JP3161499B2 - 多層コイルおよびその巻線方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多層コイルおよびその巻
線方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、直流モータとしてブラシレスで
かつ扁平型のものが知られている。図７は、その一例で
あり、図において１はローター軸、２はローターヨーク
でこのローターヨーク２には図７に示すような永久磁石
からなる環状のローターマグネット３が被着されてい
る。ローターマグネット３はローター軸１の軸方向に着
磁されており、このローターマグネット３の着磁方向の
一面側に対向してステータコイル４が設けられる。この
場合、例えば、ロータマグネット３は磁界が正弦波状に
なるように着磁されるとともに図７に示すように８極に
着磁され、一方ステータコイル４は図８に示すような４
個の多層コイルが平面的に配置される。

【０００３】ところで、この直流モータのステータコイ
ル４の接続およびこのステータコイル４と他の回路素子
との接続は次のように通常なされる。すなわち、図８に
示すように、４個の多層コイルのそれぞれの巻始め端お
よび巻終わり端からリード線６，７が導出され、これら
リード線６，７によってコイルどうしの接続さらにはモ
ータのドライブ回路との接続がなされる。

【０００４】このような多層コイルを内側から順次巻回
して製造する一般的な巻線方法により製造する場合、図
８に示すように巻始めリード線はコイルの巻回端平面８
を横切るようにして外側に導出するようにしなければな
らず、このためコイル１ターン分だけ、コイルの厚みが
増すことになる。

【０００５】ここで、ローターマグネット３とステータ
コイル４としての多層コイルの巻回端平面間のギャップ
ｇはモータを効率よく回転駆動させるためにはできるだ
け微小な幅にする必要があるとともに均一にするのが好
ましいが、前記のように巻始めリード線６が外側に導出
してローターマグネット３との対向部分に位置する場
合、それが実施できない。これに対処すべくプレス加工
を導入したのでは、巻始めリード部６がコイル部のワイ
ヤに食い込み、導線自体の絶縁被覆を破損するなどの問
題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この問題を解決するた
めに、特開昭５８ー５１５０２号公報においては、次の
技術が開示されている。すなわち、巻始めリード部６を
１ターン幅の巻線分の長さだけ余しておいて、まずコイ
ル幅を規制する左右のフランジ状治具９の間にコイル巻
線を行う（図９（ａ）参照）。巻線が終了した後、巻始
めリード部６側のフランジ部をコイルワイヤの１ターン
分だけ移動し、このとき生じる隙間Ｌに、前記余してお
いた巻始めリード部６を巻き込む（図９（ｂ）参照）。
このようにして巻始めおよび巻終わりの各リード部６，
７が共にコイルの外周部に来るように巻線する。これに
より、巻始めリード部６がコイル内径側から外径に向か
って横切ることがなく、コイル１タール分だけ、コイル
厚みが増すことを防止できる多層コイルを得る。なお、
このような多層コイルを通常外巻と呼んでいる。しか
し、上記した巻線方法では、作業に手間がかかりしかも
装置がそれだけ複雑になる欠点があった。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、複雑な装置を必要とすることなくしかも簡単な作業
で製造できる、巻始めリード部が外側へ出っ張らない多
層コイルおよびその巻線方法を提供することを目的とす
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では係る目的を達
成するために、請求項１記載の発明では、導線が整列巻
で多層に巻回されるとともに、前記導線の巻始めリード
部が導線の各層のうちの最内層から半径方向外方へ立ち
上がり、側方から見て該巻始めリード部の立ち上がり部
分と略同じ角度位置に各層のクロス部が設けられ、前記
巻始めリード部の立ち上がり部分がコイル側面のクロス
部の隙間に収納されるように設けられてなることを特徴
とする。

【０００９】請求項２記載の発明では、導線が巻き付け
られる巻軸と該巻軸の左右に設けられた鍔部からなる巻
線用治具に導線の巻始めリード部を巻軸の一端側から鍔
部の内面に沿って半径方向外方に垂直に立ち上げ、導線
の各層のクロス部が側方から見て巻始めリード部の立ち
上がり部分と略同じ角度位置になるように、巻線用治具
の巻軸の外周に導線を多層に整列巻して、前記巻始めリ
ード部の立ち上がり部分がコイル側面のクロス部の隙間
に収納されるように多層コイルを形成することを特徴と
する。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【作用】本発明によれば、導線の巻始めリード部を最内
層から半径方向外方へ立ち上げ、側方から見て巻始めリ
ード部の立ち上がり部分と略同じ角度位置に各層のクロ
ス部が設けることにより、言い換えると、コイル端部の
クロス部に発生する隙間を利用しこの隙間に巻始めリー
ド部が収納されるように、導線を巻き付けているため、
簡単な作業によって、巻始めリード部が外側へ出っ張る
ことのない多層コイルを得られる。

【００１３】

【実施例】以下、図１〜５図を参照しながら本発明の実
施例について説明する。図１は〜図３は本発明にかかる
多層コイルが巻線用治具に巻き付けられた状態を示した
ものであり、図中符号１０は巻線用治具、１１は巻線用
治具１０に巻き付けられた多層コイルである。多層コイ
ル１１は、導線１２が整列巻で多層に巻回されたもので
あり、導線１２の巻始めリード部１２ａは最内層１３か
ら半径方向外方へ立ち上がっており、側方から見てこの
巻始めリード部１２ａの立ち上がり部分１２ａａと略同
じ角度位置に各層のクロス部Ｃ……が設けられている
（図４参照）。ここで、クロス部Ｃとは、多層コイルを
構成する一の層からそのすぐ外側に位置する層へ導線１
２が乗り上がる部分を表す。そして、この多層コイル１
１は、図２および図３に示すように、前記巻始めリード
部１２ａの立ち上がり部分１２ａａが当該多層コイル１
１の一方の側面から出っ張ることなくその側面と面一に
設けられている。なお、図１において符号１８は巻終わ
りリード部を示す。

【００１４】前記巻線用治具１０は、導線１２が巻き付
けられる断面４角形状の巻軸１６と、該巻軸１６の左右
に巻軸１６と同芯状に設けられた左右の鍔部１７，１７
からなっている。左右の鍔部１７，１７の内少なくとも
一方の内面には導線１２の巻始めリード部１２ａの基端
部を係合するための導線係合部１９が設けられている。
導線１２の中間部分はこの導線係合部１９に係合され、
該導線１２の係合された部分から延びる一方は鍔部１７
の内面に沿って半径方向外方へ垂直に立ち上がって巻始
めリード部１２ａとされ、導線１２の係合された部分か
ら延びる他方はそのまま巻線用治具１０の巻軸１６に巻
き付けられて多層状のコイルを構成する。

【００１５】導線係合部１９はここでは半球状の突起状
とされているが（図５参照）、その位置は、巻軸１６の
平坦部に対応する箇所であって、鍔部１７と巻軸１６と
の接合部から鍔部１７の半径方向外方へ導線１２の直径
程度ずれた箇所に設けられる。また、導線係合部１９の
突出量は導線の直径と同程度かそれよりも若干低い値に
設定される。

【００１６】次いで、図１〜図３に示す多層コイル１１
の巻線方法について説明する。巻線用治具１０の巻軸１
６の一端側に導線１２を巻き付けるとともに、該導線１
２の一方端側を前記導線係合部１９を利用して巻軸１６
の一端側から鍔部１７の内面に沿って半径方向外方へ垂
直に立ち上げて巻始めリード部１２ａとする。他方、導
線１２の係合された部分から延びる他方はそのまま巻線
用治具１０の巻軸１６に巻き付けられて多層状のコイル
を構成する。

【００１７】このとき、図４（ａ）〜（ｅ）に示すよう
にコイルの各層のクロス部Ｃ…が側方から見て巻始めリ
ード部１２ａの立ち上がり部分１２ａａと略同じ角度位
置になるように、導線１２を巻軸１６の外周に巻き付け
る。これにより、前記巻始めリード部１２ａの立ち上が
り部分１２ａａはコイル側面と面一となる。

【００１８】しかして、上記構成の多層コイル１１で
は、当該多層コイル１１の各層のクロス部Ｃ…を側方か
ら見て巻始めリード部１２ａの立ち上がり部分１２ａａ
と略同じ角度位置になるように、導線１２を巻軸１６の
外周に巻き付けており、これにより、巻始めリード部１
２ａの立ち上がり部分１２ａａがコイル側面から出っ張
ることなく、同コイル側面と面一になっている。

【００１９】すなわち、コイル端部のクロス部Ｃに発生
する隙間Ｘを利用し、この隙間Ｘに巻始めリード部１２
ａが収納されるように、導線１２を巻線用治具１０の巻
軸１６上に巻き付けており、これにより、巻始めリード
部１２ａの立ち上がり部分１２ａａがコイル側面と面一
になるようにしているのである。この結果、この多層コ
イル１１を例えば図６に示すような直流モータのステー
タコイル４として利用する場合、この多層コイルと対向
するローターマグネット３とのギャップｇは、微小な幅
でかつ均一に設定できる。

【００２０】また、上記したような巻線方法であると、
図９の従来例で示したような、巻始めリード部を１ター
ン幅の巻線分の長さだけ余しておき、コイル幅を規制す
る左右のフランジ状治具の間にコイル巻線を行った後、
巻始めリード部側のフランジをコイルワイヤの１ターン
分だけ移動して得られる隙間に、予め余しておいた巻始
めリード線部を巻き込むといった面倒な作業は不要とな
り、ただ、各層のクロス部Ｃ…を巻始めリード部１２ａ
に揃えるだけの巻線で足りることから、簡単な巻線作業
によって、巻始めリード部１２ａが外側へ出っ張ること
のない多層コイルを得ることができる。

【００２１】なお、本発明は、前記実施例に限られるこ
となく、各部材の形状、材質、寸法や施工手順などの具
体的な構成要素は、実施に当たり適宜変更可能である。
例えば、前記実施例では、ブラシレスの直流モータのス
テータコイルを製作する場合を例にとって説明したが、
これに限られることなく、他の用途に使われるコイルを
製造する場合にも本発明は勿論適用可能である。また、
コイル形状も４角形に限られることなく、円状あるいは
扇状に形成してもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の多
層コイルによれば、コイル端部のクロス部に発生する隙
間を利用し、この隙間に巻始めリード部を収納させるよ
うに、導線を巻回するものであるから、複雑な装置を用
いることなく面倒な巻線作業によって、巻始めリード部
がコイル側面と面一になる多層コイルを得ることができ
る。

【００２３】請求項２記載の発明によれば、極めて簡単
な作業によって巻始めリード部がコイル側面と面一にな
る請求項１記載の多層コイルを得ることができる。

【００２４】

【００２５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す多層コイルの製造工程
を示す断面図である。

【図２】図１のＩＩーＩＩ線に沿う断面図である。

【図３】図１のＩＩＩーＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図４】本発明にかかる多層コイルの巻線方法の工程を
示す側面図である。

【図５】本発明にかかる巻線用治具の一実施例を示す一
部の斜視図である。

【図６】従来知られているブラシレス直流モータの一例
を示す断面図である。

【図７】同ブラシレス直流モータで使用されるローター
マグネットの平面図である。

【図８】同ブラシレス直流モータで使用されるステータ
コイルの平面図である。

【図９】ステータコイルの製造方法の一従来例の工程を
示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 巻線用治具 １１ 多層コイル １２ 導線 １２ａ 巻始めリード部 １２ａａ 立ち上がり部 １３ 最内層 １６ 巻軸 １７ 鍔部 １９ 巻線係合部 Ｃ クロス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−65203（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−52556（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−206706（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−108659（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−72611（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導線が整列巻で多層に巻回されるととも
   に、前記導線の巻始めリード部が導線の各層のうちの最
   内層から半径方向外方へ立ち上がり、側方から見て該巻
   始めリード部の立ち上がり部分と略同じ角度位置に各層
   のクロス部が設けられ、前記巻始めリード部の立ち上が
   り部分がコイル側面のクロス部の隙間に収納されるよう
   に設けられてなる多層コイル。
2. 【請求項２】 導線が巻き付けられる巻軸と該巻軸の左
   右に設けられた鍔部からなる巻線用治具に導線の巻始め
   リード部を巻軸の一端側から鍔部の内面に沿って半径方
   向外方に垂直に立ち上げ、導線の各層のクロス部が側方
   から見て巻始めリード部の立ち上がり部分と略同じ角度
   位置になるように、巻線用治具の巻軸の外周に導線を多
   層に整列巻して、前記巻始めリード部の立ち上がり部分
   がコイル側面のクロス部の隙間に収納されるように多層
   コイルを形成する多層コイルの巻線方法。