(57)【要約】      （修正有）【課題】電気機械器具の出力トルクを増加でき、コイルに高密度の磁力線及び磁束を発生することにより、電気機械器具の起動トルクを増加できる電動機用固定子コイルを提供する。【解決手段】電気機械器具の固定子１１を有し、固定子１１により、電気機械器具の外部回転式の回転子が回転され、固定子は固定子基板１１１を有し、固定子基板１１１には、複数のコア１１２が環状に配列され、各コアに固定子コイルを巻き付けて電動機用固定子コイルを形成する。さらに、各コア１１２の外部には、少なくとも２層のフラットコイル１１３が巻き付けられており、互いに隣接するフラットコイルの巻付け方向が互いに反対する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
電気機械器具の固定子を有し、前記固定子により、前記電気機械器具の外部回転式の回転子が回転され、前記固定子は固定子基板を有し、前記固定子基板には、複数のコアが環状に配列され、各前記コアに固定子コイルが巻き付けられている電動機用固定子コイルにおいて、
各前記コアの外部には、少なくとも２層のフラットコイルが巻き付けられており、互いに隣接する前記フラットコイルの巻付け方向が互いに反対することを特徴とする電動機用固定子コイル。
【請求項２】
前記コアは、珪素鋼板で作製されたものであることを特徴とする、請求項１に記載の電動機用固定子コイル。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、電動機用固定子コイルに関し、特に、より大きいトルクが必要である電気機械器具に使用され、高密度の磁力線を発生することにより、電気機械器具が大きいトルクを有する電動機用固定子コイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気機械は、機械エネルギーと電気エネルギーとを互いに変換するための装置であり、そのうちの多くが電磁誘導原理を利用する。機械エネルギーから電気エネルギーに変換する電気機械は「発電機」と称し、また、電気エネルギーから機械エネルギーに変換する電気機械は「電動機」と称する。よく知られているのは発電機及びモータなどの電気機械である。モータは、各種類の製品の動力源とされ、特に、回転数及びトルクがより高い装置（例えばコンプレッサー、クーラーや電動車など）に使用される。モータの作動原理は、電気エネルギーにより、コイルが巻き付けられた固定子に磁界を発生して、前記磁界により、磁性を有する回転子を駆動して回転させる。これにより、電気エネルギーから機械エネルギーに変換することができる。
【０００３】
電動車は、地球環境に優しくてエネルギーの利用効率が極めて高い車両であり、その動力源がモータを核心とする電動パワーシステムである。電動車の動力源はモータを採用するため、電動車の操縦性能、加速性能、登坂性能、最大速度及び航続力などはモータの性能で決まる。モータは、伝動システムによって適当の減速比で、自動車に必要なトルク及びパワーを提供する。電動車のよく使用されるモータは、直流ブラシ有りモータ、直流ブラシレスモータ及び交流誘導モータがある。しかし、近年以来、ボス式モータの使用が多くなり、ボス式モータの機構の設計は多いが、一般的には、固定子固定盤を有し、前記固定子固定盤の周縁に穴が複数設けられ、これらの前記穴を仕切る壁には、断面形状が円形を呈するコイルが巻付けられる。これにより、固定子が形成され、固定子固定盤の外側にリングが設けられ、前記リングの裏壁に磁性体が組み付けられてモータの回転子を構成する。前記コイルに電流を流すと、磁界が発生して、前記リングの裏壁に組み付けられた磁性体は、前記コイルによる磁界を受けて回転し始める。このように、前記リングと連接する受動具を駆動して回転させることができる。
【０００４】
しかし、モータのコイルの巻付けは、コイルが狭い前記穴を挿通して前記壁を回って前記穴を挿通するという作業を繰り返すことが必要である。そうすると、コイルの巻付け作業は、工数がかなり掛かり、コストが増加し、そして断面形状が円形であるコイルの配置は、より広いスペースを占め、重量が増加する。このようなコイルの磁束の密度がより低いため、低回転数の場合には、より高いトルクを発生することができない。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案の主な目的は、電気機械器具の出力トルクを増加でき、コイルに高密度の磁力線及び磁束を発生することにより、電気機械器具の起動トルクを増加できる電動機用固定子コイルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案の電動機用固定子コイルによると、電気機械器具の固定子を有し、固定子により、電気機械器具の外部回転式の回転子が回転され、固定子は固定子基板を有し、固定子基板には、複数のコアが環状に配列され、各コアに固定子コイルが巻き付けられている電動機用固定子コイルにおいて、
各コアの外部には、少なくとも２層のフラットコイルが巻き付けられており、互いに隣接するフラットコイルの巻付け方向が互いに反対することを特徴とする。
【０００７】
本考案の電動機用固定子コイルによると、コアは珪素鋼板で作製されたものであることを特徴とする。
【考案の効果】
【０００８】
本考案の電動機用固定子コイルによれば、次のような効果がある。
（１）従来の電動機が高いトルクを発生できない欠点を解決でき、フラットコイル、層数及びフラットコイルの巻付け方向が互いに反対するという設計により、高密度の磁力線及び磁束を発生できる（磁力線の密度が高いほど、磁界が強い。）。
【０００９】
（２）フラットコイル、層数及びフラットコイルの巻付け方向が互いに反対するという設計により、電動機の出力トルク及び起動トルクを増加できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本考案の一実施例を示す正面図である。
【図２】本考案のフラットコイルを示す斜視図である。
【図３】本考案の一実施例の組合済み状態を示す断面図である。
【図４】本考案の磁力線の流れを示す模式図である。
【図５】本考案の別の状態を示す模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
以下、本考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１乃至図３を参照する。図１は本考案の一実施例を示す正面図であり、図２は本考案のフラットコイルを示す斜視図であり、図３は本考案の一実施例の組合済み状態を示す断面図である。本考案の一実施例の電動機用固定子コイルは、電気機械器具のホイール軸１に固定子１１が固定される。外部回転式の回転子円盤１２は固定子１１に対して回転可能である。固定子１１は、固定子基板１１１と、複数のコア１１２と、を含む。
【００１２】
各コア１１２の外部には、少なくとも２層のフラットコイル１１３が巻き付けられており、互いに隣接するフラットコイル１１３の巻付け方向が互いに反対する。
【００１３】
これにより、高密度の磁力線及び磁束を発生でき（磁力線の密度が高いほど、磁界が強い。）、電動機の出力トルク及び起動トルクを増加できる。
【００１４】
次に、図１乃至図３を参照しながら、本考案の一実施例の組付け方法を説明する。電気機械器具のホイール軸１には、回転しない固定子１１が固定される。外部回転式の回転子円盤１２は固定子１１に対して回転可能である。固定子１１に固定子基板１１１が設けられる。固定子基板１１１には、珪素鋼板で作製された複数のコア１１２が環状に配列される。各コア１１２にコイルが巻き付けられている。各コア１１２の外部には、少なくとも２層のフラットコイル１１３が巻き付けられており、互いに隣接するフラットコイル１１３の巻付け方向が互いに反対する。具体的には、図５に示すように、２層のフラットコイル１１３が一つのコイルユニットＡを構成し、二つのフラットコイル１１３の巻付け方向が互いに反対する。各コア１１２の外部には、少なくとも一つのコイルユニットＡが巻き付けられており、互いに隣接するコイルユニットＡの対向するフラットコイル１１３の巻付け方向が互いに反対する。
【００１５】
固定子１１のコイルに電流を流すと、固定子１１のコイルと回転子円盤１２との間に磁界が発生する。本考案の互いに隣接するフラットコイル１１３の巻付け方向が互いに反対するため、Ｎ極とＳ極とが互いに対応する。このように、各層のコイルによる磁力線が積み上げられて、より高い磁界密度を発生でき、そしてフラットコイル１１３による磁界は、高密度の磁力線及び磁束を発生できる（磁力線の密度が高いほど、磁界が強い。）。
【００１６】
また、本考案の電動機は、どのように高密度の磁力線及び磁束を発生して、出力トルク及び起動トルクを増加できるかを説明する。モータ効率＝出力/入力＝出力/（出力+ロス）である。モータのラベルに表示したｋｗ（又は馬力数）はモータの出力を示す。この出力パワーは変更できない。モータ効率を増加する方法は、ロスを減少することだけにある。ロスは、一次銅ロス、鉄ロス、二次銅ロス、機械ロス及びその他のロスがある。一次銅ロスというのは、電流が固定子のコイルを流しているときに発生するロスであり、電気抵抗があるものに電流を流すと、Ｉ2ｘＲのロスが発生する。Ｉは電流であり、Ｒは電気抵抗である。回転磁界を発生するために、モータの固定子のコアにコイルが巻き付けられており、コイルには電気抵抗がある。一次銅ロスを減少する方法は、コイルのワイヤの直径を増加することにある。コイルのワイヤの直径を増加すると、電気抵抗Ｒ＝ρ（λ/Ａ）であり、断面積Ａを増加すると、電気抵抗Ｒが減少して、Ｉ2ｘＲが減少する。
【００１７】
また、インダクタンス値＝（コイル数X磁束）/電流である。同じ珪素鋼板であり、同じ直流電流を入力する場合には、円形なコイルは、インダクタンス値が４２μＨであり、直流電気抵抗ＤＣＲが４６．６ｍΩであり、また、フラットコイルは、インダクタンス値が４１μＨであり、直流電気抵抗ＤＣＲが２７．３ｍΩである。円形なコイルは、エナメル線の断面積が小さいため、巻き数を増加しないと、高いインダクタンス値を得ることができない。磁界密度（Ｂ）＝磁束（Φ）/垂直磁力線の横断面積（Ａ）＝透磁率（μ）X磁界強度（Ｈ）であるため、磁束は磁界密度と磁界強度とに正比例になり、また、本考案では、各コアの外部には、２層のフラットコイルが巻き付けられていることにより、横断面積Ａが増加する。同じ電流を入力する場合に、円形なコイルの測定されたデータは、インダクタンス値が２．２４μＨであり、直流電気抵抗ＤＣＲが７．５ｍΩであり、また、フラットコイルの測定されたデータは、インダクタンス値が９．０μＨであり、直流電気抵抗ＤＣＲが７．５ｍΩである。上記の説明から明らかなように、フラットコイルの巻き数をどのように増加しても、直流電気抵抗が増加しない。すなわち、本考案の一実施例の電動機用固定子コイルによれば、高密度の磁力線及び磁束を発生でき、出力トルク及び起動トルクを増加できる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本考案は、電動機に適用することができる。
【符号の説明】
【００１９】
１：ホイール軸
１１：固定子
１２：回転子円盤
１１１：固定子基板
１１２：コア
１１３：フラットコイル
Ａ：コイルユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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