JPH0630539A

JPH0630539A - コイル素子、コイルブロックおよびこれを用いた発熱モータならびに温風機

Info

Publication number: JPH0630539A
Application number: JP30571492A
Authority: JP
Inventors: Senji Oigawa; 宣治大井川; Junji Senoo; 純二瀬野尾; Katsuhiko Ueda; 克彦上田; Shigeo Suzuki; 繁夫鈴木
Original assignee: MOBURON KK; Fujikura Ltd
Current assignee: MOBURON KK; Fujikura Ltd
Priority date: 1992-03-02
Filing date: 1992-11-16
Publication date: 1994-02-04

Abstract

(57)【要約】【目的】温風機などに用いた際に、十分な発熱量と十
分な回転トルクとが同時に確保でき、しかも耐久性に富
むとともに磁気振動、うなりの発生のない発熱モータ、
この発熱モータの固定子巻線を構成するコイルブロッ
ク、さらに、このコイルブロックを構成するコイル素子
を得る。【構成】コイル素子４は、セラミック絶縁被膜を有
し、導電率が３０〜８０％の耐熱性導体を空芯巻きで平
板状に巻回、固着したコイルの両側面に絶縁層を介して
放熱板６を圧締したものであり、コイルブロック１１
は、コイル素子４を中空の巻芯に複数個連結して取り付
けたものであり、発熱モータ１３はこのコイルブロック
を固定子巻線としたものである。前記発熱モータは温風
機に用いられ、モータが発熱体を兼ねるため、コンパク
トで安価な製品となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力された電力を磁場
と熱とに変換させることができ、高熱と強い磁場を発生
するコイル素子、このコイル素子を連結したコイルブロ
ックおよびこのコイルブロックを固定子界磁コイルとし
て使用した熱を発生する発熱モータならびにこの発熱モ
ータを用いた温風機に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータの巻線を発熱体に兼用するととも
に回転子軸にファンを設け、巻線からの発熱を熱源とし
た温風機は、特開昭４９−８８１４２号公報、特開昭６
１−３５１３２号公報、ＷＯ９００４７４などに開示さ
れ、公知である。しかしながら、これら先行発明にあっ
ては、単なる着想にすぎず、実際にこれを製作してみる
と、巻線からの発熱量を十分なものとするとモータの回
転力が不足し、ファンを十分に回転させることができ
ず、ファンを十分に回転させようとすると発熱量が著し
く減少する不都合があった。すなわち、十分な発熱量を
確保し、同時にファンを十分な回転速度、回転トルクで
回転させることは不可能であった。また、巻線における
発熱量を十分に確保しようとすると、巻線自体の温度が
５００〜７００℃近くに昇温し、巻線を構成している絶
縁電線の耐熱性に問題が生じ、寿命が短くなって長期間
の使用に耐えられないことも判明した。さらに、巻線か
らの発熱量を大きくするために大電流を供給すると、巻
線に磁気振動が生じ、これによってうなりが発生するこ
とがあり、この磁気振動で絶縁電線が擦れ合い、これに
よっても絶縁被膜が損傷する不都合があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、温風機などに用いた際に、十分な発熱量と十
分な回転トルクとが同時に確保でき、しかも耐久性に富
むとともに磁気振動、うなりの発生のない発熱モータ、
この発熱モータの固定子巻線を構成するとともに熱と磁
場とを併発する他の機器にも使用しうるコイルブロッ
ク、さらに、このコイルブロックを構成するコイル素子
を得ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明のコイル素子は、セラミック絶縁被膜を有
し、導電率が３０〜８０％の耐熱性導体を空芯巻きで平
板状に巻回し、固着したコイルの両側面に絶縁層を介し
て放熱板を圧締したもの、またはセラミック絶縁被膜を
有し、導電率が３０〜８０％の耐熱性導体を空芯巻きで
平板状に巻回し、固着したコイルの両側面に絶縁層を介
して放熱板を圧締するとともにコイルの巻幅方向のほぼ
中央に中間絶縁層を設けたもの、あるいはセラミック絶
縁被膜を有し、導電率が３０〜８０％の耐熱性導体を空
芯巻きで平板状に巻回し、固着したコイルの両側面に絶
縁層を介して放熱板を圧締するとともに、コイルの巻幅
方向のほぼ中央に、放熱板の両面を絶縁層で被覆した中
間放熱板を設けたものである。

【０００５】また、本発明のコイルブロックは、上記コ
イル素子を中空の巻芯に複数個連結して取り付けたもの
である。

【０００６】さらに、本発明の発熱モータは、上記コイ
ルブロックを固定子界磁コイルとして用いたものであ
り、温風機は、この発熱モータの回転子の軸にファンを
取り付けたものである。

【０００７】以下、本発明を詳しく説明する。図１は、
本発明のコイル素子を構成するコイルの例を示すもの
で、このコイル１は、絶縁電線２を空芯巻きで巻回した
巻幅の狭い平板状のものである。絶縁電線２として、セ
ラミック絶縁被膜を有し、導電率が３０〜８０％（ＩＡ
ＣＳ）の銅クラッド鋼線を導体としたものが用いられ
る。銅クラッド鋼線は、鋼からなる中心線上に銅をクラ
ッディングにて被覆したクラッド線の１種であり、銅層
の厚みと鋼の中心線の径とを適宜変化させることに、導
電率を３０〜８０％の範囲で簡単に変化させることがで
きる。

【０００８】また、この銅クラッド鋼線は、引張強さな
どの機械的特性が高く、かつこの特性が高温時において
も低下することが少なく、導電率の高温時における変動
も微かである。また、導電率が３０％近くの低いもので
も容易に製造することができる。さらに、中心線として
の鋼線が、コイル素子としたときの磁場の強さを大きく
する効果も発揮する。これらの利点により本発明のコイ
ル素子をなす巻線として極めて好適なものである。

【０００９】また、導電率を３０〜８０％とした理由
は、銅クラッド鋼線では、これ以外の範囲の導電率を有
するものを上述のような理由により製造できないためで
ある。また、８０％を越えると起動時に過大電流が流
れ、導体が溶断することがある。３０％未満では磁場と
熱との同時発生が十分ではない。

【００１０】この銅クラッド鋼線では、また必要に応じ
て最外層に厚さ２〜２０μｍのニッケルメッキを施し
て、耐熱性を高め、表層の銅の酸化を防止することもで
きる。

【００１１】上記セラミック絶縁被膜としては、アルミ
ナ、マグネシアなどのセラミック粉末をメチルシリコー
ン、メチルフェニルシリコーンなどの熱硬化性樹脂のバ
インダーに混合したものを導体に塗布焼付け、更にその
上にポリイミドエナメルなどの耐熱樹脂塗料を塗布焼付
けたもので、コイルに巻回後、高温で焼成して耐熱性の
優れたセラミック絶縁被覆とするものあるいはコイルに
巻回前に高温で焼成するものがある。導体の径は、０．
２〜３ｍｍ程度が好ましいが、この範囲外であってもよ
い。セラミック絶縁被膜の厚さは、２０〜５０μｍ程度
が好ましいが、この範囲外であってもよい。

【００１２】また、本発明での絶縁電線２をなす耐熱性
導体としては、中心導体とこの中心導体上に被覆された
高融点金属層とからなる導体も使用できる。中心導体
は、導電率が１０％以上の導電材料からなり、具体的に
は、銅、銅合金、銀、金、白金、鉄、ニッケル、クロ
ム、あるいはこれらの金属の合金（例えば、コンスタン
タン，アルメル，クロメル）もしくはアルミクラッド鋼
線などの複合線などが用いられる。

【００１３】上記高融点金属層は、ニオブ、タンタル、
クロム、鉄、ロジウム、ジルコニウム、タングステンな
どの融点が１５００℃以上の金属またはこれらの合金か
らなるもので、その厚みが１〜１００μｍのものであ
る。融点が１５００℃未満では中心導体をなす金属との
相互拡散が生じるので好ましくない。この高融点金属層
は、メッキ法、クラッド法、イオンプレーティング法、
蒸着法などによって形成される。

【００１４】このような構造の導体にあっては、中心導
体の酸化が防止され、相互拡散が抑えられるので極めて
耐熱性に富み、例えば４００℃以上の高温でも２万時間
以上の使用に耐える。また、高温度になっても電気抵抗
の増加が少ないものとなる。

【００１５】さらに、本発明では耐熱性導体として、中
心導体と、この中心導体上に設けられた拡散防止層と、
この拡散防止層上に形成された酸化防止層とを有するも
のも使用できる。中心導体は、先のものと同様の導電率
が１０％以上の導電材料からなる。

【００１６】上記拡散防止層は、融点１３００℃以上の
高融点元素（例えば、炭素，ホウ素，ニオブ，タンタ
ル，クロム，鉄，ロジウム，ジルコニウム，タングステ
ンなど）または、これらのホウ化物、窒化物、酸化物、
炭化物などの耐熱性化合物からなるものである。また、
酸化防止層は、ニッケル、ニッケル合金、銀、貴金属、
ステンレス鋼から構成されるが、ニオブ、タンタルなど
の高融点金属あるいはその合金を用いてもよい。この耐
熱性導体も同様に高度の耐熱性を示し、電気抵抗の増加
が少ないなどの特徴を有する。

【００１７】コイル１の巻径は、外径（Ｒ₁）で２５〜
３００ｍｍ、内径（Ｒ₂）で１０〜１００ｍｍで
（Ｒ₁）と（Ｒ₂）の比率は３対１前後が好ましく、巻
幅（Ｗ）は２０ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下、よ
り好ましくは１〜５ｍｍ程度とされる。巻列は、２〜７
０列程度とすることが好ましく、巻層数は２０〜７５０
層程度とすることが好ましく、巻回数は発熱量および発
生磁気の強さによって定められるが、通常は４０〜５０
００ターンの範囲とされる。また、図１のコイル１では
二本のリード３，３がいずれもコイル１の外周からとら
れている。

【００１８】また、このコイル１は、巻回後各絶縁電線
間が相互に接着（融着）され、固着された状態となって
いる。この固着には、耐熱絶縁被膜を有する絶縁電線を
巻回後、ポリイミドなどの耐熱性樹脂を含浸して硬化さ
せて固着する方法やセラミック絶縁層の上にポリイミド
などの耐熱樹脂塗料を塗布・焼付けたセラミック絶縁電
線を巻回したのち、急速昇温加熱硬化して固着する方法
などがある。この発明のコイル１は、また図２に示すよ
うに中空部の形状が四角状のものであってもよく、この
形状のものもこの発明において平板状と表現する。

【００１９】図３は、この発明でのコイルの他の例を示
すもので、このコイル１はその巻線層の中間に、耐熱性
接着剤層５ａ，５ａをその両面に被覆したマイカ、ガラ
スクロスなどの絶縁層５を介在せしめたサンドイッチ構
造のものである。このものでは、コイルの固定が強固に
行える。

【００２０】図４は、この発明のコイル素子の一例を示
すもので、上述のコイル１を用いたものである。このコ
イル素子４は、図１あるいは図２に示したコイル１の両
側面に絶縁層５，５を介して放熱板６，６を取り付け、
ボルト７…、ナット８…で放熱板６，６をコイル１に押
し付け圧締したものである。絶縁層５，５および放熱板
６，６にはコイル１の中空部分とほぼ等しい形状の中空
部分が形成されており、これらの中空部が一致するよう
に位置合せされて重ね合されている。

【００２１】絶縁層５としては、耐熱性、電気絶縁性お
よび圧締した場合にある程度の変形を起す材料、例えば
板状のマイカ、ガラスクロス、ガラスマット、セラミッ
クペーパー（シート）などが用いられる。この絶縁層６
の厚みは、０．１〜１ｍｍ程度が好ましい。また、マイ
カなどの表面にエポキシ系接着剤などの耐熱性接着剤を
塗布したものも使用できる。

【００２２】また、放熱板６としては、軟鉄、珪素鋼な
どの磁性体からなる金属板が用いられ、通常は亜鉛メッ
キ、スズメッキなどの防錆処理を施した鉄板やステンレ
ス鋼板等が用いられる。この放熱板６の厚さは約０．３
〜１ｍｍ程度が好ましく、表面積は２０〜３０００ｃｍ
²でコイル発熱量に比例した大きさとし、コイル表面積
の１．５倍以上が好ましい。

【００２３】また、本発明においは放熱板６として、ア
ルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの非磁
性材であってかつ熱伝導性の良好な材料からなるものを
使用することもできる。この非磁性良伝熱性材料を用い
ることで、コイル素子４から発生する磁場の強さは、磁
性材からなるものを用いた場合よりも若干低下するが、
モータを回転させうるには十分な磁場を発生する。ま
た、放熱性が良好となって、コイル１から発生する熱が
良好に放散され、絶縁電線２の温度が低下して好まし
い。

【００２４】また、このコイル素子４では、放熱板６，
６で中心にあるコイル１を圧締することも重要である。
すなわち、放熱板６，６で圧締することでコイル１の両
側の巻線２…が図５に拡大して示すように絶縁層５にな
かば埋め込まれた状態となり、巻線２…と絶縁層５との
接触面積が増大し、熱伝導が良好となってコイル１で発
生した熱が速やかに放熱板６に伝えられる。このため、
コイル１の巻線２自体の温度上昇を防止することを可能
にした。従って、絶縁電線２の寿命が延びるとともに放
熱効果が著しく高いものとなる。また、コイル１の磁気
振動やうなりもこの圧締により防止でき、セラミック絶
縁皮膜の損傷を大きく低下させうる。

【００２５】このような構造のコイル素子４にあって
は、コイル１から発生する熱が放熱板６に良好に伝えら
れるとともに放熱板６が磁性材から作られているもので
は、この放熱板６が一種の磁気回路を構成し、コイル１
で発生する磁束の大部分がコイル素子４の中心の空洞部
分９に集中し、特にコイル１の外周側で発生する磁束が
中心部の空洞部分９に集中し、空洞部分９において高い
磁束が発生する。この結果、このコイル素子４は、高い
発熱量が確保できしかも発生磁場も強いものとなりう
る。発生磁場の強さは、コイル１の巻列数、巻層数、巻
回数を適宜変化させることで広い範囲で設定できる。

【００２６】図６は、放熱板６の他の例を示すもので、
この放熱板６は、鉄板などの磁性材からなる放熱板本体
６ａの外面に熱伝導性の良好なアルミニウム板６ｂを貼
り合せたものであり、かつそのアルミニウム板６ｂ表面
に表面積を増し、放熱効果改善のための凹凸を形成した
ものである。

【００２７】図７は、本発明のコイル素子４の他の例を
示すものである。この例のコイル素子４は、コイル１と
して間に中間放熱板１０を設けた構造となっているとこ
ろが先の例のコイル素子４と異なるところである。中間
放熱板１０の両面には、当然絶縁層５，５が貼り合され
ている。この例のコイル素子４では、１列巻きコイル１
の両側に放熱板が配置されることになるため、コイル１
からの熱が極めて効率よく放熱板に伝えられるとともに
磁性材の放熱板を用いたものでは磁束の集中の効率が高
く、さらに磁気振動防止の点でも優れたものとなる。

【００２８】また、本発明のコイル素子では、図７に示
した構造において中間放熱板１０を取り去り、コイル１
とコイル１との間に中間絶縁層を介在せしめたものであ
ってもよい。この中間絶縁層としては、上述した絶縁層
５と同様のものが用いられ、その両表面に耐熱性接着剤
を被覆したものを用いると、二つのコイル１，１の固着
が良好となって好ましい。

【００２９】次に、コイルブロックの説明を行う。図８
は、本発明のコイルブロックの例を示すものである。こ
のコイルブロック１１は、図４や図７に示したようなコ
イル素子４…を複数個中空の巻芯１２に連結して取り付
けたものである。中空巻芯１２としては、マイカ等で絶
縁を絶した金属パイプなどを使用することができる。

【００３０】コイルブロック１１は、コイル素子４単体
では放熱量、磁場の強さ等にそれぞれ限界があるため、
耐久性等をも考慮して複数個、通常２〜５個程度連結し
たものである。各コイル素子４…間のリードの結線は、
直列結線でも並列結線でもよく、発熱量等を考慮して決
めることができる。また、各コイル素子４，４，４…間
は、図８のように１〜１０ｍｍの空隙を置いて設置し、
また放熱板６の面積を広くして放熱効果を高くしたとき
は各コイル素子４…間を接近させてもよい。さらに、こ
のコイルブロック１１に用いられるコイル素子４として
は、当然図７に示したものを用いることができる。

【００３１】図９は、本発明の発熱モータの一例を示す
もので、この発熱モータ１３は、上述のコイルブロック
１１を誘導モータの一種であるくまとりモータの固定子
の界磁コイル巻線に用いたものである。すなわち、コイ
ルブロック１１の中空巻芯１２内に、くまとりモータの
固定子鉄心１４が挿通された構造となっている。よっ
て、この構造の発熱モータ１３では、コイルブロック１
１の固定子界磁コイル巻線自体が回転磁界を発生する一
次巻線として機能するとともに発熱体としても機能す
る。

【００３２】このため、この発熱モータ１３の回転子の
回転軸１５に図１０のようにファン１６を取り付けれ
ば、コイルブロック１１からの熱を利用した温風機１７
として機能する。したがって、このような温風機１７で
は、従来のニクロムヒータ、セラミックヒータなどの発
熱体が不要となり、コンパクトとなり、コスト削減が可
能となる。なお、この温風機１７では、所定の風量、風
圧が要求される場合、発熱モータ１３の回転トルクを高
くする必要があり、コイル１の巻数を増し高トルクが得
られるようにする。

【００３３】本発明のコイル素子およびコイルブロック
は、必ずしも発熱モータにその利用分野が限られるもの
ではなく、他の磁場と熱とを同時に発生する種々の機器
に適用しうる。以下、実施例を示す。

【００３４】（実施例１）導体径０．４ｍｍ、２μｍの
ニッケルめっきを施した導電率４０％の銅クラッド鋼線
上に厚さ２５μｍのセラミック絶縁被膜を設け、更に保
護層として１０μｍのポリイミド皮膜を設けた絶縁電線
を、外径約４０ｍｍ、内径２２ｍｍ、巻幅１．６ｍｍ、
巻線長７ｍで巻回し、約４５０℃で３分間加熱して平板
状の図１に示すようなコイルを得た。このコイルの両側
面に厚さ０．５ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ７０ｍｍで径２
０ｍｍの中心穴を形成した鉄板からなる放熱板を、厚さ
０．３ｍｍのマイカの絶縁層を介してボルト、ナットに
より締めつけて、図３に示すようなコイル素子とした。
このコイル素子に交流（６０Ｈｚ）２２．９Ｖを印加し
たところ、３．４Ａの電流が流れ、コイル素子の中空部
分の交流磁場の強さは約１００ガウスであった。また、
放熱板の温度は通電１分後で１６０℃になった。

【００３５】（実施例２）実施例１において、銅クラッ
ド鋼線として導電率が３０％のものを用いた以外は同様
にしてコイル素子を作成した。このコイル素子に交流
（６０Ｈｚ）２２．９Ｖを印加したところ、２．６Ａの
電流が流れ、コイル素子の中空部分の交流磁場の強さは
約７７ガウスであった。また、放熱板の温度は通電１分
後で１２５℃になった。

【００３６】（実施例３）実施例１において、銅クラッ
ド鋼線として導電率が６０％のものを用いた以外は同様
にしてコイル素子を作成した。このコイル素子に交流
（６０Ｈｚ）２２．９Ｖを印加したところ、５．１Ａの
電流が流れ、コイル素子の中空部分の交流磁場の強さは
約１５０ガウスであった。また、放熱板の温度は通電１
分後で２２０℃になった。

【００３７】（実施例４）実施例１において、銅クラッ
ド鋼線として導電率が８０％のものを用いた以外は同様
にしてコイル素子を作成した。このコイル素子に交流
（６０Ｈｚ）２２．９Ｖを印加したところ、６．８Ａの
電流が流れ、コイル素子の中空部分の交流磁場の強さは
約２００ガウスであった。また、放熱板の温度は通電１
分後で３００℃になった。

【００３８】（実施例５）実施例１において、放熱板と
して鉄板に代えて厚さ１ｍｍのアルミニウム合金板を用
いた以外は同様にしてコイル素子を得た。このコイル素
子に交流２２．９Ｖを印加したところ、３．７Ａの電流
が流れ、中空部分の交流磁場の強さは、８５ガウスであ
った。また、放熱板の温度は通電１分後で１２０℃にな
った。

【００３９】（比較例１）実施例１において、コイルを
構成する絶縁電線として、径０．３ｍｍ、導電率９９％
のニッケルめっき軟銅線に厚さ３５μｍのセラミック絶
縁被膜を設けたものを用いる以外は同様にしてコイル素
子を作成した。このコイル素子に交流２２．９Ｖを印加
したところ、通電１分後に溶断した。

【００４０】（比較例２）絶縁電線として、径０．３ｍ
ｍ、導電率１％のニクロム線に厚さ３５μｍのセラミッ
ク絶縁被膜を設けたものを用いた以外は実施例１と同様
にしてコイル素子を作成した。このコイル素子に交流２
５Ｖを印加したところ、０．１７Ａの電流が流れ、交流
磁場の強さは１７．７ガウスであり、通電１分後で放熱
板温度には殆ど変化が見られなかった。

【００４１】（実施例６）実施例１で得られたコイル素
子を４枚中空巻芯に連結して取り付け、コイルブロック
とした。中空巻芯としては厚さ０．３ｍｍのマイカ絶縁
を施した外径２１ｍｍ、内径１９ｍｍ、長さ４０ｍｍの
スチールパイプを用いた。各コイル素子間のリードの結
線は直列とした。ついで、コイルブロックに交流１００
Ｖを印加したところ、３．８Ａの電流が流れ、通電１分
後、放熱板の温度は１６０℃を示し、コイルブロック中
空部分の交流磁場の強さは１１０ガウスであった。

【００４２】（実施例７）実施例２で得られたコイル素
子を４枚実施例５と同様に連結して取り付け、コイルブ
ロックとした。各コイル素子間のリードの結線は直列と
した。ついで、コイルブロックに交流１００Ｖを印加し
たところ、３．６Ａの電流が流れ、通電１分後、放熱板
の温度は１６０℃を示し、コイルブロック中空部分の交
流磁場の強さは１８０ガウスであった。

【００４３】（実施例８）実施例１で得られたコイル素
子を４枚中空巻芯に連結して取り付け、コイルブロック
とした。中空巻芯としては厚さ０．３ｍｍのマイカ絶縁
を施した外径２１ｍｍ、内径１９ｍｍ、長さ４０ｍｍの
スチールパイプを用いた。各コイル素子間のリードの結
線は直列とした。このコイルブロックをくまとりモータ
の固定子界磁コイルとし、くまとりモータの回転軸にフ
ァンを取り付けた。コイルブロックに交流１００Ｖを印
加したところ、３．６Ａの電流が流れ、通電１分後、フ
ァンから温度１００℃の温風が毎分約１１ｍ³の風量で
得られた。また、放熱板の温度は１６０℃を示し、ファ
ンによる空冷が十分に行われていることがわかった。さ
らに、動作中磁気振動、うなりは認められなかった。

【００４４】（比較例３）実施例１で得られたコイル素
子を４枚連結して取り付け、コイルブロックとした。各
コイル素子間のリードの結線は直列とした。ついで、コ
イルブロックに交流１００Ｖを印加したところ、３．９
Ａの電流が流れ、通電１分後、放熱板の温度は１８０℃
を示し、コイルブロック中空部分の交流磁場の強さは１
０５ガウスであった。

【００４５】（比較例４）実施例４において、比較例１
で作成したコイル素子を４枚直列に結線した以外は同様
にしてコイルブロックを作成し、このコイルブロックを
固定子界磁コイルとしたくまとりモータを同様にして作
製した。このモータに交流１００Ｖを印加したが殆ど回
転せず、高熱を発生してコイルが焼損した。

【００４６】（実施例９）実施例１で用いた絶縁電線を
用い、外径４５ｍｍ、内径２２ｍｍ、巻列２列、巻線長
さ４ｍで巻回し、厚さ１ｍｍの極薄のコイルを得た。こ
のコイルを５枚直列結線してコイルブロックとした。各
コイル間には、厚さ０．５ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ７０
ｍｍの軟鉄板製の放熱板の両面に厚さ０．３ｍｍのマイ
カを張合わせた中間放熱板を介挿し、最外側には実施例
１と同様のマイカを介して放熱板を取り付け、ボルトと
ナットで締めつけた。このコイルブロックを使用して実
施例７と同様にしてモータを作り、ファンを取り付けて
温風機とした。このものは、温度１２０℃の温風が毎分
約１１ｍ³の風量で得られた。

【００４７】（実施例１０）直径０．３５ｍｍの銅線上
に厚さ０．００１〜０．００２ｍｍのニオブ層を設け、
更にその上に０．０２５ｍｍのニッケル層を施した導電
率８０％のニッケルクラッド銅線上に厚さ０．０２５ｍ
ｍのセラミック絶縁皮膜を設け、更に保護層として０．
０１０ｍｍのポリイミド皮膜を設けた絶縁電線を外径約
４０ｍｍ、内径２２ｍｍ、巻幅１．６ｍｍ、巻線長７ｍ
で巻回し、約４５０℃で加熱して平板状のコイルとし
た。このコイルの両側面に、厚さ０．３ｍｍ、幅５０ｍ
ｍ、長さ７０ｍｍで、直径２０ｍｍの中心穴を形成した
鉄板からなる放熱板を厚さ０．３ｍｍのマイカ製絶縁層
を介して圧締し、図３に示す様なコイル素子とした。こ
のコイル素子に交流（６０Ｈｚ）３０Ｖを印加したとこ
ろ、９Ａの電流が流れ、コイル素子の中空部分の交流磁
場の強さは約２６５ガウスであった。また、放熱板の温
度は通電１分後で４２０℃となったがコイルは正常に動
作した。

【００４８】（実施例１１）実施例１０に於いて、ニッ
ケルクラッド銅線として、直径０．２８ｍｍの銅線上に
厚さ０．００１〜０．００２ｍｍのニオブ層を設け、更
にその上に０．０６ｍｍのニッケル層を施した導電率６
０％のニッケルクラッド銅線を用いた以外は同様にして
コイル素子を作製した。このコイル素子に交流（６０Ｈ
ｚ）３０Ｖを印加したところ、６．７Ａの電流が流れ、
コイル素子の中空部分の交流磁場の強さは約１９０ガウ
スであった。また、放熱板の温度は通電１分後で４００
℃となった。

【００４９】（実施例１２）実施例１０に於いて、ニッ
ケルクラッド銅線として、直径０．２２ｍｍの銅線上に
厚さ０．００１〜０．００２ｍｍのニオブ層を設け、更
にその上に０．０９ｍｍのニッケル層を施した導電率４
０％のニッケルクラッド銅線を用いた以外は同様にして
コイル素子を作製した。このコイル素子に交流（６０Ｈ
ｚ）３０Ｖを印加したところ、４．４Ａの電流が流れ、
コイル素子の中空部分の交流磁場の強さは１３０ガウス
であった。また、放熱板の温度は通電１分後で２７０℃
になった。

【００５０】（実施例１３）実施例１２に於いて、放熱
板としてステンレス鋼板を用いた以外は同様にしてコイ
ル素子を作製した。このコイル素子に交流（６０Ｈｚ）
３０Ｖを印加したところ、４．４Ａの電流が流れ、コイ
ル素子の中空部分の交流磁場の強さは１３０ガウスであ
った。また、放熱板の温度は通電１分後２６０℃であっ
た。

【００５１】（実施例１４）実施例１２に於いて、放熱
板としてアルミニウム板を用いた以外は同様にしてコイ
ル素子を作製した。このコイル素子に交流（６０Ｈｚ）
３０Ｖを印加したところ、４．４Ａの電流が流れ、コイ
ル素子の中空部分の交流磁場の強さは１２５ガウスであ
った。また、放熱板の温度は通電１分後３００℃であっ
た。

【００５２】（実施例１５）実施例１２で得られたコイ
ル素子を４枚中空巻芯に連結して取り付け、コイルブロ
ックとした。中空巻芯としては厚さ０．３ｍｍのマイカ
絶縁を施した、外径２１ｍｍ、内径１９ｍｍ、長さ４０
ｍｍのスチールパイプを用いた。各コイル素子のリード
の結線は直列とした。このコイルブロックをくまとりモ
ータの固定子界磁コイルとし、くまとりモータの回転軸
にファンをとりつけ、コイル端末間に交流１００Ｖを印
加した。コイルに３．６Ａの電流が流れ、通電１分後フ
ァンから温度１００℃の温風が毎分約１１ｍ³の風量で
得られた。放熱板の温度は１６０℃を示し、ファンによ
る空冷が十分に行なわれていることがわかった。動作
中、磁気振動、うなりは認められなかった。

【００５３】（実施例１６）実施例１５に於いて、コイ
ル素子に実施例１３で得られたコイル素子を用いた以外
は同様にしてくまとりモータの固定子界磁コイルとし、
コイル端末間に交流１００Ｖを印加した。コイルには
３．７Ａの電流が流れ、通電１分後ファンから温度１０
０℃の温風が毎分約１０ｍ³の風量で得られた。放熱板
の温度は１５０℃を示し、ファンによる空冷が十分に行
なわれていることがわかった。動作中、磁気振動、うな
りは認められなかった。

【００５４】（実施例１７）実施例１５に於いて、コイ
ル素子に実施例１４で得られたコイル素子を用いた以外
は同様にしてくまとりモータの固定子界磁コイルとし、
コイル端末間に交流１００Ｖを印加した。コイルに３．
８Ａの電流が流れ、通電１分後ファンから温度１２０℃
の温風が毎分約９ｍ³の風量で得られた。放熱板の温度
は１８０℃を示し、ファンによる空冷が行なわれている
ことがわかった。動作中、磁気振動、うなりは認められ
なかった。

【００５５】

【発明の効果】本発明のコイル素子では、強い磁場が発
生すると同時に磁気振動や、うなりを防止でき、かつ放
熱板によって効率的に熱が放散され、コイルの過熱が防
止できる。さらに、本発明のコイルブロックでは、コイ
ル素子を任意の数連結したものであるため、所望の発熱
量と磁場が得られ、この発明の発熱モータによれば、十
分な発熱量と十分な回転トルクとが同時に確保できる。
また、本発明の温風機によれば、十分に加熱された温風
が十分な風圧で得られ、発熱体を別途に用意する必要が
なくなるため、装置全体を小型化でき、部品点数を減少
させうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコイル素子を構成するコイルの一例
を示す斜視図である。

【図２】本発明のコイル素子を構成するコイルの他の
例を示す斜視図である。

【図３】本発明のコイル素子を構成するコイルの他の
例を示す断面図である。

【図４】本発明のコイル素子の一例を示す断面図であ
る。

【図５】図３の要部拡大図である。

【図６】本発明のコイル素子の他の例の要部拡大図で
ある。

【図７】本発明のコイル素子の他の例を示す断面図で
ある。

【図８】本発明のコイルブロックの一例を示す断面図
である。

【図９】本発明の発熱モータの一例を示す斜視図であ
る。

【図１０】本発明の温風機の内部の構造を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１…コイル、２…絶縁電線、４…コイル素子、５…絶縁
層、６…放熱板、１０…中間放熱板、１１…コイルブロ
ック、１２…巻芯、１３…発熱モータ、１５…回転軸、
１６…ファン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上田克彦東京都江東区木場１丁目５番１号株式会社フジクラ内 (72)発明者鈴木繁夫東京都江東区木場１丁目５番１号株式会社フジクラ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック絶縁被膜を有し、導電率が３
０〜８０％の耐熱性導体を空芯巻きで平板状に巻回し、
固着したコイルの両側面に絶縁層を介して放熱板を圧締
してなり、熱と磁場を同時に発生するコイル素子。
【請求項２】セラミック絶縁被膜を有し、導電率が３
０〜８０％の耐熱性導体を空芯巻きで平板状に巻回し、
固着したコイルの両側面に絶縁層を介して放熱板を圧締
するとともにコイルの巻幅方向のほぼ中央に中間絶縁層
を設けてなり、熱と磁場を同時に発生するコイル素子。
【請求項３】セラミック絶縁被膜を有し、導電率が３
０〜８０％の耐熱性導体を空芯巻きで平板状に巻回し、
固着したコイルの両側面に絶縁層を介して放熱板を圧締
するとともに、コイルの巻幅方向のほぼ中央に、放熱板
の両面を絶縁層で被覆した中間放熱板を設けてなり、熱
と磁場を同時に発生する機器に用いられるコイル素子。
【請求項４】耐熱性導体が、銅クラッド鋼線である請
求項１，２または３記載のコイル素子。
【請求項５】耐熱性導体が、中心導体とこの中心導体
を被覆する高融点金属層とからなるものである請求項
１，２または３記載のコイル素子。
【請求項６】耐熱性導体が、中心導体と、この中心導
体上に形成された拡散防止層と、この拡散防止層上に形
成された酸化防止層とからなるものである請求項１，２
または３記載のコイル素子。
【請求項７】銅クラッド鋼線の表面にニッケルメッキ
が施されている請求項４記載のコイル素子。
【請求項８】導体のセラミック絶縁被膜の上に耐熱樹
脂塗膜が設けられている請求項１，２または３記載のコ
イル素子。
【請求項９】絶縁層が、表面に耐熱接着剤が塗布され
たマイカである請求項１，２または３記載のコイル素
子。
【請求項１０】放熱板が鉄板、珪素鋼板、ステンレス
鋼板などの磁性材からなる請求項１，２または３記載の
コイル素子。
【請求項１１】放熱板がアルミニウム、銅などの非磁
性良伝熱性材料からなる請求項１，２または３記載のコ
イル素子。
【請求項１２】請求項１に記載のコイル素子を中空の
巻芯に複数個連結して取り付けてなり、熱と磁場を同時
に発生する機器に用いられるコイルブロック。
【請求項１３】請求項２に記載のコイル素子を中空の
巻芯に複数個連結して取り付けてなり、熱と磁場を同時
に発生する機器に用いられるコイルブロック。
【請求項１４】請求項３に記載のコイル素子を中空の
巻芯に複数個連結して取り付けてなり、熱と磁場を同時
に発生する機器に用いられるコイルブロック。
【請求項１５】請求項１２，１３または１４に記載の
コイルブロックを固定子界磁コイルとした発熱モータ。
【請求項１６】モータが誘導モータである請求項１５
に記載の発熱モータ。
【請求項１７】請求項１６に記載の発熱モータの回転
子の軸にファンを取り付けた温風機。