JPH06506100A - モータの捲線の製造方法 - 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】 モータの接線の製造方法 鬼ユ皇ｌ員 １、ｘユ塁分野 本発明は、大まかには、電動モータの分野に関する。更に詳細には、本発明は、 改善されたモータ及び従来使用された方法よりも簡単に且つ低い費用で実施でき るモータの巻付は方法に関し、この方法により、従来周知の接線よりも動力の効 率が優れたモータの接線が得られる。

２、従来Ω蕉五 交流ブラシレスモーフ及び直流ブラシレスモータは、通常は、内ロータを包囲す る外ステータを有する。ロータは、ステータ内に回転するように取り付けられ・ 　ている。

多くのモータでは、ステータは、等間隔に間隔を隔てられて半径方向に配向され た多数の歯をその内周に沿って有する。これらの歯は対応する数のスロットを構 成する。歯及びスロットはステータの軸線方向全長に亘って延びている。当業者 に周知の種々の技術では、電線はステータの一端から他端まで歯と歯の間のスロ ット内に位置決めされ、ステータの両端で歯の周りに位置決めされる。このよう にして、電線は、接線に加えられた交流電圧又はスイッチング直流電圧が周知の 予め決定された配向を持つ磁界を誘導するように、ロータに関して精密に配向さ れていた。電磁界は、ロータに設けられた永久磁石又は誘導接線と反応してロー タを所望の方向に回転させるように設計されていた。

スロットを備えたステータに電線を設置するのは難しくまた時間のかかる作業で あり、これを行うために多数の複雑な機械が多年に亘って開発されてきた。スロ ットを備えたステータの形体に伴う製造上の困難さの他に、スロットを構成する 歯が磁界に不連続部分をつ（りだし、これはモータの効率に悪影響を及ぼす。

更に、歯が設けられているため、ロータと隣接したステータの重要な領域に位置 決めできる接線の数が制限される。これもまたモータの効率に悪影響を及ぼす。

ステータのロータと隣接した領域全体を導線で満たすことができればモータの効 率が上がり、ヒステリシス等の要因による損失が少なくなる。

ステータの歯及びスロットをなくした他の形体のモータ接線が知られているが、 多くの場合、特別のコイル形態、特別の形状のコイルをつくるための特別の巻付 は機、又は特別の支持構造が必要であった。このような構造には費用がかかり、 製造が複雑である。その結果、多くのモータは、周知の欠点にも関わらず、スロ ットを備えた形態のステータで製造されている。

安価に製造でき、信頼性があり、スロットを使用した接線形体を使用することに よって得られたよりも接線密度の高いモータ用の接線をスロットを使用しないで 形成する技術が長い間満足されることな〈従来技術に存在していたということは 明らかである。

穴五ｐ貞！ 従って、本発明の目的は、信頼性があり且つ安価に製造できる、スロットを使用 しないモータ用接線を提供することである。

更に、本発明の目的は、スロットを使用した接線形体で可能であったよりも接線 密度が高い、モータ用の、スロットを使用しない接線形体を提供することである 。

更に、本発明の目的は、従来のスロットを使用した接線形体で得られたよりも接 線密度が高いスロットを使用しない接線形体を提供する、モータ用巻付はコアを 製造するための方法を提供することである。

本発明の上述の目的及び他の目的を達成するため、本発明の一つの特徴にょるモ ータ、発電機、又は交流発電機用の界磁コイルの製造方法は、絶縁導線を巻付け 、所定の軸線を中心として第１方向に巻付けられた複数の個々の第１撞線及び前 記軸線を中心として第１方向とは逆方向の第２方向に巻付けられた複数の第２撞 綿を有するコイルにする工程と、最初に第１方向に巻付けた個々の接線の周囲区 分が最初に第２方向に巻付けた別の個々の接線の対応する直径方向反対側の周囲 区分と重なった軸線方向第１端及び軸線方向第２端を持つ実質的に平らな二層ウ ェブを構成するようにコイルの個々の接線を軸線に対して再配向することによっ てコイルを圧縮し即ち平らにする工程と、軸線方向第１端を軸線方向第２端に接 合することによって平らなウェブをロール状にして界磁コイルにする工程とを有 する。

本発明の第２の特徴によれば、モータ、発電機、又は交流発電機用の多相界磁コ イルの製造方法は、（ａ）少な（とも二つの絶縁導線を軸線方向に間隔を隔てて 第１巻付は方向に共通の軸線を中心として同時に巻付けて少なくとも二つの隣接 したコイルユニットからなる群を形成する工程と、（ｂ）絶縁導線をコイルユニ ットに関して軸線方向にコイルユニットの軸線方向幅の約（ｎ−１）倍の距離だ け移動する工程と、ここでｎは巻付ける導線の数であり、（ｃ）隣接したコイル ユニットからなる第２の群を、コイルの第１の群と隣接して、第１ｔ！付は方向 とは逆方向の第２巻付は方向に工程（ａ）で行ったように同時に巻付ける工程と 、（ｄ）最初に第１方向に巻付けたコイルユニットの周囲区分が最初に第２方向 に巻付けた別のコイルユニットの対応する直径方向反対側の周囲区分と重なった 軸線方向第１端及び軸線方向第２端を持つ実質的に平らな二層ウェブを得るため 、コイルユニットを形成する個々の接線を軸線に対して再配向することによって 隣接したコイル群を圧縮し即ち平らにする工程と、（ｅ）平らなウェブをロール 状にし、軸線方向第１端を軸線方向第２端に接合することによって界磁コイルを 形成する工程とを有する。

本発明の第３の特徴によれば、本発明によるモータ、発電機、又は交流発電機は 、ロータ及びスロットを備えていないステータを有し、このステータは少なくと も第１及び第２の絶縁導線からなる界磁コイルを有し、第１及び第２の導線は第 １巻付は方向に巻付けられて第１コイル群を構成する第１及び第２のコイルユニ ットを夫々形成し、更に、導線は、第２の反対の巻付は方向に巻付けられて第１ コイル群と隣接した第２コイル群を形成し、巻付は済みのコイルを、第１コイル ユニツトの周囲セグメント即ち「脚部」が第１絶縁導線で形成された第２撞線群 のコイルユニットの対応する直径方向反対側の周囲セグメント即ち「脚部」と重 なり、及び第２コイルユニツトの脚部が第２絶縁導線で形成された第２ｔｌｌ線 群の第２コイルユニツトの対応する直径方向反対側の脚部と重なるように平らに することによって巻付は済みのコイルを圧縮し配向し、重なった脚部がスロット を備えたステータの形体の欠点なしでロータを駆動するための配向磁界を発生す るための密度の高い圧縮された接線をつくりだす。

本発明を特徴付けるこれらの利点及び種々の他の利点及び新規性の特徴は、本願 に添付し月青求の範囲に特定的に指摘してあり、本発明の一部を形成する。しか しながら、本発明、本発明の利点、本発明を使用することによって得られた目的 を更によく理解するため、本願の一部を形成する添付図面及び本発明の好ましい 実施例を例示し且つ説明する以下の説明を参照する。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の好ましい実施例に従ってつくられたモータの概略斜視図であ り、 第２図は、本発明に従ってマンドレルに巻付けた第１、第２、及び第３導線を示 す斜視図であり、 第３図は、本発明による方法の最初の巻付は工程を示す概略斜視図であり、第３ ａ図は、コイルの相対的な軸線方向位置をテープ等で固定した後の、マンドレル に巻付けたコイルの部分断面拡大側面図であり、第４図は、マンドレルを取り出 し、挿入体を挿入した後の巻付は済みのコイルを示す斜視図であり、 第５図は、第４図に示す巻付は済みのコイルの端面図であり、第６図は、本発明 の方法の別の工程に従って平らにして二層ウェブにした、第４図の巻付は済みの コイルの拡大平面図であり、第７図は、第６図に示す平らな二層ウェブを得るた めの平坦化工程を示す部分概略拡大端面図であり、 第８図は、平らな二層ウェブの端を接合することによる界磁コイルの形成を示す 部分概略端面図であり、 第９図は、予備成形した磁気戻り経路内への界磁コイルの挿入を示す部分概略斜 視図であり、 第１０図は、拡張可能なアーバーを挿入した後の磁気戻り経路内の界磁コイルを 示す部分概略端面図であり、 第１１図は、界磁コイルの締め固めに続く界磁コイル内への内シリンダの挿入を 示す部分概略斜視図であり、 第１２図は、シリンダを拡張させて締め固めた界磁コイルにシリンダを押付ける 前の、内シリンダ内に挿入された拡張可能なアーバーを示す部分概略端面図であ り、 第１３図は、アーバーを拡張させて内シリンダを別の締め固め済みの界磁コイル に押付けた後の、第１２図に示す構造を示す部分概略端面図であり、第１４図は 、第１３図に示す構造の加熱を示す概略図であり、第１５図は、第１図のモータ の第１図の１５−１５図に沿った概略断面図である。

ス施透 次に、対応する構造に全図に亘って同じ参照番号が附しである添付図面を参照し 、特に第１図を参照すると、本発明にょるモータ１ｏは、定置のステータ組立体 １２及びこのステータ組立体１２内に回転自在に取り付けられたロータ１４を含 む、第１図に示すように、モータｌＯは電動工具組立体１１に組み込んであるの がよい、電動工具組立体１１は、例えば、ドリルや鋸のような手持ち式１具、可 搬式鋸のような可搬式１具、並びに卓上工具のような、モータを動力源としたど のような種類の工具であってもよい、更に、電動工具組立体１１は芝刈機等の園 芸用工具であってもよく、詳細なリストをつくるには適用できる対象があまりに 多い０本発明の変形例では、構造がモータと非常に似ている発電機又は交流発電 機を参照番号１０で表してもよい。

ロータ１４は、モータｌＯが変換したエネルギの機械的出方とじて作用するシャ フト１６に連結されている。ステータ組立体１２に以下に詳細に論じる方法で連 結するため、多数の電５ｋｉｓ、２０．２２がモータ１ｏに接続されている。

第１図に示すモータｌＯのステータ組立体１２、ロータ１４、及びシャフト１６ を通る概略断面図である第１５図を簡単に参照すると、ステータ組立体１２の内 周は界磁コイル２４で裏打ちされている。界磁コイル２４は円筒形形状であり、 その厚さに亘うて導線でほぼ完全に満たされている。界磁コイル２４は、内部の 個々の導線をロータ１４に関して適正に配向するための歯やスロットを必要とし ないという意味で、自重以外の荷重を受けない、界磁コイル２４の特定の構造及 びこのコイル内の導線の配向をその製造方法に関して以下に詳細に説明する。

更に、第１５図に示すように、ステータ組立体１２は界磁コイル２４が挿入され る磁気戻り経路２６を有する。磁気戻り経路２６は、積層リング戻り経路として 或いは個々の導電粒子が互いに電気的に絶縁された粉体金属戻り経路としてつく られているのがよ（、これらの構造は両方とも当該技術分野で周知である。第１ ５図に示す実施例では、ロータ１４は永久磁石でできた四つの磁極２８．３０． ３２．３４を有し、これらの磁極は、周囲に亘って９０°の角度で間隔を隔てら れ、ロータ１４の長さに沿って延びている０例示の実施例では、界磁コイル２４ 及びロータ１４は、三相交流電源で作動するようにつ（られている、ロータ１４ 及び界磁コイル２４の特定の構造は、入力電源の種類に応じて、又はモータの構 造の周知の変化に従って変更でき、こうした変更もまた本発明の範喝に含まれる 。

次に、第２図乃至第１４図を参照し、界磁コイル２４を製造する・ための及び製 造した界磁コイル２４を磁気戻り経路２６に組み込んで完成したステータ組立体 １２を形成するための本発明による好ましい方法を説明する。先ず最初に第２図 及び第３図を参照すると、このようなプロセスの最初の工程にはコイル組立体３ ６の製作が含まれる。しかしながら、以下の説明は特に三相交流モータ用の界磁 コイル２４の巻付けに関するということは理解されるべきである０本発明は、他 の巻付は形体にも等しく適用され、本発明による他の巻付は形体の製作は以下に 説明するのと僅かに異なる。

第２図に示すように、第１絶縁導線３日、第２絶縁導線４０、及び第３絶縁導線 ４２をマンドレル５８に巻き付ける０本発明の好ましい実施例では、マンドレル ５８は六角形の外面５６を備えているが、側部が偶数の他の多角形形状でもよい 、第２図及び第３図に示すように、第１絶縁導線３８は第１端４４及び第２端４ ６を有し、第２絶縁導線４０は第１端４８及び第２端５０を有し、第３絶縁導線 ４２は第１端５２及び第２端５４を有する。好ましくは、マンドレル５８は軸１ ６０を中心として対称な形状である。

おそらくは第３図に最もよく示しであるように、第１、第２、及び第３の絶縁導 線３８．４０．４２は、マンドレル５８の第１端邪に第３図に下向きの矢印で示 す第１方向で同時に巻付けられ、第１コイルユニツト６４、第２コイルユニツト ６６、及び第３コイルユニツト６８を夫々形成する。この巻付はプロセスは、マ ンドレル５８を回転させることによって、又は絶縁導線３８．４０，４２の夫々 をマンドレル５８の周囲に機械的に導くことによって行うことができる。かくし て、第３図では、第１絶縁導線３８をマンドレル５８に時計廻り方向に巻付けて 第１コイルユニツト６４を形成する。第２絶縁導線４ｏもまた、マンドレル５８ に時針廻り方向に巻付けられて第２コイルユニツト６６を形成する。第３絶縁導 線４２もまた第１及び第２のコイルユニット６４．６６の巻付けと同時に時計廻 り方向に巻付けられ、第３コイルユニツト６８を形成する０本発明の好ましい実 施例では、各コイルユニット６４．６６．６８は、夫々の絶縁導線３８．４０． ４２をマンドレル５８の周りに８回乃至１２回巻付けることによって形成されて いる。第１、第２、及び第３のコイルユニット６４．６６．６８は、コイルの第 １撞線群６２と呼ばれる構成を形成する。

コイルユニットからなる第１の群６２をひとたび巻付けると、絶縁導線３８．４ ０．４２をコイルユニット６４．６６．６Ｂのうちの一つのコイルユニットの幅 の約二倍の距離に亘ってマンドレル５８の軸線６０に関して軸線方向に移動させ る。三つの絶縁導線３８．４０．４２のこれらの軸線方向移動を第３図に夫々７ ０．７２．７４と示す、第１＃＠縁導線３８の第１移動７０は、第３図に示すよ うに絶縁導線３８を第３コイルユニツト６８の最後の捲線の直ぐ隣に位置決めす る。第２絶縁導線４０の第１移動７２は、第１導線３８の第１移動７０が終端す るところからマンドレル５８に沿って更にほぼコイルユニット一つ分の幅だけ間 隔を隔てられており、第３導線４２の第１移動７４は第２導線４０の第１移動７ ２が終端するところからマンドレルに沿って更にコイルユニット−っ分の幅だけ 間隔を隔てられている。かくして、絶縁導線３８．４０．４２は、コイルユニッ トからなる第２の群７６を巻付けるように位置決めされる。

コイルユニ７）からなる第２の群７６は、コイルユニットからなる第１の群６２ の巻付は方向とは逆の第２方向で巻付けられる。第３図に示す実施例では、コイ ルユニットからなる第２の群７６は、上向きの矢印が示すように反時計周り方向 に巻付けられる。コイルユニットからなる第２の群７６を巻付けるため、第１、 第２、及び第３の絶縁導線３８．４０．４２をコイルユニットからなる第１の群 ６２を巻付けるのに使用されたのと同じ回数だけ同時に反時計周り方向に巻付け る。その結果、第１ｋ＠縁導線３８は第４コイルユニツト７８を形成し、第２絶 縁導線４０は第５コイルユニツト８０を形成し、第３絶縁導線４２は第６コイル ユニツト８２を形成する。コイルユニット７８．８０．８２をひとたび巻付ける と、コイルユニットからなる第３の群９０について導線３Ｂ、４０．４２を位置 決めするため、絶縁導線３８．４０．４２をコイルユニット二つ分の幅とほぼ等 しい距離に亘って二度目の移動を行う、かくして、第１絶縁導線３８は第２軸線 方向調節８４をとり、第２絶縁導線４０は第２軸線方向調節８６をとり、第３絶 縁導線４日は第２軸線方向調節８８をとる。コイルユニットからなる第３の群９ ０を巻付けるため、絶縁導線３８．４０．４２を、コイルユニットからなる第２ の群７６の巻付は方向とは逆方向に、コイルユニットからなる第１の群６２の巻 付は方向と同じ方向に巻付ける０図示の実施例では、コイルユニットからなる第 ３の群９０を、第３図に下向きの矢印が示すように時計周り方向に巻付ける。

第１１第２、及び第３の絶縁導線３８．４０．４２は、第１及び第２のコイル群 ６２．７６の巻付は回数と同じ回数だけ同時に巻付けられる。その結果、第１絶 縁導線３Ｂは第７コイルユニット９２を形成し、第２絶縁導線４０は第８コイル ユニツト９４を形成し、第３絶縁導線４２は第９コイルユニツト９６を形成する 。

この時点で、絶縁導線３８．４０．４２を、二つのコイルユニット二つ分の幅と ほぼ等しい距離だけ軸線方向に同時に移動させる。第１絶縁導線３日の第３軸線 方向移動を第３図に参照番号９８で示す、第２絶縁導線４０の第３軸線方向移動 を参照番号１００で示し、絶縁導線４２の第３軸線方向移動を第３図に参照番号 １０２で示す、絶縁導線３８．４０．４２をひとたびこのように位置決めした後 、コイルユニットからなる第４の群１０４を第２コイル群７６の巻付は方向と同 じ方向に巻付ける。第３図に示す実施例では、これは反時計廻り方向巻付けであ り、第１絶縁導線３８が第１Ｏコイルユニツト１０６を形成し、第２絶縁導線４ ０が第１１コイルユニツト１０８を形成し、第３絶縁導線４２が第１２コイルユ ニツト１０を形成する。コイルからなる第４の群１０４を巻付けた後、夫々の導 線３８．４０．４２の第２端４６．５０．５４を、界磁コイル２４の製作の後に 、以下に詳細に説明するように、後に接続するため、形成済みの種線組立体３６ から延ばす。

次に、第３ａ図、第４図及び第５図を参照すると、接縁組立体３６を六角形マン ドレル５８から検線組立体３６内のコイルの形状又は夫々の関係を変形させずに 取り出すことができる構造が、形成済みの種線組立体３６に貼り付けられている 。好ましくは、固定構造は少なくとも二枚の接着テープのストリップ１１４及び １１８の形体をとり、これらのストリップは、接縁組立体３６の両外面に沿って マンドレル５８の軸線に関して長手方向に貼り付けられる。第３ａ図に示すよう に、接着テープの第１ストリツプ１１４を組立体３６の一つの外面に沿って長手 方向に貼り付ける。第２ストリツプ１１８は、種線組立体３６の第１ストリツプ １１４を貼り付けた外面とは直径方向反対側の外面に貼り付けられる。この時点 で種線組立体３６をマンドレル５８から取り外す。

種線組立体３６をマンドレル５８から取り外した後、好ましくは、挿入体１２２ を第４図及び第５図でわかるように種線組立体３６に挿入する。挿入体１２２は 、最も好ましくは、エポキシコーティングを備えたｒＢ、段階可能なガラス繊維 で形成されたストリップであり、好ましくは、六角形形状の種線組立体３６の内 周の頂点のうちの二つの頂点間の最大距離よりも僅かに小さい。

次に第６図及び第７図を参照すると、内部に挿入体１２２を備えた固定済みの接 縁組立体３６を平らにして実質的に平らな二層ウェブ１３８を形成する。このウ ェブは、第１コイルユニツト６４が構成する軸線方向第１端１２４及び第１２コ イルユニツ）１１０が構成する軸線方向第２端１２８を有する。第７図に最もよ （示しであるように、平らな二層ウェブ１３８は、第１層１３２及び第１層１３ ２とは反対側の第２層１３４を有する。挿入体１２２が形成するコア１３６は、 第１及び第２の層１３２．１３４間に位置決めされている。

第６図でわかるように、平坦化工程は、前側の単層ウェブ部分１２６がウェブ１ ３８の軸線方向第２端１２８側に形成され、後側の単層ウェブ部分１３０がウェ ブ１３８の軸線方向第１端１２４側に形成される程度まで、ウェブ１３８の第１ 層１３２が第２層１３４に対して軸線方向に対してずらされるように行われる。

好ましくは、このずらしは、第６図でわかるように、ウェブの軸線方向第２端１ ２８の前側の単層ウェブ部分１２６が、もっばら、第４コイルｕ１０４を構成す るコイルユニット１０６．１０Ｂ、１１０の軸線方向前側の周凹セグメント即５ １１部１０６ａ、１０８ａ、１１０ａ　（以下、前側脚部１０６　ａ、　１０８ 　ａ。

１１０ａと呼ぶ）から形成される程度に行われ、そのため、ウェブの軸線方向第 １１１１１２４の後側の単層ウェブ部分１３０は、もっばら、第１コイル群６２ を構成するコイルユニット６４．６６．６８の軸線方向後側の周囲セグメント即 ち脚部６４ｂ、６６ｂ、６８ｂ　（以下、後側脚部６４ｂ、６６ｂ、６８ｂと呼 ぶ）から形成される。

その結果、第１コイル群６２内の個々のコイルユニット６４．６６．６Ｂの前側 脚部６４ａ、６６ａ、６８ａは、第１コイルユニツト６４の前側脚部６４ａが反 対方向に巻付けた第４コイルユニツト７８の後側脚部７８ｂと重なり、第２コイ ルユニツト６６の前側脚部６６ａが反対方向に巻付けた第５コイルユニツト８０ の後倒脚部８０ｂと重なり、第３コイルユニツト６８の前側脚部６８ａが反対方 向に巻付けた第６コイルユニット８２の後倒脚部８２ｂと重なる程度までずらさ れる。同様に、第２コイル群７６の第４、第５、及び第６コイルユニツト７８． ８０．８２の前倒脚部７８ａ、８０ａ、８２ａは、反対方向に巻付けた第７、第 ８、及び第９コイルユニツト９２．９４．９６の後倒脚部９２ｂ、９４ｂ、９６ ｂと夫々型なるようにずらされている。同様に、第７、第８、及び第９コイルユ ニツト９２．９４．９６の前側脚部９２ａ、９４ａ、９６ａは、反対方向に巻付 けた第１０、第１１、及び第１２コイルユニツト１０６．１０Ｂ、１１０の後側 脚部１０６ｂ、１０８ｂ、１１０ｂと重なるようにずらされている。同様に、第 ８図と関連して以下に説明する組立工程でわかるように、第１０、第１１、及び 第１２コイルユニツト１０６．１０８．１１０の前側脚部１０６ａ、１０８ａ。

１１０ａは、ウェブ１３８の第１及び第２端１２４．１２８を互いに接合すると き、反対方向に巻付けた第１、第２、及び第３コイルユニツト６４．６６．６８ の後倒脚部６４ｂ、６６ｂ、６８ｂと最終的に重なるようにずらされている。

その結果、ウェブ１３８の端１２４．１２８を互いに接合するようにすると、第 １絶縁導線３８を巻付けた前側脚部６４ａ、７８ａ、９２ａ、１０６ａの各々は 、第１絶縁導線３８を巻付けた次の連続した反対方向に巻付けたコイルユニット の後側脚部７８ｂ、９２ｂ、１０６ｂ、６４ｂと重なる。第２絶縁導線４０を巻 付けた前側脚部６６ａ、８０ａ、９４ａ、１０８ａの各々は、第２絶縁導線４０ を巻付けた次の連続した反対方向に巻付けたコイルユニットの後側脚部８０ｂ、 ９４ｂＳ１０８ｂ、６６ｂと重なる。同様に、第３絶縁導線４２を巻付けた前側 脚部６８ａ、８２ａ、９６ａ、１１０ａの各々は、第３絶縁導線４２を巻付けた 次の連続した反対方向に巻付けたコイルユニットの後側脚部８２ｂ１９６ｂ、１ １０ｂ、６８ｂと重なる。これによって、重なったコイルユニットの脚部の電流 は同じ方向に流れ、その結果、夫々の作用に影響を及ぼさない互いに強め合う電 磁界が得られる。これは、接線に適用された特定の電線連結構成に関わらず起こ るということに注目されたい。

本発明の他の実施例では、接線を三つよりも少ない又は三つ以上の絶縁導線から つくるのがよく、これを好ましい例示の実施例に示す、こうした場合には、特定 の接線群内のコイルユニットの数は、使用する導線の数と一致する。締め固める 際、特定のコイルユニットの前側脚部が同じ絶縁導線を反対方向に巻付けた別の コイルユニットの後側脚部と重なるということが重要である。これは、通常は、 前側の単層ウェブ部分１２６が接線組立体の第１コイル群の前倒脚部で形成され 、後側の単層ウェブ部分１３０が接線組立体の最後のコイル群の後側脚部で形成 されている場合に起こる。

次に第８図を参照すると、平らなウェブ１３８の軸線方向第２端１２８にある前 倒の単層ウェブ部分１２６が軸線方向第１端１２４にある後側の単層ウェブ部分 １３０と重なるように、平らなウェブ１３８をロール状にして端部と端部とを向 き合わせる。その結果、はぼ完全な円筒形形状を持つ界磁コイル２４がつくられ る。

次に第９図を参照すると、円筒形界磁コイル２４は、予備成形した磁気戻り経路 １４０の内壁１４２が構成する円筒形空間内に挿入しである。随意であるが、プ レプレグエポキシクロスを界磁コイル２４と戻り経路１４０の内壁１４２との間 に挿入して内壁１４２を界磁コイル２４から絶縁するのがよい、変形例では、内 壁１４２をエポキシ粉でコーティングし、戻り経路１４０と界磁コイル２４との 間を電気的に絶縁するのがよい。

界磁コイル２４を戻り経路１４０内にひとたび挿入すると、拡張自在のアーバー １４４を第１θ図に示すように界磁コイル２４の内周が構成する空間内に挿入す る０次いでアーバーを拡張させると、かくして、界磁コイル２４が磁気戻り経路 １４０の内壁に向かって緊密に締め固められる。この拡張をし終えた後、アーバ ー１４４を取り出し、エポキシが予め含浸させであるガラス繊維材料製のシート を巻いて製作したシリンダ１４６を界磁コイル２４の内周が構成する拡張した空 間に挿入する。このプロセスを第１１図に示す、シリンダ１４６をひとたび界磁 コイル２４に挿入した後、拡張可能なアーバー１４４をシリンダ１４６の内面１ ４８が構成する空間に再び挿入する。このプロセスを第１２図に示す、この時点 で、拡張可能なアーバーを拡張させ、かくしてシリンダ１４６を拡張し、界磁コ イル２４を磁気戻り経路１４０の内壁１４２に再び押付ける。第２拡張工程を第 １３図に示す、ひとたびこれが行われると、拡張可能なアーバー１４４及び拡張 されたその脚部１５０を含む組立体全体をオーブン１５２又はこれと同様に加熱 装置に挿入する。拡張させたシリンダ１４６及び界磁コイル２４のコア１３６を 、この時点でエポキシを加熱硬化させて固める。ひとたびこれが完了すると、ス テータ組立体１２はモータ１０に組み込む準備ができる。変形例では、硬化プロ セスを電気抵抗加熱で行ってもよい。

モータをこのように製作した後、電動工具組立体１１又は高効率モータを使用で きる任意の種類の装置に組み込むのがよい。

変形例では、本発明による方法を使用して構造がモータと非常に似ている発電機 又は交流発電機を製造するのに使用できる。

しかしながら、本発明の多くの特徴及び利点を本発明の構造及び機能の詳細とと もに主文中に説明したが、以上の界磁は単なる例示てあって、細部、特に形状、 ゛　大きさ及び部品構成について添付の請求の範囲を表現するのに使用された用 語の広い意味が示す程度まで本発明の原理内で変更を行うことができるというこ とは理解されよう。

箋 龜蟲

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．絶縁導線をマンドレルに連続的に巻付け、前記マンドレルに第１方向に巻付 けられた複数の個々の第１捲線及び前記マンドレルに第１方向とは逆方向の第２ 方向に巻付けられた複数の第２捲線を含むコイルを形成する工程と、前記コイル を平らにし、前記複数の第１捲線のうちの一つの捲線の周囲区分が前記複数の第 ２捲線のうちの一つの捲線の対応する直径方向反対側の周囲区分と重なる、第１ 端及び第２端を有する実質的に平らな二層ウェブを構成する工程と、 前記複数の第２捲線のうちの別の捲線の周囲区分が前記複数の第１捲線のうちの 別の捲線の対応する直径方向反対側の周囲区分と重なるように前記ウェブの第１ 端を前記ウェブの第２端に接合する工程とを有する、モータ、発電機、又は交流 発電機用の界磁コイルの製造方法。 ２．コイルを巻付けステーションから取り出すことができるようにするため、個 々の捲線を互いに関して所定位置に固定する工程を前記巻付け工程の後に更に有 する、請求項１に記載の方法。 ３．前記固定工程は、少なくとも一つの所定長の接着テープを、前記個々の捲線 が延びる方向に対して横方向の前記コイルの外面に沿って長手方向に配置するこ とによって行われる、請求項２に記載の方法。 ４．前記平坦化工程の前に前記コイルの内側に非導電材を配置する工程を更に有 する、請求項１に記載の方法。 ５．前記配置工程は、非導電性ストリップを前記コイルの内側に挿入する工程か らなる、請求項４に記載の方法。 ６．前記非導電性ストリップは、強化ポリマーからなる、請求項５に記載の方法 。 ７．絶縁導線をマンドレルに連続的に巻付け、前記マンドレルに第１方向に巻付 けられた複数の個々の第１捲線及び前記マンドレルに第１方向とは逆方向の第２ 方向に巻付けられた複数の第２捲線を含むコイルを形成する工程と、前記コイル を平らにし、前記複数の第１捲線のうちの一つの捲線の周囲区分が前記複数の第 ２捲線のうちの一つの捲線の対応する直径方向反対側の周囲区分と重なった第１ 端及び第２端を持つ実質的に平らな二層ウェブを構成する工程と、 前記複数の第２捲線のうちの別の捲線の周囲区分が前記複数の第１捲線のうちの 別の捲線の対応する直径方向反対側の周囲区分と重なるように前記ウェブの第１ 端を前記ウエブの第２端に接合する工程とを有する界磁コイルの製作工程と、 前記界磁コイルを磁気戻り経路に挿入する工程と、ロータ組立体を回転自在に収 容する内部空間を構成するスリーブ部材を界磁コイルに挿入する工程とを有する 、モータ、発電機、又は交流発電機用のステータ組立体の製造方法。 ８．前記界磁コイルを前記戻り経路に挿入した後、前記界磁コイルを半径方向に 圧縮するため、前記スリーブ部材の挿入前に前記界磁コイルの中を拡張させて前 記戻り経路に押付ける工程を更に有する、請求項７に記載の方法。 ９．前記スリーブ部材を前記戻り経路に挿入した後、前記スリーブ部材を前記戻 り経路側に対して半径方向に拡張させる工程を更に有する、請求項７に記載の方 法。 １０．前記拡張は、拡張可能なアーバーを前記スリーブ部材に挿入することによ って行われる、請求項９に記載の方法。 １１．スリーブ部材の挿入後、ステータ組立体を熱硬化する工程を更に有する、 請求項７に記載の方法。 １２．（ａ）少なくとも二つの絶縁導線を軸線方向に間隔を隔てて第１巻付け方 向に共通の軸線を中心として同時に巻付けて少なくとも二つの隣接したコイルユ ニットからなる群を形成する工程と、 （ｂ）絶縁導線をコイルユニットに関して軸線方向にコイルユニットの軸線方向 幅の約（ｎ−１）倍の距離だけ移動する工程（ここでｎは巻付ける導線の数であ る）と、 （ｃ）隣接したコイルユニットからなる第２の群を、コイルの第１の群と隣接し て、第１巻付け方向とは逆方向の第２巻付け方向に工程（ａ）で行ったように同 時に巻付ける工程と、 （ｄ）隣接したコイル群を圧縮し、軸線方向第１端及び軸線方向第２端を持つ実 質的に平らな二層ウェブにする工程と、（ｅ）平らなウェブをロール状にし、軸 線方向第１端を軸線方向第２端に接合することによって界磁コイルを形成する工 程とを有する、モータ、発電機、又は交流発電機用の多相界磁コイルの製造方法 。 １３．巻付けられる導線の数が３に等しい、請求項１２に記載の方法。 １４．工程（ａ）及び（ｃ）は絶縁導線を共通のマンドレルに巻付けることによ って行われる、請求項１２に記載の方法。 １５．前記マンドレルは、工程（ｄ）でのコイル群の精密な圧縮を容易にするた め、多角形形状である、請求項１４に記載の方法。 １６．マンドレルは六角形形状である、請求項１５に記載の方法。 １７．工程（ｄ）の前に工程（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）を一回又はそれ以上繰 り返し、これによってコイルユニットからなる隣接した群を二つ以上形成する、 請求項１２に記載の方法。 １８．工程（ｄ）は、第１巻付け方向で巻付けられた各コイルユニットの周囲区 分が第２巻付け方向に巻付けられた別のコイルユニットの対応する直径方向反対 方向の周囲区分と重なるように行われ、これによって、第１端コイルユニットの 前側周囲区分及び第２端コイルユニットの後側周囲区分が平らな二層ウェブの軸 線方向第１端及び軸線方向第２端の夫々で単層ウェブ部分として露呈される、請 求項１２に記載の方法。 １９．工程（ｅ）は、第１端コイルユニットの前側周囲区分が第２端コイルユニ ットの後側周囲区分と重なるように軸線方向第１端を軸線方向第２端に接合する 工程を含む、請求項１８に記載の方法。 ２０．前記コイルを巻付けステーションから取り出すことができるように、前記 巻付け工程の後に個々の捲線を互いに関して所定位置に固定する工程を更に有す る、請求項１２に記載の方法。 ２１．前記固定工程は、少なくとも一つの所定長の接着テープを、前記捲線が延 びる方向に対して横方向の前記コイルの外面に沿って長手方向に配置することに よって行われる、請求項２０に記載の方法。 ２２．非導電材を前記圧縮工程前に前記コイルの内側に配置する工程を更に有す る、請求項１２に記載の方法。 ２３．前記配置工程は非導電性ストリップを前記コイルの内側に挿入する工程を 含む、請求項２２に記載の方法。 ２４．前記非導電性ストリップは、強化ポリマーからなる、請求項２３に記載の 方法。 ２５．前記界磁コイルを磁気戻り通路に挿入する工程を更に有する、請求項１２ に記載の方法。 ２６．（ａ）絶縁導線を第１周囲方向巻付け方向に共通の軸線を中心として同時 に巻付けて軸線方向に間隔を隔てられた二つの別個のコイルユニットからなる第 １の群を形成する工程と、 （ｂ）前記導線が軸線方向に間隔を隔てられた別個のコイルユニットからなる第 ２の群の捲線をコイルユニットからなる前記第１の群に対して軸線方向に間隔を 隔でられた関係で形成するように、絶縁導線の各々を、コイルユニットからなる 前記第１の群に関して軸線方向に移動する工程と、（ｃ）前記導線を第１周囲方 向巻付け方向とは逆方向の第２周囲方向巻付け方向で同時に巻付けてコイルユニ ットからなる第２の群を形成する工程と、（ｄ）（１）前記コイルユニットを半 径方向に圧縮して実質的に平らな二層ウェブにし、 （２）前記ウェブの一方の層を前記ウェブの他方の層に対して前記コイル群の一 つの軸線方向寸法と実質的に等しい距離だけ軸線方向にずらすことによって前記 コイルユニットの全てを再形成する工程と、（ｅ）前記ウェブの両端を接合して 円筒形ステータを形成し、これによって、前記ウェブの一端にあり且つウェブの 第１層にあるコイルユニットの部分を前記ウェブの反対端にあり且つウェブの第 ２層にあるコイルユニットの部分と重ねる工程とを有し、電流は、各コイルユニ ットからなる重なった層内の導線の各々を同じ方向に流れ、これによって、夫々 の作用に影響を及ぼさない相互に強め合う電磁界をつくりだす、モータ、発電機 、又は交流発電機用のコアもスロットも持たないステータを巻付けるための方法 。 ２７．（ａ）少なくとも二つの絶縁導線を軸線方向に間隔を隔てて第１巻付け方 向に共通の軸線を中心として同時に巻付けて少なくとも二つの隣接したコイルユ ニットからなる第１の群を形成する工程と、（ｂ）少なくとも二つの絶縁導線を コイルユニットからなる第１の群に対して予め決定された距離だけ軸線方向に移 動させる工程と、（ｃ）軸線方向に移動させた少なくとも二つの導線を軸線方向 に間隔を隔てて第１巻付け方向とは逆方向の第２巻付け方向に共通の軸線を中心 として同時に巻付けて少なくとも二つの隣接したコイルユニットからなる第２の 群を形成する工程と、 （ｄ）コイルユニットからなる第１の群及び第２の群を平らにし、前記第１の群 の夫々のコイルユニットの各々の周囲区分が前記第２の群の対応するコイルユニ ットの直径方向反対側の周囲区分と重なった、軸線方向第１端及び軸線方向第２ 端を持つ実質的に平らな二層ウェブを形成する工程と、（ｅ）前記平らな二層ウ ェブの軸線方向第１端を前記平らな２層ウェブの軸線方向第２端に接合する工程 とを有する、モータ、発電機、又は交流発電機用の多相界磁コイルの製造方法。 ２８．軸線方向第１端が軸線方向第２端に接合された実質的に平らな二層ウェブ を有し、該ウェブは、 第１巻付け方向に巻付けた複数の絶縁導線から形成された複数の個々の第１コイ ルユニットと、 第２巻付け方向に巻付けた前記複数の絶縁導線から形成された複数の個々の第２ コイルユニットとを有し、前記複数の個々の第２コイルユニットのうちの少なく とも一つのコイルユニットが前記複数の個々の第１コイルユニットのうちの少な くとも一つのコイルユニットと隣接し、前記複数の第１及び第２のコイルユニッ トの夫々のコイルユニットは、前記複数の第１コイルユニットの夫々のコイルユ ニットの各々の周囲区分が前記複数の第２コイルユニットの対応するコイルユニ ットの直径方向反対側の周囲区分と重なるように互いに対して平らにされている 、モータ、発電機、又は交流発電機のスロットも持たないステータとして使用す るための多相界磁コイル。 ２９．少なくとも二つの絶縁導線を、第１コイル群及び最後のコイル群を含む偶 数の隣接したコイル群を形成するように軸線方向に間隔を隔てて所定の軸線を中 心として連続的に巻付ける工程を有し、各コイル群は隣接したコイルユニットを 含み、前記コイル群のうちの任意の一つのコイル群の各コイルユニットは前記絶 縁導線のうちの異なる絶縁導線を巻付けたコイルユニットであり、連続したコイ ル群の各々のコイルユニットは前のコイル群とは逆方向に巻付けられ、更に、 第１コイル群の各コイルユニットの周囲区分が、前記絶縁導線と同じ絶縁導線を 巻付けた次のコイル群の各コイルユニットの対応する直径方向反対側の周囲区分 と重なるように、コイル群を平らにし、軸線方向第１端及び軸線方向第２端を持 つ実質的に平らな二層ウェブを形成する工程と、最後のコイル群の各コイルユニ ットの周囲区分が前記絶縁導線と同じ絶縁導線から巻付けた第１コイル群のコイ ルユニットの対応する直径方向反対側の周囲区分と重なるように前記ウェブの軸 線方向第１端を前記ウェブの軸線方向第２端に接合する工程とを有する、多相モ ータ、多相発電機、又は多相交流発電機用の界磁コイルの製造方法。 ３０．少なくとも二つの絶縁導線を、軸線方向に間隔を隔てて、第１方向に所定 の軸線を中心として巻付け、前記第１方向に巻付けた軸線方向呼称幅を各々有す る少なくとも二つの隣接したコイルユニットからなる第１の群を形成する工程と 、 前記絶縁導線を、前記第１の群のコイルユニットに関し、コイルユニットの軸線 方向呼称幅と関連した所定距離だけ軸線方向に移動する工程と、前記絶縁導線を 軸線方向に間隔を隔てて第１方向とは逆方向の第２方向に前記軸線を中心として 巻付け、コイルユニットからなる第１の群と隣接した、前記第２方向に巻付けた 少なくとも二つの隣接したコイルユニットからなる第２の群を形成する工程と、 第１方向に巻付けたコイルユニットのうちの第１のコイルユニットの周囲区分が 、第２方向に巻付けたコイルユニットの第１のコイルユニットの対応する直径方 向反対側の周囲区分と重なるように、コイル群を平らにし、軸線方向第１端及び 軸線方向第２端を持つ実質的に平らな二層ウェブを形成する工程と、第２方向に 巻付けたコイルユニットのうちの第２のコイルユニットの周囲区分が第１方向に 巻付けたコイルユニットのうちの第２のコイルユニットの対応する直径方向反対 側の周囲区分と重なるように前記ウェブの軸線方向第１端を前記ウェブの軸線方 向第２端に接合する工程とを有する、多相モータ、多相発電機、又は多相交線発 電機用の界磁コイルの製造方法。 ３１．多相モータ、多相発電機、又は多相交流発電機用の界磁コイルにおいて、 前記界磁コイルは少なくとも二つの連続した絶縁導線からなり、前記絶縁導線の 各々は第１方向に巻付けた第１の同数の隣接したコイルユニットの一つを形成し 、更に、前記導線の各々は第２方向に巻付けた第２の同数の隣接したコイルユニ ットの一つを形成し、前記コイルユニットの各々は、第１周囲セグメント及び第 １周囲セグメントと直径方向反対側の第２周囲セグメントを有し、コイルユニッ トは、第１方向に巻付けたコイルユニットの第１周囲セグメントが第２方向に巻 付けたコイルユニットの第２周囲セグメントと重なり、第２方向に巻付けたコイ ルユニットの第１周囲セグメントが第１方向に巻付けたコイルユニットの第２周 囲セグメントと重なるように配向されている、界磁コイル。