JP2012120378A - 発電機用コア - Google Patents

Abstract

【課題】 発電機の発電量が向上する発電機用コアを提供する。
【解決手段】 非分割型電磁鋼板１７と一枚の電磁鋼板１５中の磁路を横切る空隙部２１を形成するように配置される分割型電磁鋼板１９とを含む複数枚の電磁鋼板１５を積層して複数の分割コア３を形成する。複数の分割コア３の磁極部９の磁気抵抗が不均等にならないように空隙部２１の位置及び形状を定める。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ヨークと磁極部とを備える発電機用コアに関する技術である。

近年、風力発電及び水力発電等の自然エネルギーを利用した発電システムが注目されている。特に、風力発電用の永久磁石式発電機は、発電量が数ｋＷのミニ風力発電や１ｋＷ以下のマイクロ風力発電等の小型風力発電システムに多く使用され、誘導型発電機とは異なり、界磁巻線への電力供給が不要なため、独立電源設備として離島や山間部での利用が期待されており、また、最近では、都市部における公園や建物の屋上にも設置する例が多くなりつつある。しかしながら、このような小型風力発電システムは、発電コストが大型発電システムと比較して１００〜２００倍も高くなる欠点がある。そのため、小型風力発電システムの分野では、発電機の低コスト化が市場の要請となっている。

このような小型風力発電システムでは、独立電源として使用される場合が多いことから、三相発電機で発電した電力は全波整流器を通して直流に変換し直接利用する場合やバッテリーに蓄えて利用することが多い。また直流からインバータを介して周波数変換して使用することも考えられる。そのため、小型風力発電機の性能は、永久磁石の磁束を不断に使用し誘起電圧を増大させるとともに、誘起電圧ベクトルと発電電圧ベクトルの位相差を極力小さくして発電量を高めて、ブレードの動力から効率良く直流電力を取り出すために、巻線インピーダンスを低く抑えることが必要である。また、起動時の発電量向上には、コギングトルクやフリクショントルクの低減が必要であり、ヒステリシス損失や渦電流損のような鉄損の低減も要求される。

特開２００２−１５３０３６号（特許文献１の図１）には、従来の発電機として、巻線の中央に鉄芯のないコアレス構造が採用され、巻線を挟むように両側に永久磁石が配置されたアキシャルギャップ型の発電機が開示されている。このようなコアレスタイプの巻線構造では、巻線インピーダンスを低減し、鉄損低減を図ることができる。一方、このような構造を採用すると、永久磁石の磁束が低下するため、上述のように永久磁石を配置することによって磁束を増加させている。

特開２００２−１５３０３６号公報、図１

特開２００２−１５３０３６号（特許文献１）の構造では、巻線で発生する熱の伝熱路が少なく巻線温度が高温になりやすいこと、巻線と永久磁石とのギャップを狭くするため、発電機組立の際にギャップ調整が難しいこと、巻線を樹脂でモールドした場合に巻線温度上昇によって樹脂が熱膨張して永久磁石と接触するおそれがあること、永久磁石使用量が多いため材料コストが非常に高くなること、ロータ慣性モーメントが大きく起動トルクが増大して発電量を抑制してしまうこと、などの欠点が多い。

本発明の目的は、磁束量の低下を抑制しながら、巻線のインダクタンスを小さくすることができる発電機用コアを提供することにある。

本発明の他の目的は、部品点数が少なく、組立が容易な発電機用コアを提供することにある。

本発明は、複数枚の電磁鋼板（珪素鋼板）が積層されて構成された、ヨーク構成部と極柱を含む磁極部とを備える複数の分割コアが、組み合わされてなる発電機用コアを改良の対象とする。本発明の発電機用コアは、複数枚の電磁鋼板に、一枚の電磁鋼板中の磁路を横切る空隙部（ギャップ）を形成するように配置される２種類の分割電磁鋼板から構成される分割型電磁鋼板と、一枚の電磁鋼板中の磁路を横切る空隙部が形成されない非分割型電磁鋼板とを含んでいる。２種類の分割型電磁鋼板の間に形成する空隙部は、複数の分割コアの磁極部の磁気抵抗が不均等にならないように位置及び形状が定められている。このように形成された空隙部は、複数枚の電磁鋼板を積層することによって、分割コア中に磁気抵抗の大きな部分を構成する。

本発明によれば、分割コア中に空隙部（ギャップ）を形成することにより、ロータ側に設けられた永久磁石からの磁束量が低下するのを抑制して、巻線のインダクタンスを小さくすることができる。また、本発明によれば、分割コア中に空隙部（ギャップ）を２種類の分割電磁鋼板から構成される分割型電磁鋼板を用いることにより簡単に構成することができる。さらに、本発明の発電機用コアでは、空隙部（ギャップ）の存在により、コアの重量を低減することができるので、発電機の軽量化を図ることができる。

分割コアの磁極部の磁気抵抗が不均等にならないように分割コア内に空隙部を構成するためには、分割コア中に分割型電磁鋼板がｎ枚（ｎは１以上の整数）おきに存在するように、分割型電磁鋼板と非分割型電磁鋼板とを積層して分割コアを構成するのが好ましい。例えば、分割型電磁鋼板が１枚おきに存在するように分割型電磁鋼板と非分割型電磁鋼板とを積層した場合は、１枚の分割型電磁鋼板を構成する２種類の分割電磁鋼板と、この分割型電磁鋼板を挟んで積層された２枚の非分割型電磁鋼板との間にギャップが形成される。１つの分割コアを対象とした場合に、このようなギャップが積層方向に複数並んで形成されるため、分割コアの磁極部の磁気抵抗が不均等にならないように空隙部を構成することができる。

また、分割型電磁鋼板を構成する２種類の分割電磁鋼板の形状は、上述のように複数の分割コアの磁極部の磁気抵抗が不均等にならないように空隙部を構成することができれば、どのような形状にしても良い。

また、一枚の電磁鋼板中の磁路を横切る空隙部（ギャップ）を形成するために、上述のような分割型電磁鋼板を用いる代わりに、一部が切除された切除型電磁鋼板を用いてもよい。この場合は、複数枚の電磁鋼板として、一枚の電磁鋼板中の磁路を部分的にまたは全体的に横切る空隙部を形成するように一部が切除された切除型電磁鋼板と、一枚の電磁鋼板中の磁路を一部横切る空隙部が形成されない非切除型電磁鋼板とを用意する。切除型電磁鋼板は、プレス切断により電磁鋼板の一部を切除して形成された１枚の電磁鋼板である。また、非切除型電磁鋼板は、上述の非分割型電磁鋼板と同じ形状及び寸法にすることができる。この切除型電磁鋼板を用いる場合も、複数の分割コアの磁極部の磁気抵抗が不均等にならないように空隙部の位置及び形状が定められている。このような切除型電磁鋼板を用いて分割コアを構成しても、分割コアの磁極部の磁気抵抗が不均等にならないように空隙部を構成することができる。したがって、切除型電磁鋼板を用いても、永久磁石の磁束量を殆ど低下させることなく、巻線のインダクタンスを低下させることができる。また、このような１枚の切除型電磁鋼板を用いると、上述の分割型電磁鋼板に比べて、部品点数が少なくなるため、コアの組立が容易になって組立コストを低くすることができる。

切除型電磁鋼板を用いる場合も、分割コア中に、切除型電磁鋼板がｎ枚（ｎは１以上の整数）おきに存在するように、切除型電磁鋼板と非切除型電磁鋼板とを積層して、分割コアを構成することにより、分割コアの磁極部の磁気抵抗が不均等にならないように空隙部を構成することができる。

切除型電磁鋼板の形状は、上述の分割型電磁鋼板を用いる場合と同様に、複数の分割コアの磁極部の磁気抵抗が不均等にならないように空隙部を構成することができれば、どのような形状にしても良い。例えば、空隙部が極柱中に位置するように切除型電磁鋼板の形状を定める場合は、分割コアの極柱を構成する電磁鋼板の一部をプレス切断することによって、貫通孔または貫通凹部として分割コアの極柱中に空隙部を形成することができる。

本発明は、上述のような複数の分割コアを組み合わせる場合だけでなく、複数枚の電磁鋼板を積層して構成された、ヨークとヨークが延びる方向に所定の間隔を開けて配置された極柱を有する複数の磁極部とからなるいわゆる一体コアを用いた発電機用コアにも適用することができる。このような一体コアを用いた発電機用コアでは、複数枚の電磁鋼板として、一枚の電磁鋼板中の磁路を横切る複数の空隙部を形成するように配置される複数種類の分割電磁鋼板から構成される分割型電磁鋼板と、一枚の電磁鋼板中の磁路を横切る空隙部が形成されない非分割型電磁鋼板とを用意する。複数種類の分割型電磁鋼板は、例えば、ヨークを構成するヨーク構成部となる一枚の分割型電磁鋼板と、極柱を除いた磁極部を構成する一枚の分割型電磁鋼板とから構成することができる。なお、極柱を除いた磁極部を構成する一枚の分割型電磁鋼板を、さらに磁極部ごと分割した複数枚の分割型電磁鋼板を用いてもよい。また、非分割型電磁鋼板は、ヨークを構成するヨーク構成部と極柱を含む磁極部を構成する複数の磁極構成部とから構成することができる。

この一体コアを用いる場合も、分割コアを用いる場合と同様に、複数の磁極部の磁気抵抗が不均等にならないように空隙部の位置及び形状が定められている。このような空隙部をコアの内部に設けることにより、いわゆる一体コアを用いた発電機用コアの場合も、永久磁石の磁束量が低下するのを抑制して、巻線のインダクタンスを小さくすることができる。また、一体コアを用いた発電機用コアでは、分割コアを使用する場合よりも、確実に部品点数を少なくすることできる上に組立も容易になるため、組立コストをさらに低くすることができる。

一体コアを用いる場合も、複数の磁極部の磁気抵抗が不均等にならないように空隙部を構成するためには、発電機用コア中に分割型電磁鋼板がｎ枚（ｎは１以上の整数）おきに存在するように、分割型電磁鋼板と非分割型電磁鋼板とを積層するのが好ましい。

複数種類の分割電磁鋼板の形状は、上述の分割コアを用いる場合と同様に、複数の磁極部の磁気抵抗が不均等にならないようにコア内に複数の空隙部を構成するものであれば、どのような形状に定めてもよい。

本発明の発電機用コアは、インナーロータ型の発電機、アウターロータ型の発電機、リニア型の発電機等の各種発電機のステータコアに使用することができる。

本発明の発電機用コアの一例（分割コアを用いた場合）を示す斜視図である。 （Ａ）は、図１の発電機用コアにおいて、分割コアを構成する非分割型電磁鋼板を示す平面図であり、（Ｂ）は、図１の発電機用コアにおいて、分割コアを構成する分割型電磁鋼板の一例を示す平面図である。 本発明の発電用コアを用いた発電機と従来の発電機とにおいて、永久磁石の磁束量及びインダクタンスの変化量を比較したグラフである。 本発明の発電用コアを用いた発電機と従来の発電機とにおいて、発電性能を比較したグラフである。 分割コアを構成する分割型電磁鋼板の他の一例を示す平面図である。 （Ａ）乃至（Ｃ）は、分割コアを構成する切除型電磁鋼板を示す平面図である。 本発明の発電機用コアの他の一例（一体コアを用いた場合）を示す分解斜視図である。

以下、本発明の発電機用コアの実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、インナーロータ型の発電機に本発明を適用した実施の形態の一例の発電機用コア（分割コアを用いた場合）の斜視図である。なお、図１では、理解を容易にするため、一部の分割コアを分解図で示してある。図１において符号１は本例の発電機用コアを示す。発電機用コア１は、１８個の分割コア３が環状に並んで組み合わされて構成されている。分割コア３は、発電機用コア１のヨーク５を構成するヨーク構成部７と、ヨーク構成部７につながる磁極部９とを備えている。さらに磁極部９は、図示しない巻線が巻装される極柱１１と、この極柱１１と一体に形成されて、図示しない永久磁石が取り付けられたロータと対向する磁極面形成部１３とを有する。発電機用コア１が構成された状態で、分割コア３が並ぶ方向の分割コア３の各部の幅寸法を比較すると、磁極面形成部１３の幅寸法は、ヨーク構成部７の幅寸法よりも小さく、極柱１１の幅寸法よりも大きくなっている。このような分割コア３は、厚み方向から見た輪郭が略Ｔ字状の珪素鋼板からなる非分割型電磁鋼板１７と分割型電磁鋼板１９とを含む電磁鋼板１５が厚み方向に積層されて構成されている。

図２（Ａ）は、図１の発電機用コアの分割コア３の一部を構成する非分割型電磁鋼板を示す平面図であり、図２（Ｂ）は、分割コア３の一部を構成する分割型電磁鋼板の一例を示す平面図である。非分割型電磁鋼板１７は、後述の空隙部（ギャップ）２１が形成されない厚みが約０．３５ｍｍの電磁鋼板であり、厚み方向から見た輪郭形状が分割コア３の輪郭形状と同一の略Ｔ字状の輪郭形状を有している。非分割型電磁鋼板１７には、図２（Ａ）に示すように、３つの積層用のかしめ部１７ａが形成されている。一方、分割型電磁鋼板１９は、一枚の電磁鋼板１５中の磁路を横切る空隙部（ギャップ）２１を形成するように配置される２種類の分割電磁鋼板（ヨーク側分割電磁鋼板２３及び磁極側分割電磁鋼板２５）から構成されている。分割型電磁鋼板１９にも、図２（Ｂ）に示すように、３つの積層用のかしめ部１９ａが形成されている。３つのかしめ部１９ａのうち２つはヨーク側分割電磁鋼板２３に、１つは磁極側分割電磁鋼板２５にそれぞれ設けられている。

この空隙部２１は、１８個の分割コア３の各磁極部９の磁気抵抗が不均等にならないように位置及び形状が定められている。具体的には、図１に示すように、分割コア３中に分割型電磁鋼板１９を１枚おきに配置するように、非分割型電磁鋼板１７と分割型電磁鋼板１９とを積層して分割コア３を構成する。なお、本例では、分割コア３中に分割型電磁鋼板１９を１枚おきに配置する構成を採用しているが、分割コア３の磁極部９の磁気抵抗が不均等にならないように空隙部２１が構成されるのであれば、分割コア３中に分割型電磁鋼板１９を複数枚おきに配置する構成を採用してもよい。本例では、図１に示すように、非分割型電磁鋼板１７と分割型電磁鋼板１９とをかしめ部１７ａ及びかしめ部１９ａを介して積層して結合することにより、空隙部２１が分割コア３の極柱１１中に位置する分割コア３を構成するように、ヨーク側分割電磁鋼板２３及び磁極側分割電磁鋼板２５の形状が定められている。本例では、図２（Ａ）に示す非分割型電磁鋼板１７のかしめ部１７ａが形成されていない部分（分割コア３の極柱１１を構成する部分の一部）をプレス切断することにより、図２（Ｂ）に示すヨーク側分割電磁鋼板２３及び磁極側分割電磁鋼板２５からなる分割型電磁鋼板１９を形成する。そして、非分割型電磁鋼板１７と分割型電磁鋼板１９とを上述のように積層すると、空隙部２１は分割コア３中に極柱１１を周方向に貫通する３つの貫通孔となる。なお本例では、発電機用コア１中の非分割型電磁鋼板１７の枚数と分割型電磁鋼板１９の枚数の割合は３：１となっている。

このような空隙部２１を有する分割コア３を図１のように組み立てて構成した本例の発電機用コア１を使用した発電機と、空隙部を設けない分割コアを環状に組み合わせて構成した従来の発電機とにおいて、永久磁石の磁束量及びインダクタンスの変化量を測定した。測定結果を図３に示す。図３のグラフから、従来の発電機Ａに対して本例の発電機用コア１を使用した発電機Ｂでは、永久磁石の磁束量はわずか３．４％低下しただけであるのに対して、巻線のインダクタンスは４０％も低下している。すなわち、本例の発電機用コア１を用いることにより、永久磁石の磁束量を殆ど低下させることなく、巻線のインダクタンスを大幅に低下させることができることが分かった。その結果、以下に示すように発電機の発電量が向上することも分かった。

図４は、本例の発電機用コア１を使用した発電機と従来の発電機の比較において、ロータの回転速度と発電機の発電電力との関係を示すグラフである。図４から明らかなように、ロータの回転速度が低回転のエリアでは、従来の発電機Ａと本例の発電機用コア１を使用した発電機Ｂとで発電電力に差は殆ど生じていない。しかしながら、ロータの回転速度が高くなるに従って、従来の発電機Ａよりも本例の発電機用コア１を使用した発電機Ｂの方が発電量が高くなっている。この事実から、従来の発電機Ａに対して本例の発電機用コア１を使用した発電機Ｂの方が発電効率が高いことを示している。

図５は、分割コアを構成する分割型電磁鋼板の他の一例を示す平面図である。なお、図５に示す例のうち図２に示す例と共通する部分には、図２の例に付した符号に１００の数を加えた符号を付して説明を省略する。図５に示す例では、非分割型電磁鋼板と分割型電磁鋼板１１９とを積層したことにより、空隙部２１が分割コア３のヨーク構成部７中に位置するように、分割型電磁鋼板１１９の形状が定められている。本例では、図２（Ａ）に示す非分割型電磁鋼板１７のかしめ部１７ａが形成されていない部分（分割コア３のヨーク構成部７を構成する部分）をプレス切断することにより、図５に示すヨーク側分割電磁鋼板１２３及び磁極側分割電磁鋼板１２５からなる分割型電磁鋼板１１９を形成する。そして、非分割型電磁鋼板と分割型電磁鋼板１１９とを上述のように積層すると、空隙部２１は分割コア３中にヨーク構成部７を貫通する３つの貫通孔となる。図５に示すように、ヨーク構成部７に空隙部２１を構成しても、分割コア３の磁極部９の磁気抵抗が不均等にならないように空隙部２１を構成することができる。その結果、図５に示す分割型電磁鋼板を用いても、図１及び図２に示す例と同様に、永久磁石の磁束量を殆ど低下させることなく、巻線のインダクタンスを大幅に低下させることができ、発電機の発電量が向上した。

図６（Ａ）乃至（Ｃ）は、分割コアを構成する切除型電磁鋼板を示す平面図である。なお、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示す例のうち図２に示す例と共通する部分には、それぞれ図２の例に付した符号に２００，３００，４００の数を加えた符号を付して説明を省略する。まず図６（Ａ）の例では、図２（Ａ）に示す非分割型電磁鋼板１７のかしめ部１７ａが形成されていない部分（分割コア３の極柱１１を構成する部分）をプレス切断することにより、厚み方向に貫通する貫通孔２１９ｂを有する切除型電磁鋼板２１９を形成する。この例では、非切除型電磁鋼板［図２（Ａ）の非分割型電磁鋼板に相当］と切除型電磁鋼板２１９とを積層することにより、貫通孔２１９ｂが空隙部２１を構成する。また、図６（Ｂ）の例では、図２（Ａ）に示す非分割型電磁鋼板１７のかしめ部１７ａが形成されていない部分（分割コア３の極柱１１を構成する部分）をプレス切断することにより、ヨーク構成部７を構成する部分と磁極面形成部１３とを連結する連結部３１９ｂがプレス切断後に残るように２つの切欠部３１９ｂ，３１９ｃを有する切除型電磁鋼板３１９を形成する。この例では、非切除型電磁鋼板と切除型電磁鋼板３１９とを積層することにより、２つの切欠部３１９ｂ，３１９ｃが空隙部２１を構成する。さらに、図６（Ｃ）の例では、図２（Ａ）に示す非分割型電磁鋼板１７のかしめ部１７ａが形成されていない部分（分割コア３のヨーク構成部７の一方の端部を構成する部分）をプレス切断することにより、切欠部４１９ｂを有する切除型電磁鋼板４１９を形成する。この例では、非切除型電磁鋼板と切除型電磁鋼板４１９とを積層することにより、切欠部４１９ｂが空隙部２１を構成する。

図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、切除型電磁鋼板を用いて分割コア３を構成しても、分割コア３の磁極部９の磁気抵抗が不均等にならないように空隙部２１を構成することができる。その結果、図６（Ａ）〜（Ｃ）のうち、図６（Ｃ）の切除型電磁鋼板を用いた例でも、図１及び図２に示す例と同様に、永久磁石の磁束量を殆ど低下させることなく、巻線のインダクタンスが大幅に低下して、発電機の発電量が向上した。また図６（Ａ）及び（Ｂ）の切除型電磁鋼板を用いた例では、図６（Ｃ）の例に比べて、インダクタンスの低下は小さくなるものの、図６（Ｃ）の例よりも永久磁石の磁束量の低下がさらに小さくなった。また、このような一体型の切除型電磁鋼板を用いると、上述の分割型電磁鋼板を用いる場合に比べて、部品点数が少なくなるため、さらにコアの組立が容易になって組立コストを低くすることができる。また、切除型電磁鋼板は１枚の電磁鋼板で構成されているため、２種類の分割電磁鋼板からなる分割型電磁鋼板に比べて、発電機用コアの強度を高くすることができる。

図７は、インナーロータ型の発電機に適用した本発明の実施の形態の他の一例である発電機用コア（一体コアを用いた場合）の分解斜視図である。図７の発電機用コア５０１は、環状のヨーク５０５と１２本の磁極部５０９とを備えている。磁極部５０９は、極柱５１１と磁極面形成部５１３を備えてヨーク５０５が環状に延びる方向に所定の間隔を開けて配置されている。このような発電機用コア５０１は、電磁鋼板５１５を積層して構成されている。発電機用コア５０１を構成する電磁鋼板５１５には、非分割型電磁鋼板５１７と分割電磁鋼板５１９とが含まれている。非分割型電磁鋼板５１７は、ヨーク５０５を構成する第１のヨーク構成部５０６と、第１のヨーク構成部５０６と連結して磁極部５０９を構成する１２本の第１の磁極構成部５１０とを備えている。非分割型電磁鋼板５１７には、図７に示すように、積層用の２４個のかしめ部５１７ａが形成されている。なお、非分割型電磁鋼板５１７には、後述する空隙部５２１は形成されていない。

また、分割型電磁鋼板５１９は、一枚の電磁鋼板５１５中の磁路を横切る複数の空隙部５２１を形成するように配置される２種類の分割電磁鋼板から構成されている。本例では、２種類の分割型電磁鋼板は、ヨーク５０５を構成する第２のヨーク構成部５０８となるヨーク側分割電磁鋼板５２３と、磁極面形成部５１３を構成する第２の磁極構成部５１４となる１２枚の磁極側分割電磁鋼板５２５とから構成されている。なお、１２枚の磁極側分割電磁鋼板５２５を用いる代わりに、第２の磁極構成部５１４を１枚の磁極側分割電磁鋼板として構成してもよい。分割型電磁鋼板１９にも、図７に示すように、積層用の２４個のかしめ部５１９ａが形成されている。複数のかしめ部５１９ａのうち１２個はヨーク側分割電磁鋼板５２３に、残りの１２個は磁極側分割電磁鋼板５２５にそれぞれ設けられている。

本例の発電機用コア５０１のように一体コアを用いる場合も、分割コアを用いる場合と同様に、１２本の磁極部の磁気抵抗が不均等にならないように空隙部５２１の位置及び形状が定められている。具体的には、発電機用コア５０１中に分割型電磁鋼板５１９を１枚おきに配置するように、非分割型電磁鋼板５１７と分割型電磁鋼板５１９とを積層して発電機用コア５０１を構成する。本例のように、４枚の非分割型電磁鋼板５１７に対して３枚の分割型電磁鋼板５１９を１枚おきに積層すると、１枚の分割型電磁鋼板５１９とこの分割型電磁鋼板５１９を挟んで積層された２枚の非分割型電磁鋼板５１７とにより囲まれた部分に１２個の周方向に貫通する貫通孔が形成される。そして、これら１２個の貫通孔が、発電機用コア５０１中の積層方向に３列並んで配置されることにより、環状のヨーク５０５が延びる周方向にそれぞれ貫通する合計８４個の貫通孔が発電機用コア５０１中に空隙部５２１として形成される。この例では、図７に示すように、非分割型電磁鋼板５１７と分割型電磁鋼板５１９とをかしめ部５１７ａ及びかしめ部５１９ａを介して積層したことにより、空隙部５２１が発電機用コア５０１の極柱５１１中に位置するように分割型電磁鋼板５１９の形状が定められている。この例では、図７に示す非分割型電磁鋼板５１７のかしめ部５１７ａが形成されていない部分（発電機用コア５０１の極柱５１１を構成する部分）をプレス切断することにより、図７に示すヨーク側分割電磁鋼板５２３及び磁極側分割電磁鋼板５２５からなる分割型電磁鋼板５１９を形成する。そして、非分割型電磁鋼板５１７と分割型電磁鋼板５１９とを上述のように積層することにより、空隙部５２１は発電機用コア５０１中に極柱５１１を貫通する合計８４個の貫通孔として構成されている。なお、この例のように複数の空隙部５２１が極柱５１１中に位置する構成を採用する代わりに、複数の空隙部がヨーク中に位置するように複数種類の分割電磁鋼板の形状を定めてもよい。

図７に示すように、一体コアを用いて発電機用コア５０１を構成しても、発電機用コア５０１の磁極部５０９の磁気抵抗が不均等にならないように複数の空隙部５２１を構成することができる。したがって、図７の発電機用コア５０１を用いた例でも、図１及び図２に示す例と同様に、永久磁石の磁束量を殆ど低下させることなく、巻線のインダクタンスを大幅に低下させることができ、発電機の発電量が向上した。

以上、本発明の実施の形態及び実施例について具体的に説明したが、本発明は、これらの実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく変更が可能であるのは勿論である。したがって、本発明は、実施の形態で説明したインナーロータ型の発電機用コアに限らず、アウターロータ型の発電機、リニア型の発電機等の各種発電機用のコアにも適用することができる。

本発明によれば、一枚の電磁鋼板中の磁路を全体的にまたは部分的に横切る空隙部を発電機用コア中に形成することにより、ロータ側に設けられた永久磁石からの磁束量が低下するのを抑制して、巻線のインダクタンスを小さくすることができる。そのため、本発明の発電機用コアを用いると、発電機の発電量を向上させることができる。

１ 発電機用コア
３ 分割コア
７ ヨーク構成部
９ 磁極部
１１ 極柱
１５ 電磁鋼板（珪素鋼板）
１７ 非分割型電磁鋼板
１９ 分割型電磁鋼板
２１ 空隙部
２３ ヨーク側分割電磁鋼板（分割電磁鋼板）
２５ 磁極側分割電磁鋼板（分割電磁鋼板）

Claims (12)

1. 複数枚の電磁鋼板が積層されて構成された、ヨーク構成部と極柱を含む磁極部とを備えた複数の分割コアが、組み合わされてなる発電機用コアであって、
   前記複数枚の電磁鋼板には、一枚の前記電磁鋼板中の磁路を横切る空隙部を形成するように配置される２種類の分割電磁鋼板から構成される分割型電磁鋼板と、一枚の前記電磁鋼板中の磁路を横切る空隙部が形成されない非分割型電磁鋼板とが含まれており、
   前記空隙部は前記複数の分割コアの前記磁極部の磁気抵抗が不均等にならないように位置及び形状が定められていることを特徴とする発電機用コア。
2. 前記分割コア中に、前記分割型電磁鋼板がｎ枚（ｎは１以上の整数）おきに存在するように、前記分割型電磁鋼板と前記非分割型電磁鋼板が積層されて、前記分割コアが構成されている請求項１に記載の発電機用コア。
3. 前記空隙部が前記極柱中に位置するように前記２種類の分割電磁鋼板の形状が定められている請求項１または２に記載の発電機用コア。
4. 前記空隙部が前記ヨーク構成部中に位置するように前記２種類の分割電磁鋼板の形状が定められている請求項１または２に記載の発電機用コア。
5. 複数枚の電磁鋼板が積層されて構成された、ヨーク構成部と極柱を含む磁極部とを備えた複数の分割コアが、組み合わされてなる発電機用コアであって、
   前記複数枚の電磁鋼板には、一枚の前記電磁鋼板中の磁路を部分的にまたは全体的に横切る空隙部を形成するように一部が切除された切除型電磁鋼板と、一枚の前記電磁鋼板中の磁路を一部横切る空隙部が形成されない非切除型電磁鋼板とが含まれており、
   前記空隙部は前記複数の分割コアの前記磁極部の磁気抵抗が不均等にならないように位置及び形状が定められていることを特徴とする発電機用コア。
6. 前記分割コア中に、前記切除型電磁鋼板がｎ枚（ｎは１以上の整数）おきに存在するように、前記切除型電磁鋼板と前記非切除型電磁鋼板が積層されて、前記分割コアが構成されている請求項５に記載の発電機用コア。
7. 前記空隙部が前記極柱中に位置するように前記切除型電磁鋼板の形状が定められている請求項５または６に記載の発電機用コア。
8. 前記空隙部が前記ヨーク構成部中に位置するように前記切除型電磁鋼板の形状が定められている請求項５または６に記載の発電機用コア。
9. 複数枚の電磁鋼板を積層して構成された、ヨークと前記ヨークが延びる方向に所定の間隔を開けて配置された極柱を有する複数の磁極部とからなる発電機用コアであって、
   前記複数枚の電磁鋼板には、一枚の前記電磁鋼板中の磁路を横切る複数の空隙部を形成するように配置される複数種類の分割電磁鋼板から構成される分割型電磁鋼板と、一枚の前記電磁鋼板中の磁路を横切る空隙部が形成されない非分割型電磁鋼板とが含まれており、
   前記空隙部は前記複数の磁極部の磁気抵抗が不均等にならないように位置及び形状が定められていることを特徴とする発電機用コア。
10. 前記発電機用コア中に、前記分割型電磁鋼板がｎ枚（ｎは１以上の整数）おきに存在するように、前記分割型電磁鋼板と前記非分割型電磁鋼板が積層されている請求項９に記載の発電機用コア。
11. １つの前記空隙部が１つの前記極柱中に位置するように前記複数種類の分割電磁鋼板の形状が定められている請求項９または１０に記載の発電機用コア。
12. 前記複数の空隙部が前記ヨーク中に位置するように前記複数種類の分割電磁鋼板の形状が定められている請求項９または１０に記載の発電機用コア。