(57)【要約】【課題】  回転電機として、ボビン式巻線と磁極鉄心とによって形成する直流および交流電磁石を複数個組み合わせて使われる固定子において、磁極鉄心構造、巻線構造を基本の構成として組立性を一層改善し、シンプル化し、生産性向上をはかり、小型機器のみならず大型機器までの普及拡大のための実現を行う。【解決手段】  巻線がボビンなどの集中巻き構造の特徴を生かし、磁極鉄心、巻線のブロック（モジュール）化をはかり、組立作業性を向上した構造とする。磁極鉄心の材質は鉄の焼結材や電磁鋼板の積層鉄心にて構成して作成する。固定子の極数や容量の異なる鉄心に縦横に対応できるようにしている。  小型機器のみならず大型機器まで、固定子の極数や容量の異なる機器に縦横に対応できる構造を提供し、磁路・磁極構造の形成を確実にし、磁力を強化することにより性能の安定性、製品の信頼性の向上とともに、画期的に作業性、生産性を向上し、コストを低減し大きな効果を発揮する。【選択図】          図１
2005094989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機として、ボビン式巻線と磁極鉄心とによって形成する直流または交流電磁石を複数個組み合わせて使われる固定子において、巻線により電磁結合される磁極鉄心と、磁路形成鉄心（補助ヨーク部）と、磁極鉄心押板と、巻線体と、各相の仕切板とからなり、磁極鉄心および磁路形成鉄心（補助ヨーク部）は鉄系焼結材または電磁鋼板の積層等によるものとし、
電磁結合される磁極鉄心は「コの字形」に形成し、回転子に面する磁極鉄心の磁極部（ポールピース部）の形状を略平行四辺形とし、
少なくとも該磁極鉄心の磁路形成の磁路部（ヨーク部）を形成する一方の「コの字形」の対面に磁路形成鉄心Ａ（補助ヨーク部Ａ）を、他方の「コの字形」の背面に磁路形成鉄心Ｂ（補助ヨーク部Ｂ）を設けさせ、磁路・磁極構造を有することを特徴とする回転電機の組立製造方法。
【請求項２】
請求項１において、該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）の「コの字形」の外周に、磁路形成鉄心Ａ及び磁路形成鉄心Ｂ（補助ヨーク部Ｂ）を共通に、磁路形成鉄心Ｃを設け、磁路・磁極構造の軸方向や円周方向の長さを短くしたことを特徴とする回転電機の組立製造方法。
【請求項３】
請求項１において、該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）の「コの字形」の内周に接して磁路部（ヨーク部）の「コの字形」磁極より軸方向の長い円筒状の磁界調整リングを鉄系焼結材または電磁鋼板の積層材にて設け空隙の磁界を円滑にしてコギングをなくし、特性を改善するようにしたことを特徴とする回転電機の組立製造方法。
【請求項４】
請求項１において、該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）の「コの字形」の内周に円筒状の非磁性体を介して磁路部（ヨーク部）の「コの字形」磁極より軸方向の長い円筒状の磁界調整リングを鉄系焼結材または電磁鋼板の積層材にて設け空隙の磁界を円滑にしてコギングをなくし、特性を改善するようにしたことを特徴とする回転電機の組立製造方法。
【請求項５】
請求項１において、回転子の外周の軸方向の一部か全長に渡って円筒状の磁界調整リングを鉄系焼結材または電磁鋼板の積層材にて設け空隙の磁界を円滑にしてコギングをなくし、特性を改善するようにしたことを特徴とする回転電機の組立製造方法。
【請求項６】
請求項１において、回転子の外周の軸方向の一部か全長に渡って円筒状の磁界調整リングを非磁性体を介して鉄系焼結材または電磁鋼板の積層材にて設け、空隙の磁界を円滑にしてコギングをなくし、特性を改善するようにしたことを特徴とする回転電機の組立製造方法。
【請求項７】
発明４と発明５を組み合わせ、空隙の磁界をより円滑にしてコギングをなくし、特性を改善するようにしたことを特徴とする回転電機の組立製造方法。
【請求項８】
請求項１において、上述の回転電機において、電磁結合される磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）の「コの字形」の一部に爪を設け、磁路形成鉄心Ａ（補助ヨーク部Ａ）または磁路形成鉄心Ｂ（補助ヨーク部Ｂ）に、該爪をガイドとして、磁極鉄心を組込むための溝穴を複数個持たせ、磁路・磁極構造を有することを特徴とする回転電機の組立製造方法。
【請求項９】
請求項１、２および８において、上述の回転電機において、電磁結合される磁極鉄心は「コの字形」に形成し、回転子に面する磁極鉄心の磁極部（ポールピース部）の形状を略平行四辺形とし、該磁極部（ポールピース部）の形状を固定保持するための支持枠を設け、磁極鉄心を組立てることにより磁路・磁極構造を有することを特徴とする回転電機の組立製造方法。
【請求項１０】
請求項９おいて、上述の回転電機において、各相の磁極鉄心に対する電磁結合のための巻線体からの引出し線のために、磁路形成鉄心（補助ヨーク部）と仕切板にリード線溝を設けたことを特徴とする回転電機の組立製造方法。
【請求項１１】
請求項１０において、上述の回転電機において、各相の磁極鉄心に対する電磁結合のための巻線体からの引出し線を挿入する上で、リードガイドを設けたことを特徴とする回転電機の組立製造方法。
【請求項１２】
磁石を使った回転電機において、回転子の永久磁石を保持している鉄心部の鉄を非磁性体に換え、磁石間の磁束の漏洩を防ぎ、容量の大きい機器にも適用できるようにしたことを特徴とした回転電機や電磁機器。
【請求項１３】
磁石を使った回転電機において、回転子の永久磁石を保持している鉄心部を鉄より軽量な非磁性体に換え、容量の大きい機器にも適用できるように磁石間の磁束の漏洩を防ぎ、回転子の軽量化を可能にしたことを特徴とした回転電機や電磁機器。
【請求項１４】
請求項９、１０において、回転子の永久磁石を保持している鉄心部を鉄より導電性非磁性体に換え、磁石間の磁束の漏洩を防ぎ、容量の大きい機器にも適用できるようにし、誘導起動時に自起動可能にしたことを特徴とした回転電機や電磁機器。
【請求項１５】
請求項１において、上述の回転電機において、電磁結合される磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）及び磁路形成鉄心Ｃを珪素鋼板と電気絶縁性を有する非磁性体にて積層構成にし、磁界の調整や高周波磁界発生時の渦電流を防止し、高性能及び高効率を可能にした磁路・磁極構造を有することを特徴とする回転電機の組立製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボビン式巻線と磁極鉄心とによって形成する直流及び交流電磁石を複数個組み合わせて使われる回転電機において、小型機器のみならず大型機器までの分野への普及拡大のための製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に従来の発電機や電動機の固定子に用いられている電磁結合のための巻線は分布巻きが行われている。且つ、積層した電磁鋼板に巻線挿入用に設けられているスロットに巻線を組み込み製作している。
巻線組み込み後巻線端部を接続、エンドコイルの成形や固定等非常に複雑面倒な作業で作業性が悪く、工程も長く、作業中の傷付き等による使用時絶縁破壊等の信頼性の低下、狭いスロットや巻線間の絡みや干渉、または組線作業の作業性をよくする為のスロット占積率の低下（通常５０％），余分なエンドコイルの延長によるコスト増、エンドコイル部の抵抗損の増加や漏洩磁束の増加等による効率低下や出力低下等をまねいていた。
また生産の機械化が難しく、それを実施した場合に設備費に多額の費用がかかっていた。また低電圧や中型・大型機器の場合巻線の徑が大きくなり一層作業性を悪くしてさらに大幅なコスト高になっていた。
【０００３】
在来の構造で極数を変更する場合巻き線を変えて行っているが、特別に鉄心の外形を大きくして対処する場合は別として、通常８極が限度となっている。
【０００４】
磁石式電動機や発電機の場合、出力調整、起動トルク調整及び効率アップ調整は巻き線および回転子における固定式の磁石の強さの調整が主体となっている。鉄心は一体積層が一般的で、分割方式は皆無である。
【０００５】
また、在来の鉄心巻線構造を超高温環境で使用される電機は周囲温度とコイルの温度上昇値を合せた温度は２５０度が限度である。
【０００６】
従来の回転電機は低速、低出力時の効率が非常に低く磁石式回転電機でも２０から３０％が一般的である。
【０００７】
この改善のために最近、発電機および電動機の固定子を例えばボビン型電磁石で構成し、回転子は例えば磁石又は電磁石及びこれらの組み合せを使用した磁極鉄心において、固定子の回転子との空隙部に面する磁極の形状を平行四辺形に形成すると共に、円周方向に、直線的または偏位すことにより、固定子あるいは回転子に単独又は相方にスキュー効果等を持たせた方式の磁極構造とした特許文献１がある。
【特許文献１】特開２０００−３２４７６８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする課題は、交流発電機や電動機等の固定子や回転子の巻線及び鉄心構造及びその構成等により、構造のシンプル化、複合機能電機の実現等を解決すること。交流発電機や電動機等の固定子や回転子の巻線及び鉄心構造及びその構成等により、鉄心構造・構成・材質、および巻線構造のシンプル化、少量、多種、多量生産にも対応可能な複合構造等を実現し、さらに小型から大型回転電機まで幅広く実用化を行う技術課題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
回転電機の固定子や回転子の巻線構造をシンプル化するため、鉄心構造・構成・材質、および巻線構造のシンプル化である。例えば巻線がボビンなどの集中巻きの構造で磁極鉄心部の磁界形成が出来る構造としてある。構造的に磁界にも電流損失が少なく、作業性を配慮した鉄心とし、その材質は鉄の焼結材や電磁鋼板の積層鉄心にて構成して作成れている。
これらをより確実に具体化する構成を工夫した組立製造方法を本発明とするものである。
【００１０】
第１の発明は、回転電機として、ボビン式巻線と磁極鉄心とによって形成する直流または交流電磁石を複数個組み合わせて使われる固定子において、巻線により電磁結合される磁極鉄心と、磁路形成鉄心（補助ヨーク部）と、磁極鉄心押板と、巻線体と、各相の仕切板とからなり、磁極鉄心および磁路形成鉄心（補助ヨーク部）は鉄系焼結材または電磁鋼板の積層等によるものとし、
電磁結合される磁極鉄心は「コの字形」に形成し、回転子に面する磁極鉄心の磁極部（ポールピース部）の形状を略平行四辺形とし、
少なくとも該磁極鉄心の磁路形成の磁路部（ヨーク部）を形成する一方の「コの字形」の対面に磁路形成鉄心Ａ（補助ヨーク部Ａ）を、他方の「コの字形」の背面に磁路形成鉄心Ｂ（補助ヨーク部Ｂ）を設けて、磁路・磁極構造を有することを特徴とする。
【００１１】
第２の発明は、発明１において、該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）の「コの字形」の外周に、磁路形成鉄心Ａ及び磁路形成鉄心Ｂ（補助ヨーク部Ｂ）を共通に、磁路形成鉄心Ｃを設け、磁路・磁極構造の軸方向や円周方向の長さを短くしたことを特徴とする。
【００１２】
第３の発明は、発明１において、該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）の「コの字形」の内周に接して磁路部（ヨーク部）の「コの字形」磁極より軸方向の長い円筒状の磁界調整リングを鉄系焼結材または電磁鋼板の積層材にて設け空隙の磁界を円滑にしてコギングをなくし、特性を改善するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
第４の発明は、発明１において、該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）の「コの字形」の内周に円筒状の非磁性体を介して磁路部（ヨーク部）の「コの字形」磁極より軸方向の長い円筒状の磁界調整リングを鉄系焼結材または電磁鋼板の積層材にて設け空隙の磁界を円滑にしてコギングをなくし、特性を改善するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
第５の発明は、発明１において、回転子の外周の軸方向の一部か全長に渡って円筒状の磁界調整リングを鉄系焼結材または電磁鋼板の積層材にて設け空隙の磁界を円滑にしてコギングをなくし、特性を改善するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
第６の発明は、発明１において、回転子の外周の軸方向の一部か全長に渡って円筒状の磁界調整リングを非磁性体を介して鉄系焼結材または電磁鋼板の積層材にて設け、空隙の磁界を円滑にしてコギングをなくし、特性を改善するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
第７の発明は、発明４と発明５を組み合わせ、空隙の磁界をより円滑にしてコギングをなくし、特性を改善するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
第８の発明は、上述の回転電機において、電磁結合される磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）の「コの字形」の一部に爪を設け、磁路形成鉄心Ａ（補助ヨーク部Ａ）または磁路形成鉄心Ｂ（補助ヨーク部Ｂ）に、該爪をガイドとして、磁極鉄心を組込むための溝穴を複数個持たせ、磁路・磁極構造を有することを特徴とする。
【００１８】
第９の発明は、上述の回転電機において、電磁結合される磁極鉄心は「コの字形」に形成し、回転子に面する磁極鉄心の磁極部（ポールピース部）の形状を略平行四辺形とし、該磁極部（ポールピース部）の形状を固定保持するための支持枠を設け、磁極鉄心を組立てることにより磁路・磁極構造を有することを特徴とする。
【００１９】
第１０の発明は、上述の回転電機において、各相の磁極鉄心に対する電磁結合のための巻線体からの引出し線のために、磁路形成鉄心（補助ヨーク部）と仕切板にリード線溝を設けたことを特徴とする。
【００２０】
第１１の発明は、上述の回転電機において、各相の磁極鉄心に対する電磁結合のための巻線体からの引出し線を挿入する上で、リードガイドを設けたことを特徴とする。
【００２１】
第１２の発明は、磁石を使った回転電機において、回転子の永久磁石を保持している鉄心部の鉄を非磁性体に換え、磁石間の磁束の漏洩を防ぎ、容量の大きい機器にも適用できるようにしたことを特徴とする。
【００２２】
第１３の発明は、磁石を使った回転電機において、回転子の永久磁石を保持している鉄心部を鉄より軽量な非磁性体に換え、容量の大きい機器にも適用できるように磁石間の磁束の漏洩を防ぎ、回転子の軽量化を可能にしたことを特徴とする。
【００２３】
第１４の発明は、本発明１２，１３において、回転子の永久磁石を保持している鉄心部を鉄より導電性非磁性体に換え、磁石間の磁束の漏洩を防ぎ、容量の大きい機器にも適用できるようにし、誘導起動時に自起動可能にしたことを特徴とする。
【００２４】
第１５の発明は、上述の回転電機において、電磁結合される磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）及び磁路形成鉄心Ｃを珪素鋼板と電気絶縁性を有する非磁性体にて積層構成にし、磁界の調整や高周波磁界発生時の渦電流を防止し、高性能及び高効率を可能にした磁路・磁極構造を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
第１の発明は、回転電機として、ボビン式巻線と磁極鉄心とによって形成する直流または交流電磁石を複数個組み合わせて使われる固定子において、巻線により電磁結合される磁極鉄心と、磁路形成鉄心（補助ヨーク部）と、磁極鉄心押板と、巻線体と、各相の仕切板とからなり、磁極鉄心および磁路形成鉄心（補助ヨーク部）は鉄系焼結材または電磁鋼板の積層等によるものとし、
一方の磁極のブロックとして、電磁結合される磁極鉄心は「コの字形」に積層し形成して、回転子に面する磁極鉄心の磁極部（ポールピース部）の形状を略平行四辺形となるようにして、該磁極部（ポールピース部）を形成する。
該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）「コの字形」の背面に、各相ごとにブロックとして共通して設けた磁路形成鉄心Ｂ（補助ヨーク部Ｂ）を持たせて、他方の磁極のブロックごとに独立となるように形成される磁路形成鉄心Ａ（補助ヨーク部Ａ）とを、磁極鉄心押板を用いて仕切板に組立てる。
「コの字形」の内側に、巻線体を挿入した後、同様にして、他方の磁極のブロックとして、該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）の「コの字形」の対面となる、磁路形成鉄心Ａ（補助ヨーク部Ａ）をブロックごとに相対して「ロの字形」に組立て閉磁路を形成する。
係る構造によって、各相のビルディングブロックを形成して、磁路・磁極構造として形成させている。この結果、電磁結合される磁極鉄心における磁力の強化の確実性、とともに、加工性、組立作業性等の生産性の強化を図ることができる。
【００２６】
第２の発明は、上述の回転電機において、一方の磁極のブロックとして、電磁結合される磁極鉄心は「コの字形」に形成して積層し、回転子に面する磁極鉄心の磁極部（ポールピース部）の形状を略平行四辺形となるようにして、該磁極部（ポールピース部）を形成する。
該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）の「コの字形」の例えば背面の一部に爪を設け、各相ごとにブロックとして共通して設けた指示枠に該爪をガイドとする磁極鉄心を組込みするための溝穴を複数個持たせた後、他方の磁極のブロックごとに独立となるように形成される仕切板とを、磁極鉄心押板をもちいて仕切板に組立てる。
「コの字形」の内側に、巻線体を挿入した後、他方の磁極のブロックとして、該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）の「コの字形」の対面となる、上述の回転電機において、該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）の「コの字形」と巻線により形成される固定子と回転子との間の空隙部の磁界を強化しながら、コギングをほとんど完全になくするため、鉄、鉄の焼結材及び珪素鋼板などでできた円筒状のリングを固定子の内面や回転子の外面に配し、性能・信頼性の確保、および加工性、組立作業性等の生産性の強化を図ることができる。該円筒状のリングは必要に応じてスキュー溝を設けたり、各相の磁界のスムーズな渡りをよくするための溝を設けることも可能である。
また、磁極間の短絡を防ぐため、直接固定子の内面や回転子の外面に配すのでなく、非磁性体を介して装着してよりその効果を高めることも可能である。
固定子をブロックごとに相対して「ロの字形」に組立て、磁路形成鉄心Ｃを該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）の「コの字形」の外周部に配置して磁路が最短となるように磁路を形成する。
係る構造によって、位置決めをしやすくし、組立てしやすくし、組立て後の位置ずれを防ぎ、各相ごとにビルディングブロックを形成し、磁路・磁極構造として形成される。この結果、電磁結合による磁極鉄心と磁路形成鉄心（補助ヨーク部）との結合をより確実にし、電磁結合される磁極鉄心における磁路部（ヨーク部）の磁力の強化し、性能・信頼性の確保、および加工性、組立作業性等の生産性の強化を図ることができる。
【００２７】
第３、４、５、６、７の発明は、上述の回転電機において、該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）の「コの字形」と巻線により形成される固定子と回転子との間の空隙部の磁界を強化しながら、コギングをほとんど完全になくするため、鉄、鉄の焼結材及び珪素鋼板などでできた円筒状のリングを固定子の内面や回転子の外面に配し、性能・信頼性の確保、および加工性、組立作業性等の生産性の強化を図ることができる。該円筒状のリングは必要に応じてスキュー溝を設けたり、各相の磁界のスムーズな渡りをよくするための溝を設けることも可能である。
また、磁極間の短絡を防ぐため、直接固定子の内面や回転子の外面に配すのでなく、非磁性体を介して装着してよりその効果を高めることも可能である。
第８の発明は、上述の回転電機において、一方の磁極のブロックとして、電磁結合される磁極鉄心は「コの字形」に形成して積層し、回転子に面する磁極鉄心の磁極部（ポールピース部）の形状を略平行四辺形となるようにして、該磁極部（ポールピース部）を形成する。
該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）の「コの字形」の例えば背面の一部に爪を設け、各相ごとにブロックとして共通して設けた磁路形成鉄心Ｂ（補助ヨーク部Ｂ）に該爪をガイドとする磁極鉄心を組込みするための溝穴を複数個持たせた後、他方の磁極のブロックごとに独立となるように形成される磁路形成鉄心Ａ（補助ヨーク部Ａ）とを、磁極鉄心押板をもちいて仕切板に組立てる。
「コの字形」の内側に、巻線体を挿入した後、他方の磁極のブロックとして、該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）の「コの字形」の対面となる、磁路形成鉄心Ａ（補助ヨーク部Ａ）をブロックごとに相対して「ロの字形」に組立て閉磁路を形成する。
係る構造によって、位置決めをしやすくし、組立てしやすくし、組立て後の位置ずれを防ぎ、各相ごとにビルディングブロックを形成し、磁路・磁極構造として形成される。この結果、電磁結合による磁極鉄心と磁路形成鉄心（補助ヨーク部）との結合をより確実にし、電磁結合される磁極鉄心における磁路部（ヨーク部）の磁力の強化し、性能・信頼性の確保、および加工性、組立作業性等の生産性の強化を図ることができる。
【００２８】
第９の発明は、上述の回転電機において、一方の磁極のブロックとして、電磁結合される磁極鉄心は「コの字形」に形成して積層し、回転子に面する磁極鉄心の磁極部（ポールピース部）の形状を略平行四辺形となるようにして、該磁極部（ポールピース部）の形状を固定保持するための支持枠を設けて形成する。
該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）「コの字形」の背面に、各相ごとにブロックとして、共通して設けた磁路形成鉄心Ｂ（補助ヨーク部Ｂ）を持たせて、他方の磁極のブロックごとに独立となるように形成される磁路形成鉄心Ａ（補助ヨーク部Ａ）とを、磁極鉄心押板をもちいて仕切板に組立てる。
「コの字形」の内側に、巻線体を挿入した後、他方の磁極のブロックとして、該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）の「コの字形」の対面となる、磁路形成鉄心Ａ（補助ヨーク部Ａ）をブロックごとに相対して「ロの字形」に組立て閉磁路を形成する。
係る構造によって、磁極鉄心の形状を良く補助し、組立てやすく、組立て後の変形を防止しして、各相のビルディングブロックを形成して、磁路・磁極構造として形成させている。この結果、電磁結合される磁極鉄心における磁力の強化の確実性、性能・信頼性向上とともに、加工性、組立作業性等の生産性の強化を図ることができる。
【００２９】
第１から第９の発明の効果によって回転電機として、ボビン式巻線と磁極鉄心とによって形成する直流または交流電磁石を複数個組み合わせて使われる固定子において、ブロック化し、シンプルな形成とし、磁路・磁極構造の形成を確実にし、磁力を強化することにより性能の安定性、製品の信頼性を上げつつ、ビルディングブロックを形成し組立性等による生産性が図られる。
またシンプルなビルディングブロックの構造であるために、組立作業性がよく、生産の機械化が易しく、それを実施した場合の設備費も小額ですむ。
【００３０】
巻線は集中巻きであり、各相ごとに、巻線と磁極鉄心は独立しているために、回転電機として、出力容量調整、起動トルク調整及び効率アップ等の変更、調整は分割組立であるビルディングブロック式であり容易である。
また、磁極部や磁路部などに焼結材や積層構造を使用して、性能及び生産性を上げる構造を実現している。さらに鉄心部の多種少量生産や容量の大小に適用可能な分割鉄心や極数変更が磁極部のつけ方で自在に可能な鉄心構造を可能にしている。
【００３１】
また、低電圧のみならず中型・大型機器の場合巻線の径は比較的小さくなり、作業性よくして、さらにコスト安が実現可能となる。
また、極数の変更が容易であり、巻線の構造はシンプルで巻き変えも容易である。特別に鉄心の外形を大きくせずに、８極以上の実現も可能である。
【００３２】
第１０の発明は、回転電機として、ボビン式巻線と磁極鉄心とによって形成する直流または交流電磁石を複数個組み合わせて使われる固定子において、巻線により電磁結合される磁極鉄心と、磁路形成鉄心（補助ヨーク）と、磁極鉄心押え板と、巻線体と、各相の仕切板とからなり、磁極鉄心および磁路形成鉄心（補助ヨーク）は鉄系焼結材または電磁鋼板の積層等によるものとし、回転子に面する磁極鉄心の磁極部（ポールピース部）の形状を略平行四辺形とし、
各相の電磁結合のための巻線体からの引出し線のために、磁路形成鉄心（補助ヨーク）と仕切板にリード線溝を設けて、回転電機の筐体に組み込まれる。
係る構造によって、磁極鉄心への巻線によって電磁結合を短い線で、場所をとらずに、
エンドコイルの制約を受けずに回転電機を形成し、回転電機の性能、小型化、加工性、組立作業性等の生産性の強化を確実に図ることができる。
【００３３】
第１１の発明は、各相の電磁結合のための巻線体からの引出し線を挿入する上で、リードガイドを設けることによって、ビルディングブロックを形成して、上述の効果を確実にするとともに、機械的保護、電機絶縁的・高温耐熱保護、および組立作業性等の生産性の強化を確実に図ることができる。
すなわち、巻線組み込み後巻線端部を接続、エンドコイルの成形や固定等非常に複雑面倒な作業がなく、工程も短く、作業中の傷付き等による使用中の絶縁破壊等の信頼性の低下も無く、狭いスロットや巻線間の絡みや干渉は全く無く、また組線作業の作業性をよくする為のスロット占積率の低下も無く、エンドコイルの延長によるコスト増およびエンドコイル部の抵抗損の増加や漏洩磁束の増加等による効率低下や出力低下等が無い。
【００３４】
また、本発明の構造においては、超高温環境で使用される回転電機は周囲温度とコイルの温度上昇値を合せた温度で２５０度以上でも実現容易となっている。
【００３５】
第１２の発明は、磁石を使った回転電機において、回転子の永久磁石を保持している鉄心部を鉄より非磁性体に換え、回転子の大型化に伴う磁石間の磁束の漏洩を防ぐことにより容量の大きい機器にも適用できるようになる。
【００３６】
第１３の発明は、磁石を使った回転電機において、回転子の永久磁石を保持している鉄心部を鉄より軽い非磁性体に換え、容量の大きい機器にも適用できるように磁石間の磁束の漏洩を防ぎ、回転子の軽量化を可能にし、シャフトの軽量化や軸受の損失を少なくしうる。
【００３７】
第１４の発明は、回転子の永久磁石を保持している鉄心部を鉄より軽量な導電性非磁性体に換え、容量の大きい機器にも適用できるように磁石間の磁束の漏洩を防ぎ、回転子の軽量化をはかり、誘導起動時に自起動可能にしうる。
【００３８】
第１５の発明は、上述の回転電機において、電磁結合される磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）及び磁路形成鉄心Ｃを珪素鋼板と電気絶縁性を有する非磁性体にて積層構成にし、磁界の調整や高周波磁界発生時の渦電流を防止し、高性能及び高効率を実現しながら高速回転を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
具体的に基本的構成として、図１に示すように本発明の回転電機１はボビン式巻線と磁極鉄心とによって形成する直流または交流電磁石を複数個組み合わせて使われる固定子２と、磁石を複数個組み合わせて使われる回転子３と、回転軸４、筐体５等からなる。
【００４０】
本発明の実施例を図２、図３に示す。ボビン式巻線と磁極鉄心とによって形成する直流または交流電磁石を複数個組み合わせて使われる固定子２において、巻線により電磁結合される磁極鉄心６と、磁路形成鉄心（補助ヨーク部）７と、支持枠８と、磁極鉄心押板９と、巻線体１０と、各相の仕切板１１とから構成されている。また磁極鉄心６および磁路形成鉄心（補助ヨーク部）７は鉄系焼結材または電磁鋼板の積層等によるものとして形成されている。
磁極鉄心６は「コの字形」に形成されていて磁極部（ポールピース部）６１と磁路部（ヨーク部）６２の部分からなる。また、磁路形成鉄心（補助ヨーク部）７は「コの字形」の対面の位置に来る磁路形成鉄心Ａ（補助ヨーク部Ａ）７１と、「コの字形」の背面の位置に来る磁路形成鉄心Ｂ（補助ヨーク部Ｂ）７２とからなる。
【００４１】
これらの構成の組立て順序は、まず、一方の磁極（図２の例では４極）のブロックＡ２１として、仕切板１１に、該磁極鉄心６の磁路部（ヨーク部）６２「コの字形」の背面にとなる位置に来るようにして同磁極のブロックＡ２１に共通して設けられている磁路形成鉄心Ｂ（補助ヨーク部Ｂ）７２をおく。
次に、電磁結合される磁極鉄心６は「コの字形」に積層し形成して回転子３に面する磁極鉄心６の磁極部（ポールピース部）６１の形状を略平行四辺形となるように、該磁極部（ポールピース部）６１（同極３個）と磁路部６２と有する。必要に応じて支持枠８により磁極鉄心６の形状を保持し維持できる。支持枠８によって磁極鉄心６を組立てやすくし、かつ組立て後の変形を防止することができる。
磁極鉄心６に隣接する位置に、他方の磁極のブロックごとに独立となるように形成した磁路形成鉄心Ａ（補助ヨーク部Ａ）７１を、同時に、磁極鉄心押板８によりネジＡ１２を用いて仕切板１１にブロック２１として組立てられる。
なお、この場合、図３に示すように例えば、該磁極鉄心６の磁路部（ヨーク部）６２に爪６３を設け、磁路形成鉄心Ｂ（補助ヨーク部Ｂ）７２に溝穴７３を設けておけば、磁極鉄心６の位置決めをしやすくし、組立てやすくし、組み立て後のズレを防止できる。
次に、磁極鉄心６の「コの字形」の内側に、巻線体１０を挿入した後、
図３、４に示すように、一方の磁極のブロックＡ２１と同様にして、他方の磁極のブロックＢ２２を組立てる。
さらに、一方の磁極のブロックＡ２１の該磁極鉄心６の磁路部（ヨーク部）６２の「コの字形」の対面と、他方の磁極のブロックＢ２２の磁路形成鉄心Ａ（補助ヨーク部Ａ）７１とを相対して置き、「ロの字形」に組立て閉磁路を一体に形成されうる。
【００４２】
さらに、図４に示すように、例えば３相の場合、３相波の位相１２０度にあわせて回転磁界を形成すように、ボビン式の巻線体１０と磁極鉄心６とによって形成されている交流電磁石は１磁極ごとに３個の磁極部（ポールピース部）６１を形成し、２対２極からなる各相ブロックＡ、Ｂの一体の組立は、３相の各相ごとに各ブロックＡ、Ｂの一体を３０度位置ずらして固定子２として、ネジＢ１３によって組立・構築されている。
図４において、各相ごとに、巻線体１０からリード線１０１は、磁路形成鉄心（補助ヨーク部）７の切りかけ７４、仕切板１１の切りかけ１１１を経て外部端子に接続される。なお、筐体５との間に固定保護保持するためにリードガイド１０２を設けて、リード線１０１の機械的、電機絶縁的、耐熱の保護として用いられる。
【００４３】
図５は上述の回転電機において、該磁極鉄心の磁路部（ヨーク部）７６の「コの字形」と巻線体１０により形成される固定子２と回転子３との間の空隙部の磁界を強化しながら、コギングをほとんど完全になくすため、鉄、鉄の焼結材及び珪素鋼板などでできた円筒状のリング８０を固定子２磁極部６の内面や回転子３の外面に配し、性能・信頼性の確保、および加工性、組立作業性等の生産性の強化を図ることができる。該円筒状のリング８０は必要に応じてスキュー溝を設けたり、各相の磁界のスムーズな渡りをよくするための溝を設けることも可能である。磁極鉄心の磁路部外周に設けた連結環は珪素鋼板、鉄の焼結材７７及びコイル状の巻き鉄線７８などでつくられている。
また、磁極間の短絡を防ぐため、直接固定子２の内面や回転子３の外面に配すのでなく、非磁性体３１、３３を介して装着してよりその効果を高めることも可能である。
係る構造によって、各相のビルディングブロックを形成して、磁路・磁極構造として形成させている。この結果、電磁結合される磁極鉄心における磁力の強化の確実性、性能・信頼性向上とともに、加工性、組立作業性等の生産性の強化を図ることができる。
また、小型のみならず中型から大型の回転電機としての形成も容易となっている。
【００４４】
また、図６において、発電機として本発明の回転子２０３の回転子鉄心２０６の放射状スロットに挿入している磁石２７１の外周部に新たにスロットを設け、磁石２７４の磁界の方向を放射方向に向くように入れ、回転子が同期速度で回転しているとき、固定子で形成される磁極と磁石２７４との間で常時反撥及び吸引力を発生させ、回転中常に駆動力が発生するようにし、出力増加と効率向上を図っている。
更に発電機として本発明の回転子２０３の回転子鉄心２０６を非磁性体２２０や導電性非磁性体２２１で構成することにより、一層の高出力、高効率及び誘導起動可能な回転電機とすることが可能である。
【００４５】
図７は上述の図５の回転電機において、該磁極鉄心（ポールピース部）６及び磁路部（ヨーク部）７６を電気絶縁性を有する非磁性体のシート９０、９１と組み合わせて磁極や磁路部（ヨーク部）を形成し、磁界の調整や高周波磁界発生時の渦電流を防止し、高性能及び高効率を実現しながら高速回転を可能にするものである。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の活用例として、一般産業用機器、家庭用電機器、自動車・車両用機器、医療機器、風力・水力・火力等の電機器等、応用範囲は極めて広く利用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明実施例の回転電機
【図２】本発明実施例の固定子のブロック図
【図３】本発明実施例の固定子の他のブロック図
【図４】本発明実施例の回転子の組立図
【図５】本発明実施例の空隙磁界調整リングの組立図
【図６】本発明実施例の回転子の鉄心の換りに非磁性体を用いた回転電機の断面図
【図７】本発明実施例の磁極や磁気短絡環を珪素鋼板と非磁性体板で構成した図
【符号の説明】
【００４８】
１：回転電機      ２，２０２：固定子
２１：固定子のブロックＡ      ２２：固定子のブロックＢ
３，２０３：回転子      ４０：回転子鉄心
５，２０５：筐体      ６，２０６：磁極鉄心
６１：磁極部（ポールピース部）      ６２：磁路部（ヨーク部）
７６：積層鉄心ヨーク部      ７７：分割積層鉄心ヨーク部
７８：巻き鉄心ヨーク部      ６３：爪
７、８０：磁路形成鉄心（補助ヨーク部）
７１：磁路形成鉄心Ａ（補助ヨーク部Ａ）
７２：磁路形成鉄心Ｂ（補助ヨーク部Ｂ）
７３、７３'：溝穴      ７４，７４’：切りかけ
９０、９１：電気絶縁性非磁性体      ８：支持枠
９：磁極鉄心押板      １０，２０４：巻線体
１０１：リード線      １０２：リードガイド
１１：仕切板      １１１：切りかけ
１２：ネジＡ      １３：ネジＢ      ３０：空隙
３１：非磁性体（空隙部）
３３、２２０、２２１：非磁性体（回転子鉄心部）
４、２１２：軸      ２７１、２７２、２７４：磁石
【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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【図６】
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【図７】
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