、前記磁性楔突起
部を上方になるように電機子を姿勢制御することにより
、下方への移動及び脱落を防ぐものである。

さらに、前記磁性楔突起部が前記電機子スロット開口部
軸方向端面と同程度の平面商工になるようにスロット開
口部軸方向端面の磁性楔の突起側になる面を磁性楔の形
状ｌこ応して切り欠き、コイルとの沿面距離を稼ぐよう
にしたものである。

尚、磁性楔の突起を寸、磁性楔の幅方向に両方に設けて
も片方だけ設けても効果は同様であることはいうまでも
ない。

更に又、本発明は、磁性楔の中方向に突き出す突起を片
側又は両側ζこ備える。その個数は長手方向に少なくと
も１個以上備える。そしてこの僕が電機子のスロット開
口部に装着さね、た際に前記磁性楔の突起部と相対する
前記スロット開口部の鉄板を切り欠き、前記磁性楔の突
起部がスロット開口部の鉄板の切り欠き部にはまるよう
にする。

こわ、により、上下方向への移動、脱落を防止する。

また、磁性楔の中方向の少なくきも一部ｌこ塑性変形可
能な非磁性体物質を有し、回転電機のスロット開口部の
軸方向端面より前記磁性楔を挿入する際に、前記非磁性
体物質がスロット開口部の一部にあたり塑性変形するこ
とによって磁性楔の装着後の移動、脱落を防ぐものであ
る。

ｒ発明の実施例〕 本発明の一実施例をまず半閉スロットｌこおいて説明す
る。磁性楔６は第７図に示すようにコイルに相対する面
を曲面で構成された船底構造にする。

磁性楔６の収容されるスロット開口部のスペースは前記
の如くスロット軸方向の中央部に七いてバラツキが小さ
く、スロット軸方向の端部においてバラツキが大青くな
っている。従って、磁性楔６の厚みはスロット軸方向の
中央部に対応する吉ころを大きくし、スロット軸方向の
端部に対応するところを小さくして、磁性楔６がコイル
４のスプリングバックの作用により鉄心１の内径方向に
押圧されるように設定する。

図のようｌこ、挿入治具１０を用いてスロット２の軸方
向から行なわＪｌ、る。すなわ本、磁性Ｐ１ｊ６は挿入
治１１，１（’ｌに設けられ、た切込Ｊ＋、部にセット
さ２９５、挿入治具１０の先、）１Ｍ部１こよりコイル
・１２二絶縁復５をスロット２の底部の方へ押圧しつつ
、磁性楔６が追随するようにして挿入さねる。挿入さね
、た磁性楔６−１前記のコイル４やＰ縁僕５の押圧？こ
伴うスプリングバックの作用により、鉄心１の内径方向
に抑圧さＩ７．て、第１２図のように鉄心のスロット内
壁に当接する。この場合、前記のコイル４のスプリング
バックによる押圧力は、磁性楔６の船底部６ｈの各点に
、第１４図の如く作用する。

この押圧力ｌ’ｉｌは鉄心の径方向の分力Ｆ’　ｒ々鉄
心の軸方向の分力Ｆａｄと分解することができる。従っ
て、磁性ｆｆ２６に作用する鉄心１の内径方向の押圧力
Ｆｒの総和は次式のように表わすことができる。

Ｆｒ＝Ｆｒｏ＋−＝　＋ｌｉ’ｒｉ　十−＋Ｆｒｎ＋Ｆ
ｒ’ｉ＋　・・＋Ｆｒ’ｎ−−−−−−（１） 一方、磁性楔６に作用する鉄心１の軸方向の押圧力は、
磁性楔６の船底部６ｂにおける厚みの最大のところを境
にして、左側の押圧力Ｆａと右側の押圧力）ａ′はそわ
、ぞれスロットの内方向に作用しており、その総和はそ
れぞわ７次式で表わすことができる。

Ｆａ＝Ｆａａ＋　・＋Ｉｉ’ａ　ｉ＋　−＋Ｔｉ’ａｎ
　−−−−−（２）Ｆａ’＝Ｆａ’ｏ＋・＋ｌｉ’ａ’
ｉ　＋−＋Ｆ’ａ’ｎ　−−−−−（Ｂ）ここで、Ｆａ
ｏ＝Ｆａ’ｏ−０となる。

スロット２に装着された磁性楔６に外力が作用しないと
きの安定状態においては←＋ａ＝Ｆａ’となる。

また、磁性楔６に鉄心１の軸方向の外力が作用した場合
には安定状態を保持するようｌζ外力に対抗してＦａあ
るいは）１ａ′が作用する。従って、磁性楔６の船底構
造の作用により、磁性楔６はスロット内部への落込みを
発生せずにスロット開口部に円滑かつ確実に装着され、
しかも装着後の磁性楔６における鉄心１の軸方向のづわ
、を防止することができる。さらに、フェライト粉末の
成形や磁性粉末と合成樹脂の混練材の成形等で作られ、
た磁性ｍ　６　（″ｔｆＡ械的強度が低いので、その取
扱いに注意を要するが前記の船底構造により材料及びス
ロット開口部のスペースが有効に利用さね、て磁性楔の
曲げ強度や剛性等の機械的特性を向上することができる
。

尚１．前記の実施例の磁性楔６は船底部７１こおける厚
みの最大のところを境ｌこして、鉄心の軸方向の左側上
右側の形状寸法を対称にしているが、必要に応じて非対
称にしてもよい。

第８図醍び第９図の磁性楔６は２面または３面の平面で
構成された船底構造を有し、第２３図は曲面き平面で構
成さｔｌ、ｆ：船底構造を有する他の実施例を示すもの
で、作用および効果等については前記の実施例と同様で
ある。また、第２４図の磁性楔は複数の船底部を有する
他の実施例で鉄心の積厚の大きいものｊこ適し、前記の
実施例に比べ磁性楔６と絶縁１ｔＩＦｉの間のりニス付
着量が増加し、磁性楔の固着力をさらに高めることがで
きる。

また、第１０図、第４１図、及び第２７図の磁性楔６は
前記の実施例の磁性楔６の鉄心１に当接セる面にのこぎ
り歯状の溝８や突起９を形成したものである。この場合
、磁性楔６のスロット開口部への装着においては鉄心１
が打抜き六れた鉄板（０５を前後）を積層して構成さね
、ているので、第１５図及び第１６図のように打抜きパ
リのない方（％印の方向）力）ら挿入すると吉が望まし
い。

従って、前記の溝８や突起９が鉄心１のスロット２内壁
面の凹凸に係合することによって、磁性楔６のスロット
２への装着後の軸方向のづオフ、に対して、その防１Ｆ
効果を高めろこ、ヒがで六、さらに後工程のワニス含浸
々ｌ理において磁性Ｐｉ！！６　、’二鉄心１の係合部
におりるワニス付着量が増加することにより磁性楔６の
固着力を高めることができる。

尚、前記の溝８や突起９のピッチについて、前記の実施
例で６寸鉄心１の板厚にほぼ等しいものを示したが等ピ
ッチ、不等ピッ千、連続ピッチあるいは不連続ピッチな
ど必要に応じて形成可能である。

尚、スロット開口部々磁性ｔＦＩ！のｆｌＭぢ（１こお
いて前記の第１２図の例では両者の間に空隙を有してい
るが、第２８図のように接合させでもよくこの場合、回
転電機の騒音や条動等の特性を向上することが次に、開
放スロットにおける実施例について説明する。第１７図
の磁性楔６は曲面で船底構造を構成したもの、第１８図
、第１９図の磁性楔６は平面で船底構造を構成したもの
、第２５図の磁性楔は曲面と平面で船底構造を構成した
ものである。

更に、第２６図の磁性楔は複数の船底部を有するもので
ある。第２０図、第２１図メハ磁性楔６は鉄心１に当接
する面に、のこぎり歯状の溝８または突起９を設けたも
のである。こｔｌ、らの磁性楔６を開放スロット２’ｉ
こ装着した状態は第２２図の如くなる。また、これらの
磁性楔の作用及び効果については前記のスロットの磁性
楔における実施例と同様である。尚、スロット開口部と
磁性楔の態様において、前記第２２図の例では両者の間
に空隙を有しているが、第２９図の如き形状の磁性楔を
用いて第３０図のようｌこ接合させてもよく、この場合
、回転電機の、゛騒音や振動等の特性を向上することが
できる。

本発明の他の実施例を半閉スロットにおいて説明する。

磁性楔６は、第３１図に示すごとく、電機子のスロット
２の開口部の断面とほぼ同一の断面形状をしており、長
手方向の片端に突起６ａを幅方向に有している。コイル
４を挿入された固定子鉄心１は、通常接続側を」二方と
して接続、成形、固着等が行なわ右、るため、この姿勢
を途中で変えることがなけわ、ば、磁性楔は長手方向の
一端の突起６ａが鉄心１の上方端でストッパーとなって
それ以上下降することはない。磁性楔６は挿着後、他か
ら力を加える必要のないものであるから、磁性楔自身の
重量で作用して移動することを防げばよい。コイル４の
固着が行なわね詣、ば、磁性楔６も同時ｌこ固着さｎ、
るためｌこ、そわ、以後の固定子鉄心１の姿勢は自由で
ある。さて、第３２図に第３１図の磁性楔６を挿着した
電機子の１スロツトを示す。こね、をＡ方向から見た図
が第３３図である。

スロット２内に挿着された磁性楔６は第２図に示すＬｓ
の寸法が小さい時は、コイル４のスプリングバックによ
ってスロット２の底方向から開口方行へ押され、移動す
ることはない。又、第２図に示すＬｓの寸法が磁性楔６
よりも大きい時は、磁性楔６は自重でスロット開口部長
手方向−上端面に磁性楔６の突起６ａによって静ＩＦシ
、移動することはない。ところで、コイル４は導体部と
の距離がせまばると、通電した際に短絡する恐れがある
ためｌこ、ある程度の沿面距離をきることが必要とさね
、ている。最近は省資源を繁栄して、絶縁僕５の寸法は
なるべく挟ばめ、電機子鉄心１との距離１１も、機械挿
入による誤差程度しか見込んでおらず、したがって、本
発明による磁性楔６を用いるためにはＩ２の寸法が十分
な沿面距離を稼ぐように絶縁僕５を長手方向に長くしな
ければならない。しかし、このことは、コイル５の成形
等に悪い影響を与えるために好ましくない。

そこで、第３４図に示す如く、電機子スロット開口部の
長手方向の一端を、磁性楔６の突起６ａの形状よりやや
大きめに、また磁性楔６−ｈ＜挿入され、た際に、磁性
楔６の上端面が電機子スロット開口部長手方向の上端面
とほぼ同一になるように、磁性楔の突起部６ａにあわせ
て切り欠いた溝１ｂを有する電機子スロットを示す。こ
の製作は、最近の技術、たきえば型内漬層の技術等を用
い着、ば、手間をかけることなく全自動で出来るのであ
る。

第３４図に示す電機子鉄心１を用いて、第３１図に示す
磁性楔を挿入した図が第３５図であり、第３５図のＡ−
Ａ断面を第３６図に示す。

こね、によ右、ば、沿面距離も問題なり、シかも確実ｌ
こ挿入できる。磁性楔の突起６ａは、電機子鉄心の切り
欠き１ｂに入り、電機子鉄心１の端面に出ないために、
後作業なさえば糸しばり等に非常に有利である。第３７
図、第３８図、第３９図。

第４０図に、その他の磁性楔の実施例を示しである。特
に第４０図は第３３図において鉄心１の端面から突出す
る部分６Ｃを絶縁材で構成し、接着剤等の固着手段ｔこ
より磁性楔本体に取り付けたものであり、このようにす
ね、ば鉄心１に溝１ｂ等を設けることなく、充分な沿面
距離を保つことができる。また、この技術思想は他の形
状のものにも応用可能である。なお、以上は半閉スロッ
トについて説明したが、当該技術思想は開放等信の形状
のスロットにもその応用は可能である。

本発明の更に他の実施例を固定子の半閉スロットにぢい
て説明する。磁性楔６は第４９図に示すごとく回転電機
のスロット２の開口部とほぼ同一の断面形状をしており
、巾方向の一部に塑性変形可能な非磁性体物質６ａを有
している。前記非磁性体物質６ａは磁ｔｌｌ：喫６の巾
方向に突起した状態で磁性楔６に固着さｔ′１．ている
。また、前記非磁性体物質６ａを含めた磁性楔６の巾は
回転電機のスロット開口部の磁性楔６が挿入される部分
よりも巾広く形成されている。この磁性楔６を用いて回
転電機のスロット２／Ｔ′１開口部に鉄心１の軸方向の
一端面から挿入する際、磁性楔６は、通常部分ではスロ
ット２の形状よりも若干率さいためにスノ・−ズにスロ
ット２の開口部に挿入できるが、前記非磁性体物＠６ａ
が鉄心１の端面にあたると図示されないプッシャーで前
記非磁性体物質６ａを強性的に押圧し、鉄心１で前記非
磁性体物質６ａを塑性変形させながらさらに磁性楔６を
回転電機のスロット２の開口部ｌこ挿入し、挿入完了す
る。この時のスロット断面を第５０図に、又、軸方向（
Ａ−Ａ）断面を第５１図に示す。前記磁性体物質ｌａは
スロット開口部の鉄心１により塑性変形し磁性楔６をス
ロット開口部ｔこ固定Ｌ７ている。これにより磁性楔６
の移動、脱落は完全に防げるのである。又、本磁性柳６
を回転電機のスロット２の開口部に挿入する際、前記非
磁性体物質６ａは鉄心１である程度削りとられ、コイル
エンドの中に切り粉となって落ちるが、材質が非磁性体
であるのでインパルスや耐電圧不良きなるこきもなく、
作業も簡学である。第５１図においては、本磁性撲６は
図の下方から挿入された状態を示す。前記非磁性体物質
６ａは長手方向全体にわたっても、ポイントで数点あっ
ても、片側だけでもその効果には変わりがないことは言
うまでもない。その他の本実施例を第５２図、第５３図
、第５４図に示すが、これも長手方向全体ｌとわたって
も同効果が得られることは言うまでもない。さらζこ第
５５図には磁性楔６に前記非磁性体物質６ａを固着し、
挿入の際ずれないようにするための実施例きして磁性楔
６の巾方向に切り欠き溝８を有する磁性楔を示す。非磁
性体物質の磁性楔６への固着方法としては、前記非磁性
体物質をくっつけようとする場所にあらかじめヤスリ目
をつけるか、表面の仕上り面を荒くするなどして、又は
切り欠き溝をつけるなどして前記非磁性体物質６ａが磁
性楔６に固着さね、やすくしたうえで、モールド成形し
て固着したり、溶融された非磁性体物質の中ヘドブ付け
したりする方法が考えられる。又、非７η性体物質吉し
てｔＪ、フッソ閏脂、塩化ビニル等が考えられる。ただ
し塑性変形可能な非磁性体物質であっても導電性のある
ものは好ましくなく、又、削すらね、た粉末の形状が鋭
角になるような性質のものは使用すべきでないのは論を
またない。尚、以上半閉スロワＩ・に右いて説明して吉
たが開放スロットの場合でも作用、効果は同様であるこ
とは言うまでもない。尚、実験途上で磁性楔６自体の曲
がりが磁性楔６の脱落防止に有効であ−っだので、ここ
に付記する。

第５６図及び第１；７図に磁性楔６の曲がりの例を示す
。第５７図に曲がりのある磁性楔６の挿入方法を示す。

曲がりのある磁性楔６は周囲をガイドされたマガジン１
０の中に手動又は自動で人ね、らな、プッシャー９１こ
よって電鴫子のスロット開口部の鉄心１の端面より挿入
さね、ろために挿入に際し、ではある程度の曲がりがあ
っても悪影響を及ぼさない。第５９図にはこの磁性（契
が装着さね、た状態を示すが、厚み方向の両側でそわ、
ぞわ、スロット２の開口部と絶縁喫５を押圧するために
移動。

脱落するこきがない。この曲がりの範囲は実験的に第５
８図に示すｌ／Ｌによりば］〜５壬程度が好ましい。こ
ね以上だと磁性様が折ｔ′１する可能性が強くなるし、
ｐｌ下だ七曲カくりの効果・ｌバない。又、曲フ）（Ｖ
′Ｉけモールドの際の上型と下型の温度差で簡−ψに：
ｉＦｌ整できるために安価な対策である、ただし材質に
よりかなり異なるために、慎重に扱わねばならない。

このようにすわば、磁性楔６を電機子のスロット開口部
に確実に挿入できると共に、装着後の移動、脱落もなく
、又、電磁振動の対策にもなり、］９ 磁性楔を用いた回転電機の品質向上、生産性向上に寄与
する。

ｒ発明の効果〕 以上の説明から明らかなように本発明によれば磁性楔を
スロット開口部に確実に装着できると共に装着後のづわ
、を防止すること／バできるので、磁性楔を使用した回
転電機の品質向上（特性の安定化）や生産性の向上に寄
与し、回転電機の効率アップ（省エネ）や小形軽量化（
省資源）及び工数低減を図ることかで六る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁性楔を示す斜視図、第２図は第１図の
磁性楔を半閉スロットに装着し７た状態を示す断面図、
第３図は従来例を説明するためのスロット断面図、第４
図は従来例を示すスロット断面図、第５図は更に従来の
磁性楔を示す斜視図、第６図は従来の磁性楔を説明する
ための図、第７図、第８図、第９図、第１０図、第１１
図は本発明の実施例を示す磁性楔の斜視図、第１２図は
本発明による磁性楔を使用したスロット断面図、第・２
０・ １３図は磁性楔の挿入過程を説明するための断面図、第
１４図は本発明を説明するための説明図、第１５図、第
１６図は本発明の他の実施例を示す断面図、第１７図、
第１８図、第１９図、第２０図、第２１図は本発明の他
の実施例を示す斜視図、第２２図は開放スロットの断面
図、第２３図、第２４図、第２５図、第２６図、第２７
図は本発明の更に他の実施例を示す斜視図、第２８図は
半閉スロット断面図、第２９図は本発明の更に他の実施
例を示す斜視図、第３０図は開放スロット断面図、第３
１図は本発明の更に他の実施例を示す斜視図、第３２図
セよび第３３図は第３１図に示す磁性楔を挿入配置した
スロット部の斜視図および正面図、第３４図、第３５図
、第３６図は本発明の更に他の実施例を示すスロット部
の斜視図および正面図、第３７図、第３８図、第３９図
、第４０図、第４１図は本発明の更に他の実施例を示す
斜視図、第４２図、第４３図、第４４図は第４１図に示
す磁性楔を説明するためのスロット部の斜視図および正
面図、第４５図、第４６図、第４７図、第４８図は本発
明の更に他の実施例を示す斜視図、第４９図は本発明の
更に他の実施例を示す側面図および正面図、第５０図、
第５１図は第４９図に示す磁性僕ヲ説明するためのスロ
ット断面図、正面図、第５２図、第５３図、第５４図、
第５５図は本発明の更に他の実施例を示す外観図、第５
６図は本発明の更に他の実施例を示す外観図、第５７図
は磁性楔の挿入過程を説明するための断面図、第５８図
、第５９図は第５６図に示す磁性楔を説明するための説
明図である。 １：回転電機鉄心、２ニスロツト、３ニスロツトライナ
ー、４：コイル、５：絶縁僕、６：磁性喫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転電機のコイルを収容するスロットに装着される
   磁性楔において、前記コイルに相対する面を船底状に形
   成したことを特徴とする回転電機の磁性楔。 ２、鉄心に当接する面にのこぎり歯状の溝または突起を
   形成したことを特徴とする特許請求の範囲本発明は回転
   電機に使用される磁性楔に係り、特にスロットへの装着
   に好適な磁性楔に関する。