JPS6037008Y2 - カツプ形電機子コイル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、直流ブラシレスモータ等に使用されるカップ
形電機子コイルに関するものである。

従来、カップ形電機子コイルには、巻線を始めからカッ
プ形に巻回したものや、数巻単位で作られたコイルを組
み合わせてカップ形に整形したものなどがある。

しかしながら、これらの電機子コイルは、コイルの形状
が複雑であるために特殊な巻線機を必要としたり、また
、複数のコイルをカップ形に整形する際、各コイル間の
結線を行なわなければならず、高価な装置や複雑な作業
を必要とする欠点がある。

また、従来複数のコイルを組み合わせてカップ形電機子
コイルを形成するものにおいては、組み合わされるコイ
ルの断面形状は円形であり、このためコイルの巻数に比
べてカップ形電機子コイルの厚みが厚くなるとともに、
カップ形の側面におけるコイル間のすき間が多く、効率
の良い電機子コイルを得ることはできなかった。

本考案は、上記のような従来装置の欠点をなくし、特殊
な巻線機を必要としないとともに、複数のコイル間の結
線もなく、製作が容易で安価に製作することができ、高
効率のカップ形電機子コイルを提供することを目的とし
たものである。

本考案のカップ形電機子コイルは、偏平に巻回されたコ
イルを原型とするもので、これを円筒形の外周に沿って
Ｕ字形に整形するとともに、同様に整形された複数のコ
イルを組み合わせて１つのカップ形電機子コイルを形成
するようにしたものである。

また、本考案のカップ形電機子コイルは、特に４極のブ
ラシレスモータに使用して好適なものである。

以下図面を用いて本考案の電機子コイルを４極のブラシ
レスモータ用に形成した場合の例について説明する。

第１図は本考案のカップ形電機子コイルの製作工程を示
す説明図である。

第１図ａはカップ形電機子コイルの原型となる偏平に巻
回されたコイルである。

この偏平コイルは、第１図すに示す如く、円筒形の治具
１を用いて、この円筒形の外周に沿ってＵ字形に整形さ
れ、最終的に第１図Ｃに示すような円筒形のコイル２に
整形される。

コイル２において、円筒形の側面を形成するコイル部分
中、３は電機子コイルとして有効に働く有効コイル部分
であり、４は円筒形の底面５と同様に電機子コイルとし
て有効に働かない部分で、他のコ。

イルとの重なり部分である。

また、コイル２は偏平に巻回されたコイルをＵ字形に整
形したものであるから、その円筒形の側面に形成される
有効コイル部分３は円筒形の軸方向に沿った４つの直線
部分から構成されることになる。

さらに、この４つの有効コイル部分３は円筒形の円周に
沿って等間隔に配置される。

第１図ｄに示すコイル６は前記したコイル２と同様に円
筒形に整形されたコイルで、コイル２と組み合わされる
ものである。

コイル６はコイル２との組み合わせのためにその重。

なり部分８がコイル２の重なり部分４に比べて大きい半
径で整形されている。

第２図は第１図に示すコイル２とコイル６との組み合わ
せの状態を示す説明図である。

第２図ａに示すように、コイル２とコイル６はその相対
位。

置が４５°、また、電気角で表現したならば９０°回転
した状態で、コイル６の内側にコイル２がはめ込まれる
。

図かられかるように、２つのコイル２．６の相対位置４
５°回転させて組み合わせることにより、コイル２，６
の各有効コイル部分３゜７が互いのコイルの空隙部に位
置することになり、組み合わせに際して各コイルの有効
コイル部分３，７は同一円周上に並ぶようになる。

第２図すは２つのコイル２，６を組み合わせた状態を示
すものである。

すなわち、円筒形に整形された２つのコイルを組み合わ
せることにより１つのカップ形電機子コイルを形成する
である。

このようにして形成されたカップ形電機子コイルにおい
て、一方のコイルに駆動電流を供給した場合、これに流
れる方向は第３図に示す通りである。

図に示されるように、１つのコイルについて４つの有効
コイル部分を流れる電流の方向は、対向するコイル部分
は同方向であり、互いに隣り合うコイル部分は逆方向と
なっている。

また、これと組み合わされる他のコイルも同様の電流分
布を有するものである。

したがって、２つのコイルが組み合わされたカップ形電
機子コイルにおいては、各コイルに供給される電流の向
きにかかわらず、隣り合う有効コイル部分同士で流れる
電流の向きが等しくなる組み合わせが４組できる、全体
として４極用の磁界分布が形成される。

また、この状態からどちらか一方のコイルに供給する電
流の向きを反転させなたならば、それまで同方向の電流
が流れていた有効コイル部分同士は逆方向となり、代わ
ってそれまで逆方向の電流が流れていた有効コイル部分
同士が同方向となる。

したがって、どちらか−のコイルに供給する電流の向き
を反転させると、全体としての磁界分布は以前に対して
４５°回転することになり、同様に各コイルに供給する
電流の向きを順次反転させることにより回転磁界を作り
出すことができる。

この状態を第４図に示す。

第４図は本考案のカップ形電機子コイルと回転子との駆
動関係を示す展開図である。

図において、Ｌ１□〜ｌ、１４は第１のコイルＬの有効
コイル部分、Ｌ２１〜Ｌ２．は第２のコイルＬ２の有効
コイル部分、Ｎ１． Ｓｌ、Ｎ２．Ｓ２は回転子の磁極
である。

いま、２つのコイルＬｌ、Ｌ２において任意の方向に駆
動電流が供給され、電機子コイルの電流分布が第４図ａ
の如き状態になっているとする。

この時、回転子の位置およびその極性が図示の通りであ
るとすると、回転子には図中の矢印の方向に回転力Ｆが
作用する。

次に回転子が回転し、第４図すに示される位置になった
時、第２のコイルｈに供給する駆動電流の向きを反転さ
せると、電流分布は回転子の位置および極性に対応して
第４図すの如く変化し、回転子には引き続いて回転力Ｆ
が作用する。

以下同様に、回転子の回転にともなって、回転子が第４
図Ｃに示される位置になった時に第１のコイルＬ１に供
給する駆動電流、第４図ｄに示される位置になった時に
第２のコイルＬ２に供給する駆動電流の向きをそれぞれ
反転させることにより、回転子に連続的に回転力を与え
ることができ、回転子が第４図ｅに示される位置になっ
た時に第１のコイルＬ１に供給する駆動電流の向きを反
転させることによって電流分布は第４図ａの状態に復帰
し、回転子は第４図ａの状態からｌ／２回転したことに
なる。

このようにに本考案のカップ形電機子コイルにおいては
、２つのコイルを組み合わせるとともに各コイルに供給
する駆動電流の向きを制御するだけで所望の駆動磁界を
得ることができ、カップ形電機子コイルの形成時に組み
合わされるコイル間の結線を行なう必要がない。

さらに、本考案のカップ形電機子コイルは、偏平に巻回
されたコイルを原型としているので、このコイルを円筒
形に整形した際、その巻数に対してコイルの厚みを薄く
することができ、また、円筒形コイルの有効コイル部分
の幅を円周の約１７８として整形し、各コイルの有効コ
イル部分を同一円周上に並ぶように組み合わせているの
で、カップ形の側面をほぼコイルで満たすことができ、
高効率の電機子コイルを得ることができる。

なお、以上の説明は本考案のカップ形電機子コイルを４
極のブラシレスモータ用として形成した場合の例につい
て示したものであるが、円筒形に整形されたコイルを必
要数組み合わせることにより４極以上のモータに使用で
きるカップ形電機子コイルを実現することができる。

以上説明したように、本考案のカップ形電機子コイルで
は、偏平に巻回されたコイルを原型とし、このコイルを
治具を用いて円筒形に整形することともに、同様に整形
された複数の円筒形コイルを組み合わせてカップ形電機
子コイルを形成するようにしているので、特殊な巻線機
を必要としないとともに、各コイルに供給する駆動電流
の向きを順次反転させるだけで回転磁界を得ることがで
きるので、カップ形電機子コイルの形成に際して組み合
わされる円筒形コイルの相互間の結線の必要もなく製作
が容易で、安価に製作することができ、高効率のカップ
形電機子コイルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案のカップ形電機子コイルの
製作工程を示す説明図、第３図および第４図は本考案の
カップ形電機子コイルの駆動例を示す説明図である。 １・・・・・・円筒形治具、２，６・・・・・・円筒形
コイル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 偏平に巻回された原型コイルが円筒形の外周に沿ってそ
   の円筒形の側面および底面を通るＵ字形に整形されその
   円筒形の軸方向に沿った４つの直線部分よりなる有効コ
   イル部分と円筒形の円周方向に沿った重なり部分とを有
   する第１のコイルと、この第１のコイルと同様にして整
   形されるとともにその重なり部分が第１のコイルの重な
   り部分より大きい半径で整形された第２のコイルとを具
   備腰これら第１および第２のコイルをその相対位置を電
   気角において９０’回転させて各コイルの有効コイル部
   分が互いのコイルの有効コイル部分における空隙部に位
   置するとともに各有効コイル部分が同一円周上に並ぶよ
   うに組み合わせてなるカップ形電機子コイル。