JPH0137843B2 - - Google Patents

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JPH0137843B2
JPH0137843B2 JP55035707A JP3570780A JPH0137843B2 JP H0137843 B2 JPH0137843 B2 JP H0137843B2 JP 55035707 A JP55035707 A JP 55035707A JP 3570780 A JP3570780 A JP 3570780A JP H0137843 B2 JPH0137843 B2 JP H0137843B2
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    • Y10T29/49012—Rotor

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電磁装置用の分割構造の電機子の製造
方法に関するものである。以下特にエネルギーを
回転運動の形で貯蔵する慣性ホイール装置の磁気
ベアリングに利用されることについて説明する
が、この応用に限定されるものでなく、高電磁効
率にして比較的小容積の電機子を得ることが必要
なときには何時でも運用できるものである。
電磁装置の電磁子内に渦電流の生成するのを避
け、効率を増加させるためには、これらの電機子
を分割することが必要であり、電機子は薄片を絶
縁して重畳して積層構造にするのが普通である。
そうした積層構造は、電機子が単純な、例えば平
行六面体形状を呈しているときには簡単に達成さ
れるけれども、電機子が複雑な形状をしていると
きには手数がかかり、できた積層構造はしばしば
比較的可もなく不可もない電磁効率になつてしま
う。例えば、円心円溝を有する環状の電機子の場
合、該電機子の軸方向断面は少なくともほぼＵ字
形になり、積層構造にするのに手数がかかる。か
かる同心円溝付き環状電機子は慣性ホイール装置
の磁気ベアリングに見られる。慣性ホイール装置
は多くは人口衛星に載せて使用されている。慣性
ホイール装置の回転子は、摩擦を避けるために固
定子に対して空隙を維持すべく、磁気ベアリング
により懸吊されている。磁気ベアリングは空隙の
幅を一定に保つために環状の電磁石と永久磁石と
を使用して、これを回転子の軸と同心に配置し
て、それへの供給電流が調整される必要がある。
かかる電磁石の環状電機子を積層構造にして作
ろうとするならば、磁性材のシートを切断し、絶
縁したり組み合わせたりする工程は複雑なものに
なる。そのうち一番複雑でない工程と考えられる
のは、同心の積層環を二つ作りそれらの間に溝を
作り、更に積層した平らな環によつて同心の積層
環の二つの端部を接続することである。しかしな
がら、こうすると同心環と該平坦環との間に磁力
線の不連続が生ずる結果となり、この不連続にて
寄生的空気間隙が形成されてしまい、かくして電
磁効率を低下する（第２図参照）。別の方法とし
ては、同一の扇形分を複数個併置して同心溝付環
状電機子を作るものがある。しかしながら、そう
して組作工程は特に扇形分の工作、絶縁、組合せ
によりコストが高いものとなる。その上更に、こ
うして得られた積層の効率は、扇形分の厚みを１
mm以下には容易にでき得ないから、比較的制限さ
れたものになる（第３図参照）。
また別の方法としてはモールドしたフエライト
で作つてもよい。しかしながら、その場合等しい
電磁特性にすると電機子の容積はずつと大きくな
ろう。何故ならば、フエライトは飽和時に従来の
強磁性材料よりずつと低い磁気誘導を呈するから
である（軟鉄が21000ガウスであるのに対し、フ
エライトは4000ガウス）。
本発明の目的は、最適の電磁効率を有し、その
磁力線に何等の不連続を呈することなく、小容積
にして低コストの分割構造（電機子内に渦電流の
生成しない構造）の電機子を製造することにあ
る。
本発明によると、この目的のために分割構造
（電機子内に渦電流の生成しない構造）で、環状
形状を呈し、かつ同心溝を設けた磁性電機子の製
造は、次の点で際立つたものである。即ち、環状
の心軸の軸線に直角な平面の少なくとも一側にお
ける心軸部の軸方向断面が前記溝の軸方向断面の
形状に相当するようになつている心軸に繊維状磁
性材料を巻いて、前記平面の前記一側上での外形
が少なくともほぼ前記電機子の所望の外形を有す
るまでドーナツ状に巻き、 このドーナツ状巻線をそれらの繊維を一緒にく
つつけることのできる硬化剤で含浸し、 前記硬化剤を硬化させ、その後、 前記ドーナツ状巻線を前記平面に沿つて切断し
て前記電機子を形成する。
かくして電機子内に渦電流の生成しない構造の
電機子が得られる。何故なら、これは各個にほぼ
Ｕ字形を有する組合せた線の断面で構成されてい
るからである。巻かれた磁性材料は例えば軟鉄線
でもよく、好んで使われる線は、得られる電機子
に良好な磁気特性を得んがために、外部を電気的
絶縁性塗装してあるエナメルを塗装した純鉄線で
もよい。この線は通常円形断面である。しかしな
がら、巻線に対して良好な充填係昌を得るため
に、線の断面を四角、矩形、その他にしてもよ
い。
ドーナツ状に巻かれた巻線が切断されるとき心
軸も同時に切断する。この場合には、心軸は使捨
てであるから、木でも、蝋、その他で作つてあつ
てもよい。他方、心軸を再使用できるよう巻線の
みを切断してもよい。この場合は心軸を例えば鋼
鉄製にしてもよい。
心軸は切断面に関してなるべくは対称にして、
含浸および切断後に一個のドーナツ状の巻線から
二つの同一な電機子を与えるようにする。
含浸用材料はなるべくは絶縁性にすると有利で
ある。磁性であつても、非磁性であつてもよく、
エポキシ樹脂のような重合性樹脂で構成してもよ
い。
更にまた、本発明によると、電機子の内方リン
グおよび外方リングに対し、同一の有効な断面を
得ることが可能である。このために、本発明によ
る電機子の扇形形状部分では内方リングは相当す
る外方リングよりも周辺的に一層広くなつている
という事実を考慮して、内方リングの半径方向厚
みをこの相当する外方リングの半径方向厚みよ
り、より大きく仕組み、その結果それらの外方お
よび内方リングが同じ巻数を含むようにする。
同様に、該外方および内方リングを接続してい
る部分が前者のものと同一な有効断面を呈するよ
うにするためには、心軸に対してこの接続部分の
厚みが内方リング側ではでは外方リング側におけ
るよりもより大きいような形を与えると有利であ
る。
本発明は付図を参照して下記の記述を読むこと
により、一層容易に理解しうるであろう。
さて、第１図は慣性ホイール装置の一部、特に
回転子１をシヤフト２に対して空隙を有して磁気
ベアリングで懸吊している部分を示す。
シヤフト２に対する回転子１の軸方向位置は、
回転子１に固着されている磁化された環３とシヤ
フト２に同心に固着された二個の環状電磁石４と
５とからなる磁気ベアリングによつて規定されて
いる。環状電磁石４と５とは磁化された環３の両
側に置かれていて、それの各々の側部上に懸吊用
の空隙６乃至７を作るようになつている。
各電磁石４，５は環状型の電機子４ａ，５ａ
と、その同心の溝に収納された電磁コイル４ｂ，
５ｂとからなる。そうした電機子４ａ，５ａを作
ることが本発明の目的である。
第２図は積層された平らな環１０によつて連結
された二つの同心積層環８と９からなる電機子の
公知の製造態様を描いている。かかる製造態様
は、特に同心環８と９と、平坦環１０との合せ目
での磁力線の不連続と、それから起こる磁気的漏
洩のせいで満足しうるものではない。
第３図は、別の公知の製造態様を描いたもの
で、これではほぼＵ字形に切片２３を併置してい
る。そうした方法は高価につくし、非常に薄い積
層にすることができない。
これら公知の方法の欠点を治すために、本発明
では（第４図参照）、その一本ずつが繊維の形状
をしている繊維状要素１１を複数本集めてＵ溝付
き環状電機子を作ることを提案している。この場
合には磁力線は何らの不連続をも蒙らない。こう
して得られる電機子は外部リング１５と、内部リ
ング１６と、これらの二つの同心リングを接続す
る平坦なリング１７とからなる。
第４図の繊維状構造（即ち分割構造）を有する
電機子を作るのには、第５図に示す如く最初に環
状の心軸１２を作る。この心軸は、切断平面１３
と各側における心軸の各部が、軸方向断面に見
て、コイル４ｂ乃至５ｂを収容する環状電機子の
環状溝の軸方向断面の形に該当するものである。
次に、磁性材料製の線を心軸１２に巻いて重畳さ
れている巻線１４を形成するようにする。この巻
線作業が完了すると、これを硬化性の磁性乃至非
磁性絶縁材料を含浸し、材料が硬化した後に、巻
線１４を切断平面１３に沿つて切断する。なお、
切断面１３に関して心軸に対称であるとする。そ
うすると、二個の繊維性電機子４ａ乃至５ａが得
られる。これらは、例えば必要な肩、凹み等を加
工される。
巻線を作るに使用される線は、磁性乃至非磁性
誘電塗装で絶縁した円形、四角形、矩形乃至六角
形断面の純鉄線でよい。含浸用材料はエポキシ樹
脂のような重合性樹脂でよい。
本発明により、電機子の外方リング１５および
内方リング１６が同じ有効断面を得ることが可能
である。第６図に示す如く電機子の扇形形状部分
を取つてみると、外方リング１５の部分１９は内
方リング１６の相当する部分２０よりも広い。半
径方向の厚みでは内方リング１６の方が外方のリ
ング１５よりも大きい。これらの部分１９と２０
は同じ有効断面を呈せしめ、これらは同数の繊条
要素を含んでいる（第６図の例では４５）。
さらにまた、平坦リング１７にも同じように部
分１５と１６とのそれに等しい有効断面を呈せし
めるのには、前記心軸はその軸に平行な方向に測
つて、厚さが前記内方リングに隣接する端よりも
前記外方リングに隣接する端で大となつているよ
うに環を作ればよい。
第７図では、本発明による分割構造の電機子２
１がそのＵ溝にコイル２２を収納し、回転子１側
の磁化環２４に向き合つてシヤフト２に取り付け
られ磁気ベアリングを構成している。必要なら
ば、電機子２１は管状枠組２５内に内蔵させて支
持するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による電機子を使用している
慣性ホイール装置の磁気ベアリングを示す一部断
面図、第２および３図は同心の環状溝をつけた環
状電機子を得る公知の方法を示す図、第４図は本
発明による電機子の一部を透視して示す図、第５
および６図は本発明による工程が実行される具合
を示す図、第７図は本発明による電機子を用いた
磁気ベアリングを示す図である。 図において、４ａ，５ａは電機子、４ｂ，５ｂ
はコイル、６，７は空隙、３は磁化された環、１
１は繊維状磁性材料、１２は心軸、１３は切断
面、１４は巻線、１５は外方リング、１６は内方
リング、１７は平坦リングである。なお、図中同
一符号は同一部材または相当部を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 環状の形をし、同心の環状の溝がついてお
    り、同心状の外方および内方リングを有し、この
    内方リングは外方リングよりも半径方向の厚みが
    大である分割構造の磁性電機子を製作する方法で
    あつて、 環状の心軸の軸線に直角な平面の少なくとも一
    側における心軸部の軸方向断面が前記溝の軸方向
    断面の形状に相当するようになつている心軸に繊
    維状磁性材料を巻いて、前記平面の前記一側上で
    の外形が少なくともほぼ前記電機子の所望の外形
    を有するまでドーナツ状に巻き、 このドーナツ状巻線をそれらの繊維を一緒にく
    つつけることのできる硬化剤で含浸し、 前記硬化剤を硬化させ、その後、 前記ドーナツ状巻線を前記平面に沿つて切断し
    て前記電機子を形成する ことを特徴とする分割構造の磁性電機子製作法。 ２ 前記心軸は、その軸に平行な方向に測つて、
    厚さが前記内方リングに隣接する端よりも前記外
    方リングに隣接する端で大となつている特許請求
    の範囲第１項記載の分割構造の磁性電機子製作
    法。 ３ 前記繊維状磁性材料は磁性または非磁性の絶
    縁塗装を施されている特許請求の範囲第１項記載
    の分割構造の磁性電機子製作法。 ４ 前記繊維状磁性材料の断面は方形、矩形また
    は六角形である特許請求の範囲第１項記載の分割
    構造の磁性電機子製作法。 ５ 前記の心軸は前記平面に関して対称であつ
    て、前記のドーナツ状巻線は含浸および切断後に
    二つの同一の電機子を与える特許請求の範囲第１
    項記載の分割構造の磁性電機子製作法。 ６ 含浸材料は磁性または非磁性の絶縁材料であ
    る特許請求の範囲第１項記載の分割構造の磁性電
    機子製作法。 ７ 含浸材料は重合可能な樹脂である特許請求の
    範囲第５項記載の分割構造の磁性電機子製作法。
JP3570780A 1979-03-20 1980-03-19 Method of fabricating segment structure magnetic armature and armature thus fabricated Granted JPS55127859A (en)

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FR7907021A FR2452167A1 (fr) 1979-03-20 1979-03-20 Procede pour la realisation d'une armature magnetique a structure divisee et armature ainsi obtenue

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Publication Number Publication Date
JPS55127859A JPS55127859A (en) 1980-10-03
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JP (1) JPS55127859A (ja)
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