JP2009284650A

JP2009284650A - 磁石発電機

Info

Publication number: JP2009284650A
Application number: JP2008133821A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Yokota; 博久横田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2028-05-22
Also published as: JP4804508B2

Abstract

【課題】絶縁膜を介して導線をティース部に巻回する際に、導線によって絶縁膜が固定子鉄心の表面から剥がれてしまうことを抑制することができる磁石発電機を得る。
【解決手段】回転する椀状のフライホイールと、フライホイールの内周面に固定された複数の永久磁石と、永久磁石の内側に設けられ、円筒形状の基部１ａおよび基部１ａから径方向外側に突出した複数のティース部１ｂを有した固定子鉄心１と、それぞれのティース部１ｂに導線が巻回されて構成された発電コイル２と、固定子鉄心１の表面に固着され、固定子鉄心１と発電コイル２とを絶縁する絶縁膜３とを備えた磁石発電機において、固定子鉄心１の表面には、絶縁膜３が剥がれることを抑制する凹凸部１０が形成されている。
【選択図】図３

Description

この発明は、永久磁石と、この永久磁石の内側に設けられた固定子鉄心と、この固定子鉄心の表面に接着された絶縁膜と、固定子鉄心に絶縁膜を介して巻回された発電コイルとを備えた磁石発電機に関する。

従来、径方向外側に突出した複数のティース部を有した固定子鉄心と、それぞれの前記ティース部に導線が巻回されて構成された発電コイルとを備えた磁石発電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このものの場合、前記固定子鉄心の表面には、前記固定子鉄心と前記発電コイルとを絶縁する絶縁膜が接着されている。

特開２０００−９２８０２号公報

しかしながら、このものの場合、絶縁膜を介して導線をティース部に巻回する際に、導線の巻圧によって絶縁膜が固定子鉄心の表面から剥がれてしまう恐れがあるという問題点があった。

この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、絶縁膜を介して導線をティース部に巻回する際に、導線の巻圧によって絶縁膜が固定子鉄心の表面から剥がれてしまうことを抑制することができる磁石発電機を提供するものである。

この発明に係る磁石発電機は、回転する椀状のフライホイールと、前記フライホイールの内周面に固定された複数の永久磁石と、前記磁石の内側に設けられ、円筒形状の基部および前記基部から径方向外側に突出した複数のティース部を有した固定子鉄心と、それぞれの前記ティース部に導線が巻回されて構成された発電コイルと、前記固定子鉄心の表面に接着され、前記固定子鉄心と前記発電コイルとを絶縁する絶縁膜とを備えた磁石発電機において、前記固定子鉄心の前記表面には、前記絶縁膜が剥がれることを抑制する凹凸部が形成されている。

この発明に係る磁石発電機によれば、固定子鉄心の表面に形成された凹凸部によって固定子鉄心の表面と絶縁膜との接着強度が強化されるので、絶縁膜を介して導線をティース部に巻回する際に、導線の巻圧によって絶縁膜が固定子鉄心の表面から剥がれてしまうことを抑制することができる。

以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの実施の形態に係る磁石発電機の要部を示す正面図、図２（ａ）は図１の固定子鉄心１を示す正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の固定子鉄心１および発電コイル２の要部拡大図、図３は図２（ｂ）の固定子鉄心１の要部拡大図である。
である。
この実施の形態に係る磁石発電機は、回転する椀状のフライホイール（図示せず）と、このフライホイールの内周面に固定された複数の永久磁石（図示せず）とを備えている。
フライホイールに回転力が伝達されることで、フライホイールととともに永久磁石が回転する。

また、この磁石発電機は、それぞれの永久磁石の内側に設けられた、円筒形状の基部１ａおよびこの基部１ａから径方向外側に突出した複数のティース部１ｂを有した固定子鉄心１と、それぞれのティース部１ｂに導線が巻回されて構成された発電コイル２と、固定子鉄心１の表面に接着された、固定子鉄心１と発電コイル２とを絶縁するエポキシ系パウダ塗装の絶縁膜３とを備えている。

固定子鉄心１は、薄板磁性鋼板を軸線方向に沿って多数枚積層した積層鉄心４と、この積層鉄心４の両端面にそれぞれ密着して重ねられた薄板磁性鋼板の端板５とから構成されている。

発電コイル２の導線は、最内層である第１層であって基部１ａに最接近した第１の部位２ａが、第１層より外側の層である第２層であって基部１ａに最接近した第２の部位２ｂより、基部１ａ側となるように巻回されている。
これにより、第２の部位２ｂが第１の部位２ａより基部１ａ側に移動することが抑制され、第２の部位２ｂが絶縁膜３を押圧しながら移動することを抑制することができる。
その結果、絶縁膜３が固定子鉄心１の表面から剥がれることを抑制することができる。
なお、図２（ａ）および図２（ｂ）では、第１層および第２層から構成された発電コイル２を示しているが、勿論このものに限らず、第２層より外側の層をさらに有した発電コイル２であってもよい。
この場合であっても、発電コイル２の導線は、第１の部位２ａが、第３層以上外側の層であって基部１ａに最接近した部位より、基部１ａ側となるように巻回される。
発電コイル２の外周側面には、導線の間を固定するコイル固定用パウダであるエポキシ系パウダ塗装の絶縁材６が被覆している。
絶縁材６が導線の間を固定するので、導線は、第２の部位２ｂが第１の部位２ａより基部１ａ側に移動することがさらに抑制される。

固定子鉄心１から延出した導線は、複数の第１の保護チューブ７に被覆され、それぞれの第１の保護チューブ７は、第２の保護チューブ８によって束ねられている。
第２の保護チューブ８は、固定部材９を用いて固定子鉄心１に固定されている。

固定子鉄心１の表面である端板５の端面５ａには、絶縁膜３が固定子鉄心１の表面から剥がれることを抑制する凹凸部１０が形成されている。
ティース部１ｂの凹凸部１０の溝は、ティース部１ｂの周方向に延びており、基部１ａの凹凸部１０の溝は、固定子鉄心１の径方向に延びている。

図４は図２（ａ）の基部１ａのＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。
基部１ａは、端板５が、積層鉄心４と比較して、内側方向に縮寸されている
これにより、端板５の端面５ａおよび外周側面５ｂと積層鉄心４の端面４ａおよび外周側面４ｂとから段差が形成され、端板５の外周側面５ｂと積層鉄心４の端面４ａとによって区画された領域に接着される絶縁膜３の膜厚を増大させることができる。
その結果、端板５の端面５ａまたは積層鉄心４の外周側面４ｂに接着された絶縁膜３の膜厚と、端板５の外周側面５ｂと積層鉄心４の端面４ａとによって区画された領域に接着された絶縁膜３の膜厚との比率であるエッジカバー率を向上させることができる。
また、ティース部１ｂも、同様にして、端板５の端面５ａおよび外周側面５ｂと積層鉄心４の端面４ａおよび外周側面４ｂとから段差が形成され、端板５の外周側面５ｂと積層鉄心４の端面４ａとによって区画された領域に接着される絶縁膜３の膜厚を増大させることができる。
なお、この実施の形態では、端板５の端面５ａおよび外周側面５ｂと積層鉄心４の端面４ａおよび外周側面４ｂとから段差が形成された基部１ａおよびティース部１ｂについて説明したが、勿論このものに限らない。
例えば、基部１ａまたはティース部１ｂの何れか一方に、端板５の外周側面５ｂと積層鉄心４の端面４ａおよび外周側面４ｂとから段差が形成されてもよい。

この実施の形態に係る磁石発電機によれば、固定子鉄心１の表面に形成された凹凸部１０によって固定子鉄心１の表面と絶縁膜３との接着強度が強化されるので、絶縁膜３を介して導線をティース部１ｂに巻回する際に、導線の巻圧によって絶縁膜３が固定子鉄心１の表面から剥がれてしまうことを抑制することができる。

また、ティース部１ｂの凹凸部１０の溝がティース部１ｂの周方向に延びているので、導線をティース部１ｂに巻回する際に、導線によって絶縁膜３が基部１ａの径方向に沿って滑ることが抑制され、その結果、絶縁膜３が固定子鉄心１の表面から剥がれてしまうことを抑制することができる。

また、端板５の外周側面５ｂと積層鉄心４の端面４ａおよび外周側面４ｂとから段差が形成されているので、端板５の外周側面５ｂと積層鉄心４の端面４ａとによって区画された領域に接着される絶縁膜３の膜厚を増大させることができる。
その結果、端板５の外周側面５ｂと積層鉄心４の端面４ａとによって区画された領域の絶縁膜３が固定子鉄心１から剥がれることを抑制することができる。

また、発電コイル２の導線は、第１の部位２ａが第２の部位２ｂより基部１ａ側となるように巻回されているので、第２の部位２ｂが第１の部位２ａより基部１ａ側に移動することが抑制され、絶縁膜３が固定子鉄心１の表面から剥がれることを抑制することができる。

また、発電コイル２の外周側面には、導線の間を固定する絶縁材６が被覆しているので、導線は、第２の部位２ｂが第１の部位２ａより基部１ａ側に移動することがさらに抑制され、絶縁膜３が固定子鉄心１の表面から剥がれることをさらに抑制することができる。

実施の形態２．
図５はこの実施の形態に係る磁石発電機の固定子鉄心１の要部拡大図である。
この実施の形態に係る磁石発電機は、ティース部１ｂの凹凸部１０の溝が固定子鉄心１の径方向に延びており、基部１ａの凹凸部１０の溝が基部１ａの周方向に延びている。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。

この実施の形態に係る磁石発電機によれば、ティース部１ｂの凹凸部１０の溝が固定子鉄心１の径方向に延びているので、絶縁膜３を介して導線をティース部１ｂに巻回する際に、導線によって絶縁膜３がティース部１ｂの周方向に沿って滑ることが抑制され、その結果、絶縁膜３が固定子鉄心１の表面から剥がれてしまうことを抑制することができる。

実施の形態３．
図６はこの実施の形態に係る磁石発電機の固定子鉄心１の要部拡大図である。
この実施の形態に係る磁石発電機は、固定子鉄心１の表面の凹凸部１０は、粗面である。
この粗面は、ショットブラストまたはプレス等によって形成されている。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。

この実施の形態に係る磁石発電機によれば、固定子鉄心１の表面の凹凸部１０は、粗面であるので、簡単に凹凸部１０を形成することができる。

この発明の実施の形態１に係る磁石発電機の要部を示す正面図である。図２（ａ）は図１の固定子鉄心を示す正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の固定子鉄心および発電コイルの要部拡大図である。図２（ｂ）の固定子鉄心の要部拡大図である。図２（ａ）の基部のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。この発明の実施の形態２に係る磁石発電機の固定子鉄心の要部拡大図である。この発明の実施の形態３に係る磁石発電機の固定子鉄心の要部拡大図である。

符号の説明

１固定子鉄心、１ａ基部、１ｂティース部、２発電コイル、２ａ第１の部位、２ｂ第２の部位、３絶縁膜、４積層鉄心、４ａ端面、４ｂ外周側面、５端板、５ａ端面、５ｂ外周側面、６絶縁材、７第１の保護チューブ、８第２の保護チューブ、９固定部材、１０凹凸部。

Claims

回転する椀状のフライホイールと、
前記フライホイールの内周面に固定された複数の永久磁石と、
前記磁石の内側に設けられ、円筒形状の基部および前記基部から径方向外側に突出した複数のティース部を有した固定子鉄心と、
それぞれの前記ティース部に導線が巻回されて構成された発電コイルと、
前記固定子鉄心の表面に接着され、前記固定子鉄心と前記発電コイルとを絶縁する絶縁膜とを備えた磁石発電機において、
前記固定子鉄心の前記表面には、前記絶縁膜が剥がれることを抑制する凹凸部が形成されていることを特徴とする磁石発電機。
前記ティース部の前記凹凸部の溝は、前記ティース部の周方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載の磁石発電機。
前記ティース部の前記凹凸部の溝は、前記固定子鉄心の径方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載の磁石発電機。
前記凹凸部は、粗面であることを特徴とする請求項１に記載の磁石発電機。
前記固定子鉄心は、薄板磁性鋼板が軸線方向に沿って複数枚積層された積層鉄心と、前記積層鉄心の両端面に密着して重ねられた薄板磁性鋼板の端板とから構成され、
前記端板は、前記積層鉄心と比較して、内側方向に縮寸されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の磁石発電機。
前記発電コイルの前記導線は、最内層であって前記基部に最接近した第１の部位が、前記最内層より外側の層であって前記基部に最接近した第２の部位より、前記基部側にあることを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の磁石発電機。
前記発電コイルの外周側面には、前記導線の隣接した部位間を固定するコイル固定用パウダが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の磁石発電機。