JPS5931293B2 - 電動機用円筒形要素線輪の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電動機用線輪の製造方法に係り、特に中空
円錐台形状の線輪から円筒形の要素線輪を形成する方法
に関する。

一般に、コアレスモーフの回転子、スロットルモータの
回転子及びブラシレスモーフ例えば、ホールモータの回
転磁界を生じさせる固定子として円筒形状の波巻線輪体
が用いれている。

従来、このような波巻線輪体を製造する方法とし、ハネ
カム力式と称せられる方法が知られている。

このハネカム力式にあっては、端面における折返しにお
いて、張力による導線のすべりをおさえながら巻くので
高速の機械巻が困難であり、特に、軸方向に長く、小径
の波巻線輪体を形成する際には、導線のすべりを防止の
ため、ひっかけピンを挿入して行なうため非能率的であ
る問題がある。

このハネカム力式以外に非金属のボビンに斜めに機械巻
する方法もあるが、整列巻が困難であり、ボビンが導線
の張力に耐えるために厚手のものとなり、ギャップが増
したり、ボビンの両端部に不作用部が累積したりする欠
点がある。

従来、固定子及び回転子間のエアーギャップを小さくす
ることができる電機子として特開昭５２−２０２０８号
公報に開示されるようなプリントコイルが知られている
が、このプリントコイルは、偏平状の電機子に適用する
場合に限られ円筒状の電機子には、適用することは困難
であるとされ、円筒状の電機子を製造する場合には、依
然導線を機械巻きする方法が採用されている。

本発明は、上記のような事情に鑑みなされたものであっ
て、電流密度を大きくすることができ、しかもエアーギ
ャップを小さくすることができる電動機用円筒形要素線
輪の製造方法を提供するにある。

以下、この発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。

第１図に外径ｇｌ、内径ｇ２．導体幅Ｂの円環状線輪、
そして第２図には太径ｄｌ。

小径ｄ２．頂角δ、導体幅Ｂ、頂点から大径におろした
母線の長さがＲの中空円錐台状線輪が示されている。

上記円環状線輪あるいは中空円錐台状線輪をその円周に
そって偶数等分２ｎ（ｎ＝１゜２．３．・・・）し、そ
の等分点において、円環状線輪の場合は半径に対しであ
る特定の角度φで、また中空円錐台状線輪の場合は母線
に対してφの角度で表面に折曲げて外表面を互いに略密
着し、次に隣接する等分点において裏側へ折曲げて内表
面を互いに略密着することを繰返すと、第３図に示され
たような直径り、高さＬの仮想円筒に嵌る形状の線輪が
形成される。

この第３図の線−輪を平面上に展開したものが第４図で
ある。

第４図において、ｌは２Ｂ等分された円環状線輪あるい
は中空πＤ 円錐台状線輪の弦の長さである。

またーは、弦ｎ ｌの線輪が仮想円筒πＤに占める長さである。

上述したように、円環状線輪の場合は半径に対して、中
空円錐台状線輪の場合は母線に対して、ある特定の角度
φで表側あるいは裏側へ折曲げて第３図のような形状の
線輪を形成したのであるが、第４図のｌと、このｌが仮
想円筒の円周と接する点における垂線とのなす角を調べ
てみると、図に示されているようにやはりφの角度を持
つことが分かる。

そこで第４図より、という関係式が導かれしたがって となり、折曲げ角φは仮想円筒の直径りと、高さＬと、
等分数２ｎから求められる。

次に、第１図において２０等分された線輪の弦の長さｌ
は、 である。

また、第４図から分かるように Ｌ ： １ｃｏｓφ （２）
であるから、これを上式に代入すると が得られ、これが円環状線輪の外径ｇ１を求める式であ
る。

内径ｇ２は、ｇｌとｇ２の間に ｇ２二ｇｌ−２Ｂ （４）という関
係があるので、導体幅Ｂを決めてやることにより内径ｇ
２も求まる。

次に、第２図の中空円錐状線輪において、その太径ｄ、
１は、 である。

また、この第２図の中空円錐台状線輪を平面上に展開し
た５図において、２Ｂ等分された線輪の弦の長さｌは、 である。

ただしＴは上記中空円錐台状線輪を平面上に展開したと
きの中心角。

この式と（２）と（５）式より、 が得られる。

ところで第２図の頂角δと第５図の中心角Ｔの間には、 という関 係があるのでこれを上式に代入すると、 が得られる。

これが、中空円錐状線輪の太径ｄｌを求める式である。

この式のＬの代わりにＤを用いると、第４図より、 であるから、 この式と（５）式と（６）式から− が得られる。

中空円錐状線輪の太径ｄｉと小径ｄ２の間には、その導
体幅がＢの場合、第２図から明らかなように という関係がある。

したがって小径ｄ２は導体幅Ｂが決定されると求まる。

ところで、中空円錐状線輪の太径ｄｌを求める式（７）
でδ＝１８０・の場合を考えると、ｄｌはとなり、これ
は円 環状線輪の外径ｇ１を求める式（３）と一致する。

また中空円錐状線輪の小径ｄ２を求める式（８）におい
て、やはりδ＝１８０°の場合を考えるとｄ２＝ｄｌ−
２Ｂとなり、これも円環状線輪の内径に２を求める式と
一致する。

このように、中空円錐台状線輪の太径ｄｌ、小径ｄ２を
求める式において、δ＝１８０’の場合は円環状線輪の
外径ｇｌ、内径ｇ２を求める式と等しくなるので、中空
円錐台状線輪の式（７）あるいは（７）オよび（８）は
その特殊な場合として円環状線輪の式（３）と（４）を
含んでいる。

従って、この明細書及び特許請求の範囲においては、円
環状線輪は、中空円錐台状線輪の一例であるので単に中
空円錐台状線輪と記載した場合には、円環状線輪を含む
ものとする。

以上のようにこの発明においては、円筒状の要素線輪は
導線が整列巻回されている中空円錐台形線輪を単に折り
曲げだけで形成されることから、これに組合わせた電機
子には、空間的な無駄が生ぜず、電流密度を大きくする
ことができる。

また、本発明の円筒形状の要素線輪は、十分に薄く形成
でき、これを組合わせた電機子もまた薄くすることがで
きる。

したがって、電動機の回転子及び固定子間のエアーギャ
ップをできる限り小さくすることができ、結果として大
きなトルクを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は円環状線輪、第２図は中空円錐状線輪、第３図
は円環状線輪あるいは中空円錐状線輪から形成された円
筒形要素線輪、第４図は第３図の展開図、第５図は第２
図の展開図である。 ｇｌ・・・・・・外径、ｇ２・・・・・・内径、ｌ・・
・・・・弦の長さ。 ｄｌ・・・・・・大径、ｄ２・・・・・・小径、δ・・
・・・・頂角、Ｂ・・・・・・導体幅、φ・・・・・・
折曲げ角、Ｄ・・・・・・仮想円筒の直径、Ｌ・・・・
・・仮想円筒の高さ、Ｔ・・・・・・展開された中空円
錐状線輪の中心角。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導線が密着巻回されている略中空円錐台形状の線輪
   を形成し、この中空円錐台形状線輪を折曲げ線に沿って
   折曲げて電動機用円筒形要素線輪を形成する方法におい
   て、鞘己折曲げ線は、中空円錐台形状の線輪の頂点とこ
   の線輪体の円周に沿って定められた等分点とを結ぶ母線
   に対してその円周方向に等しい角度を成し、中空円錐台
   形状の線輪の面に対して異なる方向に中空円錐台形状の
   線輪を折曲げ線に沿って折曲げることによって折曲げ線
   で区分された中空円錐台形状の線輪部分の外表面は、互
   いに略密着され、中空円錐台形状の線輪部分の内表面は
   、互いに略密着さね、この中空円錐台形状の線輪が仮想
   円筒面に沿って波形状に展開されることを特徴とする電
   動機用円筒形要素線輪を形成する方法。 ２ 形成されるべき円筒形要素線輪の直径がＤ、その円
   筒部の長さがＬ、等分点が２ｎ、中空円錐台形状の線輪
   の幅及び頂角が夫々Ｂ及びδであるとき、折曲げ角は、
   下記φで定まり、また中空円錐台形状の線輪の大径部の
   直径が下記ｄｌ及び小径部の直径が下記ｄ２で定められ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電動機
   用円筒形線輪を形成する方法。