JPS5928135B2 - 円筒状の多層捲線の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気的機械の無溝回転子に対する円筒状多層
巻線の製造方法に関する。

多くの小型電気的機械、特に直流機に於いては、正面端
で機械軸に連結された、一つの円筒状巻線だけを有する
回転子が使用される。

このようなベル型回転子は、電気的機械として効率が高
く、且つ慣性が小なることが知られている。

併し、円筒状の巻線は、該機械の固定子に設けられた空
隙内を回転するので、成る一定の厚さを超過することが
許されない。

このような巻線は、成る一定の型の上にその巻回が並べ
て配置されるように線を巻くことによって、製作するこ
とは既知である。

比較的太い線に対しては、この方法が適している。

併し細い線を使用する場合に、巻回を並べて線を配置す
ることが満たされねばならないときには著しい困難が生
ずる。

従って、細い線を巻回する場合には、多大の費用をかけ
でも、整然としない巻線が実現するに過ぎない。

そこで、その場合、比較的不規則な構造と、不規則な巻
回厚とが生ずるために、特に、完成巻線の空間占有率が
低いことが指摘される。

例えば、従来、円筒状多層巻線を製造するには概略第１
図に示す製造方法が実胞されている。

この製造方法は、ピンのような保持装置を備える円筒状
の巻型１に推される。

即ち、第１図において線はピン２にひっかけられ、次い
で下方斜め円筒川面に沿って進んでピン３に導かれ１次
いで再び円筒局面に沿って斜め上方のピン２に導かれる
。

この巻回過程は部分コイルが含むべき導線数（図では３
巻回）と同じ回数だけ行なわれる。

この後、前記同様の巻回過程が次のピンの組（図示され
てない）に対しても行なわれ、所定組のすべてが３巻回
ずつ巻回される。

さらに具体的には、ピン２，３にひっかけられた第１巻
回の線ａ１（黒線で示す）のうえに円筒円周面に沿って
第２巻回の線ａ２（斜線で示す）を巻回し、さらに第２
巻回の線ａ２のうえに円筒局面に沿って第３巻回の線ａ
３（実線で示す）が巻回される。

ところで、線ａｌ ｙ ａｚ ｔ ａ３を順次円筒川面
に沿って重ねて巻こうとすると、ピン２からピン３およ
びピン３からピン２に巻線ａ２．ａ３を移行するとき巻
線ａ１１ ａｚ １ ａ３が相互に銀行することになる
。

しかして、巻線を圧縮して円筒形状に整える際、鎖交部
分に圧力が作用して形崩れを生じ、この結果不規則な構
造と、不規則な巻回厚が生じることになる。

また、鎖交部分の線間ではこすれを起こし被膜の破損に
よる短絡を発生するおそれもあった。

さらにまた、線ａ１ ＋ ａｚ ＋ ａ３を円筒川面に
沿って順次積重ねて巻回することは困難が伴い、ピン２
，３の上に線ａＩ ｙ ａｚ ＋ ａ３が直接係止され
る場合がある。

このような場合、ピン２，３を抜き取り、巻線を圧縮し
て円筒形状に整える際に線と線とのこすれを起こし、被
膜が破損すると共に整列が乱れるおそれがあった。

本発明の目的は、少くとも１本の線より成る電気的機械
の無溝回転子に対する均等な巻線構造とよりよい空間占
有率とを有し１巻線厚が比較的均等に保たれている、円
筒状多層巻線の製造方法を提供することである。

本発明の方法は、線が、その送りの方向を交互に転換し
て巻かれること、即ちバックステップ式に巻かれること
を特徴としている。

本発明によれば、円筒形コイルの全長を任意の巻回区間
に区切り、第１の巻回区間において互いにコイルのター
ンを少なくとも１本の巻線の直径ずつ一方の方向に変移
して巻いて第１層を形成し、第２層の巻き始めは前記第
１層の終端巻線から前記第１層の終端巻線と該終端巻線
と隣接した巻線との間の上に位置させて前記一方の方向
と反対の方向に変位して巻いて第２層を形成し、第１の
巻回区間の各層を前記第１層及び第２層と同様に第Ｎ層
まで巻き、次に前記第１の巻回区間の最終層の終端巻線
から前記第１層の終端巻線の隣りに巻線を巻いて第２の
巻回区間の第１層の巻き始めとし、巻線の直径ずつ前記
一方の方向と同じ方向に変移して巻いて第２の巻回区間
の第１層を形成し、以後第２の巻回区間の各層を前記第
１の巻回区間の各層と同様に巻回を変移して巻き、順次
全巻回区間の各層を少なくとも３層に構成したものであ
る。

このような多層コイルは、成る範囲の仕上げられた巻回
上に、線の均等な分布を生じる。

本発明の今一つの実癩形態によれば、多数の線が同時に
相並んで巻かれる。

これによれば、電気的数値を同一として、より厚さの薄
い巻線を作ることができる。

尚１本発明の、円筒状多重巻線の一つの有利な製造方法
が、次のような仕方にも認められる。

即ち、本発明の特徴に対応して、菱形断面の筒状の型の
上に線が巻かれ、然る後この巻回が平坦な巻回帯に押し
潰され、そしてこの巻回帯が、最後に、一つの閉鎖した
円筒に巻き込まれる。

従ってこの方法に於いては、菱形断面の筒状の巻回が、
更に２つの方法的処理段により、円形断面を有する円筒
状の巻線に変換される。

そのとき仕上げられた巻線の各巻回は菱形断面を持って
いる。

本発明の円筒状巻線は、線の巻回が仕上げられた巻線の
範囲の方向に前進的及び後退的に進められていることを
特徴としている。

次に本発明の一実癩例を示す図面を参照して、本発明の
作用及び効果につき更に詳細に説明しよう。

第２図に示された円筒状の巻線１１は、菱形の巻回１２
を有し、その角が、両正面１３．１３ａ及び巻線の中心
軸の中央に位する、直径的断面１４に含まれている。

上記巻線は、その正面１３ａに、３つの引出線１５を有
し、その中２つだけが見えている。

これ等の引出線は、一つのコレクタの各層と巻線とを接
続するに役立っている。

第２図は、著しく略図化された、一つの巻線の形態及び
その巻回を示すに役立っているに過ぎない。

第３図は、第２図の線■−■に沿う断面を一つの平面に
展開したものを示して居り、この巻線が３層より構成さ
れていることが分る。

上記巻線は、１本の貫通導線１６より成り、この線は、
一つの始発点１７から終端１８まで通して巻かれて居り
、そして全巻線長を均等に分配している２つの出口線１
５を具えている。

巻線が仕上げられた場合、線の始発点１７と終端１８と
は一つの共同の接続線へ連結される。

前述のような多層巻線を製造するためには第４図に示す
装置が用いられる。

即ち、第４図において左右方向に平行状態に置かれたロ
ッド３１と３１ａ、および上下方向に平行状態に置かれ
たロッド３２と３２ａにより正面菱形形状を有する縁部
が形成されている。

先ず、第１の巻回区間において、巻線の始発点１７を巻
き始めとして４本のロッド３１，３１ａ、３２．３２ａ
の縁部に巻き付ける。

そして、ターンを１本の巻線の直径ずつ一方の方向、即
ち送り方向に変移して６巻回が巻かれて第１層が形成さ
れる。

この後、第１の巻回区間の第２層の巻き始めは前記第１
層の終端巻線から前記第１層の終端巻線と該終端巻線と
隣接した巻線との間に位置させて前記一方の方向と反対
の方向に変位して５つの巻回を巻いて第２層を形成する
。

さらにこの後、第３層の巻き始めは前記第２層の終端巻
線からこの第２層の終端巻線と該終端巻線と隣接した巻
線との間に位置させて前記一方の方向と同方向に変位し
て４つの巻回９を巻いて第３層を形成する。

続いて前記第１の巻回区間の最終層である第３層の終端
巻線から前記第１の巻回区間の第１層の終端巻線の隣り
で前記ロッド上に巻線を巻いて第２の巻回区間の第１層
の巻き始めとし、前述と同様に巻線の直径ずつ前記一方
の方向と同じ方向に変移して６つの巻回１０を巻いて第
２の巻回区間の第１層を形成する。

続いて第２の巻回区間の第２層の巻き始めは前記第１の
巻回区間の第２層の巻き始めと同様に位置させて前記一
方の方向と反対の方向に変位して６つの巻回１１を巻い
て第２層を形成する。

この第２層の終端巻線は第１の巻回区間の第１層の終端
巻線と第２の巻回区間の第１層の始端巻線との間に位置
することになる。

続いて第３層の巻き始めは前記第２層の終端巻線からこ
の第２層の終端巻線と前記第１の巻回区間の第２層の始
端巻線との間に位置させて前記一方の方向と同方向と変
位して６つの巻回１２を巻いて第３層を形成する。

続いて、前記第２の巻回区間の最終層である第３層の終
端巻線から前記第２の巻回区間の第１層の終端巻線の隣
りで前記ロッド上に巻線を巻いて第３の巻回区間の第１
層の巻き始めとし、前述と同様に６つの巻回が巻かれて
第１層を形成する。

続いて第２層目、第３層目を前記第２の巻回区間の第２
層、第３層目と同様に巻回して第３の巻回区間を形成す
る。

前述のようにして第１、第２、第３の各巻回区間を形成
した後、ロッド又は板等の部材（図示せず）によって巻
線を押圧して多層の各巻線間に空隙がなくなるように整
形して形崩れを防止する。

然る後、各ロッド３１，３１ａ、３２．３２ａを抜き取
り、この巻線は第５図に示されているような平坦な帯状
巻線に押し潰される。

然る後この帯状巻線が第６図により端同志を重畳させて
円筒状に圧延し、このようにして最終的に第２図に示さ
れた巻線が形成される。

前述したように本発明は既巻線と既巻線との間に上層の
巻線を位置させるので、従来のように既巻線の真上に次
の層の巻線を重ねる多層コイルに比して巻線密度が高く
、この結果準位空間当り多くの巻線を巻くことができる
。

即ち、本発明の多層巻コイルによれば第２層の巻線は第
１層の各線間、及び第３層の巻線は第２層の巻線の各線
間に位置する様に巻回したため、巻線と巻線によって囲
まれる空隙部分が、従来の多層コイルに比して非常に小
さくなり、この結果、巻線を平らにする際に線の移動が
無くなり、巻線形状の形崩れを防止することができる。

本発明による菱形形状の多層巻コイルは、例工ば従来の
六角形状に巻いた巻線に比して占積率が大きいので円筒
形に仕上げた場合の巻線の剛性が大きく形崩れを生じ難
い利点がある。

また、この発明によれば巻線の空間占有率が大幅に向上
し、この結果、モータの効率、トルクの増大等実用上の
効果に優れている。

使用される線の直径に対する比率に於いて、送１ りの
速度を適切に選択することにより、又、両送り方向に於
いて巻回される線の長さを選択することにより、巻線の
構造を広範囲に変化させることができる。

更に、線の直径の多重倍の厚さを有する特別な巻線を作
ることもできる。

又同時に、並列に配置された２本の線を用いて巻線を作
ることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の多層巻線の製造方法の原理説明図、第２
図は１本発明の円筒状多重層巻線を表わす斜視図、第３
図は第２図の巻線を■−■に於いて切断したものを一平
面に展開して表わす図、第４図は本発明に係る巻線方法
の製造装置の原理説明図、第５図は平坦な巻線帝国、第
６図は閉鎖した円筒に巻かれた後の巻線帯の図である。 １１・・・・・・巻線、１２・・・・・−菱形巻線、１
３．１３ａ・・・−・・円筒巻線の両端縁、１４・・−
・・−巻線の軸の中央に位する直径的面、１５・・・・
・・接続線、１６・・・・・・貫通導線、１７・・・・
・・始発点、１８−・−・・・終端点、１９・・−・・
・４つの巻回、２０・・・・・・６個の巻回、２１・・
・・・・６個の巻回、２２・・・・・−１２個の巻回、
３Ｌ３１ａ。 ３２．３２ａ・・−・・・ロッド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒形コイルの全長を任意の巻回区間に区切り、 第１の巻回区間において互いにコイルのターンを少なく
   とも１本の巻線の直径の一方の方向に変移して菱形形状
   に巻いて第１層を形成し、第２層の巻き始めは前記第１
   層の終端巻線から前記第１層の終端巻線と該終端巻線と
   隣接した巻線との間の上に位置させて順次巻線の直径ず
   つ前記一方の方向と反対の方向に変位して菱形形状に巻
   いて第２層を形成し、第１ステツプの各層を前記第１層
   及び第２層と同様に第Ｎ層まで菱形形状に巻き、 次に前記第１の巻回区間の最終層の終端巻線から前記第
   １層の終端巻線の隣りに巻線を巻いて第２の巻回区間の
   第１層の巻き始めとし、巻線の直径ずつ前記一方の方向
   と同じ方向に変移して菱形形状に巻いて第２の巻回区間
   の第１層を形成し、以後第２の巻回区間の各層を前記第
   １の巻回区間の各層と同様に巻線を変移して菱形形状に
   巻回し、順次全巻回区間の各層を少なくとも３層に構成
   し、その後平らにし、曲げて円筒を形成したことを特徴
   とする電気的機械の多層巻線の製造方法。