JPS62247746A - 無鉄電機子を備えた電気モ−タ - 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】 本発明は無鉄電機子を有する電気モータに関し、特に新
規構成の電機子の装備およびその製造方法に関する。

導電性ワイヤを巻型に巻付けて多くのワイヤ巻き層を有
するバスケット巻き部を形成することによって、低電圧
ＤＣモータ用の無鉄電機子が製造されていた。

光１ト研概要 本発明の第１図によれば、シャフトおよび該シャフトに
設けられた電機子コイルを備える電機子を有するＤＣ電
気モータにおいて、電機子コイルが複数の導電ストリッ
プを備え、各ストリップがその両端間で折曲げられ、そ
してシャフトの軸線方向に前後にかつシャフトを中心に
円周方向に延び、導体ストリップの各端部が他の導体ス
トリップの各端部に電気的に接続されていることを特徴
とするモータが提供される。

導体ストリップの端部のうちの少なくともいくつかは整
流子のセグメントに電気的に接続されるのがよい。好ま
しくは、これらのセグメントは夫々のストリップの端部
に一体に形成される。

コイルはディスクまたは半径方向に延びるウェッブで支
持されるのがよく、このディスクまたはウェッブは整流
子用の基部を形成する円筒形延長部を有するのがよい。

好適な実施例では、導体ストリップは絶縁材のシートで
支持される。これらの導体ストリップは、好ましくは、
一端がモータのステータを形成する不動鉄心または磁石
装置を受は入れるように開口しかつ他端がモータのシャ
フトで支持される円筒体を形成する。

本発明の他の面によれば、電気モータ用の無鉄電機子を
製造する方法において、一般に平行な導体ストリップの
列を形成し、線列をストリップの長さ方向に対して横方
向にかつ鋭角で折曲げ、この折曲げ列を一端にストリッ
プの端部を備える円筒体を形成し、そしてこれらの端部
を電気的に接続して電機子コイルを形成することを特徴
とする方法を提供する。

導体ストリップはシート状に形成するのがよく、このシ
ートをストリップの長さに対して横方向の線を中心に折
曲げてストリップの両端を整合させ、次いで折曲げられ
たシートをロール加工して円筒体とし、この際、異なる
導体の端部は互いに重なり合い、これらの端部を互いに
連結して巻き部を形成する。ストリップは、重なり合う
ストリップ間を絶縁するとともに、ロール加工された円
筒体用の支持体を形成する絶縁材のシートを中心に折曲
げるのがよい。円周方向に隣接したストリップ間には、
これらの隣接ストリップ間の短絡を防ぐために、エアギ
ャップを設けるのがよい。

特に好適な形態では、導体ストリップは酸化可能な金属
製であって、重なり合うストリップ間を絶縁するために
非導電性の酸化表面を有する。非常に好ましくは、スト
リップは陽極酸化されたアルミニウム製である。電気的
接続を陽極酸化に行う場合、この電気的接続を容易にす
るために、各ストリップの他の部分をマスクするのがよ
い。

非常に好ましくは、電機子コイルは平行四辺形を形成す
る直線状平行導体ストリップの列から形成される。この
列をストリップに沿って中間でこれらのストリップの端
部の線と平行に折曲げ、次いでロール加工して円筒体に
する。平行四辺形の角度は、好ましくは、各ストリップ
の第１端部を隣接したストリップの第２端部と向合い接
触させるように選択され、各導体は列の間隔を加えであ
るいは除いて円筒体の円周を３６０度（外面で１８０度
および内面で１８０度）延びる。

好ましくは、導体のうちのいくつかは各々一端に一体に
形成された整流子セグメントを有し、列を折曲げ、そし
てロール加工してから、これらのセグメントを整流子の
基部に折り付けるのがよい。

しかしながら、好ましくは、この基部は、セグメントを
所要の配向に折曲げてから適所にインサート成形するこ
とによって形成される。インサート成形技術を使用する
場合、プラスチック材料を形成コイルの円筒形内面およ
び／または外面−ヒにフラッシュさせすなわち流せばよ
い。

゛な　　　のｉ゛日 第１図は無鉄電機子を利用する分数馬力ＰＭＤＣモータ
１を示している。このモータ１は鋼製外ケーシング２を
備え、この外ケーシング２は一端３が閉じられており、
この外ケーシング２の開放端にはプラスチック製端キャ
ップ４が設けられている。この端キャップおよびケーシ
ングはベアリング５，６を支持しており、これらのベア
リング５゜６には、モータシャフト７が支承されている
。シャフト７には、整流子８および電機子コイル９が固
設されており、シャフト、整流子およびコイルは電機子
組立体を形成する。

ケーシング２内には、永久磁石１０．１１が電機子コイ
ル９のまわりに設けられている。これらの磁石は当業界
で一般に知られている方法で取付けられる。端キヤツプ
４内には、一対のブラシ板１３およびブラシ１４を備え
たブラシギヤ１２が設けられており、ブラシ１４は整流
子８のセグメント２５に支持されている。

かかる端キャンプおよびブラシギヤ組立体は当業界でよ
く知られているので、ここでは詳細に説明する必要がな
い。

本発明を具体化する電機子組立体についてより詳細に説
明すると、この組立体は第１の円筒形プラスチック製基
部１６を備え、この基部１６はシャフト７とともに回転
するようにシャフト７に固設されかつ整流子８の基部を
形成する。プラスチック製ディスク１８が基部１６と一
体に形成されている。第２の中空な円筒形プラスチック
シート１７は第１部分１６より大きい内径を有していて
、ディスク部分１８に係合するコイル９によってシャフ
ト７のまわりに支持されている。この部分１７は、第２
ａ図および第２ｆ図を参照してより詳細に後述するよう
に、電機子コイル９を形成する導電ストリップ２２を支
持しかつこれらのストリップ２２間を絶縁する。ケーシ
ング２の端面３には、不動の円筒形鉄心１９がねし、２
０によって取付けられ、この鉄心１９はコイル９とシャ
フト７との間の環状空間に突入しているが、コ」・イル
９およびシャフト７の両方から離れている。

第２ａ図は電機子コイル９を形成するための素材２１を
示している。素材２１は銅板からプレス加工され、幅お
よび長さの同じ複数のストリップ２２を備えている。こ
れらのストリップ２２には、以後の説明を容易にするた
めにＡ〜−リ−を付しである。これらのストリップは等
しい長さのものであって、第２ａ図でわかるように平行
四辺形を形成する。ストリップにおける横流れ電流を避
けるために、各ストリップには、長さ方向に延びるスト
リップ３９が形成されるのがよい。明確にするために、
このようなスリットをストリップ２２　ｕに１つだけ示
しである。これらのストリップの第１端部には、連結用
部分２３が形成され、これらの部分２３はストリップの
長さ方向に対して成る角度で平行四辺形の各縁部２６と
直角に突出している。これらの部分２３は取扱い容易に
するために連結用ストリップ２４によって連結され、各
第３ストリツプー篤、！、−垣等の端部には、整流子セ
グメント２５が一体に形成されている。ストリップの反
射端部すなわち第２端部には、同様に、ストリップ２８
によって連結された連結用部分　２７が設けられている
。

素材をストリップ２２の端部間の中間で線２９を中心に
折曲げる。平行四辺形の角度θは、ストリップ上の端部
分２７がストリソプ−リエの端部分２３に重なってスト
リップ見と−リュとの間に電気接続部を形成することが
できる程の角度である。素材をプラスチックシート１７
を中心に折曲げる。

折曲げ後、ストリップ２４．２８を素材から切取り（第
２Ｃ図）、次いで、素材を折曲げ線２９と直角の軸線を
中心にロール加工して、円周が線２９に沿った列の幅に
等しい円筒体を形成する。

端部２７が円筒体の内側になるように素材をロール加工
する。形成円筒体の内周が外周より小さくなるようにス
トリップ２２を端部２７に向けてわずかにテーバにする
。ロール加工後、ストリップ上の末端部２３はストリッ
プ上の末端部２７に向い合い、以下同様に、ストリップ
上の末端２３はストリソプーリーの末端部２７に向い合
う。向い合っている末端部２３．２７を互いにろう付け
するかあるいは溶接してストリップを連続伝導ループに
形成し、このループは各々形成円筒体のまわりの導体幅
を除いて３６０度ら旋状に延び、内面で１８０度、そし
て外面で１８０度延びるように形成される。

接合末端部２３．２７および関連セグメント２５を半径
方向内方に曲げ、整流子セグメント２５に曲げ部を更ら
に作って（第２ｄ）整流子基部１６に係合するためのタ
ブ３２．４０を形成する。整流子基部１６およびディス
ク１８はインサート成形によって形成する。この技術は
当業界で周知あって、簡単に述べると、折曲げかつロー
ル加工されたコイルを成形工具で支持し、次いでプラス
チック基部を適所に射出成形することよりなる。セグメ
ント２５のタブ４０を整流子基部　１６の端部の凹部３
０に位置決めし、タブ３２を基部１６とカラー１８との
間の凹部３３に受は入れる（第２ｆ図）。素材をプレス
加工するとき、セグメント２５にもタブ３２が形成され
、これらのタブは元の素材（第２ａ図）では連結用スト
リソプ２４によって連結されているが１、これらの部分
を素材から切取ると、解放される。−ｒ４ルはディスク
１８の端面３８および外周面３６で支持される。

力学上の理由で、電機子の回転中、導体を外方に撓ませ
るためにシート１７を省くことが好ましいこともある。

この構成では、導体２２を陽極酸化されたアルミニウム
から形成するのが特に好ましく、酸化アルミニウム層は
非常に強じんであって、撓み中、ストリップが互いにこ
すれ合うような条件でも、導体ストリップ間に良好な絶
縁をもたらすものと思われる。

他の実施例（第３図）では、整流子基部のカラー１８は
半径方向に延びる複数のファンブレード３５を有してい
る。これらのファンブレードは連結部分２３．２７間に
突出しかつ整流子の近傍に冷却用空気の流れを作るため
の遠心ファンを形成する。明確にするために、基部１６
及びディスク１８のみを第３図に示しである。

他のコイル形状を採用してもよい。第２ａ図乃１　ζ 至第２ｆ図に示す形状は２極巻きである。４極巻きを形
成するには、例えば、ストリップ−色がストリップ↓に
折り重なるように第２ａ図に見られる平行四辺形の角度
θを大きくする。

各ストリップは、導体間隔を加えて、指摘したように３
６０度または４極巻きの場合、１８０度延びるのがよい
。

ストリップ２２の数および横断面の大きさ、および整流
子セグメント２５の数は異なるコイル特性を与えるため
に変化し得る。また、整流子セグメントはディスク１８
の表面に位置してもよく、この場合、ブラシ１４はこの
表面に支持される。

このような面整流子は当業界で周知である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化する分数馬力永久磁石直流（Ｐ
ＭＤＣ）モータの横断面図；第２ａ図は本発明による無
鉄電機子を形成するための素材を示す図；第２ｂ図はロ
ール加工前に折曲げられた第２ａ図の素材を示す図；第
２ｃ図はストリップの連結用部分を切取った場合の第２
ｂ図の素材を示す図；第２ｄ図は整流子セグメントをロ
ール加工しかつ折曲げた後の第２Ｃ図の素口の概略横断
面図；第２ｅ図は整流子基部を適所に成形した場合の第
２ｄ図のロール加工された素材の端面図：第２ｆ図は第
２ｅ図の線ｎ−ｎに沿った横断面図；第３図は第１図の
電機子の整流１ｗ部の変更例を示す図である。 １・・・・・・分数馬力ＰＷＤＣモータ、２・・・・・
・外ケーシング、 ４・・・・・・端キャップ、 ５．６・・・・・・ベアリング、 ７・・・・・・モータのシャフト、 ８・・・・・・整流子、 ９・・・・・・コイル、 １０．１１・・・・・・永久磁石、 ２１・・・・・・素　材、 ２２・・・・・・ストリップ、 ２５・・・・・・整流子セグメント。 】　６ 手続補正書（方式） ３゜補正をする者 事件との関係　　出願人 ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シャフトおよび該シャフトに設けられた電機子コイ
   ルを備えている電機子を有するＤＣ電気モータにおいて
   、電機子コイルは複数の導電ストリップを備え、各スト
   リップはその両端間で折曲げられ、そしてシャフトの軸
   線方向に前後にかつシャフトを中心に円周方向に延び、
   導体ストリップの各端部は他の導体ストリップの各端部
   に電気的に接続されていることを特徴とするモータ。 ２、導体ストリップはシャフトを中心にら旋状に延びて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のモ
   ータ。 ３、導体ストリップはシャフトのまわりに中空の円筒体
   を形成し、円筒体とシャフトとの間の環状空間には、不
   動鉄心が位置決めされ、そして円筒体の外側には、モー
   タのステータを形成する磁石装置が位置決めされている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載のモータ。 ４、導体ストリップはシャフトのまわりに中空の円筒体
   を形成し、円筒体とシャフトとの間の環状空間には、モ
   ータのステータを形成する不動磁石装置が位置決めされ
   、そして円筒体の外側には鉄スリーブが位置決めされて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載のモータ。 ５、導体ストリップの端部のうち少なくともいくつかは
   整流子セグメントに電気的に接続されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかの項
   に記載のモータ。 ６、整流子セグメントは各々各導体ストリップの端部に
   一体に形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第５項に記載のモータ。 ７、整流子セグメントはシャフトに軸線方向に設けられ
   た円筒形整流子基部の円筒形表面で支持されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第５項または第６項に記載
   のモータ。 ８、導体ストリップの折曲げ部にはプラスチック支持体
   が位置決めされていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第７項のいずれかの項に記載のモータ。 ９、導体ストリップは陽極酸化されたアルミニウム製で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第８項
   のいずれかの項に記載のモータ。 １０、導体ストリップはシャフトのまわりに中空の円筒
   体を形成し、該円筒体はシャフトに設けられたカラーの
   一端で支持され、カラーには半径方向に延びる複数のフ
   ァンブレートが設けられていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項乃至第９項に記載のモータ。 １１、導体が長さ方向に延びるスリットを有しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１０項のい
   ずれかの項に記載のモータ。 １２、電気モータ用の無鉄電機子を製造する方法におい
   て、一般に平行な導体ストリップの列を形成し、該列を
   ストリップの長さ方向に対して横方向にかつ鋭角で折曲
   げ、この折曲げ列を一端にストリップの端部を備える円
   筒体に形成し、そしてこれらの端部を電気的に接続して
   電機子コイルを形成することを特徴とする方法。 １３、ストリップが直線状であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１２項に記載の方法。 １４、直線状ストリップの列は平行四辺形を形成し、該
   列を折曲げてストリップの両端を整合させ、次いでロー
   ル加工してこれらの端部を互いに接合することを特徴と
   する特許請求の範囲第１３項に記載の方法。 １５、ストリップを金属板からプレス加工することを特
   徴とする特許請求の範囲第１２項乃至第１４項のいずれ
   かの項に記載の方法。 １６、金属素材を形成し、ストリップを、折曲げ後、素
   材から切り取られた連結用部分によってそれらの端部で
   互いに連結することを特徴とする特許請求の範囲第１５
   項に記載の方法。 １７、プレス加工するときに、ストリップのうち少なく
   ともいくつかのストリップの端部に電機子セグメントを
   形成し、列を円筒体に形成してからこれらのセグメント
   を折曲げて電機子基部で支持することを特徴とする特許
   請求の範囲第１５項または第１６項に記載の方法。 １８、ストリップが陽極酸化されたアルミニウム製であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１２項乃至第１７
   項のいずれかに記載の方法。 １９、ストリップが銅製であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１２項乃至第１７項のいずれかに記載の方法
   。 ２０、長さ方向に延びるスリットを各ストリップにその
   両端間に形成することを特徴とする特許請求の範囲第１
   ２項乃至第１９項に記載の方法。 ２１、円筒体を形成する前にストリップの折曲げ部に可
   撓性支持体を位置決めすることを特徴とする特許請求の
   範囲第１２項乃至第２０項に記載の方法。