(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
該ハウジング内に回転自在に支持された回転軸と、
前記回転軸の軸方向に間隔を置いて対向配置された回転盤を備え前記回転軸と一体に回動可能な２段の回転子であって、前記対向配置された回転盤の対向面の少なくとも一面において、前記回転軸を中心とする円周上に磁極面が回転軸に対して垂直になるように永久磁石を配置している回転子と、
前記対向配置された回転盤が形成する空隙に配置されハウジングに固定された固定盤、および、前記回転盤の永久磁石が配置された円周と相対する前記固定盤の円周上に配置されたコイルを備えた固定子とを備えたアキシャルギャップ型のコアレス回転機であって、
前記コイルは、長方形断面を有するコイル素線を断面の長辺を揃えてかつ／または短辺を揃えて２本以上束ねてなる巻線からなり、前記巻線は、外周を絶縁被覆されており、前記コイル素線の断面の長辺と前記永久磁石の磁極面とが垂直になるように巻き回されているアキシャルギャップ型コアレス回転機。
【請求項２】
ハウジングと、
該ハウジング内に回転自在に支持された回転軸と、
前記回転軸の軸方向に間隔を置いて対向配置された端部回転盤を備え、前記回転軸と一体に回動可能な第１と第２の端部回転子と、
前記第１と第２の端部回転子が形成する空隙に配置された回転盤、および、前記回転盤の両面において、前記回転軸を中心とする円周上に磁極面が回転軸に対して垂直になるように配置された永久磁石を備え、前記回転軸と一体に回動可能な少なくとも１段の両面磁石回転子と、
前記第１端部回転子、前記少なくとも１段の両面磁石回転子、および、前記第２端部回転子が形成する各空隙に配置されハウジングに固定された固定盤、ならびに、前記回転盤の永久磁石が配置された円周と相対する前記固定盤の円周上に配置されたコイルを備えた固定子とを備えたアキシャルギャップ型のコアレス回転機であって、
前記コイルは、長方形断面を有するコイル素線を断面の長辺を揃えてかつ／または短辺を揃えて２本以上束ねてなる巻線からなり、前記巻線は、外周を絶縁被覆されており、前記コイル素線の断面の長辺と前記永久磁石の磁極面とが垂直になるように巻き回されているアキシャルギャップ型コアレス回転機。
【請求項３】
さらに、前記第１と第２の端部回転子の端部回転盤の対向面に磁極面が回転軸に対して垂直になるように配置された永久磁石とを備えた請求項２に記載のアキシャルギャップ型コアレス回転機。
【請求項４】
前記コイル素線の断面形状が、断面の長辺の長さ／断面の短辺の長さ≧５の関係にあることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３のいずれかに記載のアキシャルギャップ型コアレス回転機。
【請求項５】
前記コイル素線の各々が外周を絶縁被覆されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のアキシャルギャップ型コアレス回転機。
【請求項６】
前記コイル素線の断面の短辺の長さが、０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のアキシャルギャップ型コアレス回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータや発電機等の同期式の永久磁石回転機で、回転子と固定子とが回転軸方向に対向したアキシャルギャップ型回転機に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石回転機は、構造上の分類からラジアルギャップ型とアキシャルギャップ型とがある。ラジアルギャップ型は、回転子の周方向に複数の永久磁石を配置し、永久磁石の磁極は径方向に向いており、永久磁石に対向するように固定子が配置されている。一般に固定子は回転子に対向する面に複数の歯状をもつ鉄芯にコイルが巻かれた構造をしている鉄芯を用いることで回転子磁極からの磁束を効率よくコイルに鎖交することができ、モータの場合には大きなトルク、発電機の場合には大きな電圧を生ずることができる。反面、鉄芯を用いるためにコギングトルクや鉄芯のヒステリシス損失に基づくロストルクを生じ、初動トルクを大きくするという問題がある。初動トルクが大きいと、例えば風力発電機に用いた際に微風では回転できず発電できない。
【０００３】
鉄芯を取り除けばこのような問題はなくなるが、磁気効率が悪くなるのでラジアルギャップ型では大きな出力が得られない。そこで、図８に示すようなアキシャルギャップ型が考えられる。
【０００４】
図８において、回転軸（シャフト）２２には、表面に複数の永久磁石２６ａを備えた円盤状磁性体（ロータヨーク）２５がスペーサを介して複数段取り付けられ一体化しており、回転子２７を構成している。各ロータヨークの間に形成される空隙にはコイル３を備えた固定子１が配置され，ハウジング２１に固定されている。回転軸２２はハウジング２１によりベアリング２８を介して回動可能に支持されている。この構造であればコイル３に鉄芯を用いなくても永久磁石２６ａの磁極面を大きくすることで出力を大きくとることができる。アキシャルギャップ型の回転機では、コイルに鉄芯を用いない（コアレスと呼ぶ）構造であるので、初動トルクが無く、高出力な回転機を得ることができる。コアレス回転機は、巻線のインダクタンスが小さく低インピーダンスになるので高回転になっても内部損失が少なく高出力高効率になる。例えば、コアレス発電機として用いた場合、内部損失はインピーダンスと電流の積であるので、インピーダンスが小さい分、大きな電流を供給できることになる。このように大電流を供給したい用途には、コアレス回転機は有利である。なお、流せる電流の大きさは、コイルの発熱を制限するために巻線の断面積で決められ、巻線の断面積１ｍｍ2当たり５〜１５Ａとなっている。
【特許文献１】特開２００２−３２０３６４号公報
【特許文献２】特開２００３−３４８８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コイルは断面円形の巻線で巻くより、断面角型の巻線で巻いた方がコイルの占有率を向上することができ、高出力化が図れる。そこで本発明者らは、３０Ａの電流を得るために、断面寸法１．６ｍｍ×１．２５ｍｍ、断面積２ｍｍ2の角線を巻いたコイルを製作し、アキシャルギャップ型のコアレス発電機として３６００ｒｐｍで回転させたところ、負荷に何も接続しない状態、即ちコイルに電流が流れていないにも拘わらずコイルが発熱した。この発熱は発電機の内部損失となり、発電効率を低下させる要因となる。本発明者らが発熱の原因を究明したところ、磁場がコイル巻線を鎖交する際に、巻線内部に環状に渦電流が流れて発熱することが分かった。渦電流を低減する方法として、巻線を細くすることが考えられるが、これでは大きな電流を流すことができない。
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑み、巻線内に発生する渦電流を減らし、大きな電流を供給できる高出力高効率のアキシャルギャップ型コアレス回転機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行い、巻線内に発生する渦電流を減らし、大きな電流を供給できる高出力高効率のアキシャルギャップ型コアレス回転機を実現した。すなわち、本発明に係るアキシャルギャップ型コアレス回転機は、
ハウジングと、該ハウジング内に回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸の軸方向に間隔を置いて対向配置された回転盤を備え前記回転軸と一体に回動可能な２段の回転子であって、前記対向配置された回転盤の対向面の少なくとも一面において、前記回転軸を中心とする円周上に磁極面が回転軸に対して垂直になるように永久磁石を配置している回転子と、前記対向配置された回転盤が形成する空隙に配置されハウジングに固定された固定盤、および、前記回転盤の永久磁石が配置された円周と相対する前記固定盤の円周上に配置されたコイルを備えた固定子とを備えたアキシャルギャップ型のコアレス回転機であって、前記コイルは、長方形断面を有するコイル素線を断面の長辺を揃えてかつ／または短辺を揃えて２本以上束ねてなる巻線からなり、前記巻線は、外周を絶縁被覆されており、前記コイル素線の断面の長辺と前記永久磁石の磁極面とが垂直になるように巻き回されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るアキシャルギャップ型コアレス回転機は、他の態様として、ハウジングと、該ハウジング内に回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸の軸方向に間隔を置いて対向配置された端部回転盤を備え、前記回転軸と一体に回動可能な第１と第２の端部回転子と、前記第１と第２の端部回転子が形成する空隙に配置された回転盤、および、前記回転盤の両面において、前記回転軸を中心とする円周上に磁極面が回転軸に対して垂直になるように配置された永久磁石を備え、前記回転軸と一体に回動可能な少なくとも１段の両面磁石回転子と、前記第１端部回転子、前記少なくとも１段の両面磁石回転子、および、前記第２端部回転子が形成する各空隙に配置されハウジングに固定された固定盤、ならびに、前記回転盤の永久磁石が配置された円周と相対する前記固定盤の円周上に配置されたコイルを備えた固定子とを備えたアキシャルギャップ型のコアレス回転機であって、前記コイルは、長方形断面を有するコイル素線を断面の長辺を揃えてかつ／または短辺を揃えて２本以上束ねてなる巻線からなり、前記巻線は、外周を絶縁被覆されており、前記コイル素線の断面の長辺と前記永久磁石の磁極面とが垂直になるように巻き回されていることを特徴とする。
本発明に係るアキシャルギャップ型コアレス回転機は、他の態様として、上記第１と第２の端部回転子の端部回転盤の対向面に磁極面が回転軸に対して垂直になるように配置された永久磁石とを備えたものとすることもできる。
【０００９】
本発明に係るアキシャルギャップ型コアレス回転機は、前記コイル素線の断面形状が、断面の長辺の長さ／断面の短辺の長さ≧５の関係にあることが好適である。
本発明に係るアキシャルギャップ型コアレス回転機は、前記コイル素線の断面の短辺の長さが、０．５ｍｍ以下であることが好適である。
本発明に係るアキシャルギャップ型コアレス回転機は、前記コイル素線の各々が絶縁被覆されているものであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、大電流を流すことができる巻線断面積でありながら、高出力高効率なアキシャルギャップ型コアレス回転機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明について、図面を参照してさらに詳細に説明する。
本発明にかかるアキシャルギャップ型回転機の固定子を図１に示す。図１で固定子１は、コイルベース（固定盤）２の回転軸を中心とする円周上に１２個のコイル３を等間隔に配置している。コイルの数は、回転子の極数やコイル繋ぎを単相あるいは三相するかで選ばれ、磁極数に対して単相の場合は、１：１で、三相交流（コアレス）の場合は、磁極数：コイル数＝４：３が一般的で１６：９、２０：１２等もある。図１の例では、１６極の回転子で三相出力を得るために１２個のコイルを三相結線したものである。
なお、固定子は、図１に示したようにコイルベース２の回転軸を中心とする１つの円周上に配置したものに限られず、コイルベース２において、回転軸を中心とする２つ以上の異径同心円の各円周上に配置した、いわゆる複周構成を採用することもできる。かかる場合においては、固定盤のコイルが配置された異径同心円に相対する回転盤の異径同心円の各円周上に永久磁石が備えられていることになる。
【００１２】
上記固定子に使用されるコイルの巻線構造について図２でさらに詳細に説明する。図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、コイル３は外周表面に絶縁被覆６が施された板状のコイル巻線４を巻いたものとなっている。さらに図２（ｄ）に示すように、板状コイル巻線４は、断面長方形のコイル素線５をその断面の長辺および短辺を揃えて合計１８本束ねて構成されている。
コイル巻線４の絶縁被覆６の厚さは、渦電流低減の観点から、好ましい範囲は、０〜５０μｍであり、より好ましい範囲は、２０μｍ〜３０μｍである。また巻線の絶縁被覆は、エナメルコーティングによって施される。
【００１３】
図３および図４では、アキシャルギャップ型回転機の駆動時において、上記板状コイル巻線４の内部に渦電流が流れることを説明する。図３（ａ）では、前記回転子の永久磁石７が、回転軸の回転に伴って前記回転軸を中心とする円周上に配設された特定のコイル３の巻線４の上方に達した状態を示す。このときのＡ―Ａ断面図が図４（ａ）に相当する。図３（ｂ）では、さらに回転子が回転して、永久磁石７が特定のコイル３の巻線４の上方から遠ざかろうとしている。このときのＢ―Ｂ断面図が図４（ｂ）に相当する。図３（ａ）から図３（ｂ）への過程において、図４（ａ）（ｂ）に示すように、巻線４の内部を貫く磁束８が刻々減少する。この磁束の減少を妨げるように巻線４の内部に渦電流９（誘導電流）が流れる。渦電流９は、磁束が貫く面に多く流れるので、磁束に平行な面より磁極面に平行な面、図４（ｂ）では上下面に多く流れる。そこで本発明者らは、アキシャルギャップ型回転機のコイルでは、磁極面に平行な面を細分化すると渦電流経路が寸断されるので渦電流の低減に効果的となると考え、上述のように同一断面形状を有する２本以上のコイル素線をその断面の長辺かつ／または短辺を揃えて束ね合わせることによって巻線を得ることを着想した。
【００１４】
巻線を構成するコイル素線５は長方形断面を有していることが好ましい。個々の素線５自体も、図２（ｅ）に示すように絶縁被覆６されていることが渦電流低減の観点から好ましいが、絶縁被覆６が厚いと巻線の占積率を下げてしまい出力低下につながるので、薄い絶縁被膜がよく、例えば、エナメル線を好適に採用することができる。なお、絶縁被膜が無い場合でも渦電流低減効果はあるので、コイル素線５自体の絶縁被膜は必須条件ではない。コイル素線５に絶縁被覆６を施す場合、その厚さは、渦電流低減の観点から好ましくは、０〜５０μｍ、より好ましくは、２０μｍ〜３０μｍである。またコイル素線５の絶縁被覆には、巻線の絶縁被覆と同様の材料を採用することができる。
素線の寸法としては、渦電流が流れ難い値が選ばれる。渦電流が流れ難い値は、磁極数や回転数、磁場強度等によって変わり、有限要素法等を用いた磁場シミュレーションによって算出することができる。
素線の断面の短辺の長さは、０．５ｍｍ以下が好ましい。素線の断面長辺の寸法を小さくすることも渦電流低減につながるが、素線を細くしすぎると巻線化が難しく、巻線の占積率を低下することにもなるので、素線の断面の長辺即ちコイルを回転機に配置したときに永久磁石の磁極面に対して垂直な辺は、素線の断面の短辺即ち永久磁石の磁極面に対して平行な辺ほど小さな値をとる必要はない。前記コイル素線の断面形状は、断面の長辺の長さ／断面の短辺の長さ≧５の関係にあることが好ましい。
【００１５】
図５および図６には、本発明にかかる回転機で用いられるコイルの他の態様を示している。図５では、巻線を構成するコイル素線は、長方形断面となっている点で図２の態様と共通しているが、正方形断面の巻線を巻き回して構成されている点において図２の態様と相違する。
図６では、長方形断面の巻線を巻き回して構成されている点において図２の態様と共通するが、コイル素線の断面の短辺が図２に比べて厚くなっている。
ただし何れのコイルも、巻線を構成する素線の断面において、断面の短辺の長さは、０．５ｍｍ以下になるようにしている。
【００１６】
図７では、上述したコイル巻線およびコイルの製造方法の一例を示す。図７にかかるコイル製造機１０は、７つのコイル素線源１４を備え、回転によってコイル素線５を送り出す素線供給部１１と、該素線供給部から供給される素線５を互いに反対方向に回転する２つの回転体１５によって巻き込み束ねて１本の断面角型の巻線４を作る素線集合部１２と、該素線集合部で得られたコイル巻線４を中空のコイル枠１６に巻きとるコイル巻き付け部１３とを備えている。例えば、かかる製造装置によってコイルを得ることができる。なお、素線集合部１２とコイル巻き付け部との間には、素線集合部１２で得られた巻線に絶縁被覆を施す被覆部を設けてもよい。
【００１７】
上記コイルを備えた固定子は、例えば、以下の図８、図１０、図１１および図１２に示すアキシャルギャップ型回転機に好適に用いることができる。
図８にかかるアキシャルギャップ型回転機２０は、ハウジング２１と、該ハウジング２１内に回転自在に支持された回転軸２２と、前記回転軸２２の軸方向に間隔を置いて対向配置された回転盤２３，２５を備え前記回転軸と一体に回動可能な２段の回転子であって、前記対向配置された回転盤２３，２５の対向面の一面において、前記回転軸を中心とする円周上に磁極面が回転軸に対して垂直になるように永久磁石２６ａを配置している回転子２４，２７と、前記対向配置された回転盤２３，２５が形成する空隙に配置されハウジングに固定された固定盤１、および、前記回転盤の永久磁石が配置された円周と相対する前記固定盤の円周上に配置されたコイル３を備えた固定子とを備えている。
前記回転子の永久磁石から発生する磁束は、前記回転軸の回転に伴って、同心円状に配設された各コイル３の内部を断続的に鎖交するようになっている。
図９には、上記アキシャルギャップ型回転機２０で用いられる回転子２７が開示されている。回転子２７は、ロータヨーク２５の表面上に１６個の永久磁石７を磁極が交互になるように配置している。永久磁石の数は偶数個になっている。永久磁石としては、強力な磁力をもつＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石を用いることで高出力になる。
【００１８】
図１０にかかるアキシャルギャップ型回転機３０は、対向配置された回転盤３５ａ，３５ｂの対向面の両面において、回転軸３２を中心とする円周上に磁極面が回転軸に対して垂直になるように永久磁石３４ａ，３４ｂを配置している点において図８の態様と相違している。
図１０の態様は、回転盤（ロータヨーク）の両方の表面に永久磁石を配置しているので、図８の態様に比べて磁気効率を向上することができる。なお、回転盤は、１つの磁石を回転盤に形成された貫通孔のなかに嵌め込んで形成してもよい。
【００１９】
図１１にかかるアキシャルギャップ型回転機４０は、ハウジング４１と、該ハウジング内に回転自在に支持された回転軸４２と、前記回転軸４２の軸方向に間隔を置いて対向配置された端部回転盤４３ａ，４３ｂを備え、前記回転軸と一体に回動可能な第１と第２の端部回転子と、前記第１と第２の端部回転子が形成する空隙に配置された回転盤４４、および、前記回転盤４４の両面において、前記回転軸４２を中心とする円周上に磁極面が回転軸に対して垂直になるように配置された永久磁石４５を備え、前記回転軸と一体に回動可能な少なくとも１段の両面磁石回転子と、前記第１端部回転子、前記少なくとも１段の両面磁石回転子、および、前記第２端部回転子が形成する各空隙に配置されハウジングに固定された固定盤１、ならびに、前記回転盤の永久磁石が配置された円周と相対する前記固定盤の円周上に配置されたコイル３を備えた固定子とを備えている。
図１２にかかるアキシャルギャップ型回転機５０は、第１と第２の端部回転子の端部回転盤５３ａ，５３ｂの対向面に磁極面が回転軸に対して垂直になるように配置された永久磁石５４とを備えている点で、図１１にかかる態様と相違している。
図１１や図１２に示すように軸方向に回転子と固定子を複数個並べると、出力がコイルの数だけ増えて、より高出力な回転機となる。図１１と図１２は、３つの回転子と２つの固定子を配置したものである。固定子の数は２個以上の整数で、回転子の数は固定子の数に１加えたものになる。
【００２０】
以下、実施例にて詳しく説明する。なお、Ｎｄ2−Ｆｅ14−Ｂ系の永久磁石を用いた場合について説明するが、本発明はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石に限るものではない。本永久磁石の特性は、Ｂｒ：１３．７ｋＧ，ｉＨｃ：１６ｋＯｅ，（ＢＨ）ｍａｘ：４６ＭＧＯｅであった。
比較例１
まず、図１０に示すアキシャルギャップ型回転機を発電機とした場合の発電量並びに損失を測定した。発電機の構造は１６極１２コイルであり、図９は、ロータヨーク２７に永久磁石７を配置して回転子２５を得た状態を示す。ロータヨーク２７としては、材質がＳ１５Ｃで外径２００ｍｍ、厚さ５ｍｍの円盤を用いた。永久磁石７としては、材質が上記Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石で、大きさが幅２０ｍｍ、長さ３５ｍｍ、磁化方向の厚さ３ｍｍのものを用いた。ロータヨーク２７表面に磁極面がＮ極Ｓ極交互に１６個の磁石を配置し、弾性接着剤（ＥＰ００１、セメダイン社製）で接着した。磁石は図１０に示すように空隙（ギャップ）をはさんで逆極の磁石と対向させた。ギャップの大きさは８ｍｍで、ギャップには固定子１を配置した。
固定子１には、図１に示すように、材質がベークライト製で厚さが５ｍｍのコイルベース２に３０ターン巻かれたコイル３が１２個収められている。コイル３は三相結線で、各相４個のコイル３を直列に接続したものをスター結線した。なお、各コイル３はコイルベース２にエポキシ系接着剤（ＥＷ２０４０、住友３Ｍ社製）で固定した。コイルの断面は固定子を図１０に示すアキシャルギャップ型回転機に組み込んだときに永久磁石の磁極面に対して垂直な辺が５ｍｍ、永久磁石の磁極面に対して平行な辺が１２ｍｍとなっている。本比較例では、断面の短辺が１．２５ｍｍ、断面の長辺が１．６ｍｍの長方形断面を有する１本の素線（材質：銅、絶縁被覆あり）を巻線として、図１０に示すアキシャルギャップ型回転機に組み込んだときに各コイル素線の断面の短辺が永久磁石の磁極面に対して垂直になるように巻いた。巻線の断面積は２ｍｍ2である。
得られたアキシャルギャップ型発電機の回転子を毎分３６００回転で回転させ、負荷をつないで線電流３０Ａ、線間電圧１００Ｖ、三相出力５２００Ｗを得た。発電機の入力側にトルクメータを取付け、回転数とトルクから発電機の入力電力を測定した。入力は６５００Ｗであった。巻線の銅損は、その抵抗値と電流値から３００Ｗであるので、残りの損失の１０００Ｗが巻線の渦電流損失になり、その他の損失である機械損や風損はほとんど無視できることを確認できた。
【００２１】
比較例２
断面の長辺が５ｍｍ、断面の短辺が０．４ｍｍの１本のコイル素線を巻線として、図１０に示すアキシャルギャップ型回転機に組み込んだときにコイル素線の断面の長辺が永久磁石の磁極面に対して垂直になるように巻いたほかは比較例１と同様にした。
得られたアキシャルギャップ型発電機の回転子を毎分３６００回転で回転させ、負荷をつないで線電流３０Ａ、線間電圧１００Ｖ、三相出力５２００Ｗを得た。この時の入力電力は５７００Ｗであった。巻線の銅損は、その抵抗値と電流値から３００Ｗであるので、残りの損失の２００Ｗが巻線の渦電流損失になることがわかった。巻線の素線を空隙の直角方向に細くすると、巻線の渦電流損失を低減できることがわかった。
【００２２】
実施例１
断面の長辺が５ｍｍ、断面の短辺が０．１ｍｍのコイル素線を断面の長辺を揃えて４列束ね合わせることによって、断面の長辺が５ｍｍ、断面の短辺が０．４ｍｍの素線集合体を得、これにエナメル被覆を施して巻線を得たほかは比較例２と同様とした。
得られたアキシャルギャップ型発電機の回転子を毎分３６００回転で回転させ、負荷をつないで線電流３０Ａ、線間電圧１００Ｖ、三相出力５２００Ｗを得た。この時の入力電力は５６２０Ｗであった。巻線の銅損は、その抵抗値と電流値から３００Ｗであるので、残りの損失の１２０Ｗが巻線の渦電流損失になることがわかった。比較例２に比べて巻線の渦電流損失を低減でき、高効率な発電機を得ることができた。
【００２３】
実施例２
断面の長辺が１．２５ｍｍ、断面の短辺が０．４ｍｍのコイル素線を断面の短辺を揃えて４列束ね合わせることによって、断面の長辺が５ｍｍ、断面の短辺が０．４ｍｍの素線集合体を得、これにエナメル被覆を施して巻線を得たほかは比較例２と同様とした。
得られたアキシャルギャップ型発電機の回転子を毎分３６００回転で回転させ、負荷をつないで線電流３０Ａ、線間電圧１００Ｖ、三相出力５２００Ｗを得た。この時の入力電力は５６１０Ｗであった。巻線の銅損は、その抵抗値と電流値から３００Ｗであるので、残りの損失の１１０Ｗが巻線の渦電流損失になる。比較例に比べて巻線の渦電流損失を低減でき、高効率な発電機を得ることができた。
【００２４】
実施例３
断面の長辺が１．２５ｍｍ、断面の短辺が０．１ｍｍのコイル素線を断面の長辺および短辺を揃えて４行×４列の計１６本束ね合わせることによって、断面の長辺が５ｍｍ、断面の短辺が０．４ｍｍの素線集合体を得、これにエナメル被覆を施して巻線を得たほかは比較例２と同様とした。
得られたアキシャルギャップ型発電機の回転子を毎分３６００回転で回転させ、負荷をつないで線電流３０Ａ、線間電圧１００Ｖ、三相出力５２００Ｗを得た。この時の入力電力は５５５０Ｗであった。巻線の銅損は、その抵抗値と電流値から３００Ｗであるので、残りの損失の５０Ｗが巻線の渦電流損失になることがわかった。比較例１に比べ、巻線の渦電流損失を１／２０、比較例２に比べ１／４にできたのみならず、実施例１や実施例２よりもさらに高効率な発電機を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の回転機の固定子を示す模式的断面図である。
【図２】図１の固定子に収容されているコイル（ａ）の一態様におけるＡ−Ａ断面図（ｂ）およびその拡大図（ｃ）である。
【図３】本発明の回転機の固定子の上方を回転子の磁石が通過する様子を回転軸方向からみた正面図である。
【図４】本発明の回転機の固定子の上方を回転子の磁石が通過する様子を図３のＡ−Ａ断面、Ｂ―Ｂ断面からみた図である。
【図５】図１の固定子に収容されているコイルの他の態様におけるＡ−Ａ断面図および１本の巻線における素線の配列を示す模式図である。
【図６】図１の固定子に収容されているコイルの他の態様におけるＡ−Ａ断面図および１本の巻線における素線の配列を示す模式図である。
【図７】図１の固定子に収容されているコイルの製造方法および装置の一例を示す模式図である。
【図８】本発明にかかるアキシャルギャップ型回転機の一態様を示す模式的断面図である。
【図９】本発明にかかるアキシャルギャップ型回転機に採用することができる回転子の模式的斜視図である。
【図１０】本発明にかかるアキシャルギャップ型回転機の他の態様を示す模式的断面図である。
【図１１】本発明にかかるアキシャルギャップ型回転機の他の態様を示す模式的断面図である。
【図１２】本発明にかかるアキシャルギャップ型回転機の他の態様を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  固定子
２  コイルベース
３  コイル
４  コイル巻線
５  コイル素線
６  絶縁被覆
７  永久磁石
８  巻線内部を鎖交する磁束
９  渦電流の向き
１０  コイル製造機
１１  素線供給部
１２  素線集合部
１３  コイル巻き付け部
１４  コイル素線源
１５  回転体
１６  コイル枠
２０，３０，４０，５０  アキシャルギャップ型回転機
２１，３１，４１，５１  ハウジング
２２，３２，４２，５２  回転軸
２３、２５，３３ａ，３３ｂ，４４  回転盤（ロータヨーク）
２４、２７  回転子
２６ａ，３４ａ，３４ｂ，４５，５４，５６  永久磁石
２８  ベアリング
４３ａ，４３ｂ，５３ａ，５３ｂ  端部回転盤
【図１】
0005033552.tif 000002
【図２】
0005033552.tif 000003
【図３】
0005033552.tif 000004
【図４】
0005033552.tif 000005
【図５】
0005033552.tif 000006
【図６】
0005033552.tif 000007
【図７】
0005033552.tif 000008
【図８】
0005033552.tif 000009
【図９】
0005033552.tif 000010
【図１０】
0005033552.tif 000011
【図１１】
0005033552.tif 000012
【図１２】
0005033552.tif 000013