JP2006288123A - Manufacturing method of field coil, and field coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、平角線を巻回して構成する界磁コイルの製造方法及び界磁コイルに関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a field coil configured by winding a rectangular wire and a field coil.
〔従来の技術〕
従来、自動車用起動モータ等の界磁巻線は、始めから終りまで平角線を幅方向を対向させて軸方向に巻くエッジワイズ巻きによって、切れ目なく形成する界磁巻線が使用され、この界磁巻線を巻き上げるのに使用する巻型には必要とするコイルの数と同数の突出し巻上げ部が設けられ、この周囲に1ポールづつ順番に平角線をエッジワイズに巻きつけることにより連続したコイルを成形していた。そして巻き上がったコイルとともに、取外し自在の巻型から取り外して界磁組立体に取付け、それを磁極として機能させる方法が特許文献1に紹介されている。
[Conventional technology]
Conventionally, field windings for automobile starter motors and the like have been used for field windings that are seamlessly formed by edgewise winding in which a flat wire is wound in the axial direction with the width direction facing each other from the beginning to the end. The winding mold used to wind up the magnetic winding is provided with the same number of protruding windings as the number of coils required, and a continuous coil is formed by winding a rectangular wire around the edge one by one around the periphery. Was molded.
〔従来技術の不具合〕
しかしながら、この巻線方法では以下のような問題点があった。1ポール毎に時計回り(CW)もしくは反時計回り(CCW)と順次巻方向を変えながらエッジワイズに巻回するので、4ポール分巻回し終わるのに時間がかかり生産性が悪かった。また、巻き上がったコイルとともに、取外し自在の巻型から取り外して界磁組立体に取付けるときに、コイルは連続しているとはいえバラバラになる恐れがあり、ためにこれを保持するガイドが必要となったり、提案されている設備構成以外に平角線の案内や押さえが必要な上、すでに巻き終えた界磁コイルが装置に干渉するのを避けるため、極めて複雑な構造の巻線装置が必要であり、生産性の悪化や巻線装置の信頼性低下につながる懸念がある。
However, this winding method has the following problems. Since winding is performed edgewise while sequentially changing the winding direction clockwise (CW) or counterclockwise (CCW) for each pole, it takes time to complete the winding for four poles, and the productivity is poor. Also, when the coil is rolled up and removed from the removable winding mold and attached to the field assembly, the coil may fall apart even though it is continuous, so a guide is needed to hold it. In addition to the proposed equipment configuration, it is necessary to guide and hold the rectangular wire, and to prevent the wound field coil from interfering with the device, a winding device with an extremely complicated structure is required. Therefore, there is a concern that productivity may deteriorate and reliability of the winding device may decrease.
4極式直流モータに使用する、平角線をエッジワイズに巻いて連続する所望の形状の界磁コイルにおいて、生産性の高い、簡単な構造の巻線装置で済む界磁コイル組立体とその製造方法が望まれている。 A field coil assembly that can be used for a four-pole DC motor and that has a desired shape and is continuously produced by winding a rectangular wire in an edgewise manner. A method is desired.
本発明の目的は、平角線のエッジワイズ巻きの連続する所望の形状の界磁コイルを製造する、簡単な構造で、生産性の高い界磁コイルの製造方法及び界磁コイルを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a field coil manufacturing method and a field coil having a simple structure and high productivity, which manufacture a field coil having a desired shape which is continuous with edgewise winding of a rectangular wire. is there.
〔請求項1の手段〕
本発明では、平角線の界磁コイルを用いた4極式直流モータであって、二つの界磁コイルの連結部を滑らかに折り曲げた連続コイルを2式使用し、ヨーク内壁に装着できるよう半円筒状に整形し、コイル端末を接合部材を用い接合することにより、4極式直流モータの界磁コイルを得る製造方法において、2式の同一な界磁コイルを半円筒状に、互いに逆方向に整形したことを特徴とする界磁コイルの製造方法を採用している。
[Means of Claim 1]
In the present invention, a quadrupole DC motor using a rectangular field coil is used, and two sets of continuous coils in which the connecting portions of the two field coils are smoothly bent are used so that they can be attached to the inner wall of the yoke. In the manufacturing method of obtaining a field coil of a 4-pole DC motor by shaping it into a cylindrical shape and joining the coil end using a joining member, two identical field coils are formed in a semi-cylindrical shape in opposite directions. The manufacturing method of the field coil characterized by having been shaped into is adopted.
この方法によれば、同時に2極巻回できる同じ界磁コイルを使用するので、生産性の高い一種類のコイルだけで済み、コイル巻線装置が簡単になる。 According to this method, since the same field coil that can be wound in two poles at the same time is used, only one type of highly productive coil is required, and the coil winding apparatus is simplified.
〔請求項2の手段〕
請求項1に記載の界磁コイルの製造方法において、前記コイル端末の接合時、周方向コイル側端のコイル端末同士を隣接し、接合することを特徴とする界磁コイルの製造方法を採用している。
[Means of claim 2]
2. The method of manufacturing a field coil according to
この方法によれば、接合部材の長さが最小で済み、抵抗値が小さく軽量のコイルが得られる。 According to this method, the length of the joining member can be minimized, and a lightweight coil with a small resistance value can be obtained.
〔請求項3の手段〕
請求項1に記載の界磁コイルの製造方法において、コイル端末の接合時、径方向ヨーク側のコイル端末の径方向内面と、径方向中心側のコイル端末の径方向外面とを接合し、接合部材の厚みは、コイルの厚みから平角線2枚分の厚みを引いた寸法にしたことを特徴とする界磁コイルの製造方法を採用している。
[Means of claim 3]
The field coil manufacturing method according to
この方法によれば、界磁コイル端末を径方向に整形させずに接合でき、巻線装置が簡単になる。 According to this method, the field coil terminals can be joined without being shaped in the radial direction, and the winding device is simplified.
〔請求項4の手段〕
請求項1ないし3のいずれか1つに記載の界磁コイルの製造方法により製造したので高性能で廉価な界磁コイルを得ることができる。
[Means of claim 4]
Since it is manufactured by the method for manufacturing a field coil according to any one of
この発明の最良の実施形態を、図に示す実施例1とともに説明する。 The best mode of the present invention will be described together with Example 1 shown in the drawings.
〔実施例1の構成〕
本発明の実施例1における界磁コイル3の製造工程を、図1〜5に従って順次説明する。図1は、本実施例1にて使用する界磁コイル3の製造工程図であり、図示するように、所要の展開長に切断された平角線1が、その自由端を、図示しない巻回装置の巻芯2に当接され、巻始め状態を構成している(図1(a))。巻芯2は、その断面形状と寸法が略同等な二つの対をなすもので、図中左右に所定の初期間隔を維持して構成されている。また、左右の巻芯2は、それぞれに図示しないクランプ機構を有し、平角線1の自由端を保持するとともに、左右(正逆)に同速度にて回転(自転)でき、同時に張力を発生させながら互いに離接する移動機構(図示せず)を有している。
[Configuration of Example 1]
The manufacturing process of the
次に、巻芯2は平角線1の自由端を、同時にかつ同方向回転で巻き取っているので、巻芯2には張力が発生し、平角線1は中心部から引っ張られて自由端は巻芯2に密着して巻回される。図1(b)は二分の一巻回状態である。
Next, since the winding
さらに巻回が進み四分の三回転すると、同図(c)に示すように、一巻コイルが出来上がる。ここで注目するのは、一巻コイルを形成する左右の自由端が、平角線1を挟んで対向する配置で巻回されるので、成形されるコイルは対向配置の界磁コイル3になる。
When the winding is further advanced and three quarters of the rotation is performed, a one-turn coil is completed as shown in FIG. It should be noted here that the left and right free ends forming the one-turn coil are wound in an arrangement facing each other with the
さらに巻回が進み、一回転すると、同図(d)に示すような巻き上がりコイルが出来上がり、左右の巻芯2は互いに接近してくる。
そして、所定の巻回転を経て巻終わり状態の成形されたコイルが、同図(e)に示すように出来上がる。二つの連続したコイルの連結部32は、常に張力が作用しているので変形や歪等は発生せず真直ぐな形状を有している。
When the winding is further advanced and rotated once, a winding coil as shown in FIG. 4D is completed, and the left and right winding
Then, after the predetermined winding rotation, the formed coil in the winding end state is completed as shown in FIG. The connecting
そして、巻芯2から取り外し、二つの連続したコイルの連結部32を所望の形状に折り曲げれば、同図(f)の正面図に示すような界磁コイル3が出来上がる。この界磁コイル3では、平角線1の各自由端がコイル端末31を構成し、左右コイルの連結部32は渡り線と呼ぶこともあり、電流の通電を担う。また、この連続した二つのコイルは、一方は時計方向(CW)に巻かれ、他方は半時計方向(CCW)に巻かれているので、コイル端末31に通電させると、二つのコイルに発生する磁極は、異なる向きのものとなる。
And if it removes from the
そして、成形された界磁コイル3を2式準備し、一つは、図2(a)に示すように、ヨーク内壁に装着できるよう上に凸の半円筒状に整形し、他の一つは、図2(b)に示すように、下に凸の半円筒状に整形する。整形はプレス機等によって、一体にて構成してもよいし、ロール機等によって順次丸める加工方法であってもよい。
これら整形した界磁コイル3を互いに円筒状を形成するように向かい合わせ、それぞれの界磁コイル3の側端にある一対のコイル端末の一方は径方向内面と、他方は径方向外面とを、所定の厚さ(コイル厚みから平角線2枚分の厚みを引いた寸法)と曲率(コイルの平均曲率に略等しい寸法)と長さを有した接合部材4によって、例えば半田付け、またはフュージング等にて強固に接合する。
Then, two types of
These
すると、図3に示す円筒状の界磁コイル3が形成できる。
図4は、上記の工程で形成された円筒状の界磁コイル3(図3のもの)を内側から外側に展開して見た正面図であるが、工程の順序として、先に、2式の界磁コイル3の互いに隣り合う周方向コイル側端のコイル端末31同士を接合部材4で接合し、2式の連なった平板状の界磁コイル3を形成してのち、これを内側に丸めて円筒状の界磁コイル3を構成しても構わない。簡単で、丸めた場合に巻回されたコイルがバラバラにならずにヨークに装着できるのであれば、どちらであっても構わない。
Then, the
FIG. 4 is a front view of the cylindrical field coil 3 (in FIG. 3) formed in the above process as seen from the inside to the outside. The
図5は、以上の方法にて形成された円筒状の界磁コイル3を、4極式直流モータのヨークに装着するときの斜視図であるが、コイルが密着して巻かれているのでコイル厚さはいずれの部分でも均一であり、よって内径、外径とも同心で、ヨークに無理なく装着できる構成となっている。
FIG. 5 is a perspective view when the
〔実施例1の効果〕
本発明では、二つの界磁コイル3の連結部32を滑らかに折り曲げた連続コイルを使って、2式の同一な界磁コイル3を半円筒状に、互いに逆方向に整形し、これを円筒状に組合せ、コイル端末31に接合部材4を用い接合することにより、4極式直流モータの界磁コイルを得る製造方法を採用している。
[Effect of Example 1]
In the present invention, by using a continuous coil in which the connecting
この方法によれば、同じ界磁コイル3を使用するのみで、4極式直流モータの界磁コイルを製造することができ、一種類のコイル、および巻線装置だけで済み、コイル巻線装置が簡単になり、生産性が向上する。
According to this method, it is possible to manufacture a field coil of a 4-pole DC motor only by using the
それぞれのコイル端末31の接合時、周方向コイル側端のコイル端末31同士を隣接し、接合しているので、接合部材4の長さが最小で済み、抵抗値が小さく軽量のコイルが得られる。
When the
また、コイル端末31の接合時、径方向ヨーク側のコイル端末31の径方向内面と、径方向中心側のコイル端末31の径方向外面同士を接合しており、かつ接合部材4の厚みは、界磁コイル3の厚みから平角線1の2枚分の厚みを引いた寸法にしているので、界磁コイル3のコイル端末31を径方向に整形させずに接合でき、巻線装置が簡単になる。
Further, when the
〔実施例2の構成〕
本発明の実施例2における界磁コイル3の製造工程を、図6〜8に従って順次説明する。実施例2が実施例1と大きく異なる点は、平角線1のコイル巻線方法の違いにある。左右の巻芯2の同方向回転巻きは変わらないが、界磁コイル3の配列パターンを決める左右の自由端の交差位置が平角線1の同じ側である整列配置となることにより、図6(a)、(b)の平面図に示すように同じ厚さの並列する界磁コイル3が形成される。この界磁コイル3では、平角線1の各自由端がコイル端末31を構成し、左右コイルの連結部32は渡り線と呼ぶこともあり、電流の通電を担う。また、この連続した二つのコイルは、一方は時計方向(CW)に巻かれ、他方は半時計方向(CCW)に巻かれているので、コイル端末31に通電させると、二つのコイルに発生する磁極は、異なる向きのものとなる。
[Configuration of Example 2]
The manufacturing process of the
そして、成形された界磁コイル3を2式準備し、一つは、図6(a)に示すように、ヨーク内壁に装着できるよう上に凸の半円筒状に整形し、他の一つは、図6(b)に示すように、下に凸の半円筒状に整形する。整形はプレス機等によって、一体にて構成してもよいし、ロール機等によって順次丸める加工方法であってもよい。
これら整形した界磁コイル3を互いに円筒状を形成するように向かい合わせ、それぞれの界磁コイル3の側端にある一対のコイル端末の一方は径方向内面と、他方は径方向外面とを、所定の厚さ(コイル厚みから平角線2枚分の厚みを引いた寸法)と曲率(コイルの平均曲率に略等しい寸法)と長さを有した接合部材4によって、例えば半田付け、またはフュージング等にて強固に接合する。
Then, two sets of molded field coils 3 are prepared. One is shaped into a semi-cylindrical shape that is convex upward so that it can be attached to the inner wall of the yoke, as shown in FIG. Is shaped into a semi-cylindrical shape convex downward as shown in FIG. Shaping may be integrally formed by a press machine or the like, or may be a processing method of rounding sequentially by a roll machine or the like.
These shaped field coils 3 face each other so as to form a cylindrical shape, and one of the pair of coil terminals at the side ends of each
すると、図7に示す円筒状の界磁コイル3が形成できる。
図8は、上記の工程で形成された円筒状の界磁コイル3(図7のもの)を内側から外側に展開して見た正面図であるが、工程の順序として、先に、2式の界磁コイル3の互いに隣り合う周方向コイル側端のコイル端末31同士を接合部材4で接合し、2式の連なった平板状の界磁コイル3を形成してのち、これを内側に丸めて円筒状の界磁コイル3を構成しても構わない。簡単で、丸めた場合に巻回されたコイルがバラバラにならずにヨークに装着できるのであれば、どちらであっても構わない。
Then, the
FIG. 8 is a front view of the cylindrical field coil 3 (the one shown in FIG. 7) formed in the above process as seen from the inside to the outside. The
〔実施例2の効果〕
本発明では、二つの界磁コイル3の連結部32を滑らかに折り曲げた連続コイルを使って、2式の同一な界磁コイル3を半円筒状に、互いに逆方向に整形し、これを円筒状に組合せ、コイル端末31同士を接合部材4で接合し、4極式直流モータの界磁コイルを得る製造方法を採用している。
[Effect of Example 2]
In the present invention, by using a continuous coil in which the connecting
この方法によれば、実施例1と同じ効果が得られ、コイル巻線装置が簡単になり、生産性が向上し、界磁コイル3の軽量化が図られる。また、連続する界磁コイル3は厚みが同じである整列配置の二つのコイルにて形成されているので、半円筒状に整形するのが簡単にでき、よって整形されたコイルも歪が少なく、精度の高い円筒状の界磁コイル3を得やすくなる。
According to this method, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, the coil winding device is simplified, the productivity is improved, and the
〔実施例3の構成〕
本発明の実施例3における界磁コイル3の製造工程を、図9に従って説明する。
実施例3が実施例1と大きく異なる点は、平角線1を巻回したコイルの自由端であるコイル端末31の形状にある。実施例1では各自由端は、平角線1を所定の長さを残してコイル状に巻回し、突き出た部分の自由端をコイル端末31として、互いに隣接する周方向コイル側端のコイル端末31同士を別体の接合部材4を用いて接合し、渡り線を構成した連続する界磁コイル3を形成したが、実施例3では、渡り線を構成する側のコイル端末31をさらに、コイル面と平行な平面が構成されるようにエッジワイズに折り曲げて、接合部材を用いることなく互いに接合できる接合面を構成している。他方のコイル端末31は、実施例1と同様突き出たままの形状である。
[Configuration of Example 3]
The manufacturing process of the
The third embodiment differs greatly from the first embodiment in the shape of the
このように形成される界磁コイル3を2式用意し、実施例1と同様互いに逆向きの半円筒状に整形し、接合面同士を例えば半田付けやフュージング等で強固に接合して円筒状の界磁コイル3が形成できる。
図9は、以上の方法にて形成された円筒状の界磁コイル3を、4極式直流モータのヨークに装着するときの斜視図であるが、コイルが密着して巻かれているのでコイル厚さはいずれの部分でも均一であり、よって内径、外径とも同心で、ヨークに無理なく装着できる構成となっている。
Two sets of field coils 3 formed in this way are prepared, shaped into semi-cylindrical shapes opposite to each other as in the first embodiment, and the joining surfaces are firmly joined, for example, by soldering or fusing, etc. The
FIG. 9 is a perspective view when the
〔実施例3の効果〕
本発明では、二つのコイルの連結部32を滑らかに折り曲げた連続する界磁コイル3を使って、2式の同一な界磁コイル3を半円筒状に、互いに逆方向に整形し、これを円筒状に組合せ、コイル端末31を接合部材なしに接合することにより、4極式直流モータの界磁コイル3を得る製造方法を採用している。
[Effect of Example 3]
In the present invention, by using the
この方法によれば、実施例1と同じ効果が得られ、さらに、接合箇所が一箇所で済むことより製造装置が簡単になり、生産性が向上し、界磁コイル3の軽量化が図られる。
According to this method, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the manufacturing apparatus can be simplified, the productivity can be improved, and the
1 平角線
2 巻芯
3 界磁コイル
31 コイル端末
32 連結部(渡り線)
4 接合部材
DESCRIPTION OF
4 Joining members
Claims (4)
二つの前記界磁コイルの連結部を滑らかに折り曲げた連続コイルを2式使用し、
ヨーク内壁に装着できるよう半円筒状に整形し、
コイル端末を接合部材を用い接合することにより、
4極式直流モータの界磁コイルを得る製造方法において、
2式の同一な前記界磁コイルを半円筒状に、互いに逆方向に整形したことを特徴とする界磁コイルの製造方法。 It is a 4-pole DC motor using a flat wire field coil,
Use two sets of continuous coils that smoothly bend the connecting part of the two field coils,
Shape it into a semi-cylindrical shape so that it can be attached to the yoke inner wall,
By joining the coil terminal using a joining member,
In a manufacturing method for obtaining a field coil of a 4-pole DC motor,
2. A field coil manufacturing method, characterized in that two identical field coils are shaped in a semicylindrical shape in opposite directions.
前記コイル端末の接合時、周方向コイル側端の前記コイル端末同士を隣接し、接合することを特徴とする界磁コイルの製造方法。 In the manufacturing method of the field coil of Claim 1,
A method of manufacturing a field coil, wherein the coil terminals at the circumferential coil side end are adjacent to each other and joined when the coil terminals are joined.
前記コイル端末の接合時、径方向ヨーク側の前記コイル端末の径方向内面と、径方向中心側の前記コイル端末の径方向外面とを接合し、前記接合部材の厚みは、コイルの厚みから前記平角線2枚分の厚みを引いた寸法にしたことを特徴とする界磁コイルの製造方法。 In the manufacturing method of the field coil of Claim 1,
When joining the coil terminal, the radially inner surface of the coil terminal on the radial yoke side and the radially outer surface of the coil terminal on the radial center side are joined, and the thickness of the joining member is determined from the thickness of the coil. A method for manufacturing a field coil, characterized in that the thickness is obtained by subtracting the thickness of two flat wires.
A field coil manufactured by the method for manufacturing a field coil according to claim 1.
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