JPH064155B2 - 電気力学シエーカ用電機子構造体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、別途変動発生機として公知の振動試験の目的
に普通に使用されるような電気力学シェーカ、更に詳し
くはこのようなシェーカの電機子に関するものである。

＜従来の技術とその問題点＞ 電気力学シェーカ用の電機子の設計では、一定の機械に
対して可能最大のスラスト（推力）を与えようとするの
が普通である。温度上昇とか、磁場の強さとか、電機子
コイルの機械強さとかいったような、使用推力を制限す
るパラメータが沢山ある。

本形式の電機子コイルを製作するためには、一般に、一
本又は数本の通電導線の隣接巻線を互に結合する方法に
よる。かような導線は中空であって冷却のために水を流
せるようにしてあってもよい。更に、この全体を強化す
るため、又時として、製作工程の補助として、別の材料
を外部から或はコイルの各層間に添加してもよい。使用
する代表的な材料はコイルのクラッド用のステンレス鋼
や、コイル巻線の結合用のエポキシ樹脂のような結合材
や、コイル集合体の中心背骨を構成するためのガラス繊
維布である。

シェーカを普通に使用する場合、上記のような複合電機
子構造体には大きな応力が発生し、かような応力の大部
分は駆動軸に起る。

この複合電機子構造体の各部品はこの応力の一部を引き
受け、全荷重は主として２項目、即ち、隣接コイル巻線
間の結合とクラッド材又は背骨材料に配分されるだろ
う。この応力が配分される比率を支配するものは正確な
各寸法と関係材料の特性とである。

実用上の理由から、電機子の設計はコイル厚については
一定の寸法に限定され、一般に最大の導線断面積を備え
ていなければならない。最大の強さを与えるためには、
このためクラッド材料又は背骨材の厚さの選択や、結合
実施の接着材の選択が残されている。念頭に置くべきこ
とだが、単にクラッド材料を厚くするだけでは導線断面
積を犠牲にすることになろうし、従って、この対策は理
想的ではない。市販で入手可能な結合材の場合、コイル
に結合は普通は、鎖の中で最も弱い連結部となり、従っ
て、クラッド材又は背骨材は出来る限り堅くなくてはな
らず、即ち、できる限り弾性率が高くなくてはならな
い。ガラス布又はステンレス鋼のような材料がこの目的
に使用されているが、これらの内の何れも、高弾性率と
軽量と、高疲労強さの全部を兼備してはいない。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、他のどのパラメータも低下させないで、電機
子の機械強さを著しく改良する手段を提供するものであ
る。

即ち、電機子サポートと、そのサポートに取付けた電機
子コイルに巻いた少なくとも１本の導線からなる電気力
学シェーカー用電機子コイル装置と、電機子コイル装置
に設けられた炭素繊維のクラッディングからなる電気力
学シェーカー用電機子構造体であって、炭素繊維のクラ
ッディングの形が電機子コイルの表面に配列された一連
の割分又はパネルとなり、割分又はパネルは炭素繊維が
電機子コイルの大体において長手方向に配置されるよう
に配列され、いわば、炭素繊維が電機子の運動の方向に
沿って横たわっているようにしたものである。

＜作用＞ 本発明によれば、電機子のクラッド又は背骨を構成する
ものは電機子の運動の方向に沿って横たわっている炭素
繊維材料である。

炭素繊維複合体は高弾性率、軽量、高疲労強さといった
望ましい諸性質をすべて持っていて、このため設計者は
厚さと構造を正しく最適化することによって電機子の有
効強さを３０％までも増強することができる。

更に、この発明の別の重要な長所は、炭素繊維のクラッ
ディングの形が電機子コイルの表面に配列された一連の
割分又はパネルとなっており、電機子が振動する際の炭
素繊維中の望ましくない循環電流の発生を防止でき、
又、通常の操作において、圧力が正確に電機子コイルと
そのサポートの間に分配されるのを助け、電機子の動き
に生ずるひずみ水準が低下することである。

＜実施例＞ 本発明について、今から、例示として、添附図面を参考
に更に詳細に説明する。

第１図は本発明による一つの形式の電機子の一部分の断
面図、 第２図は電機子の別の実施例の一部の断面図、 第３図は電機子装置全体の透視図である。

第１図についてだが、電機子フレーム１は電機子コイル
として巻いた中空導線２を支えている。

導線はガラス繊維布３に包まれていて、全体の隣接巻線
はエポキシ樹脂４によって互いに結合され、且つこれに
封入されている。炭素繊維複合体で構成されているクラ
ッディング５が電機子コイル集合体の内外両面上に設け
られている。

電磁誘導により、且つ、ガルバニック作用により材料中
に循環する電流を防止するように注意を払うこと。ガル
バニック作用によって腐食効果が生じ、この複合体の長
期の強さが低下することになろうし、一方、電磁誘導に
よって好ましからぬ動力損が発生する。

上記の構造によってこれらの問題が回避され、実用上の
強さが増すことが分っている。

このことは中空導線２のある水冷電機子について示され
ているが、本発明は中実導線を有する別の型の電機子に
ついても、又、コイル集合体用の中心背骨のある電機子
についても応用することができる。

かような電機子の一つを第２図に示すが、この場合、巻
いて電機子コイルにして、且つ炭素繊維の積層体で構成
した中心背骨１３の何れかの側に配置した中実導線１２
を、電機子フレーム１１が支えている。導線１２はエポ
キシ樹脂１４によって結合され、この樹脂に包まれてい
る。

第３図は第１図の構造を具体化した電機子全体の透視図
である。これから分るように、全体的に２ａで示してあ
る電機子コイルは電機子フレーム１に装着してあり、炭
素繊維クラッディング５はパネル状を呈している。隣接
パネル間の空隙はエポキシ樹脂４で充填してある。各パ
ネルには全体的に電機子の長手方向に拡がっている繊
維、即ち、電機子の運動の方向、即ち線Ｘ−Ｘで示すよ
うに横たはっている繊維を嵌合してある。このような配
置によってこの方向の強さは最大となり、堅さは最大と
なる。

電機子のクラッディングを構成しているのは未硬化エポ
キシ樹脂で予備含滲した炭素繊維複合体から成るシート
材である。次に、電機子は正しい形に裁断したシート材
のパネルを積み重ね、最後にエポキシ樹脂を真空含滲さ
せる。電機子は次に焼き、これにより、この構造体を包
むのに使用されるエポキシ樹脂も、予備含滲させた炭素
繊維自体も硬化される。

勿論、電機子の形状は第３図に特に示したもの以外の形
状であってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一つの形式の電機子の一部分を示
す断面図、第２図は電機子の他の実施例の一部の断面
図、第３図は電機子装置全体の透視図である。 １…電機子サポート、２…導線 ２ａ…電機子コイル装置、３…ガラス繊維布 ５…炭素繊維のクラッディング、１３…背骨

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電機子サポートと、そのサポートに取付け
   た電機子コイルに巻いた少なくとも１本の導線からなる
   電気力学シェーカー用電機子コイル装置と、電機子コイ
   ル装置に設けられた炭素繊維のクラッディングからなる
   電気力学シェーカー用電機子構造体であって、炭素繊維
   のクラッディングの形が電機子コイルの表面に配列され
   た一連の割分又はパネルとなり、割分又はパネルは炭素
   繊維が電機子コイルの大体において長手方向に配置され
   るように配列され、いわば、炭素繊維が電機子の運動の
   方向に沿って横たわっていることを特徴とする電気力学
   シェーカー用電機子構造体。
2. 【請求項２】少なくとも１本の電機子導線がガラス繊維
   布に包まれていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の電気力学シェーカ用電機子構造体。
3. 【請求項３】コイルの近接した巻線がエポキシ樹脂によ
   って結合され、炭素繊維もエポキシ樹脂によって予備含
   浸されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第２項に記載の電気力学シェーカー用電機子構造体。