JP2002345190A - 固定子部に高機能の偏平コイルを有する装置 - Google Patents

固定子部に高機能の偏平コイルを有する装置

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JP2002345190A JP2001139259A JP2001139259A JP2002345190A JP 2002345190 A JP2002345190 A JP 2002345190A JP 2001139259 A JP2001139259 A JP 2001139259A JP 2001139259 A JP2001139259 A JP 2001139259A JP 2002345190 A JP2002345190 A JP 2002345190A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 運転作業点のニーズに従って楽にコイル巻回
数を調整出来、正確な逆起電力係数Ks値を得られ、正
確な運転仕事回転速度範囲を得られる手段を提供する。 【解決手段】 歯面端413が円弧面を呈し、円弧面よ
り後向いて歯根端412を延出形成し、歯根端の末端よ
りさらに外方へ歯根尾端を延出形成し、当該歯根尾端4
14が歯根端412の最大の幅を超えないようにする固
定子歯部と、絶縁材料からなり、T字形を呈し、電動機
または発電機のコイルが外嵌する縦方向垂直柱端を有
し、内部に中空形状を形成し且つ固定子歯根端と相互に
係合・離脱でき、前記中空部は線槽座中空端となるT字
形線槽座21と、偏平線に形成され、偏平線の厚さの決
定は(T字形線槽座縦方向垂直柱の深さ値)/(定額回
転速度の要するコイルの巻回数値)によって厚さ除算値
を取得することにより決定する偏平コイル31とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内部回転子と外部回
転子などを有する電動機または発電機の固定子部のコイ
ルの巻回方式に係る。
【0002】
【従来の技術】高運転効率を有する電動機や発電機を製
造するにはそれらを好ましい仕事点でこそ最高の運転効
率を得られ、そのため、運転速度の設定範囲は正確に掌
握されるべきである。E=Ω・D・B・L・Z/2=Ω
・Ksであるので、逆起電力係数Ksとアーマチュア回
転速度Ωとが反比例をなし、また、Ks=D・B・L・
Z/2のため、逆起電力係数Ksとアーマチュアの外径
Dと気体隙間磁束密度Bと積み重ね厚さLと総導体数Z
との間は相互に関連性を有する。
【0003】例えばアーマチュア外径Dや気体隙間磁束
密度Bと積み重ね厚さLとが所定の値になる場合、総導
体数Zを改変すれば定額の最高運転速度を改変出来る。
図8DにT字形線槽座21と絶縁片212と円形線コイ
ル部311と外方固定子歯部41と歯根端412と歯面
端413と歯根尾端414と外方固定子環状部51と嵌
合槽512を示す。しかしながら、図8Aないし図8G
に示すように、そのうちのコイルが円形線材の細さの影
響を受けて図8Aと図8Bと図8Cとでは単に6巻回の
コイルしか巻回できなく、図8Dでは8巻回のコイルが
巻回でき、図8Eでは10巻回のコイルが巻回でき、図
8Fでは12巻回のコイルが巻回でき、図8Gでは14
巻回のコイルが巻回できる。明らかに運転仕事点のニー
ズに従って7巻回や9巻回や11巻回や13巻回のコイ
ルを選択する場合、必ず困難が生じ、それとともに、前
記それぞれの図から分かるように、そのうちの円形線材
と円形線材同士間に必ず空隙空間が存在し、そのため、
コイル巻回の面積占用率が高度に利用出来なくなり、そ
のため、コイルの断面の面積が低減され、且つコイルの
銅線抵抗が大となり、コイルの銅線効率損失がP=I
・Rになる。
【0004】 P:コイル銅線効率損失 I:コイルに流通する電流 R:コイル銅線抵抗
【発明が解決しようとする課題】前記銅線抵抗値は金属
線材物理現象の影響を受けて銅線の仕事温度と正比例を
なし、仕事温度が上昇する場合銅製抵抗が正比例をなし
て向上される。そのため、十分にコイルの線槽内におけ
る占用面積率を向上する場合銅線抵抗を低減出来る。前
記のことは高運転効率の電動機や発電機等に対して大切
なことである。
【0005】
【課題を解決するための手段】従来の電動機か発電機の
固定子部に太い線径のエナメル円径コイルを槽座に入れ
るようにする場合、且つ複数層巻回配列する場合、列を
成す線材を採用しても円線径の太さがそれぞれ異なるの
で、それぞれの円線径が同一の線槽座内における占用面
積率が異なるようになり、同時に同一の線槽座内にそれ
ぞれの円線径のものを各種のコイル巻回数を配列形成す
ることは無理である。前記の原因により、電動機か発電
機が運転仕事範囲の回転速度の設計に邪魔をもたらし、
後に示す式のようにE=Ω・D・B・L・Z/2=Ω・
Ksであるので、逆起電力係数Ksとアーマチュア回転
速度Ωとが反比例をなし、また、逆起電力係数Ksとア
ーマチュア外径Dと気体隙間磁束密度Bと積み重ね厚さ
Lと総導体数Zとが正比例をなし、そのため、同一の体
積のサイズの電動機または発電機を異なる運転仕事範囲
に設計使用される場合にそのうちのコイル巻回数Nの変
更は逆起電力係数Ksと反比例を成すようになり、前記
の理由によって本発明による“固定子部に高機能の偏平
コイルを有する装置”は偏平線材厚さの変更(図1Aな
いし図1F参照)に基づいてそれぞれの巻回数のコイル
を柔軟的に設計出来ると共に、逆起電力係数Ksを正確
的に制御出来、また、線材同士にも配列空隙が存在する
ので、必ず高い線槽面積占有率を有する。
【0006】本発明による“固定子部に高機能の偏平コ
イルを有する装置”を介して電動機または発電機のコイ
ルや線槽座や固定子歯部などを単独的に固定子部より離
脱させ、そのうち、コイルとして偏平線によって円形線
を取り替え、偏平線は単に単一層の構造で且つ予めコイ
ル成形機械において成形されてなり、単一層にコイルを
巻回するので、エナメル偏平線材の厚さを調整すること
によって精確的にコイルの巻回数をコントロールし、こ
れによって固定体積の電動機または発電機とが運転作業
点のニーズに従って楽にコイル巻回数を調整出来、精確
的な逆起電力係数Ks値を得られ、即ち、非常に正確的
な運転仕事回転速度範囲を得られ、下記の式にはコイル
巻回数と電源電圧と運転速度の間の関係を示す。
【0007】E=Ω・D・B・L・Z/2=Ω・Ks E:電源電圧 Ω:アーマチュア回転速度 D:アーマチュア外径 B:気体隙間磁束密度 L:積み重ね厚さ Z:総導体数 Ks:逆起電力係数 以下に添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形
態を詳細に説明するが、それらの構造は本発明の実施例
に過ぎず、本発明をそれらに制限するものではない。
【0008】
【発明の実施の形態】図1ないし図7に示すように、本
発明による固定子部に高機能の偏平コイルを有する装置
10には、珪素鋼鉄片をプレス加工して形成され、歯面
端413が円弧状面を呈し、円弧状面より後方へ歯根端
412を延出形成され、歯根端412の末端よりまた外
方へ歯根尾端414を延出形成し、歯根尾端414は歯
根端412の最大の幅より大きくなってはいけないこと
を特徴とする固定子歯部41、411と、絶縁材からな
り、T字形を呈し、その縦方向垂直柱端211に電動機
か発電機のコイルを外嵌し、垂直柱端211は内部に中
空状を形成すると共に、固定子歯根端412と相互に着
脱出来、当該中空部は線槽座の中空端213であり、線
槽座垂直柱内側214と底側215を有し且つ槽数角度
216を形成しているT字形線槽座21と、偏平線から
なり、両端にそれぞれ偏平コイル総頭端312と偏平コ
イル線尾端313を有する偏平コイル31とを含む。
【0009】偏平線の厚さの決定はT字形線槽座21の
縦方向垂直柱の深さ値218/定額の運転速度Ωの要す
るコイル巻回数Zの公式によって厚さの除算値を取得
し、偏平線厚さ値315は前記厚さ除算値より小さく形
成されるべきであり、これによってコイル成形後の偏平
コイルの総厚さの値をT字形線槽座21の縦方向の垂直
柱の深さ値218よりやや小さく形成されるようになる
ことを確保し、且つ偏平コイルの幅値314もT字形線
槽座空間の幅値217より小さく形成されるべきであ
り、前記偏平線は直立形態に形成されて“コイル成形機
械”によって単一層及び複数巻回数になるように巻回形
成させるべきであり、成形後の偏平コイル31をT字形
線槽座21の縦方向垂直柱端211に外嵌し、また、偏
平コイル31の末端に絶縁片212を設けてもよい。
【0010】そのうち、固定子歯部とは電動機か発電機
の単一の外方固定子歯部41を意味し、また、前記固定
子歯部とは電動機か発電機の単一の内方固定子歯部41
1であってもよく、また、当該固定子歯部とは全体が閉
鎖され且つ分離不能に組み合わせられる外方固定子歯部
415であってもよく、また、前記固定子歯部とは全体
が閉鎖で且つ分離不能に組み合わせられる内方固定子歯
部416であってもよく、前記コイル部とは電動機の励
磁コイルであってもよいが、当該コイル部とは発電機の
発電感応コイルのコイルのことを意味してもよい。
【0011】本発明の外方固定子環状部51と内方固定
子環状部511とは複数個の単位に分解出来、それぞれ
の単位の左右両端は隣り合う単位の左右両端と環状部凹
凸嵌合端513と対応成形され相互に嵌合結合できるよ
うになり、しかしながら、角度調整不能で且つ結合方式
を保持すべきであり、全体の固定子環状部51、511
を形成するように組み合わせられる。固定子環状部5
1、511の内方または外方の環状端部に複数の嵌合槽
512が形成され、前記歯根尾端414と固定子環状部
51、511の嵌合槽512と対応して成形され、両者
は緊密的に嵌合し合うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1A】本発明の第1の実施例の外方固定子線槽座と
各種の厚さと異なる巻回数の偏平線の組合せを示す図で
ある。
【図1B】本発明の第1の実施例の外方固定子線槽座と
各種の厚さと異なる巻回数の偏平線の組合せを示す図で
ある。
【図1C】本発明の第1の実施例の外方固定子線槽座と
各種の厚さと異なる巻回数の偏平線の組合せを示す図で
ある。
【図2A】本発明の第1の実施例の線槽座と偏平線とを
示す斜視図である。
【図2B】本発明の第1の実施例の線槽座と偏平線とを
示す斜視図である。
【図2C】本発明の第1の実施例の線槽座と偏平線とを
示す斜視図である。
【図3A】本発明の第1の実施例の外方固定子歯部と線
槽座と偏平コイルと絶縁片を示す斜視組合せ図である。
【図3B】本発明の第1の実施例の外方固定子歯部と線
槽座と偏平コイルと絶縁片を示す斜視組合せ図である。
【図3C】本発明の第1の実施例の外方固定子歯部と線
槽座と偏平コイルと絶縁片を示す斜視組合せ図である。
【図4A】本発明の第2の実施例の内方固定子歯部と線
槽座と偏平コイルと絶縁片を示す斜視組合せ図である。
【図4B】本発明の第2の実施例の内方固定子歯部と線
槽座と偏平コイルと絶縁片を示す斜視組合せ図である。
【図4C】本発明の第2の実施例の内方固定子歯部と線
槽座と偏平コイルと絶縁片を示す斜視組合せ図である。
【図5】本発明の第3の実施例の全体外方固定子歯部と
線槽座と偏平コイルと絶縁片を示す斜視組合せ図であ
る。
【図6】本発明の第3の実施例の全体内方固定子歯部と
線槽座と偏平コイルと絶縁片を示す斜視組合せ図であ
る。
【図7A】本発明の実施後の外方固定子と内方固定子と
の組合せ断面図である。
【図7B】本発明の実施後の外方固定子と内方固定子と
の組合せ断面図である。
【図8A】従来の各種の円径コイルが線槽座における面
積占有率と巻回数を示す図である。
【図8B】従来の各種の円径コイルが線槽座における面
積占有率と巻回数を示す図である。
【図8C】従来の各種の円径コイルが線槽座における面
積占有率と巻回数を示す図である。
【図8D】従来の各種の円径コイルが線槽座における面
積占有率と巻回数を示す図である。
【図8E】従来の各種の円径コイルが線槽座における面
積占有率と巻回数を示す図である。
【図8F】従来の各種の円径コイルが線槽座における面
積占有率と巻回数を示す図である。
【図8G】従来の各種の円径コイルが線槽座における面
積占有率と巻回数を示す図である。
【図8H】従来の円径コイルの外方固定子部の組合せ断
面図である。
【符号の説明】
10 固定子部に高機能の偏平コイルを有する装置 21 T字形線槽座 211 縦方向垂直柱端 212 絶縁片 213 線槽座中空端 214 線槽座垂直柱内側 215 線槽座垂直柱底側 216 線槽座の槽角度 217 線槽座の巻回空間幅 218 線槽座の縦方向垂直柱の深さ値 31 偏平コイル 311 円径巻回コイル部 312 偏平コイル線頭端 313 偏平コイル線尾端 314 偏平コイル幅 315 偏平コイル厚さ 41 外方固定子歯部 411 内方固定子歯部 412 歯根端 413 歯面端 414 歯根尾端 415 外方固定子歯部 416 内方固定子歯部 51 外方固定子環状部 511 内方固定子環状部 512 嵌合槽 513 環状部凹凸嵌合端
フロントページの続き Fターム(参考) 5H002 AA07 AB01 AB06 AC01 AE07 5H603 AA09 BB01 BB02 BB12 BB13 CA01 CA05 CB01 CB12 CB16 CB26 CC11 CC17 CD21 CD28 CD33 CE02 CE13 EE03 EE12 FA01 5H604 AA08 BB01 BB03 BB14 BB15 CC05 CC16 PB03 QA03 QA04 5H615 AA01 BB01 BB02 BB14 BB16 PP07 PP10 PP12 QQ02 QQ27 RR01 SS03 SS19 TT01 TT04 TT14 TT16

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 珪素鋼鉄片をプレス加工して形成され、
    歯面端が円弧面を呈し、円弧面より後向いて歯根端を延
    出形成し、歯根端の末端よりさらに外方へ歯根尾端を延
    出形成し、当該歯根尾端が歯根端の最大の幅を超えない
    ようにする固定子歯部と、 絶縁材料からなり、T字形を呈し、電動機または発電機
    のコイルが外嵌する縦方向垂直柱端を有し、当該垂直柱
    端は内部に中空形状を形成し且つ固定子歯根端と相互に
    係合・離脱でき、前記中空部は線槽座中空端となるT字
    形線槽座と、 偏平線に形成され、偏平線の厚さの決定は(T字形線槽
    座縦方向垂直柱の深さ値)/(定額回転速度の要するコ
    イルの巻回数値)によって厚さ除算値を取得することに
    より決定する偏平コイルとを有し、 前記偏平線の厚さは前記厚さ除算値より小さく形成させ
    ることによって巻回成形後の偏平コイルのトータル厚さ
    値がT字形線槽座縦方向垂直柱の深さ値より小さく形成
    させ、且つ偏平コイルの幅値もT字形線槽座の線巻回空
    間の幅値より小さく形成させ、前記偏平線は直立状態を
    利用し且つコイル成形機械に合わせて単一層及び複数巻
    回数になるように巻回形成し、成形後の偏平コイルを前
    記T字形線槽座の縦方向垂直柱端に外嵌することを特徴
    とする固定子部に高機能の偏平コイルを有する装置。
  2. 【請求項2】 前記固定子歯部とは電動機または発電機
    における単一の外方固定子歯部であることを特徴とする
    請求項1に記載の固定子部に高機能の偏平コイルを有す
    る装置。
  3. 【請求項3】 前記固定子歯部とは電動機または発電機
    における単一の内方固定子歯部であることを特徴とする
    請求項1に記載の固定子部に高機能の偏平コイルを有す
    る装置。
  4. 【請求項4】 前記固定子歯部とは全体が閉鎖されると
    共に、分離不能になるようにした組合せの外方固定子で
    あることを特徴とする請求項1に記載の固定子部に高機
    能の偏平コイルを有する装置。
  5. 【請求項5】 前記固定子歯部とは全体が閉鎖されると
    共に、分離不能になるようにした組合せの内方固定子で
    あることを特徴とする請求項1に記載の固定子部に高機
    能の偏平コイルを有する装置。
  6. 【請求項6】 前記コイルとは電動機の励磁コイルであ
    ることを特徴とする請求項1に記載の固定子部に高機能
    の偏平コイルを有する装置。
  7. 【請求項7】 前記コイルとは発電機の発電感応コイル
    であることを特徴とする請求項1に記載の固定子に高機
    能の偏平コイルを有する装置。
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