[发明专利]绝缘线圈固定件、有固定件的旋转电机及该线圈固定方法

说明书

本发明涉及旋转电机中的绝缘线圈的固定件、具有该固定件的旋转电机以及绝缘线圈的固定方法。

电动机和发电机等旋转电机是把由绝缘物和导体构成的绝缘线圈装入到铁心的槽口(スロツト)内而制成的。在运转过程中，作用于半径方向的电磁力和作用于纵向的热伸缩力等各种力，作用于该绝缘线圈上。因此，通常为了能经受住上述各种力并保持绝缘线圈的功能，对于电动机和小容量发电机，在把绝缘线圈安装到铁心的槽口内后，进行树脂浸渍和固化处理。

然而，对于尺寸很大的发电机，很难在装入线圈后进行树脂浸渍，所以，预先对绝缘线圈进行树脂浸渍和固化，然后再将其安装到铁心的槽口内。

图1是表示这种现有的旋转电机的定子实例的部分断面斜视图。把预先进行了树脂浸渍和固化处理的、由绝缘物26和导体27构成的绝缘线圈28，安装到由许多块钢板1叠合在一起而构成的铁心2的槽口3内。绝缘线圈28由位于图1的上下面上的FRP构成的衬垫29、以及在图1的上下方向上对这些衬垫29施加压缩力的楔子30进行固定。再者，由于绝缘线圈28的成形尺寸有误差，而且，铁心2的槽口3的尺寸也不一样，所以，一般，槽口3是按照留有余量的尺寸成形的。因此，在绝缘线圈28的侧面和槽口3的内面之间产生间隙。所以，在图1所示的现有实施例，在绝缘线圈28的侧面一侧所剩余的间隙22内插入与其大小相适应的FRP(纤维增强塑料)片20，以此来对绝缘线圈28进行固定。

再者，也有这样一种例子，即如图2所示，在间隙22内插入具有波纹状断面的FRP板21以代替上述FRP片，利用该FRP板21的形状回复力及其摩擦力来对绝缘线圈28进行固定。

另外，也还有这样两个例子：一个是如图3所示，预先在绝缘线圈28的侧面上形成一种由充填了无机物的弹性体层31和未充填无机物的弹性体层32构成的固定件33，把绝缘线圈28和该固定件33一起插入到槽口3内，利用由这两种弹性体层31、32构成的固定件33的回弹力以及与铁心2的磨擦力，来对绝缘线圈28进行固定(加拿大专利第932013号)；另一个是日本特愿平8-243780号所提出方案，把无机物的形状制成短纤维状，提高了从绝缘线圈28向铁心2的导热性能。

另外，也还有这样的例子(美国专利第4008409号)；如图4所示，在绝缘线圈28的侧面上形成单面为波纹状的弹性体片34，使表观状的弹性率降低，使插入动作容易进行。

在绝缘线圈28和槽口3之间所产生的间隙22具有较高的热阻，使运转过程中导体27内所产生的焦耳热难于向铁心2一侧传输，造成绝缘线圈28温度上升。其结果，促进了构成绝缘物26的有机物的电气和机械特性的劣化，所以，如上所述，利用各种固定件来降低间隙22的热阻，有助于提高旋转电机的性能。

然而，图1所示的装置，FRP片20的刚性强，利用该FRP片20不能与由叠合的薄钢板1构成的铁心2的槽口3内面上所形成的凹凸相吻合贴紧，因此，充填了FRP片20，也仍有微小的空隙，阻碍热量向铁心2传导，再者，由于准备的FRP片20，连续地具有不同厚度是不可能的，所以，在利用已准备的规定厚度的FRP片20不能调整时，也有不插入该FRP片20的情况。所以，在此情况下间隙22在很宽范围内阻碍导热，同时也使绝缘线圈28的固定力减小。

在使用图2所示的装置的情况下，对间隙22的尺寸变化，也能充分适应，但其波纹状断面造成绝缘线圈28和槽口3之间残留空隙，从热传导性能来看是不好的。

图3所示的装置通过采用掺入了无机物的弹性体层31和未掺入无机物的弹性体层32，形成了与槽口3内的凹凸紧密吻合不留空隙的结构，但是，由于弹性体层32仅采用与无机物和金属相比导热性能较差的有机物材料，所以该弹性体层32阻碍导热。并且，若把由弹性体层31、32构成的固定件33粘贴到绝缘线圈28上，插入到铁心2的槽口3内，则在运转过程中绝缘线圈28受到各种振动时，上述固定件33在薄钢板1的边缘的作用下产生龟裂，从绝缘线圈28的表面上剥离脱落下来。所以，通过长时期运转，结果，在很宽的范围内可能产生空隙。在充填了短纤维等的情况下也是一样，上述固定件33可能产生龟裂，产生空隙。

在图4所示的装置的情况下，由于在绝缘线圈28上形成表面为波纹状的弹性体层34后进行插入，所以，在绝缘线圈28和铁心2之间产生空隙，阻碍导热。

发明的概要

本发明是鉴于上述情况，其目的在于：一面保持绝缘线圈的固定力，一面提高热传导性，抑制绝缘线圈的温升，防止绝缘线圈性能降低，以此来提供一种能长期保持高可靠性的旋转电机中的绝缘线圈的固定件、具有该固定件的旋转电机、以及绝缘线圈的固定方法。