JPH08126277A - フラット回転機 - Google Patents
フラット回転機Info
- Publication number
- JPH08126277A JPH08126277A JP25996594A JP25996594A JPH08126277A JP H08126277 A JPH08126277 A JP H08126277A JP 25996594 A JP25996594 A JP 25996594A JP 25996594 A JP25996594 A JP 25996594A JP H08126277 A JPH08126277 A JP H08126277A
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- JP
- Japan
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- flat
- stator coil
- rotating machine
- rotor
- spacer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フラット回転機の効率を向上させる
【構成】 極性を異にして順に複数個の永久磁石６を固
着した円板状のフラット型ロータ８を、空隙９を隔てて
２枚配設すると共に、空隙９を隔てて配設された当該２
枚のフラット型ロータ８の各永久磁石６が異なる極性で
相対向して、両端のブラケット２に回転自在に軸支され
たシャフト５に固着されてなるロータ１５と、略三角形
状に巻線されたリッツ線のコイルを複数個円形に配置
し、合成樹脂材でフラット型にモールドされた円板状の
ステータコイル１０と、上記２枚のフラット型ロータ８
が形成する空隙位置にステータコイル１０のコイル部分
を配置し、当該ステータコイル１０の外周部を固定する
スペーサ１６と、当該スペーサ１６、ステータコイル１
０及びロータ１５を収納する円筒ケース１とを備えて構
成される。
着した円板状のフラット型ロータ８を、空隙９を隔てて
２枚配設すると共に、空隙９を隔てて配設された当該２
枚のフラット型ロータ８の各永久磁石６が異なる極性で
相対向して、両端のブラケット２に回転自在に軸支され
たシャフト５に固着されてなるロータ１５と、略三角形
状に巻線されたリッツ線のコイルを複数個円形に配置
し、合成樹脂材でフラット型にモールドされた円板状の
ステータコイル１０と、上記２枚のフラット型ロータ８
が形成する空隙位置にステータコイル１０のコイル部分
を配置し、当該ステータコイル１０の外周部を固定する
スペーサ１６と、当該スペーサ１６、ステータコイル１
０及びロータ１５を収納する円筒ケース１とを備えて構
成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フラット回転機、特に
永久磁石式フラット回転機において、ステータコイル
（電機子巻線）にリッツ線を用いると共にコアレスと
し、磁気回路中で磁束が時間的に変化することによって
生じる渦電流損を減少せしめ、効率を改善するようにし
たフラット回転機に関するものである。
永久磁石式フラット回転機において、ステータコイル
（電機子巻線）にリッツ線を用いると共にコアレスと
し、磁気回路中で磁束が時間的に変化することによって
生じる渦電流損を減少せしめ、効率を改善するようにし
たフラット回転機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】モータや発電機の回転電気機械、例えば
直流機または同期機など、界磁コイルに電流を流して磁
界を作る方式のものでは、界磁電流を大きくすると効率
が低下してしまうため、又永久磁石で磁界を作る方式の
ものでは、これまでエネルギー密度の大きな磁石が無か
ったため、鉄など磁気抵抗の小さい材料を用いて磁気回
路を構成するが、磁界が交番する部分ではこの鉄の部分
に鉄損が発生し、効率が低下してしまう。
直流機または同期機など、界磁コイルに電流を流して磁
界を作る方式のものでは、界磁電流を大きくすると効率
が低下してしまうため、又永久磁石で磁界を作る方式の
ものでは、これまでエネルギー密度の大きな磁石が無か
ったため、鉄など磁気抵抗の小さい材料を用いて磁気回
路を構成するが、磁界が交番する部分ではこの鉄の部分
に鉄損が発生し、効率が低下してしまう。
【０００３】これを防ぐため、磁界が交番する部分につ
いては相互に絶縁した薄い鉄板を積層して用いたり、そ
の材料も珪素鋼板など鉄損の少ない材料を使用してい
る。近年、特にエネルギー密度の高い磁石が開発され、
大きな空隙を持つ回転機でも大きな磁界が作り得るよう
になってきており、鉄心（コア）が無い方がむしろ有利
といえる状況になってきている。
いては相互に絶縁した薄い鉄板を積層して用いたり、そ
の材料も珪素鋼板など鉄損の少ない材料を使用してい
る。近年、特にエネルギー密度の高い磁石が開発され、
大きな空隙を持つ回転機でも大きな磁界が作り得るよう
になってきており、鉄心（コア）が無い方がむしろ有利
といえる状況になってきている。
【０００４】そこで、大容量機器のフラット回転機では
電流容量を大きくとるため、ステータコイルが平角銅線
で形成されていた。
電流容量を大きくとるため、ステータコイルが平角銅線
で形成されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フラット回転機では電機子巻線の導体中も平均的に磁束
が通るため、導体中に渦電流が発生し、効率を悪くして
いた。
フラット回転機では電機子巻線の導体中も平均的に磁束
が通るため、導体中に渦電流が発生し、効率を悪くして
いた。
【０００６】本発明は、上記の点に鑑みなされたもので
あり、ステータコイル、すなわち電機子巻線に、磁束の
方向に対する投影面積が小さくなるリッツ線を用いると
共にコアレスとし、渦電流損の発生を減少せしめ、効率
を良くするようにしたコアレスのフラット回転機を提供
することを目的としている。
あり、ステータコイル、すなわち電機子巻線に、磁束の
方向に対する投影面積が小さくなるリッツ線を用いると
共にコアレスとし、渦電流損の発生を減少せしめ、効率
を良くするようにしたコアレスのフラット回転機を提供
することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、本発明のフラット回転機は極性を異にして順に複
数個の永久磁石を固着した円板状のフラット型ロータ
を、空隙を隔てて２枚配設すると共に、空隙を隔てて配
設された当該２枚のフラット型ロータの各永久磁石が異
なる極性で相対向して、両端のブラケットに回転自在に
軸支されたシャフトに固着されてなるロータと、略三角
形状に巻線されたリッツ線のコイルを複数個円形に配置
し、合成樹脂材でフラット型にモールドされた円板状の
ステータコイルと、上記２枚のフラット型ロータが形成
する空隙位置にステータコイルのコイル部分を配置し、
当該ステータコイルの外周部を固定するスペーサと、当
該スペーサ、ステータコイル及びロータを収納する円筒
ケースとを備えたことを特徴としている。
めに、本発明のフラット回転機は極性を異にして順に複
数個の永久磁石を固着した円板状のフラット型ロータ
を、空隙を隔てて２枚配設すると共に、空隙を隔てて配
設された当該２枚のフラット型ロータの各永久磁石が異
なる極性で相対向して、両端のブラケットに回転自在に
軸支されたシャフトに固着されてなるロータと、略三角
形状に巻線されたリッツ線のコイルを複数個円形に配置
し、合成樹脂材でフラット型にモールドされた円板状の
ステータコイルと、上記２枚のフラット型ロータが形成
する空隙位置にステータコイルのコイル部分を配置し、
当該ステータコイルの外周部を固定するスペーサと、当
該スペーサ、ステータコイル及びロータを収納する円筒
ケースとを備えたことを特徴としている。
【０００８】そして上記永久磁石は、ネオジムＮｄ，鉄
Ｆｅ，ホウ素Ｂを含んだ合金の磁石材料でなるエネルギ
ー密度の大きな磁石が用いられる。上記ロータ、スペー
サ及び円筒ケースに通風ダクト穴がそれぞ穿設形成さ
れ、冷却風が流通するように構成されている。
Ｆｅ，ホウ素Ｂを含んだ合金の磁石材料でなるエネルギ
ー密度の大きな磁石が用いられる。上記ロータ、スペー
サ及び円筒ケースに通風ダクト穴がそれぞ穿設形成さ
れ、冷却風が流通するように構成されている。
【０００９】また上記フラット型ロータ、ステータコイ
ル及びスペーサをそれぞれ複数個設け、複数段のフラッ
ト回転機を構成するようにしてもよい。
ル及びスペーサをそれぞれ複数個設け、複数段のフラッ
ト回転機を構成するようにしてもよい。
【００１０】
【作用】ステータコイルにリッツ線を用いているので、
電機子巻線の導体の磁束の方向に対する投影面積が小さ
くなり、電機子巻線の導体中の渦電流損が少なくなると
共に、ステータコイルはコアレスであるので鉄損がなく
なり、フラット回転機の効率が向上する。
電機子巻線の導体の磁束の方向に対する投影面積が小さ
くなり、電機子巻線の導体中の渦電流損が少なくなると
共に、ステータコイルはコアレスであるので鉄損がなく
なり、フラット回転機の効率が向上する。
【００１１】
【実施例】図１は本発明に係るフラット回転機の一実施
例部分断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
例部分断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１２】図１のフラット回転機は、３段構成のもの
が図示されており、後に説明する様に１段のフラット回
転機にすることができるものである。図１，図２におい
て、円筒ケース１の両端にブラケット２がねじ３で固定
される。それぞれのブラケット２にはベアリング４が嵌
め込まれ、シャフト５が両側のブラケット２で回転自在
に軸支されている。シャフト５には、４枚の円板状のフ
ラット型ロータ８が、それぞれ空隙９を隔てて配設され
固着されている。そして当該円板状のフラット型ロータ
８には、極性を異にして順に複数個の永久磁石６が固着
されている。空隙９を隔てて配設された２枚の各フラッ
ト型ロータ８の各永久磁石６は、その極性を異にし相対
向している。これらの永久磁石６は、マグネットホルダ
１９、非磁性体のリング２０等で固定されている。
が図示されており、後に説明する様に１段のフラット回
転機にすることができるものである。図１，図２におい
て、円筒ケース１の両端にブラケット２がねじ３で固定
される。それぞれのブラケット２にはベアリング４が嵌
め込まれ、シャフト５が両側のブラケット２で回転自在
に軸支されている。シャフト５には、４枚の円板状のフ
ラット型ロータ８が、それぞれ空隙９を隔てて配設され
固着されている。そして当該円板状のフラット型ロータ
８には、極性を異にして順に複数個の永久磁石６が固着
されている。空隙９を隔てて配設された２枚の各フラッ
ト型ロータ８の各永久磁石６は、その極性を異にし相対
向している。これらの永久磁石６は、マグネットホルダ
１９、非磁性体のリング２０等で固定されている。
【００１３】なお、７はヨークであり、ロータ１５は４
枚のフラット型ロータ８で構成されている。そしてこれ
らの永久磁石６は、エネルギー密度の高い、例えばネオ
ジムＮｄ，鉄Ｆｅ，ホウ素Ｂを含んだ合金の磁性材でな
る磁石が用いられる。
枚のフラット型ロータ８で構成されている。そしてこれ
らの永久磁石６は、エネルギー密度の高い、例えばネオ
ジムＮｄ，鉄Ｆｅ，ホウ素Ｂを含んだ合金の磁性材でな
る磁石が用いられる。
【００１４】２枚の各フラット型ロータ８で形成される
各空隙９には、フラット型に形成された図５の形状をし
た円板状のステータコイル１０、すなわち電機子巻線が
それぞれ配設されている。当該ステータコイル１０は、
直径が０．１ｍｍ程度の細いエナメル線等を１０本から
数１０本より合わせた絶縁電線のリッツ線で、図４に示
されている様に、略三角形状に巻線されたＵ，Ｖ，Ｗ各
相のコイル１１を、図２の如く６個円形に配置して、３
層構造で絶縁ワニスや合成樹脂材でモールドして固形化
されたものである。
各空隙９には、フラット型に形成された図５の形状をし
た円板状のステータコイル１０、すなわち電機子巻線が
それぞれ配設されている。当該ステータコイル１０は、
直径が０．１ｍｍ程度の細いエナメル線等を１０本から
数１０本より合わせた絶縁電線のリッツ線で、図４に示
されている様に、略三角形状に巻線されたＵ，Ｖ，Ｗ各
相のコイル１１を、図２の如く６個円形に配置して、３
層構造で絶縁ワニスや合成樹脂材でモールドして固形化
されたものである。
【００１５】図３はステータコイルの一実施例部分断面
図を示しており、各コイル１１の層間に絶縁紙１２が挟
まれ、表面にも絶縁紙１２を付けてモールドされる。ス
テータコイル１０の外周部には、固定用の穴１３が形成
されている。
図を示しており、各コイル１１の層間に絶縁紙１２が挟
まれ、表面にも絶縁紙１２を付けてモールドされる。ス
テータコイル１０の外周部には、固定用の穴１３が形成
されている。
【００１６】ステータコイル１０は、図６に示された円
形のスペーサ１６でサイドイッチ状に挟まれ、当該スペ
ーサ１６に穿設された固定用の穴１７、当該ステータコ
イル１０に形成された固定用の穴１３を用いて、ボルト
１８でブラケット２の一方に固定される。このときステ
ータコイル１０のコイル１１の部分が、上記永久磁石６
の位置に配置されるようになっていることは言うまでも
ない。
形のスペーサ１６でサイドイッチ状に挟まれ、当該スペ
ーサ１６に穿設された固定用の穴１７、当該ステータコ
イル１０に形成された固定用の穴１３を用いて、ボルト
１８でブラケット２の一方に固定される。このときステ
ータコイル１０のコイル１１の部分が、上記永久磁石６
の位置に配置されるようになっていることは言うまでも
ない。
【００１７】なおシャフト５の中心軸には通風ダクト穴
５−１が穿設されると共に、当該通風ダクト穴５−１に
連通して放射状の通風ダクト穴５−２が穿設されてい
る。またシャフト５に固着されているマグネットホルダ
１９には、当該放射状の通風ダクト穴５−２に連通した
通風ダクト穴１９−１が設けられ、さらに上記スペーサ
１６に通風ダクト穴１６−１が設けられると共に、当該
スペーサ１６の通風ダクト穴１６−１に連通して円筒ケ
ース１の軸方向に通風ダクト穴を形成する複数個の通風
ダクト溝１−１が穿設されている。
５−１が穿設されると共に、当該通風ダクト穴５−１に
連通して放射状の通風ダクト穴５−２が穿設されてい
る。またシャフト５に固着されているマグネットホルダ
１９には、当該放射状の通風ダクト穴５−２に連通した
通風ダクト穴１９−１が設けられ、さらに上記スペーサ
１６に通風ダクト穴１６−１が設けられると共に、当該
スペーサ１６の通風ダクト穴１６−１に連通して円筒ケ
ース１の軸方向に通風ダクト穴を形成する複数個の通風
ダクト溝１−１が穿設されている。
【００１８】これらシャフト５、マグネットホルダ１
９、スペーサ１６にそれぞれ設けられた通風ダクト穴５
−１，５−２，１９−１，１６−１や円筒ケース１に設
けられた通風ダクト穴を形成する通風ダクト溝１−１に
よって、冷却風が通り抜け、ステータコイル１０に発生
する熱が放散される。
９、スペーサ１６にそれぞれ設けられた通風ダクト穴５
−１，５−２，１９−１，１６−１や円筒ケース１に設
けられた通風ダクト穴を形成する通風ダクト溝１−１に
よって、冷却風が通り抜け、ステータコイル１０に発生
する熱が放散される。
【００１９】この様に構成された本発明のフラット回転
機においてリッツ線を用いてステータコイル１０が形成
されているので、その導体の磁束の方向に対する投影面
積が小さくなり、渦電流損が減少する。またステータコ
イル１０にはコアがないので、磁気回路中磁束が時間的
に変化することによって生じるヒステリシス損および渦
電流損の鉄損がなくなる。
機においてリッツ線を用いてステータコイル１０が形成
されているので、その導体の磁束の方向に対する投影面
積が小さくなり、渦電流損が減少する。またステータコ
イル１０にはコアがないので、磁気回路中磁束が時間的
に変化することによって生じるヒステリシス損および渦
電流損の鉄損がなくなる。
【００２０】従って、鉄損による発熱量が減少すると共
に、効率の良いモータ或いは発電機を作ることができ
る。上記の説明では、フラット回転機が３段構成のもの
を説明して来たが、１段構成のものは図１で２組のステ
ータコイル１０やフラット型ロータ８などを取り外ずし
たものである。
に、効率の良いモータ或いは発電機を作ることができ
る。上記の説明では、フラット回転機が３段構成のもの
を説明して来たが、１段構成のものは図１で２組のステ
ータコイル１０やフラット型ロータ８などを取り外ずし
たものである。
【００２１】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、ス
テータコイルにリッツ線を用いたので、電機子巻線の導
体の磁束の方向に対する投影面積が小さくなり、電機子
巻線の導体中の渦電流損が減少し、発熱が抑えられる。
テータコイルにリッツ線を用いたので、電機子巻線の導
体の磁束の方向に対する投影面積が小さくなり、電機子
巻線の導体中の渦電流損が減少し、発熱が抑えられる。
【００２２】またステータコイルはコアレスであるの
で、鉄損がなくなりフラット回転機の効率が向上する。
従って、フラット回転機の小型軽量化が可能となる。
で、鉄損がなくなりフラット回転機の効率が向上する。
従って、フラット回転機の小型軽量化が可能となる。
【図１】本発明に係るフラット回転機の一実施例部分断
面図である。
面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】ステータコイルの一実施例部分断面図である。
【図４】コイルの巻線説明図である。
【図５】ステータコイルの一実施例斜視図である。
【図６】スペーサの一実施例斜視図である。
１ 円筒ケース ２ ブラケット ５ シャフト ６ 永久磁石 ７ ヨーク ８ フラット型ロータ ９ 空隙 １０ ステータコイル １１ コイル １５ ロータ １６ スペーサ
Claims (4)
- 【請求項１】 極性を異にして順に複数個の永久磁石を
固着した円板状のフラット型ロータを、空隙を隔てて２
枚配設すると共に、空隙を隔てて配設された当該２枚の
フラット型ロータの各永久磁石が異なる極性で相対向し
て、両端のブラケットに回転自在に軸支されたシャフト
に固着されてなるロータと、 略三角形状に巻線されたリッツ線のコイルを複数個円形
に配置し、合成樹脂材でフラット型にモールドされた円
板状のステータコイルと、 上記２枚のフラット型ロータが形成する空隙位置にステ
ータコイルのコイル部分を配置し、当該ステータコイル
の外周部を固定するスペーサと、 当該スペーサ、ステータコイル及びロータを収納する円
筒ケースとを備えたことを特徴とするフラット回転機。 - 【請求項２】 上記永久磁石は、ネオジムＮｄ，鉄Ｆ
ｅ，ホウ素Ｂを含んだ合金の磁石材料でなることを特徴
とする請求項１記載のフラット回転機。 - 【請求項３】 上記フラット型ロータ、ステータコイル
及びスペーサがそれぞれ複数個設けられ、複数個のフラ
ット回転機が構成されていることを特徴とする請求項１
記載のフラット回転機。 - 【請求項４】 上記ロータ、スペーサ及び円筒ケースに
通風ダクト穴がそれぞ穿設形成され、冷却風が流通する
ようにしたことを特徴とする請求項１記載のフラット回
転機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25996594A JPH08126277A (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | フラット回転機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25996594A JPH08126277A (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | フラット回転機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08126277A true JPH08126277A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17341394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25996594A Pending JPH08126277A (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | フラット回転機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08126277A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1994
- 1994-10-25 JP JP25996594A patent/JPH08126277A/ja active Pending
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