JPH0984309A - 電機子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】全てのコイルの形状が一致するように巻回して
モータの出力変動を可及的に阻止し、該コイルが電機子
の軸線方向に重畳せず、該電機子の軸線方向の幅を減少
させることが可能な電機子およびその製造方法を提供す
る。 【解決手段】鉄心３２の突起部４０ａ〜４０ｒには、突
起部４０ａ〜４０ｒの中の３つにまたがった状態でコイ
ル４２ａ〜４２ｒが巻回される。各コイル４２ａ〜４２
ｒは隣接するコイル４２ｂ〜４２ａと突起部４０ａ〜４
０ｒの中の２つを共有した状態で巻回され、且つ該コイ
ル４２ａ〜４２ｒの周方向一端側は隣接する一方のコイ
ル４２ｂ〜４２ａに対して鉄心３２の半径方向内側に、
他端側は隣接する他方のコイル４２ｒ〜４２ｑに対して
鉄心３２の半径方向外側に重畳している。前記鉄心３２
の外周部にヨーク部４４が装着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の突起部を有
し、該突起部に複数のコイルを巻回して構成される電機
子およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電動モータを構成する電機子１０
は、図１３に示すように、放射状に延在する突起部１２
ａ〜１２ｒを有する鉄心１４を備え、該鉄心１４には突
起部１２ａ〜１２ｒの中の２つ以上にまたがってコイル
１６ａ〜１６ｒが巻回され、前記突起部１２ａ〜１２ｒ
を囲繞するようにヨーク部１８を装着して構成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電機子１０では、コイル１６ａ〜１６ｒの中、コイ
ル１６ｃ〜１６ｐはその周方向一端側が接するコイル１
６ｂ〜１６ｏの外側、すなわち鉄心１４の半径方向外側
に重畳するが、コイル１６ａの周方向一端側は突起部１
２ｒと１２ａとの根部の空間に配置され、また、コイル
１６ｂの周方向一端側はコイル１６ａの外側、すなわ
ち、コイル１６ｒの内側に重畳するため、コイル１６
ａ、１６ｂはコイル１６ｃ〜１６ｐより短くなり、一
方、コイル１６ｑ、１６ｒはコイル１６ｃ〜１６ｐより
も長くなる。この結果、コイル１６ａ、１６ｂ、１６ｑ
および１６ｒの巻線抵抗、インダクタンスが不均一にな
り、この電機子１０を組み込むモータの１回転中の出力
変動を引き起こす原因となるという問題があった。

【０００４】また、この電機子１０は、図中、斜線部Ａ
に示すように、電機子１０の軸線方向にコイル１６ａ〜
１６ｒが重畳するため、該電機子１０の幅が軸線方向に
大きくなり、この電機子１０を組み込むモータ自体が大
型になるという不具合があった。このため、コイル１６
ａ〜１６ｒを電機子１０の軸線方向に押圧して変形さ
せ、電機子１０の軸線方向の幅を小さくする方法がある
が、この方法では、コイル１６ａ〜１６ｒを構成する導
線の絶縁被膜を破損し、絶縁不良を引き起こす等の懸念
がある。

【０００５】本発明は前記の種々の課題を解決すべくな
されたものであって、全てのコイルの形状が略一致する
ように巻回してモータの出力変動を阻止し、該電機子の
軸線方向の幅を大きく減少することが可能な電機子およ
びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明は、複数の突起部を備えた鉄心を有し、前
記突起部に複数のコイルを巻回して構成される電機子に
おいて、前記コイルを２つ以上の前記突起部にまたがっ
て巻回させ、各コイルは隣接するコイルと前記突起部の
一部を共有し、全てのコイルの周方向一端側は隣接する
一方のコイルに対して鉄心の半径方向内側に重畳し、他
端側は隣接する他方のコイルに対して鉄心の半径方向外
側に重畳することを特徴とする。

【０００７】本発明によれば、巻回される全てのコイル
は略等しい形状となり、各コイルの巻線抵抗、インダク
タンスが等しくなるため、モータの出力変動を防止する
ことができる。

【０００８】この場合、前記鉄心は、１つ以上の突起部
を有し、所定角度ずつ偏位して配設された複数の磁性部
材と、前記磁性部材を挟持する２枚の弾性体からなる板
状部材と、から構成され、前記板状部材が撓曲すること
によって前記突起部は周方向に変位自在に構成されるこ
とを特徴とする。

【０００９】このため、電機子の製造にあたって、巻線
装置等で巻回されたコイルを鉄心の突起部に装着する
際、突起部を周方向に変位させて装着することができ、
好適である。

【００１０】また、本発明は、複数の突起部を備えた鉄
心を有し、前記突起部に複数のコイルを巻回して構成さ
れる電機子の製造方法において、巻線装置に導線を巻回
して複数のコイルを形成する第１の工程と、前記鉄心に
最初に装着される第１のコイルの一端側を第１の突起部
の根部に係合させ、他端側を突起部から離間して支持す
る第２の工程と、前記第１のコイルに次いで装着される
第２のコイルの一端側を前記第１の突起部に隣接する第
２の突起部の根部に係合させ、他端側を前段に装着され
た第１のコイルに重畳するように支持する第３の工程
と、前記第３の工程を繰り返し遂行した後、少なくとも
前記第１のコイルの半径方向内側に最後に巻回されるコ
イルの一端側を潜り込ませる第４の工程と、を有するこ
とを特徴とする。

【００１１】本発明によれば、全てのコイルを等しい形
状で鉄心に装着することができ、また、全てのコイルの
周方向一端側は隣接する一方のコイルに対して鉄心の半
径方向内側に重畳し、他端側は隣接する他方のコイルに
対して鉄心の半径方向外側に重畳することが可能とな
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る電機子について、そ
の製造方法との関係において好適な実施の形態を挙げ、
添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

【００１３】図１において、参照符号３０は、本実施の
形態に係る電機子を示す。この電機子３０を構成する鉄
心３２は、外周部に複数の突起部３４を有する弾性力に
富む第１の鋼板３６と（図２参照）、前記突起部３４と
同じ形状の２つの突起部を有する磁性材料からなる第２
の鋼板３８とから構成される（図３参照）。前記第２鋼
板３８は所定枚数積層され、且つ所定角度ずつ偏位して
２枚の第１鋼板３６、３６により挟持され、前記第２鋼
板３８と前記第１鋼板３６の突起部３４とで突起部（テ
ィース）４０ａ〜４０ｒが形成される（図１、図４参
照）。前記第１鋼板３６は弾性を有するため、前記突起
部４０ａ〜４０ｒは鉄心３２の周方向（矢印Ｂ方向）に
撓曲自在に構成される。

【００１４】前記突起部４０ａ〜４０ｒには、図１に示
すように、連続する３つの突起部、例えば、突起部４０
ａ〜４０ｃ、４０ｂ〜４０ｄのようにまたがった状態で
コイル４２ａ〜４２ｒが巻回される。すなわち、コイル
４２ａは突起部４０ａから突起部４０ｃにかけて、コイ
ル４２ｂは突起部４０ｂから突起部４０ｄにかけて配置
され、最後のコイル４２ｒは突起部４０ｒから突起部４
０ｂにかけて配置される。従って、各コイル４２ａ〜４
２ｒは夫々隣接するコイル４２ｂ〜４２ａと突起部４０
ａ〜４０ｒの中の２つを共有した状態で巻回され、且
つ、該コイル４２ａ〜４２ｒの周方向一端側は隣接する
一方のコイル４２ｒ〜４２ｑに対して鉄心３２の半径方
向外側に、他端側は隣接する他方のコイル４２ｂ〜４２
ａに対して鉄心３２の半径方向内側に重畳している。前
記鉄心３２の外周部にヨーク部４４が装着される。

【００１５】前記コイル４２ａ〜４２ｒは、図５に示す
巻線装置４６によって巻回される。この巻線装置４６
は、第１の巻線治具４８と、前記第１巻線治具４８に対
して進退自在に構成され、回動自在な第２の巻線治具５
０とを備える。前記第１巻線治具４８は図示しない回動
駆動源に接続された軸部材５２と、該軸部材５２の端部
に設けられた四角形状の板状部材５４とで構成される。
該板状部材５４の一部にはスリット５６が画成され、当
該板状部材５４の外側（図中、右側）にはピン部材６０
が設けられる。第２巻線治具５０を構成する軸部材６２
には四角形状の板状部材６４が設けられ、該板状部材６
４には巻回されるコイル４２ａ〜４２ｒの中空部を形成
する略四角形状の巻回部６６が設けられる。

【００１６】この巻線装置４６を使用してコイル４２ａ
を巻回する場合、先ず、第１巻線治具４８に第２巻線治
具５０を接近させ、板状部材５４に巻回部６６の端部を
当接させる（図６Ａ参照）。板状部材５４に設けられた
ピン部材６０に導線５８の端部を係合させ、板状部材５
４のスリット５６を通して導線５８を巻回部６６に巻き
付ける。図示しない回転駆動源を付勢して所定回数巻線
装置４６を回転させると、コイル４２ａが巻回される
（図６Ｂ参照）。導線５８の端部を前記ピン部材６０か
ら取り外し、第２巻線治具５０を第１巻線治具４８から
離間させるとコイル４２ａが得られる（図６Ｃ参照）。
コイル４２ｂ〜４２ｒも同様にして巻回される。

【００１７】以上のようにして巻回されたコイル４２ａ
〜４２ｒは鉄心３２に装着される。この手順は、図７に
示すように、先ず、コイル４２ａの一端側を突起部４０
ｃの根部に係合させる。このとき、コイル４２ａの他端
側を突起部４０ａから離間させて支持する。次に、コイ
ル４２ｂの一端側を突起部４０ｄの根部に係合させ、他
端側をコイル４２ａに重畳するように支持する（図８参
照）。同様にしてコイル４２ｃ〜４２ｅの一端側を突起
部４０ｅ〜４０ｇの根部に係合させ、他端側をコイル４
２ｂ〜４２ｄに重畳させる。このとき、コイル４２ｂ〜
４２ｄは突起部４０ｂ〜４０ｄに順次接近し、コイル４
２ｅは突起部４０ｅに当接するに至る。

【００１８】次いで、コイル４２ｆを装着するときは、
一端側を突起部４０ｈの根部に係合させ、他端側を突起
部４０ｆに係合させる（図９参照）。このとき、突起部
４０ｆを矢印Ｃ方向に撓曲させることにより、コイル４
２ｆの装着が容易となる。コイル４２ｆを突起部４０ｆ
〜４０ｈに装着することにより、コイル４２ａ〜４２ｅ
の突起部４０ｃ〜４０ｇからの脱落を防止することがで
きる。同様にしてコイル４２ｇ〜４２ｒを突起部４０ｉ
〜４０ｒに装着する（図１０参照）。このとき、コイル
４２ｆ〜４２ｒは前段に装着されたコイル４２ｅ〜４２
ｑに対して鉄心３２の半径方向外側に重畳して装着され
るため、鉄心３２の軸線方向に該コイル４２ｆ〜４２ｒ
が重畳されることがない。

【００１９】そして、突起部４０ａを矢印Ｄ方向に撓曲
させ、突起部４０ａから離間して支持されているコイル
４２ａの他端側を該突起部４０ａに係合させると、コイ
ル４２ｒの一端側はコイル４２ａの内側に潜り込むこと
になる（図１１参照）。同様にしてコイル４２ｂ〜４２
ｅを突起部４０ｂ〜４０ｅに係合させる（図１２参
照）。このときも、前記コイル４２ｆ〜４２ｒと同様
に、コイル４２ｂ〜４２ｅは鉄心３２の軸線方向に重畳
することがない。

【００２０】最後に、突起部４０ａ〜４０ｒの外周部に
ヨーク部４４が装着される。

【００２１】本実施の形態の電機子３０では、コイル４
２ａ〜４２ｒの周方向一端側は隣接するコイル４２ｂ〜
４２ａに対して鉄心３２の半径方向内側に、他端側は隣
接するコイル４２ｒ〜４２ｑに対して鉄心３２の半径方
向外側に重畳される。従って、全てのコイル４２ａ〜４
２ｒの形状が略一致となるため、各コイル４２ａ〜４２
ｒの巻線抵抗、インダクタンスは略一致する。

【００２２】また、各コイル４２ａ〜４２ｒは鉄心３２
の軸線方向に互いに重畳されていないため、その軸線方
向の幅を十分に小さくすることができる。従って、この
電機子３０を用いて構成されるモータを小型軽量とする
ことができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明に係る電機子およびその製造方法
によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。

【００２４】電機子に巻回されるコイルが全て略同じ形
状であるため、各コイルの巻線抵抗、インダクタンスが
一致し、この電機子を使用して製造されたモータは１回
転中の出力に変動が起こる懸念が払拭される。また、電
機子に巻回される複数のコイルが該電機子の軸線方向に
重畳されることがないため、小さく構成することがで
き、小型で且つ軽量のモータを製造することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る電機子を示す概略平
面図である。

【図２】図１の電機子の第１鋼板を示す概略平面図であ
る。

【図３】図１の電機子の第２鋼板を示す概略平面図であ
る。

【図４】図１の電機子の鉄心を示す概略斜視図である。

【図５】本発明の実施の形態に係る電機子の製造方法に
使用される巻線装置を示す概略斜視図である。

【図６】図５に示す巻線装置の使用方法を示す図であ
り、図６Ａは、導線を巻線装置に装着した状態の概略斜
視図、図６Ｂは、コイルを巻回した状態の概略斜視図、
図６Ｃは、巻回されたコイルを取り出した状態の概略斜
視図である。

【図７】本発明の実施の形態に係る電機子の製造方法を
用いてコイル４２ａを鉄心に装着した状態の概略平面図
である。

【図８】図７に示す電機子の製造方法を用いてコイル４
２ｂ〜４２ｅを鉄心に装着した状態の概略平面図であ
る。

【図９】図７に示す電機子の製造方法を用いてコイル４
２ｆを鉄心に装着した状態の概略平面図である。

【図１０】図７に示す電機子の製造方法を用いてコイル
４２ｇ〜４２ｒを鉄心に装着した状態の概略平面図であ
る。

【図１１】図７に示す電機子の製造方法を用いてコイル
４２ａを突起部４０ａに係合させた状態の概略平面図で
ある。

【図１２】図７に示す電機子の製造方法を用いてコイル
４２ｂ〜４２ｅを突起部４０ｂ〜４０ｅに係合させた状
態の概略平面図である。

【図１３】従来技術に係る電機子の概略平面図である。

【符号の説明】

３０…電機子 ３２…鉄心 ３６、３８…鋼板 ４０ａ〜４０ｒ…突
起部 ４２ａ〜４２ｒ…コイル ４６…巻線装置 ５８…導線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の突起部を備えた鉄心を有し、前記突
   起部に複数のコイルを巻回して構成される電機子におい
   て、 前記コイルを２つ以上の前記突起部にまたがって巻回さ
   せ、各コイルは隣接するコイルと前記突起部の一部を共
   有し、全てのコイルの周方向一端側は隣接する一方のコ
   イルに対して鉄心の半径方向内側に重畳し、他端側は隣
   接する他方のコイルに対して鉄心の半径方向外側に重畳
   することを特徴とする電機子。
2. 【請求項２】請求項１記載の電機子において、 前記鉄心は、１つ以上の突起部を有し、所定角度ずつ偏
   位して配設された複数の磁性部材と、 前記磁性部材を挟持する２枚の弾性体からなる板状部材
   と、 から構成され、前記板状部材が撓曲することによって前
   記突起部は周方向に変位自在に構成されることを特徴と
   する電機子。
3. 【請求項３】複数の突起部を備えた鉄心を有し、前記突
   起部に複数のコイルを巻回して構成される電機子の製造
   方法において、 巻線装置に導線を巻回して複数のコイルを形成する第１
   の工程と、 前記鉄心に最初に装着される第１のコイルの一端側を第
   １の突起部の根部に係合させ、他端側を突起部から離間
   して支持する第２の工程と、 前記第１のコイルに次いで装着される第２のコイルの一
   端側を前記第１の突起部に隣接する第２の突起部の根部
   に係合させ、他端側を前段に装着された第１のコイルに
   重畳するように支持する第３の工程と、 前記第３の工程を繰り返し遂行した後、少なくとも前記
   第１のコイルの半径方向内側に最後に巻回されるコイル
   の一端側を潜り込ませる第４の工程と、 を有することを特徴とする電機子の製造方法。