JP2005110456A - Motor coil, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スロットレスモータ並びにリニアモータ等に使用されるモータコイルおよびその製造方法等に関する。 The present invention relates to a motor coil used for a slotless motor, a linear motor, and the like, a manufacturing method thereof, and the like.
従来より、ロータまたはステータに形成された巻溝(スロット)にコイルを巻いた構成を有するモータと並んで、スロットを省略した構成を有するスロットレスモータが広く用いられている。 Conventionally, a slotless motor having a configuration in which a slot is omitted is widely used along with a motor having a configuration in which a coil is wound around a winding groove (slot) formed in a rotor or a stator.
ここで図24(a)(b)にそのような従来のスロットレスモータの要部の構成を示す。ただし図24(a)は模式的側面図、図24(b)は端面図である。両図に示すように、スロットレスモータ2400は、その周囲に永久磁石2410が設けられたロータ2420、ロータ2420を収納する実質上筒型の、3層4極のモータコイル2430、モータコイル2430を収納する実質上筒型のステータヨーク2440、およびこれら各部を収納する筐体部2450を備えている。なお、図示しないがロータ2420の端部は筐体部2450から外部に露出しており、回転力を外部へ伝達する。
Here, FIGS. 24 (a) and 24 (b) show the configuration of the main part of such a conventional slotless motor. 24A is a schematic side view, and FIG. 24B is an end view. As shown in both figures, the
図示されているロータ2420は、モータコイル2430に収納されている軸の大部分が他の部分より細い形状を有しており、この細くなった部分に永久磁石2410が設けられている。永久磁石2410は、モータコイル2430を間に挟んでステータヨーク2440の内壁と対向するようになっている。
In the illustrated
次に図25〜図33を参照してモータコイル2430の製造方法を説明する(詳しくは、例えば特許文献1を参照)。
Next, a manufacturing method of the
はじめに、図25に示すように、第1絶縁導線38、第2絶縁導線40、及び第3絶縁導線42をマンドレル58に巻き付ける。
First, as shown in FIG. 25, the first
次に、図25および図26に示すように、第1絶縁導線38は第1端44及び第2端46を有し、第2絶縁電線40は第1端48及び第2端50を有し、第3絶縁導線42は第1端52及び第2端54を有する。なお、マンドレル58は軸線60を中心として対称な形状である。
Next, as shown in FIGS. 25 and 26, the first insulated
次に、図26に示すように、第1、第2、及び第3の絶縁導線38、40、42は、マンドレル58の第1端部に図26に下向きの矢印で示す第1方向で同時に巻付けられ、第1コイルユニット64、第2コイルユニット66、及び第3コイルユニット68をそれぞれ形成する。この巻付けプロセスは、マンドレル58を回転させることによって、又は絶縁導線38、40、42のそれぞれをマンドレル58の周囲に機械的に導くことによって行うことができる。これにより、図26では、第1絶縁導線38をマンドレル58に時計廻り方向に巻付けて第1コイルユニット64を形成する。第2絶縁導線40もまた、マンドレル58に時計廻り方向に巻付けられて第2コイルユニット66を形成する。第3絶縁導線42もまた第1及び第2のコイルユニット64、66の巻付けと同時に時計廻り方向に巻付けられ、第3コイルユニット68を形成する。
Next, as shown in FIG. 26, the first, second, and third
各コイルユニット64、66、68は、それぞれの絶縁導線38、40、42をマンドレル58の周りに8回ないし12回巻付けることによって形成されている。第1、第2、及び第3のコイルユニット64、66、68は、コイルの第1捲線群62と呼ばれる構成を形成する。
Each
コイルユニットからなる第1の群62をひとたび巻付けると、絶縁導線38、40、42をコイルユニット64、66、68のうちの一つのコイルユニットの幅の約二倍の距離に亘ってマンドレル58の軸線60に関して軸線方向に移動させる。三つの絶縁導線38、40、42のこれらの軸線方向移動を図26にそれぞれ70、72、74と示す。第1絶縁導線38の第1移動70は、図26に示すように絶縁導線38を第3コイルユニット68の最後の捲線の直ぐ隣に位置決めする。第2絶縁導線40の第1移動72は、第1導線38の第1移動70が終端するところからマンドレル58に沿って更にほぼコイルユニット一つ分の幅だけ間隔を隔てられており、第3導線42の第1移動74は第2導線40の第1移動72が終端するところからマンドレルに沿って更にコイルユニット一つ分の幅だけ間隔を隔てられている。かくして、絶縁導線38、40、42は、コイルユニットからなる第2の群76を巻付けるように位置決めされる。
Once the first group of coil units 62 is wound, the
コイルユニットからなる第2の群76は、コイルユニットからなる第1の群62の巻付け方向とは逆の第2方向で巻付けられる。図26に示す構成では、コイルユニットからなる第2の群76は、上向きの矢印が示すように反時計周り方向に巻付けられる。コイルユニットからなる第2の群76を巻付けるため、第1、第2、及び第3の絶縁導線38、40、42をコイルユニットからなる第1の群62を巻付けるのに使用されたのと同じ回数だけ同時に反時計周り方向に巻付ける。その結果、第1絶縁導線38は第4コイルユニット78を形成し、第2絶縁導線40は第5コイルユニット80を形成し、第3絶縁導線42は第6コイルユニット82を形成する。コイルユニット78、80、82をひとたび巻付けると、コイルユニットからなる第3の群90について導線38、40、42を位置決めするため、絶縁導線38、40、42をコイルユニット二つ分の幅とほぼ等しい距離に亘って二度目の移動を行う。
The
かくして、第1絶縁導線38は第2軸線方向調節84をとり、第2絶縁導線40は第2軸線方向調節86をとり、第3絶縁導線48は第2軸線方向調節88をとる。コイルユニットからなる第3の群90を巻付けるため、絶縁導線38、40、42を、コイルユニットからなる第2の群76の巻付け方向とは逆方向に、コイルユニットからなる第1の群62の巻付け方向と同じ方向に巻付ける。図示の構成では、コイルユニットからなる第3の群90を、図26に下向きの印が示すように時計周り方向に巻付ける。第1、第2、及び第3の絶縁導線38、40、42は、第1及び第2のコイル群62、76の巻付け回数と同じ回数だけ同時に巻付けられる。その結果、第1絶縁導線38は第7コイルユニット92を形成し、第2絶縁導線40は第8コイルユニット94を形成し、第3絶縁導線42は第9コイルユニット96を形成する。
Thus, the first insulated
この時点で、絶縁導線38、40、42を、二つのコイルユニット二つ分の幅とほぼ等しい距離だけ軸線方向に同時に移動させる。第1絶縁導線38の第3軸線方向移動を図26に参照番号98で示す。第2絶縁導線40の第3軸線方向移動を参照番号100で示し、絶縁導線42の第3軸線方向移動を図26に参照番号102で示す。絶縁導線38、40、42をひとたびこのように位置決めした後、コイルユニットからなる第4の群104を第2コイル群76の巻付け方向と同じ方向に巻付ける。図26に示す構成では、これは反時計廻り方向巻付けであり、第1絶縁導線38が第10コイルユニット106を形成し、第2絶縁導線40が第11コイルユニット108を形成し、第3絶縁導線42が第12コイルユニット10を形成する。コイルからなる第4の群104を巻付けた後、それぞれの導線38、40、42の第2端46、50、54を、界磁コイル24の製作の後に、以下に詳細に説明するように、後に接続するため、形成済みの捲線組立体36から延ばす。
At this point, the
次に、図27、図28及び図29に示すように、捲線組立体36を六角形マンドレル58から捲線組立体36内のコイルの形状又はそれぞれの関係を変形させずに取り出すことができる構造が、形成済みの捲線組立体36に貼り付けられている。好ましくは、固定構造は少なくとも二枚の接着テープのストリップ114及び118の形体をとり、これらのストリップは、捲線組立体36の両外面に沿ってマンドレル58の軸線に関して長手方向に貼り付けられる。図27に示すように、接着テープの第1ストリップ114を組立体36の一つの外面に沿って長手方向に貼り付ける。第2ストリップ118は、捲線組立体36の第1ストリップ114を貼り付けた外面とは直径方向反対側の外面に貼り付けられる。この時点で捲線組立体36をマンドレル58から取り外す。
Next, as shown in FIGS. 27, 28 and 29, there is a structure in which the
捲線組立体36をマンドレル58から取り外した後、好ましくは、挿入体122を図28及び図29でわかるように捲線組立体36に挿入する。挿入体122は、最も好ましくは、エポキシコーティングを備えた「B」段階可能なガラス繊維で形成されたストリップであり、好ましくは、六角形形状の捲線組立体36の内周の頂点のうちの二つの頂点間の最大距離よりも僅かに小さい。
After removal of the
次に図30及び図31に示すように、内部に挿入体122を備えた固定済みの捲線組立体36を平らにして実質的に平らな二層ウェブ138を形成する。このウェブは、第1コイルユニット64が構成する軸線方向第1端124及び第12コイルユニット110が構成する軸線方向第2端128を有する。図31に最もよく示してあるように、平らな二層ウェブ138は、第1層132及び第1層132とは反対側の第2層134を有する。挿入体122が形成するコア136は、第1及び第2の層132、134間に位置決めされている。
Next, as shown in FIGS. 30 and 31, the secured
図30でわかるように、平坦化工程は、前側の単層ウェブ部分126がウェブ138の軸線方向第2端128側に形成され、後側の単層ウェブ部分130がウェブ138の軸線方向第1端124側に形成される程度まで、ウェブ138の第1層132が第2層134に対して軸線方向に対してずらされるように行われる。好ましくは、このずらしは、図30でわかるように、ウェブの軸線方向第2端128の前側の単層ウェブ部分126が、もっぱら、第4コイル群104を構成するコイルユニット106、108、110の軸線方向前側の周囲セグメント即ち脚部106a、108a、110a(以下、前側脚部106a、108a、110aと呼ぶ)から形成される程度に行われ、そのため、ウェブの軸線方向第1端124の後側の単層ウェブ部分130は、もっぱら、第1コイル群62を構成するコイルユニット64、66、68の軸線方向後側の周囲セグメント即ち脚部64b、66b、68b(以下、後側脚部64b、66b、68bと呼ぶ)から形成される。
As can be seen in FIG. 30, the flattening process includes a front single-
その結果、第1コイル群62内の個々のコイルユニット64、66、68の前側脚部64a、66a、68aは、第1コイルユニット64の前側脚部64aが反対方向に巻付けた第4コイルユニット78の後側脚部78bと重なり、第2コイルユニット66の前側脚部66aが反対方向に巻付けた第5コイルユニット80の後側脚部80bと重なり、第3コイルユニット68の前側脚部68aが反対方向に巻付けた第6コイルユニット82の後側脚部82bと重なる程度までずらされる。同様に、第2コイル群76の第4、第5、及び第6コイルユニット78、80、82の前側脚部78a、80a、82aは、反対方向に巻付けた第7、第8、及び第9コイルユニット92、94、96の後側脚部92b、94b、96bとそれぞれ重なるようにずらされている。同様に、第7、第8、及び第9コイルユニット92、94、96の前側脚部92a、94a、96aは、反対方向に巻付けた第10、第11、及び第12コイルユニット106、108、110の後側脚部106b、108b、110bと重なるようにずらされている。同様に、図32に示す組立工程でわかるように、第10、第11、及び第12コイルユニット106、108、110の前側脚部106a、108a、110aは、ウェブ138の第1及び第2端124、128を互いに接合するとき、反対方向に巻付けた第1、第2、及び第3コイルユニット64、66、68の後側脚部64b、66b、68bと最終的に重なるようにずらされている。
As a result, the
その結果、ウェブ138の端124、128を互いに接合するようにすると、第1絶縁導線38を巻付けた前側脚部64a、78a、92a、106aの各々は、第1絶縁導線38を巻付けた次の連続した反対方向に巻付けたコイルユニットの後側脚部78b、92b、106b、64bと重なる。第2絶縁導線40を巻付けた前側脚部66a、80a、94a、108aの各々は、第2絶縁導線40を巻付けた次の連続した反対方向に巻付けたコイルユニットの後側脚部80b、94b、108b、66bと重なる。同様に、第3絶縁導線42を巻付けた前側脚部68a、82a、96a、110aの各々は、第3絶縁導線42を巻付けた次の連続した反対方向に巻付けたコイルユニットの後側脚部82b、96b、110b、68bと重なる。これによって、重なったコイルユニットの脚部の電流は同じ方向に流れ、その結果、それぞれの作用に影響を及ぼさない互いに強め合う電磁界が得られる。これは、捲線に適用された特定の電線連結構成に関わらず起こるということに注目されたい。
As a result, when the ends 124 and 128 of the
さらに図32に示すように、平らなウェブ138の軸線方向第2端128にある前側の単層ウェブ部分126が軸線方向第1端124にある後側の単層ウェブ部分130と重なるように、平らなウェブ138をロール状にして端部と端部とを向き合わせる。その結果、円筒形形状を持つモータコイル2430がつくられる。ただし、図29に示すように、挿入体122を角にして導線が折り返されるとき、余剰の厚みが生じ、実際には両端部の太さが中央部より太くなる。
Further, as shown in FIG. 32, the front
最後に図33に示すように、モータコイル2430を、ステータコア2410の内壁が構成する円筒形空間内に挿入する。
Finally, as shown in FIG. 33, the
以上のような構成を有するスロットレスモータは、モータコイル2430がロータ2420の回転周に沿ってに均一に配置されており、ロータ2420がいかなる位置にあっても均一な磁気吸引力を受けるため、コギングが発生せず、トルクムラ、回転ムラ特性に悪影響を与えることがなく、スロットを有するモータに比べて高率であるという特徴を有する。
スロットレスモータを正確に回転させるためには、固定子となるモータコイル2430における回転磁界の大きさを一定に保つことが重要である。回転子となるロータ2430の工作精度がよくても、一定の回転磁界が得られない場合にはトルク脈動、回転ムラの原因となる。したがって、回転磁界を発生させるためのステータコア、モータコイルをいかに精度よく仕上げるかが重要である。
In order to accurately rotate the slotless motor, it is important to keep the magnitude of the rotating magnetic field in the
スロットレスモータにおいては、回転磁界の精度はモータコイルの導線の形状および、モータコイル内における各導線の配置の精度によって決まる。スロットレスモータ2400においては、図24(b)に示すように、永久磁石2410がロータ2420の中心から放射状に設けられていることから、モータコイル2430が発生する磁界も、これに対応して、ロータ2420の中心から放射状に分離して生成されることが望ましい。
In the slotless motor, the accuracy of the rotating magnetic field is determined by the shape of the conductor of the motor coil and the accuracy of the arrangement of each conductor in the motor coil. In the
理想的な磁界の分布の一例を図37に示す。ロータ2420に対し放射状に設けられた4つの永久磁石2410に対し、モータコイル2420により形成される磁界は4つの領域A〜Dに等分割され、隣り合う領域は互いに反対の極を有するものになっている。また、各領域の境界もロータ2420の中心から放射状に形成され、モータコイル2430の外周の法線を成している。
An example of an ideal magnetic field distribution is shown in FIG. For the four
しかしながら、モータコイル2430を上記図25〜図33に示すような工程により製造した場合、これはスパイラル状に巻いたコイルを平面状に押しつぶす方法であるため、図34に示すように、断面は一見第1絶縁導線38、第2絶縁導線40、及び第3絶縁導線42が密集して充填しているように見えるが、ロール状にして筒型形状を作成する際に、導線の配置がモータコイル2430の周方向に崩れて、各脚部の配置は図35に示すように、各絶縁導線により形成される磁界の境界は、コイル巻き線の断面に沿って斜交して形成される。
However, when the
このとき、図36に示すように、モータコイル2420により形成される、互いに異なり合う磁界の境界もまたコイル巻き線の断面に沿って斜交して形成され、本来の極となる(電流が順方向に流れる)べき領域に、反対側の極となる(電流が反対方向に流れる)銅線からなる、図中斜線部にて示す領域3600が進入してしまう。すなわち領域3600は本来の方向と逆方向の磁界を発生させてしまう。なお、図35および図36中の番号は、図30に示す各脚部の番号に対応し、コイル内において、各脚部が占める領域を意味する。
At this time, as shown in FIG. 36, the boundaries of the different magnetic fields formed by the
領域3600における磁束はそれぞれのコイルに流れる電流の位相により変化し、本来の領域で想定した磁束とは異なったものとなる。これは正確な円回転磁界が発生できないことを意味する。図36に示すモータコイルで逆位相の電流が流れた場合、領域3600での磁束はゼロとなる。モータコイル全体に占める領域3600の割合が10%であったとすると磁束が10%減少することとなり、トルクに換算すると約20%減と想定される。また、同相の電流の場合は磁束分布にむらができることになる。
The magnetic flux in the
さらに、線材の崩れ方は不定形であり、これはモータコイルの厚み、断面形状、面積を一様でなくしてしまう恐れがあった。 Furthermore, the way the wire collapses is indeterminate, which may make the motor coil thickness, cross-sectional shape and area non-uniform.
これらの状態はスロットレスモータの能率低下を引き起こしていた。 These conditions caused a drop in the efficiency of slotless motors.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、発生する磁界にオーバーラップによる打ち消しの生ずることがない、従来より高能率のスロットレスモータに応用可能なモータコイルおよびそれを用いたスロットレスモータを提供することを目的とする。また、上記本発明のモータコイルを得るための製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and uses a motor coil that can be applied to a slotless motor with higher efficiency than conventional ones, in which the generated magnetic field does not cancel out due to overlap. An object of the present invention is to provide a slotless motor. Moreover, it aims at providing the manufacturing method for obtaining the motor coil of the said invention.
上記の目的を達成するために、第1の本発明は、線材をコイル状に巻いてなる複数の渦巻部と、
前記渦巻部同士を接続する渡り部とを備え、
個々の前記渦巻部は、少なくともその中心部に中空部と、前記中空部を間に挟んで対向する一対の直線部とを有するものであって、前記中空部は、前記直線部の幅の実質上整数倍の間隙を有するモータコイルである。
In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention includes a plurality of spiral portions formed by winding a wire in a coil shape,
A connecting portion connecting the spiral portions,
Each of the spiral portions has a hollow portion at least in the center thereof and a pair of straight portions opposed to each other with the hollow portion interposed therebetween, and the hollow portion has a substantial width of the straight portion. This is a motor coil having an upper integer multiple gap.
また、第2の本発明は、複数の前記渦巻部は、いずれも巻きの方向が同一である、第1の本発明のモータコイルである。 Further, the second aspect of the present invention is the motor coil according to the first aspect of the present invention, wherein the plurality of spiral portions have the same winding direction.
また、第3の本発明は、前記渡り部は、同一直線上に配置されている、第1の本発明のモータコイルである。 Moreover, 3rd this invention is a motor coil of 1st this invention in which the said transition part is arrange | positioned on the same straight line.
また、第4の本発明は、隣り合うそれぞれの前記渦巻部の一対の前記直線部は、一対の直線部の一方同士のみが重なり合うように配置されており、
重なり合う一対の前記直線部は、巻きの方向が同一となっている、第1から第3のいずれかの本発明のモータコイルである。
Moreover, 4th this invention is arrange | positioned so that only one side of a pair of said linear part of each said adjacent spiral part may overlap with each other,
The pair of overlapping linear portions is the motor coil according to any one of the first to third aspects of the present invention, in which the winding direction is the same.
また、第5の本発明は、前記渦巻部はアルファ巻きによって形成されており、
前記渡り部は、前記渦巻部の最外周同士を接続するよう設けられている、第1から第5のいずれかの本発明のモータコイルである。
In the fifth aspect of the present invention, the spiral portion is formed by alpha winding.
The transition part is the motor coil according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, which is provided so as to connect the outermost circumferences of the spiral part.
また、第6の本発明は、前記渦巻部はエッジワイズ巻きによって形成されている、第1から第4のいずれかの本発明のモータコイルである。 The sixth aspect of the present invention is the motor coil according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the spiral portion is formed by edgewise winding.
また、第7の本発明は、前記渦巻部および前記渡り部は、連続した一本の前記線材により構成されている、第1から第4のいずれかの本発明のモータコイルである。 The seventh aspect of the present invention is the motor coil according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the spiral part and the transition part are constituted by a single continuous wire.
また、第8の本発明は、前記線材は平角線である、第1から第4のいずれかの本発明のモータコイルである。 The eighth invention is the motor coil according to any one of the first to fourth inventions, wherein the wire is a flat wire.
また、第9の本発明は、第1から第8のいずれかの本発明のモータコイルを、前記渦巻部の主面同士が対向するよう複数枚重ねてなるモータコイルであって、
前記複数枚のモータコイルは、前記直線部一つの幅ずつずれながら重なっており、
前記渦巻部の主面側からみて、一つのモータコイルの渦巻部の中空部には、他のモータコイルの渦巻部の直線部が一つずつ収まっている、モータコイルである。
The ninth invention is a motor coil in which a plurality of the motor coils according to any one of the first to eighth inventions are stacked so that the principal surfaces of the spiral portions face each other.
The plurality of motor coils overlap with each other while shifting by one width of the linear portion,
When viewed from the main surface side of the spiral portion, the linear portion of the spiral portion of another motor coil is housed one by one in the hollow portion of the spiral portion of one motor coil.
また、第10の本発明は、第9の本発明のモータ部品を、前記渡り部がその縁部にくるよう筒状に丸めてなる、モータコイルである。 A tenth aspect of the present invention is a motor coil obtained by rounding the motor component of the ninth aspect of the present invention into a cylindrical shape so that the transition portion comes to an edge thereof.
また、第11の本発明は、第1の本発明のモータコイルの製造方法であって、
一本の線材から、前記渦巻部を、所定長の間隔をおいて複数作成する工程を備え、
前記線材の、前記所定長の部分を前記渡り部とする、モータコイルの製造方法である。
The eleventh aspect of the present invention is a method of manufacturing a motor coil according to the first aspect of the present invention,
From a single wire, comprising the step of creating a plurality of the spiral portion at a predetermined length interval,
It is a manufacturing method of a motor coil which uses the part of the above-mentioned predetermined length of the above-mentioned wire rod as the above-mentioned crossing part.
また、第12の本発明は、第4の本発明のモータコイルの製造方法であって、
一本の線材から、前記渦巻部を、所定長の間隔をおいて複数作成する工程と、
前記線材の、前記所定長の部分を前記渡り部とし、前記渡り部を折り曲げることにより、隣り合うそれぞれの前記渦巻部の一対の前記直線部を、一対の直線部の一方同士のみが重なり合うように配置する工程とを備え、
重なり合う一対の前記直線部は巻きの方向が同一となるようにする、一本の線材から、前記渦巻部を、所定長の間隔をおいて複数作成する工程と、
前記線材の、前記所定長の部分を前記渡り部とし、前記渡り部を折り曲げることにより、隣り合うそれぞれの前記渦巻部の一対の前記直線部を、一対の直線部の一方同士のみが重なり合うように配置する工程とを備え、
重なり合う一対の前記直線部は巻きの方向が同一となるようにする、モータコイルの製造方法である。
A twelfth aspect of the present invention is a method for manufacturing a motor coil according to the fourth aspect of the present invention,
A step of creating a plurality of the spiral portions with a predetermined length interval from one wire,
The predetermined length portion of the wire is used as the transition portion, and the transition portion is bent so that only one of the pair of linear portions overlaps the pair of linear portions of the adjacent spiral portions. A step of arranging,
A step of creating a plurality of the spiral portions at a predetermined length interval from a single wire so that the pair of overlapping linear portions have the same winding direction;
The predetermined length portion of the wire is used as the transition portion, and the transition portion is bent so that only one of the pair of linear portions overlaps the pair of linear portions of the adjacent spiral portions. A step of arranging,
The pair of overlapping linear portions is a method of manufacturing a motor coil in which the winding direction is the same.
また、第13の本発明は、第1または第4の本発明のモータコイルの製造方法であって、
一本の線材から前記渦巻部を作成する工程と、
複数の前記渦巻部同士を、所定長の線材により接続する工程とを備え、前記所定長の前記線材を前記渡り部とする、モータコイルの製造方法である。
A thirteenth aspect of the present invention is the method for manufacturing a motor coil according to the first or fourth aspect of the present invention,
Creating the spiral portion from a single wire;
A method of manufacturing a motor coil, comprising: connecting a plurality of spiral portions with a wire having a predetermined length; and using the wire having the predetermined length as the transition portion.
また、第14の本発明は、第1から第4のいずれかの本発明のモータコイルと、
前記モータコイルの、複数の前記渦巻部のそれぞれの前記中央部に嵌りこむ、直線上に配列された複数のコアとを備えたリニアモータである。
The fourteenth aspect of the present invention is the motor coil according to any one of the first to fourth aspects of the present invention,
It is a linear motor provided with a plurality of cores arranged on a straight line which fits in the central portion of each of the plurality of spiral portions of the motor coil.
また、第15の本発明は、第10の本発明のモータコイルと、
前記モータコイルが挿入された筒状のステータヨークとを備えたスロットレスモータである。
The fifteenth aspect of the present invention is the motor coil of the tenth aspect of the present invention,
The slotless motor includes a cylindrical stator yoke into which the motor coil is inserted.
本発明によれば、例えば高能率のスロットレスモータを実現することが可能なモータコイル等を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide, for example, a motor coil capable of realizing a highly efficient slotless motor.
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1(a)(b)は本発明の実施の形態1におけるモータコイルを作成するためのモータコイル部品1000の構成を示す図である。ただし図1(a)は正面図、図1(b)は平面図である。
(Embodiment 1)
FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a configuration of a
図1(a)(b)に示すように、本発明のモータコイル部品1000は、連続した一本の線材を引き回すことにより構成されており、渦巻部110α〜110δと、渦巻部110α〜110δのそれぞれの間をつなぐ渡り部120a〜120cとから構成されている。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the
ここで線材は断面矩形の平角線であり、渦巻部110α〜110δはアルファ巻きかつエッジワイズ巻きにより構成されている。すなわち、渦巻部110αは、最内周部で接続された、対向する一対の渦巻状のコイルから構成されている。したがって、一端から巻き始められて渦巻部110αを構成した線材は、他端は渦巻部110αの最外周に達し、渡り部120aを構成することになる。渦巻部110β〜110δ、渡り部120b、120cも上記のように構成される。このとき、渦巻部110α〜110δはいずれも線材の巻き方向が同一である。また渡り部120a〜120cは、同一直線上に並ぶように設けられる。なお、線材としては、その表面は被覆され、絶縁されているものとする。
Here, the wire is a rectangular wire having a rectangular cross section, and the spiral portions 110α to 110δ are constituted by alpha winding and edgewise winding. That is, the spiral portion 110α is composed of a pair of opposed spiral coils connected at the innermost peripheral portion. Therefore, the wire rod which has begun to be wound from one end and constitutes the spiral portion 110α, the other end reaches the outermost periphery of the spiral portion 110α and constitutes the
次に渦巻部の詳細について説明する。渦巻部110αは中空部111を形成するように巻かれている。さらにこの中空部111をはさんで対向する、直線上に伸びた線材からなる直線部112a、112bを有しており、直線部112a、112b以外の部分はアールがつけられており、このアールを介して直線部は巻きの方向が反対になる。なお、渦巻部110β〜110δも同様の構成を有する。また、中空部111は実質上長円形状を有しているが、その短辺側の長さ、すなわち幅は、直線部の横幅の実質上2倍となっている。
Next, details of the spiral portion will be described. The spiral part 110α is wound so as to form the
また、図中矢印は線材の巻きはじめから巻き終わりへ向かう巻きの方向を示し、各渦巻部においては、一対の直線部は互いに異なる巻きの方向を有している。 Moreover, the arrow in a figure shows the direction of the winding which goes to the end of winding from the winding start of a wire, and in each spiral part, a pair of linear part has a mutually different winding direction.
なお、図1(b)においては、渦巻部110α〜110δの厚みを一単位としてモータコイル部品1000の厚みを示している。これは以下の図、説明においても同様である。
In FIG. 1B, the thickness of the
このようなモータコイル部品1000を用いた、本実施の形態1のモータコイル1の製造方法を、図2〜図9を用いて説明する。
A method of manufacturing the
はじめに、モータコイル部品1000から図2(a)(b)に示すモータコイル部品200を作成する。モータコイル部品200は、モータコイル部品1000の渡り部120a〜120dを後述のように折り曲げてなり、隣り合うそれぞれの渦巻部の一対の前記直線部は、一対の直線部の一方同士のみが重なり合うように配置されている。
First, the
さらに、重なり合う一対の直線部は、巻きの方向が同一のものを重ねるようにしている。すなわち、渦巻部110αは渦巻部110βと隣り合っているが、渦巻部110αの直線部112bと渦巻部110βの直線部112dとが重なりあって重なり部130aを形成するが、直線部112aは他の渦巻部と重なっていない。また、渦巻部110βの残りの直線部112cは、渦巻部110βと隣り合う渦巻部110γの直線部112eと重なり合って重なり部130bを形成する。さらに、渦巻部110γの残りの直線部112fは、渦巻部110γと隣り合う渦巻部110δの直線部112hと重なり合って重なり部130cを形成する。残った渦巻部110δの直線部112gは、直線部112aと同様、他の渦巻部とは重なっていない。
Further, the pair of overlapping linear portions are overlapped in the same winding direction. That is, the spiral portion 110α is adjacent to the spiral portion 110β, but the
このような構成としたことにより、モータコイル部品200全体としての巻きの方向は、図2(a)中の矢印に示すように一方方向に統一される。
With such a configuration, the winding direction of the
ここで図3(a)〜(d)を用いてモータコイル部品1000からモータコイル部品200を作成する手順を説明する。
Here, a procedure for creating the
はじめに、図3(a)に示すように、渦巻部110αの直線部112bと渦巻部110βの直線部112dとが、モータコイル組品100の正面図の方向からみて重なり合う配置となるよう、モータコイル組品100の渡り部120aを折り曲げる。
First, as shown in FIG. 3A, the motor coil is arranged such that the
次に、図3(b)に示すように、渦巻部110βの直線部112cと渦巻部110γの直線部112eとが、モータコイル組品100の正面図の方向からみて重なり合う配置となるよう、モータコイル組品100の渡り部120bを折り曲げる。さらに、図3(c)に示すように、渦巻部110γの直線部112fと渦巻部110δの直線部112gとが、モータコイル組品100の正面図の方向からみて重なり合う配置となるよう、モータコイル組品100の渡り部120cを折り曲げる。
Next, as shown in FIG. 3 (b), the motor is arranged such that the
図3(c)の工程が完了し、図2(a)の状態と実質上同様に重なり部が形成されている状態を図3(d)の正面図に示す。最後に、渡り部120a〜120cの彎曲をプレスにより平坦につぶして、モータコイル部品200を完成する。
FIG. 3 (d) shows a front view of the state where the step of FIG. 3 (c) is completed and an overlapping portion is formed in substantially the same manner as the state of FIG. 2 (a). Finally, the
以上のようなモータコイル部品200を3枚作成する。
Three
次に、図4(a)(b)に示すように、3枚のモータコイル部品200を、お互いの渦巻部の主面同士が対向し、かつそれぞれの渡り部が同一の側となるようように重ねて、モータコイル組品300を作成する。モータコイル組品300においては、3枚のモータコイル部品200は、前記直線部一つの幅ずつ横にシフトしながら重ねられており、結果として、図5(a)に示すように、モータコイル部品200の正面図方向からみたとき、最上層のモータコイルの渦巻部の中空部500には、他の2つのモータコイル部品の重なり部が一つずつ収まって配置されるようになる。なお、図5(b)の平面図および図5(c)の側面図に示すように、モータコイル組品300の厚みはモータコイル部品200の三枚分の厚みとなる。
Next, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the three
次に、図6(b)の平面図および図6(c)の側面図に示すように、最上層のモータコイルの渦巻部の中空部500に、他のモータコイルの渦巻部の重なり部がそれぞれ一つ嵌合させる。これにより、図6(d)の、図6(a)のA−A′直線による断面図に示すように、モータコイル組品300の厚みは、重なり部の部分だけ、モータコイル部品200の一枚分の厚みとなる。なお、図6(a)に示すように、モータコイル部品200の正面からみた形状は図5(a)と変化がない。
Next, as shown in the plan view of FIG. 6B and the side view of FIG. 6C, the
最後に、モータコイル部品300を、その渡り部が縁部となるように筒状に丸めて、図7〜図8に示すような、3層4極ののモータコイル400を完成する。このとき、モータコイル部品300は上下端とその間とで厚みが異なるが、筒状に丸めるときは、厚みの偏差は全て外壁側にでるように印圧等により加工する。
Finally, the
ここで図7(a)はモータコイル400の正面図であり、図7(b)は図5(a)のA−A′直線による断面図である。また、図8(a)はモータコイル400の内壁の一部を示す図であり、図8(b)はその平面図、図8(c)は図8(a)のA−A′直線による断面図である。
Here, FIG. 7A is a front view of the
図6にて示した処理により、筒状のモータコイル400においては、モータコイル部品300を構成する各モータコイルの渦巻部の中空部には、他の渦巻部の重なり部が一つ嵌り込んでいるため、図8(c)に示すように、その中心部410の壁面の厚みは、モータコイル部品200の重なり部(図4の(イ))の厚みとなる。重なり部は渦巻部2つ分の厚みを有し、渦巻部は対向する一対の渦巻状のコイルから構成されたアルファ巻きコイルなので線材の厚みの2倍の厚みを有する。したがって、モータコイル400の中心部410の壁面の厚みは、線材の厚みの4倍となる。
With the processing shown in FIG. 6, in the
また、図8(b)に示すように、モータコイル400においては、モータコイル部品300を構成する各モータコイルの渦巻部の上下端は、巻線の巻きの方向が変化するアールがつけられているため積層され、モータコイル部品300の厚み(図4の(ロ))、即ちモータコイル部品200の重なり部の厚みの3倍であって、線材の厚みの12倍の厚みを有する。
As shown in FIG. 8B, in the
また、図7(b)に示すように、モータコイル400の重なり部は丸め加工の圧力によって彎曲するが、コイルの外形は主に図中黒色にて示す空隙430が断続的に生ずることにより形成される。
Further, as shown in FIG. 7B, the overlapping portion of the
なお、図7(a)はモータコイル400の太さを誇張して示した物である。実際の縦横の比率を考慮したモータコイル400の外形は図9に示す。
FIG. 7A shows an exaggerated thickness of the
モータコイル400の構成について、図7および図10を参照して、さらに詳細に説明する。
The configuration of the
図10(a)は図7(b)のA−A′直線による断面の一部を示す図であり、モータコイル400の壁面の断面図である。また図10(b)〜(c)は、モータコイル400の壁面を、モータコイル部品300単位で分解した時の各モータコイル部品を示す図である。ただし図10(b)は最内周に配置されたS相のモータコイル部品300を示し、図10(c)は真ん中の周に配置されたT相のモータコイル部品300を示し、図10(d)は最外周に配置されたR相のモータコイル部品300を示す。
FIG. 10A is a view showing a part of a cross section taken along the line AA ′ of FIG. 7B, and is a cross-sectional view of the wall surface of the
図10(a)に示すように、モータコイル部品400は、両端部420と中心部410とで厚みは異なるが、厚みの変化に起因する段差は全て外壁側に現れ、内壁は一様な曲面を成している。すなわち、筒状であるモータコイル部品400の内壁に段差はない。
As shown in FIG. 10A, the
また、図10(b)〜10(d)に示すように、S相のモータコイル部品300には、両端部420の厚みの変化は反映されていないが、T相およびR相のモータコイル部品300の渦巻部の直線部は、モータコイル部品400の両端部420および中心部410の厚みの変化を反映した彎曲が生じ、テーパ部510,520をそれぞれ形成している。なお、テーパ部の変化の度合は外周層のモータコイル部品ほど大きくなる。
Further, as shown in FIGS. 10B to 10D, the S-phase
以上のような構成を有するモータコイル400は、図24他に示す従来のモータコイル2430と比較して、以下のような利点を有する。
The
図35に示したように、従来のモータコイル2430は、巻かれた導線が筒状に成形されるとき、積層された各導線の配置が変化し断面の外形が崩れるため、磁界の境界がコイル巻き線の断面に沿って斜交して形成されることにより、本来の電流が順方向に流れるべき領域に、電流が反対方向に流れる銅線からなる、図中斜線部にて示す領域3600が進入し、逆方向の磁界を発生させてしまい、これが能率低下の原因となっていた。
As shown in FIG. 35, in the
これに対し、本実施の形態のモータコイル400は、図6(d)に示すように、線材をアルファ巻きかつエッジワイズ巻きしてなる渦巻部の中央部に他の線材が嵌合することにより巻きの形状が形成されているため、筒状に成形された場合も、図8(c)に示すように積層された線材の配置が変化することがない。したがって、図11に示すように、磁界の境界は、コイル巻き線の断面の放線方向、すなわちモータコイルの断面の中心から放射状に形成され、発生する磁界に反対極となる部分は含まれない。
On the other hand, in the
また、線材の配置が崩れないため、モータコイル400の厚みは一様に保たれている。さらに、積層された線材の厚みがそのままモータコイル400の厚みになっている。
Moreover, since the arrangement of the wire does not collapse, the thickness of the
これらの改善により、図37に示す理想的な磁界の領域分布を実現することができ、高能率のスロットレスモータを実現することができる。外形が同一寸法である場合、従来のモータコイル2460と比較して、20%のトルク増を実現できることになる。
With these improvements, the ideal magnetic field region distribution shown in FIG. 37 can be realized, and a highly efficient slotless motor can be realized. When the outer dimensions are the same, a 20% increase in torque can be realized as compared with the
ここで、図12(a)〜12(c)に、モータコイル400を構成する3層のモータコイル部品300のそれぞれにおける直線部および重なり部が、図11に示すモータコイル400の断面においてどの部分に配置されているかを示す。なお、各図中の矢印は 図1同様、線材の巻きの方向を示す。
Here, in FIGS. 12A to 12C, the straight line portion and the overlapping portion in each of the three layers of the
各図に示すように、上向きの巻き方向を有する重なり部620b(78a、92b)、620e(80a、94b)および620h(82a、96b)は、図11において、上向きの巻き方向を有する線材のみからなる上向きエリアAを形成する。下向きの重なり部620a(64a、78b)、620d(66a、80b)および620g(68a、82b)は、図11において、下向きの巻き方向を有する線材のみからなる下向きエリアBを形成する。上向きの巻き方向を有する直線部610a(64b)、610b(106a)、610c(66d)、610d(108a)、610e(68b)および610f(110a)は、上向きエリアAと同様の上向きエリアCを形成する。下向きの重なり部620c(92a、106b)、620f(94a、108b)および620i(96a、110b)は、下向きエリアBと同様の下向きエリアDを形成する。なお、上記の説明においてカッコ内に示した符号は、図11中の線材の配置領域を示す符号であり、モータコイル400内の線材とモータコイル部品300の直線部および重なり部との対応を示す。また、上向きエリアCのみは重なり部ではなく直線部から構成されているが、例えば直線部610aと直線部610dのように上下に積層された構成を有するため、実質上重なり部と同一とみなすことができる。
As shown in each figure, the overlapping
上記カッコ内の番号は、図35および図36の番号と対応し、本実施の形態のモータコイル400は、従来のモータコイル2430のように、本来の極となる領域に、反対極となる領域が進入していないことが分かる。
The numbers in the parenthesis correspond to the numbers in FIG. 35 and FIG. 36, and the
(実施の形態2)
実施の形態1においては、アルファ巻きかつエッジワイズ巻きされた4つの渦巻部を有するモータコイル部品300を3枚積層することで3相4極のモータコイルを作成したが、本実施の形態では2つの渦巻部を有するモータコイル部品を3枚積層することで3相2極のモータコイルを作成する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, a three-phase four-pole motor coil is created by laminating three
図13(a)〜図13(c)は本発明のモータコイル部品700の構成を示す図である。図13(a)に示すように、モータコイル部品700は、実施の形態1のモータコイル部品1000と同様、一本の線材を引き回すことにより構成されており、渦巻部710αおよび710βと、渦巻部710αおよび710βの間をつなぐ渡り部720とから構成されている。
FIG. 13A to FIG. 13C are diagrams showing the configuration of the
渦巻部710αおよび710βもアルファ巻きかつエッジワイズ巻きにより構成されており、最内周部で接続された、対向する一対の渦巻状のコイルから構成されている。したがって、一端から巻き始められて渦巻部710αを構成した線材は、他端は渦巻部710αの最外周に達し、渡り部720aを構成することになる。 The spiral portions 710α and 710β are also configured by alpha winding and edgewise winding, and are configured by a pair of opposed spiral coils connected at the innermost peripheral portion. Therefore, the wire rod that has begun to be wound from one end and constitutes the spiral portion 710α has the other end reaching the outermost periphery of the spiral portion 710α and constitutes the transition portion 720a.
また、モータコイル部品1000と同様、渦巻部710αは中空部711を形成するように巻かれており、中空部711をはさんで対向する、直線上に伸びた線材からなる直線部S1b、S1aを有しており、直線部以外の部分はアールがつけられており、このアールを介して直線部は巻きの方向が反対になる。なお、渦巻部710βも同様の構成を有する。また、中空部711は実質上長円形状を有しているが、その短辺側の長さ、すなわち幅は、直線部の横幅の実質上2倍の大きさとなっている。また、図中矢印は線材の巻きはじめから巻き終わりへ向かう巻きの方向を示し、各渦巻部においては、一対の直線部は互いに異なる巻きの方向を有している。
Further, like the
なお、図13(b)(c)に示すモータコイル部品も図13(a)と同一の構成を有するため符号による説明は省略する。 The motor coil components shown in FIGS. 13B and 13C have the same configuration as that shown in FIG.
以上のようなモータコイル部品700を、お互いの渦巻部の主面同士が対向し、かつそれぞれの渡り部が同一の側となるように重ねる。このとき3枚のモータコイル部品700は、直線部一つの幅ずつ横にシフトしながら重ねるようにし、図14に示すように、モータコイル部品700の正面図方向からみたとき、最上層のモータコイルの渦巻部の中空部には、他の2つのモータコイル部品の重なり部を一つずつ嵌合させて、モータコイル部品750を完成する。
The
最後に、モータコイル部品750を、その渡り部が縁部となるように筒状に丸めて、図15(a)の正面図および図15(b)の断面図に示すように、3相2極のモータコイル800を完成する。
Finally, the
このモータコイル800も、モータコイル400と同様、線材をアルファ巻きかつエッジワイズ巻きしてなる渦巻部の中央部に他の線材が嵌合することにより巻きの形状が形成されているため、筒状に成形された場合も、図15(b)に示すように積層された線材の配置が変化することがない。したがって、図16に示すように、磁界の境界は、コイル巻き線の断面の放線方向、すなわちモータコイルの断面の中心から放射状に形成され、発生する磁界に反対極となる部分は含まれない。これにより、高能率を実現することができる。
Since the
なお、図13(a)〜(c)において、下向きの巻き方向を有する直線部S1a、T1aおよびR1aは、図16において、下向きの巻き方向を有する線材のみからなる下向きエリアA′を形成する。また上向きの巻き方向を有する直線部S2b、T2bおよびR2bは、図16において、上向きの巻き方向を有する線材のみからなる上向きエリアB′を形成する。また、下向きの巻き方向を有する直線部S2a、T2aおよびR2aは、図16において、下向きエリアA′と同様の下向きエリアC′を形成する。また、上向きの巻き方向を有する直線部S1b、T1bおよびR1bは、図16において、上向きエリアB′と同様の上向きエリアD′を形成する。 13A to 13C, the straight portions S1a, T1a, and R1a having the downward winding direction in FIG. 16 form a downward area A ′ that includes only the wire having the downward winding direction. Further, in FIG. 16, the straight portions S2b, T2b, and R2b having the upward winding direction form an upward area B ′ composed only of the wire having the upward winding direction. Further, the straight portions S2a, T2a and R2a having the downward winding direction form a downward area C ′ similar to the downward area A ′ in FIG. Further, the straight portions S1b, T1b, and R1b having an upward winding direction form an upward area D ′ similar to the upward area B ′ in FIG.
(実施の形態3)
実施の形態1、2においては、スロットレスモータ用のモータコイルを作成したが、図1に示すような実施の形態1のモータコイル部品1000を、リニアモータ用のモータコイルとして用いるようにしてもよい。
(Embodiment 3)
In the first and second embodiments, the motor coil for the slotless motor is created. However, the
図17(a)の平面図および図17(b)の正面図に、本実施の形態のリニアモータを示す。各図に示すように、リニアモータ900は、実施の形態1のモータコイル部品1000をモータコイルとし、中心部110α〜110δに嵌り込む、直線上に配列された複数のコア920を有するコア基台910から構成される。
The linear motor of this Embodiment is shown in the top view of Fig.17 (a), and the front view of FIG.17 (b). As shown in each figure, a
なお、図18(a)の平面図および図18(b)の正面図に示すように、モータコイル部品1000を三枚重ねにして挿入するようにしてもよい。この場合3相4極のリニアモータを得ることができる。
In addition, as shown in the plan view of FIG. 18A and the front view of FIG. 18B, three
また、図19(a)の平面図および図19(b)の正面図に示すように、モータコイル部品200をリニアモータ用モータコイルとして用いてもよい。
Further, as shown in the plan view of FIG. 19A and the front view of FIG. 19B, the
さらに、図20(a)の平面図および図20(b)の正面図に示すように、モータコイル部品300をリニアモータ用モータコイルとして用いてもよい。
Furthermore, as shown in the plan view of FIG. 20A and the front view of FIG. 20B, the
なお、上記の各実施の形態において、モータコイル部品1000は第1の本発明のモータコイルに相当し、渦巻部110α〜100δおよび渦巻部710α他の同等の渦巻部は第1の本発明の渦巻部に相当し、渡り部120a〜120cおよび渡り部720a他の同等の渡り部は第1の本発明の渡り部に相当し、中空部111および同等の中空部は、第1の本発明の中空部に相当する。また直線部112a〜112hおよび同等の直線部は、第1の本発明の直線部に相当する。
In each of the above embodiments, the
また、重なり部130a〜130cおよび同等の重なり部は、第4の本発明の、一対の直線部の一方同士のみが重なり合う直線部に相当する。
Further, the overlapping
ただし本発明は上記の実施の形態に限定されない。 However, the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、上記の各実施の形態においては、渦巻部はアルファ巻きかつエッジワイズ巻きされたものとして説明を行ったが、本発明の渦巻部としては、図21(a)の正面図および図21(b)の側面図に示すように、エッジワイズ巻きによってのみ形成された、中空部1111および中空部1111を間に挟んで対向する一対の直線部1112aおよび1112bを有する渦巻部1110を用いてもよい。このとき、図22(a)の正面図および図22(b)の側面図に示すように、エッジワイズ巻きされた線材が、側縁部で接続された2枚の平行線1200a、1200bから構成されたものであってもよい。これは以下の理由による。すなわち、線材として平角線を用いた場合、断面形状のアスペクト比(縦横比)が大きくなると、渦巻部のアールを小さくしたときに線材に皺が生ずる恐れがある。これに対し、アスペクト比が小さい複数の平角線を並列して用いることで、各線材に皺が生ずるのを防ぐことができる。なお、図中では2つの平行線1200a、1200bがそれぞれ内側コイル、外側コイルを構成するものとしたが、3つ以上の平行線を並列した構成としてもよい。
For example, in each of the above-described embodiments, the spiral portion is described as being alpha-winded and edge-wise wound. However, as the spiral portion of the present invention, the front view of FIG. As shown in the side view of b), a
また、上記の各実施の形態においては、線材は平角線であるとして説明を行ったが、本発明の線材は断面の形状によって限定されるものではない。丸線、角線等であってもよい。このとき、渦巻部はアルファ巻きのみによって構成するようにしてもよい。 In each of the above embodiments, the wire has been described as a flat wire, but the wire of the present invention is not limited by the shape of the cross section. A round line, a square line, etc. may be sufficient. At this time, the spiral portion may be configured by only alpha winding.
また、中空部111の横幅は、直線部112aの幅2本分としたが、積層するモータコイル部品の個数によって、これより整数倍単位で大きくしてもよい。少なくとも、中空部の横幅=(積層するモータコイル部品1000の数−1)×直線部112aの横幅とすることにより本発明の効果は得られる。
Moreover, although the horizontal width of the
また、モータコイル部品200はモータコイル部品1000の渡り部120a〜120cを折り曲げることにより作成するものとして説明を行ったが、図23(a)の正面図および図23(b)の側面図に示すようなアルファ巻きエッジワイズコイル1300を複数個用い、コイル1300の端部1310aおよび1310bを後から接続して、図2に示すような構成を組み立てるようにしてもよい。また、同様に図21の各図に示すエッジワイズ巻きコイルを単体として複数個用いてもよい。
In addition, the
また、上記の各実施の形態においては、各モータコイルにおける渦巻部はいずれも同一の巻きの方向を有するとして説明を行ったが、本発明の渦巻部は必ずしもいずれも同一の巻きの方向を有しなくともよい。渡り部を介して巻きの方向が交互に反転するようにしてもよい。複数の渦巻部のうち一部だけが逆方向の巻きであってもよい。このとき、逆方向の巻きの渦巻部の配置は、上記複数の渦巻部において任意の箇所に配置されてよく、周期的でも、非周期的に配置されるようにしてもよい。また、渡り部の配置も、同一直線上であるとしたが、渦巻部同士を任意の場所配置で接続するようにしてもよい。 Further, in each of the above embodiments, the description has been made assuming that the spiral portions in each motor coil have the same winding direction, but the spiral portions of the present invention do not necessarily have the same winding direction. You don't have to. The winding direction may be alternately reversed via the crossover portion. Only a part of the plurality of spiral portions may be wound in the reverse direction. At this time, the spiral portions of the windings in the reverse direction may be disposed at arbitrary positions in the plurality of spiral portions, and may be disposed periodically or aperiodically. Moreover, although the arrangement | positioning of the transition part was also on the same straight line, you may make it connect spiral parts in arbitrary places arrangement | positioning.
また、上記の各実施の形態において、本発明はスロットレスモータやリニアモータのモータコイルに関するものとして説明を行ったが、スロットレスモータ、リニアモータは同一の構成において発電機として用いることができる。したがって、本発明のスロットレスモータ、リニアモータは、そのままスロットレス発電機、リニア発電機として実施することができ、これもまた本発明に含まれる。また本発明のモータコイルもそのままスロットレス発電機、リニア発電機用のモータコイルとして実施でき、本発明に含まれるものである。 In each of the above embodiments, the present invention has been described as relating to a motor coil of a slotless motor or a linear motor. However, the slotless motor and the linear motor can be used as a generator in the same configuration. Therefore, the slotless motor and linear motor of the present invention can be implemented as a slotless generator and linear generator as they are, and this is also included in the present invention. Further, the motor coil of the present invention can be directly implemented as a motor coil for a slotless generator or a linear generator, and is included in the present invention.
本発明にかかるモータコイル、モータコイルの製造方法は、例えば高能率のスロットレスモータを実現することが可能な効果を有し、スロットレスモータ並びにリニアモータ等に使用されるモータコイルおよびその製造方法等として有用である。 The motor coil and the motor coil manufacturing method according to the present invention have an effect capable of realizing, for example, a high-efficiency slotless motor. The motor coil used for the slotless motor, the linear motor, and the like, and the manufacturing method thereof Useful as such.
1000、200,300 モータコイル部品
110α〜110δ 渦巻部
111 中空部
112a〜112h 直線部
120a〜120c 渡り部
130a〜130c 重なり部
400 モータコイル
1000, 200, 300 Motor coil parts 110α to
Claims (15)
前記渦巻部同士を接続する渡り部とを備え、
個々の前記渦巻部は、少なくともその中心部に中空部と、前記中空部を間に挟んで対向する一対の直線部とを有するものであって、前記中空部は、前記直線部の幅の実質上整数倍の間隙を有するモータコイル。 A plurality of spiral portions formed by winding a wire in a coil shape;
A connecting portion connecting the spiral portions,
Each of the spiral portions has a hollow portion at least in the center thereof and a pair of straight portions opposed to each other with the hollow portion interposed therebetween, and the hollow portion has a substantial width of the straight portion. A motor coil having an upper integer multiple gap.
重なり合う一対の前記直線部は、巻きの方向が同一となっている、請求項1から3のいずれかに記載のモータコイル。 The pair of linear portions of each of the adjacent spiral portions is arranged so that only one of the pair of linear portions overlaps each other,
The motor coil according to any one of claims 1 to 3, wherein the pair of overlapping linear portions have the same winding direction.
前記渡り部は、前記渦巻部の最外周同士を接続するよう設けられている、請求項1から4のいずれかに記載のモータコイル。 The spiral portion is formed by alpha winding,
The motor coil according to any one of claims 1 to 4, wherein the transition portion is provided so as to connect outermost circumferences of the spiral portions.
前記複数枚のモータコイルは、前記直線部一つの幅ずつずれながら重なっており、
前記渦巻部の主面側からみて、一つのモータコイルの渦巻部の中空部には、他のモータコイルの渦巻部の直線部が一つずつ収まっている、モータコイル。 A motor coil formed by stacking a plurality of the motor coils according to any one of claims 1 to 8 so that main surfaces of the spiral portions are opposed to each other,
The plurality of motor coils overlap with each other while shifting by one width of the linear portion,
A motor coil in which, as viewed from the main surface side of the spiral portion, one straight portion of the spiral portion of another motor coil is housed in the hollow portion of the spiral portion of one motor coil.
一本の線材から、前記渦巻部を、所定長の間隔をおいて複数作成する工程を備え、
前記線材の、前記所定長の部分を前記渡り部とする、モータコイルの製造方法。 A method of manufacturing a motor coil according to claim 1,
From a single wire, comprising the step of creating a plurality of the spiral portion at a predetermined length interval,
A method of manufacturing a motor coil, wherein the wire has the predetermined length as the transition portion.
一本の線材から、前記渦巻部を、所定長の間隔をおいて複数作成する工程と、
前記線材の、前記所定長の部分を前記渡り部とし、前記渡り部を折り曲げることにより、隣り合うそれぞれの前記渦巻部の一対の前記直線部を、一対の直線部の一方同士のみが重なり合うように配置する工程とを備え、
重なり合う一対の前記直線部は巻きの方向が同一となるようにする、モータコイルの製造方法。 A method of manufacturing a motor coil according to claim 4,
A step of creating a plurality of the spiral portions with a predetermined length interval from one wire,
The predetermined length portion of the wire is used as the transition portion, and the transition portion is bent so that only one of the pair of linear portions overlaps the pair of linear portions of the adjacent spiral portions. A step of arranging,
A method of manufacturing a motor coil, wherein a pair of overlapping linear portions have the same winding direction.
一本の線材から前記渦巻部を作成する工程と、
複数の前記渦巻部同士を、所定長の線材により接続する工程とを備え、前記所定長の前記線材を前記渡り部とする、モータコイルの製造方法。 A method of manufacturing a motor coil according to claim 1 or 4,
Creating the spiral portion from a single wire;
A method of manufacturing a motor coil, comprising: connecting a plurality of spiral portions with a wire having a predetermined length; and using the wire with the predetermined length as the transition portion.
前記モータコイルの、複数の前記渦巻部のそれぞれの前記中央部に嵌りこむ、直線上に配列された複数のコアとを備えたリニアモータ。 The motor coil according to any one of claims 1 to 4,
A linear motor comprising: a plurality of linearly arranged cores that fit into the central portions of the plurality of spiral portions of the motor coil.
前記モータコイルが挿入された筒状のステータヨークとを備えたスロットレスモータ。 A motor coil according to claim 10;
A slotless motor comprising a cylindrical stator yoke into which the motor coil is inserted.
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