JP2018014784A

JP2018014784A - Coil fixing member, coil fixing method, dynamo-electric machine, and method of manufacturing dynamo-electric machine

Info

Publication number: JP2018014784A
Application number: JP2016141381A
Authority: JP
Inventors: 浩幡野; Hiroshi Hatano; 聡廣島; Satoshi Hiroshima; 岳彦今井; Takehiko Imai; 大輔岩下; Daisuke Iwashita; 佐久間　将実; Masasane Sakuma; 将実佐久間
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2016-07-19
Filing date: 2016-07-19
Publication date: 2018-01-25

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coil fixing member of dynamo-electric machine which can easily realize to shorten the stop time of a dynamo-electric machine, by sufficiently shortening the work time to update a coil.SOLUTION: A coil fixing member fixes a coil to be housed in a slot formed in the core of a dynamo-electric machine. The coil fixing member has a tabular elastic body formed of an elastic body, and a sheet provided on the surface of the elastic body. In a state attached to the surface of the elastic body, the sheet has a higher elastic modulus than that of the elastic body, and is thinner than the elastic body. The coil fixing member is housed in the slot so that the sheet is in contact with the coil.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明の実施形態は、コイル固定部材、コイル固定方法、回転電機、および、回転電機の製造方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a coil fixing member, a coil fixing method, a rotating electrical machine, and a manufacturing method of the rotating electrical machine.

電動機、発電機などの回転電機は、鉄心に形成されたスロットの内部に型巻コイルが固定されている。コイルをスロットに固定する方式は、「全含浸絶縁方式」と「単体コイル固定方式」との２つに大きく分類される。 In a rotating electrical machine such as an electric motor or a generator, a die coil is fixed inside a slot formed in an iron core. The method of fixing the coil in the slot is roughly classified into two types, “all-impregnation insulation method” and “single coil fixing method”.

「全含浸絶縁方式」では、まず、絶縁被覆導線の束の周囲にマイカテープを巻く。ここでは、必要に応じて、導電性のテープやシート、あるいは、半導電性のテープやシートを絶縁被覆導線の束の周囲に更に巻く。これにより、ハーフターン型または亀甲型のコイルを製作する。つぎに、その製作したコイルを、鉄心に形成されたスロットの内部に収容する。そして、コイルの結線や楔材の設置などの処理を行った後に、含浸樹脂の含浸と硬化とを行う。これにより、コイルと鉄心との間を含浸樹脂で固定することによって、両者を一体化させる。 In the “fully impregnated insulation method”, first, a mica tape is wound around a bundle of insulated coated conductors. Here, if necessary, a conductive tape or sheet or a semiconductive tape or sheet is further wound around the bundle of the insulated coated conductors. This produces a half-turn or turtle-shell type coil. Next, the manufactured coil is accommodated in a slot formed in the iron core. Then, after performing treatments such as coil connection and wedge material installation, impregnation resin is impregnated and cured. Thereby, both are integrated by fixing between a coil and an iron core with impregnation resin.

これに対して、「単体コイル固定方式」では、「全含浸絶縁方式」と異なり、コイルを鉄心のスロットに収容した状態で含浸樹脂の含浸を行わない。本方式では、たとえば、上記と同様に製作したコイルの単体を、鉄心のスロットに収容しない状態で、含浸樹脂に含浸した後に、その含浸樹脂を硬化させる。この他に、含浸樹脂が半硬化状態で含浸しているプリプレグマイカテープを絶縁層としてコイルに巻いた後に、その含浸樹脂を硬化させてもよい。そして、含浸樹脂が硬化した状態のコイルを鉄心のスロットに収容した後に、楔、スペーサなどのコイル固定部材を用いてコイルを鉄心に固定する。 In contrast, in the “single coil fixing method”, unlike the “full impregnation insulation method”, the impregnation resin is not impregnated while the coil is accommodated in the slot of the iron core. In this method, for example, after impregnating the impregnated resin with a single coil manufactured in the same manner as described above without being accommodated in the slot of the iron core, the impregnated resin is cured. In addition, after the prepreg mica tape impregnated with the impregnated resin in a semi-cured state is wound around the coil as an insulating layer, the impregnated resin may be cured. Then, after the coil in which the impregnated resin is cured is accommodated in the slot of the iron core, the coil is fixed to the iron core using a coil fixing member such as a wedge or a spacer.

特開平９−３０８１６０号公報JP-A-9-308160 特開２０１３−５０５６９９号公報JP 2013-505699 A 特開２０１６−３２４１１号公報JP 2016-32411 A 特開２００６−１８０６１１号公報JP 2006-180611 A 特開２００６−９４６２２号公報JP 2006-94622 A 特開２００８−１３６３０６号公報JP 2008-136306 A

図７は、関連技術に係る回転電機において、固定子の一部を模式的に示す断面図である。図７では、容量が大きいインナーロータ型の回転電機（タービン発電機、水車発電機など）の固定子において、回転軸に対して直交する断面の一部を例示している。ここでは、上下方向（縦方向）は、径方向に相当し、具体的には、上側が径方向の内側であって、下側が径方向の外側である。また、左右方向（横方向）は、ほぼ周方向に相当する。なお、ここでは、説明の都合で、回転電機がインナーロータ型である場合について例示するが、アウターロータ型の場合においても同様に構成可能である。 FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a part of the stator in the rotating electrical machine according to the related art. FIG. 7 illustrates a part of a cross section orthogonal to the rotation axis in the stator of an inner rotor type rotating electrical machine (turbine generator, water turbine generator, etc.) having a large capacity. Here, the vertical direction (longitudinal direction) corresponds to the radial direction. Specifically, the upper side is the inner side in the radial direction, and the lower side is the outer side in the radial direction. The left-right direction (lateral direction) substantially corresponds to the circumferential direction. Here, for convenience of explanation, a case where the rotating electrical machine is an inner rotor type is illustrated, but the same configuration can be made in the case of an outer rotor type.

図７に示すように、回転電機の固定子において、鉄心４０は、スロット４１が形成されている。スロット４１は、断面が矩形状になるように形成されており、径方向の内側に位置する開口部分には、切り欠き部４１Ｋが形成されている。切り欠き部４１Ｋは、断面がテーパー状であって、径方向の外側部分（下側）から内側（上側）に向かうに伴って幅が狭くなるように形成されている。ここでは、切り欠き部４１Ｋは、径方向の外側部分（下側）がスロット４１の幅よりも広く、径方向の内側部分（上側）がスロット４１の幅と同じになるように形成されている。 As shown in FIG. 7, in the stator of the rotating electrical machine, the iron core 40 has a slot 41 formed therein. The slot 41 is formed to have a rectangular cross section, and a notch 41K is formed in an opening located inside in the radial direction. The cutout portion 41K has a tapered cross section, and is formed so that the width becomes narrower from the radially outer portion (lower side) toward the inner side (upper side). Here, the notch 41K is formed such that the radially outer portion (lower side) is wider than the width of the slot 41 and the radially inner portion (upper side) is the same as the width of the slot 41. .

鉄心４０のスロット４１の内部には、２つのコイル５０ａ，５０ｂが収容されている。ここでは、上側コイル５０ａと下側コイル５０ｂとがスロット４１の内部において径方向（上下方向）に沿って並ぶように配置されている。コイル５０ａ，５０ｂは、コイル導体５１ａ，５１ｂ（絶縁被覆導線の束）の周囲が絶縁層５２ａ，５２ｂ（マイカテープなど）で覆われている。 Two coils 50 a and 50 b are accommodated in the slot 41 of the iron core 40. Here, the upper coil 50 a and the lower coil 50 b are arranged in the slot 41 so as to be aligned along the radial direction (vertical direction). The coils 50a and 50b are covered with insulating layers 52a and 52b (such as mica tape) around the coil conductors 51a and 51b (a bundle of insulating coated conductive wires).

鉄心４０のスロット４１の内部においては、コイル５０ａ，５０ｂのコイル固定部材として、介在物６０ａ〜６０ｄ、スペーサ７０ａ〜７０ｃ、板バネ８０，８１ａ，８１ｂ、および、楔材９０が収容されている。 Inside the slot 41 of the iron core 40, inclusions 60a to 60d, spacers 70a to 70c, leaf springs 80, 81a, 81b, and a wedge member 90 are accommodated as coil fixing members of the coils 50a, 50b.

具体的には、介在物６０ａ〜６０ｄは、スロット４１の内部においてコイル５０ａ，５０ｂを径方向において挟むように配置されている。ここでは、介在物６０ａが上側コイル５０ａの上面に配置され、介在物６０ｂが上側コイル５０ａの下面に配置されている。そして、介在物６０ｃが下側コイル５０ｂの上面に配置され、介在物６０ｄが下側コイル５０ｂの下面に配置されている。介在物６０ａ〜６０ｄのそれぞれは、コイル５０ａ，５０ｂに対して圧力が局所的に集中することを緩和している。つまり、介在物６０ａ〜６０ｄは、コイル５０ａ，５０ｂの断面形状を補償するために設置されている。介在物６０ａ〜６０ｄは、たとえば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で形成されている。介在物６０ａ〜６０ｄは、たとえば、ガラスクロスなどの補強材を含む半硬化状態のプリプレグ材について加圧加熱処理を行うことで、プリプレグ材の硬化性樹脂を硬化することによって形成されている。 Specifically, the inclusions 60 a to 60 d are arranged so as to sandwich the coils 50 a and 50 b in the radial direction inside the slot 41. Here, the inclusion 60a is disposed on the upper surface of the upper coil 50a, and the inclusion 60b is disposed on the lower surface of the upper coil 50a. The inclusion 60c is disposed on the upper surface of the lower coil 50b, and the inclusion 60d is disposed on the lower surface of the lower coil 50b. Each of the inclusions 60a to 60d relaxes the local concentration of pressure on the coils 50a and 50b. That is, the inclusions 60a to 60d are installed to compensate for the cross-sectional shapes of the coils 50a and 50b. The inclusions 60a to 60d are made of, for example, fiber reinforced plastic (FRP). The inclusions 60a to 60d are formed, for example, by curing a curable resin of the prepreg material by subjecting the semi-cured prepreg material including a reinforcing material such as a glass cloth to pressure heating treatment.

スペーサ７０ａ〜７０ｃは、介在物６０ａ〜６０ｄを介して、コイル５０ａ，５０ｂを径方向で挟むように配置されている。ここでは、スペーサ７０ａは、上側コイル５０ａの上面に介在物６０ａを介して配置されている。スペーサ７０ｂは、上側コイル５０ａの下面に設けられた介在物６０ｂと下側コイル５０ｂの上面に設けられた介在物６０ｃとの間に介在している。スペーサ７０ｃは、下側コイル５０ｂの下面に介在物６０ｄを介して配置されている。スペーサ７０ａ〜７０ｃは、寸法調整用のコイル固定部材であって、たとえば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で形成されている。 The spacers 70a to 70c are arranged so as to sandwich the coils 50a and 50b in the radial direction via the inclusions 60a to 60d. Here, the spacer 70a is arrange | positioned through the inclusion 60a on the upper surface of the upper coil 50a. The spacer 70b is interposed between the inclusion 60b provided on the lower surface of the upper coil 50a and the inclusion 60c provided on the upper surface of the lower coil 50b. The spacer 70c is disposed on the lower surface of the lower coil 50b via an inclusion 60d. The spacers 70a to 70c are coil fixing members for adjusting dimensions, and are formed of, for example, fiber reinforced plastic (FRP).

板バネ８０は、スペーサ７０ａと楔材９０との間に介在しており、径方向における電磁力に抗するために設置されている。また、板バネ８０は、経年によってコイル５０ａ，５０ｂの固定が緩むことを防止するために設置されている。板バネ８０の付勢力は、スペーサ７０ａの厚みおよび枚数などによって調整可能である。板バネ８０は、たとえば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で形成されている。板バネ８０の設置は、任意である。 The leaf spring 80 is interposed between the spacer 70a and the wedge member 90, and is installed to resist the electromagnetic force in the radial direction. The leaf spring 80 is installed to prevent the coils 50a and 50b from being loosened over time. The urging force of the leaf spring 80 can be adjusted by the thickness and number of the spacers 70a. The leaf spring 80 is made of, for example, fiber reinforced plastic (FRP). The installation of the leaf spring 80 is arbitrary.

板バネ８１ａ，８１ｂは、コイル５０ｂ，５０ｂとスロット４１の側面との間に介在しており、周方向における電磁力に抗するために設置されている。板バネ８１ａ，８１ｂの付勢力を調整するために、適宜、スペーサ（図示省略）を挿入してもよい。板バネ８１ａ，８１ｂは、たとえば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で形成されている。板バネ８１ａ，８１ｂの設置は、上記と同様に、任意である。 The leaf springs 81a and 81b are interposed between the coils 50b and 50b and the side surface of the slot 41, and are installed to resist the electromagnetic force in the circumferential direction. In order to adjust the urging force of the leaf springs 81a and 81b, a spacer (not shown) may be inserted as appropriate. The leaf springs 81a and 81b are made of, for example, fiber reinforced plastic (FRP). Installation of the leaf springs 81a and 81b is optional as described above.

楔材９０は、断面形状が切り欠き部４１Ｋと同じテーパー形状であるテーパー部を含み、そのテーパー部が切り欠き部４１Ｋに挿入されている。 The wedge member 90 includes a tapered portion having the same tapered shape as that of the cutout portion 41K, and the tapered portion is inserted into the cutout portion 41K.

上記の固定子を製造する際には、鉄心４０のスロット４１の内部において、底面（下面）側から、スペーサ７０ｃと介在物６０ｄとを順次介して、下側コイル５０ｂを収容する。下側コイル５０ｂは、スロット４１の内部において径方向に沿った一対の側面のうち、一方の側面（右側面）に接するように収容される。そして、下側コイル５０ｂとスロット４１の他方の側面（左側面）との間には、波状断面の板バネ８１ｂを配置する。 When the stator is manufactured, the lower coil 50b is accommodated in the slot 41 of the iron core 40 from the bottom surface (lower surface) side through the spacer 70c and the inclusion 60d in order. The lower coil 50b is accommodated in the slot 41 so as to be in contact with one side surface (right side surface) of the pair of side surfaces along the radial direction. A leaf spring 81b having a wave-like cross section is disposed between the lower coil 50b and the other side surface (left side surface) of the slot 41.

そして、スロット４１の内部において下側コイル５０ｂよりも径方向の内側に、介在物６０ｃとスペーサ７０ｂと介在物６０ｂとを順次介して、他方の上側コイル５０ａを収容する。上側コイル５０ａは、スロット４１の内部において他方の側面（左側面）に接するように配置される。そして、上側コイル５０ａとスロット４１の一方の側面（右側面）との間に、波状断面の板バネ８１ａを配置する。 Then, the other upper coil 50a is accommodated in the slot 41 through the inclusions 60c, the spacers 70b, and the inclusions 60b in this order inside the lower coil 50b in the radial direction. The upper coil 50a is disposed inside the slot 41 so as to be in contact with the other side surface (left side surface). A leaf spring 81a having a wavy cross section is disposed between the upper coil 50a and one side surface (right side surface) of the slot 41.

その後、スロット４１の内部において上側コイル５０ａよりも径方向の内側に、介在物６０ａとスペーサ７０ａと板バネ８０とを順次配置した後に、楔材９０を設置する。ここでは、楔材９０の設置前に、仮楔（図示省略）を設置した後に、加圧加熱処理を行う。これにより、介在物６０ａ〜６０ｄを構成する半硬化状態のプリプレグ材をコイルの形状に合わせて成形と硬化が同時に行われる。 Thereafter, the inclusions 60a, the spacers 70a, and the leaf springs 80 are sequentially arranged inside the slot 41 in the radial direction from the upper coil 50a, and then the wedge member 90 is installed. Here, before the wedge material 90 is installed, a temporary wedge (not shown) is installed, and then pressure heating treatment is performed. Thus, the semi-cured prepreg material constituting the inclusions 60a to 60d is formed and cured simultaneously with the shape of the coil.

上記の固定方法において加圧加熱処理を行う際には、介在物６０ａ〜６０ｄ以外に、熱容量が大きい鉄心４０、および、コイル５０ａ，５０ｂを加熱する必要がある。このため、加圧加熱処理の処理時間が長くなる。コイル５０ａ，５０ｂに冷却水が流れる孔を設けてコイル５０ａ，５０ｂの冷却を行うこと等が提案されているが、冷却水の供給のために、配管や通水設備が、別途、必要になる。 When performing the pressure heat treatment in the above fixing method, it is necessary to heat the iron core 40 having a large heat capacity and the coils 50a and 50b in addition to the inclusions 60a to 60d. For this reason, the processing time of a pressurization heat processing becomes long. Although it has been proposed to cool the coils 50a and 50b by providing holes through which the cooling water flows in the coils 50a and 50b, piping and water flow facilities are separately required for supplying the cooling water. .

上記の固定方法で用いる介在物６０ａ〜６０ｄは、上述したように、たとえば、半硬化状態のプリプレグ材を用いて形成される。このため、介在物６０ａ〜６０ｄは、コイルの形状に厳密に合わせる必要があるので、事前に、所定の形状に成形および加工することができない。また、プリプレグ材について半硬化状態を保持させるために、プリプレグ材を冷蔵または冷凍して保管する必要があり、プリプレグ材の使用期限が限定される。 Inclusions 60a to 60d used in the above fixing method are formed using, for example, a semi-cured prepreg material as described above. For this reason, since the inclusions 60a to 60d need to be strictly matched with the shape of the coil, they cannot be formed and processed into a predetermined shape in advance. Further, in order to maintain the semi-cured state of the prepreg material, it is necessary to store the prepreg material refrigerated or frozen, which limits the expiration date of the prepreg material.

上記の関連技術の他に、コイルをスロットに固定する技術が種々提案されている。 In addition to the above related techniques, various techniques for fixing a coil to a slot have been proposed.

回転電機において、コイル固定部材は、鉄心のスロットに収納されるコイルを確実に固定する機能を備えることが求められている。具体的には、回転電機の固定子において鉄心のスロットに収納される固定子コイルに電流が流れたときには半径方向および周方向に電磁力が発生するため、この電磁力に抗してコイルを確実に固定することがコイル固定部材に要求されている。電磁力に抗することができずにコイルが振動した場合には、放電が発生する場合があると共に、コイルが鉄心、スペーサ、介在物に対して接触と非接触とを繰り返すことで摩耗して、コイルが損傷する場合がある。その結果、最終的には、コイルの絶縁破壊が生じ、運転中の回転電機において停止が生ずる場合がある。このため、コイル固定部材は、上記の関連技術の場合よりも、コイルをスロットに更に安定した状態で固定することが求められている。 In a rotating electrical machine, a coil fixing member is required to have a function of securely fixing a coil housed in a slot of an iron core. Specifically, when a current flows through a stator coil housed in a slot of an iron core in a stator of a rotating electrical machine, an electromagnetic force is generated in a radial direction and a circumferential direction. The coil fixing member is required to be fixed to the coil. If the coil vibrates without being able to resist electromagnetic force, discharge may occur and the coil will wear due to repeated contact and non-contact with the iron core, spacer, and inclusions. The coil may be damaged. As a result, the insulation breakdown of the coil eventually occurs, and the rotating electric machine in operation may stop. For this reason, the coil fixing member is required to fix the coil in the slot in a more stable state than in the related art described above.

回転電機は、起動時、停止時、および、負荷変動時などの運転の際に、コイルを流れる電流の値が変動するため、コイルの温度が変動する。その結果、回転電機の回転軸方向においてコイルの伸縮が生ずる。このため、コイル固定部材は、コイルの伸縮を許容する機能を上記の機能と共に有することが要求されている。また、コイル固定部材は、コイルの伸縮に伴ってコイルの表面や鉄心のスロットの表面などの面に対して摺動する。このため、コイル固定部材は、摺動によって摩耗が生じて固定力が低下することを抑制するために、上記の関連技術の場合よりも、更に、摺動性の向上および耐摩耗性の向上が要求されている。 In the rotating electric machine, the value of the current flowing through the coil fluctuates during operation such as startup, stop, and load fluctuation, so that the coil temperature fluctuates. As a result, the coil expands and contracts in the direction of the rotation axis of the rotating electrical machine. For this reason, the coil fixing member is required to have a function of allowing expansion and contraction of the coil together with the above function. The coil fixing member slides on a surface such as the surface of the coil or the surface of the slot of the iron core as the coil expands and contracts. For this reason, the coil fixing member is further improved in slidability and wear resistance compared to the related art described above, in order to prevent the fixing force from being reduced due to wear caused by sliding. It is requested.

回転電機において、コイルの断面形状は、矩形状であって、コーナー部が円弧状になっている。コイルにおいて理想的な断面形状は、上下面と両側面とを交差させたときの角が直角になる形状である。しかし、コイルの断面形状において上下面と両側面とを交差させたときの角が直角にならない場合があり、上下面と両側面とを交差させたときの角が鋭角になる部分に荷重が集中する場合がある。また、コイルの面が平面でなく凹面であるときには、その凹面の一部に荷重が集中する場合がある。つまり、コイルの断面形状が理想的な形状でない場合には、コイルにおいて荷重の集中が生じ、破損などの不具合が発生する場合がある。このため、コイル固定部材は、上記の関連技術の場合よりも、コイルの断面形状を更に効果的に補償する機能、および、コイルにおいて局所的に圧力が集中することを更に効果的に緩和する機能を有することが求められている。 In the rotating electrical machine, the cross-sectional shape of the coil is rectangular, and the corner portion is arcuate. An ideal cross-sectional shape of the coil is a shape in which the angle when the upper and lower surfaces intersect with both side surfaces becomes a right angle. However, in the cross-sectional shape of the coil, the angle when the upper and lower surfaces intersect with both sides may not be a right angle, and the load concentrates on the part where the angle when the upper and lower surfaces intersect with both sides becomes acute. There is a case. Further, when the surface of the coil is not a flat surface but a concave surface, the load may concentrate on a part of the concave surface. That is, when the cross-sectional shape of the coil is not an ideal shape, load concentration occurs in the coil, and problems such as breakage may occur. For this reason, the coil fixing member has a function of more effectively compensating the cross-sectional shape of the coil and a function of more effectively mitigating local concentration of pressure in the coil than in the related art. It is required to have.

回転電機、特に大容量の電力用発電機では、固定子コイル・巻線を更新する作業が現地で行われる場合が多い。このため、上記の関連技術の場合よりも、この更新作業の作業時間を更に短縮することが可能なコイル固定部材および固定方法が求められている。 In a rotating electric machine, particularly a large-capacity electric power generator, the work of updating the stator coils and windings is often performed locally. For this reason, there is a need for a coil fixing member and a fixing method capable of further shortening the work time of the update work as compared with the related art.

したがって、本発明が解決しようとする課題は、上記のように、コイルを更新する作業の作業時間を十分に短縮し、回転電機の停止時間を短縮すること等を容易に実現可能な、回転電機のコイル固定部材、コイル固定方法、回転電機、および、回転電機の製造方法を提供することである。 Therefore, as described above, the problem to be solved by the present invention is that the rotating electrical machine can be easily realized to sufficiently shorten the working time of the work for updating the coil and shorten the stopping time of the rotating electrical machine. A coil fixing member, a coil fixing method, a rotating electrical machine, and a manufacturing method of the rotating electrical machine.

実施形態のコイル固定部材は、回転電機の鉄心に形成されたスロットに収納されるコイルを固定する。コイル固定部材は、弾性体で形成されている板状の弾性体部と、その弾性体部の面に設けられているシート部とを有する。ここで、シート部は、弾性体部の面に付いた状態であって、弾性率が弾性体部よりも高く、かつ、厚みが弾性体部よりも薄い。コイル固定部材は、スロットの内部においてシート部がコイルに接触するように収容される。 The coil fixing member of the embodiment fixes a coil housed in a slot formed in the iron core of the rotating electrical machine. The coil fixing member has a plate-like elastic body portion formed of an elastic body and a sheet portion provided on the surface of the elastic body portion. Here, the sheet portion is attached to the surface of the elastic body portion, and has an elastic modulus higher than that of the elastic body portion and thinner than that of the elastic body portion. The coil fixing member is accommodated so that the sheet portion contacts the coil inside the slot.

本発明によれば、コイルを更新する作業の作業時間を短縮して、回転電機の停止時間を短縮することができる、回転電機のコイル固定部材、コイル固定方法、回転電機、および、回転電機の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the working time of the operation | work which updates a coil can be shortened, and the stop time of a rotary electric machine can be shortened, The coil fixing member of a rotary electric machine, the coil fixing method, a rotary electric machine, and a rotary electric machine A manufacturing method can be provided.

図１は、第１実施形態に係る回転電機において、固定子の一部を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a part of a stator in the rotating electrical machine according to the first embodiment. 図２は、第１実施形態に係る回転電機において、複合弾性体を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a composite elastic body in the rotating electrical machine according to the first embodiment. 図３は、第２実施形態に係る回転電機において、固定子の一部を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a part of the stator in the rotating electrical machine according to the second embodiment. 図４は、第２実施形態に係る回転電機において、複合弾性体を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a composite elastic body in the rotating electrical machine according to the second embodiment. 図５は、第３実施形態に係る回転電機において、固定子の一部を模式的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a part of the stator in the rotating electrical machine according to the third embodiment. 図６は、第３実施形態に係る回転電機において、複合弾性体を模式的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing a composite elastic body in the rotating electrical machine according to the third embodiment. 図７は、関連技術に係る回転電機において、固定子の一部を模式的に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a part of the stator in the rotating electrical machine according to the related art.

＜第１実施形態＞
［構造］
図１は、第１実施形態に係る回転電機において、固定子の一部を模式的に示す断面図である。図１では、関連技術の場合（図７参照）と同様に、容量が大きいインナーロータ型の回転電機（タービン発電機、水車発電機など）の固定子において、回転軸に対して直交する断面の一部を例示している。 <First Embodiment>
[Construction]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a part of a stator in the rotating electrical machine according to the first embodiment. In FIG. 1, as in the related art (see FIG. 7), in a stator of an inner rotor type rotating electrical machine (turbine generator, water turbine generator, etc.) having a large capacity, Some are illustrated.

図１に示すように、本実施形態に係る回転電機においては、上記した関連技術の介在物６０ａ〜６０ｄ（図７参照）に代わって、複合弾性体１００ａ〜１００ｄがコイル固定部材として用いられている。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、上記の関連技術の場合と同様であるため、重複する部分については、適宜、記載を省略する。 As shown in FIG. 1, in the rotating electrical machine according to the present embodiment, composite elastic bodies 100a to 100d are used as coil fixing members instead of the related art inclusions 60a to 60d (see FIG. 7). Yes. Except for this point and points related thereto, the present embodiment is the same as the case of the related technology described above, and therefore, the description of the overlapping portions is omitted as appropriate.

複合弾性体１００ａ〜１００ｄは、図１に示すように、スロット４１の内部においてコイル５０ａ，５０ｂを径方向（上下方向）で挟むように配置されており、コイル５０ａ，５０ｂに対して圧力が局所的に集中することを緩和している。つまり、複合弾性体１００ａ〜１００ｄは、コイル５０ａ，５０ｂの断面形状を補償するために設置されている。複合弾性体１００ａ〜１００ｄは、スロット４１よりも幅が若干狭い。 As shown in FIG. 1, the composite elastic bodies 100 a to 100 d are arranged so as to sandwich the coils 50 a and 50 b in the radial direction (vertical direction) inside the slot 41, and pressure is locally applied to the coils 50 a and 50 b. To relax. That is, the composite elastic bodies 100a to 100d are installed to compensate for the cross-sectional shapes of the coils 50a and 50b. The composite elastic bodies 100 a to 100 d are slightly narrower than the slot 41.

図２は、第１実施形態に係る回転電機において、複合弾性体を模式的に示す図である。ここでは、複数の複合弾性体１００ａ〜１００ｄのうち、一の複合弾性体１００ａについて図示しているが、他の複合弾性体１００ｂ〜１００ｄも同様に構成されている。 FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a composite elastic body in the rotating electrical machine according to the first embodiment. Here, although one composite elastic body 100a is illustrated among the plurality of composite elastic bodies 100a to 100d, the other composite elastic bodies 100b to 100d are configured similarly.

図２に示すように、複合弾性体１００ａは、弾性体部１０１とシート部１０２とを含む。複合弾性体１００ａは、３層構造であって、弾性体部１０１の一方の面（上側の主面）に第１シート部１１１がシート部１０２として設けられていると共に、弾性体部１０１の他方の面（下側の主面）に第２シート部１１２がシート部１０２として設けられている。 As shown in FIG. 2, the composite elastic body 100 a includes an elastic body portion 101 and a sheet portion 102. The composite elastic body 100a has a three-layer structure, and the first sheet portion 111 is provided as a sheet portion 102 on one surface (upper main surface) of the elastic body portion 101, and the other of the elastic body portions 101. The second sheet portion 112 is provided as the sheet portion 102 on the surface (lower main surface).

複合弾性体１００ａにおいて、弾性体部１０１は、板状の弾性体であって、たとえば、シリコーンゴムで形成されている。弾性体部１０１は、たとえば、硬さ（ＪＩＳＫ６２５３タイプＡデュロメータ硬さ）が４０〜６０であって、厚みが０．６ｍｍである。 In the composite elastic body 100a, the elastic body portion 101 is a plate-like elastic body, and is formed of, for example, silicone rubber. The elastic body portion 101 has, for example, a hardness (JIS K6253 type A durometer hardness) of 40 to 60 and a thickness of 0.6 mm.

複合弾性体１００ａにおいて、シート部１０２として設けられている第１シート部１１１と第２シート部１１２とのそれぞれは、互いに同様な形態である。第１シート部１１１および第２シート部１１２は、たとえば、補強材としてガラスクロス（ガラス織布）を含むと共にマトリクスとしてエポキシ樹脂を含む繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で形成されている。ここでは、繊維強化プラスチックとして、他の無機繊維および有機繊維を補強材として用いたものであってもよく、少なくとも長手方向（回転電機の回転軸方向）について強化されたものが好ましい。 In the composite elastic body 100a, each of the first sheet portion 111 and the second sheet portion 112 provided as the sheet portion 102 has the same form. The first sheet portion 111 and the second sheet portion 112 are made of, for example, fiber reinforced plastic (FRP) including glass cloth (glass woven fabric) as a reinforcing material and epoxy resin as a matrix. Here, as the fiber reinforced plastic, other inorganic fibers and organic fibers may be used as the reinforcing material, and those reinforced at least in the longitudinal direction (rotational axis direction of the rotating electrical machine) are preferable.

第１シート部１１１と第２シート部１１２とのそれぞれは、複合弾性体１００ａにおいて、弾性体部１０１の面に付いた状態である。第１シート部１１１および第２シート部１１２は、たとえば、接着剤（図示省略）を介して、弾性体部１０１の面に接着している。この他に、第１シート部１１１と第２シート部１１２とのそれぞれが、たとえば、静電力によって弾性体部１０１の面に付着したものを、複合弾性体１００ａとして用いてもよい。 Each of the first sheet portion 111 and the second sheet portion 112 is in a state of being attached to the surface of the elastic body portion 101 in the composite elastic body 100a. The first sheet part 111 and the second sheet part 112 are bonded to the surface of the elastic body part 101 via an adhesive (not shown), for example. In addition, for example, the first sheet portion 111 and the second sheet portion 112 that are attached to the surface of the elastic body portion 101 by electrostatic force may be used as the composite elastic body 100a.

第１シート部１１１および第２シート部１１２は、弾性率が弾性体部１０１よりも高い。また、第１シート部１１１および第２シート部１１２は、弾性体部１０１よりも厚みが薄い薄葉状であって、たとえば、厚みが０．１ｍｍである。 The first sheet portion 111 and the second sheet portion 112 have a higher elastic modulus than the elastic body portion 101. Moreover, the 1st sheet | seat part 111 and the 2nd sheet | seat part 112 are thin leaf shape thinner than the elastic body part 101, Comprising: For example, thickness is 0.1 mm.

この他に、第１シート部１１１および第２シート部１１２は、硬さが弾性体部１０１よりも高いことが好ましい。 In addition, the first sheet portion 111 and the second sheet portion 112 are preferably harder than the elastic body portion 101.

図示を省略しているが、複合弾性体１００ａは、スロット４１の内部において、シート部１０２（第１シート部１１１または第２シート部１１２）がコイル５０ａ，５０ｂに接触するように収容される。 Although not shown, the composite elastic body 100a is accommodated in the slot 41 so that the sheet portion 102 (the first sheet portion 111 or the second sheet portion 112) contacts the coils 50a and 50b.

［製造方法］
以下より、本実施形態に係る回転電機の製造方法について説明する。ここでは、固定子のスロット４１にコイル５０ａ，５０ｂを固定するコイル固定工程に関して、図１および図２を参照して説明する。 [Production method]
Below, the manufacturing method of the rotary electric machine which concerns on this embodiment is demonstrated. Here, the coil fixing process of fixing the coils 50a and 50b to the slot 41 of the stator will be described with reference to FIG. 1 and FIG.

コイル固定工程では、まず、固定子を構成する鉄心４０のスロット４１の内部において、径方向の外側（下側）に位置する底面（下面）に、スペーサ７０ｃと複合弾性体１００ｄとを順次配置する。その後、上記の関連技術の場合と同様に、下側コイル５０ｂと板バネ８１ｂとを配置する。ここでは、複合弾性体１００ｄは、たとえば、第１シート部１１１が上側であって、第２シート部１１２が下側に位置するように配置される。 In the coil fixing step, first, the spacer 70c and the composite elastic body 100d are sequentially arranged on the bottom surface (lower surface) located on the outer side (lower side) in the radial direction inside the slot 41 of the iron core 40 constituting the stator. . Thereafter, the lower coil 50b and the leaf spring 81b are arranged in the same manner as in the related art. Here, for example, the composite elastic body 100d is arranged such that the first sheet portion 111 is on the upper side and the second sheet portion 112 is on the lower side.

つぎに、スロット４１の内部において下側コイル５０ｂよりも径方向の内側に、複合弾性体１００ｃとスペーサ７０ｂと複合弾性体１００ｂとを順次配置する。その後、上記の関連技術の場合と同様に、上側コイル５０ａと板バネ８１ａとを配置する。ここでは、複合弾性体１００ｂ，１００ｃは、たとえば、第１シート部１１１が上側であって、第２シート部１１２が下側に位置するように配置される。 Next, the composite elastic body 100c, the spacer 70b, and the composite elastic body 100b are sequentially arranged inside the slot 41 on the inner side in the radial direction than the lower coil 50b. Thereafter, the upper coil 50a and the leaf spring 81a are arranged in the same manner as in the related art. Here, the composite elastic bodies 100b and 100c are arranged, for example, such that the first sheet portion 111 is on the upper side and the second sheet portion 112 is on the lower side.

つぎに、スロット４１の内部において上側コイル５０ａよりも径方向の内側に、複合弾性体１００ａとスペーサ７０ａと板バネ８０とを順次配置する。ここでは、複合弾性体１００ａは、たとえば、第１シート部１１１が下側であって、第２シート部１１２が上側に位置するように配置される。 Next, the composite elastic body 100a, the spacer 70a, and the leaf spring 80 are sequentially arranged inside the slot 41 on the inner side in the radial direction than the upper coil 50a. Here, for example, the composite elastic body 100a is disposed such that the first sheet portion 111 is on the lower side and the second sheet portion 112 is on the upper side.

最後に、上記した関連技術の場合と同様に、スロット４１の切り欠き部４１Ｋに楔材９０を挿入する。これより、コイル５０ａ，５０ｂがスロット４１に固定される。 Finally, the wedge material 90 is inserted into the notch 41K of the slot 41 as in the related art described above. As a result, the coils 50 a and 50 b are fixed to the slot 41.

［作用・効果］
以上のように、本実施形態の回転電機においては、コイル固定部材として複合弾性体１００ａ〜１００ｄを用いている。このため、コイル５０ａ，５０ｂの断面形状が、理想的な断面形状でない場合（たとえば、上下面と両側面とを交差させたときの角が直角にならない場合）であっても、局所的に圧力が集中することを緩和することができる。特に、本実施形態では、複合弾性体１００ａ〜１００ｄは、スロット４１の内部において、シート部１０２（第１シート部１１１または第２シート部１１２）がコイル５０ａ，５０ｂに接触するように収容される。シート部１０２は、弾性率が弾性体部１０１よりも高いが、厚みが弾性体部１０１よりも薄いので、コイル形状に応じて変形することが出来る。その結果、コイル５０ａ，５０ｂの断面形状に起因して圧力が局所的に集中する場合であっても、その圧力に追従してシート部１０２が変形する。したがって、本実施形態の複合弾性体１００ａ〜１００ｄは、コイル５０ａ，５０ｂにおいて局所的に圧力が集中することを緩和することができる。 [Action / Effect]
As described above, in the rotating electrical machine of the present embodiment, the composite elastic bodies 100a to 100d are used as the coil fixing members. For this reason, even when the cross-sectional shape of the coils 50a and 50b is not an ideal cross-sectional shape (for example, when the angle between the upper and lower surfaces and the both side surfaces does not become a right angle), the pressure is locally increased. Can alleviate concentration. In particular, in the present embodiment, the composite elastic bodies 100a to 100d are accommodated inside the slot 41 so that the sheet portion 102 (the first sheet portion 111 or the second sheet portion 112) contacts the coils 50a and 50b. . The sheet portion 102 has a higher elastic modulus than the elastic body portion 101, but has a thickness smaller than that of the elastic body portion 101, and can be deformed according to the coil shape. As a result, even if the pressure is locally concentrated due to the cross-sectional shapes of the coils 50a and 50b, the sheet portion 102 is deformed following the pressure. Therefore, the composite elastic bodies 100a to 100d of the present embodiment can alleviate the local concentration of pressure in the coils 50a and 50b.

本実施形態では、複合弾性体１００ａ〜１００ｄは、シート部１０２が弾性体部１０１の面に付いた状態である。このため、弾性体部１０１が平面方向において変形することが、シート部１０２によって拘束される。その結果、弾性体部１０１においては、全体の潰れ量（変形量）が減少する。なお、必要に応じて、弾性体部１０１内に織布、不織布で補強することによって、平面方向の変形をより抑制することもできる。 In the present embodiment, the composite elastic bodies 100 a to 100 d are in a state where the sheet portion 102 is attached to the surface of the elastic body portion 101. For this reason, it is restrained by the sheet | seat part 102 that the elastic body part 101 deform | transforms in a plane direction. As a result, in the elastic body portion 101, the entire amount of crushing (deformation) is reduced. In addition, the deformation | transformation of a plane direction can also be suppressed more by reinforcing with the woven fabric and a nonwoven fabric in the elastic-body part 101 as needed.

本実施形態の複合弾性体１００ａ〜１００ｄにおいて、シート部１０２は、弾性率が弾性体部１０１よりも高いので、弾性体部１０１にシート部１０２が設けられていない場合よりも、剛性が高い。その結果、作業性を向上することができる。 In the composite elastic bodies 100a to 100d of the present embodiment, the sheet portion 102 has a higher elastic modulus than the elastic body portion 101, and therefore has higher rigidity than the case where the elastic body portion 101 is not provided with the sheet portion 102. As a result, workability can be improved.

本実施形態の複合弾性体１００ａ〜１００ｄにおいて、シート部１０２は、硬さが弾性体部１０１よりも高い。このため、本実施形態では、摺動性および耐摩耗性を向上することができる。特に、本実施形態では、シート部１０２が繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で形成されているので、優れた摺動性を得ることできる。なお、必要に応じて、シート部１０２においてコイルに面する面に、フッ素樹脂等の膜を設けることにより、摩擦低減処理を施しても良い。 In the composite elastic bodies 100 a to 100 d of the present embodiment, the sheet portion 102 is higher in hardness than the elastic body portion 101. For this reason, in this embodiment, slidability and abrasion resistance can be improved. In particular, in this embodiment, since the sheet | seat part 102 is formed with the fiber reinforced plastic (FRP), the outstanding slidability can be acquired. If necessary, the sheet portion 102 may be subjected to a friction reduction process by providing a film such as a fluororesin on the surface facing the coil.

本実施形態では、上記した関連技術の場合と異なり、複合弾性体１００ａが半硬化状態のプリプレグ材を含んでいないので、プリプレグ材について成形と硬化とを同時に実行するための加圧加熱処理を行う必要がない。このため、回転電機が設置された現地において、コイル５０ａ，５０ｂを更新する作業を行うときに、その更新作業の作業時間を短縮することができる。その結果、現地において回転電機の稼働を停止する停止期間を短縮することができる。この他に、加圧加熱処理を行う必要がないので、コイル５０ａ，５０ｂを冷却するための通水設備および配管が不要であると共に、配管を脱着する作業が不要である。また、複合弾性体１００ａが半硬化状態のプリプレグ材を含んでいないので、プリプレグ材を冷蔵または冷凍して保管する必要がない。 In the present embodiment, unlike the related art described above, since the composite elastic body 100a does not include a semi-cured prepreg material, a pressure heating process for simultaneously performing molding and curing of the prepreg material is performed. There is no need. For this reason, when performing the operation | work which updates the coils 50a and 50b in the site | part in which the rotary electric machine was installed, the work time of the update operation | work can be shortened. As a result, it is possible to shorten the stop period in which the operation of the rotating electrical machine is stopped locally. In addition to this, since it is not necessary to perform pressurizing and heating treatment, water passing equipment and piping for cooling the coils 50a and 50b are unnecessary, and work for removing and attaching the piping is unnecessary. In addition, since the composite elastic body 100a does not include a semi-cured prepreg material, it is not necessary to store the prepreg material in a refrigerated or frozen state.

本実施形態の複合弾性体１００ａ〜１００ｄは、弾性体部１０１がシリコーンゴムで形成されている。シリコーンゴムは、マイナス数十℃の低温状態から、１００℃以上の高温状態の間において、機械的特性の劣化が他のゴム材料に比べるとほとんどない。つまり、回転電機を運転するときの温度領域において、安定な機能を発現することができる。シリコーンゴムは、他のゴムに比較して、耐引き裂け性に劣る。しかし、シート部１０２が、長手方向に強化された繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で形成されているので、耐引き裂け性を向上することができる。具体的には、コイル５０ａ，５０ｂの熱収縮によって、複合弾性体１００ａ〜１００ｄが切断されることを効果的に防止することができる。 In the composite elastic bodies 100a to 100d of this embodiment, the elastic body portion 101 is formed of silicone rubber. Silicone rubber has almost no deterioration in mechanical properties compared to other rubber materials between a low temperature of minus several tens of degrees Celsius and a high temperature of 100 degrees Celsius or higher. That is, a stable function can be expressed in the temperature range when operating the rotating electrical machine. Silicone rubber is inferior in tear resistance compared to other rubbers. However, since the sheet portion 102 is formed of fiber reinforced plastic (FRP) reinforced in the longitudinal direction, the tear resistance can be improved. Specifically, the composite elastic bodies 100a to 100d can be effectively prevented from being cut by the thermal contraction of the coils 50a and 50b.

本実施形態では、スロット４１の切り欠き部４１Ｋに挿入される楔材９０と複合弾性体１００ａとの間には、関連技術と同様に、板バネ８０が介在している。このため、複合弾性体１００ａに生ずるクリープ変形に対して補償がされるため、コイル５０ａ，５０ｂを固定する信頼性を更に高めることができる。 In the present embodiment, a leaf spring 80 is interposed between the wedge member 90 inserted into the notch 41K of the slot 41 and the composite elastic body 100a, as in the related art. For this reason, since it compensates for the creep deformation | transformation which arises in the composite elastic body 100a, the reliability which fixes coil 50a, 50b can further be improved.

［変形例］
なお、上記の実施形態では、上側コイル５０ａとスロット４１の一方の側面（右側面）との間に板バネ８１ａを配置すると共に、下側コイル５０ｂとスロット４１の他方の側面（左側面）との間に、板バネ８１ｂを配置する場合について説明しているが、これに限らない。板バネ８１ａ，８１ｂに代えて、上記と同じ構成の複合弾性体を設置してもよい。この場合においても、上記と同様な作用および効果を得ることができる。 [Modification]
In the above embodiment, the leaf spring 81a is disposed between the upper coil 50a and one side surface (right side surface) of the slot 41, and the other side surface (left side surface) of the lower coil 50b and the slot 41 is disposed. Although the case where the leaf | plate spring 81b is arrange | positioned between these is demonstrated, it is not restricted to this. Instead of the leaf springs 81a and 81b, a composite elastic body having the same configuration as described above may be installed. Even in this case, the same actions and effects as described above can be obtained.

また、上記の実施形態では、複合弾性体１００ａ〜１００ｄは、３層構造であるが、これに限らない。複合弾性体１００ａ〜１００ｄは、弾性体部１０１の一方の面に第１シート部１１１がシート部１０２として設けられ、他方の面に第２シート部１１２が設けられていないものであってもよい。この場合には、スロット４１の内部において第１シート部１１１がコイル５０ａ，５０ｂに接触するように複合弾性体１００ａ〜１００ｄを配置する。 Moreover, in said embodiment, although the composite elastic bodies 100a-100d are 3 layer structures, it is not restricted to this. The composite elastic bodies 100a to 100d may be configured such that the first sheet portion 111 is provided as the sheet portion 102 on one surface of the elastic body portion 101 and the second sheet portion 112 is not provided on the other surface. . In this case, the composite elastic bodies 100a to 100d are arranged so that the first sheet portion 111 contacts the coils 50a and 50b inside the slot 41.

また、上記の実施形態では、回転電機において固定子を構成する鉄心４０のスロット４１にコイル５０ａ，５０ｂを固定する際に、複合弾性体１００ａ〜１００ｄを用いる場合について説明したが、これに限らない。必要に応じて、たとえば、揚水発電電動機などの回転電機において回転子（図示省略）を構成する鉄心のスロットにコイルを固定する際に、上記の複合弾性体を用いてもよい。 In the above embodiment, the case where the composite elastic bodies 100a to 100d are used when the coils 50a and 50b are fixed to the slots 41 of the iron core 40 constituting the stator in the rotating electric machine has been described. However, the present invention is not limited thereto. . If necessary, for example, the composite elastic body may be used when a coil is fixed to a slot of an iron core constituting a rotor (not shown) in a rotating electrical machine such as a pumped-storage generator motor.

＜第２実施形態＞
［構造］
図３は、第２実施形態に係る回転電機において、固定子の一部を模式的に示す断面図である。図３においては、図１と同様に、固定子のうち、回転軸に対して直交する断面の一部を図示している。 Second Embodiment
[Construction]
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a part of the stator in the rotating electrical machine according to the second embodiment. In FIG. 3, as in FIG. 1, a part of a cross section orthogonal to the rotation axis of the stator is illustrated.

図３に示すように、本実施形態においては、上記の第１実施形態の場合（図１参照）と異なり、スペーサ７０ａ〜７０ｄが用いられていない。また、本実施形態では、複合弾性体１１０ａ〜１１０ｄが上記の第１実施形態の場合と異なっている。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、上記の第１実施形態の場合と同様であるため、重複する部分については、適宜、記載を省略する。 As shown in FIG. 3, in the present embodiment, unlike the case of the first embodiment (see FIG. 1), the spacers 70a to 70d are not used. Moreover, in this embodiment, the composite elastic bodies 110a-110d differ from the case of said 1st Embodiment. Except for this point and points related thereto, the present embodiment is the same as the case of the first embodiment described above, and therefore, description of overlapping portions will be omitted as appropriate.

図４は、第２実施形態に係る回転電機において、複合弾性体を模式的に示す図である。ここでは、複数の複合弾性体１１０ａ〜１１０ｄのうち、一の複合弾性体１１０ａについて図示しているが、他の複合弾性体１１０ｂ〜１１０ｄも同様に構成されている。 FIG. 4 is a diagram schematically showing a composite elastic body in the rotating electrical machine according to the second embodiment. Here, although one composite elastic body 110a is illustrated among the plurality of composite elastic bodies 110a to 110d, the other composite elastic bodies 110b to 110d are configured in the same manner.

図４に示すように、複合弾性体１００ａは、３層構造であって、弾性体部１０１の一方の面（上面）に第１シート部１１１がシート部１０２として設けられていると共に、弾性体部１０１の他方の面（下面）に第２シート部１１２ｂがシート部１０２として設けられている。 As shown in FIG. 4, the composite elastic body 100a has a three-layer structure, and a first sheet portion 111 is provided as a sheet portion 102 on one surface (upper surface) of the elastic body portion 101, and an elastic body. A second sheet portion 112 b is provided as the sheet portion 102 on the other surface (lower surface) of the portion 101.

複合弾性体１１０ａにおいて、弾性体部１０１および第１シート部１１１は、第１実施形態の場合と同様であるが、第２シート部１１２ｂは、第１実施形態の場合と形態が異なっている。 In the composite elastic body 110a, the elastic body portion 101 and the first sheet portion 111 are the same as in the first embodiment, but the second sheet portion 112b is different in form from the case of the first embodiment.

第２シート部１１２ｂは、たとえば、補強材としてガラス不織布を含むと共にマトリクスとして不飽和ポリエステル樹脂を含む繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で形成されている。第２シート部１１２ｂは、板状であって、弾性体部１０１および第１シート部１１１よりも厚く、たとえば、厚みが３．２ｍｍである。 The second sheet portion 112b is formed of, for example, a fiber reinforced plastic (FRP) including a glass nonwoven fabric as a reinforcing material and an unsaturated polyester resin as a matrix. The second sheet portion 112b has a plate shape and is thicker than the elastic body portion 101 and the first sheet portion 111, and has a thickness of 3.2 mm, for example.

［製造方法］
以下より、本実施形態に係る回転電機の製造方法のうち、固定子のスロット４１にコイル５０ａ，５０ｂを固定するコイル固定工程に関して、図３および図４を参照して説明する。 [Production method]
Hereinafter, a coil fixing step of fixing the coils 50a and 50b to the stator slot 41 in the manufacturing method of the rotating electrical machine according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

コイル固定工程では、まず、固定子を構成する鉄心４０のスロット４１の内部において、径方向の外側（下側）に位置する底面（下面）に複合弾性体１１０ｄを配置する。その後、第１実施形態の場合と同様に、下側コイル５０ｂ、および、板バネ８１ｂを配置する。ここでは、複合弾性体１１０ｄは、第１シート部１１１が上側であって、第２シート部１１２ｂが下側に位置するように配置される。つまり、スロット４１の内部において第１シート部１１１と下側コイル５０ｂとが互いに接触するように、複合弾性体１１０ｄが配置される。 In the coil fixing step, first, the composite elastic body 110d is disposed on the bottom surface (lower surface) located on the outer side (lower side) in the radial direction inside the slot 41 of the iron core 40 constituting the stator. Thereafter, as in the case of the first embodiment, the lower coil 50b and the leaf spring 81b are arranged. Here, the composite elastic body 110d is arranged such that the first sheet portion 111 is on the upper side and the second sheet portion 112b is on the lower side. That is, the composite elastic body 110d is arranged so that the first sheet portion 111 and the lower coil 50b are in contact with each other inside the slot 41.

つぎに、スロット４１の内部において下側コイル５０ｂよりも径方向の内側に、複合弾性体１１０ｃと複合弾性体１１０ｂとを順次配置する。その後、第１実施形態の場合と同様に、上側コイル５０ａ、および、板バネ８１ａを配置する。ここでは、複合弾性体１１０ｃは、第１シート部１１１が下側であって、第２シート部１１２ｂが上側に位置するように配置される。つまり、スロット４１の内部において複合弾性体１１０ｃの第１シート部１１１と下側コイル５０ｂとが互いに接触するように、複合弾性体１１０ｃが配置される。これに対して、複合弾性体１１０ｂは、第１シート部１１１が上側であって、第２シート部１１２ｂが下側に位置するように配置される。つまり、スロット４１の内部において複合弾性体１１０ｂの第１シート部１１１と上側コイル５０ａとが互いに接触するように、複合弾性体１１０ｂが配置される。 Next, the composite elastic body 110c and the composite elastic body 110b are sequentially arranged inside the slot 41 on the radially inner side of the lower coil 50b. Thereafter, similarly to the case of the first embodiment, the upper coil 50a and the leaf spring 81a are arranged. Here, the composite elastic body 110c is disposed such that the first sheet portion 111 is on the lower side and the second sheet portion 112b is on the upper side. That is, the composite elastic body 110c is disposed so that the first sheet portion 111 of the composite elastic body 110c and the lower coil 50b are in contact with each other inside the slot 41. In contrast, the composite elastic body 110b is arranged such that the first sheet portion 111 is on the upper side and the second sheet portion 112b is on the lower side. That is, the composite elastic body 110b is arranged so that the first sheet portion 111 of the composite elastic body 110b and the upper coil 50a are in contact with each other inside the slot 41.

つぎに、スロット４１の内部において上側コイル５０ａよりも径方向の内側に、複合弾性体１１０ａと板バネ８０とを順次配置する。ここでは、複合弾性体１１０ａは、たとえば、第１シート部１１１が下側であって、第２シート部１１２ｂが上側に位置するように配置される。つまり、スロット４１の内部において複合弾性体１１０ａの第１シート部１１１と上側コイル５０ａとが互いに接触するように、複合弾性体１１０ａが配置される。 Next, the composite elastic body 110a and the leaf spring 80 are sequentially arranged inside the slot 41 on the inner side in the radial direction than the upper coil 50a. Here, for example, the composite elastic body 110a is arranged so that the first sheet portion 111 is on the lower side and the second sheet portion 112b is on the upper side. That is, the composite elastic body 110a is disposed so that the first sheet portion 111 of the composite elastic body 110a and the upper coil 50a are in contact with each other inside the slot 41.

最後に、第１実施形態の場合と同様に、スロット４１の切り欠き部４１Ｋに楔材９０を挿入する。これより、コイル５０ａ，５０ｂがスロット４１に固定される。 Finally, as in the case of the first embodiment, the wedge member 90 is inserted into the notch 41K of the slot 41. As a result, the coils 50 a and 50 b are fixed to the slot 41.

［作用・効果］
以上のように、本実施形態の回転電機においては、コイル固定部材として複合弾性体１１０ａ〜１１０ｄを用いている。このため、本実施形態では、第１実施形態の場合と同様な効果を奏することができる。 [Action / Effect]
As described above, in the rotating electrical machine of the present embodiment, the composite elastic bodies 110a to 110d are used as the coil fixing members. For this reason, in this embodiment, there can exist an effect similar to the case of 1st Embodiment.

本実施形態では、第１実施形態の場合と異なり、複合弾性体１１０ａ〜１１０ｄは、第１シート部１１１よりも第２シート部１１２ｂの方が厚い。このため、本実施形態の複合弾性体１１０ａ〜１１０ｄは、第１実施形態の場合（図１参照）よりも剛性が高くなるので、作業性を向上することができる。また、本実施形態では、第１実施形態のスペーサ７０ａ〜７０ｄと同様な機能を包含する。その結果、本実施形態では、スペーサ７０ａ〜７０ｄを使用しなくてもよい。 In the present embodiment, unlike the case of the first embodiment, the composite elastic bodies 110 a to 110 d are thicker in the second sheet portion 112 b than in the first sheet portion 111. For this reason, since the composite elastic bodies 110a-110d of this embodiment become rigid rather than the case of 1st Embodiment (refer FIG. 1), workability | operativity can be improved. Moreover, in this embodiment, the function similar to spacer 70a-70d of 1st Embodiment is included. As a result, in this embodiment, the spacers 70a to 70d need not be used.

その他、スロット４１の全長に渡って複数の複合弾性体を用いる場合、剛性があり、かつ、全体の厚さが厚くなる。このため、回転電機において、起動、停止、および、負荷変動などの運転を行う際にコイルの熱伸縮が生じたときに、隣り合う複合弾性体が重なる可能性が低減する。 In addition, when a plurality of composite elastic bodies are used over the entire length of the slot 41, there is rigidity and the overall thickness is increased. For this reason, in the rotating electrical machine, when the coil undergoes thermal expansion and contraction when performing operations such as starting, stopping, and load fluctuation, the possibility that adjacent composite elastic bodies overlap will be reduced.

＜第３実施形態＞
［構造］
図５は、第３実施形態に係る回転電機において、固定子の一部を模式的に示す断面図である。図５においては、図３と同様に、固定子のうち、回転軸に対して直交する断面の一部を図示している。 <Third Embodiment>
[Construction]
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a part of the stator in the rotating electrical machine according to the third embodiment. In FIG. 5, as in FIG. 3, a part of a cross section orthogonal to the rotation axis of the stator is illustrated.

図５に示すように、本実施形態においては、上記の第２実施形態の場合（図３参照）に対して、複合弾性体１２０ａ〜１２０ｄが異なっている。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、上記の第２実施形態の場合と同様であるため、重複する部分については、適宜、記載を省略する。 As shown in FIG. 5, in this embodiment, the composite elastic bodies 120a to 120d are different from the case of the second embodiment (see FIG. 3). Except for this point and points related thereto, the present embodiment is the same as the case of the second embodiment described above, and therefore, overlapping description will be omitted as appropriate.

図６は、第３実施形態に係る回転電機において、複合弾性体を模式的に示す図である。ここでは、複数の複合弾性体１２０ａ〜１２０ｄのうち、一の複合弾性体１２０ａについて図示しているが、他の複合弾性体１２０ｂ〜１２０ｄも同様に構成されている。 FIG. 6 is a diagram schematically showing a composite elastic body in the rotating electrical machine according to the third embodiment. Here, although one composite elastic body 120a is illustrated among the plurality of composite elastic bodies 120a to 120d, the other composite elastic bodies 120b to 120d are similarly configured.

図６に示すように、複合弾性体１２０ａは、３層構造であって、弾性体部１０１の一方の面（上面）に第１シート部１１１ｃがシート部１０２として設けられていると共に、弾性体部１０１の他方の面（下面）に第２シート部１１２ｂがシート部１０２として設けられている。 As shown in FIG. 6, the composite elastic body 120a has a three-layer structure, and a first sheet portion 111c is provided as a sheet portion 102 on one surface (upper surface) of the elastic body portion 101, and an elastic body. A second sheet portion 112 b is provided as the sheet portion 102 on the other surface (lower surface) of the portion 101.

複合弾性体１１０ａにおいて、弾性体部１０１および第２シート部１１２ｂは、第２実施形態の場合と同様であるが、第１シート部１１１ｃは、第２実施形態の場合と形態が異なっている。 In the composite elastic body 110a, the elastic body portion 101 and the second sheet portion 112b are the same as those in the second embodiment, but the first sheet portion 111c is different from the case in the second embodiment.

第１シート部１１１ｃは、カレンダー処理されたアラミド紙であって、たとえば、厚みが０．１３ｍｍである。ここでは、カレンダー処理されたアラミド紙は、優れた摺動性および耐摩耗性を得るために、密度が０．８ｇ／ｃｍ^３以上であって１．１８ｇ／ｃｍ^３以下の範囲であることが好ましい。 The first sheet portion 111c is aramid paper that has been calendered, and has a thickness of 0.13 mm, for example. Here, the calendered aramid paper has a density of 0.8 g / cm ³ or more and 1.18 g / cm ³ or less in order to obtain excellent slidability and wear resistance. preferable.

［製造方法］
以下より、本実施形態に係る回転電機の製造方法のうち、固定子のスロット４１にコイル５０ａ，５０ｂを固定するコイル固定工程に関して、図５および図６を参照して説明する。 [Production method]
Hereinafter, a coil fixing process for fixing the coils 50a and 50b to the stator slot 41 in the method for manufacturing the rotating electrical machine according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

コイル固定工程では、まず、固定子を構成する鉄心４０のスロット４１の内部において、径方向の外側（下側）に位置する底面（下面）に複合弾性体１２０ｄを配置する。その後、第２実施形態の場合と同様に、下側コイル５０ｂ、および、板バネ８１ｂを配置する。ここでは、複合弾性体１２０ｄは、第１シート部１１１ｃが上側であって、第２シート部１１２ｂが下側に位置するように配置される。つまり、スロット４１の内部において第１シート部１１１ｃと下側コイル５０ｂとが互いに接触するように、複合弾性体１２０ｄが配置される。 In the coil fixing step, first, the composite elastic body 120d is arranged on the bottom surface (lower surface) located on the outer side (lower side) in the radial direction inside the slot 41 of the iron core 40 constituting the stator. Thereafter, as in the case of the second embodiment, the lower coil 50b and the leaf spring 81b are arranged. Here, the composite elastic body 120d is disposed such that the first sheet portion 111c is on the upper side and the second sheet portion 112b is on the lower side. That is, the composite elastic body 120d is disposed so that the first sheet portion 111c and the lower coil 50b are in contact with each other inside the slot 41.

つぎに、スロット４１の内部において下側コイル５０ｂよりも径方向の内側に、複合弾性体１２０ｃと複合弾性体１２０ｂとを順次配置する。その後、第２実施形態の場合と同様に、上側コイル５０ａ、および、板バネ８１ａを配置する。ここでは、複合弾性体１２０ｃは、第１シート部１１１ｃが下側であって、第２シート部１１２ｂが上側に位置するように配置される。つまり、スロット４１の内部において複合弾性体１２０ｃの第１シート部１１１ｃと下側コイル５０ｂとが互いに接触するように、複合弾性体１２０ｃが配置される。これに対して、複合弾性体１２０ｂは、第１シート部１１１ｃが上側であって、第２シート部１１２ｂが下側に位置するように配置される。つまり、スロット４１の内部において複合弾性体１２０ｂの第１シート部１１１ｃと上側コイル５０ａとが互いに接触するように、複合弾性体１２０ｂが配置される。 Next, the composite elastic body 120c and the composite elastic body 120b are sequentially arranged inside the slot 41 in the radial direction from the lower coil 50b. Thereafter, as in the case of the second embodiment, the upper coil 50a and the leaf spring 81a are arranged. Here, the composite elastic body 120c is disposed such that the first sheet portion 111c is on the lower side and the second sheet portion 112b is on the upper side. That is, the composite elastic body 120c is disposed so that the first sheet portion 111c of the composite elastic body 120c and the lower coil 50b are in contact with each other inside the slot 41. In contrast, the composite elastic body 120b is arranged such that the first sheet portion 111c is on the upper side and the second sheet portion 112b is on the lower side. That is, the composite elastic body 120b is disposed so that the first sheet portion 111c of the composite elastic body 120b and the upper coil 50a are in contact with each other inside the slot 41.

つぎに、スロット４１の内部において上側コイル５０ａよりも径方向の内側に、複合弾性体１２０ａと板バネ８０とを順次配置する。ここでは、複合弾性体１２０ａは、たとえば、第１シート部１１１ｃが下側であって、第２シート部１１２ｂが上側に位置するように配置される。つまり、スロット４１の内部において複合弾性体１２０ａの第１シート部１１１ｃと上側コイル５０ａとが互いに接触するように、複合弾性体１２０ａが配置される。 Next, the composite elastic body 120a and the leaf spring 80 are sequentially arranged inside the slot 41 on the inner side in the radial direction than the upper coil 50a. Here, for example, the composite elastic body 120a is arranged such that the first sheet portion 111c is on the lower side and the second sheet portion 112b is on the upper side. That is, the composite elastic body 120a is disposed so that the first sheet portion 111c of the composite elastic body 120a and the upper coil 50a are in contact with each other inside the slot 41.

最後に、第２実施形態の場合と同様に、スロット４１の切り欠き部４１Ｋに楔材９０を挿入する。これより、コイル５０ａ，５０ｂがスロット４１に固定される。 Finally, as in the case of the second embodiment, the wedge member 90 is inserted into the notch 41K of the slot 41. As a result, the coils 50 a and 50 b are fixed to the slot 41.

［作用・効果］
以上のように、本実施形態の回転電機においては、コイル固定部材として複合弾性体１２０ａ〜１２０ｄを用いている。このため、本実施形態では、第１実施形態および第２実施形態の場合と同様な効果を奏することができる。 [Action / Effect]
As described above, in the rotating electrical machine of the present embodiment, the composite elastic bodies 120a to 120d are used as the coil fixing members. For this reason, in this embodiment, there can exist an effect similar to the case of 1st Embodiment and 2nd Embodiment.

本実施形態では、第２実施形態の場合と異なり、複合弾性体１２０ａ〜１２０ｄにおいて、第１シート部１１１ｃは、カレンダー処理されたアラミド紙であって、摺動性および耐摩耗性に優れる。このため、本実施形態では、起動、停止、および、負荷変動などの運転を行う際にコイルの熱伸縮が生じた場合において、複合弾性体１２０ａ〜１２０ｄとコイル５０ａ，５０ｂとの間の摺動性および耐摩耗性を向上することができる。 In the present embodiment, unlike the case of the second embodiment, in the composite elastic bodies 120a to 120d, the first sheet portion 111c is calendered aramid paper, and is excellent in slidability and wear resistance. For this reason, in this embodiment, when thermal expansion / contraction of the coil occurs during operations such as starting, stopping, and load variation, sliding between the composite elastic bodies 120a to 120d and the coils 50a and 50b is performed. And wear resistance can be improved.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

４０…鉄心、４１…スロット、５０ａ…上側コイル、５０ｂ…下側コイル、５１ａ，５１ｂ…コイル導体、５２ａ，５２ｂ…絶縁層、６０ａ〜６０ｄ…介在物、７０ａ〜７０ｄ…スペーサ、８０，８１ａ，８１ｂ…板バネ、９０…楔材、１００ａ〜１００ｄ…複合弾性体、１１０ａ〜１１０ｄ…複合弾性体、１０１…弾性体部、１１１…シート部、１１１ｃ…シート部、１１２…シート部、１１２ｂ…シート部、１２０ａ〜１２０ｄ…複合弾性体。 40 ... Iron core, 41 ... Slot, 50a ... Upper coil, 50b ... Lower coil, 51a, 51b ... Coil conductor, 52a, 52b ... Insulating layer, 60a-60d ... Inclusion, 70a-70d ... Spacer, 80, 81a, 81b ... leaf spring, 90 ... wedge material, 100a to 100d ... composite elastic body, 110a to 110d ... composite elastic body, 101 ... elastic body part, 111 ... sheet part, 111c ... sheet part, 112 ... sheet part, 112b ... sheet Part, 120a-120d ... Composite elastic body.

Claims

A coil fixing member for fixing a coil housed in a slot formed in an iron core of a rotating electrical machine,
A plate-like elastic body formed of an elastic body;
A sheet portion provided on the surface of the elastic body portion,
The sheet portion is attached to the surface of the elastic body portion, and has an elastic modulus higher than that of the elastic body portion, and a thickness smaller than that of the elastic body portion,
The sheet portion is accommodated in contact with the coil inside the slot.
Coil fixing member.

The sheet part has a hardness higher than that of the elastic body part,
The coil fixing member according to claim 1.

The elastic body portion is formed of silicone rubber.
The coil fixing member according to claim 1 or 2.

The sheet portion is formed of a fiber reinforced plastic reinforced with fibers in the longitudinal direction.
The coil fixing member according to any one of claims 1 to 3.

As the sheet portion, a first sheet portion is provided on one surface of the elastic body portion, and a second sheet portion is provided on the other surface of the elastic body portion.
The coil fixing member according to any one of claims 1 to 4.

The second sheet part is thicker than the first sheet part,
The first sheet portion is accommodated in contact with the coil inside the slot.
The coil fixing member according to claim 5.

The first sheet portion is aramid paper that has been calendered.
The coil fixing member according to claim 6.

A coil fixing method for fixing a coil housed in a slot formed in an iron core of a rotating electrical machine using a coil fixing member,
The coil fixing member is
An elastic body portion formed of a plate-like elastic body;
A sheet portion provided on the surface of the elastic body portion,
The sheet portion is attached to the surface of the elastic body portion, and has an elastic modulus higher than that of the elastic body portion, and a thickness smaller than that of the elastic body portion,
The coil fixing member is accommodated in the slot so that the sheet portion contacts the coil in the slot.
Coil fixing method.

Installation is performed so that the coil fixing member and the coil are aligned in the radial direction of the rotating electrical machine.
The coil fixing method according to claim 7.

A leaf spring is interposed between the wedge material installed in the opening of the slot and the coil;
The coil fixing method according to claim 9.

Installation is performed so that the coil fixing member and the coil are aligned in the circumferential direction of the rotating electrical machine.
The coil fixing method according to claim 8.

A rotating electrical machine comprising: an iron core in which a slot is formed; a coil housed in the slot; and a coil fixing member that secures the coil housed in the slot;
The coil fixing member is
An elastic body portion formed of a plate-like elastic body;
A sheet portion provided on the surface of the elastic body portion,
The sheet portion is attached to the surface of the elastic body portion, and has an elastic modulus higher than that of the elastic body portion, and a thickness smaller than that of the elastic body portion,
The seat is accommodated in the slot so as to contact the coil,
Rotating electric machine.

A method of manufacturing a rotating electrical machine comprising a coil fixing step of fixing a coil housed in a slot formed in an iron core using a coil fixing member,
The coil fixing member is
An elastic body portion formed of a plate-like elastic body, and a sheet portion provided on the surface of the elastic body portion,
The sheet portion is attached to the surface of the elastic body portion, and has an elastic modulus higher than that of the elastic body portion, and a thickness smaller than that of the elastic body portion,
In the coil fixing step, the coil fixing member is accommodated in the slot so that the sheet portion contacts the coil in the slot.
A method of manufacturing a rotating electrical machine.