JPH0667152B2 - 円板状電機子巻線の作成法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、FA（工場自動化）、OA（事務自動化）機器用
モータおよび航空・宇宙機器用モータに好適な、小形、
高性能の偏平形ブラシレスモータ、とくにギャップワイ
ンディングモータに用いられる円板状電機子巻線の作成
法に関する。

［従来の技術］ 従来の導線を用いた円板状電機子巻線は、第８図に例示
するように、台形状の成形コイル40を個数Ｎ＝ｍ・Ｐ・
ｑ（ｍは相数、Ｐは極数、ｑは毎極毎相ごとのコイル
数）だけ作成し、これを所定の回転磁界が得られるよう
に、巻線担体41上に一定のコイルピッチで順次に層間絶
縁を挟んで配置し、ワニス等の樹脂で固着させている。

［発明が解決しようとする課題］ このように多数の成形コイル40を巻回作成し、これを順
次に配列することは、コイルの製作に手間を要するとと
もに、各成形コイルのコイルエンドが重なってピッチに
ずれを生じ易く、トルクリップル発生の原因になってい
る。また、台形に成形したコイルを重ねることによりコ
イルエンド部の干渉を生じ、コイルエンドが重なり合っ
て軸方向にふくらみ、有効鉄心長がコイルエンドを除い
た部分に制限され、所望の有効鉄心長を得るためにはコ
イルが大形になるなどの欠点があった。

なお、１台分のコイルを、各相コイルを必要な長さをも
った長いコイル辺で形成し、この各相コイルを偏平に結
合固定して、螺旋状に極数に応じて折り曲げ、この折り
曲げた偏平コイルを円筒状に形成する円筒状電機子巻線
が特開昭62−28645号に示されているが、円板状に形成
する場合の作成法については記載されておらず、そのま
までは円板状のアキシャルギャップモータに使用できな
かった。

［課題を解決するための手段］ このため本発明においては、コイル辺が１極分の上コイ
ルと下コイルの長さの和に極数を乗じた値の長さと、円
板状巻線の内径を必要なコイル数で割って折り曲げ角の
正弦を乗じた幅をそなえた単一コイルを形成する工程
と、この単一コイルを相数だけコイル辺相互が重ならな
いように並べて結合させる工程と、この結合コイルを極
数に応じて螺旋状に折り返し、これを平板状にする工程
と、折り曲げられた平板状のコイルを巻心の外周にエッ
ジワイズに巻き付けながら、仮結合をはずして外側の折
り曲げ部を均等に拡開させ、両端のコイルエンド部分を
重ね合わせて固着させる工程によって電機子巻線を作成
するようにしてある。

［作用］ したがって、多極の場合も螺旋状に折り曲げる数が増え
るだけで、巻線の製造工数が少なく、折り返しによって
上コイルと下コイルが直線状で２層に構成されるのでコ
イルエンドにおける干渉を生じない。また、巻心治具に
沿って扇状に拡開するので、導体間隔を均一にすること
が容易で、ピッチずれが極めて小さくなり、多層に構成
するときもコイルエンドの重なりをなくし、高性能のモ
ータを得られる。

［実施例］ 図に示す実施例において、第１図は本発明による円板状
巻線を示す平面図で、1aは上コイル、1bは下コイル、２
はコイルエンド、３はリード端子である。

第２図は単一コイル10を示すもので、細い絶縁導線を図
示しない巻型治具で巻回しており、コイル辺４の長さＬ
は、各極における上コイル1aと下コイル1bとの長さ2lに
極対数（極数Ｐの１／２）を乗じた値（2l×Ｐ／２）に
なるようにしている。また、コイル辺の幅ｂは円板状巻
線の内径を極数と相数の積で割った長さに折り曲げ角θ
の正弦を乗じた値とほぼ等しくしており、コイル辺相互
のピッチｐは前記幅ｂの相数倍に形成している。ここで
極ピッチはｐ／sinθになる。

この単一コイル10を次の工程で、相数個この実施例では
３個並べ、第３図に示すように、コイル辺４相互を接触
状態に結合させて平板状に配置し、粘着テープで仮結合
して結合コイル20を形成させる。

次の工程で、前記係合コイル20を第４図に示すように、
前記上コイル1aおよび下コイル1bのそれぞれの長さｌ
で、図示しない板状ゲージの周囲に両側のコイル縁30a
・30bにおける折り曲げ部を互いに接着させるようにし
て螺旋状に折り返し、ゲージを抜いて両端のコイルエン
ド部分が１層でコイル辺部分が２層になった平板な折り
曲げコイル30を形成する。折り曲げ回数は極数Ｐに対し
（Ｐ−１）回である。

次の工程で、第５図および第６図に示すように、円板状
巻線の内径と等しい外径の巻心６と押さえ板７をそなえ
た巻付治具８に、内径側のコイルエンド２がない方のコ
イル縁30aを巻心６の外周に当てて巻き付け、前記折り
曲げコイル30の粘着テープ５を取り除いて押さえ板７で
平面に保持しながら、外側になる他方のコイル縁30bを
扇状に開いてコイルの折り曲げ部を均等に配置させ、折
り曲げコイル30両端の１層になっているコイルエンド部
分を重ね合わせて、円板状に形成されたコイルを接着固
定させ、巻付治具８から取り外す。

なお、リード端子３を円板状電機子巻線の内側に引き出
す場合は、折り曲げコイル30を巻付治具８に巻き付ける
ときに、リード端子３側のコイル縁30bを内側にして巻
心６に巻き付ければよく、この場合コイルエンド２をあ
らかじめ折り曲げ、巻心６にコイルエンド部分に相当す
る切り欠き溝を設けて、折り曲げコイルエンドを巻心の
内側に収納して巻き付けるようにすればよい。

このように形成された電機子巻線は、第７図に示すよう
に、電磁鋼板を巻回した固定子鉄心11上に絶縁を介して
同軸心で配置され、電機子巻線を多層にする場合は、電
機子巻線1A・1Bをコイルエンド２の位置が相互に重なら
ないように、360゜／2Pまたはその倍数の角度だけずら
せて、層間絶縁を介して重ね、モールド樹脂12で含浸固
定させる。13は永久磁石界磁、14はロータヨーク、15は
回転軸である。

［本発明の効果］ このように本発明の円板状電機子巻線は、細い絶縁導線
で所定のコイル辺を有する単一コイルを形成する工程
と、この単一コイルを相数に応じてコイル辺相互が重な
らないように結合させる工程と、結合されたコイルを所
定の長さで螺旋状に折り曲げて平板状にする工程と、こ
のコイルを巻心外周に扇状に拡開して巻き付ける工程に
よって作成されるため、 （１）巻線の形成が簡単であり、多極の電機子巻線の作
成も容易で、製作工数を低減できる。

（２）扇状に拡開されたコイルが均等に配置されるとと
もに、コイル縁部分の干渉がなく、有効鉄心幅を大きく
することができる。

（３）巻線にスキューがあるため、誘起電圧波形を正弦
波形にすることができる。

などの効果が得られ、また、電機子巻線を多層にする場
合にも、コイルエンドを極ピッチに応じてずらせること
により、コイルエンド部の重なりをなくし、巻線の軸方
向のふくれを生じることがなく、モータのギャップを小
さく保持し、高性能で小形化されたギャップワインディ
ングモータを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電機子巻線の平面図、第２図は単
一コイルを示す平面図と断面図、第３図は結合コイルを
示す平面図、第４図は折り曲げコイルを示す平面図、第
５図は折り曲げコイルを巻付治具に巻き付ける状態を示
す平面図、第６図はその断面図、第７図は本発明の電機
子巻線をそなえたブラシレスモータを示す断面図、第８
図は従来の電機子巻線の一部を示す平面図である。 1aは上コイル、1bは下コイル、２はコイルエンド、３は
リード端子、４はコイル辺、５は粘着テープ、６は巻
心、７は押さえ板、８は巻付治具、10は単一コイル、20
は結合コイル、30は折り曲げコイル、1A・1Bは電機子巻
線である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】細い絶縁導線を巻回し、コイル辺が１極分
   の上コイルと下コイルの長さの和に極対数を乗じた値の
   長さと、円板状巻線の内径を極数と相数の積で割った長
   さに折り曲げ角の正弦を乗じた幅をそなえた単一コイル
   を形成する工程と、 相数に等しい数の前記単一コイルを、コイル辺相互が重
   ならないように並べて仮結合させた結合コイルを形成す
   る工程と、 前記結合コイルのコイル辺を（極数−１）回螺旋状に折
   り返し、両端コイルエンド部分が１層で他の部分が２層
   になった平板状の折り曲げコイルに形成する工程と、 前記折り曲げコイルの一方のコイル縁を円板状巻線の内
   径と等しい外径をもった巻心の外周に巻き付けながら、
   仮結合をはずして他方のコイル縁を扇状に均等に開いて
   円環状にし、両端のコイルエンド部分を重ね合わせて固
   着する工程 からなることを特徴とする円板状電機子巻線の作成法。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載した円板状電
   機子巻線を、相互に360゜／2P（Ｐは極数）またはその
   倍数だけずらせて複数個重ね合わせ、樹脂含浸により一
   体にしたことを特徴とする円板状電機子巻線の作成法。