JPH01255459A - 円筒状電機子巻線の作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばＦＡ、ＯＡ機器用モータ、および航空
・宇宙機器用モータに好適な小形、高性能のブラシレス
モータ用の円筒状をした電機子巻線の作成方法に関する
。

〔従来の技術〕

これまでにおけるこの種の円筒状電機子巻線の製作手段
としての従来法Ａ［特開昭６０−２１６７４６号］　・
第７図図示では単一導体の２層波巻構造なので、「整列
コイル−舟形の帯コイル−ネジ折りコイル−円筒巻き」
のような工程を経て、円筒状電機子巻線に仕上げている
。

また、従来法Ｂ［特開昭６１−１２５５０９号］では細
線を束ねた、複数導体による２層波巻構造なので、第８
図に表わすように、「要素コイル→舟形の帯コイル−ネ
ジ折りコイル−円筒巻き」のような工程を経て、同様な
円筒状電機子巻線に仕上げている。

さらに、従来法Ｃでは第１０図に示すように、複数個の
円筒巻線を仕上げた後、外側円筒巻線の内部に内側円筒
巻線を挿入し、一体の円筒巻線にしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるにこれらの従来の円筒状電機子巻線の作成方法で
は下記のとおりの不具合がある。

従来法Ａの場合、単一導体であるために、太い導体では
成形作業が難しくなり、大きな電流を通電できる反面、
ターン数が少なくなるので、誘起電圧が低下して、結局
、アンペア・ターンの増加は難しい。

一方、細い導体では成形作業が容易であるが、導体抵抗
が増加し、アンペアターンが低下して、出力密度が低下
する。

そこで従来法Ｂのように細線を束ねた要素コイルを用い
て、複数導体を作ることにより、ターン数・肉厚を自由
に設定できるようになったが、日出線部の結線のわずら
れしさ、運転条件・電源電圧の関係から、数本の導体を
束ねて、作ることが多く、この場合整列巻きが難しい。

さらに、従来法Ａ、Ｂいずれにしても、一体化した１つ
のネジ折りコイルから、円筒巻線へ仕上げるために、下
記のような問題点が残されている。

つまり、円筒巻線の肉厚部だけ、内外周差が生じるため
に、内側導体間は密着状態となり、外側導体間にはスキ
マを生じる。

しかも、コイルエンド部が第９図のように、−部に集中
するのを避けられず、寸法が大きくなるとともに、結線
作業が難しい。

また、従来法Ｃの手段では、外側円筒巻線内部に、内側
巻線を挿入するとき導体を傷つけやすく、錫をつけない
ようにするには、スキマを大きくする必要があり、占積
率の向」二が望めない。

しかもコイルエンド部が重ならないように、かつ同相コ
イルが円周放射状に整列するように、内側・外側円筒状
巻線を周方向にずらしながら、起磁力の最大点を見い田
すことは至難である。

本発明は、整列巻きが容易で、占積率を向上し、かつ結
線が容易な円筒状電機子巻線の作成方法を提供すること
を、その目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の円筒状電機子巻線
の作成方法においては、多段巻線（例えば３段）のとき
内側ネジ折りコイルより（２ｔ１×π）だけ長くした中
側ネジ折りコイル、さらに（２（ｔ、＋ｔ２）Ｘπ］だ
け長くした外側ネジ折りコイル［ここにｔｌ、ｔｚは内
側、中側ネジ折りコイルの肉厚、πは円周率である］を
個別に作り、各コイルエンド部を極ピツチ単位で、所定
量だけずらして、一体化し、巻心に重ね巻き、内外周導
体が均一となった円筒巻線を作る。

〔作　用〕

上記手段で円筒状電機子巻線を作れば、外側の段になる
に従って導体線径が太くしであるので、内側・外側導体
巻線密度を平均化できる。また、コイルエンドを極ピツ
チ単位で任意の位置に分散でき、各相コイルの極位置を
そろえやすいとともに結線作業が容すとなる。従って、
特性の向上・小形化が０１能となる。

さらに、要素コイルの厚さを薄くすると、折り曲げが容
易になり、折曲げ精度は向上し、各段の密着が良くなり
、占積率が改善される。

〔実施例〕

本発明の一実施例では、３相３段重ね４極用を例としで
ある。

次の４工程を経て、円筒巻線を製造する。

整列要素コイル→帯コイル→ネジ折りコイル−円筒巻線
という順序工程である。

１）　先ず整列要素コイルを作成する。

同径の導体細線を巻枠に多数回巻きつけて第２図のよう
な整列要素コイル１を１相当たり、ｎ段ずつ、本例の３
相モータの場合ではＵ、Ｖ、Ｗ相について第２図（ａ）
　、　（ｂ）　、　（ｃ）の３相３段分合計９個を作る
。

このとき、各段コイルの導体間ピッチは、第１図（ｆ）
で示す完成品の重なり合う各段の導体が放射状にそろう
ように配置する。

ここで、Ｐを極数、Ｌを円筒巻線出来上りの軸方向幅、
ｇを要素コイルの長辺部の長さ、ｔはコイル辺の厚さ、
ｂはコイル辺の幅、添字は段数とすると、 第２図中の長辺部の長さｇは、はぼ下式を満たすように
作っておく。

を満足するようにする。

２）　次に帯コイルの製作を行う。

第３図（ａ）に示すように、前記整列要素コイルの長辺
同士を、その縁に沿って整列して、整合させ、一体かつ
扁平に成形して細長い舟形の帯コイルを作る。

整列したコイル列に粘着テープ（図示せず）を張りつけ
て、形態を保持する。以上のようにして、１段目、２段
目、３段目の帯コイル２を作成する。

次に、成形済の帯コイル２を傾斜角αを以て、円筒巻線
６のモータ軸方向幅りにほぼ等しくしたゲージ１０の沿
面でネジ状に折り曲げて行く。

ここで傾斜角αは下記の式を満足するようにしである。

１段目ネジ折りコイル ′う　°７（１１““ぼ　　−　。／Ｐ２段目ネジネジ
折イル ３段口ネジ折りコイル ３°Ｆｉｔ　　　　　　　し ただし、Ｄは１段目コイル内径とする。

折り曲げ作業後に、ゲージ１０をコイルから引き抜くと
、第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す妬く、各段コイ
ルが所定ζ」−法の異なる、板状の、各段ネジ折りコイ
ル３ａ、３ｂ、３Ｃができる。

各段のネジ折りコイル３ａ、３ｂ、３ｃを第１図（（１
）のようにしてコイルエンド部をづらして、重ね音せた
一体化した多段のネジ折りコイルを作りあげる。

３）　最後に円筒巻線への仕上げを行なう。

先に示す第１図（ｄ）のように、各段のネジ折りコイル
３ａ、３ｂ、３ｃをそれらのコイルエンド部７ａ、７ｂ
、７ｃが、重ならないように極ピツチ単位で、各段コイ
ルの相を合致するように、所定ｍだけずらして重ね合せ
る。

次に第１図（ｅ）に表わすように、円ｒ：Ｊ巻心１２に
重ね巻き、両端の一層コイル列同士が重なり合うように
成形して、相互を固若した後円筒巻心１２を抜きとると
、第１図（ｆ）に示す如く、コイルエンド部が全周に分
散された円筒巻線６に仕上げる。

説明上３段重ねを例としたが、ｎ段の場合も同様な工程
で出来ることは自明であるので、あえて説明を省略する
。

さらに、本発明の他の実施例について述べる。

さきの一実施例では導体線径を各段同一としてあったが
、第４図に示す如く、１段目、２段目、３段口の要素コ
イルの導体４ａ、４ｂ、４ｃの導体径を、ｄ　＋　＜　
（１２＜　ｄ　３となるように、大略、ｄｌ・　ｄ２・
　ｄ３′）関係を゛・ 但し、θは中心とｄ　ｔのなす角、 になるように選ぶと、同相導体が放射状に同角ピッチで
並び易くなる。

また第５図は、検査、矯正治具を示し、堅固な平板状１
３ｅ平而」−に、平行する薄い棒状よこ型機部材１３ａ
、１３ｂとこの部祠ど角度αで連接するたて型枠部＋＋
１３ｃ、１３ｄを長辺がπ（Ｄ＋２Ｌ　　）、　　π（
Ｄ＋２ｔ　＋２＋２）。

π（Ｄ＋２ｔ　　＋２ｔ２＋２ｔ３）、短辺がＬとした
菱形型枠を作り、第６図の如く、固定された型機部材１
３ｂ、１３ｄ、１３ａ、１３ｃの内縁側に沿ってネジ折
りコイル３ａの外縁側を当接させ、その首脱辺１８ａの
内縁側をネジ折りコイル３ａの、Ｊ二Ｊｊの外縁側に当
接したとき、間隙が生じない状態であればよい。

間隙が生じたり、はみ出したときは型枠に合わせるよう
に矯正し導体を整列させる。

なお、この検査、矯正治具１３は２段目、３段目に対応
して、順次大きく形成されている。

〔発明の効果〕

本発明は、円筒巻線を上記の如き方法で作成するので、 （１）多段重ね巻線の同相コイルが放射状に同じ角ピッ
チで、整列されるので、起磁力が均一に分布し、トルク
効率が向上出来る。

（２）多段重ね巻線の各段の密着性が向上出来るので、
占積率が向上する、とともにコイル厚み精度が向上出来
、空隙長を精度良く、適性に管理出来るので、空隙長の
長さを減縮出来る、出力向上や、小型化、大出力化が出
来る。

（３）コイル・エンドをずらして、配置し易いので、結
線作業がやり易くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例の工程・経過・
外観を示す図、第４図は他の実施例を示す断面図、第５
図および第６図は検査、矯正治具を示す図面、第７図な
い１．第１０図は従来例を示す図面である。 なお、図中同一構成要素には、同一符号を付１゜である
。 １・・要素コイル ２・・・帯コイル ３．３ａ、　　３Ｊ　　３ｃｍ　ネジ折りコイル４ａ、
４ｂ、４ｃｍ−−導体 ６・・・円筒＠線 １０・・・ゲージ １２・・・巻心 １３・・・検査、矯正治り １′３ａ。１３ｂ、　　１−３ｃ、　　１３ｄ−型枠部
材１８・・・甲板状基板。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第２図 第３図 り 第４図 ５→〔重盲璽−言のＩｉ−閣園園しレ　（ｉ））帯コイ
ル第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コイルの肉厚をｔ＿１、ｔ＿２、・・・ｔ＿ｎ、円
   周率をπとするとき、２段目ネジ折りコイルは１段目ネ
   ジ折りコイルよりもコイル辺の長さを（２ｔ＿１×π）
   だけ長くし、さらに３段目ネジ折りコイルは１段目ネジ
   折りコイルよりもコイル辺の長さを［２（ｔ＿１＋ｔ＿
   ２）×π］だけ長くし、以下順次それらに準じた板状の
   ネジ折りコイルをｎ個作り、 これら各段目ネジ折りコイルを重畳してから巻心の周囲
   に置きつけ、両端を会合させて、固着し、円筒巻線に仕
   上げる ことを特徴とする円筒状電機子巻線の作成方法。 ２、ｎ段のネジ折りコイルのそれぞれのコイルエンド部
   が重ならないように極ピッチ単位で任意量だけ、ずらし
   一体とする 特許請求の範囲第１項記載の円筒状電機子巻線の作成方
   法。 ３、コイルの導体径を各段ごとに変えたものを巻くよう
   にした 特許請求の範囲第１項あるいは第２項記載の円筒状電機
   子巻線の作成方法。 ４、平板基板に巻き角αの菱形よりなる型枠部材を有す
   る治具にて、ネジ折りコイルの検査・矯正を行なう 特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかの項に記
   載の円筒状電機子巻線の作成方法。