JP2023038670A - 回転機 - Google Patents
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Abstract
Description
電線(50)が相毎に巻かれている複数相の巻線(30A~30L、31A~31L)を備え、前記複数相の巻線が前記円周方向に並べられているステータコイル(32)と、を備え、
前記ロータが前記軸線を中心として回転する場合には、前記複数の磁極から生じる磁束によって前記複数相の巻線に電流を発生させ、前記複数相の巻線に電流が流れる場合には、前記複数相の巻線から生じる回転磁界によって前記ロータの前記複数の磁極に回転力を発生させるようになっており、
前記複数相の巻線がそれぞれ延びる方向を長手方向としたとき、前記複数相の巻線のうち1つの巻線は、前記長手方向に延びる複数の導電性フィルム(51、51A、51C、51D)を備え、
前記長手方向に交差して、かつ前記複数の導電性フィルムのそれぞれの厚みを形成する方向を厚み方向とした場合に、前記複数の導電性フィルムが前記厚み方向に積層された状態に配置されており、
前記1つの巻線は、前記厚み方向に、前記複数の磁極のうち少なくとも1つの磁極から生じる磁束の方向が交差するように配置されている。
回転機1は、電動機および発電機のうち一方として作動するモータジェネレータであって、図1および図2に示すように、ステータ2、およびロータ3を備える。ステータ2は、磁性体によって構成されているステータコア20を備える。ステータコア20は、軸線Saを中心とする円環状に形成されている環状部22を備える。
巻線30B、30D・・・30L、31B、31D・・・31Lは、巻線30B、30D、30F、30H、30J、30L、31B、31D、31F、31H、31J、31Lを省略して記載したものである。
回転軸47は、軸受け49a、49bを介してロータハウジング48によって回転自在に支持されている。このことにより、ロータ3が軸受け49a、49bによって回転自在に支持されていることになる。軸受け49a、49bは、回転軸47に対して軸線方向を中心とする径方向外側に配置されている。軸受け49a、49bは、互いに軸線方向にずれて配置されている。
ロータハウジング48は、軸線方向を中心とする円筒状に配置されている。ロータハウジング48は、軸受け49a、49bに対して軸線方向を中心とする径方向外側に配置されている。
次に、本実施形態の電線の構造について図4、図5、図6を参照して説明する。
このことにより、複数の導電性フィルム51および複数の絶縁層53が積層されることにより、電線50が構成されることになる。複数の絶縁層53は、後述するように、電線50において渦電流が生じることを抑える役割を果たす。
電気絶縁性フィルムを構成する電気絶縁性の樹脂材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、モノマーキャストナイロン、ジュラコン、ポリカーボネート等を用いることができる。
上記第1実施形態では、カーボンナノチューブを備える複数の導電性フィルム51によって電線50を構成した例について説明した。しかし、これに代えて、金属材料からなる複数の導電性フィルム51Dによって電線50を構成した本第2実施形態について図12を参照して説明する。
上記第1複数の絶縁層53を複数の導電性フィルム51に対して1つずつ交互に配置することにより電線50を構成する例について説明した。
上記第1実施形態では、複数の絶縁層53を複数の導電性フィルム51に対して1つずつ交互に配置することにより電線50を構成する例について説明した。
導電性フィルム51Cは、第2導電性フィルムとして、複数のカーボンナノチューブのそれぞれの延び方向Esが厚み方向に沿うように配置されている。
(1)上記第1~第4実施形態では、回転機1を電動機および発電機のうちいずれか一方として作動させるモータジェネレータとした例について説明した。
(9)上記第1~第4実施形態では、磁極44a~44l、45a~45lを永久磁石41a~41l、42a~42lによって形成した例について説明した。しかし、これに代えて、永久磁石41a~41l、42a~42lに代わる複数の電磁石によって磁極44a~44l、45a~45lを形成してもよい。
44a~45l 磁極
3 ロータ
30A~30L、31A~31L 巻線
32 ステータコイル
41a~42l 永久磁石
50 電線
51 導電性フィルム
Sa 軸線
Claims (11)
- 回転機であって、
軸線(Sa)を中心とする円周方向に並べられている複数の磁極(44a~44l、45a~45l)を有し、かつ前記軸線を中心として回転自在に構成されているロータ(3)と、
電線(50)が相毎に巻かれている複数相の巻線(30A~30L、31A~31L)を備え、前記複数相の巻線が前記円周方向に並べられているステータコイル(32)と、を備え、
前記ロータが前記軸線を中心として回転する場合には、前記複数の磁極から生じる磁束によって前記複数相の巻線に電流を発生させ、前記複数相の巻線に電流が流れる場合には、前記複数相の巻線から生じる回転磁界によって前記ロータの前記複数の磁極に回転力を発生させるようになっており、
前記複数相の巻線がそれぞれ延びる方向を長手方向としたとき、前記複数相の巻線のうち1つの巻線は、前記長手方向に延びる複数の導電性フィルム(51、51A、51C、51D)を備え、
前記長手方向に交差して、かつ前記複数の導電性フィルムのそれぞれの厚みを形成する方向を厚み方向とした場合に、前記複数の導電性フィルムが前記厚み方向に積層された状態に配置されており、
前記1つの巻線は、前記厚み方向に、前記複数の磁極のうち少なくとも1つの磁極から生じる磁束の方向が交差するように配置されている回転機。 - 前記厚み方向に交差し、かつ前記長手方向に交差する方向を幅方向とした場合において、
前記複数の導電性フィルムは、それぞれ、前記厚み方向の導電率の方が前記長手方向の導電率に比べて小さく、かつ前記幅方向の導電率の方が前記長手方向の導電率に比べて小さくなるように構成されている請求項1に記載の回転機。 - 前記複数の導電性フィルムは、それぞれ、カーボンを有して構成されている請求項1または2に記載の回転機。
- 前記複数の導電性フィルムは、それぞれ、複数のカーボンナノチューブを備える請求項2に記載の回転機。
- 前記複数のカーボンナノチューブは、それぞれ、前記長手方向に沿うように配置されている請求項4に記載の回転機。
- 前記複数の導電性フィルムは、第1導電性フィルム(51)、第2導電性フィルム(51C)、および第3導電性フィルム(51)を備え、前記第1導電性フィルムおよび前記第3導電性フィルムの間に前記第2導電性フィルムが配置されており、
前記第1導電性フィルム、前記第3導電性フィルムは、前記第2導電性フィルムに比べて、前記複数のカーボンナノチューブが延びる方向(Es)の分布において、前記複数のカーボンナノチューブのうちより多くのカーボンナノチューブが前記長手方向に沿うように配置されている請求項4に記載の回転機。 - 前記複数の導電性フィルム(51D)は、それぞれ、金属材料によって構成されている請求項1に記載の回転機。
- 前記複数の導電性フィルムは、それぞれ、互いに隣り合う第1導電性フィルム(51A)および第2導電性フィルム(51A)を備え、
前記第1導電性フィルムおよび前記第2導電性フィルムのうち一方の導電性フィルムのうち前記厚み方向の一方側には、前記厚み方向の一方側に凸となる凸部(55a、55b)と、前記厚み方向の他方側に凹む凹部(55c、55d)とが設けられており、
前記凸部の先端部が前記他方の導電性フィルムに接触し、かつ前記凹部と前記他方の導電性フィルムとの間に、間隔(58)が形成されている請求項1ないし7のいずれかに記載の回転機。 - 前記1つの巻線は、電気絶縁性材料によって膜状に形成されている複数の絶縁層(53)を備え、
前記複数の絶縁層は、前記複数の導電性フィルムに対して1つずつ交互に前記厚み方向に並べられている請求項1ないし8のいずれかに記載の回転機。 - 前記電気絶縁性材料は、樹脂材料である請求項9に記載の回転機。
- 前記複数の絶縁層は、それぞれ、可撓性を有するフィルムである請求項9に記載の回転機。
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