JPH11196558A - Stator coil of rotating machine - Google Patents

Stator coil of rotating machine

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JPH11196558A
JPH11196558A JP17612898A JP17612898A JPH11196558A JP H11196558 A JPH11196558 A JP H11196558A JP 17612898 A JP17612898 A JP 17612898A JP 17612898 A JP17612898 A JP 17612898A JP H11196558 A JPH11196558 A JP H11196558A
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JP
Japan
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coil
coils
stator coil
electric machine
spiral
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JP17612898A
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Japanese (ja)
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Fumio Uchiyama
布美男 内山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stator coil of a rotating machine which can improve generation efficiency or rotating torque of the rotating machine. SOLUTION: A holder 13 is attached to a rotary shaft 12 supported by a housing 11. A plurality of permanent magnets 15 are attached to the holder 13 so as to have different poles disposed alternately in the circumferential direction to compose a rotor. A stator coil consisting of a plurality of whirlpool coils 18 is attached to the housing 11 with a holder 17 therebetween so as to have the whirlpool surfaces disposed against the poles of the permanent magnets 15 of the rotor. Wires of which the whirlpool coils 18 are composed are wound in the whirlpool shapes in the center parts of the respective whirlpool coils 18 so as to fill and eliminate cavities.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は発電機や電動機等
の回転電機におけるステータコイルに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stator coil in a rotating electric machine such as a generator or a motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】発電機や電動機等の回転電機として、特
開平10−23697号公報に示すものが提案されてい
る。この回転電機は、円周方向に異極が交互に現れるよ
うに複数個の永久磁石を設けたロータと、複数個の渦巻
きコイルを前記ロータの磁極に対抗させて設けたステー
タとから構成されている。又、前記ステータコイルを構
成する6個のコイルはそれぞれ渦巻状に形成され、各渦
巻きコイルは中心部が空洞となっている。
2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 10-23697 proposes a rotating electric machine such as a generator or a motor. This rotating electric machine is composed of a rotor provided with a plurality of permanent magnets so that different poles alternately appear in a circumferential direction, and a stator provided with a plurality of spiral coils opposed to the magnetic poles of the rotor. I have. Each of the six coils constituting the stator coil is formed in a spiral shape, and each spiral coil has a hollow center.

【0003】前記ステータコイルをハウジング内の所定
位置に配置し、前記ロータを回転すると、ステータコイ
ルの各渦巻きコイルに電磁誘導作用により電力が発生す
るようになっている。反対に、ステータコイルの複数の
端子に対し交流電圧を印加すると、前記ロータが回転さ
れるようになっている。
When the stator coil is disposed at a predetermined position in a housing and the rotor is rotated, electric power is generated in each spiral coil of the stator coil by an electromagnetic induction action. Conversely, when an AC voltage is applied to a plurality of terminals of the stator coil, the rotor is rotated.

【0004】又、従来のアキシャル型ブラシレス電動機
として特開平9−168270号公報に示すものが提案
されている。この電動機のステータコイルを構成する渦
巻きコイルは帯状の平角導線を渦巻き状に巻回した平角
コイルであって、各コイルの中心部には空洞が形成され
ている。そして、前記各平角コイルに電圧を印加する
と、永久磁石を備えたロータが磁極の反発力により回転
されるようになっている。
A conventional axial brushless motor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-168270 has been proposed. The spiral coil constituting the stator coil of this electric motor is a rectangular coil formed by spirally winding a strip-shaped rectangular conductor, and a cavity is formed at the center of each coil. When a voltage is applied to each of the rectangular coils, the rotor having the permanent magnet is rotated by the repulsive force of the magnetic pole.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記二つの
回転電機は、ステータコイルの各コイルの中心部に空洞
部が形成されているので、発電機にあっては高出力電圧
が得られないという問題があった。又、電動機にあって
は高出力トルクが得られないという問題があった。電動
機の場合には、渦巻きコイルの中心部に空洞部が形成さ
れていると、ステータコイルに所定電圧及び電流を印加
した場合に誘起される磁界の強度(ガウス)が前記空洞
部においてほぼ同じ強度となり、ロータの高出力トルク
を得ることができない。
However, in the above two rotating electric machines, since a hollow portion is formed at the center of each coil of the stator coil, a high output voltage cannot be obtained in the generator. There was a problem. In addition, there is a problem that a high output torque cannot be obtained with an electric motor. In the case of an electric motor, if a hollow portion is formed in the center of a spiral coil, the strength (Gauss) of a magnetic field induced when a predetermined voltage and current is applied to the stator coil is almost the same in the hollow portion. Therefore, a high output torque of the rotor cannot be obtained.

【0006】一方、平角コイルを用いたステータコイル
の場合には、平角コイルが前後二層に接合され、それら
の中心部において導線の端部を互いに接続する構成であ
るため、一層のみの場合のように中心部からリード線を
導出する必要がないが、構造が複雑で部品点数が多くな
り製造が面倒であるという問題があった。特に、永久磁
石を備えた一対のロータの隙間に一層のみの平角コイル
を介在する構造では、コイルの中心部からのリード線の
導出を適正に行う構造はまだ提案されていなかった。
On the other hand, in the case of a stator coil using a rectangular coil, the rectangular coil is joined to the front and rear two layers, and the ends of the conductive wires are connected to each other at the center thereof. Although it is not necessary to derive the lead wire from the center as in the above, there is a problem that the structure is complicated, the number of parts is increased, and the production is troublesome. Particularly, in a structure in which only one rectangular coil is interposed in a gap between a pair of rotors having a permanent magnet, a structure for properly leading out a lead wire from the center of the coil has not been proposed yet.

【0007】この発明の第1の目的は上記従来の技術に
存する問題点を解消して、回転電機の発電効率あるいは
出力トルクの効率を向上させることができる回転電機に
おけるステータコイルを提供することにある。
A first object of the present invention is to provide a stator coil in a rotating electric machine which can improve the power generation efficiency or output torque efficiency of the rotating electric machine by solving the above-mentioned problems in the prior art. is there.

【0008】この発明の第2の目的は上記第1の目的に
加えて平角コイルを使用した場合におけるコイル中心部
からのリード線の導出を適正に行うことができる回転電
機のステータコイルを提供することにある。
A second object of the present invention is to provide, in addition to the first object, a stator coil of a rotating electric machine which can properly lead out a lead wire from a coil center when a rectangular coil is used. It is in.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明では、ハウジングに支持さ
れた回転軸にホルダを設け、該ホルダに対し円周方向に
異極が交互に現れるように複数個の永久磁石を設けたロ
ータと、ハウジングに対しホルダを介して前記ロータの
永久磁石の磁極に渦巻き面が対向するように支持した複
数個の渦巻きコイルからなるステータコイルとを備えた
発電機あるいは電動機等の回転電機において、前記ステ
ータコイルの各渦巻きコイルの中心部に該コイルを構成
する導線をほぼ隙間無く渦巻き状に巻回している。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a holder is provided on a rotating shaft supported by a housing, and a different pole is provided in the circumferential direction with respect to the holder. A rotor provided with a plurality of permanent magnets so as to appear alternately, and a stator coil formed of a plurality of spiral coils supported so that a spiral surface faces a magnetic pole of the permanent magnet of the rotor via a holder with respect to a housing. In a rotating electric machine such as a generator or an electric motor, a conductor forming the coil is spirally wound around the center of each spiral coil of the stator coil with almost no gap.

【0010】請求項2に記載の発明では、請求項1にお
いて前記ロータは回転軸の軸線方向又は半径方向へ所定
の間隔をもって複数箇所に配設され、前記ステータコイ
ルは対向する前記ロータの間に介在されている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the rotor is disposed at a plurality of locations at predetermined intervals in an axial direction or a radial direction of a rotating shaft, and the stator coil is provided between the opposed rotors. Intervened.

【0011】請求項3に記載の発明では、請求項1又は
2において前記渦巻きコイルは、帯状の平角導線を渦巻
き状に巻回して形成された平角コイルである。請求項4
に記載の発明では、請求項3において平角コイルの一側
面にはその中心部から外周面に向けて溝が形成され、該
溝に平角コイルの中心部の導線端部に接続したリード線
が収容されて外部に導出されている。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the spiral coil is a rectangular coil formed by spirally winding a belt-shaped rectangular conductor. Claim 4
According to the third aspect of the present invention, a groove is formed on one side surface of the rectangular coil from the center to the outer peripheral surface in the third aspect, and the groove accommodates a lead wire connected to the end of the conductor at the center of the rectangular coil. Has been derived outside.

【0012】請求項5に記載の発明では、請求項1〜4
のいずれか一項において、前記ロータを構成するホルダ
の外側には永久磁石の磁束を遮蔽する遮蔽板が設けられ
ている。
According to the fifth aspect of the present invention, the first to fourth aspects are provided.
In any one of the above, a shielding plate for shielding magnetic flux of a permanent magnet is provided outside a holder constituting the rotor.

【0013】請求項6に記載の発明では、請求項1にお
いて回転電機は電動機であって、前記ステータコイルを
構成する各渦巻きコイルは、円周方向に6箇所にほぼ等
ピッチで配設され、第1〜第6の渦巻きコイルのうち、
第1〜第3の渦巻きコイルの中心部の導線端部から導出
されたリード線が三相交流電源の三つの端子U,V,W
にそれぞれ接続され、第1〜第3のコイルの外周部の導
線端部に接続されたリード線は、第4〜第6の渦巻きコ
イルの中心部の導線端部に接続されたリード線にそれぞ
れ接続され、第4〜第6のコイルの外周部の導線端部に
接続されたリード線は、それぞれ端子X,Y,Zに接続
されている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect, the rotary electric machine is an electric motor, and each of the spiral coils constituting the stator coil is disposed at substantially equal pitches at six locations in the circumferential direction. Of the first to sixth spiral coils,
Lead wires derived from the ends of the conductors at the center of the first to third spiral coils are connected to three terminals U, V, W of the three-phase AC power supply.
And the leads connected to the ends of the conductors at the outer periphery of the first to third coils are respectively connected to the leads connected to the ends of the conductors at the center of the fourth to sixth spiral coils. Lead wires that are connected and connected to the ends of the conductor wires on the outer periphery of the fourth to sixth coils are connected to terminals X, Y, and Z, respectively.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】最初に、この発明のステータコイ
ルを適用した発電機の第1及び第2の基本構造を図1及
び図2に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, first and second basic structures of a generator to which a stator coil according to the present invention is applied will be described with reference to FIGS.

【0015】図1は第1の基本構造を示し、ハウジング
11には回転軸12が外部動力により回転可能に支持さ
れている。この回転軸12には、円板状をなす第1及び
第2の回転ホルダ13,14がハウジング11内に位置
するように、かつ軸12の軸線方向に所定間隔をおいて
固定されている。又、第1及び第2の回転ホルダ13,
14にはそれぞれ複数の第1永久磁石15及び第2永久
磁石16が嵌合固定され、各部材13,14、15,1
6によりロータが構成されている。前記複数の第1永久
磁石15は回転ホルダ13の周方向に、つまり回転軸1
2の軸心を中心とする同一円軌跡上に等間隔に複数箇所
に嵌合固定されている。同様に、複数の第2永久磁石1
6も周方向に等間隔に設けられている。
FIG. 1 shows a first basic structure. A rotating shaft 12 is supported on a housing 11 so as to be rotatable by external power. First and second disc-shaped rotating holders 13 and 14 are fixed to the rotating shaft 12 at predetermined intervals in the axial direction of the shaft 12 so as to be located in the housing 11. Also, the first and second rotating holders 13,
A plurality of first permanent magnets 15 and second permanent magnets 16 are fitted and fixed to the respective members 14, 14, 14, 15, 1.
6 constitutes a rotor. The plurality of first permanent magnets 15 are arranged in the circumferential direction of the rotating holder 13, that is, the rotating shaft 1.
It is fitted and fixed at a plurality of locations at equal intervals on the same circular locus about the center of the two axes. Similarly, a plurality of second permanent magnets 1
6 are also provided at equal intervals in the circumferential direction.

【0016】前記ハウジング11の内周面には固定ホル
ダ17が第1及び第2の回転ホルダ13,14の間に位
置するように取り付けられ、該固定ホルダ17には複数
のコアレスコイル18が周方向に、つまり回転軸12の
軸心を中心とする同一円軌跡上において等間隔に取り付
けられ、各部材17,18〜18によりステータコイル
が構成されている。
A fixed holder 17 is mounted on the inner peripheral surface of the housing 11 so as to be located between the first and second rotating holders 13 and 14, and a plurality of coreless coils 18 are mounted on the fixed holder 17 in a circumferential direction. In the direction, that is, at equal intervals on the same circular locus about the axis of the rotating shaft 12, the members 17, 18 to 18 constitute a stator coil.

【0017】前記コアレスコイル18を挟んで対向する
一対の永久磁石15,16の対向面における極性は、N
極とS極又はS極とN極というように異なるようにして
いる。又、回転ホルダ13の同一円軌跡上の位相の異な
る複数の永久磁石15の極性は一個又は複数個毎にそれ
ぞれ反転するようにしている。回転ホルダ14の同一円
軌跡上の位相の異なる複数の永久磁石16の極性も一個
又は複数個毎にそれぞれ反転するようにしている。
The polarity of the pair of permanent magnets 15 and 16 facing each other across the coreless coil 18 is N
The poles are different from the S pole or the S pole and the N pole. Further, the polarities of the plurality of permanent magnets 15 having different phases on the same circular locus of the rotary holder 13 are reversed one by one or a plurality thereof. The polarities of the plurality of permanent magnets 16 having different phases on the same circular locus of the rotary holder 14 are also reversed one by one or a plurality of them.

【0018】図1において回転軸12が回転されると、
第1及び第2の回転ホルダ13,14を介して第1及び
第2の永久磁石15,16が同期回転される。すると、
永久磁石15,16の磁束(磁界の強さ)が所定位置に
配置された複数のコイル18を横切ることによりコアレ
スコイル18に電流が流れ、コイル18に接続した図示
しないリード線から電力が取り出される。
In FIG. 1, when the rotating shaft 12 is rotated,
The first and second permanent magnets 15, 16 are synchronously rotated via the first and second rotary holders 13, 14. Then
When the magnetic flux (magnetic field strength) of the permanent magnets 15 and 16 crosses the plurality of coils 18 arranged at predetermined positions, current flows through the coreless coil 18, and electric power is extracted from a lead wire (not shown) connected to the coil 18. .

【0019】図2に示す第2の基本構造は、回転軸12
に対し筒状をなす第1回転ホルダ12及び第2回転ホル
ダ13を半径方向に所定間隔をもって同期回転可能に取
り付け、第1及び第2の永久磁石15,16の間に固定
ホルダ17に支持した複数のコアレスコイル18を配置
している。この第2の基本構造においても、回転軸12
が回転されると、両永久磁石15,16が両回転ホルダ
13,14によって回転され、複数のコアレスコイル1
8から電力が取り出される。なお、複数の永久磁石1
5,16の極性は第1の基本構造の永久磁石15,16
と同様に設定されている。
The second basic structure shown in FIG.
The first rotary holder 12 and the second rotary holder 13 having a cylindrical shape are mounted so as to be synchronously rotatable at predetermined intervals in the radial direction, and are supported by the fixed holder 17 between the first and second permanent magnets 15 and 16. A plurality of coreless coils 18 are arranged. Also in this second basic structure, the rotating shaft 12
Is rotated, the permanent magnets 15 and 16 are rotated by the rotary holders 13 and 14, and the plurality of coreless coils 1 and 16 are rotated.
Power is taken from 8. The plurality of permanent magnets 1
The polarities of the magnets 5 and 16 are the same as those of the permanent magnets 15 and 16 of the first basic structure.
Is set in the same way as

【0020】上述した2つの基本構造においては、コイ
ル18にコアがなく、しかもコイルの中心部まで渦巻き
状に密に巻回されているので、永久磁石15,16が鉄
芯に接近・離間されて磁力による制動力を受けることは
なく、起動時のトルク及び通常運転時のトルクを低減で
きる。又、コアに起因する鉄損による発電効率の低下が
少なくなるとともに、一対の永久磁石15,16の磁束
がコアレスコイル18を挟むようにして横切ることによ
り、発電効率を高めることができる。
In the two basic structures described above, since the coil 18 has no core and is spirally wound up to the center of the coil, the permanent magnets 15 and 16 are moved closer to and away from the iron core. Therefore, the torque at the time of starting and the torque at the time of normal operation can be reduced without receiving the braking force by the magnetic force. In addition, the decrease in power generation efficiency due to iron loss due to the core is reduced, and the magnetic flux of the pair of permanent magnets 15 and 16 crosses the coreless coil 18 so that the power generation efficiency can be increased.

【0021】なお、前記発電機の第1及び第2の基本構
造は、電動機の基本構造でもあり、コイル18に二相又
は三相の交流電圧を印加すると、回転軸12が回転され
る。次に、図3〜図12により第1の基本構造を用いた
発電機のステータコイルの第1実施形態を説明する。
The first and second basic structures of the generator are also the basic structures of an electric motor. When a two-phase or three-phase AC voltage is applied to the coil 18, the rotating shaft 12 is rotated. Next, a first embodiment of a stator coil of a generator using the first basic structure will be described with reference to FIGS.

【0022】図3,4において符号20はハウジングと
しての支持部材を示し、該支持部材20は、左側の支持
板21と、右側の支持板22と、両支持板21,22を
所定間隔隔てて互いに連結する複数(この実施形態では
4本)の連結ボルト23とにより構成されている。各連
結ボルト23の左右両端部は支持板21,22の孔21
1,221に貫通した状態で各ボルト23に螺合したナ
ット231により両支持板21,22に一体的に連結さ
れている。
3 and 4, reference numeral 20 denotes a support member as a housing. The support member 20 is provided with a left support plate 21, a right support plate 22, and both support plates 21 and 22 at predetermined intervals. A plurality of (four in this embodiment) connecting bolts 23 are connected to each other. The left and right ends of each connection bolt 23 are provided with holes 21 in support plates 21 and 22.
The nuts 231 threaded to the bolts 23 are integrally connected to the support plates 21 and 22 while penetrating the support plates 21 and 221.

【0023】又、図4に示すように、前記支持部材20
の両支持板21,22の中心部には、穴212,222
が明けられ、該穴212,222には回転軸24が図3
に示すように一対の軸受25,26により所定位置にお
いて回転可能に支持されている。前記回転軸24の中間
部には絶縁材(例えばエポキシ樹脂等の合成樹脂材)よ
りなる円盤状の第1〜第3の回転ホルダ27,28,2
9が軸方向に所定間隔をおいて連結金具30により連結
固定されている。この連結金具30は回転軸24に嵌合
固定されるボス部301と、該ボス部301に一体形成
され、かつ前記回転ホルダ27〜29にボルト着される
フランジ部302とから構成されている。なお、この実
施形態では第2の回転ホルダ28用の連結金具30は図
示されていない。
Further, as shown in FIG.
Holes 212 and 222 are provided at the center portions of the support plates 21 and 22 of FIG.
The rotation shaft 24 is provided in the holes 212 and 222 as shown in FIG.
As shown in (1), it is rotatably supported at a predetermined position by a pair of bearings 25 and 26. Disc-shaped first to third rotating holders 27, 28, and 2 made of an insulating material (for example, a synthetic resin material such as an epoxy resin) are provided at an intermediate portion of the rotating shaft 24.
9 are connected and fixed at predetermined intervals in the axial direction by connecting fittings 30. The connecting fitting 30 includes a boss 301 fitted and fixed to the rotating shaft 24 and a flange 302 formed integrally with the boss 301 and bolted to the rotating holders 27 to 29. In this embodiment, the connection fitting 30 for the second rotary holder 28 is not shown.

【0024】前記第1〜第3の回転ホルダ27〜29に
は第1〜第3の永久磁石31,32,33がそれぞれ複
数箇所に嵌合固定され、各部材27〜29、31〜33
により三つのロータが構成されている。各回転ホルダ2
7〜29の永久磁石31〜33のそれぞれの個数は18
個で、全回転ホルダでは、合計54個使用されている。
第1の回転ホルダ27の左側面には第1磁束遮蔽板34
が、第3の回転ホルダ29の右側面には第2磁束遮蔽板
35が接着固定されている。
First to third permanent magnets 31, 32 and 33 are respectively fitted and fixed to the first to third rotary holders 27 to 29 at a plurality of positions, and the members 27 to 29 and 31 to 33 are respectively provided.
Constitute three rotors. Each rotating holder 2
The number of each of the permanent magnets 31 to 33 of 7 to 29 is 18
, And a total of 54 rotary holders are used.
A first magnetic flux shielding plate 34 is provided on the left side surface of the first rotary holder 27.
However, a second magnetic flux shielding plate 35 is adhesively fixed to the right side surface of the third rotating holder 29.

【0025】第1〜第3の回転ホルダ27〜29に把持
された第1〜第3の永久磁石31〜33は、図8に示す
ように横円柱状に形成されていて、回転軸24の軸線2
41を中心とする同一円軌跡上で3個毎に磁極がN極、
S極と交互に反転している。又、第1の永久磁石31と
同一軸線上に位置して対向する第2の永久磁石32の対
向面が第1の永久磁石31の極性と反対になるようにし
ている。さらに、第2の永久磁石32と同一軸線上に位
置して対向する第3の永久磁石33の対向面が第2の永
久磁石32の極性と反対になるようにしている。
The first to third permanent magnets 31 to 33 gripped by the first to third rotary holders 27 to 29 are formed in a horizontal columnar shape as shown in FIG. Axis 2
The magnetic pole is N-pole every three on the same circular locus centered on 41,
It is alternately inverted with the S pole. Further, the opposing surface of the second permanent magnet 32 which is located on the same axis as the first permanent magnet 31 and is opposed to the first permanent magnet 31 has a polarity opposite to that of the first permanent magnet 31. Further, the opposing surface of the third permanent magnet 33 which is located on the same axis as the second permanent magnet 32 and opposes to the second permanent magnet 32 has a polarity opposite to that of the second permanent magnet 32.

【0026】前記回転軸24及び第1〜第3の回転ホル
ダ27〜29は、図3に示す回転機構36により同期回
転される。この回転機構36は、上部に位置する一本の
連結ボルト23に対しナット231により連結されたブ
ラケット37に設けた原動機38と、該原動機38の回
転運動を前記回転軸24に伝達するベルト39とから構
成されている。この原動機38として例えば油圧モータ
あるいはガソリンエンジンが使用される。
The rotation shaft 24 and the first to third rotation holders 27 to 29 are synchronously rotated by a rotation mechanism 36 shown in FIG. The rotation mechanism 36 includes a motor 38 provided on a bracket 37 connected by a nut 231 to a single connection bolt 23 located at an upper portion, and a belt 39 for transmitting the rotational motion of the motor 38 to the rotation shaft 24. It is composed of As the prime mover 38, for example, a hydraulic motor or a gasoline engine is used.

【0027】次に、前記第1〜第3の回転ホルダ27,
28,29の間に形成される2つの空間に介装された第
1及び第2のステータコイル41,42について説明す
る。なお、両ステータコイル41,42は同様に構成さ
れている。
Next, the first to third rotary holders 27,
First and second stator coils 41 and 42 interposed in two spaces formed between 28 and 29 will be described. The two stator coils 41 and 42 have the same configuration.

【0028】図5に示すように、絶縁材(例えばエポキ
シ樹脂等の合成樹脂材)よりなる第1〜第4の取付プレ
ート43,44,45,46は四隅部に形成した孔43
1,441,451,461を利用して前記四本のボル
ト23に支持される。前記連結ボルト23〜23には各
取付プレート43,44,45,46が回転軸24の軸
線方向へ所定の間隔をもって配置され、各プレート43
〜46の両面を挟着するようにボルト23に螺合された
ナット231〜231により締め付け固定されている。
As shown in FIG. 5, first to fourth mounting plates 43, 44, 45, and 46 made of an insulating material (for example, a synthetic resin material such as epoxy resin) have holes 43 formed at four corners.
It is supported by the four bolts 23 using 1,441,451,461. Attachment plates 43, 44, 45, 46 are arranged on the connection bolts 23 to 23 at predetermined intervals in the axial direction of the rotating shaft 24.
46 are fastened and fixed by nuts 231 to 231 screwed to the bolt 23 so as to sandwich both surfaces.

【0029】第1及び第2の取付プレート43,44の
間には、第1ステータコイル41が介在され、第3及び
第4の取付プレート45,46の間には第2ステータコ
イル42が介在されている。両ステータコイル41,4
2には、図7に示すように、複数(この実施形態では6
個)のコアレス渦巻きコイル47が回転軸24の軸線を
中心とする同一円軌跡上において等ピッチで配設されて
いる。各渦巻きコイル47の外周側は絶縁材(例えばエ
ポキシ樹脂等の合成樹脂材)よりなる外側位置規制リン
グ48により、内周側は同じく絶縁材よりなる内側位置
規制リング49により位置規制されている。第2ステー
タコイル42は、図5に示すように複数のコアレス渦巻
きコイル50と、外側位置規制リング51及び内側位置
規制リング52により構成されている。これらのコイル
50、リング51,52は前記コイル47,リング4
8,49と同様の構成である。
A first stator coil 41 is interposed between the first and second mounting plates 43 and 44, and a second stator coil 42 is interposed between the third and fourth mounting plates 45 and 46. Have been. Both stator coils 41, 4
2, as shown in FIG. 7, a plurality (6 in this embodiment)
Coreless spiral coils 47 are arranged at the same pitch on the same circular locus about the axis of the rotating shaft 24. The outer periphery of each spiral coil 47 is regulated by an outer position regulating ring 48 made of an insulating material (for example, a synthetic resin such as epoxy resin), and the inner periphery is regulated by an inner position regulating ring 49 also made of an insulating material. As shown in FIG. 5, the second stator coil 42 includes a plurality of coreless spiral coils 50, an outer position regulating ring 51 and an inner position regulating ring 52. These coil 50 and rings 51 and 52 are connected to the coil 47 and the ring 4.
The configuration is the same as that of 8, 49.

【0030】この実施形態では、前記第1及び第2の取
付プレート43,44と、外内側位置規制リング48,
49とにより各渦巻きコイル47を支持部材20に保持
する固定ホルダ53を構成している。同様に、前記第3
及び第4の取付プレート45,46と、外内側位置規制
リング51,52とにより各渦巻きコイル50を支持部
材20に保持する固定ホルダ54を構成している。
In this embodiment, the first and second mounting plates 43 and 44 and the outer and inner position regulating rings 48 and
49 constitutes a fixed holder 53 for holding each spiral coil 47 on the support member 20. Similarly, the third
The fourth mounting plates 45 and 46 and the outer and inner position regulating rings 51 and 52 constitute a fixed holder 54 for holding each spiral coil 50 on the support member 20.

【0031】前記第1及び第2のステータコイル41,
42の各コイル47,50の結線は、図9に示すように
直列接続になっている。次に、前記のように構成したコ
アレス発電機についてその動作を説明する。
The first and second stator coils 41,
The connections of the respective coils 47 and 50 of 42 are connected in series as shown in FIG. Next, the operation of the coreless generator configured as described above will be described.

【0032】図3において原動機38によりベルト39
を介して回転軸24が回転されると、連結金具30を介
して第1〜第3の回転ホルダ27,28,29が同期回
転される。このため、各回転ホルダ27,28,29に
嵌入固定した第1〜第3の永久磁石31,32,33も
同期して回転され、永久磁石31,32,33の間に発
生している軸方向の磁束が第1及び第2のステータコイ
ル41,42の各渦巻きコイル47,50を横切ること
になる。このため、コイル47,50に起電力が発生
し、コイルの出力端子から電力が取り出される。
In FIG. 3, a belt 39 is driven by a motor 38.
When the rotating shaft 24 is rotated via the connection bracket 30, the first to third rotating holders 27, 28, 29 are synchronously rotated via the connection fitting 30. For this reason, the first to third permanent magnets 31, 32, 33 fitted and fixed in the respective rotary holders 27, 28, 29 are also rotated synchronously, and the shaft generated between the permanent magnets 31, 32, 33. The magnetic flux in the direction crosses the spiral coils 47 and 50 of the first and second stator coils 41 and 42, respectively. Therefore, an electromotive force is generated in the coils 47 and 50, and power is extracted from the output terminals of the coils.

【0033】次に、前記のように構成したコアレス発電
機の作用効果を構成とともに列記する。 ・ 前記第1実施形態では、コアレスコイルよりなる第
1及び第2のステータコイル41,42を支持部材20
の所定位置に配置固定するとともに、両ステータコイル
41,42を挟むように第1〜第3の回転ホルダ27,
28,29を配設した。このため、従来のコアを有する
コイルを用いた発電機と異なり、コアに起因する鉄損を
なくして、発電効率を高めることができる。
Next, the operation and effect of the coreless generator configured as described above will be listed together with the configuration. In the first embodiment, the first and second stator coils 41 and 42 formed of coreless coils are supported by the support member 20.
Of the first to third rotary holders 27, so as to sandwich the stator coils 41, 42 therebetween.
28 and 29 were provided. For this reason, unlike a conventional power generator using a coil having a core, power generation efficiency can be enhanced by eliminating iron loss caused by the core.

【0034】・前記第1実施形態では各コイル47,5
0の中心部まで導線が巻装されているので、発電効率を
高めることができる。この実験データを図10に基づい
て説明する。図10(a)に示す従来のコイル47A
は、外径Dが80mmで、中心部に直径dが25mmの
空洞部を設けており、その幅Wは15mmである。同図
(b)に示す本発明のコイル47は外径Dが80mm
で、空洞部をもたず、その幅Wは15mmである。両コ
イル47A、47の板厚はともに0,2mm、板幅15
mmの帯導線(平角導線)よりなる。巻き線回数は前者
が100回、後者が140回であり、回転軸24の回転
数を1800/rpmとした。従来のコイル47Aに発
生した電圧は1,1Vであったが、本発明は、1,9V
であった。又、前記帯導線に代えて円形断面の線状導線
を用いたコイルについて同様の実験をしたところ、上記
のデータとほぼ同様のデータを得ることができた。
In the first embodiment, the coils 47, 5
Since the conducting wire is wound up to the center of zero, power generation efficiency can be increased. The experimental data will be described with reference to FIG. A conventional coil 47A shown in FIG.
Has a hollow portion having an outer diameter D of 80 mm, a diameter d of 25 mm at the center, and a width W of 15 mm. The outer diameter D of the coil 47 of the present invention shown in FIG.
And has no cavity, and its width W is 15 mm. Both the coils 47A, 47 have a thickness of 0.2 mm and a width of 15 mm.
mm band conductor (rectangular conductor). The number of windings was 100 for the former and 140 for the latter, and the number of rotations of the rotating shaft 24 was 1800 / rpm. Although the voltage generated in the conventional coil 47A is 1.1V, the present invention provides a voltage of 1.9V.
Met. When a similar experiment was conducted on a coil using a linear conductor having a circular cross section instead of the band conductor, data substantially similar to the above data could be obtained.

【0035】・ 前記第1実施形態では、第1及び第2
のステータコイル41,42を支持部材20に取り付け
固定したので、コイル47,50から電力を取り出す
際、ブラシと回転接触子等を用いる必要がなく、このた
め部品点数を少なくして構造を簡素化することができ、
ブラシ摩擦損をなくし、軽量化を促進することができ
る。
In the first embodiment, the first and second
Since the stator coils 41 and 42 are fixed to the support member 20, no electric power is required from the coils 47 and 50 by using a brush and a rotating contact, so that the number of parts is reduced and the structure is simplified. Can be
Brush friction loss can be eliminated and weight reduction can be promoted.

【0036】・ 前記第1実施形態では第1及び第3の
回転ホルダ27,29の外側面に対し第1磁束遮蔽板3
4及び第2磁束遮蔽板35を接着したので、第1永久磁
石31及び第3永久磁石33の磁束が外側方に漏洩する
のを抑制して、磁束を第1及び第2のステータコイル4
1,42に有効に作用させ、発電効率をさらに向上する
ことができる。仮に、前記遮蔽板34、35がないと、
支持板21が前記磁束により磁化されて第1及び第3の
回転ホルダ27,29の回転抵抗が増大し、これにより
支持板21が発熱し、動力損失が大きくなる。
In the first embodiment, the first magnetic flux shielding plate 3 is provided on the outer surfaces of the first and third rotating holders 27 and 29.
4 and the second magnetic flux shielding plate 35 are bonded, so that the magnetic flux of the first permanent magnet 31 and the third permanent magnet 33 is suppressed from leaking outward, and the magnetic flux is reduced to the first and second stator coils 4.
1, 42, and the power generation efficiency can be further improved. If the shielding plates 34 and 35 are not provided,
The support plate 21 is magnetized by the magnetic flux, and the rotational resistance of the first and third rotary holders 27 and 29 increases, whereby the support plate 21 generates heat and power loss increases.

【0037】・ 前記第1実施形態では第1〜第3の回
転ホルダ27,28,29を樹脂により円盤状に形成
し、回転ホルダに形成した孔に永久磁石31,32,3
3を嵌入したので、各磁石の保持を確実に行うことがで
きる。
In the first embodiment, the first to third rotary holders 27, 28, 29 are formed in a disk shape with resin, and the permanent magnets 31, 32, 3 are formed in holes formed in the rotary holder.
Since 3 is fitted, each magnet can be reliably held.

【0038】・ 前記第1実施形態では第1及び第2の
ステータコイル41,42の各コイル47,50を渦巻
き状に形成し、そのコイルの渦巻き面を側方から永久磁
石31,32,33により所定の隙間をもって挟むよう
にした。このため、対向する永久磁石31,32間又は
32,33間を走る磁束がコイルを横切る時、コイル4
7,50に発生する起電力を大きくすることができる。
In the first embodiment, the coils 47 and 50 of the first and second stator coils 41 and 42 are formed in a spiral shape, and the spiral surfaces of the coils are formed from the sides by the permanent magnets 31, 32 and 33. , So as to be sandwiched with a predetermined gap. For this reason, when a magnetic flux running between the opposed permanent magnets 31 and 32 or between 32 and 33 crosses the coil, the coil 4
The electromotive force generated at 7,50 can be increased.

【0039】・ 前記第1実施形態では各回転ホルダ2
7〜29に永久磁石31〜33を複数箇所に配設し、各
永久磁石31,32,33をそれらの極性が回転軸24
の軸心241を中心とする同一円軌跡上で一個又は複数
個毎に交互に反転するように、かつ軸方向に対向する永
久磁石31,32,33の対向面の極性が異なるように
した。このため、対向する永久磁石31,32間又は3
2,33間を走る磁束がコイルを横切る時、コイル4
7,50に発生する起電力を大きくすることができる。
In the first embodiment, each rotary holder 2
7 to 29, permanent magnets 31 to 33 are provided at a plurality of locations, and the respective permanent magnets 31, 32, 33
Of the permanent magnets 31, 32, and 33 facing each other in the axial direction so as to be alternately reversed one by one or a plurality of pieces on the same circular locus about the axis 241. Therefore, between the opposing permanent magnets 31 and 32 or 3
When the magnetic flux running between 2 and 33 crosses the coil, the coil 4
The electromotive force generated at 7,50 can be increased.

【0040】次に、この発明の第2実施形態を図11及
び図12に基づいて説明する。この第2実施形態では、
図11に示すようにコアレスコイル47の個数と、永久
磁石31の個数を相違させている。即ち、第1コイル4
71に対し第1永久磁石311を軸方向(図11の紙面
直交方向)に対応させた場合、第2コイル472に対し
第2永久磁石312がその回転(矢印)方向に所定角度
だけ位相が先行し、以下、第3コイル473から第6コ
イル476に行くに従い第3永久磁石313から第5永
久磁石315の位相角が順次先行するようにしている。
さらに、コアレスコイル50と第2及び第3の永久磁石
32,33の関係も第1コイル471〜第6コイル47
6と第1〜第5の永久磁石311〜315との関係と同
様にしている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment,
As shown in FIG. 11, the number of coreless coils 47 and the number of permanent magnets 31 are different. That is, the first coil 4
When the first permanent magnet 311 is made to correspond to the axial direction (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 11) with respect to 71, the second permanent magnet 312 is ahead of the second coil 472 by a predetermined angle in the rotation (arrow) direction. In the following, the phase angles of the third permanent magnet 313 to the fifth permanent magnet 315 are successively advanced from the third coil 473 to the sixth coil 476.
Further, the relationship between the coreless coil 50 and the second and third permanent magnets 32 and 33 is also different from the first coil 471 to the sixth coil 47.
6 and the relationship between the first to fifth permanent magnets 311-315.

【0041】上述した第2実施形態では、図12に示す
ように第1〜第6のコイル471〜476に発生する起
電力の最大値が経時的に変化するので、それらを合成し
た起電力のカーブが緩やかとなり、回転軸を回転する際
のトルクの変動を緩やかにすることができる。
In the above-described second embodiment, as shown in FIG. 12, the maximum value of the electromotive force generated in the first to sixth coils 471 to 476 changes with time. The curve becomes gentle, and the fluctuation of torque when rotating the rotating shaft can be made gentle.

【0042】次に、この発明のステータコイルを三相交
流電動機に具体化した第3実施形態を図13〜図19に
基づいて説明する。この第3実施形態においては、図1
3に示すようにステータコイル41,42の各渦巻きコ
イル47,50の軸方向の長さが前記第1実施形態より
も長くなっており、回転軸24の端部に設けた回転機構
36が省略されている。回転ホルダ27〜29には図1
4に示すように永久磁石31〜33が四箇所にそれぞれ
三個ずつ極性が交互に反転するように嵌合されている。
Next, a third embodiment in which the stator coil of the present invention is embodied in a three-phase AC motor will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, FIG.
As shown in FIG. 3, the axial lengths of the spiral coils 47 and 50 of the stator coils 41 and 42 are longer than those of the first embodiment, and the rotating mechanism 36 provided at the end of the rotating shaft 24 is omitted. Have been. FIG. 1 shows the rotation holders 27 to 29.
As shown in FIG. 4, three permanent magnets 31 to 33 are fitted at four places so that the polarity is alternately reversed three by three.

【0043】又、前記ステータコイル41,42を構成
する各コイル47,50は全て平角コイルにより形成さ
れている。各コイル47〜47,50〜50はほぼ同様
に形成されているので、一つのコイル47について図1
5により説明する。
The coils 47 and 50 constituting the stator coils 41 and 42 are all formed by rectangular coils. Since each of the coils 47 to 47 and 50 to 50 is formed substantially in the same manner, FIG.
5 will be described.

【0044】コイル47は導線よりなる帯状平板(厚さ
0.1mm、幅30mm程度)の銅製の薄帯板55によ
り渦巻状に形成されている。コイル47の一側面には中
心部から外周面にかけて直線状の溝56が形成されてい
る。この溝56にはコイル47を形成する薄帯板55の
中心側端部に接続されたリード線57がコイルの中心部
から外周面に導出されている。前記コイル47,50を
構成する薄板帯55外周側端部にはリード線58が接続
されている。
The coil 47 is formed in a spiral shape by a copper thin strip plate 55 of a strip-shaped flat plate (thickness: 0.1 mm, width: about 30 mm) made of a conductive wire. A linear groove 56 is formed on one side surface of the coil 47 from the center to the outer peripheral surface. In this groove 56, a lead wire 57 connected to the center side end of a thin strip 55 forming the coil 47 is led out from the center of the coil to the outer peripheral surface. A lead wire 58 is connected to the outer peripheral end of the thin strip 55 constituting the coils 47 and 50.

【0045】前記ステータコイル41,42の第1〜第
6のコイル471〜476の結線構造は、図16及び図
17に示すようになっている。即ち、第1のコイル47
1の中心部から導出されたリード線57には三相交流の
U相が接続されている。又、第1のコイル471のリー
ド線58は、第4のコイル474のリード線57に接続
され、該第4のコイル474のリード線58は端子Xに
接続されている。前記第2のコイル472のリード線5
7は三相交流のV端子に接続され、同コイル472のリ
ード線58は第5のコイル475のリード線57に接続
され、該コイル475のリード線58は端子Yに接続さ
れている。同様にして、第3のコイル473のリード線
57は端子Wに接続され、同コイル473のリード線5
8は第6のコイル476のリード線57に接続され、該
コイル476のリード線58は端子Zに接続されてい
る。なお、前記平角コイル501〜506のの結線構造
もコイル471〜476の結線構造と同様である。
The connection structure of the first to sixth coils 471 to 476 of the stator coils 41 and 42 is as shown in FIG. 16 and FIG. That is, the first coil 47
A U-phase of a three-phase alternating current is connected to a lead wire 57 led out from the center of the reference numeral 1. The lead wire 58 of the first coil 471 is connected to the lead wire 57 of the fourth coil 474, and the lead wire 58 of the fourth coil 474 is connected to the terminal X. Lead wire 5 of the second coil 472
7 is connected to the V terminal of the three-phase AC, the lead wire 58 of the coil 472 is connected to the lead wire 57 of the fifth coil 475, and the lead wire 58 of the coil 475 is connected to the terminal Y. Similarly, the lead wire 57 of the third coil 473 is connected to the terminal W, and the lead wire 5
8 is connected to the lead wire 57 of the sixth coil 476, and the lead wire 58 of the coil 476 is connected to the terminal Z. The connection structure of the rectangular coils 501 to 506 is the same as the connection structure of the coils 471 to 476.

【0046】この第3実施形態において、前記平角コイ
ル471〜476及びコイル501〜506の端子U,
V,Wに三相交流電圧を印加すると、各コイル471〜
476に極性の異なる磁界が交互に生成される。この磁
界の極性の変化により、第1〜第3の回転ホルダ27、
28、29の永久磁石31、32、33が反発、吸引作
用を繰り返し、各ホルダ27〜29が同方向に回転さ
れ、回転軸24が回転される。
In the third embodiment, the terminals U of the rectangular coils 471 to 476 and the coils 501 to 506 are used.
When a three-phase AC voltage is applied to V and W, each coil 471-
At 476, magnetic fields of different polarities are generated alternately. Due to the change in the polarity of the magnetic field, the first to third rotary holders 27,
The permanent magnets 31, 32, 33 of 28, 29 repeat the repulsion and the attraction action, the holders 27 to 29 are rotated in the same direction, and the rotating shaft 24 is rotated.

【0047】前記のように構成した三相交流電動機の各
コイル47は、図18(a)に示すように中心部まで薄
帯板55が巻回されている。コイル47の外径Dが80
mmで、中心部に空洞部が殆どなく、その幅Wは15m
mである。このため、各コイルに所定の電圧(24
V)、所定の電流(5.2A)で2ヘルツの交流を印加
すると、コイル47の外周部に生じる磁界の強度(ガウ
ス)が5ガウスから中心部に向かうに従い200ガウス
と大きくなる。
Each coil 47 of the three-phase AC motor constructed as described above has a thin strip 55 wound around its center as shown in FIG. The outer diameter D of the coil 47 is 80
mm, there is almost no cavity in the center, and its width W is 15 m
m. Therefore, a predetermined voltage (24
V) When a 2 Hz alternating current is applied at a predetermined current (5.2 A), the intensity (Gauss) of the magnetic field generated at the outer peripheral portion of the coil 47 increases from 5 Gauss to 200 Gauss toward the center.

【0048】これに対し図18(b)に示すように、外
径Dが125mm、中心部の空洞部の径dが36mm、
その幅Wが15mmの従来のコイル47Aでは、前記と
同じ条件で電圧を印加した場合、コイル47Aの外周が
10ガウスであるのに対し空洞部は全て140ガウスで
ほぼ一定となり、大きな磁界強度を得ることができな
い。このため、本実施形態の三相交流電動機は従来のコ
イル47Aを用いた場合と比較して小型軽量化を図るこ
とができるとともに、回転軸24の出力トルクを大幅に
向上することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 18B, the outer diameter D is 125 mm, the diameter d of the central hollow portion is 36 mm, and
In a conventional coil 47A having a width W of 15 mm, when a voltage is applied under the same conditions as described above, the outer circumference of the coil 47A is 10 gauss, whereas the entire cavity is almost 140 gauss, and a large magnetic field strength I can't get it. For this reason, the three-phase AC motor of the present embodiment can reduce the size and weight as compared with the case where the conventional coil 47A is used, and can greatly improve the output torque of the rotating shaft 24.

【0049】又、前記三相交流電動機を、発電機として
用いた場合には、つまり回転軸24を外部の原動機によ
り回転して各コイル471〜476、コイル501〜5
06に生じる電力を測定したところ、図19に示すよう
に三相U,V,Wに発生する電圧が規則正しい三相波形
となることが判明した。
When the three-phase AC motor is used as a generator, in other words, the rotating shaft 24 is rotated by an external motor so that the coils 471 to 476 and the coils 501 to 5
When the power generated at 06 was measured, it was found that the voltages generated at the three phases U, V and W had a regular three-phase waveform as shown in FIG.

【0050】なお、前記各実施形態は、次のように変更
して具体化することもできる。 ・図20に示す別例は、6個のコイルに代えて、4個の
コイル471,472,473,474を用いるととも
に、三つの群の永久磁石31〜31を4箇所に設けたも
のである。この実施形態においてコイル471〜474
の結線は、第1のコイル471のリード線57が二相交
流電源のU相に接続され、リード線58が第2コイル4
72のリード線58に接続され、該コイル472のリー
ド線57が第3のコイル473のリード線57に接続さ
れている。又、第3のコイル473のリード線58は第
4のコイル474のリード線58に接続され、第4のコ
イル474のリード線57が二相交流のV相に接続され
ている。
The above embodiments can be embodied with the following modifications. 20 shows another example in which four coils 471, 472, 473, and 474 are used instead of the six coils, and three groups of permanent magnets 31 to 31 are provided at four locations. . In this embodiment, the coils 471 to 474
Are connected such that the lead wire 57 of the first coil 471 is connected to the U-phase of the two-phase AC power supply, and the lead wire 58 is connected to the second coil 4.
The lead wire 58 of the third coil 473 is connected to the lead wire 58 of the third coil 473. The lead wire 58 of the third coil 473 is connected to the lead wire 58 of the fourth coil 474, and the lead wire 57 of the fourth coil 474 is connected to the V-phase of the two-phase AC.

【0051】従って、この別例においても、二相U,V
に交流電圧が印加されると、第1〜第4のコイル471
〜474に交互に極性の反転する磁界が生じ、このため
永久磁石31〜31を埋め込んだ回転ホルダ27が回転
される。
Therefore, also in this alternative example, the two-phase U, V
When an AC voltage is applied to the first to fourth coils 471
To 474, a magnetic field whose polarity is alternately generated is generated, so that the rotary holder 27 in which the permanent magnets 31 to 31 are embedded is rotated.

【0052】・ 図21(a),(b),(c)に実線
あるいは鎖線で示すように前記第1〜第3の回転ホルダ
27,28,29に嵌入される永久磁石31,32,3
3の形状及び個数を変更すること。鎖線で示すように扇
形にした場合には磁束(磁界)強度が大きくなり、コイ
ルの起電力を大きくすることができる。
The permanent magnets 31, 32, 3 fitted in the first to third rotary holders 27, 28, 29 as shown by solid lines or chain lines in FIGS. 21 (a), 21 (b), 21 (c).
Changing the shape and number of 3 In the case of a fan shape as shown by the chain line, the magnetic flux (magnetic field) intensity increases, and the electromotive force of the coil can be increased.

【0053】・ 第1〜第3の永久磁石31,32,3
3の磁極数を図21(a)に示す二対、同図(b)に示
す一対、あるいは同図(c)に示す三対にしてもよい。
これ以外の複数対にしたり、図8に示す合計18個の第
1の永久磁石31のうち一個、二個及び三個の磁石毎に
磁極を反転したり、ランダムに反転したりしてもよい。
The first to third permanent magnets 31, 32, 3
The number of magnetic poles 3 may be two pairs shown in FIG. 21A, one pair shown in FIG. 21B, or three pairs shown in FIG.
Other pairs may be used, or the magnetic poles may be inverted for each of one, two and three of the total of the first permanent magnets 31 shown in FIG. 8, or may be randomly inverted. .

【0054】・前記第3実施形態の三相交流電動機の場
合に、コイルの個数と永久磁石の極数との対応関係は、
3対2、6対4、9対6、12対8・・・というように
設定される。つまりコイルが3個ずつ増える毎に磁石の
極数は、2個ずつ増え、nを整数とすると(3+n・
3)対(2+n・2)となる。
In the case of the three-phase AC motor of the third embodiment, the correspondence between the number of coils and the number of poles of the permanent magnet is as follows:
3 to 2, 6 to 4, 9 to 6, 12 to 8, and so on. That is, each time the number of coils increases by three, the number of poles of the magnet increases by two, and when n is an integer, (3 + n ·
3) There is a pair (2 + n · 2).

【0055】・ 図22(a),(b)に示すように、
前記第1,第2のステータコイル41,42のコアレス
コイル47,50の形状を変更してもよい。 ・ 図23に示すように前記第1,第2のステータコイ
ル41,42のコアレスコイル47,50を嵌合する穴
を有する固定ホルダ61を使用すること。
As shown in FIGS. 22A and 22B,
The shapes of the coreless coils 47 and 50 of the first and second stator coils 41 and 42 may be changed. As shown in FIG. 23, a fixed holder 61 having holes for fitting the coreless coils 47 and 50 of the first and second stator coils 41 and 42 is used.

【0056】・ 前記各実施形態では第1〜第3の回転
ホルダ27,28,29を用いたが、これを2つとし、
ステータコイル41,42を1つにすること。又、回転
ホルダを四つ以上設け、この個数をN個とすると、ステ
ータコイルの個数を(N−1)にすること。
In each of the above embodiments, the first to third rotary holders 27, 28 and 29 are used.
The number of stator coils 41 and 42 is reduced to one. When four or more rotary holders are provided and the number is N, the number of stator coils is (N-1).

【0057】この発明では上記の回転ホルダの個数N
と、ステータコイルの個数(N−1)を軸方向に多くし
て、発電機の容量を簡単に大きくすることができる。 ・ 前記第2実施形態では渦巻きコイル47,50の個
数を6個とし、永久磁石の個数を5個としたが、コイル
47,50の個数をN個(N=2,3,4,5,6・・
・)とするとき、永久磁石の個数をN−1、N−2ある
いはN−3とすること。
According to the present invention, the number N
By increasing the number (N-1) of stator coils in the axial direction, the capacity of the generator can be easily increased. In the second embodiment, the number of spiral coils 47 and 50 is six and the number of permanent magnets is five. However, the number of coils 47 and 50 is N (N = 2, 3, 4, 5, 6 ...
・), The number of permanent magnets should be N-1, N-2 or N-3.

【0058】・ 前記各実施形態では、第1〜第3の回
転ホルダ27〜29及び第1及び第2のステータコイル
41,42を回転軸24の半径方向と同方向又は軸心2
41と平行方向に配設したが、これを傾斜状態にするこ
と。
In each of the above embodiments, the first to third rotary holders 27 to 29 and the first and second stator coils 41 and 42 are arranged in the same direction as the radial direction of the rotary shaft 24 or in the axial center 2.
It was arranged in parallel with 41, but it should be in an inclined state.

【0059】・ 前記各実施形態のコアレス発電機を家
庭の発電機、工場の発電機、水力発電所の発電機、火力
発電所の発電機、あるいは原子力発電所の発電機として
具体化すること。
The coreless generator of each of the above embodiments is embodied as a generator at home, a generator at a factory, a generator at a hydroelectric power plant, a generator at a thermal power plant, or a generator at a nuclear power plant.

【0060】・ 図2に示す基本構成において、径方向
の最外側に位置する回転ホルダの外周面に円筒状あるい
は角筒状等の筒状の磁束遮蔽板を嵌合すること。上記実
施形態から把握できる請求項1〜6以外の技術思想につ
いて、以下にその効果とともに記載する。
In the basic configuration shown in FIG. 2, a cylindrical or rectangular tubular magnetic flux shielding plate is fitted to the outer peripheral surface of the rotary holder positioned on the outermost side in the radial direction. The technical ideas other than claims 1 to 6 that can be grasped from the above embodiment will be described below together with their effects.

【0061】請求項2〜6のいずれかにおいて、固定ホ
ルダを樹脂により一体形成し、コイルを固定ホルダに形
成した穴に嵌入固定した発電機。この発電機は、部品点
数を減少して製造及び組み付けを容易に行うことができ
る。
The generator according to any one of claims 2 to 6, wherein the fixed holder is integrally formed of resin, and the coil is fitted and fixed in a hole formed in the fixed holder. This generator can be easily manufactured and assembled with a reduced number of parts.

【0062】請求項2〜6のいずれかにおいて、永久磁
石31,32,33をそれぞれ多数個用い、それらの各
永久磁石の極性を複数個毎に交互に反転した発電機。こ
の発電機は、各永久磁石を小径の円柱状にでき、円弧状
の磁石と比較して製造を容易に行うことができる。
The generator according to any one of claims 2 to 6, wherein a plurality of permanent magnets 31, 32, and 33 are used, and the polarity of each of the permanent magnets is alternately inverted for each of the plurality. In this generator, each permanent magnet can be formed into a small-diameter cylindrical shape, and can be manufactured more easily than an arc-shaped magnet.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の発
明は、回転電機の発電効率あるいは出力トルクの効率を
向上させることができる。
As described in detail above, the first aspect of the present invention can improve the power generation efficiency or the output torque efficiency of the rotating electric machine.

【0064】請求項3記載の発明は、平角コイルを使用
した場合におけるコイル中心部からのリード線の導出を
適正に行うことができる。
According to the third aspect of the present invention, the lead wire can be properly derived from the center of the coil when a rectangular coil is used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の発電機の第1の基本構造を示す断
面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a first basic structure of a generator according to the present invention.

【図2】 この発明の発電機の第2の基本構造を示す断
面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second basic structure of the generator according to the present invention.

【図3】 この発明を具体化した第1実施形態を示す発
電機の正面図。
FIG. 3 is a front view of a generator according to a first embodiment of the present invention.

【図4】 第1実施形態の支持部材の分解斜視図。FIG. 4 is an exploded perspective view of the support member according to the first embodiment.

【図5】 永久磁石を保持した第1〜第3の回転ホル
ダ、第1及び第2のステータコイル等を示す分解斜視
図。
FIG. 5 is an exploded perspective view showing first to third rotary holders holding a permanent magnet, first and second stator coils, and the like.

【図6】 図3の1−1線断面図。FIG. 6 is a sectional view taken along line 1-1 of FIG. 3;

【図7】 図3の2−2線断面図。FIG. 7 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 3;

【図8】 永久磁石の極性を示す斜視図。FIG. 8 is a perspective view showing the polarity of a permanent magnet.

【図9】 第1及び第2のステータコイルの結線構造を
示す回路図。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a connection structure of first and second stator coils.

【図10】 従来のコイルと本発明のコイルを示す説明
図。
FIG. 10 is an explanatory view showing a conventional coil and a coil of the present invention.

【図11】 この発明の第2実施形態の永久磁石とコア
レスコイルの関係を示す正面図。
FIG. 11 is a front view showing a relationship between a permanent magnet and a coreless coil according to a second embodiment of the present invention.

【図12】 第2実施形態の発電機の各コイルの起電力
を示すグラフ。
FIG. 12 is a graph showing the electromotive force of each coil of the generator according to the second embodiment.

【図13】 第3実施形態の電動機の正面図。FIG. 13 is a front view of the electric motor according to the third embodiment.

【図14】 回転ホルダと磁石の構造を示す断面図。FIG. 14 is a sectional view showing the structure of a rotary holder and a magnet.

【図15】 渦巻きコイルの拡大斜視図。FIG. 15 is an enlarged perspective view of a spiral coil.

【図16】 ステータコイルの結線構造を示す説明図。FIG. 16 is an explanatory diagram showing a connection structure of a stator coil.

【図17】 ステータコイルの結線構造を示す回路図。FIG. 17 is a circuit diagram showing a connection structure of a stator coil.

【図18】 本発明のコイルと従来のコイルの効果の説
明図。
FIG. 18 is an explanatory diagram of the effects of the coil of the present invention and a conventional coil.

【図19】 本発明のコイルの出力電圧を示すグラフ。FIG. 19 is a graph showing the output voltage of the coil of the present invention.

【図20】 ステータコイルの別の実施形態を示す正面
図。
FIG. 20 is a front view showing another embodiment of the stator coil.

【図21】 (a),(b),(c)は、この発明の永
久磁石の形状、個数及び配置構造の別の実施形態を示す
正面図。
21 (a), (b) and (c) are front views showing another embodiment of the shape, number and arrangement of the permanent magnets of the present invention.

【図22】 (a),(b)は、この発明のコアレスコ
イルの構造の別の実施形態を示す正面図。
FIGS. 22A and 22B are front views showing another embodiment of the structure of the coreless coil of the present invention.

【図23】 この発明のコアレスコイルを保持する固定
ホルダの別の実施形態を示す斜視図。
FIG. 23 is a perspective view showing another embodiment of the fixed holder for holding the coreless coil of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…ハウジング、12…回転軸、13…ロータを構成
する第1回転ホルダ、14…ロータを構成する第2回転
ホルダ、15…ロータを構成する第1永久磁石、16…
ロータを構成する第2永久磁石、18…コアレスコイ
ル、20…支持部材、24…回転軸、27〜29…ロー
タを構成する第1〜第3の回転ホルダ、31〜33…ロ
ータを構成する第1〜第3永久磁石、311〜315…
ロータを構成する第1〜第5永久磁石、34,35…第
1,第2磁束遮蔽板、41,42…第1,第2ステータ
コイル、47,50…コアレスコイル、471〜476
…第1〜第6コアレスコイル。
Reference numeral 11 denotes a housing, 12 denotes a rotating shaft, 13 denotes a first rotary holder that forms a rotor, 14 denotes a second rotary holder that forms a rotor, 15 denotes a first permanent magnet that forms a rotor, 16 ...
Second permanent magnet constituting the rotor, 18 coreless coil, 20 supporting member, 24 rotating shaft, 27 to 29 first to third rotating holders constituting the rotor, 31 to 33 constituting the rotor 1st to 3rd permanent magnets, 311 to 315 ...
First to fifth permanent magnets constituting the rotor, 34, 35: first and second magnetic flux shielding plates, 41, 42: first and second stator coils, 47, 50: coreless coils, 471 to 476
... First to sixth coreless coils.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハウジングに支持された回転軸にホルダ
を設け、該ホルダに対し円周方向に異極が交互に現れる
ように複数個の永久磁石を設けたロータと、ハウジング
に対しホルダを介して前記ロータの永久磁石の磁極に渦
巻き面が対向するように支持した複数個の渦巻きコイル
からなるステータコイルとを備えた発電機あるいは電動
機等の回転電機において、前記ステータコイルの各渦巻
きコイルの中心部に該コイルを構成する導線をほぼ隙間
無く渦巻き状に巻回したことを特徴とする回転電機のス
テータコイル。
1. A rotor provided with a holder on a rotating shaft supported by a housing, and a plurality of permanent magnets provided so that different poles alternately appear in the circumferential direction with respect to the holder. And a rotating electric machine such as a motor or the like having a stator coil composed of a plurality of spiral coils supported so that a spiral surface faces a magnetic pole of the permanent magnet of the rotor. A stator coil for a rotating electric machine, wherein a conductor forming the coil is wound around the portion in a spiral shape with almost no gap.
【請求項2】 請求項1において前記ロータは回転軸の
軸線方向又は半径方向へ所定の間隔をもって複数箇所に
配設され、前記ステータコイルは対向する前記ロータの
間に介在されている回転電機のステータコイル。
2. The rotating electric machine according to claim 1, wherein the rotor is disposed at a plurality of locations at predetermined intervals in an axial direction or a radial direction of a rotating shaft, and the stator coil is interposed between the opposed rotors. Stator coil.
【請求項3】 請求項1又は2において前記渦巻きコイ
ルは、帯状の平角導線を渦巻き状に巻回して形成された
平角コイルである回転電機のステータコイル。
3. The stator coil of a rotating electric machine according to claim 1, wherein the spiral coil is a rectangular coil formed by spirally winding a strip-shaped rectangular conductor.
【請求項4】 請求項3において平角コイルの一側面に
はその中心部から外周面に向けて溝が形成され、該溝に
平角コイルの中心部の導線端部に接続したリード線が収
容されて外部に導出されている回転電機のステータコイ
ル。
4. The flat coil according to claim 3, wherein a groove is formed on one side surface of the rectangular coil from the center to the outer peripheral surface, and the groove accommodates a lead wire connected to the end of the conductor at the center of the rectangular coil. The stator coil of the rotating electric machine that is led out.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか一項において、
前記ロータを構成するホルダの外側には永久磁石の磁束
を遮蔽する遮蔽板が設けられている回転電機のステータ
コイル。
5. The method according to claim 1, wherein:
A stator coil for a rotating electric machine, wherein a shield plate for shielding magnetic flux of a permanent magnet is provided outside a holder constituting the rotor.
【請求項6】 請求項1において回転電機は電動機であ
って、前記ステータコイルを構成する各渦巻きコイル
は、円周方向に6箇所にほぼ等ピッチで配設され、第1
〜第6の渦巻きコイルのうち、第1〜第3の渦巻きコイ
ルの中心部の導線端部から導出されたリード線が三相交
流電源の三つの端子U,V,Wにそれぞれ接続され、第
1〜第3のコイルの外周部の導線端部に接続されたリー
ド線は、第4〜第6の渦巻きコイルの中心部の導線端部
に接続されたリード線にそれぞれ接続され、第4〜第6
のコイルの外周部の導線端部に接続されたリード線は、
それぞれ端子X,Y,Zに接続されている回転電機のス
テータコイル。
6. The rotating electric machine according to claim 1, wherein each of the spiral coils constituting the stator coil is disposed at substantially equal pitches at six locations in the circumferential direction.
Among the sixth to sixth spiral coils, the lead wires derived from the ends of the conductors at the center of the first to third spiral coils are connected to three terminals U, V, and W of the three-phase AC power source, respectively. The leads connected to the ends of the conductors at the outer periphery of the first to third coils are connected to the leads connected to the ends of the conductors at the center of the fourth to sixth spiral coils, respectively. Sixth
The lead wire connected to the wire end of the outer periphery of the coil of
A stator coil of the rotating electric machine connected to terminals X, Y, and Z, respectively.
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