JP2002291187A - モータの巻線方法とその巻線を使用したモータ - Google Patents
モータの巻線方法とその巻線を使用したモータInfo
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Abstract
を目的とする。 【解決手段】 巻線を巻枠に巻回するときに、相ごとに
積層し、一番下の巻回巻線の上に順次巻線を巻回積層
し、相ごとにタップを設ける。下の巻線をする以外の巻
回時には防止フックを用いる。
Description
とその巻線を使用したモータ、そのモータを使用したO
A機器、医療機器、携帯端末機器、記録媒体駆動装置に
関するものである。
どに使用されるコアレスモータは振動用ペイジャーに代
表されるように小型軽量の要求があり、各社小型のモー
タを開発発売してきている。そのなかで、最近携帯端末
機器などでは通話待機時間の長時間化のために、効率の
良いモータが必要とされてきており、またOA機器など
の省エネルギー化の一環としてモータ効率の優れたモー
タの要求がある。
ータに使用されるヘキサ巻の巻線への期待が高くなり、
コアレスモータでは多層巻方法などとられている。また
コア付モータでもコアレスモータに使用する巻線を使用
したスロットレスコア付モータが医療分野やマイクロマ
シン分野や特殊環境で使用され始めている。
を説明するにあたって、コアレスモータに使用される3
つの巻線方法を説明する。ヘキサ巻はこの3つの巻線方
法のうちの1つである。
の3つがある(図29)。
ている。巻線は自己融着線から形成され、加熱等によっ
て巻線の被膜同士が融着固着されて成形される。中空円
筒のヘキサ巻は円筒軸方向に巻線の一部が揃うので、ト
ルク発生に寄与する円筒軸方向の直線導体部(平行部)
が円筒の巻線の中央部に存在し、磁極の受ける力が有効
に回転トルクに働くのでヘキサ巻は3つの巻線方式で一
番効率が良いとされている。平行部の両脇には傾斜部が
形成されている。電池駆動のモータではモータの効率が
良い方式を採用し、消費電流の低減を実現する必要があ
るので、携帯端末機器に使用されるコアレスモータはヘ
キサ巻がほとんどである。しかし、ヘキサ巻は加工に多
くの手間がかかり作業性が悪いという欠点を有する。
れて、ヘキサ巻の亜流に考えられている。トルクに寄与
する円筒軸方向の直線導体部(平行部)がなく、全体が
傾斜した導体部(傾斜部)となっているので、巻線の利
用効率がヘキサ巻に比べて悪く、最近のモータの小型
化、高効率化に際しては、あまり好ましい巻線工法では
なくなってきている。
式巻とも呼ばれている。ハネカム巻も菱形巻と同様にト
ルクに寄与する円筒軸方向の直線導体部がなく、ヘキサ
巻に比べて巻線の利用効率が悪い。
として、特許登録2820372号公報や特許登録28
93228号公報が知られている。
例にあるようにハネカム巻における、多重巻である。そ
の内容は2極Δ結線において、線材の巻始めから240
°の位置に第1タップ、さらに240°の位置に第2タ
ップ、さらに240°の位置に第3タップであるように
した巻線であるので、巻線をロール巻にして順方向に巻
回していって多重巻にする方法であり、巻初め位置から
第1タップまでは240°であるが、第2タップは1周
まわるので480−360=120°の位置に第2タッ
プは位置し、その位置から240°であれば、巻終わり
は巻始めの位置と一致し、その位置で第3タップを構成
することで、3つのタップが形成されて、巻線は2重に
形成されることになる。タップ間は120°ごとにある
が、接続された巻線では240°ごとに接続されてい
る。
から巻線はヘキサ巻で説明がなされている。この巻線方
法は巻線がブロックごとに分かれ、それを決まった間隔
をずらしてカーリングしていく巻線方法で多層巻をする
方法が記載されている。もう少し詳しく説明すれば、巻
線ブロックには巻始めのタップと中間タップと巻終わり
のタップとがあり、その3つのタップが形成された巻線
を1つの巻線ブロックとし、巻線ブロック同士は別々の
部品として製作されている。この巻線ブロックを4つ使
用する場合はこの巻線ブロックを90°ごとずらしてい
き、巻線のタップ位置が重なるように巻線ブロックのタ
ップ間隔を決めた巻線ブロックを作成する。4つの巻線
ブロックで多重巻線を作成する場合、タップ間隔は90
°である。
して特許登録3002927号公報がある。特許登録3
002927号公報は特許登録2893228号公報の
ブラシレスモータの巻線方法と考えれば良いが、特許登
録2893228号公報の場合は巻線としてはタップが
4以上に対して限定されているが、特許登録30029
27号公報では巻線としてのタップは3つでも良い。こ
の巻線として3つのタップの場合について説明する。
から巻線はヘキサ巻で説明がなされている。この巻線方
法も巻線がブロックごとに分かれ、それを決まった間隔
をずらしてカーリングしていく巻線方法で多層巻をする
方法が記載されている。巻線ブロックには巻始めのタッ
プと中間タップと巻終わりのタップとがあり、その3つ
のタップが形成された巻線を1つの巻線ブロックとして
いる。巻線ブロックのタップ間は120°である。この
巻線ブロックを120°ごとにずらしていくと、巻線の
タップ位置が重なり、1つの巻線ブロックの上に別の巻
線ブロックが重なることで、多重巻線の巻線ができる。
この巻線を固定側の外枠(ケース)の内側に配置し、巻
線の内側には回転可能なマグネットを配置したブラシレ
スモータができる。
スのコアに、上記コアレス用巻線を使用するスロットレ
スコア付モータで使用されるが、この場合だけの巻線に
ついて限定した従来例はあまりなく、コアレスモータの
巻線方法を製作した巻線を使用することになる。
る巻線をコア付モータに使用した例はあまりない。そう
したスロットレスコア付モータは一般のスロット形状コ
ア付モータの方が発生トルクが大きいために、特殊な用
途に限定されて使用されている。コアをスロットレスの
コア形状にして、脈動の少ない用途、たとえば、医療機
器、精密計測機器などに使用されている。
ている巻線をコア付モータでは印加電圧も低く、巻線の
巻線方式としてはΔ結線が多い。Y結線は大きなモータ
で特殊な仕様のモータに使用されるだけで、ほとんどΔ
結線である。この理由として、Y結線では巻線を1カ所
に結束する必要があるので、コアがついていると作業的
にも邪魔になる。したがって、巻線の方法がΔ結線にし
て、巻線の端末がすべて外周部で処理することに適して
いる。
に比べて、コアレスモータやスロットレスのコア付モー
タはエネルギー効率が悪いので、効率の改善が必要であ
る。その効率改善として、最近の携帯電話の振動用モー
タなどに使用されているヘキサ巻の巻線を多重巻線にす
る。
工作業性があまり良くない。いろいろな点で、作業効率
を向上させる工夫がなされている。ヘキサ巻線には巻回
作業、テープ仮固定作業、平プレス(平板状プレス)作
業、カーリング作業、アニール作業というようにかなり
工数がかかる内容になっている。ヘキサ巻で特性を向上
しつつ、巻線作業工程の作業安定性について工夫が行わ
れてきている。本発明では特に多重巻線方法についての
課題解決を行う。
巻の巻線作業工程について、もう少し詳しく説明する必
要がある。1層のヘキサ巻の巻線方法について、以下に
説明する。
合、六角形の巻枠(マンドレルともいう)81に整列に
巻線を巻回する(図30参照)。
に固定する。
め端の際から巻始める。
と、巻枠の開き角の箇所の角部に端子部84を形成す
る。
相の巻線部83の際から巻線開始し、所定数巻回して、
第二相の巻線部85を作成する。
子部84側の巻枠の開き角の箇所と同じ側の角部に端子
部86を形成する。
相の巻線部85の際から巻線開始し、所定巻数を巻回し
て第三の巻線部87を作成する。
88はコイルボビンから切断する。
(図31参照)。巻枠に巻回した状態で、巻崩れ防止の
ためにテープで仮固定する。その状態で、その六角形の
巻枠から抜き取る。この巻枠は六角形であり、断面が六
角形の形状を保ったまま、1/100〜1/1000の
テーパとなっている。
明する。巻枠から抜き取った巻線の六角形の一対の対向
面を巻枠軸方向に倒して、平板状にする。その際の一対
の対向面とは前記のテープが貼られている面であるよう
に、倒す面を決める。
る。その平板状にした巻線をカーリング棒(成形棒、棒
ともいう)に巻き付ける。その際カーリング成形した外
周にテープを巻き付ける。このテープを巻き付けること
で、カーリング棒から取り出した時に、カーリング成形
後の巻線の成形外径が安定に保たれるうえに、ばらつき
が小さなものになる。また、次工程でのアニール作業で
の作業性が向上するうえに、作業上での断線などの不具
合の発生がなくなる。
ーリング成形した状態の巻線では、加熱して成形を強固
なものにする。巻線は自己融着線を使用しているので、
加熱することで巻線同士が融着するので巻き崩れしな
い。前工程で使用したテープ関係で、さらに強度的にも
強固なものになる。
がる。
がら巻くために、巻始めに戻ることは巻線のテンション
で張力を受けて巻かれたものが、逆に力が働くのでほど
けやすくなるなど作業上の問題があるため実際には不可
能に近い。特許登録2820372号公報での巻線方法
はハネカム巻であり、順送りに巻線を形成していきロー
ル状に巻線を構成するものであって、ハネカム巻である
ことによるモータ効率の向上があまり期待できない。
一番良いので、多重巻でも特許登録3002927号公
報の巻線方法の方が良いことになる。しかし、特許登録
3002927号公報では、巻線をブロックごとにして
いる。各巻線ブロックにはタップが3つある。3つの巻
線ブロックで構成する多重巻線を考えると、図32のよ
うに平プレス巻線の上下に巻線が存在するのは斜線部と
平行部の一部である。巻線の形成数を○の中の数字であ
らわすと、、が存在する。巻線ブロックが120°
ずれているので、3つの巻線ブロックを1つの巻線とし
てレイアウトすると、上下の巻線を別々の巻線としてカ
ウントすれば、図33に示すように巻線の形成数を○の
中の数字であらわすと、、、、などの数字が存
在し、3つの平プレスを平面上に重ねた時には均一な巻
線形成数になっていない。しかし円筒形状にすれば、ど
の箇所もになる。このブロックを重ねていく方法はず
らし角度がばらつくと形成数が場所によって異なるため
に局部的に巻線の厚みが異なることがあるという課題が
あるうえに、タップ線が9本もあるものを3本に接続す
るなど作業的に課題がある。
の場所でもである。平プレス時の巻線ではカールして
あわせるために巻線形成数がの箇所であるが、カール
するとその箇所は重なって、巻線形成数はすべてにな
る。
タップ数が少なく、巻線形成数はどの場所も均一になっ
ている巻線方法を提供する。
たなかでモータ特性を向上させるのは、ヘキサ巻での円
筒軸方向の直線導体部の長さを長くできれば可能であ
る。平フォーミングした平板状の巻線の幅はモータサイ
ズから決定しているので、傾斜部の巻線部の占める割合
を下げる必要がある。傾斜部の幅寸法が短くなるように
巻枠の開き角を大きくすることで、効率の向上を行う。
である。この方法には、従来例に示すようにいろいろな
方法がある。
ち、巻線方法で巻線形成数が同じになる1重巻きに着目
し、ヘキサ巻の長所短所を考慮して、多重巻線方法に繋
がる工程に工夫を盛り込むことにした。
る。
相当する巻線数だけ巻回し、その上に順次巻線を巻回積
層する。
止フックを用いる。
+1である。
のタップと巻回終わりのタップとを1つのタップとす
る。
はnである。
タについても、その巻線にあわせてモータの部位を工夫
することでも特性が向上する。
たって、モータの効率を向上させるために、 (1)モータのマグネットと巻線とのギャップを狭くす
る。
の外径を小さくする。ように各部も検討すればなお特性
が向上する。
は、六角形状の巻線を巻層する巻線用巻枠を使用して製
作するモータの巻線において、巻枠の一番下に下側の巻
線を巻回して相に相当する巻線数だけ(相の総巻数の約
1/3)巻回し、その下側巻線の上に中間巻線(相の総
巻数の約1/3)を巻回の回転方向を同じにして巻回
し、その中間巻線は相の下側の巻終わり位置から相の下
側巻始めの位置までバックし、さらに、その中間巻線の
上に上側の巻線を巻回(相の総巻数の約1/3)して、
下側の巻線と中間巻線と上側の巻線を一つの相の巻線と
して、順次、相数だけ同一巻枠に巻回してなる巻線を、
平プレスして、ヘキサ巻線の円筒状形成した巻線方法と
したものであり、従来の巻線装置を工夫することで、3
重巻線が可能であるうえに、巻枠などの特別な長さのも
のは必要なく、設備的にも高価にならない。さらに、各
相が連続した3重巻線であって、各相ごとに端子処理部
(タップ等)が形成され、タップ数が少なくタップ処理
が容易であるうえに、1つの平プレス巻線として形成で
きるという作用を有する。
を巻層する巻線用巻枠を使用して製作するモータの巻線
において、巻枠の一番下に下側の巻線を巻回して相に相
当する巻線数だけ(相の総巻数の約1/3)巻回し、そ
の下側巻線の上に中間巻線(相の総巻数の約1/3)を
巻回の回転方向を同じにして巻回し、その中間巻線は相
の下側の巻終わり位置から相の下側巻始めの位置までバ
ックし、さらに、その中間巻線の上に上側の巻線を巻回
(相の総巻数の約1/3)して、下側の巻線と中間巻線
と上側の巻線を一つの相の巻線として、順次、相数だけ
同一巻枠に巻回してなる巻線を、平プレスして、ヘキサ
巻線の円筒状形成した巻線方法であって、巻始めに巻枠
に仮巻をしてタップを形成してから、相巻を開始し、相
ごとにタップを形成し、巻終わりには相としてのタップ
終了後に仮巻を施した請求項1記載の巻線方法としたも
のであり、下側の巻回巻線と中間巻線と上側の巻回巻線
と相ごとに形成し、その相ごとにタップを設けるため
に、タップ数は(相数+1)となり、多層にして同じタ
ップ数で巻線ができる。中間巻線は下側巻線の巻終わり
から巻始めの位置まで巻回しながらバックするので、巻
線装置をマンドレルの回転方向を逆転することもなく巻
回作業ができるという作用を有する。
載の巻線方法で製作された巻線としたものであり、各相
が連続した3重巻線であって、各相ごとに端子処理部
(タップ等)が形成され、タップ数が少なくタップ処理
が容易であるうえに、1つの平プレス巻線として形成で
きるので、上記請求の巻線方法で容易に3重巻線が形成
できるという作用を有する。
を巻層する巻線用巻枠を使用して製作するモータの巻線
であって、巻枠の一番下に下側の巻線を巻回して相に相
当する巻線数だけ(相の総巻数の約1/3)巻回し、そ
の下側巻線の上に中間巻線(相の総巻数の約1/3)を
巻回の回転方向を同じにして巻回し、その中間巻線は相
の下側の巻終わり位置から相の下側巻始めの位置までバ
ックし、さらに、その中間巻線の上に上側の巻線を巻回
(相の総巻数の約1/3)して、下側の巻線と中間巻線
と上側の巻線を一つの相の巻線として、順次、相数だけ
同一巻枠に巻回してなる巻線を、平プレスして、ヘキサ
巻線の円筒状形成した巻線であって、その巻線をモータ
の巻線に使用したスロットレスコア付モータとしたもの
であり、3重巻線を使用することで、モータ特性のよい
スロットレスコア付モータができる。仮巻部を設けて端
子処理部(タップ)を各相ごとに同じ形態で形成するこ
とができるうえに、巻始めや巻終わりの線処理が安定で
きるので、巻回作業での巻線不良が少なくなるという作
用を有する。
を巻層する巻線用巻枠を使用して製作するモータの巻線
であって、巻枠の一番下に下側の巻線を巻回して相に相
当する巻線数だけ(相の総巻数の約1/3)巻回し、そ
の下側巻線の上に中間巻線(相の総巻数の約1/3)を
巻回の回転方向を同じにして巻回し、その中間巻線は相
の下側の巻終わり位置から相の下側巻始めの位置までバ
ックし、さらに、その中間巻線の上に上側の巻線を巻回
(相の総巻数の約1/3)して、下側の巻線と中間巻線
と上側の巻線を一つの相の巻線として、順次、相数だけ
同一巻枠に巻回してなる巻線を、平プレスして、ヘキサ
巻線の円筒状形成した巻線であって、その巻線をモータ
の巻線に使用したコアレスモータとしたものであり、ヘ
キサ巻の3重巻線を使用したコアレスモータができ、コ
アレスモータの特性がより向上できる仮巻部の形成なく
巻回するので、仮巻による巻線の重なりがなく、小型の
円筒の巻線に適用できる。さらには、巻終わり線と巻始
め線を一つの端子処理部とすることで、3重巻線の円筒
形状の巻線を容易に作ることができるという作用を有す
る。
を巻層する巻線用巻枠を使用して製作するモータの巻線
において、巻線は連続して一つの巻枠に巻回したn相
(n=3以上、正の整数)巻線であって、各相がm(m
は3以上の正の奇数)重巻であって、まず、巻枠にタッ
プを形成し、その一つの相の巻線を形成するために、巻
枠の下側から順序よくm重に巻回し、そのm重の巻線は
一般にp段巻線(pは奇数)は相巻始め位置(S点)か
ら相巻終わり位置(E点)まで巻回し、続けて(p+
1)段巻線はp段巻線の上をE点からS点に向かって巻
回する、次には(p+2)段巻線を(p+1)段巻線上
からS点からE点まで巻回する、同様に重ねていきm重
になると、タップ処理をして、次の相の巻回を行う、そ
の相もm重になるとタップ処理後次の相へと順次に巻線
の巻回を行い、n相の巻線形成させて、タップ処理を行
い、巻回作用を終わり、各相の両側にはタップが形成さ
れていて、タップ数はn+1であって、円筒状に成形し
た巻線で始めのタップと終わりのタップを重ねて一つの
タップとして、円周状にn個タップを配置させ、またそ
のタップは等分に配置されていて、隣り合うタップ間で
巻線の相を構成したことが特徴の巻線としたものであ
り、従来の巻線装置を工夫することで、多重巻線が可能
であるうえに、巻枠などの特別な長さのものは必要な
く、設備的にも高価にならない。さらに、各相が連続し
た多重巻線であって、各相ごとに端子処理部(タップ
等)が形成され、タップ数が少なくタップ処理が容易で
あるうえに、1つの平プレス巻線として形成できる。ま
た、巻回巻線を平プレスして円筒状の巻線にした場合隣
り合うタップ間で巻線の相が構成されているので、36
0°の円周長さの平プレス巻線でn相の多重巻線が作成
でき、平プレス長さの短いn相多重巻線が容易にできる
という作用を有する。
を巻層する巻線用巻枠を使用して製作するモータの巻線
において、巻枠の一番下に下側の巻線を巻回して相に相
当する巻線数だけ(相の総巻数の約1/3)巻回し、そ
の下側巻線の上に中間巻線(相の総巻数の約1/3)を
巻回の回転方向を同じにして巻回し、その中間巻線は相
の下側の巻終わり位置から相の下側の巻始めの位置まで
バックし、さらに、その中間巻線の上に上側の巻線を巻
回(相の総巻数の約1/3)して、下側の巻線と中間巻
線と上側の巻線を一つの相の巻線として形成する巻線で
あって、一番下側の巻線を巻回終えたら、巻終わり位置
に巻崩れ防止フックを巻枠に設置して、中間巻線、上側
巻線を巻回することが特徴であって、順次、相数だけ同
一巻枠に巻回して行う巻回作業で、下側巻線をする際に
は巻回作業の支障の無い位置に前記防止フックを置き、
下側巻線が完了すると終了位置に前記防止フックを配置
し、この相も同様に中間巻線、上側巻線を巻回する3重
巻線を、平プレスして、ヘキサ巻線の円筒状形成する請
求項1、2記載の巻線方法及びその巻線としたものであ
り、防止フックで下側巻線巻回幅が固定できるので下側
巻線の上に巻回する中間巻線が安定して巻回できるの
で、巻回崩れをせずに中間巻線と上側巻線ができるの
で、長さの安定した巻線となり、円筒状巻線にしても重
なり具合がばらつかない安定した巻線ができるという作
用を有する。
本願発明のモータを使用することにより、よりすぐれた
特性のOA機器や医療機器や携帯端末機器及び記録媒体
駆動装置を得られるものである。
て説明する。
り、ヘキサ巻における巻枠片の実施例である。ヘキサ巻
をするにあたって、従来の巻枠は実軸のものであるが、
本実施例の巻枠は分割タイプの巻枠の一片である。図1
において、(a)は正面図、(b)は上面図、(c)は
左側面図である。図2は図1に示す分割タイプの巻枠片
をセットした時の巻枠の断面説明図である。
部を示し、aは巻枠の開き角、bは巻枠の開き幅、cは
巻枠の傾斜部厚み、dは巻枠の平行部厚み、eは巻枠間
隔、gは巻枠の隙間である。
巻枠の開き幅bで規定されるまで傾斜部が構成されるた
め、図2に示すように巻枠の傾斜部厚みcは巻枠の開き
角aと巻枠の開き幅bによって設定される。次式関係に
なる。
ら設計的に求められる値である。
いて巻線の巻枠とすると、従来の六角形の実軸巻枠を分
割して、2つの分割タイプの巻枠を合わせて、巻線用の
1つの巻枠にしたようなイメージであるが、2つの巻枠
による断面は実軸状態にはならない。すなわち、図2に
示すように隙間gのある状態で巻枠を配置構成してい
る。巻枠間隔eは平プレスフォーミング(または、平プ
レス、平フォーミングという)した状態の長さより短く
設定されている。この設定量は巻線装置の調整の際に決
定されるので、実軸状態にしてしまうと、巻枠間隔eを
調整することが簡単にはできないためである。巻枠間隔
eを調整することが巻線設定作業の中では多いので、分
割タイプの巻枠の場合は隙間gを変えることで可能とな
る。したがって、分割タイプの巻枠は調整が容易である
が、従来例のような実軸タイプの巻枠の場合は隙間gに
相当するものがないので巻枠間隔の調整はできない。こ
のことが分割タイプの巻枠の大きな特徴の一つである。
業工程で説明していく。従来例で説明したように巻回作
業、テープ仮固定作業、平プレス作業、カーリング作
業、アニール作業の順序となる。ただし、実施例とは作
業内容が異なっている。
た巻線巻回工程を説明する図である。巻回作業は、3重
に巻回する作業を説明している。3相のヘキサ巻の巻線
工程例で説明する。
固定して、巻回作業の際でも巻線のテンションによって
巻線がほどけないように固定する。
ば、まず、一周程度巻枠に仮巻し、仮巻部4を形成す
る。仮巻部はターン数が少ないので主巻線部には影響が
ない。
う)を巻枠の開き角の角部に作成する。この端子部5を
第1タップとする(図3)。
の仮巻部4の際から巻始めて、所要巻数の下側巻線7を
巻枠1に巻回を終える(図4)。
下側巻線7の巻終わり線に密着するように防止フック8
を巻枠1に取り付ける。その防止フック8は巻枠1に固
定できるようにマグネット9(図5には図示せず)が取
り付られていて、巻枠1から巻線を越えて飛び出したス
トッパ部10を巻線の平行部に2カ所形成している(図
5)。
終わり位置(E点とする)から巻始め位置(S点とす
る)まで中間巻線11を巻回する。その巻回の際には防
止フック8は取り付けられた状態のままである(図
6)。
ば、中間巻線11の上に、下側巻線7の巻終わり位置
(E点とする)から巻始め位置(S点とする)に向かっ
て上側巻線12を巻回する。その巻回の際には防止フッ
ク8は取り付けられた状態のままである(図7)。
回し、中間巻線11の上に上側巻線12を巻回して一つ
の相を形成させて、第一相の巻線部6を構成させる。巻
線は上側巻線12の巻終わり端までいくと、巻線端子部
5側の巻枠の開き角の箇所と同じ側の角部に端子部13
を形成する。この端子部13は第2タップという(図
8)。
相の巻線部6の際から巻線開始し下側巻線15を所定数
巻回して、第二相の下側巻線15を作成する。その際に
は、防止フックははずしておくか下側巻線15を巻回す
るので支障がない位置まで移動させておく。図9では防
止フック8は巻枠1から取り外した(図9)。
ば、下側巻線15の巻終わり線に密着するように防止フ
ック8を巻枠1に取り付ける(図10)。
5の巻終わり位置(E点とする)から巻始め位置(S点
とする)まで中間巻線16を巻回する。その巻回の際に
は防止フック8は取り付けられた状態のままである。
ば、中間巻線16の上に、下側巻線15の巻終わり位置
(E点とする)から巻始め位置(S点とする)に向かっ
て上側巻線17を巻回する。その巻回の際には防止フッ
ク8は取り付けられた状態のままである(図11)。
を巻回し、中間巻線16の上に上側巻線17を巻回して
一つの相を形成させて、第二相の巻線部14を構成させ
る。巻線は上側巻線17の巻終わり端までいくと、巻線
端子部5側の巻枠の開き角の箇所と同じ側の角部に端子
部18を形成する。この端子部18は第3タップという
(図12)。
二相の巻線部14の際から巻線開始し下側巻線20を所
定数巻回して、第三相の下側巻線20を作成する。その
際には、防止フックは下側巻線20を巻回するので支障
がない位置まで移動させておく(図13)。
ば、下側巻線20の巻終わり線に密着するように防止フ
ック8を巻枠1に取り付ける(図14)。
0の巻終わり位置(E点とする)から巻始め位置(S点
とする)まで中間巻線21を巻回する。その巻回の際に
は防止フック8は取り付けられた状態のままである。
ば、中間巻線21の上に、下側巻線20の巻終わり位置
(E点とする)から巻始め位置(S点とする)に向かっ
て上側巻線22を巻回する。その巻回の際には防止フッ
ク8は取り付けられた状態のままである(図15)。
を巻回し、中間巻線21の上に上側巻線22を巻回して
一つの相を形成させて、第三相の巻線部19を構成させ
る。巻線は上側巻線22の巻終わり端までいくと、巻線
端子部5側の巻枠の開き角の箇所と同じ側の角部に端子
部23を形成する。この端子部23は第4タップという
(図16)。
りの仮巻部24を形成し、巻線の巻終わりの端末処理す
る。その巻線の巻終わりの端末25はコイルボビンから
の切断によって得られる。この切断には巻線にある程度
テンションが作用している状態である方が切断位置が安
定するので、テープの仮固定作業後に行う。それによっ
て巻線の仕上がりが安定する(図17)。
第二相の巻線部、19は第三相の巻線部を示し、三相の
ヘキサ巻線であるが、各相とも巻枠には下側巻線と中間
巻線と上側巻線との3重に巻線が巻回されている。
8のようになる。図18では、巻枠の開き幅bはなれた
ところに、下側巻線が対向していて、中間巻線、上側巻
線が対向して存在する。この位置関係で、第一相の巻線
部の下側巻線7、中間巻線11、上側巻線12、第二相
の巻線部の下側巻線15、中間巻線16、上側巻線1
7、さらに第三相の巻線部の下側巻線20、中間巻線2
1、上側巻線22がある。この巻線の配置構造は従来例
で示す巻線方法とは異なる配置構造となっている。図1
8に示す巻線は3重巻線構造になっている。
図19は巻枠1に巻回した巻線にテープ26で仮固定し
た状態を示す説明図である。巻枠1に巻回した状態で、
巻崩れ防止のためにテープ26(仮固定テープともい
う)で仮固定する。その仮固定するテープ26の位置
は、開き角を構成する面(すなわち、実際には開き角を
構成する面は2つあり、開き角が2箇所あるため、6角
形の6面のうち4面が該当する)以外の2面27、28
である。この2面27、28は対面で構成され、開き角
の角部同士を結ぶ線に平行の位置関係にあるので、次行
程で平プレスフォーミングする場合、テープ26が上下
に位置するように平プレスフォーミングする。すなわ
ち、2面27、28は上下に重なるようになる。
g+2d以下になる。テープ26の幅g1はg+2dに
基づき決められるが、次工程の平プレスフォーミングの
プレス工程での巻線の仕上がり具合で若干調整する。テ
ープ26の幅g1は次の関係になるような範囲で決め
る。
回した巻線に貼る場合、テープ26を巻線の上に置い
て、テープ26を上から押さえてテープ26が巻線に密
着して貼れることが必要であるので、貼る巻線の下に固
体部材が介在している必要があるので、分割の巻枠の平
行部にテープ26がかかるように、テープ26の幅は決
定される。テープ貼りの作業性や巻線工程を十分考慮の
うえで、巻枠の平行部の幅dは決定している。
d)の関係は、巻回した平行部には巻線が整列に配置さ
れていて、テープ幅が小さいとテープ26で固定してい
ない平行部の整列巻回部の巻線が以降の作業工程の際に
整列巻回状態がくずれてしまうために、テープで仮固定
し巻崩れのないようにした関係式である。巻崩れが生じ
ると完成した巻線の厚みが局部的に変化するために、マ
グネットとの距離が変化したり、最悪はマグネットに接
触したりすることにもなる。実際使用的には、(数2)
の関係の中で、テープ幅は(g+2d)の80%程度に
している。
二相巻線部14、第三相巻線部19を始め、巻始め仮巻
部4や巻始め端3、巻終わりの仮巻部24、巻終わり端
25もテープ26で固定するために、巻線の巻回長さf
よりも長くする。すなわち、以下の関係にある。
た巻枠1のために、隙間gを零にするように巻枠をあわ
せると、巻線はテープ26で仮固定されているので巻形
状を保ったまま、その六角形の巻枠から抜き取ることが
容易にできる。従来例のように実軸巻枠の場合は、断面
が六角形の形状を保ったまま、若干のテーパとなってい
るので、作業的には抜くことが可能であるが、面倒であ
る。このテーパの影響で巻枠間隔eが巻枠の位置によっ
て異なるために巻線の相間の抵抗値や相間の誘起電圧に
相違が生じる問題が発生しやすい。そういった相関ばら
つきは分割タイプの巻枠にすることで解消される。分割
タイプの巻枠の場合には巻枠間隔eは巻枠のどの位置で
も同じになる。よって、従来例のような相間の抵抗値や
誘起電圧のばらつきがほとんどない。
ーミング作業、平プレス作業ともいう)について説明す
る。巻枠から抜き取った巻線の六角形の一対の対向面を
巻枠軸方向に倒して、平板状にする。その対向面とは前
記テープ26での仮固定作業の際のテープが貼られてい
る面27、28を示す。別の観点から説明する。平プレ
ス作業によって、所定の厚みのコイルに製作することで
ある。
る巻線の軌跡のモデル図である。巻線をプレスする場
合、巻線の高さは巻線の線径を無視すれば、巻枠の開き
幅bになり、プレスすることで巻線高さは零となると考
える。3重巻回の巻線であるので、平行部の箇所で巻線
が3重に形成されているように表現している。また端子
部は巻線高さの中央部にあるので、(b/2)の高さに
ある。プレスによって巻線高さが零になるためには、巻
線が単に上下に移動して高さが零になるのではなく、巻
線がプレス面を摺動して、高さが零になる。図20を用
いて説明すれば、巻線が巻線高さ方向距離を半径にした
軌跡を描いて、高さが零になる。図20はプレス工程で
は、巻線29と巻線30はプレスする前は巻線29aの
位置と巻線30の位置に存在していて、プレス方向に対
して一直線になっている。プレスをすることによって、
巻線29は巻線29aの位置から巻線29bの位置に、
巻線30の位置を中心にした円弧軌跡で移動すると考え
る。そうすると端子部31は半径(b/2)の円の軌跡
を動くことになる。プレス前の端子部31aの位置から
端子部31bの位置に移動する。したがって、端子部3
1は横方向距離では(b/2)だけ移動したことにな
る。
されると、プレスした平面状の巻線を平フォーミングコ
イル(または平プレスコイル、平コイル)として区別す
る。図21は平フォーミングコイルの平行部の巻線の模
式図である。3重巻線方法では下側巻線32を包むよう
に中間巻線33が形成され、さらにその中間巻線33を
包むように上側巻線34が形成され、プレス下側とプレ
ス上側とをa、bの符号をつけて区別すれば、下側巻線
32は32a、32bとなり、中間巻線33は33a、
33bとなり、上側巻線34は34a、34bになる。
下側巻線の平行部の長さf3は、プレスしても巻線整列
状態が乱れないならば、図21のようにコイル総線径D
cの巻線が巻数φで整列状態にあるとすると、
さは巻回長さfによって決まり、巻回の状態が3層配列
の状態であるために、平プレスしてもその3層配列の状
態は維持されるので、下側巻線32、中間巻線33、上
側巻線34のプレス上下における巻線の平行部の長さf
3は巻回長さfに等しくなる。
コイルの模式図を示す。図22(a)は巻線の1本1本
が理解できるように実体を表現した実体模式図であり、
仮固定テープが貼られている。図22(b)は巻線の相
や端子部などの形体を表現した形体模式図である。図の
角度の数字は1周を360°としたときの周相当の角度
を表している。図22において、35、36は六角形部
であって、説明上図ではプレス下側を紙面の下側になる
ようにした。六角形部36はプレス上側の巻線によって
紙面の上からは直接見えないので、波線を用いて六角形
部を表している。37は平行部、37aはプレス下側巻
線の平行部、37bはプレス上側巻線の平行部、38は
傾斜部、38aはプレス下側巻線の傾斜部、38bはプ
レス上側巻線の傾斜部である。平行部37は整列巻回し
た六角形の巻線の平行部に相当する。プレス前も整列に
なっているので、プレス後の平行部37も整列になって
いる。プレス下側巻線の平行部37aは3層の巻線配列
になり、またプレス上側巻線の平行部の37bも3層の
巻線配列になっている。
イルを円筒状にカーリングするカーリング作業について
以下に説明する。平プレスした平フォーミングコイルを
カーリング棒に巻き付けて、カーリング棒に密着状態に
なるようにローラでカーリング成形し、その後外周にカ
ーリングテープ(カーリングテープとして仮固定テープ
とは区別する)を巻き付ける。このカーリングテープを
巻き付けることで、カーリング棒から巻線を取り出した
時に、カーリング成形後の巻線の成形外径が安定に保た
れるうえに、カーリングした円筒状の巻線の円筒径のば
らつきが小さなものになる。
ルをカーリングすると、六角形部35と六角形部36と
を巻線を円筒状にして重なるために、平行部37の巻線
はどこの箇所もプレス下側巻線の平行部37aとプレス
上側巻線の平行部37bとが存在することになり、平行
部37では均一な厚みの巻線になる。巻回時の巻回長さ
fは整列に巻線は巻回されているので、巻線の平行部は
整列配置の巻線になっていて、巻線の平均周長Lmは巻
回長さfに概略等しい。すなわち、
第3タップ18と第4タップ23が形成されているが、
リング状に形成した巻線では第1タップ5と第4タップ
23とは重なり、ダブルタップとなる。このダブルタッ
プを一つのタップと扱うことで、円筒状の巻線は導通可
能な状態になる。このダブルタップと第2タップ13と
第3タップ18とは円周に120°等分に配置される。
は、加熱して成形を強固なものにするアニール作業をす
る。アニール作業について以下に説明する。巻線は自己
融着線を使用しているので、加熱することで巻線同士が
融着する。したがって、円筒状のカーリング成形した巻
線を円筒状の筐体に入れて、130℃程度の環境に置
く、その温度によって自己融着線同士が融着され巻崩れ
なくなるので、その筐体から取り出し、アニール後に円
筒状の巻線を製作することができる。また、カーリング
テープが巻かれているので、テープの粘着材も熱硬化型
の接着材であれば、より円筒成形が強固なものになる。
カーリングテープの幅g2は仮テープの幅の関係式と同
様に次の関係にある。
が存在するので貼り易く、下限の幅以下でも実際問題が
ないように考えられるが、仮固定テープの上に貼るので
仮固定テープを覆うような効果のために、仮固定テープ
と同じ幅のものかそれ以上の幅のカーリングテープを使
用している方が好ましい。六角形の巻線の時に貼る仮固
定テープやカーリングテープの幅は六角形の巻線をプレ
スした時の平行部の幅よりも小さなものを使用してい
る。巻線厚みがその平行部は薄いためにテープを貼って
も巻線の厚みに影響がでにくい。巻線の厚みが大きくな
らないように、使用するテープの厚みは薄いものが使用
される。一例として25μmの基材のものが使用され
る。
用される。このアニールした巻線は円筒形状していて1
20°等分にタップが形成されている。円筒状の巻線の
模式図を図23のように表す。図23において、6は第
一相の巻線部、14は第二相の巻線部、19は第三相の
巻線部、第一相の巻線部の下側巻線7、中間巻線11、
上側巻線12、第二相の巻線部の下側巻線15、中間巻
線16、上側巻線17、さらに第三相の巻線部の下側巻
線20、中間巻線21、上側巻線22であって、タップ
は第1タップ5と第2タップ13と第3タップ18と第
4タップがあり、第1タップ5と第4タップ23とは重
なり、ダブルタップとなっている。すなわち、円筒状の
巻線ではダブルタップと第2タップと第3タップであ
り、そのタップ間で一つの相を形成していて、相の巻線
は巻回作業でもわかるように円周角で120°相当し
て、3相の巻線を円周状に構成される。
巻枠の距離の設定方法について説明する。いろいろな巻
線仕様があるために、設計方法は異なるが、基本的な2
極のマグネットと3相の巻線であるとする。
巻線の緒元寸法は図24に示すように、コイル長さL
c、コイル外径Do、コイル内径Diである。コイルの
内径Diと外径Doからコイルの平均径Dmは次式にな
る。
iの関係が次式になる。
である。平フォーミングプレス巻線は1重巻の場合には
2層となり、2重巻の場合には4層、3重巻の場合には
6層となり、実際の巻線は円筒形状をしているので、直
径で考えると2カ所にコイルがあることになるので、1
重巻の場合では直径あたり4層である。しがたって、D
cの前に記載の数字4は、その4層を意味している。
補正であり、その補正係数は巻線の傾斜部開き角αによ
って影響するが、傾斜部の開き角αをプレスして決める
ことになるため、傾斜部の開き角αは巻枠の開き角aの
角度でもって次式のように決める。
層数が大きくなるので、プレス工程でのわずかな設定条
件などによって、フォーミングプレスコイルの出来が左
右される。aを大きくすればするほど巻線の工程管理は
十分にする必要がある。
が整列に巻かれるとすると、周長Lmは次式になる。
る。
は
つきや使用する線径のばらつきによって、巻数は計算式
だけで決定できないので、巻線をしながら調整すること
が多い。
bを次式で概略値決定する。巻枠の開き幅bは周長Lm
を360°と考えると180°相当分になる。つまり、
次式で表される。
略値が決定でき、巻線作業をしながら、巻枠の緒元等を
決定していく。
枠の距離eを決める。巻線を平プレスした時に傾斜部の
長さが変化しない場合として、巻枠の距離はコイル長さ
Lcと同じにして、仮に巻線を製作する。
Lcでないことが多いので、(Lp−Lc)の値だけ、
巻線の平行部の幅から引く必要があり、巻枠の距離を
(Lp−Lc)だけ短くして、巻線を製作して、巻線の
全幅Lpがコイル長さLcに等しくなるまで、調整を繰
り返す。この作業が実軸のマンドレルの場合はマンドレ
ルの製作にまで及ぶので、簡単には調整できないが、図
1に示すような分割マンドレルの場合ではマンドレルの
あわせ距離を変更して調整することで調整が容易にでき
る。
止用の防止フックの一例図である。この防止フック8は
分割巻枠の分割の隙間に挿入して使用されるもので、巻
枠に固定するためにマグネット9が取り付けられてい
て、巻回時に巻枠に動かないような強さでもって吸着さ
れる。巻線に密着して防止フックを固定するが、巻回時
の巻線が防止フックに引っ掛からないようにストッパ部
10がテープを貼る面(図19の27、28)に飛び出
すような形状で構成されている。その防止フック8は手
動で設定するために、持ち手部39が設けられていてそ
の持ち手部39には穴40があけられている。その穴4
0は、巻枠から防止フック8を移動させる時に引っ掛け
るために設けられている。吸引マグネット9によって巻
枠から取り外すのに大きな力を必要とする場合にもその
穴40が使用される。また防止フック8は巻枠に挿入す
るために先端が少し細くなった挿入部41がある。挿入
部41も持ち手部39も巻枠を吸引状態で移動させるた
めに、摺動時の抵抗を低減する目的で中央部は凹形状に
なっていて、両サイドに巻枠と摺動する摺動部が設けら
れている。
は、巻枠の先に制御スピンドルで前後する機構の先に防
止フック8を取り付けて巻回とともに回転するようにす
れば、巻線装置に組み込むことができる。
巻線を巻回するとき巻線コイルの間にコイルが入り込
み、下側巻線の巻回幅は広くなるうえに、所定の巻回を
しても下側巻線の巻始め位置まで中間巻線は到達しな
い。すなわち、下側巻線が動くとその上に巻回する巻線
がうまく巻回できないことになる。下側巻線が整列に毎
回されていたものが乱れてしまい、巻線の厚みがばらつ
くうえに巻線として使用できるものにならない。
たコアレスモータの断面図である。コアレスモータは、
携帯端末機器に使用される振動モータであるために、シ
ャフト46の先端にウエイト60が取り付けられてい
る。図26において、中空円筒シャーシ42の一端面側
に、凹状の凹み部43を設け、その凹み部43に焼結メ
タル44を圧入し取り付け、圧入における内径の変形防
止のためにガイドピンを挿入して焼結メタル44の内径
が使用に差し支えないように変形を押さえる。そのガイ
ドピンを抜く時には焼結メタル44が異常に飛び出さな
いように行い、中空円筒シャーシ42と焼結メタル44
の内径との同軸度などをコントロールしている。中空円
筒シャーシ42にはシャフト通し孔45が構成されてい
る。このシャフト通し孔45は絞りによって形成されて
いる。中空円筒シャーシ42のもう一方はシャフト通し
孔45があって、シャフト通し孔45の先端にはシャフ
ト46とのコンタクトを防止するために、軸受部を構成
するため嵌合部47が形成されている。この中空円筒シ
ャーシ42のシャフト通し孔45の外周部に円筒状のマ
グネット48が取り付けられ、そのマグネット48の端
面と嵌合部47とで位置決めされる軸受ホルダー49を
中空円筒シャーシ42の端面側に構成している。その軸
受ホルダー49に焼結メタル50が挿入され、シャフト
46は両持ち支持にて構成される。両焼結メタル44、
50の端面に数枚のワッシャ51、52があって、軸方
向の荷重を受けている。
され、さらには整流子ハブ53の外周には、上記実施例
で説明した円筒状の巻線54が取り付けられている。そ
の巻線54の端子部を整流子ハブ53の電極部に電気的
に接続されている。
レーム55が装着されていて、ブラシホルダー56をそ
の円筒状のフレーム55の端面に取り付けられている。
そのブラシホルダー56にはブラシ57があり、ブラシ
57の先端は整流子58に摺動可能に接触している。ま
たブラシ57のもう一方にはリード線59が接続されて
いる。そのリード線にDC電圧を印加することで、巻線
54に電流が流れ、シャフト通し孔45に取り付けられ
たマグネット48との関係で巻線54に回転力が発生
し、シャフト46を中心にして回転する。
ャフト46に取り付けられている。このウエイト60で
振動を発生させることができ、携帯端末機器の振動発生
用モータとして使用される。
て内側から、空気の隙間、シャフト通し孔45、マグネ
ット48、空気の隙間、巻線54、空気の隙間、円筒状
のフレーム55のような構成である。すなわち、コアレ
スモータの構成となっている。
比べて、巻線の銅量が増しているので、抵抗値を同じに
しようとすれば、線径を大きくする必要があり、巻線の
線径を大きくすることで、総巻数(総巻ターン数)は3
重であるほど多くならない。しかしながら、モータの特
性では、無負荷で3000rpmの場合での電流値は1
重巻線に比べて約半分になる。
を使用したスロットレスのコア付モータの断面図であ
る。このスロットレスのコア付モータはサーボ制御のブ
ラシレスモータであって、センサレス駆動タイプのアウ
ターロータ回転タイプである。この実施例のモータは超
音波素子駆動モータであって、超音波診断装置のプロー
ブ先端部に搭載のモータ例である。
定側であって、マグネット62の付いているロータフレ
ーム63が回転側である。ロータフレーム63は小判形
状をしていて、内側には半円状のマグネット62が2個
対向して取り付けられている。ロータフレーム63の小
判形状でフラットになった外周面には超音波素子64、
65が取り付けられている。そのためロータフレーム6
3がシャフト66を中心に回転すると、そのロータフレ
ーム63に搭載の超音波素子64、65もシャフト66
を中心に回転する。ロータフレーム63の軸受67、6
8で回転支承されている。軸受67はロータフレーム6
3に設けられた軸受ボス部69に取り付けられている。
もう一方の軸受68はロータ側板70に取り付けられ、
そのロータ側板70、ロータフレーム63に嵌合挿入装
着される。
にはエンコーダマグネット71が取り付けられていて、
エンコーダマグネット71表面に等間隔に多数の磁極が
着磁されている。外周のエンコーダマグネット71に対
向するように磁気抵抗素子(MR素子ともいう)72が
ハウジング73に取り付けられている。ロータフレーム
63の回転に伴ってエンコーダマグネット71も回転す
るので磁極が移動することでMR素子72に移動の変化
が現れ、その変化を電気信号として出力してモータの制
御に用いる。エンコーダのパルス数との関係でロータフ
レーム63の回転角度位置情報を求めることができる。
そのロータフレーム63の回転角度情報は超音波素子6
4、65の回転角度位置情報と基本的に等価である。
コア61がシャフト66に固定されている。そのコアは
絶縁されていて、コア61の外周部には円筒状の巻線7
4が取り付けられている。その巻線74は本願発明の一
実施例であるヘキサ巻の3重巻線の円筒状巻線である。
巻線74のタップはコア61の端面に設けられたフレキ
シブル基板を介してリード線75に接続され、そのリー
ド線75はシャフトの溝を通ってロータの外に引き出さ
れている。
キシ樹脂の電着塗装が膜状に施されている。そのエポキ
シ膜76は巻線74とコア61との電気絶縁を目的にし
たもので、膜厚が厚い方が電気絶縁性はよくなるが、膜
厚が厚いと巻線74とコア61の間に隙間が生じ効率が
低下することになるので、膜厚はできるだけ薄くするよ
うな工程を採用している。電着塗装膜のスプレー塗装に
よっても膜形成が可能である。
工業的には比較的容易に膜形成できるうえに、電着塗装
膜は耐環境性が優れているために空気以外の環境たとえ
ば油などの環境下でも、モータ使用が可能となる。絶縁
に絶縁テープを使用する場合は油などの環境下では粘着
剤が特性劣化するために使用できないが、電着塗装膜で
は油などの環境でも問題なく使用できる。
明する。
コアを浴槽に侵漬し、導電性のコアの塗装する箇所に電
極を取り付け、浴槽に付属する対極との間に通電する
と、電荷をもった樹脂粒子は電気泳動によってコアに移
動して析出する。これを水洗して焼き付ける。
管理すると、塗膜厚の調整が容易でばらつきの少ない電
着塗装膜ができ、10μmで公差±5μmでも管理でき
る。コアは外周部にも電着塗装膜がつくので、電着塗装
膜を管理すれば、モータ組立特性上問題にはならない。
薄い電着塗装膜の場合、電着塗装膜でコアと巻線との絶
縁をもたせるためには、コアエッジ部のエッジカバー率
があまり高くないので絶縁膜の強度には注意が必要であ
る。
を施すこともある。その蒸着重合薄膜は対環境特性が優
れているので、油の中や水の中などに使用される場合に
採用される膜である。その蒸着重合薄膜について説明を
する。蒸着重合法は、物理的な真空蒸着法を基に熱エネ
ルギーによりモノマーを蒸発、活性化させ、基材上でモ
ノマーを重合させることにより高分子薄膜を作製する方
法である。この方法は高分子薄膜が単純な装置で製作で
きるので本願のモータコアの絶縁や電子部品材料へ応用
ができる。モータのコアの絶縁膜に高分子薄膜を工業的
に処理するためには、膜厚の制御性、均一性、大面積
化、処理速度の高速化、膜性能の再現性などの条件を満
足する方法が要求される。
けられ高純度の薄膜ができること。
がよい。
膜と同等である。
である。
ターン形成が簡単にできる。
りするので、全方向同時蒸着重合法が用いられる。この
全方向同時蒸着重合法は、基材や真空槽壁をモノマー分
子の蒸発温度以上に加熱しておき、この中に2種類のモ
ノマーを同時に導入し、両者が基材上で反応して蒸気圧
の低い二量体や三量体となり基材上に付着し、さらに反
応して高分子の薄膜を成長させる。モノマー分子が真空
槽全面化から蒸発するので、複雑な基材にも均一に薄膜
が形成できる。
ポリアミド、ポリアゾメチル、ポリ尿素、ポリオキサジ
アゾール、ポリウレタン、ポリエステルなどに加えて、
ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ベンゾシクロブテ
ン、フッ素化アモルファスカーボン、有機ガラス、パリ
レンなどが使用される。
で、コアの角部のカバーコート率は良好であるので、巻
線とコアとの絶縁が確実にできる。
中心にして内側から、コア、絶縁膜、巻線、空気の隙
間、マグネット、ロータフレームのような構成である。
すなわち、スロットレスのコア付モータの構成となって
いる。
の場合でのモータを回転数1020rpmで制御回転さ
せた場合の電流値を示す。3重巻線の場合の方が電流値
が小さいことがわかる。評価のモータはモータ外径を同
じにして構成したため、モータ巻線とコアだけを変更し
ているので、巻線の抵抗値やコギングトルクなどが異な
るための特性状の相違を考えても、(表1)より判断し
て、3重巻線の場合のモータの方が特性がよく、効率も
2倍近く良いと思われる。
請求項1記載の発明によれば、巻線の緒元が決まったな
かでヘキサ巻での円筒軸方向の直線導体部の長さが長く
でき、傾斜部の巻線部の占める長さ割合を下げることが
できるために、サイズが決定したなかでモータ特性を向
上させることができる。さらに従来の巻線装置を工夫す
ることで、3重巻線が可能であるうえに、巻枠などの特
別な長さのものは必要なく、設備的にも高価にならな
い。さらに、各相が連続した3重線であって、各相ごと
に端子処理部(タップ等)が形成され、タップ数が少な
くタップ処理が容易であるうえに、1つの平プレス巻線
として形成できるという有利な効果が得られる。
側の巻回巻線と中間巻線と上側の巻回巻線と相ごとに形
成し、その相ごとにタップを設けるために、タップ数は
(相数+1)となり、多層にして同じタップ数で巻線が
できる。中間巻線は下側巻線の巻終わりから巻始めの位
置まで巻回しながらバックするので、巻線装置をマンド
レルの回転方向を逆転することもなく巻回作業ができる
という有利な効果が得られる。
相が連続した3重巻線であって、各相ごとに端子処理部
(タップ等)が形成され、タップ数が少なくタップ処理
が容易であるうえに、1つの平プレス巻線として形成で
きるので、上記請求の巻線方法で容易に3重巻線が形成
できるという効果が得られる。
重巻線を使用することで、モータ特性のよいスロットレ
スコア付モータができる仮巻部を設けて端子処理部(タ
ップ)を各相ごとに同じ形態で形成することができるう
えに、巻始めや巻終わりの線処理が安定できるので、巻
回作業での巻線不良が少なくなるという効果が得られ
る。
キサ巻の3重巻線を使用したコアレスモータができ、コ
アレスモータの特性がより向上できる仮巻部の形成がな
く巻回するので、仮巻による巻線の重なりがなく、小型
の円筒の巻線に適用できる。さらには、巻終わり線と巻
始め線を一つの端子処理部とすることで、3重巻線の円
筒形状の巻線が容易に作ることができるという効果を奏
するものである。
来の巻線装置を工夫することで、多重巻線が可能である
うえに、巻枠などの特別な長さのものは必要なく、設備
的にも高価にならない。さらに、各相が連続した多重巻
線であって、各相ごとに端子処理部(タップ等)が形成
され、タップ数が少なくタップ処理が容易であるうえ
に、1つの平プレス巻線として形成できる。また、巻回
巻線を平プレスして円筒状の巻線にした場合隣り合うタ
ップ間で巻線の相が構成されているので、360°の円
周長さの平プレス巻線でn相の多重巻線が作成でき、平
プレス長さの短いn相多重巻線が容易にできるという有
利な効果が得られる。
止フックで下側巻線巻回幅が固定できるので下側巻線の
上に巻回する中間巻線が安定して巻回できるので、巻回
崩れをせずに中間巻線と上側巻線ができるので、長さの
安定した巻線となり、円筒状巻線にしても重なり具合が
ばらつかない安定した巻線ができるという効果を奏する
ものである。
の巻枠片の図 (a)正面図 (b)上面図 (c)左側面図
た時の巻枠の断面説明図
態を示す説明図
跡のモデル図
図
態を示す説明図
Claims (11)
- 【請求項1】 六角形状の巻線を巻層する巻線用巻枠を
使用して製作するモータの巻線において、 巻枠の一番下に下側の巻線を巻回して相に相当する巻線
数だけ(相の総巻数の約1/3)巻回し、その下側巻線
の上に中間巻線(相の総巻数の約1/3)を巻回の回転
方向を同じにして巻回し、その中間巻線は相の下側の巻
終わり位置から相の下側巻始めの位置までバックし、さ
らに、その中間巻線の上に上側の巻線を巻回(相の総巻
数の約1/3)して、下側の巻線と中間巻線と上側の巻
線を一つの相の巻線として、順次、相数だけ同一巻枠に
巻回してなる巻線を、平プレスして、ヘキサ巻線の円筒
状形成した巻線方法。 - 【請求項2】 六角形状の巻線を巻層する巻線用巻枠を
使用して製作するモータの巻線において、 巻枠の一番下に下側の巻線を巻回して相に相当する巻線
数だけ(相の総巻数の約1/3)巻回し、その下側巻線
の上に中間巻線(相の総巻数の約1/3)を巻回の回転
方向を同じにして巻回し、その中間巻線は相の下側の巻
終わり位置から相の下側巻始めの位置までバックし、さ
らに、その中間巻線の上に上側の巻線を巻回(相の総巻
数の約1/3)して、下側の巻線と中間巻線と上側の巻
線を一つの相の巻線として、順次、相数だけ同一巻枠に
巻回してなる巻線を、平プレスして、ヘキサ巻線の円筒
状形成した巻線方法であって、巻始めに巻枠に仮巻をし
てタップを形成してから、相巻を開始し、相ごとにタッ
プを形成し、巻終わりには相としてのタップ終了後に仮
巻を施した請求項1記載の巻線方法。 - 【請求項3】 請求項1、2記載の巻線方法で製作され
た巻線。 - 【請求項4】 六角形状の巻線を巻層する巻線用巻枠を
使用して製作するモータの巻線であって、 巻枠の一番下に下側の巻線を巻回して相に相当する巻線
数だけ(相の総巻数の約1/3)巻回し、その下側巻線
の上に中間巻線(相の総巻数の約1/3)を巻回の回転
方向を同じにして巻回し、 その中間巻線は相の下側の巻終わり位置から相の下側巻
始めの位置までバックし、さらに、その中間巻線の上に
上側の巻線を巻回(相の総巻数の約1/3)して、下側
の巻線と中間巻線と上側の巻線を一つの相の巻線とし
て、順次、相数だけ同一巻枠に巻回してなる巻線を、平
プレスして、ヘキサ巻線の円筒状形成した巻線であっ
て、その巻線をモータの巻線に使用したスロットレスコ
ア付モータ。 - 【請求項5】 六角形状の巻線を巻層する巻線用巻枠を
使用して製作するモータの巻線であって、巻枠の一番下
に下側の巻線を巻回して相に相当する巻線数だけ(相の
総巻数の約1/3)巻回し、その下側巻線の上に中間巻
線(相の総巻数の約1/3)を巻回の回転方向を同じに
して巻回し、 その中間巻線は相の下側の巻終わり位置から相の下側巻
始めの位置までバックし、さらに、その中間巻線の上に
上側の巻線を巻回(相の総巻数の約1/3)して、下側
の巻線と中間巻線と上側の巻線を一つの相の巻線とし
て、順次、相数だけ同一巻枠に巻回してなる巻線を、平
プレスして、ヘキサ巻線の円筒状形成した巻線であっ
て、その巻線をモータの巻線に使用したコアレスモー
タ。 - 【請求項6】 六角形状の巻線を巻層する巻線用巻枠を
使用して製作するモータの巻線において、 巻線は連続して一つの巻枠に巻回したn相(n=3以
上、正の整数)巻線であって、各相がm(mは3以上の
正の奇数)重巻であって、まず、巻枠にタップを形成
し、その一つの相の巻線を形成するために、巻枠の下側
から順序よくm重に巻回し、そのm重の巻線は一般にp
段巻線(pは奇数)は相巻始め位置(S点)から相巻終
わり位置(E点)まで巻回し、続けて(p+1)段巻線
はp段巻線の上をE点からS点に向かって巻回する、次
には(p+2)段巻線を(p+1)段巻線上をS点から
E点まで巻回する、同様に重ねていきm重になると、タ
ップ処理をして、次の相の巻回を行う、その相もm重に
なるとタップ処理後次の相へと順次、巻線の巻回を行
い、n相の巻線を形成させて、タップ処理を行い、巻回
作用を終わり、各相の両側にはタップが形成されてい
て、タップ数はn+1であって、円筒状に成形した巻線
で、始めのタップと終わりのタップを重ねて一つのタッ
プとして、円周状にn個タップを配置させ、またそのタ
ップは等分に配置されていて、隣り合うタップ間で巻線
の相を構成したことが特徴の巻線。 - 【請求項7】 六角形状の巻線を巻層する巻線用巻枠を
使用して製作するモータの巻線において、 巻枠の一番下に下側の巻線を巻回して相に相当する巻線
数だけ(相の総巻数の約1/3)巻回し、その下側巻線
の上に中間巻線(相の総巻数の約1/3)を巻回の回転
方向を同じにして巻回し、 その中間巻線は相の下側の巻終わり位置から相の下側巻
始めの位置までバックし、さらに、その中間巻線の上に
上側の巻線を巻回(相の総巻数の約1/3)して、下側
の巻線と中間巻線と上側の巻線を一つの相の巻線として
形成する巻線であって、一番下側の巻線を巻回終えた
ら、巻終わり位置に巻崩れ防止フックを巻枠に設置し
て、中間巻線、上側巻線を巻回することが特徴であっ
て、順次、相数だけ同一巻枠に巻回して行う巻回作業
で、下側巻線をする際には巻回作業の支障の無い位置に
前記防止フックを置き、下側巻線が完了すると終了位置
に前記防止フックを配置し、この相も同様に中間巻線、
上側巻線を巻回する3重巻線を、平プレスして、ヘキサ
巻線の円筒状形成する請求項1、2記載の巻線方法及び
その巻線。 - 【請求項8】 請求項4、または請求項5のいずれかに
記載のモータを使用したOA機器。 - 【請求項9】 請求項4、または請求項5のいずれかに
記載のモータを使用した医療機器。 - 【請求項10】 請求項4、または請求項5のいずれか
に記載のモータを使用した携帯端末機器。 - 【請求項11】 請求項4、または請求項5のいずれか
に記載のモータを使用した記録媒体駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001087004A JP2002291187A (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | モータの巻線方法とその巻線を使用したモータ |
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Publications (1)
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ID=18942300
Family Applications (1)
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JP2001087004A Pending JP2002291187A (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | モータの巻線方法とその巻線を使用したモータ |
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