JPH01318522A - 電動機の電機子巻線方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電動機の電機子コアに索線を巻く電動機の電
機子巻線方法の改良に関し、さらに詳しく述べると、電
機子コアの軸方向端部より突出するコイル端の突出量を
可及的に小さくした巻線方法に関する。

（従来の技術） 電動機の電機子コアに素線を巻く電機子巻線方法は、直
流機、交流機を問わず、多くの方法がある。

一般的には、重巻、波巻、単層巻（鎖巻）があり（昭和
５２年１０月電気学界発行の「電気機器設計改訂版」第
１１８頁参照）、これら各巻き方はそれぞれが特徴を有
していることから、重巻は交流機等に、波巻は直流機等
に、単層巻は誘導電動機等に使用されることが多い。

このような巻線方法は、いずれも素線ａを第６図（ａ）
（ｂ）に示すように円形状あるいは四角形状に束ねて１
本の巻線Ｃに形成したものが多く、例えば、重巻の場合
は、第７図に示すように、この巻線Ｃを所定のスロット
Ｓ内に納めた後に、他方の極における同相のスロットＳ
に入れて１つの成形されたコイル（以下線輪と称す）と
している。

したがって、この重巻の場合には、例えばＮ極内の所定
のスロットＳの端面から挿通された巻線Ｃがこのスロッ
トＳの他方の端面を通過した後に、反転し、次にＳ極の
同相のスロットＳに導かれるようになっており、しかも
この折り曲げ゛られるコイル端１は軸方向に向ってスロ
ットＳから軸方向に突出しかつこのスロットＳとほぼ同
一形状をしているので、このコイル端１は電機子コア２
の端面から軸方向に大きく突出することになっている。

ここにおいて、前記巻線Ｃの、電機子コア２内にあって
直接電磁作用を受ける部分をコイル辺３、このコイル辺
３を連結し電機子コア２から突出している部分をコイル
端１と称す。

また、電動機には、１−ルク性能を向上させるために、
１極内に同相のスロットＳを複数個設けたものもあるが
、このようにした電動機においても同様で、コイル端１
の軸方向突出量が大きなものとなっている。

さらに、波巻の場合も、電機子コア２の側端面からはコ
イル端１が大きく突出することになり、前述の車券と同
様の欠点がある。

このため、電機子コア２の軸方向長Ωに比較してコイル
＠１を含む全電機子の軸方向長しは、サーボ系のような
軸方向に長い電動機を除けば、中容量以上の電動機では
、大きなものが多いということかできる。

（発明が解決しようとする課題） このように、電動機の電機子は、外径に比較して軸方向
長しが大きいために、この電動機を設置する場所は比較
的スペースに余裕が必要となり、このようなスペース的
な余裕がない場合には、所定の動力を有する電動機を設
置することができない場合がある。

したがって、その次善の策として電動機の動力性能が大
きくない小型の電動機を使用したり、また、所定の動力
が絶対的に必要な場合には、小体積で所望の動力を発揮
する特殊な電動機をその代替物として使用せざるを得す
、設備費が嵩みコスト高を招来する結果となっている。

本発明者等は、上述した実情を考慮し、小型の電動機を
得るために鋭意研究した結果、所定の電動機には所定の
巻線方法以外には存在しないと固定的に考えられていた
電動機の巻線方法を改めることにより、電機子コアの軸
方向長を小形化することができる電動機の巻線方法を開
発するに至ったのである。

つまり、本発明は、上述した従来技術に伴う欠点、問題
点を解決するために、波巻と車券とを併用することによ
り電機子コアの軸方向端部から突出するコイル端の突出
量を可及的に小さくし、電機子コアの軸方向長を短くし
、電動機全体の小形化を図るようにした電動機の電機子
巻線方法を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、
周面に多数のスロットが形成された電機子コアに、円周
に沿って所定方向に１回転巻線を波巻した後に、該巻線
を前記方向とは反対方向に１回転波巻しつつ車券する工
程を複数回繰返し、前記電機子コアの端面より突出した
コイル端を前記巻線毎に相互に密着状態に整列し軸方向
に可及的に突出しないように扁平に成形したことを特徴
とするものである。

（作用） 本発明は、上述のように、電動機の巻線方法を波巻と車
券とを併用し、１回転波巻した巻線を該巻線とは反対方
向に１回転波巻しつつスロット内で車券することにより
、電機子コアの側端面から突出するコイル端の本数を両
側端面に振り分けることができ、これによりコイル端が
電機子コアの側端面からの突出量を小さくするとともに
さらにコイル端を扁平に成形するので、電機子の軸方向
長は従来の電動機に比し大巾に小さくでき、その結果、
電動機全体の小形化を図ることができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の巻線方法における巻始めの状態を示す
概略斜視図、第２図は第１図の電機子の端面を示す図、
第３図は前記巻線方法により巻かれた電機子の側面図、
第４図は、同巻線方法により巻回した巻線の展開図、第
５図は、電流の流れ状態を示す第４図と同様の展開図で
あり、第６゜７図に示す部材と同一部材には同一符号を
付している。

第１．２．３図において、本実施例に係る電機子巻線方
法は、６極、３６スロツト、３相結線の２スロツトの分
布巻の巻線例を示すもので、図示のものは１巻分のみを
示し、他の２相分は省略している。

電機子コア２は、外周面に３６のスロットＳが設けられ
、軸方向に所定長Ωの寸法を有し、中心に電機子取付は
川の中心孔５が開設されている。

前記スロットＳは、前記電機子コア２の外周に設けられ
た界磁におけるＩ〕１〜６の各極にそれぞれ対応して６
つずつあり、＋１．Ｖ、Ｗの各相用のものがそれぞれ２
つ設けられている。

なお、第２図において、「■」は紙面の上方から下方に
向って巻線Ｃを挿通する方向を示し、「■」は紙面の下
方から上方に向って巻線Ｃを挿通する方向を示している
。

この電機子コア２に結線するには、まず、第２図におい
て電機子コア２の一方の端面２ａの、Ｐ１極におけるｕ
１相川のスロットＳから太い実線で示すように巻線Ｃを
紙面の上方から下方に向けて挿通し、電機子コア２の他
方の端面２ｂ（第１図参照）まで伸延した後に、この端
面２ｂに沿うように折曲する。

そして、この巻線Ｃを前記Ｐ１極に対し円周の時計の回
転方向側に位置するＰ２極におけるｕ１相用のスロット
Ｓに第２図の紙面の下方から上方に向けて挿通し、他方
の端面２ａまで伸延する。

この端面２ａにおいても該端面２ａに沿って折曲する。

同様に、ｐ３ｐ、、Ｐ５　ｐ６の各極におけるｕ１相川
のスロットＳに巻線Ｃを挿通し、電機子コア２の円周に
沿って時計方向に一回転するように波巻を行なう。つま
り、巻線Ｃを第２図に太い実線と太い破線で示すように
時計方向に１回転波巻する。そして、現段階では、巻線
ｃｔ−ｐ？極の曹」１相川のスロットＳに入れた状態を
保持しておく。

次に、第１．２図には示していないが、前記Ｐ１極にお
ける■１相用のスロットＳから巻線をスタートする。こ
れも前記ｕ１相用のものと同様であり、単に相対的にス
ロットＳをずらした位置で時計方向に１回転波巻し、こ
の状態を保持する。

さらに、前記Ｐ、極におけるＷＩ相用のスロットＳから
の巻線Ｃも同様に時計方向に１回転するように波巻した
後に、その状態を保持する。

このように１１１　　ＶＩ　Ｗｌ相をそれそ゛れと１回
転波巻した後に、同相内の他のスロットＳ、つまり、Ｌ
１２　Ｖ２　Ｗ２相に巻線Ｃを巻回する。

つまり、ｕ２相については、Ｐ２極のｕ２相のスロット
Ｓからスタートし、前述したものと同様に、電機子コア
２の円周に沿って時計方向に一回転するように巻回し、
このＰ２極のｕ２相のスロットＳに格納されな状態で保
持する。Ｖ２相については、Ｐ２極の■２相のスロット
Ｓから、ｗ２相については、Ｐ２極のＷ２相のスロット
Ｓからスタートし、同様に巻回し、保持する。

この段階では、各ｕｖｗ相の各スロットＳがすべて時計
方向に１本の巻線Ｃが格納された状態となるが、この電
機子コア２における両端面２ａ。

２ｂのコイル端は、波巻であるために、１極おきにしか
存在せず半分のスペースが空いた状態となっている。

ここにおいて、この電機子コア２の両端面２ａ。

２ｂにおける各コイル端は、各巻線Ｃ毎に形状を変化さ
せて、第４図に示すように電機子コア２の両端面２ａ、
２ｂからＬｌＩ　ＶＩＷｌ　ｕ２　Ｖ２　Ｗ２の順に軸
方向外方に向って重ねる（第３図参照）そして次に、本
実施例の特徴である波巻の反復重巻きを行なう。つまり
、前述した時計方向に１回転波巻した状態で保持されて
いるＩｌｌ　ＶＩＷｌｕ２　ｖ２　ｗ２相の各巻線Ｃに
対し、以下のような巻き方を施こす。

例えば、第２図のＰ１極におけるｕｌ相用のスロットＳ
に保持されている巻線Ｃについて説明すれば、このスロ
ットＳまで戻って来た巻線Ｃは、このスロットＳの底に
存在している巻線Ｃの上に、第２図の「■」ように向う
側に向って伸びるように格納されているが、この状態か
ら第２図の細い破線で示すように反転して反時計方向に
波巻を開始する。この波巻は第２図の細い破線と細い実
線で示すように行ない、Ｐ２極のｕｌ相のスロットＳで
停止する。この巻線Ｃの終端を第４図に示すように１−
Ｅとする。

同様に各［２ＶＩ　Ｖ２　ＷＨＷ２相の各巻線Ｃを反時
計方向に波巻しつつ先に時計方向に巻回した巻線の上に
重ねる。そして、ｕｌ相の巻線終端である２−Ｅとを接
続する。この接続に当っても前述のみものと同様に電機
子コイル２の端面に重ね合せられたコイル端の上に積重
ねるように成形する。

同様にｖ１相の終端はｖ２相の終端と、Ｗ１相の終端は
ｗ２相の終端とそれぞれ接続する。

前述した時計方向のみの波巻段階では、電機子コア２に
おける両端面２ａ、２ｂのコイル端が、１極おきにしか
存在せず、電機子コア２の端面において半分のスペース
が空いた状態となっているが、前記反転により反時計方
向の波巻を行なうことにより前記空いているスペースが
埋ることになる。

つまり、コイル端を電機子コア２の端面にそれぞれ振り
分けることにより、電機子コア２における両端面２ａ、
２ｂのスペースが有効に活用でき、コイル端が軸方向に
食出すことがなくなり、電機子コア２の軸方向長９が短
縮され、しかも重巻のように重くなく、コイル端間のつ
なぎも必要とせず、また波巻のように無駄なスペースも
生じない、短縮型の電動機とすることができることにな
る。

かかる巻線方法を第４図を用いて簡単に説明する。なお
、この第４図における矢印は巻線の巻順を示している。

極Ｐ１の１１１相がスタートであり、これを１−８で示
している。このスタートから■を付ず線に沿って波巻巻
回し、極Ｐ６の「ア」から極Ｐ１の「ア」と伸び、前記
極Ｐ１のｕｌ相の巻線の上に格納された後に、前記極Ｐ
１のｕｌ相のスロットＳを出て反転し、極Ｐ１の「イ」
から極Ｐ６の「イ」と伸び、■を付す線に沿って波巻の
反復重巻きが行なわれ、極Ｐ２のｕｌ相のスロットＳで
（１−Ｅで示す）−時保持される。

この巻回をＶＩＷ１相でも同様に行なう。

次に、極Ｐ２のｕｌ相からスタートし、これを２−３で
示している。このスタートから■を付す線に沿って波巻
巻回する点は前記極Ｐ１のｕｌ相と同様であるが、この
場合は、極Ｐδの「つ」から極Ｐ１の「つ」と伸び、前
記極Ｐ１のｕｌ相の２−Ｅで一時保持される。

この巻回をＶ２　Ｗ２相でも同様に行なう。

そして、ｕｌ相の終端である１−Ｅとｕｌ相の終端であ
る２−Ｅとを接続する。

同様に■相Ｗ相についても行なう。

このように接続した巻線の電流の流れを説明する。なお
、第５図に示す矢印は電流の流れ状態を示す。

ｕｌ相のスロットＳに接続された巻線１−８からインプ
ットされた電流は、Ｐ、、Ｐ２　、Ｐ３　。

Ｐ４　、　Ｐ５　、　ｐ６のｕｔ　−）　ｒア、、、、
ｒアＪ　−＋　ｐ　。

のｕｌと戻り、ここで反転し、Ｐｌのｕ１→「イ」・・
・「イ」−Ｐ６のｕｌ　→Ｐ５　、　　Ｐ４　、　　Ｐ
３　、　　Ｐ２の各１１１　と流れ、ここで接続線を通
ってＰｌのＵ２に入る。

そして、ここから、Ｐ２　、Ｐ３　、Ｐ４　、Ｐ５゜Ｐ
６のｕ２を通り、「つＪ　、、、　ｒつ」−＋　ｐ　＋
のｕ２→Ｐ２のｕ２と流れ、ここで反転し、Ｐｌのｕ２
→「工」・・・「工」→ｐａ　、　Ｐ５　、　Ｐ４　、
　ｐ、、　、　Ｐ２のｕ２と流れて２−ｓへと流れる。

したがって、極Ｐ１のｕｌ相及びｕｌ相あるいは極Ｐ２
のｕｌ相及びｕｌ相等の各線輪を流れる電流の方向が同
一方向となり、何ら支障のない固定子巻線となる。

なお、ターン数が多い場合には、第２図で示し７たｕｌ
　ｖＩ　Ｗｌ　ｕ２　Ｖ２　Ｗ２の各巻線を必要回数だ
け増加すればよい、 上述した実施例は、６極、３６スロツト、３相結線の２
スロツトの分布巻の巻線例であるが、この極、スロット
、相の数は、これらに限定されるものではなく、他のも
のでもよいことは当然でありまたこの巻線方法の適用に
当っては交流機、直流機等電動機の種類も問わず適用す
ることができ数のスロットか形成された電機子コアに巻
回する巻線の巻き方を波巻と重巻とを併用し、波巻した
巻線をスロット内で重巻したため、電機子コアの端面か
ら突出するコイル端の本数の低減を図り、電機子コアの
端面におけるコイル端の集中を防止し、しかも、前記電
機子コアの端面より突出したコイル端を前記巻線毎に相
互に密着状態に整列し軸方向に可及的に突出しないよう
に扁平に成形したため、これにより電機子の軸方向長を
小さくし、総じて電動機全体の小形化を図ることかでき
ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の巻線方法における巻始めの状態を示す
概略斜視図、第２図は第１図の電機子の端面を示す図、
第３図は前記巻線方法により巻かれた電機子の側面図、
第４図は同巻線方法により巻回した巻線の展開図、第５
図は電流の流れ状態を示す第４図と同様の展開図、第６
，７図は従来の巻線とを示す断面図、第７図は従来の重
巻の状態を示す要部斜視図である。 １・・・コイル端、　　　２・・・電機子コア、２ａ、
２ｂ・・・電機子コアの端面、 Ｃ・・・巻線、　　　　　Ｓ・・・スロット。 特許出願人　　　新日本製鐵株式會社 代理人　弁理士　　八　１）幹　ａ（はが１名）第１図 ２　　　　　５　　　　Ｐ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）周面に多数のスロットが形成された電機子コアに、
   円周に沿って所定方向に１回転巻線を波巻した後に、該
   巻線を前記方向とは反対方向に１回転波巻しつつ重巻す
   る工程を複数回繰返し、前記電機子コアの端面より突出
   したコイル端を前記巻線毎に相互に密着状態に整列し軸
   方向に可及的に突出しないように扁平に成形したことを
   特徴とする電動機の電機子巻線方法。