JPH03218243A - 直流モータ用の電機子コイルの製作方法 - 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］ 本発明は直流モータに用いられる電機子コイルの製作方
法に関する。

［従来の技術］ 直流モータに用いられる電機子では、電機子コアの外側
に二層の電機子コイルを備えたものが知られている。

この種の電機子では、強磁性体よりなる電機子コアの軸
線方向両端部には一対の絶縁板が配設されている。各絶
縁板はコアよりも若干大径の円形板で、外周には半径方
向に切り欠かれたスリットが全周に渡って複数形成され
ており、さらにこれらのスリット内にはそれぞれ導体コ
イル線が取り付けられている。

導体コイル線は銅製の長尺体で、軸線方向中間部には強
磁性体（鉄）が一体的に固着されている。

この導体コイル線の軸線方向両端部が、前記一対の絶縁
板のスリット内にそれぞれ半径方向に二重に組付けられ
ている。すなわち、内側に組付けられた導体コイル線に
よって、コアの外周に配置される円筒形の内側コイルが
形成され、さらに、この内側コイル（導体コイル線）の
外側に組付けられた導体コイル線によって、内側コイル
の外周に配置され内側コイルに電気的に接続される外側
コイルが形成される構成である。

また、内側コイルと外側コイルのそれぞれ軸線方向両端
部（絶縁板の内側近傍）においては、各導体コイル線が
互いに反対方向へ傾斜されて（例えば６０度）配設位置
が進められて渡り線部が形成されており、これによって
界磁内のコイルに適切な通電が行なえるようになってい
る。

このような内外二層の電機子コイルを有する従来の直流
モータは、小型かつ高出力でまた応答性も良い等の利点
がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、内外二層に構成される従来の電機子コイ
ルは、製作加工の工程が複雑でコスト高である欠点があ
った。

すなわち、従来の電機子コイルでは、各コイルを形成す
る複数の導体コイル線は、絶縁板に組付ける以前に、そ
の両端部が軸線方向中間部（強磁性体固着部分）に対し
て直角方向へ屈曲され（すなわち、内外コイルの軸線方
向に対して周方向へ屈曲され）ていたため、屈曲成形さ
れたこれらの導体コイル線を絶縁板のスリット内に組付
ける際の位置決めが容易でなく、所定の組付精度を確保
するためには組付けに手間がかかり、これらのためにコ
スト高であった。

またこのような問題を解消するために、特開昭６３−２
８７３３８号、特開昭６３−２８７３３９号公報には、
複数本のコイル素線から成るコイル素線シ一トを複数個
平行に円筒に配列して一方向に捩じって内外層コイルを
形成することが提案されている。

しかしながら、前記各公報に示される如く単に捩じった
場合には、第９図に示す如くコイル５０の渡り線部５２
が内側にへこみ、内層コイルと外層コイルの接続、組付
けが困難である。

本発明は上記事実を考慮し、内外二層に構成される電機
子コイルを簡単かつ確実に製作加工することができ、コ
ストの低減を図ることができる直流モータ用の電機子コ
イルの製作方法を得ることが目的である。

［課題を解決するための手段］ 請求項（１）に係る発明の直流モータ用の電機子コイル
の製作方法は、軸線方向中間部に強磁性体が一体的に固
着された導体コイル線の、前記強磁性体固着部分以外の
軸線方向両端部近傍を予め湾曲形状に形成し、電機子コ
アの軸線方向両端部に互いに同軸的に配設される一対の
絶縁板に、前記導体コイル線の端部を周方向に沿って複
数隣接して筒状に配列しかつ前記湾曲形状部分が筒径を
拡大する状態で組付けた後に、前記一対の絶縁板を互い
に軸線周りに反対方向へ回転させて前記導体コイル線の
湾曲形状部分を捩じり、これによって、前記複数の導体
コイル線が捩じり方向へ傾斜されて配設位置が進められ
た円筒形の渡り線部を有する外側コイルを製作し、次い
で、前記渡り線部における導体コイル線の傾斜方向が前
記外側コイルと異なると共に前記外側コイルの内周に配
置される内側コイルを、前記外側コイルの内方に組み込
んだ後に、前記外側コイルの導体コイル線と内側コイル
の導体コイル線とを電気的に接続して製作している。

また、請求項（２）に係る発明の直流モータ用の電機子
コイルの製作方法は、請求項（１）記載の直流モータ用
の電機子コイルの製作方法において、前記内側コイルは
、前記外側コイルと同様の工程によって製作されて円筒
形の渡り線部を形成することを特徴としている。

［作用］ 請求項（１）記載の直流モータ用の電機子コイルの製作
方法では、各導体コイル線はその軸線方向中間部（強磁
性体固着部分）が内外コイルの軸線方向中間部とされ、
この軸線方向中間部に対して軸線方向両端部が、共に軸
線に沿って平行であるため、一対の絶縁板のスリット内
に挿入する際、両絶縁板に対し導体コイル線を同一方向
から同時に挿入でき、絶縁板への組付けが容易で高い組
付精度を確保することができる。

さらに、絶縁板を互いに軸線周りに反対方向へ回転させ
た後には、外側コイルのそれぞれ軸線方向両端部に渡り
線部が形成される。ここで、この渡り線部においては、
各導体コイル線の端部が予め湾曲形状に形成され筒径を
拡大する状態で組付けられるため、一対の絶縁板を互い
に反対方向へ回転させて湾曲形状部分を捩じって渡り線
部を形成する際に、この渡り線部（捩じり部分）が内側
へ突出することなく円筒形に形成される。

すなわち、複数の導体コイル線によって形成される外側
コイルは、強磁性体固着部分から渡り線部にかけて連続
して同一径の円筒形となり、したがって、この外側コイ
ルの内方に内側コイルを挿入し、組み合わせることが容
易にできる。このように、内外二層の電機子コイルを簡
単かつ確実に製作加工することができ、コストの低減を
図ることができる。

一方、請求項（２）記載の直流モータ用の電機子コイル
の製作方法では、外側コイルのみならず内側コイルの渡
り線部も、内側へ突出することなく円筒形に形成される
。

すなわち、複数の導体コイル線によって形成される内側
コイルと外側コイルは、強磁性体固着部分から渡り線部
にかけて連続して同一径の円筒形となり、したがって、
電機子コアの外周に内側コイルを組付けさらにこの内側
コイルの外周に外側コイルを組み合わせることが容易に
できる。このように、内外二層の電機子コイルを簡単か
つ確実に製作加工することができ、コストの低減を図る
ことができる。

［実施例］ 第１図には本発明に係る製作方法が適用されて製作され
た直流モーク用の電機子１０の全体斜視図が示されてい
る。また、第２図乃至第８図には電機子１０の構成部品
が製作段階に応じて示されている。

電機子１０は、電機子コア１２とこの電機子コア１２の
外側に配置される電機子コイル１４、及び整流子１８と
を備えている。電機子コア１２は鉄等の強磁性体によっ
て円柱形に形成されており、シャフト１６が取り付けら
れている。

電機子コイル１４は、内側コイル２０と外側コイル３０
とによって構成されている。第３図及び第４図に詳細に
示す如く、内側コイル２０は一対のスリット板２２を有
している。各スリット板２２は絶縁性を有する板材で、
ドーナツ状に形成されており、電機子コア１２の外径に
対応した内径寸法となっている。各スリット板２２の外
周には、半径方向に切り欠かれたスリット２４が隣接し
て全周に渡って複数形成されており、さらにこれらｑ のスリット２４内にはそれぞれ導体コイル線２６が取り
イ」けられている。

導体コイル線２６は銅製の長尺体で、軸線方向中間部に
は強磁性体く鉄）２８が一体的に固着されている。また
、第５図にも示す如く、各導体コイル線２６のそれぞれ
軸線方向両端部くスリット板２２の内側近傍）には、各
導体コイル線２６が互いに反対方向へ捩じられて（例え
ば６０度）配設位置が進められた渡り線部２６Ａが形成
されており、これによって界磁内のコイルに適切な通電
が行なえるようになっている。

これらのスリット板２２、導体コイル線２６及び強磁性
体２８によって、電機子コア１２の外周に配置される円
筒形の内側コイル２０が形成される構成である。

一方、外側コイル３０は、内側コイル２０と同様に一対
のスリット板３２を有している。各スリット板３２も絶
縁性を有する板材でドーナツ状に形成されており、スリ
ット板２２の外径に対応した内径寸法となっている。ス
リット板３２の内周１０ には、スリット板２２の外周に形成されたスリット２４
に対応して、半径方向に切り欠かれたスリット３４が隣
接して全周に渡って複数形成されている。さらに、これ
らのスリット３４内にはそれぞれ導体コイル線３６が取
り付けられている。

導体コイル線３６は、導体コイル線２６と同様に銅製の
長尺体で、軸線方向中間部には強磁性体３８が一体的に
固着されており、さらに、各導体コイル線３６のそれぞ
れ軸線方向両端部（スリット板３２の内側近傍）には、
各導体コイル線３６が互いに反対方向へ捩じられて配設
位置が進められた渡り線部３６Ａが形成されている。

これらのスリット板３２、導体コイル線３６及び強磁性
体３８によって、内側コイル２０の外周に配置される円
筒形の外側コイル３０が形成される構成である。

なお、スリット板２２から軸線方向外側に突出した導体
コイル線２６の端部は、スリット板３２から軸線方向外
側に突出した導体コイル線３６の端部に接続されており
、これによって、内側コイ■ １ ル２０と外側コイル３０とは電気的に接続されて電機子
コイル１４が形成される構成である。

さらに、これら内外接続部のうち所定数毎に整流子１８
のセグメント１９に電機的に接続される。

次に、以上の構成による電機子１０の製作方法を図面に
従って説明する。

第２図に示す如く、導体コイル線２６の、強磁性体２８
固着部分以外の軸線方向両端部近傍を予め湾曲させて湾
曲形状部２５を形成する。さらに、この湾曲形状部２５
０両端部（すなわち、直線部分との境界部位）の互いに
表裏反対側に、切り込み４０、４２を形成する。なお、
これらの切り込み４０、４２の深さ寸法は、本実施例の
場合、導体コイル線２６の厚さ寸法の２０％以内とされ
ているが、これは材質等により異なるものである。

次いで、第３図に示す如く、一対のスリット板２２のス
リット２４内に、前記導体コイル線２６の端部を組付け
る。さらにその後に、第４図に示す如く、一対のスリッ
ト板２２を互いに反対方向く第４図矢印Ａ方向）へ回転
させて各導体コイル１ ２ 線２６の湾曲形状部２５を捩じり、これによって、第５
図に示す如く渡り線部２６Ａを有する内側コイル２０を
形成する。

また一方、第６図に示す如く、一対のスリット板３２の
スリット３４内に導体コイル線３６の端部を組付け、さ
らに第７図に示す如く一対のスリット板３２を互いに反
対方向く第７図矢印Ｂ方向）へ回転させて各導体コイル
線３６の湾曲形状部３５を捩じり、前述と同様の工程に
よって外側コイル３０を形成する。なおこの場合には、
一対のスリット板３２の捩じり方向は、前述のスリット
板２２の場合とは逆方向とされており、これによって、
渡り線部３６Ａにおける導体コイル線３６の傾斜方向が
内側コイル２０の渡り線部２６Ａと異なるようにしてい
る。

次いで、第８図に示す如＜、電機子コア１２の外周に内
側コイル２０を組み込むと共に、内側コイル２０の外方
に外側コイル３０を組み込み、さらに、内側コイル２０
の導体コイル線２６と外側コイル３０の導体コイル線３
６とを電気的に接続１３ し、かつ、上記内外コイル接続部の所定数毎と、整流子
１８のセグメント１９とを溶接等にて電気的に接続して
電機子１０の製作が完了する。

このように、上記の電機子コイル１４　（電機子１０）
の製作方法では、各導体コイル線２６、３６はその軸線
方向中間部（強磁性体２８、３８固着部分）が内側コイ
ル２０及び外側コイル３０の軸線方向中間部とされ、こ
の軸線方向中間部に対して軸線方向両端部が、軸線に沿
って平行であるため、一対のスリット板２２又は一対の
スリット板３２のスリット２４又はスリット３４内に挿
入する際、軸線方向両端部に位置する各スリット板２２
、３２に対し各導体コイル線２６、３６を、同一方向か
ら同時に挿入でき、位置決めが容易で高い組付精度を確
保することができる。

さらに、各一対のスリット板２２、３２を互いに反対方
向へ回転させた後には、内側コイル２０と外側コイル３
０のそれぞれ軸線方向両端部に渡り線部２６Ａ，３６Ａ
が形成される。ここで、この渡り線部２６Ａ，３６Ａに
おいては、各導体コ１４ イル線２６、３６の端部が予め湾曲されて湾曲形状部２
５、３５が形成されているため、スリット板２２または
スリット板３２をそれぞれ互いに反対方向へ回転させて
湾曲形状部２５、３５を捩じって渡り線部２６Ａ、３６
Ａを形成する際に、第５図に示す如くこの渡り線部２６
Ａ、３６Ａ（捩じり部分）が内側へ突出することなく円
筒形に形成される。

すなわち、複数の導体コイル線２６、３６によって形成
される内側コイル２０と外側コイル３０は、強磁性体２
８、３８固着部分から渡り線部２６Ａ、３６Ａにかけて
連続して同一径の円筒形となり、したがって、電機子コ
ア１２の外周に内側コイル２０を組付けさらにこの内側
コイル２０の外周に外側コイル３０を組み合わせること
が容易にできる。

また、各導体コイル線２６、３６の湾曲形状部２５、３
５の両端部（直線部分との境界部位）の互いに表裏反対
側には切り込み４０、４２が形成されているため、湾曲
形状＠２５、３５を捩しっ１ ５ て渡り線部２６Ａ、３６Ａを形成する際に、各導体コイ
ル線２６、３６の湾曲形状部２５、３５を均一かつ確実
に屈曲させることができる。したがって、強磁性体２８
、３８が折り曲げられて変形することがなく加工精度が
向上し、内側コイル２０と夕１側コイル３０の界磁路を
連続して確実に構成できる。

このように、内外二層の電機子コイル１４を簡単かつ確
実で高精度に製作加工することができ、コストの低減を
図ることができる。

なお、本実施例においては、電機子コイル１４を構成ず
る内側コイル２０と外側コイル３０を同じ製作工程で製
作する、すなわち、導体コイル線２６、３６に湾曲形状
部２５、３５を形成しこれを捩じって円筒形の渡り線部
２６Ａ，３６Ａを共に形成する構成としたが、これに限
らず、外側コイル３０のみに円筒形の渡り線部３６Ａを
形成する構成止してもよい。この場合であっても、円筒
形に形成された外側コイル２０の内方に内側コイル３０
を組み合わせることが容易にできる。

１ ６ ［発明の効果］ 以上説明した如く本発明に係る直流モータ用の電機子コ
イルの製作方法は、内外二層に構成される電機子コイル
を簡単かつ確実に製作加工することができ、コストの低
減を図ることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る直流モータ用の電機子コイルの製
作方法が適用されて製作された電機子の全体斜視図、第
２図はスリット板に組付けられる以前の導体コイル線の
斜視図、第３図及び第４図は内側コイルの製作工程を示
す斜視図、第５図は完成した内側コイルの正面図、第６
図及び第７図は外側コイルの製作工程を示す斜視図、第
８図は内側コイルと外側コイルの組付け工程における挿
入状態を示す斜視図、第９図は従来例に係るコイルの正
面図である。 １０・・・電機子、 １２・・・電機子コア、 １４・・・電機子コイノベ １７ １８　・　・ ２０　・　・ ２２　・　・ ２５　・　・ ２６　・　・ ２６Ａ　・ ２８　・　・ ３０　・　・ ３２　・　・ ３５　・　・ ３６　・　・ ３６Ａ　・ ３８　・　・ ・整流子、 ・内側コイノペ ・スリット板、 ・湾曲形状部、 ・導体コイル線、 ・・渡り線部、 ・強磁性体、 ・外側コイル、 ・スリット板、 ・湾曲形状部、 ・導体コイル線、 ・・渡り線部、 ・強磁性体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸線方向中間部に強磁性体が一体的に固着された
   導体コイル線の、前記強磁性体固着部分以外の軸線方向
   両端部近傍を予め湾曲形状に形成し、 電機子コアの軸線方向両端部に互いに同軸的に配設され
   る一対の絶縁板に、前記導体コイル線の端部を周方向に
   沿って複数隣接して筒状に配列しかつ前記湾曲形状部分
   が筒径を拡大する状態で組付けた後に、 前記一対の絶縁板を互いに軸線周りに反対方向へ回転さ
   せて前記導体コイル線の湾曲形状部分を捩じり、これに
   よって、前記複数の導体コイル線が捩じり方向へ傾斜さ
   れて配設位置が進められた円筒形の渡り線部を有する外
   側コイルを製作し、次いで、前記渡り線部における導体
   コイル線の傾斜方向が前記外側コイルと異なると共に前
   記外側コイルの内周に配置される内側コイルを、前記外
   側コイルの内方に組み込んだ後に、前記外側コイルの導
   体コイル線と内側コイルの導体コイル線とを電気的に接
   続して製作する直流モータ用の電機子コイルの製作方法
   。
2. （２）前記内側コイルは、前記外側コイルと同様の工程
   によって製作されて円筒形の渡り線部を形成することを
   特徴とする請求項（１）記載の直流モータ用の電機子コ
   イルの製作方法。