JPS63234849A - 積層板 - Google Patents
積層板Info
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- JPS63234849A JPS63234849A JP63042412A JP4241288A JPS63234849A JP S63234849 A JPS63234849 A JP S63234849A JP 63042412 A JP63042412 A JP 63042412A JP 4241288 A JP4241288 A JP 4241288A JP S63234849 A JPS63234849 A JP S63234849A
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
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- H02K17/02—Asynchronous induction motors
- H02K17/16—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors
- H02K17/20—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors having deep-bar rotors
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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- H02K3/48—Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
- H02K3/487—Slot-closing devices
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- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
この発明は全般的に回転電気機械に使う鉄心用積層板又
は打抜き部品、更に具体的に云えば、積層板の歯及びヨ
ーク部分が、所定の寸法の機械に対する出力を改善する
様な相対的な寸法を持つ積層板の構造に関する。
は打抜き部品、更に具体的に云えば、積層板の歯及びヨ
ーク部分が、所定の寸法の機械に対する出力を改善する
様な相対的な寸法を持つ積層板の構造に関する。
従来技術の説明
例えば米国特許第４．５６６．１７９号（１９８６年１
月２８日付与）に記載される様に、機械の固定子又は回
転子の鉄心要素の何れかにあるスロットの分布を設ける
ことにより、又は米国特許第４．２０９，７２０号（１
９８０年６月２４日付与）に記載される様に、磁極のア
ンペアターンに対し、機械の固定子の磁極を通る磁束を
所定の形で変えることにより、回転電気機械の効率又は
電力出力を改善する構成が知られている。然し、積層板
に対する内径と外径との所定の比によって、積層板を積
重ねた固定子及び／又は回転子を持つ回転電気機械の動
作効率を改善する様な機械用積層板の構造はこれまで知
られていない。更に、積層板の歯部分に於ける磁束密度
と積層板のヨーク部分に於ける磁束密度との比を従来得
られるものよりも高め、その結果、その機械の出力又は
動作効率を高める様にする積層板の構造もこれまで知ら
れていない。
月２８日付与）に記載される様に、機械の固定子又は回
転子の鉄心要素の何れかにあるスロットの分布を設ける
ことにより、又は米国特許第４．２０９，７２０号（１
９８０年６月２４日付与）に記載される様に、磁極のア
ンペアターンに対し、機械の固定子の磁極を通る磁束を
所定の形で変えることにより、回転電気機械の効率又は
電力出力を改善する構成が知られている。然し、積層板
に対する内径と外径との所定の比によって、積層板を積
重ねた固定子及び／又は回転子を持つ回転電気機械の動
作効率を改善する様な機械用積層板の構造はこれまで知
られていない。更に、積層板の歯部分に於ける磁束密度
と積層板のヨーク部分に於ける磁束密度との比を従来得
られるものよりも高め、その結果、その機械の出力又は
動作効率を高める様にする積層板の構造もこれまで知ら
れていない。
発明の要約
この発明の目的は、従来使われているよりも積層板の材
稲の量を多くし、巻線導体の量を少なくすることによっ
て改善を計る回転電気機械の積層板構造を提供すること
である この発明の別の目的は、積層鉄心のスロットに埋設した
巻線の端コイルからの磁束の漏れを大幅に減少した回転
電気機械を提供することである。
稲の量を多くし、巻線導体の量を少なくすることによっ
て改善を計る回転電気機械の積層板構造を提供すること
である この発明の別の目的は、積層鉄心のスロットに埋設した
巻線の端コイルからの磁束の漏れを大幅に減少した回転
電気機械を提供することである。
この発明の別の目的は、従来よりも、馬力対容積比を一
層大きくした回転電気機械を提供することである。
層大きくした回転電気機械を提供することである。
この発明の特徴とする種々の新規な特徴は、特許請求の
範囲に具体的に記載しであるが、この発明、その動作上
の利点並びにそれを使うことによって達成される具体的
な目的が更によく理解される様に、次にこの発明の好ま
しい実施例を図面について説明する。
範囲に具体的に記載しであるが、この発明、その動作上
の利点並びにそれを使うことによって達成される具体的
な目的が更によく理解される様に、次にこの発明の好ま
しい実施例を図面について説明する。
発明の詳細な説明
第１図はこの発明をそれに用いることの出来る回転電気
機械１０の側面断面図である。機械１０の正面図が第２
図に示されている。
機械１０の側面断面図である。機械１０の正面図が第２
図に示されている。
基本的には、機械１０は全体的に円筒形の外側ケーシン
グ１２、及びこの外側ケーシング１２内に同軸に固定さ
れていて、同軸の固定子中孔１６を持つ全体的に円筒形
の固定子１４を有する。ケーシング１２の前後で回転子
１８が適当な軸受２０ａ、２０ｂによって支持され、中
孔の軸線の周りを回転運動する様に、固定子の中孔１６
内を軸方向に伸びている。図示の特定の例では、回転子
１８の軸部分２２が機械１０の前側端蓋２４から軸方向
に伸びていて、軸部分２２の前側から軸方向にある距離
の所で切込んだ凹部から、キー２６が半径方向外向きに
突出している。キー２６は、機械１０からの回転動力を
供給しようとする負荷部材（図に示してない）、例えば
ファンに切込んだ対応するキー溝に軸部分２２を固定す
るのに役立つ。
グ１２、及びこの外側ケーシング１２内に同軸に固定さ
れていて、同軸の固定子中孔１６を持つ全体的に円筒形
の固定子１４を有する。ケーシング１２の前後で回転子
１８が適当な軸受２０ａ、２０ｂによって支持され、中
孔の軸線の周りを回転運動する様に、固定子の中孔１６
内を軸方向に伸びている。図示の特定の例では、回転子
１８の軸部分２２が機械１０の前側端蓋２４から軸方向
に伸びていて、軸部分２２の前側から軸方向にある距離
の所で切込んだ凹部から、キー２６が半径方向外向きに
突出している。キー２６は、機械１０からの回転動力を
供給しようとする負荷部材（図に示してない）、例えば
ファンに切込んだ対応するキー溝に軸部分２２を固定す
るのに役立つ。
後側端蓋２８（第１図）がケーシング１２及び前側端蓋
２４と共に、固定子１４、回転子１８及び関連した導電
巻線を収容して保護する様に作用する。実施例では、機
械冷却ファン３０が後側端蓋２８の外側に伸びる回転子
短軸部分３２に取付けられていて、ケーシングに空気流
を差向ける。
２４と共に、固定子１４、回転子１８及び関連した導電
巻線を収容して保護する様に作用する。実施例では、機
械冷却ファン３０が後側端蓋２８の外側に伸びる回転子
短軸部分３２に取付けられていて、ケーシングに空気流
を差向ける。
第１図に示す場合、固定子１４は強磁性材料の積層板３
４の積重ねで構成される。積層板３４は面を合せて積重
ね、それを圧着して、従来周知の種々の手段の何れかに
より、鉄心を形成する。多数（３１個）のスロットが、
固定子１４の軸長に沿って伸びており、固定子中孔１６
から半径方向に伸びる。これらのスロットが固定子巻線
を収容し、この巻線が端コイル３６を持ち、その一部分
を第１図に示しである。この発明を好ましい形で実施し
た個別の積層板の詳細を次に説明する。
４の積重ねで構成される。積層板３４は面を合せて積重
ね、それを圧着して、従来周知の種々の手段の何れかに
より、鉄心を形成する。多数（３１個）のスロットが、
固定子１４の軸長に沿って伸びており、固定子中孔１６
から半径方向に伸びる。これらのスロットが固定子巻線
を収容し、この巻線が端コイル３６を持ち、その一部分
を第１図に示しである。この発明を好ましい形で実施し
た個別の積層板の詳細を次に説明する。
第１図に示す様に、回転子１８の軸２２が機械のケーシ
ング又はハウジング１２から軸方向に伸びていて、前側
及び後側軸受２０ａ、２０ｂの中間で、軸２２に同軸に
固定された回転子の積層板４０の積重ねを有する。各々
の積層板４０の外周の近くで、回転子１８に形成された
多数（３２個）の軸方向に伸びるスロットに何組かの導
電バー４２が通される。バー４２は、１組の末端リング
により、積層板４０からなる回転子の軸方向の両端４４
ａ、４４ｂで、互いに短絡されている。
ング又はハウジング１２から軸方向に伸びていて、前側
及び後側軸受２０ａ、２０ｂの中間で、軸２２に同軸に
固定された回転子の積層板４０の積重ねを有する。各々
の積層板４０の外周の近くで、回転子１８に形成された
多数（３２個）の軸方向に伸びるスロットに何組かの導
電バー４２が通される。バー４２は、１組の末端リング
により、積層板４０からなる回転子の軸方向の両端４４
ａ、４４ｂで、互いに短絡されている。
第１図では、固定子１４の軸方向の端面４８ａ。
４８ｂにある固定子巻線の端コイル３６が、固定子の漏
れ磁束、即ち、固定子巻線によって発生されるが、回転
子の積層板４０にある導電バー４２と相互作用しない磁
束の源である。固定子の漏れ磁束は、固定子巻線（１つ
又は複数）が付勢された時、回転子１８に加わる合成の
トルクに寄与しないから、この磁束の漏れは機械１０の
動作効率に悪影響を及ぼす。従って、固定子の漏れ磁束
の潜在的な源を少なくし又はなくすことが出来る様な手
段があれば、回転電気機械を構成する上で非常に重要で
あることが理解されよう。
れ磁束、即ち、固定子巻線によって発生されるが、回転
子の積層板４０にある導電バー４２と相互作用しない磁
束の源である。固定子の漏れ磁束は、固定子巻線（１つ
又は複数）が付勢された時、回転子１８に加わる合成の
トルクに寄与しないから、この磁束の漏れは機械１０の
動作効率に悪影響を及ぼす。従って、固定子の漏れ磁束
の潜在的な源を少なくし又はなくすことが出来る様な手
段があれば、回転電気機械を構成する上で非常に重要で
あることが理解されよう。
特にＡＮＳ Ｉ／ＮＥＭＡ基準刊行物番号ＭＧ−１９７
８（Ｒ１９８１）に記載されている様に、業界ではある
機械の構成基準が知られている。この刊行物の内容を必
要があれば参照されたい。
８（Ｒ１９８１）に記載されている様に、業界ではある
機械の構成基準が知られている。この刊行物の内容を必
要があれば参照されたい。
この発明は、業界の基準、特に所謂１８０及び２１０枠
寸法構造についてこの基準に合致する回転電気機械の構
造を提供することを目的とする。
寸法構造についてこの基準に合致する回転電気機械の構
造を提供することを目的とする。
然し、こ＼で説明する機械の積層板の寸法は、１８０及
び２１０枠寸法に適用されるものであるが、この発明を
種々の寸法及び割合の機械に有利に実施することが出来
ることを承知されたい。
び２１０枠寸法に適用されるものであるが、この発明を
種々の寸法及び割合の機械に有利に実施することが出来
ることを承知されたい。
第３図について説明すると、この発明の固定子積層板３
４が、第８図又は第９図の表の値の外径“ＯＤ”を持つ
と共に、ある内径“ＩＤ”を持つ全体的に円形の中孔用
開口５０を有する強磁性材料の平坦な環状板で構成され
る。板３４は中間の円周５４から半径方向に伸びる、円
周方向に等間隔の多数（３１個）のスロット用開口５２
を持っていて、中孔用開口５０の円周まで半径方向に伸
びる多数（８１個）の歯５６を形成する。中孔が直径“
ＩＤ”を持つ。第３図に示す実施例では、積層板３４が
固定子積層板であり、この為中孔用開口５０の円周が、
固定子と回転子間の空隙の一方の境界を限定すると共に
、回転子を受入れる中孔を構成する。
４が、第８図又は第９図の表の値の外径“ＯＤ”を持つ
と共に、ある内径“ＩＤ”を持つ全体的に円形の中孔用
開口５０を有する強磁性材料の平坦な環状板で構成され
る。板３４は中間の円周５４から半径方向に伸びる、円
周方向に等間隔の多数（３１個）のスロット用開口５２
を持っていて、中孔用開口５０の円周まで半径方向に伸
びる多数（８１個）の歯５６を形成する。中孔が直径“
ＩＤ”を持つ。第３図に示す実施例では、積層板３４が
固定子積層板であり、この為中孔用開口５０の円周が、
固定子と回転子間の空隙の一方の境界を限定すると共に
、回転子を受入れる中孔を構成する。
スロット用開口５２は、同じ様な板３４を面を合せて積
重ね、対応するスロット用開口５２を互いに略整合させ
た時、固定子１４を軸方向に通る１つ又は更に多くの固
定子巻線を収容する様に形成される。第１図及び第２図
に示す組立てた機械１０では、固定子巻線が機械１０の
ｎ極（例えば２．４．６極等）の動作形式に対応する様
に配置されている。固定子巻線を外部の電源に接続した
時、８２重ねた積層板３４の実質的に整合した空隙用周
縁の近くには、回転子１８の導電バー４２と相互作用す
る磁束が発生される。
重ね、対応するスロット用開口５２を互いに略整合させ
た時、固定子１４を軸方向に通る１つ又は更に多くの固
定子巻線を収容する様に形成される。第１図及び第２図
に示す組立てた機械１０では、固定子巻線が機械１０の
ｎ極（例えば２．４．６極等）の動作形式に対応する様
に配置されている。固定子巻線を外部の電源に接続した
時、８２重ねた積層板３４の実質的に整合した空隙用周
縁の近くには、回転子１８の導電バー４２と相互作用す
る磁束が発生される。
第３図の環状板３４が、中間の円周５４と空隙用周縁の
間の＋ｉ！１１５６によって構成された歯部分５８を含
む。残りの板３４は中間の円周５４と外周５９の間で連
続していて、板３４のヨーク部分６０を構成する。
間の＋ｉ！１１５６によって構成された歯部分５８を含
む。残りの板３４は中間の円周５４と外周５９の間で連
続していて、板３４のヨーク部分６０を構成する。
第４図は第３図の積層板３４の一部分の拡大図である。
具体的に云うと、１個のスロット用開口５２が隣接した
歯５６によって取囲まれる状態が示されている。舌片６
０が隣合った歯５６から円周方向に互いに向い合って突
出し、スロット用開口５２の（幅Ｗ１ｃを持つ）口６２
を構成する。公知の様に、口６２は、機械１０を組立て
る時、固定子巻線を形成する個別の導体６４を口６２か
ら開口５２に挿入することが出来る位に幅広くすべきで
ある。舌片６０が巻線閉塞くさび６６を坐着させる様に
作用する。このくさびが固定子巻線の導体６４を、開口
５２によって形成された固定子スロット内の所定位置に
しっかりと保持する。個別の固定子巻線を隔てる為、固
定子スロット内には、第４図に示す様に絶縁巻線分離材
６８を配置することが出来、固定子スロットの壁に当て
て配置した絶縁被膜６０が、積層板３４を作っている材
料と個別の導体６４のアーク又は短絡を防止する。
歯５６によって取囲まれる状態が示されている。舌片６
０が隣合った歯５６から円周方向に互いに向い合って突
出し、スロット用開口５２の（幅Ｗ１ｃを持つ）口６２
を構成する。公知の様に、口６２は、機械１０を組立て
る時、固定子巻線を形成する個別の導体６４を口６２か
ら開口５２に挿入することが出来る位に幅広くすべきで
ある。舌片６０が巻線閉塞くさび６６を坐着させる様に
作用する。このくさびが固定子巻線の導体６４を、開口
５２によって形成された固定子スロット内の所定位置に
しっかりと保持する。個別の固定子巻線を隔てる為、固
定子スロット内には、第４図に示す様に絶縁巻線分離材
６８を配置することが出来、固定子スロットの壁に当て
て配置した絶縁被膜６０が、積層板３４を作っている材
料と個別の導体６４のアーク又は短絡を防止する。
この発明では、板３４の内径ＩＤと外径ＯＤとの所定の
比に対し、歯５６はスロット用開口５２の面積に比べて
十分幅を広くして、固定子巻線を付勢した時、歯部分５
８の磁束密度（ＢＴＵ）とヨーク部分６０の磁束密度（
ＢＹ＋ ）との比が、固定子巻線の所定のｎ極動作（４
対して大体最適になる様にする。スロット用開口の実際
の数８１はそれ程臨界的ではない。例えば、第３図の積
層板３４は２４個のスロットを持つ場合を示してあり、
１８０枠寸法の機械に使うのに適した相対的な寸法を持
っている。第５図に示すこの発明の積層板３２′は３６
個のスロットを持ち、２１０枠寸法の機械に使うのに適
した相対的な寸法を持っている。第３図及び第４図の積
層板３４と対応する積層板３４′の部分は、同様な参照
数字で示しである。
比に対し、歯５６はスロット用開口５２の面積に比べて
十分幅を広くして、固定子巻線を付勢した時、歯部分５
８の磁束密度（ＢＴＵ）とヨーク部分６０の磁束密度（
ＢＹ＋ ）との比が、固定子巻線の所定のｎ極動作（４
対して大体最適になる様にする。スロット用開口の実際
の数８１はそれ程臨界的ではない。例えば、第３図の積
層板３４は２４個のスロットを持つ場合を示してあり、
１８０枠寸法の機械に使うのに適した相対的な寸法を持
っている。第５図に示すこの発明の積層板３２′は３６
個のスロットを持ち、２１０枠寸法の機械に使うのに適
した相対的な寸法を持っている。第３図及び第４図の積
層板３４と対応する積層板３４′の部分は、同様な参照
数字で示しである。
この発明の根底の考えは、所望の電力処理能力を持つ回
転電気機械で、積層板３４（又は３４′）に対して最大
量の強磁性材料（例えば、鉄）及び最小限の量の巻線導
体、例えば個別の導体６４又は６４′を利用することで
ある。
転電気機械で、積層板３４（又は３４′）に対して最大
量の強磁性材料（例えば、鉄）及び最小限の量の巻線導
体、例えば個別の導体６４又は６４′を利用することで
ある。
ニーで示す実施例では、積層板３４に対する歯部分５８
とヨーク部分６０の比は、公知の構造とは大幅に異なり
、積層板３４の内径と外径との比も同様である。この為
、歯５６を比較的幅広くした結果として、舌片６１は公
知の構造に比べて非常に小さくなる。使う巻線材料が少
なくなる結果、積層板の積重ねの端面に於ける端コイル
（例えば、固定子の端コイル３６）が一層小さくなり、
この為従来の構造よりも、望ましくない漏れ磁束が大幅
に減少する。
とヨーク部分６０の比は、公知の構造とは大幅に異なり
、積層板３４の内径と外径との比も同様である。この為
、歯５６を比較的幅広くした結果として、舌片６１は公
知の構造に比べて非常に小さくなる。使う巻線材料が少
なくなる結果、積層板の積重ねの端面に於ける端コイル
（例えば、固定子の端コイル３６）が一層小さくなり、
この為従来の構造よりも、望ましくない漏れ磁束が大幅
に減少する。
第７図は、この発明に従って多数のスロットＳ２を持つ
固定子及び回転子の両方の積層板に関連した物理的な定
数、関係及び比の好ましい範囲及び具体的な数値を示す
表である。例えば、標準的な枠寸法に合致する機械を構
成すると仮定すると、ＮＥＭＡ基準では、電動機の最大
の外部寸法が制限され、その中で固定子積層板の寸法を
最適にする。１８０及び２１０枠寸法基準に使う固定子
及び回転子の両方の積層板に対する典型的な外径（ＯＤ
）が第７図に示されている。第７図は、改良された固定
子積層板を限定する為に使われる種々の比の具体的な数
値及びその範囲をも示している。比ＩＤ１０Ｄは、固定
子積層板の内径と外径との比を表わし、この発明の積層
板で使われる強磁性材料の量が、銅よりも多いことを示
す。比Ｔ＋／ＴＳは固定子積層板の歯幅（Ｔ１）と中孔
の円周を固定子スロットの数８１で除した値（ＴＳ−π
ｘｔＤ／Ｓ＋）の比を表わす。これは実効的に歯幅の表
示である。数値ＢＴ＋／ＢＹＩを使って、大体それが近
い近似であるが、歯及びヨークの磁束が同じであると仮
定した場合の、歯の磁束密度とヨークの磁束密度との比
を表わすことが出来る。この比は両射ヨーク比の表示に
なる。この比は、ｎを極数、Ｙｌを第３図及び第５図に
示す寸法、Ｓｌ及びＴ１を前に定義した通りとして、式
ＢＴ＋ ／ＢＹ＋ ＝ （πｘｎｘＹ＋ ） ／ （Ｓ
＋ ＸＴ＋）により、固定子積層板に対して幾何学的に
決定することが出来る。
固定子及び回転子の両方の積層板に関連した物理的な定
数、関係及び比の好ましい範囲及び具体的な数値を示す
表である。例えば、標準的な枠寸法に合致する機械を構
成すると仮定すると、ＮＥＭＡ基準では、電動機の最大
の外部寸法が制限され、その中で固定子積層板の寸法を
最適にする。１８０及び２１０枠寸法基準に使う固定子
及び回転子の両方の積層板に対する典型的な外径（ＯＤ
）が第７図に示されている。第７図は、改良された固定
子積層板を限定する為に使われる種々の比の具体的な数
値及びその範囲をも示している。比ＩＤ１０Ｄは、固定
子積層板の内径と外径との比を表わし、この発明の積層
板で使われる強磁性材料の量が、銅よりも多いことを示
す。比Ｔ＋／ＴＳは固定子積層板の歯幅（Ｔ１）と中孔
の円周を固定子スロットの数８１で除した値（ＴＳ−π
ｘｔＤ／Ｓ＋）の比を表わす。これは実効的に歯幅の表
示である。数値ＢＴ＋／ＢＹＩを使って、大体それが近
い近似であるが、歯及びヨークの磁束が同じであると仮
定した場合の、歯の磁束密度とヨークの磁束密度との比
を表わすことが出来る。この比は両射ヨーク比の表示に
なる。この比は、ｎを極数、Ｙｌを第３図及び第５図に
示す寸法、Ｓｌ及びＴ１を前に定義した通りとして、式
ＢＴ＋ ／ＢＹ＋ ＝ （πｘｎｘＹ＋ ） ／ （Ｓ
＋ ＸＴ＋）により、固定子積層板に対して幾何学的に
決定することが出来る。
第７図の最後の列は固定子と回転子の相互作用の比であ
り、Ｓはスロット数、Ｔは歯幅、１は固定子、２は回転
子を表わす。第７図の表は、（ｎ力９２．４及び６極の
機械に対する数値及び範囲を示している。４極では、１
８０枠寸法及び２１０枠寸法の２つの実施例を示しであ
る。
り、Ｓはスロット数、Ｔは歯幅、１は固定子、２は回転
子を表わす。第７図の表は、（ｎ力９２．４及び６極の
機械に対する数値及び範囲を示している。４極では、１
８０枠寸法及び２１０枠寸法の２つの実施例を示しであ
る。
第８図は、第７図に示す様なこの発明の寸法にした積層
板に伴う物理的な定数、関係及び比を、１８０枠寸法の
２極、４極及び６極交流誘導電動機に対する一番近い従
来公知の形式と比較した表である。公知の数値と比較す
る為、特定の測定値は吋に換算しである。勿論、範囲は
第７図に示す場合と同じま＼である。この表には、固定
子にあるスロットの正味及び総体面積の値に固定子にあ
るスロット数（Ｓ＋ ）を乗じた値も示しである。
板に伴う物理的な定数、関係及び比を、１８０枠寸法の
２極、４極及び６極交流誘導電動機に対する一番近い従
来公知の形式と比較した表である。公知の数値と比較す
る為、特定の測定値は吋に換算しである。勿論、範囲は
第７図に示す場合と同じま＼である。この表には、固定
子にあるスロットの正味及び総体面積の値に固定子にあ
るスロット数（Ｓ＋ ）を乗じた値も示しである。
正味のスロット面積（ＡＳＬＯＴ−ＮＥＴ）は総体スロ
ット面ｇ［（ＡＳＬＯＴ−ＧＲＯＳＳ、第３図参照）か
ら、スロットの内張り、分離材及びくさびが占める面積
と、口にあって、巻線を挿入する為に利用することが出
来ない面積Ａ３（第４図参照）を差引いた値に等しい。
ット面ｇ［（ＡＳＬＯＴ−ＧＲＯＳＳ、第３図参照）か
ら、スロットの内張り、分離材及びくさびが占める面積
と、口にあって、巻線を挿入する為に利用することが出
来ない面積Ａ３（第４図参照）を差引いた値に等しい。
第９図は第８図と同様な表であり、第７図に示す様なこ
の発明の形式にした積層板を、２１０枠寸法を持つ２極
及び４極の交流誘導電動機に対する従来公知の一番近い
積層板と比較している。この場合も、具体的な数値は吋
゛に換算しである。
の発明の形式にした積層板を、２１０枠寸法を持つ２極
及び４極の交流誘導電動機に対する従来公知の一番近い
積層板と比較している。この場合も、具体的な数値は吋
゛に換算しである。
第８図及び第９図から、従来の対応する積層板よりも、
内径と外径との比を小さくすると共に、歯部分及びヨー
ク部分の間の磁束密度の比を一層大きくする他に、この
発明の積層板の歯幅が一般的に大きいことが認められよ
う。この結果前られるこの発明の積層板は、種々の数値
の相互作用の結果であることに注意されたい。即ち、夫
々の又ごとごとくの数値を各々の実施例で終始変更して
いるのではない。然し、結果として、この発明の根底の
考えに従っている。前に述べた様に、この考えは、最大
量の積層板材料及び最小量の巻線（即ち、銅）材料を利
用することである。
内径と外径との比を小さくすると共に、歯部分及びヨー
ク部分の間の磁束密度の比を一層大きくする他に、この
発明の積層板の歯幅が一般的に大きいことが認められよ
う。この結果前られるこの発明の積層板は、種々の数値
の相互作用の結果であることに注意されたい。即ち、夫
々の又ごとごとくの数値を各々の実施例で終始変更して
いるのではない。然し、結果として、この発明の根底の
考えに従っている。前に述べた様に、この考えは、最大
量の積層板材料及び最小量の巻線（即ち、銅）材料を利
用することである。
この発明に従って構成された積層板を用いる機械は、従
来公知の対応する機械と比較する時、馬力対容積比が一
層大きくなった。勿論、効率に応じて変化する。然し、
下記の表１．２及び３は、この発明の積層板を持つ２．
４及び６極交流誘導電動機と、従来の対応する電動機に
対し、表に記入した同じ効率に対し、容積の測定値の比
較を示している。
来公知の対応する機械と比較する時、馬力対容積比が一
層大きくなった。勿論、効率に応じて変化する。然し、
下記の表１．２及び３は、この発明の積層板を持つ２．
４及び６極交流誘導電動機と、従来の対応する電動機に
対し、表に記入した同じ効率に対し、容積の測定値の比
較を示している。
この発明の積層板では、幅が比較的広い歯を使うことに
より、従来の構造よりも、積層板の積重ねを一層短くし
て、所定の寸法及び動力の機械に対する磁束密度の飽和
を達成することが出来る。
より、従来の構造よりも、積層板の積重ねを一層短くし
て、所定の寸法及び動力の機械に対する磁束密度の飽和
を達成することが出来る。
従って、この発明の機械の電磁容積（ＯＤ） ２ Ｌは
、全般的に同じ効率では、従来の機械の容積よりも小さ
い。幅が一層広い又は一層平坦な爾を使うことにより、
この発明の機械では、固定子及び回転子の積層板の積重
ねの間の空隙に於ける磁束密度が相対的に高くなる。こ
の為、所定の機械の寸法で、回転子には一層大きなトル
クが発生される。
、全般的に同じ効率では、従来の機械の容積よりも小さ
い。幅が一層広い又は一層平坦な爾を使うことにより、
この発明の機械では、固定子及び回転子の積層板の積重
ねの間の空隙に於ける磁束密度が相対的に高くなる。こ
の為、所定の機械の寸法で、回転子には一層大きなトル
クが発生される。
第１０図は１９８７年２月２７日に出願された係属中の
米国特許出願通し番号節０２０，２９９号に記載されて
いる回転子積層板を示している。
米国特許出願通し番号節０２０，２９９号に記載されて
いる回転子積層板を示している。
第１０図は回転子の歯の幅Ｔ２をはっきりと示しており
、第１図に示す様に製造された回転子が多数（Ｓｌ）個
の回転子スロットを持ち、同じ数（Ｓｌ）の回転子の歯
が何れも幅Ｔ２を持っていて、第７図、第８図及び第９
図の表に示したＳｌ及びＴ２に関係する種々の比及びＳ
ｌの値が、この発明の考えを用いた電動機で決定出来る
様になっている。
、第１図に示す様に製造された回転子が多数（Ｓｌ）個
の回転子スロットを持ち、同じ数（Ｓｌ）の回転子の歯
が何れも幅Ｔ２を持っていて、第７図、第８図及び第９
図の表に示したＳｌ及びＴ２に関係する種々の比及びＳ
ｌの値が、この発明の考えを用いた電動機で決定出来る
様になっている。
表１ ２極交流誘導電動機
５ （ＬＯＥＦＦ） ８７．０ ８Ｂ、２
２．７５ ２．２７５ （）ＩＩＥＰＰ） ８
９．８ ９１．２ ３．ｆｉ７ ４．７４７
．５（ＬＯＥＦＦ） ８７．５ ８７．１
３．２１ ２．４７７．５ （ＨＩ ＥＦＦ） ９
０．８ ９１．１ ４．１２ ３．３０３
（ＬＯＥＦＰ） ８４．８ ８６．０−８６．７
２．４２ ２．０６−２．２７３ （ＨＩＥＦＦ
） ８９．９ ９０．６−９０．９ ３．２１
３．０９５ （ＬＯＥＦＦ） ８５．３ ８７．４
−８８．２ ２．７５ ２．６８−３．３０５
（）ＩＩＥＦＰ） ９０．８ ９０．８−９１．５
４．３７ ３．３０−３．９２２ （ＬＯＲＦＰ
） ８３．１ ８３．７ ２．４１’２．
４７２ （ＨＩＥＦＦ） ８８．７ ８９．８
４．３５ ３．７１＊ＭＭ３Ｘ １０’。即ち
、２．７５と云う表に示した数値は、２． ７５Ｘ （
１０６） ＭＭ３を意味し、表に示した２、２７の値は
、２゜２７Ｘ （１０６）ＭＭ３を意味すると云う様に
なってる。
２．７５ ２．２７５ （）ＩＩＥＰＰ） ８
９．８ ９１．２ ３．ｆｉ７ ４．７４７
．５（ＬＯＥＦＦ） ８７．５ ８７．１
３．２１ ２．４７７．５ （ＨＩ ＥＦＦ） ９
０．８ ９１．１ ４．１２ ３．３０３
（ＬＯＥＦＰ） ８４．８ ８６．０−８６．７
２．４２ ２．０６−２．２７３ （ＨＩＥＦＦ
） ８９．９ ９０．６−９０．９ ３．２１
３．０９５ （ＬＯＥＦＦ） ８５．３ ８７．４
−８８．２ ２．７５ ２．６８−３．３０５
（）ＩＩＥＦＰ） ９０．８ ９０．８−９１．５
４．３７ ３．３０−３．９２２ （ＬＯＲＦＰ
） ８３．１ ８３．７ ２．４１’２．
４７２ （ＨＩＥＦＦ） ８８．７ ８９．８
４．３５ ３．７１＊ＭＭ３Ｘ １０’。即ち
、２．７５と云う表に示した数値は、２． ７５Ｘ （
１０６） ＭＭ３を意味し、表に示した２、２７の値は
、２゜２７Ｘ （１０６）ＭＭ３を意味すると云う様に
なってる。
明細書に用いた用語は、「全体的に円筒形」、「略丸い
」及び「環状」と云う言葉を使っている。
」及び「環状」と云う言葉を使っている。
こういう用語は積層板（又は板）又はこの積層板から作
られた構造（例えば、鉄心、固定子等）に関連して使わ
れているが、この用語が、周縁に設けられた「キー溝」
、（例えばじぐざぐ形打抜き線によって起る様な）マー
カ用切欠き、平坦部が存在することにより、「真に丸い
ｊ形を持たない積層板、鉄心等を包括的に表わすことを
承知されたい。
られた構造（例えば、鉄心、固定子等）に関連して使わ
れているが、この用語が、周縁に設けられた「キー溝」
、（例えばじぐざぐ形打抜き線によって起る様な）マー
カ用切欠き、平坦部が存在することにより、「真に丸い
ｊ形を持たない積層板、鉄心等を包括的に表わすことを
承知されたい。
他の出願との関係
この出願（出願人控え番号０３ ０Ｂ ６０８２）は
１９８７年２月２７日に出願された係属中の米国特許出
願通し番号第０１９，８２３号、１９８７年２月２７日
に出願された係属中の米国特許出願通し番号第０２０，
２９９号、及び１９８７年２月２７日に出願された係属
中の米国特許出願通し番号第０１９，８１１号と同日に
出願されたものである。これらの他の３つの出願の内容
全体をこの出願で引用することにする。
１９８７年２月２７日に出願された係属中の米国特許出
願通し番号第０１９，８２３号、１９８７年２月２７日
に出願された係属中の米国特許出願通し番号第０２０，
２９９号、及び１９８７年２月２７日に出願された係属
中の米国特許出願通し番号第０１９，８１１号と同日に
出願されたものである。これらの他の３つの出願の内容
全体をこの出願で引用することにする。
固定子積層板の場合についてこの発明の考えを全般的に
説明したが、銅又は導電材料の量に比べて、強磁性材料
の量を増加すると云う同じ考えを回転子積層板にも適用
することが出来ることを承知されたい。同じ考えを用い
る為に、回転子では歯の幅を一層広くし、スロットを一
層小さくする。
説明したが、銅又は導電材料の量に比べて、強磁性材料
の量を増加すると云う同じ考えを回転子積層板にも適用
することが出来ることを承知されたい。同じ考えを用い
る為に、回転子では歯の幅を一層広くし、スロットを一
層小さくする。
以上はこの発明の好ましい実施例を説明したものである
が、当業者であれば、この発明の範囲内で、種々の変更
を加えることが出来ることは云うまでもない。
が、当業者であれば、この発明の範囲内で、種々の変更
を加えることが出来ることは云うまでもない。
第１図はこの発明を用いることが出来る回転電気機械の
一部分を断面で示した側面図、第２図は第１図の機械の
正面図、 第３図は第１図及び第２図の機械の固定子を形成する為
の積層板の平面図、 第４図は第３図の積層板の一部分の拡大図、第５図は第
１図及び第２図に示した機械の固定子を形成する為の別
の積層板の平面図、第６図は第５図に示した積層板の一
部分の拡大図、 第７図は、異なる枠寸法及び合せた寸法及び異なる極数
用に設計した時の、第３図及び第５図に示した積層板に
関連する物理的な関係及び比の好ましい範囲及び具体的
な数値を示す図表、第８図は（ＮＥＭＡ １８０枠寸
法用にし、２極、４極及び６極動作用に設計した時の）
第３図及び第５図に示した積層板の物理的な関係及び比
を、ある機械の枠寸法に対する公知の積層板と比較した
データを示す図表、 第９図は（ＮＥＭＡ ２１０枠寸法にし、２極又は４
極動作用に設計した時の）第３図及び第５図に示した積
層板に関連する物理的な関係及び比を、別の機械の枠寸
法に対する公知の積層板と比較したデータを示す図表、 第１０図は回転子積層板を示す図である。 主な符号の説明 ３４：積層板 ５０：中孔用開口 ５２ニスロット用開口 ５４：中間の円周 ５６：歯 ５８：歯部分 ５９：外周 ６０：ヨーク部分
一部分を断面で示した側面図、第２図は第１図の機械の
正面図、 第３図は第１図及び第２図の機械の固定子を形成する為
の積層板の平面図、 第４図は第３図の積層板の一部分の拡大図、第５図は第
１図及び第２図に示した機械の固定子を形成する為の別
の積層板の平面図、第６図は第５図に示した積層板の一
部分の拡大図、 第７図は、異なる枠寸法及び合せた寸法及び異なる極数
用に設計した時の、第３図及び第５図に示した積層板に
関連する物理的な関係及び比の好ましい範囲及び具体的
な数値を示す図表、第８図は（ＮＥＭＡ １８０枠寸
法用にし、２極、４極及び６極動作用に設計した時の）
第３図及び第５図に示した積層板の物理的な関係及び比
を、ある機械の枠寸法に対する公知の積層板と比較した
データを示す図表、 第９図は（ＮＥＭＡ ２１０枠寸法にし、２極又は４
極動作用に設計した時の）第３図及び第５図に示した積
層板に関連する物理的な関係及び比を、別の機械の枠寸
法に対する公知の積層板と比較したデータを示す図表、 第１０図は回転子積層板を示す図である。 主な符号の説明 ３４：積層板 ５０：中孔用開口 ５２ニスロット用開口 ５４：中間の円周 ５６：歯 ５８：歯部分 ５９：外周 ６０：ヨーク部分
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、回転電気機械に全体的に円筒形の積重ねとして使わ
れる積層板に於て、 所定の外径及びある内径を持つ全体的に円形の中孔用開
口を持つ強磁性材料の平坦な環状板を有し、 該板の中間の円周から半径方向に伸びる、円周方向に等
間隔の多数のスロット用開口を設けて、該板の空隙用周
縁まで半径方向に伸びる多数の歯を形成し、 前記スロット用開口は、同じ様な板の面を合せて積重ね
、対応するスロット用開口が互いに略整合する時、積層
板の積重ねを軸方向に通る導電要素を収容する様に形成
され、該導電要素はｎ極動作形式に対応する様に配置さ
れており、前記導電要素に電流を通した時、積重ねた板
の内周に接近して磁束が発生される様にし、 前記環状板は前記中間の円周及び前記内周の間に前記歯
によって構成された歯部分、及び前記中間の円周と、前
記内周とは半径方向に向い合った板の外周の間にある板
の略連続的な面によって限定されたヨーク部分を持って
おり、 前記板のある内径と前記所定の外径の間の所定の比に対
し、前記歯は前記スロット用開口の面積に比較して十分
幅が広く、前記電流に応答して前記歯部分に生ずる磁束
密度とヨーク部分に生ずる磁束密度の比が、所定のｎ極
動作形式に対して最適になる様にした積層板。 ２、ｎ＝２であり、内径と外径との比が約０．４５乃至
０．５０の範囲内であり、前記磁束密度の比が約１．１
７乃至１．２５の範囲内である請求項１記載の積層板。 ３、内径と外径との比が約０．４６８であり、磁束密度
の比が約１．２３４である請求項２記載の積層板。 ４、内径と外径との比が約０．４７５であり、磁束密度
の比が約１．２０である請求項２記載の積層板。 ５、ｎが４であり、内径と外径との比が約０．５８乃至
約０．６１の範囲内であり、磁束密度の比が約１．１４
乃至約１．２５の範囲内である請求項１記載の積層板。 ６、内径と外径との比が約０．６０１であり、磁束密度
の比が約１．１７３乃至約１．２０４である請求項５記
載の積層板。 ７、ｎが４であり、内径と外径との比が約０．６０乃至
約０．６２の範囲内であり、磁束密度の比が約１．０２
乃至約１．１７である請求項１記載の積層板。 ８、内径と外径との比が約０．６２であり、磁束密度の
比が約１．０５乃至約１．１５である請求項７記載の積
層板。 ９、ｎが６であり、内径と外径との比が約０．５８乃至
約０．６１の範囲内であり、磁束密度の比が約１．７２
乃至約１．８４の範囲内である請求項１記載の積層板。 １０、内径と外径との比が約０．６０１であり、磁束密
度の比が約１．７６乃至約１．８０６である請求項９記
載の積層板。 １１、板が固定子積層板であって、中孔用開口が内周を
構成し、板の外径が約２０３ｍｍである請求項３記載の
積層板。 １２、板が固定子積層板であって、中孔用開口が内周を
構成し、板の外径が約２４２ｍｍである請求項４記載の
積層板。 １３、板が固定子積層板であって、前記中孔用開口が内
周を構成し、板の外径が約２０３ｍｍである請求項６記
載の積層板。 １４、板が固定子積層板であって、中孔用開口が内周を
構成し、板の外径が約２４２ｍｍである請求項８記載の
積層板。 １５、板が固定子積層板であって、中孔用開口が内周を
構成し、板の外径が約２０３ｍｍである請求項１０記載
の積層板。 １６、全体的に円筒形のケーシングと、 該ケーシング内に固定されていて、円筒形の中孔を持つ
強磁性材料の積層板で構成された固定子鉄心と、 前記中孔の円周からある半径方向の深さだけ、全体的に
鉄心の軸方向に沿って伸びるスロット内に埋設され、当
該巻線の端コイルが前記固定子鉄心の端面を越えて伸び
る様な固定子巻線と、回転運動が出来る様に前記中孔の
中に支持されていて、当該回転子の外周及び前記固定子
鉄心の中孔の内周の間の空隙内に、前記固定子巻線が付
勢された時に発生される磁界と相互作用する導電手段を
含む回転子とを有し、 前記固定子鉄心の各々の積層板は、 予め選ばれた外径を持つと共に、予め選ばれた内径を持
つ全体的に円形の内側開口を持っていて、同じ様な積層
板を面を合せて互いに積重ねた時に、該開口が固定子の
中孔を形成する様な強磁性材料の平坦な環状板で構成さ
れ、 該板は円周方向に一様な間隔の多数のスロットを持ち、
該スロットは中孔から板の中間の円周まで半径方向外向
きに伸びると共にその間に歯を設定し、該歯の末端が前
記中孔を作り、同じ様な板にある対応するスロット用開
口を互いに整合させて板を積重ねた時、前記スロット用
開口が前記固定子のスロットを形成し、 前記環状板は前記中間の円周及び中孔の間で前記歯によ
って構成された歯部分、及び前記中間の円周及び板の外
周の間に限定されたヨーク部分を持ち、 前記板の予め選ばれた内径と予め選ばれた外径との所定
の比に対し、前記歯が前記スロット用開口の面積に比べ
て十分幅が広く、前記巻線が付勢されたことに応答して
前記歯部分に生ずる磁束密度と前記ヨーク部分に生ずる
磁束密度の比が、前記固定子巻線の所定のｎ極動作形式
に対して最適になる様にした回転電気機械。 １７、前記固定子巻線が、前記動作形式に対する、固定
子スロット内に収容された最小限の数の導体で構成され
ており、この為前記固定子の端面にある端コイルからの
磁束の漏れを実質的に少なくした請求項１６記載の回転
電気機械。 １８、ｎ＝２であり、内径と外径との比が約０．４５乃
至０．５０の範囲内であり、前記磁束密度の比が約１．
１７乃至１．２５の範囲内である請求項１６記載の回転
電気機械。 １９、内径と外径との比が約０．４７であり、磁束密度
の比が約１．２３である請求項１８記載の回転電気機械
。 ２０、内径と外径との比が約０．４７であり、磁束密度
の比が約１．２０である請求項１８記載の回転電気機械
。 ２１、ｎが４であり、内径と外径との比が約０．５８乃
至約０．６１の範囲内であり、磁束密度の比が約１．１
４乃至約１．２５の範囲内である請求項１６記載の回転
電気機械。 ２２、内径と外径との比が約０．６０１であり、磁束密
度の比が約１．１７３乃至約１．２０４である請求項２
１記載の回転電気機械。 ２３、ｎが４であり、内径と外径との比が約０．６０乃
至約０．６２の範囲内であり、磁束密度の比が約１．０
２乃至約１．１７である請求項１６記載の回転電気機械
。 ２４、内径と外径との比が約０．６２であり、磁束密度
の比が約１．０５乃至約１．１５である請求項２３記載
の回転電気機械。 ２５、ｎが６であり、内径と外径との比が約０．５８乃
至約０．６１の範囲内であり、磁束密度の比が約１．７
２乃至約１．８４の範囲内である請求項１６記載の回転
電気機械。 ２６、内径と外径との比が約０．６０１であり、磁束密
度の比が約１．７６乃至約１．８０６である請求項２５
記載の回転電気機械。 ２７、板の外径が約２０３ｍｍである請求項１９記載の
回転電気機械。 ２８、板の外径が約２４２ｍｍである請求項２０記載の
回転電気機械。 ２９、板の外径が約２０３ｍｍである請求項２２記載の
回転電気機械。 ３０、板の外径が約２４２ｍｍである請求項２４記載の
回転電気機械。 ３１、板の外径が約２０３ｍｍである請求項２６記載の
回転電気機械。 ３２、予定の歯幅を持つ予め選ばれた数の歯を有する積
層板から作られた回転子と、固定子積層板から作られた
固定子鉄心とを有し、固定子はその付勢時にｎ極動作を
する様に巻装されている回転電気機械に於て、各々の固
定子積層板が、所定の外径及びある内径を持つ全体的に
円形の中孔用開口を持つ強磁性材料の平坦な環状板で構
成され、 各々の板は該板の中間の円周から半径方向に伸びる、円
周方向に一様な間隔の多数のスロット用開口を持ってい
て、板の空隙用周縁まで半径方向に伸びる多数の歯を形
成し、 各々のスロット用開口は、同じ様な板の面を合せて積重
ねて、対応するスロット用開口を互いに連通させた時、
積層板の積重ねを軸方向に通る導電要素を収容する様に
形成されており、該導電要素はｎ極動作形式に対応する
様に配置され、前記導電要素に電流を通した時、前記導
電要素の周りに磁束が発生される様にし、 前記環状板は、前記中間の円周及び前記内周の間に前記
歯によって構成された歯部分、及び前記中間の円周と前
記板の前記内周とは半径方向に向い合った外周の間にあ
る前記板の略連続的な面によって構成されたヨーク部分
とを持ち、 回転子のスロット数と回転子の歯幅の積が第１の値を持
ち、固定子のスロット数と固定子の歯幅の積が第２の値
を持ち、第１の値と第２の値との比は、ｎが２である時
は、０．８３乃至０．８８の範囲内であり、ｎが６であ
る時は０．８２より大きい回転電気機械。 ３３、第１の値と第２の値の比が包括的に０．８４５乃
至０．８５０の範囲内にある請求項３２記載の回転電気
機械。 ３４、予定の歯幅を持つ予め選ばれた数の歯を有する積
層板から作られた回転子と、固定子積層板から作られた
固定子鉄心とを有し、固定子はその付勢時にｎ極動作を
する様に巻装されている回転電気機械に於て、各々の固
定子積層板が、約２０３ｍｍの外径を持つと共に予め選
ばれた内径を持つ全体的に円形の中孔用開口を有する強
磁性材料の略全円形の平坦な環状板で構成され、各々の
板は該板の中間の円周から半径方向に伸びる、円周方向
に一様な間隔の多数のスロット用開口を持っていて、前
記板の空隙用周縁まで半径方向に伸びる多数の歯を形成
し、 前記スロット用開口は、同じ様な板の面を合せて積重ね
て、対応するスロット用開口を互いに連通させた時、積
層板の積重ねを軸方向に通る導電要素を収容する様に形
成されており、該導電要素はｎ極動作形式に対応する様
に配置され、前記導電要素に電流を通した時、前記導電
要素の周りに磁束が発生され、 前記環状板は、前記中間の円周及び前記内周の間の歯に
よって構成された歯部分、及び前記中間の円周及び前記
板の前記内周とは半径方向に向い合う外周の間にある前
記板の略連続的な面によって構成されたヨーク部分とを
持ち、 ｎは６未満に選ばれ、前記歯部分の磁束密度と前記ヨー
ク部分の磁束密度との比が１．１７より大きく、回転子
のスロット数に回転子の歯幅を乗じた積が第１の値であ
り、固定のスロット数に固定の歯幅を乗じた積が第２の
値であり、第１の値と第２の値との比が０．８３乃至０
．９３の範囲内にある回転電気機械。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US020,297 | 1987-02-27 | ||
| US07/020,297 US4780635A (en) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | Dynamo-electric machine lamination construction |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63234849A true JPS63234849A (ja) | 1988-09-30 |
Family
ID=21797820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63042412A Pending JPS63234849A (ja) | 1987-02-27 | 1988-02-26 | 積層板 |
Country Status (5)
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