JPH0446063B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転電機に用いられる磁性楔の改良に
係り、特に磁性材を塑造材によりモールド固形化
した磁性楔の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

周知のように回転電機の巻線は、鉄心スロツト
の中に収納され、そしてこの巻線を鉄心スロツト
内に保持しておくために鉄心スロツトの開口部に
は楔が設けられている。

この楔は、極く一般には非磁性（透磁率小）の
ものが採用されるが、例えば誘導電動機のように
固定子と回転子間のエアギヤツプが小さい回転電
機では、鉄心スロツトの存在によるエアギヤツプ
磁束分布の脈動及び磁束の鉄心歯部への集中に基
づく鉄損又励磁電流の増加を抑制するため、適度
の磁性をもつた楔を用いている。このような楔
は、一般に磁性楔と称されており、固定子と回転
子間のエアギヤツプ及び鉄心歯部の磁束分布の均
一化の目的からすれば、鉄心歯部から楔を介して
エアギヤツプ側に通過する磁束に対する磁気抵抗
が極力小さいことが望ましく、一方鉄心スロツト
両側の鉄心歯部の磁位差に基づき一方の歯部から
楔を介して他方の歯部に向かう、いわゆる濡れ磁
束に対する磁気抵抗は高い程望ましい。

換言すれば、磁性楔は磁性が単に強い（透過率
大）だけでは不十分であり、特定方向に対しての
み磁束を良く通す磁気的異方性を有するものが望
ましい。

このような磁気的異方性を有する磁性楔とし
て、従来つぎの様な構成のものが知られている。

すなわちその一つは、磁性体を鉄心スロツトの
幅方向両側の歯部近傍にのみ集中的に配設し、こ
れらの磁性体部間を非磁性材から成る連絡装置や
樹脂等の塑造体により一体化するものである。こ
のような構成の磁性楔は例えば実公昭５−11452
号公報や実公昭14−5659号公報に開示されてい
る。

もう一つは、偏平な磁性粒子の偏平面の方向を
楔の厚み方向に整列させて樹脂等でモールドする
構成のものであり、例えば特開昭52−6906号公報
に開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

回転電機に用いられる磁性楔としては、磁気的
な特性の面からみれば、前述したように磁気的に
異方向性を有することが望ましいが、実用性の観
点も考慮すれば楔本来の使命である巻線支持とし
ての機能を十分果たし得る機械的強度を備え、か
つ製作もし易いものでなければならない。

しかしながら前述した従来のこの種磁性楔は、
機械的強度や製作の容易さの点で充分とは云えず
最近のように回転電機の大容量化に伴い巻線の電
磁力も大きくなりつつあることからさらに機械強
度の向上が望まれるようになつてきている。

すなわち、磁性体部を楔の幅方向両端部の鉄心
歯部近傍に集中して配設し、これらの磁性体部間
を非磁性材で連結したり、塑造材でモールド成形
することによつて一体化するものにおいては、磁
性体と非磁性部の結合部の機械強度の確保が難か
しく、かつ構造的にも複雑になりがちである。

また偏平磁性粒子の偏平面や磁性線の長手方向
を楔の厚み方向に整列させるものにおいては、磁
性粒子や磁性線を楔の長さ方向に均一に整列させ
るのが難かしく、かつ、スロツト中に巻線を強固
に固定する上で重要な厚み方向のせん断力に対す
る強度を、合成樹脂等の塑造体の強度に依存せざ
るを得ない構成のため、巻線の固定装置としての
十分な機械強度を確保しにくい面があつた。

本発明はこれにかんがみなされたもので、その
目的とするところは望ましい磁気的異方向性を有
し、かつ機械的強度の大なる。すなわち堅牢なこ
の種回転電機の磁性楔を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち本発明は磁性楔を、磁性細線層の集合
体に塑造材をモールド固形化して形成するととも
に、前記磁性細線層が磁性楔の厚み方向に対して
巾方向に所定の角度傾斜して配置され、かつその
傾斜が磁性楔の長手方向に交互に配置されるよう
に形成し所期の目的を達成するようにしたもので
ある。

〔作用〕

このように形成された磁性楔であると、厚み方
向に対し磁性細線が傾斜しているため、楔の幅方
向の一端が接する鉄心歯部からエアギヤツプ側へ
の有効磁束の通過が磁性線の長手方向に通過する
ことになるのでこの方向に対する磁気抵抗は小さ
く望ましい磁気特性を有し、一方、磁性線が楔の
幅方向にまたがることはないので、楔を幅方向に
通過する漏れ磁束（鉄心歯部から隣接鉄心歯部へ
の）は、直接接することのないように配置された
磁性線の間を通過することになるので、この方向
の磁気抵抗は大きく漏洩磁束の減少がはかれる。
すなわち、磁性楔として望ましい磁気異方性が得
られる。

また、交互に傾斜した磁性線群から成るため、
これらの磁性線群が格子状の芯材となり、楔の厚
み方向に加わるせん断力に対する機械的強度が向
上するのである。

〔実施例〕

以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。

第２図は、本発明の一実施例を示す回転電機の
要部断面図であり、固定子鉄心１に形成された鉄
心スロツト２に、絶縁３が施された巻線４が装着
されている。そしてスロツト２の開口部にはこの
巻線４を支持する磁性楔６が配置されている。

磁性楔６は鉄心スロツト２の側壁、すなわち鉄
心歯部１ａ，１ｂに設けられた溝に嵌合され、磁
性楔自体を保持するとともに巻線を固定支持して
いる。

８及び９は鉄心スロツト２内における巻線４の
高さ方向寸法を調整するスペーサであり、１０は
鉄心スロツト２と巻線４の幅方向の隙間を調整す
るスペーサである。

１１は回転子でエアギヤツプ１２を介して固定
子鉄心の１内孔中に回転自在に配置されている。

前述した磁性楔６は次のように形成されてい
る。すなわち第１図に一部破断して示すように数
多くの磁性細線６ａ，６ｂが所定の角度巾方向
（図中矢印方向）に傾斜して並設され、すなわち
傾斜した磁性線層が形成され、これらが例えば合
成樹脂等の塑造材６ｃによりモールド固形整形化
されている。

磁性細線６ａ，６ｂの傾斜角度θはできるだけ
大きい方が回転電機における磁気特性上望ましい
が、傾斜角度を大きくするといつてもぜひ注意し
なければならないことは、あまりにこの傾斜角度
を大きくし、磁性細線６ａ，６ｂの両端がスロツ
トの両側の鉄心歯部１ａ，１ｂに跨がることがあ
つてはならない。すなわちスロツト２両側の鉄心
歯部１ｂを磁性細線６ａ，６ｂにて磁気的に短絡
してしまつては磁性楔本体の使命を失つてしまう
からである。

磁性細線６ａ，６ｂは巾方向に傾斜して配され
るが、この傾斜方向は磁性楔６の長手方向に交互
に異なつた方向となるように形成される。

尚この図では隣接磁性細線の間隔が磁性細線の
径に比較し大きく形成されているが、説明上わか
り易くするためにこのように図に表わしたもの
で、実際には、この間隔は磁性細線径の1/10〜1/
５と非常に小さいものである。

さてこのように形成された磁性楔６は第３図に
示すように、鉄心歯部１ａ側からエアギヤツプ１
２に向かう磁束φ_eaに対しては磁性線６ａがその
通過方向に整列しているので磁気抵抗は小さい。
同様に鉄心歯部１ｂ側からエアギヤツプ１２に向
かう磁束φ_ebに対しても磁性線６ｂがその方向に
整列しているので磁気抵抗は小さい。一方、磁性
楔６を幅方向に通過する磁束φ_lに対しては、鉄心
歯部１ａ，１ｂいずれの側から楔内に入るにして
も、磁性細線６ａ，６ｂの整列方向と直角方向に
少なく共１ケ以上の非磁性塑造体層を介して通過
せざるを得ないので、この方向の磁気抵抗は大き
いのである。

尚以上の説明では、この種磁性楔を形成するに
あたり、一つの実施例をあげて説明してきたが、
このような磁性楔を形成するには他にも種々の例
が考えられよう。

第４図にはもう一つの実施例をあげた。この図
においては、傾斜した磁性細線の磁性楔巾方向の
中央部に磁性細線６ａを集中させて配置するよう
にしたものである。

このような構成であると、スロツト開口部にお
ける巾方向中央部に多くの磁束を流すことがで
き、開口部における磁束の分布がさらに平均化さ
れ磁気的特性上さらに有効である。

尚この場合磁性細線の集中配置の代りに全体的
に磁性細線を配置するが磁性細線の透磁率の異な
る材料のもの、すなわち透磁率大なるものを、集
中配置するようにしても同様な効果が得られよ
う。

次に第５図により、従来一般に採用されている
磁性楔と本発明の磁性楔との効果を比較してみ
る。この図は固定子鉄心と回転子間のギヤツプに
おける磁束の分布状態をその実験結果よりみたも
ので、供試楔としては巾が13mm、厚みが４mm（約
500KWクラス）のものである。

この図の点線よりなる曲線Ｘは従来一般に採用
されていたもの、すなわち簡略していえば楔の巾
方向両側に磁性体を有し、中央部に樹脂を充填固
形化したもので、この図から明らかなように、ス
ロツト部と鉄心歯部々分では、非磁性楔の曲線Ｙ
に比較しては大きく改善されているが、まだ磁束
分布状態には高低差があることがわかる。これに
対して曲線Ｚで示す本発明の磁性楔であると、そ
の磁束分布がさらに平坦化に近づいていることが
わかるであろう。

以上種々述べてきたように、本発明の磁性楔に
よれば、楔の厚み方向に対してその巾方向に所定
の角度傾斜した磁性細線とその傾斜方向と異なる
傾斜方向を有する磁性細線とを、楔の長手方向に
交互に配置するようになしたから、鉄心歯部から
エアギヤツプに向う磁束に対しては磁気抵抗は小
さく、かつ磁性楔を巾方向に通過する磁束、すな
わち鉄心歯部から隣接鉄心歯部に向う磁束に対し
ては磁抵抗が大きくなるので、磁性楔として望ま
しい磁気特性を有し、又磁性細線が交互に逆方向
に傾斜配置されていることから格子状の心材とな
り機械強度も向上し、磁気特性良好にして機械的
に堅牢なこの種回転電機の磁性楔を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁性楔を示す一部破断斜視
図、第２図は、本発明の磁性楔を備えた回転電機
の要部断面図、第３図は第２図と同部分を示し、
磁束の通過状態を示す断面図、第４図は、本発明
の磁性楔の他の実施例を示す断面図、第５図は鉄
心スロツト位置と磁束密度の関係を表わす曲線図
である。 １…固定子鉄心、２…鉄心スロツト、４…巻
線、６…磁性楔、６ａ，６ｂ…磁性細線、６ｃ…
塑造材、１１…回転子、１２…エアギヤツプ、１
４…磁性細線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 巻線を収納した鉄心スロツトの、その開口部
   に配置され、かつ母体が磁性材を塑造材によりモ
   ールド固形化形成された回転電機の磁性楔におい
   て、前記磁性材が、所定の間隔を保つて並設され
   た複数の磁性細線層の集合体にて形成され、か
   つ、前記磁性細線層が夫々楔の巾方向に傾斜して
   配置されるとともに、その傾斜方向が楔の長手方
   向に交互に異方向となるように形成されてなる回
   転電機の磁性楔。