JPH0515654U - 回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 十分な巻線の数を確保しながら磁束密度の大
きい磁気回路を構成することができ、簡易な構成であり
ながら従来の同種の回転電機に比較して出力を大幅に増
大させる。 【構成】 ＤＣモータは、界磁部を構成するステータ１
００と、電機子を構成するロータ２００とを含む。ロー
タ２００は、電機子コア１０を含み、この電機子コア１
０は、ステータ１００の内側に回転可能に軸支されてい
る。電機子コア１０は、中心部１２より放射状に延設さ
れ、前記ステータ１００の内側面に対し所定の間隔を置
いて対向する複数の突極部１４と、これら突極部１４間
に形成される巻線用の溝部１８とを有し、この巻線用の
溝部１８を介して各突極部１４の軸１４ａに巻線２０が
巻回されるようになっている。そして、巻線２０が施さ
れた溝部１８内には、磁性粉体を含む磁性充填剤２０が
充填されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は回転電機、特に電機子のコア部の磁気特性を改良した回転電機に関す る。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、ＤＣモータなどの回転電機では、界磁部に対し所定の間隔を置いて対 向配設された突極部および巻線用の溝部を供えた電機子コアを有するものが広く 用いられている。図２は、このような回転電機の一例を概略的に示す部分拡大断 面図である。

【０００３】 図示のＤＣモータは、界磁部を構成するステータ１００と、電機子を構成する ロータ２００とを含む。

【０００４】 前記ロータ２００は、中心軸１０より断面ほぼＴ字形の突極部１４が放射状に ステータ１００に向けて配設された電機子コアを有している。そして、突極部１ ４相互間に形成される溝部１８には、突極部１４のティース１４ａの周囲に巻回 された巻線２０が収容されるようになっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記のようなＤＣモータの出力をアップさせるためには、電機子コ ア１０の巻線２０の巻数をふやすとともに、電機子コア１０のティース１４ａの 磁気抵抗を小さくする必要がある。しかし、電機子コア１０のティース１４ａを 介して流れる磁束の密度は電機子コア１０の飽和磁束密度を超えることができな い。したがって、巻線２０の巻数に対応する磁束密度を発生させるためには、突 極部１４のティース１４ａの断面積を拡大する必要がある。しかしながら、この ように突極部１４のティース１４ａの断面積を拡大すれば、当然溝部１８の断面 積は縮小することになるから、巻線２０の巻数を十分多く確保することが困難と なり、結局十分なモータ出力を得ることは困難となる。

【０００６】 本考案の目的は、上記従来の問題を解決し、十分な巻線の数を確保すると共に 、飽和磁束量の大きい磁気回路を構成することができ、簡易な構成でありながら 従来の同種の回転電機に比較して出力を大幅に増大させることができる回転電機 を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的は、ロータ側またはステータ側の一方に設けられた界磁部と、ロータ 側またはステータ側の他方に設けられた電機子と、を含み、前記電機子は、前記 界磁部に対し所定の間隔を置いて対向配設された突極部及び巻線用の溝部を有す るコアを備え、前記巻線用の溝部内に磁性充填剤が充填され、この磁性充填剤は 絶縁性バインダに磁性粉体を分散含有させてなることを特徴とする回転電機によ って達成することができる。

【０００８】

【作用】

本考案によれば、コアを構成する巻線用の溝部内に、絶縁性バインダに磁性粉 体を分散させてなる磁性充填剤を充填することにより、この充填領域を磁気的導 体とすることができる。そのため、コアの突極部のみならず、この磁性充填剤領 域が磁気回路の一部を構成することとなり、突極部のティースの断面積を大きく しなくとも電機子コアの飽和磁束量を大きくすることができる。したがって、電 機子の巻線の数を十分多くとることができる大きさの溝部を確保した状態で飽和 磁束量を増大させることができ、その結果、回転電機の出力を大幅に向上させる ことができる。

【０００９】 また、巻線用の溝部に磁性充填剤を充填することにより、バインダによる巻線 の固定がなされ巻線の一部が外部に飛び出すなどの事故を回避することができる 。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の好適な実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１１】 図１には、本考案の一実施例に係るＤＣモータの要部が示されている。

【００１２】 このＤＣモータは、界磁部を構成するステータ１００と、電機子を構成するロ ータ２００とを含む。

【００１３】 前記ステータ１００は、界磁部を構成する複数の円弧状マグネット３０が円環 状に配置されている。

【００１４】 前記ロータ２００は、電機子コア１０を含み、この電機子コア１０は、円環状 に配置された前記マグネット３０の内側に回転可能に軸支されている。そして、 この電機子コア１０は、中心部１２より放射状に延設され、前記マグネット３０ の内側面に対し所定の間隔を置いて対向する複数の突極部１４と、これら突極部 １４間に形成される巻線用の溝部１８とを有し、この巻線用の溝部１８を介して 各突極部１４のティース１４ａに巻線２０が巻回されるようになっている。また 、溝部１８を取り囲む突極部１４の内壁には絶縁層１６が設けられている。

【００１５】 そして、特徴的なことは、巻線２０が施された溝部１８内には、磁性充填剤２ ０が充填されていることである。

【００１６】 前記磁性充填剤は、合成樹脂等の絶縁性バインダに磁性体、例えば、鉄，コバ ルト，ニッケル等の粉末を分散させたものである。磁性粉体の粒径は、この磁性 粉体が巻線２０の間隙に入り込むことができる程度の大きさであれば特に限定さ れるものではないが、実用的には５〜１００μｍ程度である。例えば、巻線２０ の直径が０．２ｍｍであるならば、磁性粉末の粒径は約１０μｍ程度である。

【００１７】 また、磁性粉体の含有割合は、バインダの種類、要求される飽和磁束量あるい は巻線２０の巻回状態等により特に限定されるものではないが、実用上は絶縁性 バインダに対して、５０〜９０体積％程度とされる。例えば、絶縁性バインダと してナイロン系樹脂を用いた場合に、磁性粉体として粒径約１０μｍの鉄粉を５ ０体積％混入させた磁性充填剤の飽和磁束密度は約２，５００ガウス程度となり 、磁気回路を構成することができる。

【００１８】 また、前記絶縁性バインダとしては、ナイロン系樹脂の他に、ポリプロピレン ，ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，ポリフェニレン サルファイド等の各種樹脂を用いることができる。

【００１９】 以上の構成の実施例によれば、従来の装置においては電機子コアの突極部１４ に集中して流れていた磁束が、図１において矢印で示すように、突極部１４のみ ならず磁性充填剤２０を充填した溝部１８内にも流れることが可能となった。す なわち、磁性充填剤２０を充填した溝部１８が突極部１４のティース１４ａとと もに磁気回路を構成している。

【００２０】 そのため、大きな飽和磁束量を得るために、電機子コア１０の突極部１４のテ ィース１４ａの断面積を大きくする必要がない。したがって、巻線２０の巻回領 域、すなわち溝部１８の断面積も十分大きくとることができ、巻線２０の巻数を 増大したり、巻線２０の線径を大きくすることができる等、モータの出力特性を 大幅に向上させることが可能となった。

【００２１】 さらに、溝部１８に絶縁性バインダを含む磁性充填剤２０を充填することによ り、従来モータの回転に伴って生ずることがある巻線の飛びだしを確実に防止す ることができるという副次的な効果も有している。

【００２２】 さらに、溝部１８に磁性充填剤２０を充填することにより、突極部１４と溝部 １８との磁気抵抗の差を従来に比較して小さくすることができるため、突極部と 溝部との磁気抵抗の違いに起因する磁束の脈動によるコギングトルクを減少させ ることができるという効果も有している。

【００２３】 以上、本考案の一実施例についてのべたが、本考案は上記実施例に限定される ものではなく、本考案の要旨の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、前記 実施例ではＤＣモータを例にとって説明したが、本考案はこれに限定されず、例 えば発電機にも適用することができる。

【００２４】 また、前記実施例では、電機子をロータ側に設け、界磁部をステータ側に設け た例をとり説明したが、本考案はこれに限定されず、必要に応じ電機子をステー タ側に設け、界磁部をロータ側に設けてもよい。

【００２５】

【考案の効果】

本考案によれば、十分な数の巻線を得ることができるスペースを確保しながら 、それに対応した飽和磁束量の大きい磁気回路を構成することができ、したがっ て簡易な構成でありながら従来のモータあるいは発電機に比較して大幅な出力の 増大を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を適用したＤＣモータの一実施例の要部
を示す断面説明図である。

【図２】従来の回転電機の一例を概略的に示す断面説明
図である。

【符号の説明】

１００ ステータ ２００ ロータ １０ 電機子コア １４ 突極部 １８ 溝部 ２０ 巻線 ３０ 磁性充填剤
ＡＳ０１０００２

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ側またはステータ側の一方に設け
   られた界磁部と、 ロータ側またはステータ側の他方に設けられた電機子
   と、 を含み、 前記電機子は、 前記界磁部に対し所定の間隔を置いて対向配設された突
   極部及び巻線用の溝部を有するコアを備え、 前記巻線用の溝部内に磁性充填剤が充填され、この磁性
   充填剤は絶縁性バインダに磁性粉体を分散含有させてな
   ることを特徴とする回転電機。