特許 7501318 界磁巻線の通風路構造、界磁巻線の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-10

(45)【発行日】2024-06-18

(54)【発明の名称】界磁巻線の通風路構造、界磁巻線の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/24 20060101AFI20240611BHJP

   H02K 15/04 20060101ALI20240611BHJP

【ＦＩ】

H02K3/24 P

H02K15/04 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020188553

(22)【出願日】2020-11-12

(65)【公開番号】P2022077648

(43)【公開日】2022-05-24

【審査請求日】2023-02-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000006105

【氏名又は名称】株式会社明電舎

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100104938

【弁理士】

【氏名又は名称】鵜澤 英久

(74)【代理人】

【識別番号】100210240

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 友幸

(72)【発明者】

【氏名】松江 一樹

(72)【発明者】

【氏名】田崎 一晃

(72)【発明者】

【氏名】村井 和也

(72)【発明者】

【氏名】江島 正一

【審査官】尾家 英樹

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１６４０２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／０１７１４３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３／００－ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転電機の回転軸に沿った継鉄から径方向に向かって突出した磁極鉄心に巻き付けられる界磁巻線を冷却する通風路の構造であって、
前記通風路は、前記界磁巻線の内周面を径方向に沿って貫通形成された通風溝により構成され、
前記通風溝は、略円弧状に貫通形成され、
前記界磁巻線は、銅板と絶縁紙とを交互に積層して構成され、
前記銅板および前記絶縁紙の内周面には、前記通風溝を構成する円弧溝が形成され、
前記通風溝の内面は、前記銅板からはみ出た前記絶縁紙の余剰部分の除去が施されていることを特徴とする界磁巻線の通風路構造。

【請求項2】

回転電機の回転軸に沿った継鉄から径方向に向かって突出した磁極鉄心に巻き付けられ、
内周面を径方向に沿って貫通形成された略円弧状の通風溝を備えた界磁巻線の製造方法であって、
前記通風溝を構成する円弧溝が対応位置にそれぞれ形成された銅板と絶縁紙とを交互に積み重ねる積層工程と、
前記積層工程後の積層体を加熱しながら加圧することで前記銅板と前記絶縁紙とを接着させる焼付工程と、
前記絶縁紙の前記銅板からはみ出た余剰部分を所定の工具を用いて除去する清掃工程と、
前記清掃工程後の前記積層体の表面に塗装を施す塗装工程と、
を有することを特徴とする界磁巻線の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機の突極型回転子における界磁巻線を冷却する通風路の構造および界磁巻線の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から回転電機の回転子として、複数の磁極を外周部に備えた突極型回転子が知られている。この突極型回転子は、円筒状の固定子内の軸方向に継鉄が配置され、該継鉄から径方向に突出した複数の磁極鉄心に界磁巻線が巻き付けられている。

【0003】

特許文献１，２では、図１に示すように、界磁巻線１の内周面１ａを径方向に沿って凹状に貫く一対の通風溝（通風路）２が対向配置されている。この通風溝２内に冷却風を通して界磁巻線１内部の冷却を図っている。

【0004】

この通風溝２を形成するため、図２に示すように、銅板３・絶縁紙４のそれぞれの内周面３ａ，４ａに矩形状の凹溝５，６が形成されている。具体的には銅板３と絶縁紙４とを交互に積層する積層工程と、積層工程後の積層体を加熱しながら加圧する焼付（ヒートプレス）工程と、焼付工程後に所定の工具１０（図３参照）で絶縁紙４の余剰部分４ｂ（同図参照）を除去する清掃工程と、清掃工程後に塗装を施す塗装工程とを経て通風溝２付きの界磁巻線１が製作される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００２－５８１８８

【文献】実開昭６１－１２６７５３

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

絶縁紙４は銅板３よりもサイズが大きいため、図３に示すように、前述の清掃工程で銅板３からはみ出た余剰部分４ｂを工具１０により除去している。しかしながら、凹溝６が矩形なため、溝内角部６ａの余剰部分４ｂに工具１０を当てられず、そこの余剰部分４ｂを除去できないおそれがある。

【0007】

この場合に残った余剰部分４ｂは、引っ掻き刃のような細長い工具を用いて除することが可能なものの、作業工程が増加し、製造時の作業効率が悪化するおそれがある。また、絶縁紙４の余剰部分４ｂが残った状態のままでは、通風溝２内の通風を阻害し、その冷却性能を低下させるおそれもある。

【0008】

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされ、通風溝の形状を改良することで突極型回転子の界磁巻線において、製造時の作業効率および冷却性能の向上を図ることを解決課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

（１）本発明の一態様は、回転電機の回転軸に沿った継鉄から径方向に向かって突出した磁極鉄心に巻き付けられる界磁巻線を冷却する通風路の構造であって、
前記通風路は、前記界磁巻線の内周面を径方向に沿って貫通形成された通風溝により構成され、
前記通風溝は、略円弧状に貫通形成されていることを特徴としている。

【0010】

（２）本発明の他の態様は、前記通風路構造を備えた界磁巻線の製造方法であって、
前記通風溝を構成する円弧溝が対応位置にそれぞれ形成された銅板と絶縁紙とを交互に積み重ねる積層工程と、
前記積層工程後の積層体を加熱しながら加圧することで前記銅板と前記絶縁紙とを接着させる焼付工程と、
前記絶縁紙の前記銅板からはみ出た余剰部分を所定の工具を用いて除去する清掃工程と、
前記清掃工程後の前記積層体の表面に塗装を施す塗装工程と、を有することを特徴としている。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、突極型回転子の界磁巻線における製造時の作業効率および冷却性能の向上を図ることかできる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】従来の界磁巻線の斜視図

【図2】同 積層工程を示す図１中のＥ１部分の拡大図。

【図3】同 清掃工程を示すＥ１部分の拡大平面図。

【図4】本発明の実施形態に係る界磁巻線の斜視図。

【図5】同 積層工程を示す図４中のＥ２部分の拡大図。

【図6】（ａ）は焼付工程を示すＥ２部分の斜視図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｃ方向の矢視図。

【図7】同 清掃工程を示すＥ２部分の斜視図。

【図8】同 清掃工程を示すＥ２部分の平面図。

【図9】同 塗装工程を示すＥ２部分の斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態に係る界磁巻線の通風路構造を説明する。この通風路構造は、特許文献１，２と同様に回転電機の突極型回転子の界磁巻線を冷却する通風路に適用される。

【0014】

前記突極型回転子は、フレーム内周に固定された円筒状の固定子内の軸方向に延設配置された継鉄と、該継鉄から径方向の外側に向けて突出した複数の磁極鉄心とを備えている。この磁極鉄心は、前記継鉄の周方向に等間隔に配置され、それぞれの外周面に界磁巻線が巻き付けられている。

【0015】

このとき前記界磁巻線に励磁電流を流して該界磁巻線の内側に磁界を発生させることにより、静止側の前記固定子に対して回転側の前記突極型回転子を回転させることが可能となる。

【0016】

ところが、前記界磁巻線に励磁電流が流れると、その電流の流れによって前記界磁巻線が発熱する。このとき前記界磁巻線の温度が高くなりすぎると、前記界磁巻線の絶縁層が破損するおそれがある。

【0017】

そこで、前記突極型回転子を備えた回転電機は、周方向に隣接する前記界磁巻線間に冷却風を流したり、前記界磁巻線の軸方向端面に冷却風を当てたりする構造により前記界磁巻線を冷却していた。このような従来構造は、前記界磁巻線の外周部のみを冷却するにすぎないため、前記界磁巻線内部を十分に冷却することができなかった。

【0018】

本発明の前記通風路構造は、（１）前記界磁巻線を径方向に貫く通風溝を冷却用の通風路として形成し、（２）前記通風溝内に冷却風を流すことで前記界磁巻線内部の冷却を図る点で、特許文献１，２と一致する。

【0019】

ただし、前記通風路構造は、前述のように前記通風溝の形状を改善することで製造時の作業効率・冷却性能を向上させている点で顕著に相違する。以下、実施例に基づき具体的に説明する。

【実施例】

【0020】

図４に基づき前記通風路構造の実施例を説明する。図４中の１１は、前記突極型回転子の界磁巻線を示している。この界磁巻線１１の対向する内周面１１ａには、それぞれ一対の通風溝１２が対向配置されている。

【0021】

この各通風溝１２は、界磁巻線１１の内周面１１ａの径方向に沿って円弧状に貫通形成されている。この通風溝１２を備えた界磁巻線１１は、従来と同様に「積層工程→焼付（ヒートプレス）工程→清掃工程→塗装工程」を経た製造方法により製作される。以下、前記各工程の詳細を説明する。

【0022】

積層工程：図５に示すように、銅板１３と絶縁紙１４とを交互に積み重ねる。このとき通風溝１２を形成するため、銅板１３・絶縁紙１４は、それぞれの内周面に１３ａ，１４ａの対応位置に円弧溝１５，１６が形成されている。

【0023】

焼付工程：積層工程後の積層体１１ｂを加熱しながら、図６（ａ）（ｂ）に示すように、プレス機７により矢印Ｐ方向に加圧することで銅板３と絶縁紙４とを接着させる。

【0024】

清掃工程：前述のように絶縁紙１４は銅板１３よりもサイズが大きいため、図７に示すように、所定の工具（ベルトサンダー・鑢など）１０を用いて、銅板１３からはみ出た余剰部分１４ｂを除去する。このとき絶縁紙１４には、矩形状の凹溝６ではなく、円弧溝１６が形成されているため、図８に示すように、溝内角部６ａがなく、清掃工程時に工具１０で円弧溝１６の余剰部分１４ｂを完全に除去することができる。

【0025】

塗装工程：積層体１１ｂの表面にワニスを塗布する。このワニスの乾燥後、図９に示すように、界磁巻線１１が完成する。

【0026】

このような前記通風路構造によれば、清掃工程時に工具１０で余剰部分１４ｂを完全に除去可能なため、特許文献１，２のように残った余剰部分１４ｂを除去する工程は必要ない。したがって、作業工程が簡素化でき、製造時の作業効率を向上させることができる。

【0027】

また、円弧溝１６の余剰部分１４ｂを完全に除去可能なため、通風溝１２の冷却風が阻害されることがなく、これにより通風溝１２の通風性が良くなり、冷却性能を向上させることができる。

【0028】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載された範囲内で変形して実施することができる。例えば通風溝１２の曲率は、工具１０により余剰部分１４ｂを除去可能な大きさであればよいものとする。

【符号の説明】

【0029】

１０…工具
１１…界磁巻線
１１ａ…内周面
１２…通風溝
１３…銅板
１３ａ…鋼板の内周面
１４…絶縁紙
１４ａ…絶縁紙の内周面
１４ｂ…余剰部分
１５，１６…円弧溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】