JP2008048543A - コイル装置、並びにこれを用いた電動機及び発電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】 コイルの占積率を一層向上することで、より効率に優れたコイル装置,電動機,発電機を提供する。
【解決手段】 コイル装置において、放射方向に突き出る状態で周方向に沿うように並べられた鉄芯4に巻かれる各コイル6が、放射方向内側から放射方向外側へ次第に厚くなるテーパ箔20を巻くことで形成されており、隣接する鉄芯4との間における放射方向内側から放射方向外側へ次第に広くなるテーパ状の隙間であるスロット10の半分に応じた形状とされている。
【選択図】 図3
【解決手段】 コイル装置において、放射方向に突き出る状態で周方向に沿うように並べられた鉄芯4に巻かれる各コイル6が、放射方向内側から放射方向外側へ次第に厚くなるテーパ箔20を巻くことで形成されており、隣接する鉄芯4との間における放射方向内側から放射方向外側へ次第に広くなるテーパ状の隙間であるスロット10の半分に応じた形状とされている。
【選択図】 図3
Description
本発明は、電動機や発電機に係るコイル装置ないしはこれを組み込んだ電動機や発電機に関する。
従来の電動機用のコイル装置として、下記特許文献1に記載のものが知られている。このコイル装置では、円筒状のコア根元部から複数の固定子が内方へ突き出ており、固定子は周方向に沿って等間隔に並べられており、各固定子の周りにコイルが配置されている。各コイルにおいては、当該文献の図4に示されるように、平角線が固定子に対して外側ほど多く巻かれる。これによって、このコイル装置では、各コイルの巻線が全体として外側に広いテーパ状とされ、巻線全体によって隣のコイルとの隙間のほとんどが埋められ、占積率が良好となり、電動機の効率がその分だけ良好となる。
しかし、前記コイル装置では、各コイルにおける平角線とこれに接して巻かれた平角線との間に隙間が生じている。又、前記コイル装置では、固定子間に巻線を通さなければならないため、各固定子の先端が離れている。従って、前記コイル装置では、電動機の効率を向上する余地がある。
そこで、請求項1,4,5に記載の発明は、コイルの占積率を一層向上することで、より効率に優れたコイル装置,電動機,発電機を提供することを目的としたものである。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、放射方向に突き出る状態で周方向に沿うように並べられた複数の鉄芯と、各鉄芯の周りに設けられるコイルとを備えており、各コイルは、放射方向内側から放射方向外側へ次第に厚くなるテーパ箔が巻かれたものであり、隣接する鉄芯との間における放射方向内側から放射方向外側へ次第に広くなるテーパ状の隙間の鉄芯側の半分に応じた形状とされたことを特徴とするものである。ここで、鉄芯には、コア根元部の内面より内側へ突き出るものも含まれる。
請求項2に記載の発明は、上記目的に加えて、テーパ箔を重ねて巻く場合の絶縁に配慮しながら占積率を向上して効率を向上する目的を達成するため、上記発明にあって、テーパ箔に、放射方向内側から放射方向外側へ次第に厚くなるテーパ状の絶縁被覆が施されていることを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、上記目的に加えて、鉄芯からの磁束の流れをより良くして更なる効率の向上を図る目的を達成するため、上記発明にあって、各鉄芯の先端部が、両隣へ張り出しており、隣の鉄芯の先端部と、テーパ箔の最大厚み相当分のみ離れていることを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、電動機に上記コイル装置を組み込んだことを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項5に記載の発明は、発電機に上記コイル装置を組み込んだことを特徴とするものである。
本発明によれば、各コイルは、放射方向内側から放射方向外側へ次第に厚くなるテーパ箔が巻かれたものである。よって、極めて良好な効率のコイル装置、電動機、あるいは発電機を提供することができる、という効果を奏する。
以下、本発明の一実施形態に係るコイル装置につき、適宜図面に基づいて説明する。図1は発電機用のコイル装置1の一部省略正面図、図2は図1の一部省略中央断面図、図3(a)はコイル装置1の一部拡大図であって、コイル装置1は、鉄製のコア根元部2と、それぞれコア根元部2の外面から放射方向に突き出る状態で周方向に沿うように並べられた複数の鉄芯4と、各鉄芯4の周囲に形成されたコイル6と、鉄芯4の組毎に置かれる複数のマグネット8とを備えている。なお、コア根元部2と各鉄芯4とで、コアを構成する。又、このコイル装置1はアウターロータであるが、インナーロータの場合は、鉄芯がコア根元部の内面より内側へ突き出ること等を除き、コイル装置1と同様である。
各鉄芯4は先端部以外は板状であり、よって隣接する各鉄芯4間の隙間であるスロット10は、外側へ広がる台形柱状となっており、換言すれば放射方向内側から放射方向外側へ次第に広くなるテーパ状となっている。又、各鉄芯4の先端部12は両横へ張り出しており、隣の先端部12とは僅かな隙間であるスロットオープン14を隔てるのみである。
各マグネット8は鉄芯4の先端部12の上に配置されるもので、先端部12の組にフィットするよう反らされている。
各コイル6は、断面を図3(b)に示すテーパ箔20を用いて形成される。テーパ箔20は、テーパの付された帯状の導電性金属片であって、銅製である。テーパ箔20の幅は、鉄芯4の高さと同等である。又、テーパ箔20の厚みは、一方の脇から他方の脇にかけて次第に厚くされており、これによってテーパ箔20はテーパが付されているものである。
加えて、テーパ箔20の片面には、断面を図3(c)に示す被覆22が施される。被覆22も、テーパ箔20と同様にテーパが付されており、幅について鉄芯4の高さと同等にされている。被覆22は、絶縁体であり、ポリイミド製である。なお、被覆22を付したテーパ箔20の厚みは、スロットオープン14の大きさと同等であり、細かくいえばスロットオープン14が若干大きい。
各コイル6は、被覆22付きのテーパ箔20を鉄芯4に直接巻くことで形成される。被覆22付きテーパ箔20の薄い側が、コア根元部2側(鉄芯4の根元側)となる。テーパ箔20は、巻く際に、スロットオープン14からスロット10へ入れる。テーパ箔20を(重ねて)巻くことで、外側へ広がるスロット10の巻かれる鉄芯4側の半分に応じた形状のコイル6が形成され、換言すれば鉄芯4両脇の各スロット10における当該鉄芯4側の両半分に相当する形状のコイル6が形成される。なお、鉄芯4の根元においては、テーパ箔20の巻き始め前と巻き終わり後に相当する部分が引き出されることで、リード箔24が形成されている。リード箔24は、図示しない電源装置に対して電気的に接続されるものである。
以上のコイル装置1では、各コイル6が、テーパ箔20を巻くことで形成されており、隣接する鉄芯4間における放射方向内側から放射方向外側へ次第に広くなるテーパ状の隙間であるスロット10の半分に応じた形状とされているため、各コイル6をテーパ状のスロット10に合致する形状とすることができ、スロット10の内のコイル6の占める割合である占積率を極めて良好なものとすることができる。
この点、一具体例で説明する。鉄芯4やスロット10、テーパ箔20、被覆22等の寸法について、図4(a)〜(c)に記載されたものとする。すると、図4(d)の「φ2.5相当」の欄に示すような断面積、巻数等となる。又、他の断面積等を持つテーパ箔としても、図4(d)の他の欄に示すような断面積、巻数等となる。従って、これらテーパ箔によるコイルの占積率は90〜95%となる。なお、図4(d)における「φ1.0相当」とは、「φ」の直後に示される数字1.0の大きさの直径(単位ミリメートル、mm)を有する断面円形状の電線に相当する断面積を持つ、という意味であり、他も同様である。
一方、図5において、断面円形状の電線を巻いて形成されたコイルを有する従来型コイル装置の具体例を示す。図5(a)は直径1.2mmの電線を用いた場合であり、図5(b)は直径1.0mmの電線を用いた場合である。図5(a)の場合は、図5(c)の「φ1.2×3」の欄に示される断面積や巻数等を有し、図5(b)の場合は、図5(c)の「φ1.0」の欄に示される断面積や巻数等を有する。これら電線によるコイルの占積率は60〜65%である。なお、直径2.5mm以上の断面円形電線では、実効性のあるコイルの形成ができなかった。
即ち、これら具体例の比較では、占積率が60%台から90%台へ飛躍的に向上することが分かり、コイル装置1におけるコイル6の占積率の良好さが窺える。
又、以上のコイル装置1では、各コイル6の形成にテーパ箔20を用いているため、スロットオープン14が僅かな隙間であってもテーパ箔20をスロットに入れることができ、スロットオープン14をできるだけ小さくすることができる。よって、各鉄芯4の先端部12が、隣の鉄芯4の先端部と、テーパ箔20の最大厚み相当分のみ離れるようにして、鉄芯4先端からの磁束の流れをより一層多大にすることができ、もって発電機の効率の更なる向上を図ることができる。
なお、主に上記実施形態を変更して成る、本発明の他の実施形態を例示する。各種寸法を、図に記載の具体例以外のものとする。コイル装置を、電動機(モータ)用とし、電動機に組み込む。電動機用とした場合にあっても、発電機用と同様に極めて良好な効率とすることができる。
本発明のコイル装置は、電動機や発電機に組み込むことができ、この電動機にあっては、電気自動車の動力を始めとする電動機一般と同じ用途に適用できるし、この発電機にあっては、発電機一般と同じ用途に適用できる。
1 コイル装置
2 コア根元部
4 鉄芯
6 コイル
8 マグネット
10 スロット
12 先端部
14 スロットオープン
20 テーパ箔
22 被覆
24 リード箔
2 コア根元部
4 鉄芯
6 コイル
8 マグネット
10 スロット
12 先端部
14 スロットオープン
20 テーパ箔
22 被覆
24 リード箔
Claims (5)
- 放射方向に突き出る状態で周方向に沿うように並べられた複数の鉄芯と、
各鉄芯の周りに設けられるコイルとを備えており、
各コイルは、放射方向内側から放射方向外側へ次第に厚くなるテーパ箔が巻かれたものであり、隣接する鉄芯との間における放射方向内側から放射方向外側へ次第に広くなるテーパ状の隙間の鉄芯側の半分に応じた形状とされた
ことを特徴とするコイル装置。 - テーパ箔に、放射方向内側から放射方向外側へ次第に厚くなるテーパ状の絶縁被覆が施されている
ことを特徴とする請求項1に記載のコイル装置。 - 各鉄芯の先端部が、両隣へ張り出しており、隣の鉄芯の先端部と、テーパ箔の最大厚み相当分のみ離れている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のコイル装置。 - 請求項1ないしは請求項3のいずれかに記載のコイル装置を組み込んだ電動機。
- 請求項1ないしは請求項3のいずれかに記載のコイル装置を組み込んだ発電機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006222575A JP2008048543A (ja) | 2006-08-17 | 2006-08-17 | コイル装置、並びにこれを用いた電動機及び発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006222575A JP2008048543A (ja) | 2006-08-17 | 2006-08-17 | コイル装置、並びにこれを用いた電動機及び発電機 |
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JP2008048543A true JP2008048543A (ja) | 2008-02-28 |
Family
ID=39181726
Family Applications (1)
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JP2006222575A Pending JP2008048543A (ja) | 2006-08-17 | 2006-08-17 | コイル装置、並びにこれを用いた電動機及び発電機 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2008048543A (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06217481A (ja) * | 1993-01-19 | 1994-08-05 | Nippondenso Co Ltd | 界磁コイル及びその成形方法 |
JP2006020459A (ja) * | 2004-07-02 | 2006-01-19 | Asmo Co Ltd | ステータコア及びこれを備えた回転電機 |
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2006
- 2006-08-17 JP JP2006222575A patent/JP2008048543A/ja active Pending
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