JPH03245757A - 直流モータ用の電機子コイルの製作方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は直流モータに用いられる電機子コイルの製作方
法に関する。

［従来の技術］ 直流モータに用いられる電機子コイルでは、電機子コイ
ルを構成する導体コイル線に強磁性体（鉄）を備えたも
のが知られている（実開平１−１２３４６４号公報）。

この種の電機子コイルでは、導体コイル線は銅製の長尺
体で、軸線方向中間部に強磁性体（鉄）が溶接等によっ
て一体的に固着されており、さらに、外周には絶縁材が
塗布されている。この導体コイル線を複数隣接して筒状
に配列して固着し、これによって、円筒形の電機子コイ
ルが形成される。

また、この電機子コイルのそれぞれ軸線方向両端部（強
磁性体固着部分以外の部分）においては、各導体コイル
線が互いに反対方向へ傾斜されて配設位置が進められて
渡り線部が形成されており、これによって界磁内のコイ
ルに適切な通電が行なえるようになっている。

このような強磁性体が一体的に固着された電機子コイル
を有する従来の直流モータは、小型かつ高出力でまた応
答性も良い等の利点がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前述のような強磁性体を備えた従来の電
機子コイルは、製作加工の工程が複雑でコスト高である
欠点があった。

すなわち従来では、強磁性体が一体的に固着され絶縁材
が塗布された導体コイル線を筒状に配列した後に、先ず
、強磁性体固着部分のみに樹脂を含浸させて固着し、さ
らに、渡り線部を屈曲成形した後に、この渡り線部（す
なわち、強磁性体固着部分以外の部分）に樹脂を含浸さ
せて固着して円筒形の電機子コイルを製作するようにな
っていた。このように、電機子コイルの製作完了までに
は少なくとも二度の含浸工程が必要であり、製作加工に
手間がかかり、このた必にコスト高であった。

また、二度目の樹脂含浸工程は、導体コイル線を筒状に
配列した後に行なわれるために、各導体コイル線の隅々
まで充分に樹脂を含浸させることが困難であり、このた
め絶縁不良となる可能性もあった。この場合、確実な絶
縁を確保するためには充分に樹脂を含浸させる必要があ
るが、不必要な部分にまで樹脂が塗布される可能性があ
り、このような場合には不要な樹脂（所謂、樹脂だれ）
を除去する整形工程も必要になる。

本発明は上記事実を考慮し、強磁性体を備えた電機子コ
イルを、確実な絶縁状態を確保しつつ製作加工が容易で
コストの低減を図ることができる直流モータ用の電機子
コイルの製作方法を得ることが目的である。

［課題を解決するための手段］ 請求項（１）に係る発明の直流モータ用の電機子コイル
の製作方法は、板状導体とこの板状導体よりも狭い幅寸
法の板状強磁性体とを貼り合わせて接合板を形成し、前
記接合板の表裏面に絶縁膜を形成すると共に前記絶縁膜
の外側に自己融着層を形成し、次いで、前記接合板を打
ち抜き加工することによって、軸線方向中間部に強磁性
体が一体的に固着された導体コイル線を形成し、前記導
体コイル線を複数隣接して筒状に配列して筒状体を形成
した後に、前記強磁性体固着部分のみを加熱して前記自
己融着層の隣接同士を融着させ、さらに、前記筒状体の
各導体コイル線の軸線方向両端部を、前記筒状体の軸線
周りに互いに反対方向へ回転させて前記導体コイル線の
強磁性体固着部分以外の部分を捩じり、これによって、
前記複数の導体コイル線が捩じり方向へ傾斜されて配設
位置が進められた円筒形の渡り線部を形成し、その後に
、前記筒状体の各導体コイル線の少なくとも前記渡り線
部を加熱して前記自己融着層の隣接同士を融着させて製
作している。

請求項（２）に係る発明の直流モータ用の電機子コイル
の製作方法は、請求項（１）記載の直流モータ用の電機
子コイルの製作方法において、前記強磁性体固着部分の
みの加熱を交番磁界を印加して行ない、前記強磁性体を
発熱させて前記自己融着層の隣接同士を融着させること
を特徴としている。

請求項（３）に係る発明の直流モータ用の電機子コイル
の製作方法は、請求項（１）又は請求項（２）記載の直
流モータ用の電機子コイルの製作方法において、前記板
状導体と貼り合わされて前記接合板となる前記板状強磁
性体の幅方向両端部を、前記接合板の前記絶縁膜が均一
かつ確実に形成されるべく、なだらかに傾斜する断面台
形状に形成したことを特徴としている。

［作用コ 請求項（１）記載の直流モータ用の電機子コイルの製作
方法では、板状導体と板状強磁性体とによって構成され
る接合板（所謂クラツド板）は板材であり、絶縁膜及び
自己融着層はこの接合板にて形成されるため（打ち抜き
加工によって導体コイル線を作成する以前に形成される
ため）、接合板の表裏面の隅々まで充分に樹脂を含浸さ
せることが容易にでき、強固な絶縁膜を確実に形成でき
る。したがって、打ち抜き加工された後の各導体コイル
線が絶縁不良となることもない。また、不必要な部分に
まで樹脂が塗布されることがないため、不要な樹脂を除
去する整形工程も不必要になる。

さらに、この絶縁膜及び自己融着層を一度の工程で形成
すると共に部分的に加熱して固着するため、製作工程が
少なくなる。

このように、確実な絶縁状態を確保しつつ製作加工が容
易でコストの低減を図ることができる。

請求項（２）記載の直流モータ用の電機子コイルの製作
方法では、交番磁界を印加して行なうことにより、強磁
性体固着部分のみの部分的な加熱がし易くなり、確実に
強磁性体を発熱させることができる。

請求項（３）記載の直流モータ用の電機子コイルの製作
方法では、板状強磁性体と板状導体とを貼り合わせた状
態（接合板）では、板状強磁性体の幅方向両端部はなだ
らかに傾斜しているたｔｌすなわち鋭角的な角部がない
ため、絶縁膜を形成することが容易となり、強固な絶縁
膜を均一かつ確実に形成することができる。

［実施例コ 第１図には本発明に係る製作方法が適用されて製作され
た直流モータ用の電機子１０の全体斜視図が示されてお
り、また、第２図にはこの電機子１０の組付状態が一部
分解した斜視図にて示されている。

電機子１０は、電機子コア１２及びこの電機子コア１２
の外側に配置される電機子コイル１４と整流子１８を備
えている。電機子コア１２は鉄等の強磁性体によって円
柱形に形成されており、シャフト１６が取り付けられて
いる。

電機子コイル１４は、内側コイル２０と外側コイル３０
とによって構成されている。内側コイル２０は一対のス
リット板２２を有している。各スリット板２２は絶縁性
を有する板材で、ドーナツ状に形成されており、電機子
コア１２の外径に対応した内径寸法となっている。各ス
リット板２２の外周には、半径方向に切り欠かれたスリ
ット２４が隣接して全周に渡って複数形成されており、
さらにこれらのスリット２４内にはそれぞれ導体コイル
線２６が取り付けられている。

導体コイル線２６は銅製の長尺体で、第３図に詳細に示
す如く、軸線方向中間部には強磁性体（鉄）２８が一体
的に固着されている。強磁性体２８の幅方向両端部はな
だらかに傾斜されて断面台形状の傾斜部４０が形成され
ており、鋭角的な角部がなくなっている。各導体コイル
線２６には後述する絶縁膜４４及び自己融着層４６が形
成されている。この絶縁膜４４によって隣接する導体コ
イル線２６同士で絶縁され、また自己融着層４６によっ
て一体的に固着されている。

また、各導体コイル線２６のそれぞれ軸線方向両端部（
スリット板２２の内側近傍）には、第２図に詳細に示す
如く、各導体コイル線２６が互いに反対方向へ捩じられ
て（例えば６０度）配設位置が進められた渡り線部２６
Ａが形成されており、これによって界磁内のコイルに適
切な通電が行なえるようになっている。

これらのスリット板２２、導体コイル線２６及び強磁性
体２８によって、電機子コア１２の外周に配置される円
筒形の内側コイル２０が形成される構成である。

一方、外側コイル３０は、内側コイル２０と同様に一対
のスリット板３２を有している。各スリット板３２も絶
縁性を有する板材でドーナツ状に形成されており、スリ
ット板２２の外径に対応した内径寸法となっている。ス
リット板３２の内周には、スリット板２２の外周に形成
されたスリット２４に対応して、半径方向に切り欠かれ
たスリット３４が隣接して全周に渡って複数形成されて
いる。さらに、これらのスリット３４内にはそれぞれ導
体コイル線３６が取り付けられている。

導体コイル線３６は、導体コイル線２６と同様に銅製の
長尺体で、軸線方向中間部には強磁性体３８が一体的に
固着されている。この強磁性体３８０幅方向両端部もな
だらかに傾斜されて断面台形状の傾斜部４２が形成され
ており、鋭角的な角部がなくなっている。また各導体コ
イル線２６にも絶縁膜４４及び自己融着層４６が形成さ
れており、隣接する導体コイル線２６同士で絶縁される
と共に一体的に固着されている。

これらのスリット板３２、導体コイル線３６及び強磁性
体３８によって、内側コイル２０の外周に配置される円
筒形の外側コイル３０が形成される構成である。

なお、スリット板２２から軸線方向外側に突出した導体
コイル線２６の端部は、スリット板３２から軸線方向外
側に突出した導体コイル線３６の端部に接続されており
、これによって、内側コイル２０と外側コイル３０とは
電気的に接続され、さらにこれら内外コイル接合部のう
ち所定数毎に整流子１８のセグメント１９に電気的に接
続されて電機子コイル１４が形成される構成である。

次に、以上の構成による電機子１０の製作方法を使用し
た一実施例を図面に従って説明する。第４図には電機子
１０の製作工程が示されている。

工程１００において、接合板５０が形成される。

すなわち第５図に示す如く、板状導体としての銅板５２
と、この銅板５２よりも狭い幅寸法の板状強磁性体とし
ての鉄板５４とを、一対の圧延ロール５６によって圧延
鍛接して接合板５０を形成する。

圧延ロール５６は平ロール５８．！：、を付ロール６０
とによって構成されており、段付ロール６０には凹部６
２が形成されている。この凹部６２は、鉄板５４に対応
した深さ及び幅寸法となっており、さらに、第６図に示
す如く、幅方向両端部はなだらかに傾斜して断面台形状
に形成されている。こノ圧延ロール５６（平ロール５８
と段付ロール６０）によって銅板５２と鉄板５４とを挟
持し所定の高圧力で圧延鍛接する。

この場合、段付ロール６０の凹部６２以外の部分によっ
て、銅板５２の両端部分を挟持し、これによって、銅板
５２が波状に変形することを防止している。また、圧延
鍛接後に高温（例えば、３００℃）で短時間加熱するこ
とにより、充分な鍛接強度を確保することができる。ま
た、鉄板５４にバックテンションを付与し銅板５２との
間に相対すべりを生じさせた状態で圧延鍛接すると、高
精度および高強度に鍛接できる。

前記圧延鍛接工程にて形成された接合板５０は、第７図
に示す如く、所謂クラツド板とされており、鉄板５４の
幅方向両端部はなだらかに傾斜されて断面台形状に形成
されて鋭角的な角部がなくなっている。

次いで、工程１０２において、接合板５０の表裏面に絶
縁膜４４を塗布する。絶縁膜４４は、例えばポリアミド
等の樹脂材料である。ここで、第８図に示す如く、接合
板５０　（所謂クラツド板）は板材であり絶縁膜４４は
この接合板５０にて形成されるため、接合板５０の表裏
面の隅々まで充分に樹脂を含浸させることが容易にでき
る。また、鉄板５４の幅方向両端部はなだらかに傾斜し
ているため、すなわち鋭角的な角部がないため、絶縁膜
４４を形成することが容易となり、強固な絶縁膜４４を
均一かつ確実に形成することができる。

絶縁膜４４が形成された後の接合板５Ｄには、工程１０
４において自己融着層４６が形成される。

この場合にも、絶縁膜４４と同様に、自己融着層４６を
均一かつ確実に形成することができる。

自己融着層４６が形成された後には、工程１０６におい
て接合板５０の打ち抜き加工をする。すなわち第７図に
示す如く、接合板５０から長尺状の個々の導体コイル線
２６を打ち抜き、これによって、軸線方向中間部に強磁
性体２８が一体的に固着された長尺状の導体コイル線２
６が形成される。

次いで、工程１０８において、これらの導体コイル線２
６の軸線方向両端部を、第９図（Ａ）、第９図（Ｂ）に
示す如く一対のスリット板２２のスリット２４内に組付
けて筒状体を構成する。さらに工程１１０において、筒
状に組付けられた各導体コイル線２６に交番磁界を印加
して選択加熱する。すなわち、第１０図（Ａ）、第１０
図（Ｂ）に示す如く、コア６４及びコイル６６を備えた
印加装置６８によって、組付けられた各導体コイル線２
６のうち強磁性体２８固着部分のみを選択的に交番磁界
を印加する。

強磁性体２８は交番磁界を印加されると、ヒステリシス
損に相当するエネルギーで発熱し、このたｔ１強磁性体
２８固着部分外周に形成された自己融着層４６が熱によ
り軟化して融着する。さらに交番磁界の印加を停止する
と、自己融着層４６が隣接量子で固着し、これによって
、一対のスリット板２２に組付けられた各導体コイル線
２６は、円筒形となって固定される。

さらにその後に、工程１１２において、自己融着層４６
によって固定された強磁性体２８固着部分を、図示しな
い固定具によって固定すると共に、一対のスリット板２
２を互いに反対方向へ回転させて各導体コイル線２６の
軸線方向両端部近傍（強磁性体２８固着部分以外の部分
）を捩じり、これによって、渡り線部２６Ａを形成する
（第１１図図示状態）。

その後に、工程１１４において、筒状に配列され渡り線
部２６Ａが形成された各導体コイル線２６及びスリット
板２２の全体を、図示しない加熱槽内で加熱して自己融
着層４６を全体的に融着し、これによって、円筒形の内
側コイル２０が製作される。

次いで、前述と同様の工程によって外側コイル３０を形
成するく工程１１６）。なおこの場合には、一対のスリ
ット板３２の捩じり方向は、前述のスリット板２２の場
合とは逆方向とされており、これによって、導体コイル
線３６における渡り線部３６Ａの傾斜方向が内側コイル
２０の渡り線部２６Ａと異なるようにしている。

さらに工程１１８乃至工程１２０において、第２図に示
す如く、電機子コア１２の外周に内側コイル２０を組み
込むと共に、内側コイル２０の外方に外側コイル３０を
組み込み、さらに、内側コイル２０の導体コイル線２６
と外側コイル３０の導体コイル線３６とを電気的に接続
し、工程１２０で整流子１８をシャフト１６に挿入固定
し、工程１２２にて前記内外コイル接合部のうち所定数
毎に整流子１８のセグメント１９と電気的に接続して電
機子１０の製作が完了する。

このように、上記の電機子コイル１４（電機子１０）の
製作方法では、板状導体としての銅板５２と板状強磁性
体としての鉄板５４とによって構成される接合板５０は
板材（所謂クラツド板）であり、絶縁膜４４及□び自己
融着層４６はこの接合板５０にて形成されるため（打ち
抜き加工によって導体コイル線２６．３６を作成する以
前に形成されるため）、接合板５０の表裏面の隅々まで
充分に樹脂を含浸させることが容易にでき、強固な絶縁
膜４４を確実に形成できる。また、銅板５２と鉄板５４
とを貼り合わせた状態（接合板５０）では、鉄板５４の
幅方向両端部はなだらかに傾斜されて傾斜部４０．４２
が形成されているため、すなわち鋭角的な角部がないた
め、絶縁膜４４をむらなく形成することが容易となり、
強固な絶縁膜４４を均一かつ確実に形成することができ
る。

したがって、打ち抜き加工された後の各導体コイル線２
６．３６が絶縁不良となることもない。また、不必要な
部分にまで樹脂が塗布されることがないため、不要な樹
脂を除去する整形工程も不必要になる。

さらに、この絶縁膜４４及び自己融着層４６を一度の工
程で形成し、また交番磁界を印加して部分的に加熱して
固着するため、製作工程が少なくなると共に確実に強磁
性体２８を発熱させることができる。

この様に、強磁性体２８を備えた電機子コイル−１４を
、確実な絶縁状態を確保しつつ容易に製作加工すること
ができ、コストの低減を図ることができる。

［発明の効果］ 以上説明した如く本発明に係る直流モータ用の電機子コ
イルの製作方法は、強磁性体を備えた電機子コイルを、
確実な絶縁状態を確保しつつ製作加工が容易でコストの
低減を図ることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る直流モータ用の電機子コイルの製
作方法が適用されて製作された電機子の全体斜視図、第
２図は電機子の組付状態を示す一部分解した斜視図、第
３図は塑性加工前の導体コイル線の斜視図、第４図は本
発明に係る直流モータ用の電機子コイルの製作方法の工
程図、第５図は接合板の製作状態を示す斜視図、第６図
は接合板および圧延ロールの形状を示す正面図、第７図
は接合板の斜視図、第８図は絶縁膜および自己融着層を
示す接合板の断面図、第９図（Ａ）はスリット板に組付
られた内側コイルの正面図、第９図（Ｂ）は第９図（Ａ
）における内側コイルの側面図、第１０図（Ａ）はスリ
ット板に組付られた導体コイル線に交番磁界を付与する
状態を示す正面図、第１０図（Ｂ）は第１０図（Ａ）に
おける導体コイル線および印加装置の側面図、第１１図
は完成した内側コイルの正面図である。 １０・・・電機子、 １２・・・電機子コア、 １４・・・電機子コイル、 ２０・・・内側コイル、 ２２・・・スリット板、 ２６・・・導体コイル線、 ２６Ａ・・・渡り線部、 ２８・・・強磁性体、 ３０・・・外側コイノペ ３２・・・スリット板、 ３６・・・導体コイル線、 ３６Ａ・・・渡り線部、 ３８・・・強磁性体、 ４０．４２・・・傾斜部、 ４４・・・絶縁膜、 ４６・・・自己融着層、 ５０・・・接合板、 ５２・・・銅板、 ５４・・・鉄板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）板状導体とこの板状導体よりも狭い幅寸法の板状
   強磁性体とを貼り合わせて接合板を形成し、前記接合板
   の表裏面に絶縁膜を形成すると共に前記絶縁膜の外側に
   自己融着層を形成し、次いで、前記接合板を打ち抜き加
   工することによって、軸線方向中間部に強磁性体が一体
   的に固着された導体コイル線を形成し、 前記導体コイル線を複数隣接して筒状に配列して筒状体
   を形成した後に、前記強磁性体固着部分のみを加熱して
   前記自己融着層の隣接同士を融着させ、 さらに、前記筒状体の各導体コイル線の軸線方向両端部
   を、前記筒状体の軸線周りに互いに反対方向へ回転させ
   て前記導体コイル線の強磁性体固着部分以外の部分を捩
   じり、これによって、前記複数の導体コイル線が捩じり
   方向へ傾斜されて配設位置が進められた円筒形の渡り線
   部を形成し、その後に、前記筒状体の各導体コイル線の
   少なくとも前記渡り線部を加熱して前記自己融着層の隣
   接同士を融着させて製作する直流モータ用の電機子コイ
   ルの製作方法。
2. （２）前記強磁性体固着部分のみの加熱を交番磁界を印
   加して行ない、前記強磁性体を発熱させて前記自己融着
   層の隣接同士を融着させることを特徴とする請求項（１
   ）記載の直流モータ用の電機子コイルの製作方法。
3. （３）前記板状導体と貼り合わされて前記接合板となる
   前記板状強磁性体の幅方向両端部を、前記接合板の前記
   絶縁膜が均一かつ確実に形成されるべく、なだらかに傾
   斜する断面台形状に形成したことを特徴とする請求項（
   １）又は請求項（２）記載の直流モータ用の電機子コイ
   ルの製作方法。