CH657481A5

CH657481A5 - Spule fuer einen elektromotor.

Info

Publication number: CH657481A5
Application number: CH7244/80A
Authority: CH
Inventors: Tsuneyuki Hayashi
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1979-09-27
Filing date: 1980-09-26
Publication date: 1986-08-29
Also published as: US4507637A; CA1153049A; GB2062363A; GB2062363B; BR8006152A; DE3036051A1; DE3036051C2; FR2466894B1; JPS5649641A; FR2466894A1; IT8024884A0; IT1133619B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spule für einen Elektromotor gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Solche Spulen für Elektromotoren sind bekannt, wobei es sich um flache bürstenlose Gleichstrommotoren handelt. Bisher wurde beispielsweise eine Spule 1 gemäss Fig. 1 für derartige bürstenlose Gleichstrommotoren verwendet. Die Spule 1 ist im wesentlichen in Form eines Dreiecks ausgebildet und hat eine im wesentlichen dreieckige Öffnung la. Anschlusspartien 1b, lc sind von der Spule als Zuführleiter weggeführt. Zur Bildung der Spule 1 wird ein Leitungsdraht 2 gemäss Fig. 2 verwendet. Ein solcher Leitungsdraht 2 besteht beispielsweise aus einem Isolierfilm 4, aus Email, aus einem Leiterkern 3 aus Kupfer und ein Film 5 aus Klebstoff ist auf den Isolierfilm 4 aufgebracht. Ein solcher Leitungsdraht 2 wird als «selbsthaftender Draht» bezeichnet.

In einem flachen bürstenlosen Gleichstrommotor sind mehrere solcher Spulen 1 an vorgegebenen Stellen auf einer gedruckten Schaltungsplatte befestigt. Die Zuführdrähte lb, lc werden auf vorbestimmte Leiterbahnen oder an vorbestimmte, auf der gedruckten Schaltungsplatte befestigte Anschlussstifte angelötet. Beim Löten werden die Zuführdrähte lb, lc von Hand auf die vorbestimmte Leitungsbahn oder zum vorbestimmten Anschlussstift gebracht. Der Lötvorgang ist sehr unökonomisch. Wenn die Zuführdrähte lb und lc an den vorbestimmten Anschlussstiften angelötet werden, wird eine spezielle Vorrichtung benötigt, um die Zuführdrähte lb und lc mit den Anschlussstiften zusammenzubringen. Ein wesentlicher Abstand wird benötigt, um die Anschlussdrähte lb und lc zur Spule 1 zu führen, woraus eine grosse Abmessung für den Elektromotor resultiert. Die Zuführdrähte lb und lc lösen sich zudem leicht vom elektrischen Schaltkreis und führen damit zu Unterbrüchen und Fehlern und verkleinern dadurch die Betriebssicherheit.

Die Spule 1 wird mittels einer automatischen Wickelmaschine angefertigt. Beim Wickeln berührt der Zuführdraht lb, der das ursprüngliche Ende der Spule 1 ist, eine Seitenfläche Id der Spule 1. Die Berührungspartie ist oftmals unordentlich aufgewickelt. Es ist schwierig, eine Spule 1 mit hoher Dichte ordentlich zu wickeln.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spule für einen bürstenlosen elektrischen Gleichstrommotor zu schaffen, mit der die Montage auf einer gedruckten Schaltungsplatte erleichtert werden kann. Weiter soll die Spule eine verbesserte Betriebssicherheit aufweisen und der mit dieser Spule hergestellte Elektromotor soll kleiner sein als es bisher üblich war.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bekannten Ausführungsform einer Spule für einen bürstenlosen elektrischen Gleichstrommotor,

Fig. 2 eine vergrösserte perspektivische Ansicht eines Drahtabschnittes wie er bisher für solche Spulen verwendet wurde,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Spule gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Spule nach Fig. 3 und eine gedruckte Schaltungsplatte, auf der die Spule nach Fig. 3 zu befestigen ist,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Spule nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Spule nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 einen Aufriss in schematischer Darstellung eines Beispiels für eine Wickelmaschine zum Wickeln einer Spule nach der Erfindung.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele gemäss Fig. 3—6 beschrieben.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Spule 6A gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung. An der Spule 6A sind keine üblichen Zuführdrähte vorhanden. Der Isolierfilm 4 und der Klebstoffilm 5 sind auf einer geeigneten Länge lj am Ende der Drähte der Spule 6A entfernt. Der entsprechende Leiterkern 3 wird dadurch freigelegt und wird als Kontakt 6a oder 6b der Spule 6A benützt. Diese Spule 6A hat im wesentlichen dieselbe Form wie die übliche Spule herkömmlicher Art nach Fig. 1 und hat eine im wesentlichen dreieckige innere Öffnung 6c.

Die Spule 6A kann durch die gleiche automatische Wik-kelmaschine gefertigt werden wie die Spule 1 nach Fig. 1. Nach dem Wickeln der Spule 6A werden der Isolierfilm 4 und der Klebstoffilm 5 an den Drahtenden auf einer Länge von rund 2 Ii abgestreift und die entsprechende Leiterkernpartie wird auf dieser Länge von 21| freigelegt. Die freigelegten Leiterkernpartien werden im Mittelbereich des Dreieckschenkels geschnitten. Eine dieser abgeschnittenen Endpartien ist dann der Kontakt 6b. Die andere der abgeschnitte2

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nen Endpartien ist der Kontakt 6a. Während des Wickeins wird ein Lösungsmittel wie Alkohol auf den selbstklebenden Draht 2 gesprüht, um den Klebstoffilm 5 in gelösten Zustand zu bringen und die benachbarten Partien des selbstklebenden Drahtes werden daher zusammengeklebt. Die dreieckige Form gemäss Fig. 3 wird infolge dieser Verbindung beibehalten. Obwohl Draht mit einem runden Querschnitt für die Spule 6 verwendet wurde, könnte ebensogut ein Draht mit rechteckigem Querschnitt für die Spule 6A verwendet werden.

Die Spule 6A kann auf einer gedruckten Schaltungsplatte 7 in der Weise gemäss Fig. 4 befestigt werden. Die Elektroden 6a und 6b der Spule 6A werden auf eine Elektrodenpartie der Leiterabschnitte 8 und 9 auf der gedruckten Schaltungsplatte 7 gelegt und sie werden dann zusammengelötet. Damit ist die Spule 6A mechanisch und elektrisch auf den Leitern 8 und 9 befestigt. Wenn die mechanische Verbindung schwach ist, kann ein Klebstoff oder es können Schrauben verwendet werden, um die Spule 6A auf der gedruckten Schaltungsplatte 7 zu befestigen. Zudem kann eine dreieckige Form mit ähnlichem Querschnitt, wie die innere Öffnung 6c der Spule 6, auf der gedruckten Schaltungsplatte angebracht werden und die Spule 6A kann auf diese vorstehende dreieckige Form aufgelegt werden.

Fig. 5 zeigt eine Spule 6B entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Teile in Fig. 5, die mit Teilen in Fig. 3 übereinstimmen, sind mit derselben Referenzzahl bezeichnet. In dieser Ausführungsform sind die Kontakte 6a und 6b an Stellen angeordnet, die voneinander um die Länge 12 von den Drahtenden 6B entfernt sind. Die entsprechenden Partien des Isolierfilms 4 und des Klebstoffilms 5 werden vom Draht 2 entfernt. Es ist möglich, dass im ersten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 die Kontakte 6a und 6b aus der Oberfläche der Spule 6A herausgelöst und umgebogen werden. Jedoch gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind die Drahtenden mit der Länge 12 auf die Oberfläche der Spule 6B geklebt. Entsprechend können die Kontakte 6a und 6b nicht losgerissen werden.

Fig. 6 zeigt eine Spule 6C entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Teile in Fig. 6, die denjenigen im ersten Ausführungsbeispiel von Fig. 3 entsprechen, sind mit denselben Referenzzahlen bezeichnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Kontakte 6a und 6b an Stellen angeordnet, die einen grösseren Abstand von den Drahtenden der Spule 6C entfernt sind als diejenigen der Spule 6B gemäss Fig. 5. Die Länge zwischen den Enden der Drahtenden und den Kontakten 6a, 6b ist grösser als die Länge einer Seite des Dreiecks. Entsprechend sind die Kontakte 6a und 6b noch weniger leicht von der Spule losreissbar als diejenigen bei der Spule 6B nach Fig. 5.

Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der oben beschriebenen Spulen 6A, 6B oder 6C anhand von Fig. 7 beschrieben.

Fig. 7 zeigt ein Beispiel eines Wickelapparates für die er-findungsgemässe Spule.

Der Draht 2 wird einer Drahtspule 11 entnommen. Die Zugkraft des Drahtes 2 wird durch einen Zugkraftregler 12 eingestellt. Der Draht 2 läuft über eine Walze und zwischen Schneidmessern 13 und 14 durch, die voneinander einen Abstand 13 aufweisen. Der Draht 2 ist durch ein Filzstück 15 geführt, welches Filzstück mit einem Lösungsmittel wie Alkohol getränkt ist, sodass der Klebstoffilm 5 angelöst wird. Dann erreicht der Draht 2 eine Wicklungsmaschine 16, die aus einem scheibenähnlichen Flansch 17 besteht, der am Ende einer Drehwelle befestigt ist, und ein Spulenkörper 18 ist auf der Oberfläche des Flansches 17 befestigt. Der Spulenkörper 18 hat im wesentlichen einen dreieckigen Querschnitt, der der innenseitigen Öffnung 6c der Spule 6A, 6B

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oder 6C entspricht. Ein Ende des Drahtes 2 wird durch einen Schlitz 19 an der Hinterseite des Flansches 17 eingeführt und wird mittels einer Klammer auf der Rückseite des Flansches 17 festgehalten. Ein Schneidmesser 20 ist nahe beim Spulenkörper 18 angeordnet.

Bei der Herstellung der Spule 6A, 6B oder 6C werden der Flansch 17 und der Spulenkörper 18 in Pfeilrichtung durch die Drehwelle rotiert, sodass der Draht 2 auf dem Spulenkörper 18 aufgewickelt wird. Die Schneidmesser 13 und 14 werden dann betätigt, wenn der Draht 2 die bestimmte Anzahl Wicklungen aufgewickelt wurde. Der Isolierfilm 4 und der Klebstoffilm 5 werden auf der Länge 1] an zwei Stellen vom Draht 2 durch teilweises Schliessen der Messer 13 und 14 entfernt. Die Filme werden auf der Länge 1] über dem gesamten Umfang entfernt. Der Draht 2 wird wieder durch die Wickelmaschine 16 aufgewickelt. Nachdem die abisolierte Partie aufgewickelt ist und ein zusätzliches Stück Draht 2 von l3/2 aufgewickelt wurde, wird das Schneidmesser 20 betätigt, um den Draht 2 abzuschneiden und die Wickeloperation ist beendet. Die damit erhaltenen Spulen 6A, 6B oder 6C werden vom Spulenkörper 18 abgenommen und die Wik-kelmaschine 16 wird für die Herstellung der nächsten Spule verwendet.

Zuerst wird das abgeschnittene Ende mit einer Länge von etwa l3/2 durch den Spulenkörper 18 aufgenommen. Dann wird die Partie, die durch das Messer 13 abisoliert wurde, durch die Spule 18 aufgenommen. Wenn der Draht 2 für die vorbestimmte Anzahl Umdrehungen aufgewickelt wurde, werden die Schneidmesser 13 und 14 betätigt, um den Isolierfilm 4 und den Klebstoffilm 5 auf einer Länge von 11 zu entfernen. Als nächstes wird der Draht 2 an einer Stelle mittig auf dem abisolierten Teil mittels des Messers 20 geschnitten.

Der oben beschriebene Vorgang wird für jede neue Spule wiederholt. Obwohl nicht gezeigt, befindet sich eine Heizanordnung nahe bei der Wickelmaschine 16, um den Klebstofffilm 4 zu trocknen, der mittels des Lösungsmittels angelöst wurde, um die Spule zu fixieren.

Die Drahtpartie von einer Länge Ii, die durch das Messer 14 abisoliert wurde, entspricht der Elektrode 6b der Spule 6A, 6B oder 6C gemäss Fig. 3, 5 und 6. Die Drahtpartien mit einer Länge von etwa l3/2, die der Drahtpartie mit der Länge Ii, die durch das Messer 14 abisoliert wurde, nachfolgt, entspricht der Drahtpartie der Länge 12 bei der Elektrode 6b nach Fig. 5. Für die Spule 6A nach Fig. 3 ist die Länge 13 gleich 0. Für die Spule 6C nach Fig. 6 ist die Drahtpartie mit der Länge von etwa l3/2 gleich lang wie das Ende der Spule von der Elektrode 6b entfernt ist. Die Drahtpartie der Länge Ii, die durch das Messer 13 abisoliert wurde, entspricht der Elektrode 6a der Spule 6A, 6B oder 6C nach Fig. 3, 5 und 6 und entspricht der Drahtpartie mit einer Länge von etwa 13/ 2. Diese letztere entspricht der Drahtpartie von der Länge 12 nachfolgend an die Elektrode 6a gemäss Fig. 5. Bei der Spule 6C nach Fig. 6 entspricht sie der Länge vom ursprünglichen Ende der Spule bis zur Elektrode 6a.

Entsprechend dieser Erfindung hat die Spule keine Anschlussdrähte, die sich ins Freie erstrecken. Ein Anschlussstift wird nicht benötigt für den Anschluss einer Spule nach dieser Erfindung. Der Arbeitswirkungsgrad kann verbessert werden, weil kein Raum zum Einführen der Zuführdrähte benötigt wird. Der elektrische Motor kann daher klein sein. Die Betriebssicherheit ist verbessert. Die Spule kann ordentlich gewickelt werden, auch bei höherer Dichte. Wird eine automatische Bestückungsmaschine verwendet um Schaltungsteile ohne Zuführleiter auf einer gedruckten Schaltungsplatte anzuordnen, kann die Spule nach der vorliegenden Erfindung auf dieselbe Art behandelt werden, wie andere Elemente ohne Anschlussdrähte.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

657 481 PATENTANSPRÜCHE

1. Spule für einen Elektromotor, gebildet aus einem Draht (2) mit leitendem Kern (3) und einem diesen Kern (3) einschliessenden Isolierfilm (4), die als Wicklung mit einer Anzahl um eine zentrale Öffnung (6c) gelegten Windungen des Drahtes (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet,

dass sie wenigstens eine plane Fläche aufweist, aus der der Drahtanfang und das Drahtende der Wicklung austreten, und dass der Drahtanfang und das Drahtende abisoliert sind und an den oder nahe der Enden von Drahtanfang und Drahtende als Kontakte (6a, 6b) ausgebildet sind.

2. Spule nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Draht (2) über dem Isolierfilm (4) ein Klebstoffilm (5) liegt.

3. Spule nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein erster Kontakt (6a) nahe bei der zentralen Öffnung befindet und ein zweiter Kontakt (6b) nahe bei einer Aussenfläche der Spule im Abstand von der zentralen Öffnung angeordnet ist.

4. Spule nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Drahtenden parallel zueinander liegen (Fig. 3).

5. Spule nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kontakte (6a, 6b) im Abstand von den Enden der Drahtende befinden, und dass die Länge der Isolation zwischen den Kontakten (6a, 6b) und den Enden der Drahtenden wenigstens angenähert gleich ist wie die Länge der Elektroden selbst (Fig. 5).

6. Spule nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kontakte (6a, 6b) an einer Stelle im Abstand von den Enden der Drahtende angeordnet sind, derart, dass der isolierte Teil zwischen den Kontakten (6a, 6b) und dem Ende der Drahtenden wenigstens angenähert der Länge einer halben Windung der Spule entspricht.

7. Spule nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte als Anschlusspartien zum Auflöten auf eine gedruckte Schaltungsplatte ausgebildet sind.

8. Spule nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungen wenigstens angenähert die Form eines Dreiecks haben und die Öffnung im Zentrum der Wicklung ebenfalls wenigstens angenähert dreieckig ausgebildet ist.