(57)【要約】【課題】  磁力を阻害する基板を用いない空芯高密度電機子とこれを用いてエンジン効率を向上させ、小型化した回転機を提供摺る。【解決手段】  複数の整列捲きした空芯コイルの腕側面を直線状に矯正し、互いの腕側面を密着し一体化し、各コイルの端末が結線されている空芯高密度電機子であり、これを用いた回転機も包含する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の整列捲きした空芯コイルの腕側面を直線状に矯正し、互いの腕側面を密着し一体化し、各コイルの端末が結線されている空芯高密度電機子。
【請求項２】
少なくとも内環が環状である外枠体の内環内に複数の整列捲きした空芯コイルの腕側面を直線状に矯正し、互いの腕側面を密着し一体化し各コイルの端末が結線されているコイルを配置した、基板のない空芯電機子。
【請求項３】
整列捲きしたコイルの巻始め線がコイルの面を渡ることなくコイルの外側に引き出されたΩ型空芯コイルである、請求項１に記載された基板のない空芯電機子。
【請求項４】
空芯コイルの斜辺の開角が３６０°／ｎ（但しｎは空芯コイルの個数）である、請求項１又は２に記載された基板のない空芯電機子。
【請求項５】
外枠体の内環内に配置された複数個の空芯コイルの枠体中芯部に内芯環を配置した、請求項１ないし４のいずれか１項に記載された基板のない空芯電機子。
【請求項６】
内芯環が軸受けである、請求項５に記載された基板のない空芯電機子。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載された空芯電機子の上下両面に鉄製のヨークを配置しヨークの電機子に対向する少なくとも１方の面にマグネットを配設した回転機。
【請求項８】
マグネットが複数の２極のセグメントであり、Ｎ．Ｓ．を互いに密接してなる、請求項７に記載された回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコイルの腕側面を直線状に矯正した複数の空芯コイルの互いの腕側面を密着一体化した空芯高密度電機子とこれを用いた回転機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は空芯コイルを電気部品として使用するためには、空芯コイルの保持箱体を必要とした。また回転機では複数個のコイルを絶縁基板上に配置してきた。また基板には各コイルの配線回路が印刷されたものが多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
解決しようとする課題は、回転機のエンジン効率を大きく向上させ、小型化することにある。
回転機のエンジンは鉄ヨーク、マグネット、電機子の３要素で形成される。基板はエネルギーの変換には役立たないが、コイルを保持するため電機子の構造体として不可欠の部材とされてきた。
磁界距離が大きくなるとマグネットの磁束は弱くなる。磁界の間に介在する基板はその厚みだけ磁力を阻害する。回転機のエンジン効率向上のためには磁石、電機子以外の部品は有害である。
しかし基板は、電機子を構成するための構造部材として必要不可欠のものとされている。
一般に巻芯に角があっても整列捲すると、コイル外形は巻層が重なるにつれ円形となり、外径寸法もばらつく。それゆえ普通はコイルを複数配置する場合コイル間に間隙を配置する。
隣接コイルを密着配置することは不可能である。そのため電機子の面上に電磁気的無効領域が存在する。
回転機の電機子にあっては当然、面方向の電流密度が小さくなる。
電機子に対向して多極着磁した円環状マグネットを用いるが、一般に一枚に多極着磁したマグネットの磁界はＮ極とＳ極の境界を最少とする磁束密度の強度分布が生ずる。
磁気密度にばらつきがあると、回転機は回転むらを起こしの機能は著しく不安定になる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、
「１．  複数の整列捲きした空芯コイルの腕側面を直線状に矯正し、互いの腕側面を密着し一体化し、各コイルの端末が結線されている空芯高密度電機子。
２．  少なくとも内環が環状である外枠体の内環内に複数の整列捲きした空芯コイルの腕側面を直線状に矯正し、互いの腕側面を密着し一体化し各コイルの端末が結線されているコイルを配置した、基板のない空芯電機子。
３．  整列捲きしたコイルの巻始め線がコイルの面を渡ることなくコイルの外側に引き出されたΩ型空芯コイルである、１項に記載された基板のない空芯電機子。
４．  空芯コイルの斜辺の開角が３６０°／ｎ（但しｎは空芯コイルの個数）である、１項又は２項に記載された基板のない空芯電機子。
５．  外枠体の内環内に配置された複数個の空芯コイルの枠体中芯部に内芯環を配置した、１項ないし４項のいずれか１項に記載された基板のない空芯電機子。
６．  内芯環が軸受けである、５項に記載された基板のない空芯電機子。
７．  １項ないし６項のいずれか１項に記載された空芯電機子の上下両面に鉄製のヨーク
を配置しヨークの電機子に対向する少なくとも１方の面にマグネットを配設した回転機。８．  マグネットが複数の２極セグメントであり、Ｎ．Ｓ．を互いに密接してなる、７項に記載された回転機。」
に関する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の空芯高密度電機子は、コイルの線束のうち電磁気的駆動力を発生させる腕を、直線状に矯正した複数の整列巻空芯コイルを密着一体化した構造で、コイルの線束が構造体になりそれ自体が強固で基板を必要としない。それゆえ、電機子面上および軸方向の電磁気的無効領域がなくなる。さらに、枠体で保持すれば電磁気的ロスがなく、より頑健性、操作性が増す。
この電機子を用いた回転機は有効な電磁力を著しく向上する優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
整列捲きした空芯コイルを押圧してコイルの腕の側面が直線状になるように所定の寸法と形状に矯正する。このコイルを複数並べ隣接するコイルの腕の側面を互いに密着し一体化する。コイルの接合面を接着するか、組み合わせたコイルの外側にたがをはめて固定する。このたがとして外枠体を用いてもよい。この外枠体の外環は円環状でもよく、他の形状でもよい。
コイルの線束を構造体とするためコイル支持体としての基板は不要となる。必要に応じて配線用の回路盤を用いることもできるが、巻始め線がコイルの面を渡らないΩ型コイルを使えば、回転盤も不要である。
【０００７】
Ω型コイルは、一般的なコイルを２枚重ねて貼り合わせ、互いの巻き始め線をコイルの空芯内で結合して製作することができる。
外枠内に配置された空芯コイルの腕の開角は、空芯コイルの数をｎとすると３６０°／ｎとなる。
本発明の電機子の内周を内芯環で固定することもできる。外枠体の内環内に配置された複数個の空芯コイルの枠体中心部に内枠体となる内芯環を配置して電機子の内周を固定することもできる。内外枠体に、機能部材を用いることにより、他の機能を与えることができ、例えば内芯環として軸受機能を有するものを用いると軸受として作用するので好ましい。
【０００８】
回転機は電機子とマグネットと鉄ヨークを必須とするが、一般にマグネットは円環状のものを使用している。
本発明の電機子はコイルの腕での部分を直線状とし、隣接コイルの互いの腕の側面を密接する構造のため、コイルの線束自体が電機子の構造体になるため、コイルを保持する基板は不要である。そのため本電機子には面および軸方向に電磁気的無効領域がない。
マグネットは所定のセグメントを一様着磁し、鉄ヨーク上に交互にＮ、Ｓ、になるように密接に配設する。このようにして構成されたマグネットは磁束密度分布が一様の磁界を形成するので磁気エネルギーと電気エネルギーの交換がむらなく行われ回転機が滑らかに機能する。
本発明の電機子と一様着磁した切片マグネットを組み合わせ使用すると、回転機は有用な電磁力の発生効率が非常に良好となる。エネルギー密度の大きい電機子と磁束密が一様なマグネットの特長が相俟って相乗効果が奏される。
【実施例１】
【０００９】
次に実施例を挙げて、具体的に説明する。
図１は、本発明の電機子の平面を示し、１は外枠体であって、この円環状の内環内にコイル２が配置されている。コイルは整列捲きしたコイルであり、外枠体により加工されて
腕は直線状となり隣接するコイルと密着している。コイルの巻始め線は、コイルの面を渡ることなく、コイルの外側に引き出されている。コイル腕の開角は、３６０°／６＝６０°である。６個のコイルの中芯部に内環を配置してもよい。
図２は、図１のコイルをＡ−Ｂ線で切断した断面図であり、外枠体１の内環にコイル２が配置されている。
図３の本発明の回転機を説明する、シャーシ６にヨーク４が配設されている。ヨークにはマグネット３が設けられており、マグネットに対向してコイル２が配設されている。ヨーク、マグネット、コイルの中芯部には軸受７が配置され、また外中芯部にはシャーシ６にスラスト板８が設置されており、軸７が配設されている。
このような構造であるので、コイル間には電磁気的無効領域がなく、さらにマグネットとコイルの間には、コイルを支持する基板がなく、コイルとマグネットの間に磁力を阻害する物がなく、磁界距離は小さくなっており、回転機のエンジン効率は良好となる。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
本発明の電機子とマグネットは各種回転機に用いられ、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の電機子の平面図である。
【図２】図１の電機子をＡ−Ｂ線で切断した断面図である。
【図３】本発明の回転機の説明図である。
【符号の説明】
【００１２】
１  外枠体
２  コイル
３  マグネット
４  ヨーク
５  軸
６  シャーシ
７  軸受
８  スラスト板
【図１】
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【図２】
2005110398.tif 000004
【図３】
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