JPS596136B2 - 軸方向空隙型電動機に使用される電機子コイルの製造装置並びにその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軸方向空隙型の電動機に使用して極めて有効
な電機子コイルの製造装置並びに製造方法に関するもの
である。

この種の電動機には整流子型と無刷子型（半導体電動機
）があるが、いずれの電動機においても。

電機子コイルは扇形でしかも偏平に構成される必要があ
る（特開昭５０−１１９２０３号公報）。

この為に、出力トルクに有効な径方向の直線部の導体の
有効長がみじかくなる欠点がある。

本体の径の小さいものを作る場合に、上記した有効長が
特にみじかくなって出力トルクの減少、効率の劣化を招
く欠点がある。

本発明装置により作られた電機子コイルは、上記した欠
点を除去するとともに次に述べるいくつかの特徴を有す
るものである。

即ち第１に外周部が直角方向に突出しているので、円板
状の電機子及び電機子コイルの機械的強度を著しく強化
することができる特徴がある。

第２に本体の径を小さくしても出力トルクを大きくする
ことができる。

第３に電機子の径を比較的小さくできるのでダイナミッ
クバランスをとることが容易となる。

特に低速の電動機の場合には、電機子に磁心がないこと
もあって、バランスをとる必要がなくなる特徴がある。

第４に電機子コイルの外周部の導体がみじかく構成され
るので銅損が減少して効率が向上する特徴がある。

第５に若干大出力の電動機の場合には、電機子の径が大
きくなって力学的慣性が増大するが、本発明による電機
子コイルは外周までの径が小さくなるので慣性の減少に
効果がある。

第６に後述するように極めて量産性があり、従って廉価
にしかも大量に作ることのできる特徴がある。

上述した諸特徴を理解する為に、本発明による電機子コ
イルを利用する例として、特別に構成された整流子型電
動機の説明をする。

本例の電動機は、重ね巻きなので効率が良好で、しかも
円板状の電機子に電機子コイルが重畳しないで配設され
ている。

従ってプラスチック成型、特にインジェクション成型に
より、電機子を量産できる特徴を有するもので、本発明
による電機子コイルの量産性のあることを併せて考える
と、極めて有効な技術的手段を供与できるものである。

又本発明による電機子コイルは、電機子の径が小さく構
成できるので、軸方向空隙型の電動機の偏平であること
とともに、本体の小型軽量化に有効な手段を得ることが
できるものである。

第１図において、軟鋼板をプレス加工により成型した円
筒形の筐体１の下面には円板状の軟鋼板５が圧入されて
固定されている。

筐体１及び円板５には軸承３，４が固定され、軸承３，
４には軸部材としての回転軸２が支承されている。

円板５には円環状のフェライトマグネット６が貼着して
固定されている。

第２図に界磁磁石となるべきマグネット６が示されてい
る。

９０度の開角のＮ、Ｓ極が交互に配設されている。

記号６−１、６−２、６−３、６−４はＮ、Ｓ磁極を示
すものである。

界磁磁石６は界磁をより強力とする為にサマリウムマグ
ネットを使用することもできるが磁極構成は全く同様で
ある。

第１図に戻り、回転軸２には一体にモールドされた電機
子７及び整流子８が固定されている。

マグネット６の内部の空孔にはプラスチック円筒９が嵌
着され、その内面には刷子１０の基部が固定されている
。

又電機子７の円周部は下方に若干突出しているが、この
理由については後述する。

第３図にかかる電機子の詳細が示されている。

第３図示のものは従来の電機子の構成である。

即ちａ図において、電機子７は円板状で内部にｂ図に示
すように３個の電機子コイルを埋設してモールドされて
いる。

円周部７ａは若干だけ高くされている。

これは強度を増加する為のものである。刷子１０．１１
の基部はプラスチックリング９に固定されて、開角は９
０度となっている。

刷子１０゜１１はマグネット６の中心空孔内に収納され
ているので、電動機の偏平、小型化に役立っている。

第３図すに示すように、電機子コイルは扇形で、重畳す
ることなく配設されている。

各電機子コイル１２，１３，１４は同一の形状で、トル
クに有効な導体部１２ ａ 、１２ ｂの巾は９０度で
界磁磁極山と同一となっていることが特徴である。

電機子コイルは細線を２００ターン位枠巻きして加熱固
化して量産することができる。

電機子コイルの厚さは１ミリメートル位なので、電機子
Ｔもほぼ同程度の厚さである。

従って界磁の存在する空隙長が小さく設計でき高い効率
の得られる特徴がある。

電機子コイル１２，１３，１４は１２０度の開角で等し
いピッチで配設されている。

かかる配設は周知の３極電動機を軸方向空隙型とするこ
とにより容易に得られるものであるが、この場合には界
磁磁極の巾が１８０度なので、逆トルクが混入して著し
く効率を劣化し実用性を失なうものである。

従って一般に慣用されている重ね巻きの電機子コイルと
する必要がある。

かかる手段によると、効率は向上するが、少くとも２個
の電機子コイルが重畳することになるので、その分だけ
電機子７の厚みを増大し、従って磁界が減少し、又電機
子を円板状にプラスチック成型することが困難となり量
産性を失なう欠点がある。

本例の電動機は、かかる欠点を完全に除去できるもので
ある。

第３図すにおいて、出力トルクに有効な導体部は記号１
２ａ、１２ｂで示す部分のみである。

コイルは偏平に巻かれる必要があるので、コイルの巾に
必然的に増大する。

従って上記した導体部１２ ａ 、１２ ｂの有効長が
みじかくなり、従ってトルクを大きくすること及び効率
の向上に限界がある。

電機子７の外径が小さくなると、即ち本体の径の小さい
小出力の電動機の場合には、上述した欠点は倍加される
ものである。

本発明装置による電機子コイルは、上記した欠点を除去
するとともに他のいくつかの効果を併せ有するものであ
る。

次は第１図の電動機の回転原理につき、第６図の展開図
を用いて説明する。

第６図において、記号６−１．６−２・・・・・・は界
磁磁極で、慣用されている４極重ね巻きの場合には、磁
極６−１．６−２の磁界下にある電機子コイルは記号１
２．１４ａ。

１３となるもので、各コイルの端子は重ね巻きの手順に
従って対応する整流子片に接続されるものである。

上述した重ね巻きは最も単純なもので、整流子片の開角
は界磁磁極６−１，６−２・・・・・の開角の２／３と
なっている。

従って必ず図示のようにコイルが２層に重畳する。

コイル数を増加すると更に３層、４層に重畳することは
明らかである。

しかし電機子コイル１４ａを右に１８０度だけ移動して
電機子コイル１４の位置としても出力トルクの方向に変
更はないので、重ね巻きの電動機として回転する筈であ
る。

このときに勿論磁極６−３．６−４の界磁下にある電機
子コイルは除去されるものである。

電機子コイル１２，１３゜１４のトルクに関与する導体
部の開角は磁極山と等しく９０度で、各コイルは１２０
度はなれて等しいピッチで配設されている。

従って第３図すのような扇形のコイルの配列となるもの
である。

重ね巻きなので電機子コイル１２の巻き終り端子２２ｂ
は電機子コイル１４の巻き始め端子２４ａに接続され、
電機子コイル１４の巻き終り端子２４ｂは電機子コイル
１３の巻き始め端子２３ａに、電機子コイル１３の巻き
終り端子２３ｂは電機子コイル１２の巻き始め端子２２
ａに接続さ！′Ｌηいる。

又端子２２ ａ 、２３ｂは整流子片８−１．８−４に
、端子２２ ｂ ？ ２４ ａは整流子片８−２．８−
５に、又端子２３ ａ ） ２４ ｂは整流子片８−３
．８−６にそれぞれ接続されている。

以上の接続とコイル配置は実質的に重ね巻きと等価なの
で、電機子と整流子は矢印Ａ、Ｂ方向にトルクが発生し
て回転する直流電動機となるものである。

又回転中に反トルクの混入がないので高い効率が得られ
る特徴がある。

又電機子コイル１２゜１３．１４は重畳することなく配
置されているので第３図につき前述したように量産性を
有するものである。

実質的には磁路となるべき珪素鋼板を使用しないので、
その分だけ廉価に作ることのできる特徴があるものであ
る。

もし周知の３極電動機を軸方向空隙型に構成すると、電
機子コイル１２．１４ａ、１３となり、電機子コイルは
重畳することになる。

各コイルの巾を縮少して重畳を避けると、当然反トルク
を混入して著しく効率が劣化するものである。

従って実用性が失なわれるが、本装置によればかかる欠
点がすべて除去される特徴を有するものである。

更に又本装置は界磁を４極構成とした場合に重ね巻きと
すると電機子コイルが６個となる筈であるが、電機子コ
イルが３個ですみ、従って構成が簡素化されるものであ
る。

又刷子１０，１１は９０度の開角で整流子に摺接し、直
流電源１０ａ、ｌｌａより供電されている。

本発明による電機子コイルは上述した整流子電動機に使
用して有効なものであるが、同種の他の電動機、例えば
半導体電動機にも適用できるものである。

又界磁の極数が増加した場合にも同様に適用できるもの
である。

次に実施例につき本発明装置及び製造方法を説明する。

第７図は本発明装置の分解斜視図で、回転軸１６は図示
しない駆動源例えば電動機により駆動され、あるいは停
止されるものである。

ビス２９は回転軸１６に螺着されて固定ピンとなる。

回転軸１６の延長部１６ａは断面が正方形となり、その
延長部は螺条となっている。

巻き枠を形成する側板１７、巻き芯１９、側板１８に設
けた空孔２０．２１．２２はそれぞれ密着した状態で、
回転軸１６ａ部に嵌着され、六角ナツト２５が螺条１６
ｂに螺着されるように構成されている。

かかる状態に構成された電機子コイルの巻き枠の側面図
が第８図ａに示されている。

側板１８は半円形の金属板で作られ、巻き芯１９は厚み
が電機子コイルと同じ厚みで１ミリメートル位とされ、
この外周にセメントワイヤが巻かれるものである。

電機子コイルは偏平なので、巻かれた電線が両側に崩れ
ないように側板１７，１Ｂが、巻き芯１９の両側に圧接
されている。

側板１７には突出した段部１７ｂが設けられ、その側板
１７ａは、巻き芯１９の外周部１９ａの周面より若干だ
け高くされている。

点線２６で示す部分は曲面となり、上方より下方にゆく
に従って高く膨出し、記号２６ａで示す部分は突出段部
１７ｂと同じ高さとなっている。

上記した膨出部の曲面は実験により所定の曲面とされる
ものであるが、この曲面を形成する目的は後述するよう
に、コイル巻きされた電機子コイルが、第５図に示す形
状となるように、円滑にコイル巻きが行なわれる為のも
のである。

第８図すには上述した側板１７の正面図が巻き芯１９と
ともに同一記号で示されている。

巻き芯１９は、両側の径方向の直線部１９ｄ、ｂと、周
方向の内周部１９ｃおよび外周部１９ａとから成る。

次に第７図、第８図を併せて巻線手段について説明する
。

第８図の記号２７で示すものは軸部材としての回転軸１
６を矢印り方向（第７図示）に駆動する為の電動機を含
む１駆動源で慣用されている手段が採用されている。

記号３７はノズル３７ａより熱風を吹出す為の装置で、
巻き芯１９に矢印方向に巻きとられるセメントワイヤ３
１に吹きつけられて、巻かれたセメントワイヤが熱接着
して、コイルが固化成型されるようになっている。

巻き線は次のような順序で行なわれる。即ち先ず固定ピ
ン２９にセメントワイヤの一端３０が図示のように巻き
つけられる。

次に駆動源２７により、回転軸１６が回転するので、巻
き芯１９の外周にセメントワイヤ３１は互いに接着しな
がら巻きとられる。

このときに形成されるコイルは第５図に示す形状となる
ことが本装置の特徴となっている。

巻き芯１９の両側に側板１７，１Ｂは圧接されているの
で、第８図すの巻き芯１９の１９ｂ。

１９ｃ、１９ａ部の外側の空間は、巻き芯１９の厚みと
同じとなっている。

従ってここに巻かれたコイルの厚さは巻き芯１９の厚さ
と同じで１ミリメートル位となる。

従って第５図の直線部１２ａ。１２ｂの厚さも１ミリメ
ートル位となるものである。

巻き芯１９の１９ａ部では、側板１７，１８は後述する
ように、巾広の空間となっているので、巻かれたコイル
は、崩れて偏平となり、第５図の記号１２ｃで示すよう
に形状となる。

即ちコイルの１２ｃ部は左右にコイル面に直角方向に突
出した形状となる。

この巾は巻線手段により変るが一般に４〜６ミリメ一ド
ル位である。

第８図すに示すように、側板１７，１８、巻き芯１９か
ら成る巻き枠が矢印り方向に回転して図示の位置となる
と、セメントワイヤ３１は巾広の厚さの空間から、狭い
スリット状厚さの空間に入ることになり、側板１７，１
Ｂに引掛って巻き線が不可能となる。

この欠点を防止する為に膨出部２６が設けられている。

膨出部２６はセメントワイヤ３１の案内壁となり、セメ
ントワイヤ３１が円滑に、巻き芯１９の１９ａ部の空間
に導入されるよう所定の転移曲面の形状になっている。

従って膨出部２６の転移曲面は実験によってその形状を
決定する必要がある。

側板１８に設けた膨出部（第８図ａ２８）も同様な役目
を為すものである。

以上のような手段により所要の巻き数が巻かれた後に、
セメントワイヤ３１をカッターにより切断して、六角ナ
ツト２５をゆるめて除去して、側板１７゜１８及び巻き
芯１９を分離すると、第５図示の形状の電磁子コイルを
得ることができる。

第５図の１２ｃ部は左右に突出させることが原則として
、コイル巻きが容易である。

しかし側板１８より、第８図の突出段部１８ａを除去し
て、第７図に示すように側板１８を平面状とすると、電
機子コイル１２の突出部１２ｃは片側のみとなる。

又左右の突出部を異ならしめることもできる。

前者の電機子コイルを用いた電機子は第１図ａで記号７
として示され、突出部１２ｃは、突出部７ａ内に収納さ
れている。

又後者の場合には、突出部１２ｃは第１図すの電機子７
の外周の突出部７ａに収納されているものである。

突出部７ａは上下に突出することになる。

次にかくして得られた電機子コイルをプラスチック成型
して円板状の電機子を作る手段について説明する。

特に量産性のあるインジェクションマシンによる方法に
ついて説明する。

第４図に示されたものは、インジェクションにより成型
された円板状の電機子７を示すもので、導体部１２ａ。

１２ｂの開角は磁極中と同様に９０度となり、各電機子
コイル１２，１３，１４は１２０度の等しいピッチで配
設され、各コイルの形状は第５図に示す形状となってい
る。

成型の為の一方の型に突出部（巻き芯１９と同様の形状
のもの）を３個設け、それぞれに電機子コイル１２，１
３，１４を嵌着する。

次に回転軸２に整流子８を固定したものを型の中心空孔
にインサートする。

次に第６図に示すように、整流子片と電機子コイルとの
結線をする。

勿論予め結線を終了してからインサートしてもよい。

次に合せ型を被冠して、注入孔７ｃ。７ ｄ 、７ ｅ
よりプラスチックを注入して成型が終了するものである
。

電機子コイル１２，１３゜１４は突出部に嵌着されてい
るので、注入時におけるプラスチック材の流れにより移
動することがない。

従って正確な位置に定位することができる。又電機子コ
イル１２，１３，１４の厚さと電機子７との厚さは同じ
に構成することがよい。

かかる手段によると、両側の型により、電機子コイルの
両面がおさえられるので、成型時において、各電機子コ
イルの面が傾くことなく、平行にしかも同一平面内に配
設される効果がある。

又注入孔が７ｃ、７ｄｔ７ｅとなっているので、電機子
コイル１２，１３，１４の中央部（打点部）にはプラス
チック材は流入しない。

従って空孔となっている。

この空孔は次の２つの点で役立つものである。第１に第
７，８図の巻き芯１９の外側に若干の凹部を構成してお
くと、巻かれた電機子コイル１２は側板１７，１Ｂより
は離間するが、巻き芯１９は電機子コイルに固着した状
態で得られる。

他の電機子コイルも同様にプラスチック材の巻き芯が中
央部に固着した状態で得られるものである。

かかる電機子コイルは形状が正確に保持され、インジェ
クション成型のときに、巻き芯１９の空孔２１を型に設
けた突出部に嵌着できるので、インジェクションのとき
にコイルの形状が変形し、あるいは全体の位置がずれる
ことのない効果を有するものである。

かかる電機子は第４図で点線２１で示すような空孔を有
することになる。

電機子コイル１３，１４についても同様である。

第２に第４図の打点部が空間のまま残されているときに
は、この部分に予め電気ノイズを消去する為に慣用され
ているコンデンサー、バリスター、抵抗体等を挿入して
成型できるので有効となるものである。

第４図に示すように、電機子コイル１２、１３゜１４の
外周面、例えば１２ｃで示されている部分は、゛電機子
Ｔの外周の突出部Ｔａ内に埋設されている。

突出部７ａは制限された巾なので、この内部に収納され
ている突出部１２ｃも所定の厚さとする必要がある。

この為には、第７，８図で説明した装置により巻線する
場合に、次に述べる手段を採用すると効果的である。

巻線が終了したときに、第７図で記号１５で示す圧接部
材を矢印Ｃ方向より、コイルの外周面に押圧して成型す
るものである。

圧接部材（成型部材）１５の内側の曲面は、突出部の外
周面１７ａ、巻き芯１９の外周１９ａとほぼ同じ曲率と
されているので、コイルの突出部１２ｃの厚みを所定の
厚さとすることができるものである。

上述した圧接時に、セメントワイヤを加熱し、あるいは
溶剤（アルコール等）をコイル面に滴下すると、尚有効
である。

又第８図のノズル３７より熱風を吹き出す装置を除去し
、セメントワイヤを巻いた後に、コイル全部に溶剤を滴
下して含浸せしめても同じ効果がある。

第４図の電機子７と前述した第３図の電機子７とを比較
すると、第４図の電機子Ｉは次に述べる特徴を有するも
のである。

第１に電機子コイル１２の出力トルクに有効な導体部１
２ａｔ１２ｂの有効長は第３図のものより長くすること
ができるので、トルクの増大と効率の上昇に有効である
。

第２に外周突出部７ａには、電機子コイルの外周部が埋
設されているので、電機子の強度を増大することができ
る特徴がある。

第３に電機子７の外径が小さくできるので本体（第１図
の筐体１の外径）の径を少ならしめることができ、又偏
平にできるので、全体を小型に構成して、しかも高い効
率と、太きい出力トルクを得ることができる特徴がある
。

第４に外径が小さいので、電機子の慣性を少ならしめる
ことができる特徴がある。

第５に電機子コイルの外周部の長さが短縮できるので、
コイル導線の全体の長さを少ならしめることができ、従
って銅損が小さくなる特徴がある。

第６に量産性があるので、前述したようにインジェクシ
ョンマシンにより電機子を作ると、電機子を廉価にしか
も大量に作ることのできる特徴がある。

次に電機子コイルを更に廉価に量産できる自動機につい
て第９図につき説明する。

第９図において、第７，８図と同一記号は同一部材なの
で説明を省略する。

側板１７は、回転軸１６の延長部３２に固定されている
。

側板１８の中央部には、回転軸３２（断面が正方形）と
嵌合すべき空孔１８ｄが設けられ、又巻き芯１９が固着
されている。

又軸部材としての回転軸３３も固定されている。

回転軸３３は図示しない軸承に回動自在に支承されると
ともに矢印Ｅ、若しくは矢印Ｆ方向に移動するようにさ
れ、かかる移動により、巻き芯１９は側板１７に圧接さ
れる第１の状態と、離間する第２の状態とが、慣用され
る自動機構により選択されるようになっている。

記号４０はセメントワイヤを巻いたドラムで、引出され
たセメントワイヤ３１は、溶剤を含ませた脱脂綿を収納
する容器３９の内部を通って導出され、クリップ３８ａ
＞３８ｂにより挾持されている。

記号３１ａはセメントワイヤの遊端部である。

記号３３ａで示す装置は、電気信号が入力されると、回
転軸３３を矢印Ｅ方向に押圧して移動し、巻き芯１９が
側板１７に圧接すると停止し、又別の電気信号の入力に
より回転軸３３を矢印Ｆ方向に後退するものである。

このときに本体に固定された押しピン３４，３５は、側
板１８の空孔１８ｂ。

１８ｃに侵入して、巻き上げられているコイル１２を押
し出して、巻き芯１９より離間して落下せしめる。

上記した電気信号は電磁装置３６ａにも入力されている
ので、押しピン３６を右方に移動する。

従って押しピン３６は側板１７に設けた空孔（図示せず
）を介してコイル１２の１２ｃ部を右方に押圧する。

従ってコイル１２の１２ｃ部が突出部外周面１７ａより
離間して、コイル１２が巻き芯１９とともに右方に移動
することを可能とするものである。

巻き芯１９に巻かれたコイル１２は摩擦力により、比較
的強い力で巻き芯１９に保持されているので、押しピン
３６は必ずしも必要なものではない。

記号３８で示す装置に第１の電気信号が入力すると、ク
リップ３８ ａ 、３８ｂはセメントワイヤ３１を挾持
する。

又第２の電気信号によりセメントワイヤ３１を挾持する
クリップを移動して、セメントワイヤ３１を保持部材４
２と側板１７との空隙間に移動する。

この移動の終了とともに電気信号が電磁装置４２ａに入
力されるので、この装置により保持部材４２は矢印Ｈ方
向に移動して、セメントワイヤ３１を側板１Ｔに圧接し
て固定する。

次に第３の電気信号が装置３８に入力されると、クリッ
プ３８ ａ 、３８ ｂは開いてセメントワイヤ３１よ
り離脱するとともに元の位置に復帰する。

保持部材４２は側板１７と一体に回転するように構成さ
れている。

上述した各電気信号は、シーケンス制御装置あるいは他
の類似の慣用手段により、所定の順序で供与されている
ものである。

次に各動作の詳細を説明する。

装置３３ａに電気信号を入力すると、回転軸３３は矢印
Ｅ方向に移動して、巻き芯１９は側板１７に圧接して巻
き枠が構成される。

次の電気信号が装置３８に入力されると、クリップ３８
ａ、３８ｂはセメントワイヤ３１を挾持して、保持部材
４２と側板１７との間の空隙に運搬する。

次の電気信号が装置４２ａに入力されると、保持部材４
２は矢印Ｈ方向に移動して、セメントワイヤ３１を側板
１７との間に圧接して保持する。

次の電気信号により、クリップ３８ａ、３８ｂが開くと
ともに、クリップ３８ａ。

３８ｂは図示の位置に復帰して、大きく開いたままに保
持されている。

次の電気信号が駆動源２７に入力されると、電動機が最
初はおそく回転して、回転軸１６をおそく回転する。

この間に、側板１７の外周に設けた突出ピン４１を介し
て、セメントワイヤ３１は巻き芯１９の外周に誘導され
て数回だけ巻かれる。

次に回転軸１６は高速となり、所定の回転数に達すると
、回転が自動的に停止する。

かかる制御は周知の自動巻き線機と同様な手段が採用さ
れている。

巻かれたセメントワイヤは溶剤により固化して、所定の
形状のコイル１２（点線で示す）が形成される。

次の電気信号が装置３８に入力されると、クリップ３８
ａ、３８ｂは閉じて、セメントワイヤ３１を挾持する。

次の電気信号が装置４２ａ。３３ａ、３６ａに入力され
ると、保持部材４２は後退し、又回転軸３３も矢印Ｆ方
向に後退する。

又押しピン３６は矢印Ｇ方向に１往復し、押しピン３４
，３５はコイル１２を押圧して巻き芯１９より離間せし
めて、コイル１２を落下せしめる。

このときに図示していないが、カッターも同時に作動し
て、セメントワイヤ３１を切断するものである。

以上の作業により、自動的に大量の電機子コイルを量産
することができるものである。

前述したように、電機子コイルの中央部にプラスチック
製の巻き芯１９を固定したまま円板状電機子を構成する
場合には、次のようにすればよい。

即ち側板１８に固定している巻き芯１９は除去される。

又巻き芯１９は多数準備される。装置３３ａに電気信号
が入力されて、回転軸３３が矢印Ｅ方向に移動する前に
自動機構を利用して、パーツフィーダーより供給される
巻き芯１９を回転軸３２に遊嵌することにより目的を達
成することができる。

かかる手段により、コイル１２と巻き芯１９は一体とな
って側板１７，１８より分離して落下するものである。

第８図に示した巻枠を回転させる方法の他に、巻枠を固
定してフライヤーを回転させることにより巻枠に導線を
巻回する方法を第１０図に示した。

なお第８図と同一記号のものは、同一部材を示す。

側板１８は半円形の金属板で作られ、巻芯１９は厚みが
電機子コイルと同じ厚みとされることは第８図と同じで
ある。

この巻芯１９の外周にセメントワイヤが巻かれるもので
ある。

第８図においては軸部材としての回転軸１６が回転する
ことによって巻芯１９の外周にセメントワイヤ３１を巻
回したが、第１０図の実施例においてはフライヤー５０
を回転させることにより巻芯１９の外周にセメントワイ
ヤを巻回するものである。

電機子コイルは偏平なので、巻かれた電線が両側に崩れ
ないように側板１７，１８が、巻芯１９の両側に圧接さ
れている。

側板１７には突出した段部１７ｂが設けられ、その側面
１７ａは、巻芯１９の側面１９ａ（第８図すに図示）よ
り若干だけ高くされている。

点線２６で示す部分は曲面となり、上方より下方にゆく
に従って高く膨出し、記号２６ａで示す部分は突出段部
１７ｂ（第８図すに図示）と同じ高さとなっている。

上記した膨出部の曲面は実験により所定の曲面とされる
ものである。

巻き線は次のような順序で行なわれる。

即ち先ず固定ピン２９にセメントワイヤの一端３０が図
示のように巻きつけられる。

次に駆動源２７により、フライヤー５０が回転するので
巻き芯１９の外周にセメントワイヤ３１は互いに接着し
ながら巻きとられる。

このときに形成されるコイルは第５図に示す形状となる
ことが本装置の特徴となっている。

巻き芯１９の両側に側板１７，１Ｂは圧接されているの
で、第８図すの巻き芯１９の１９ｂ、１９ｃ、１９ａ部
の外側の空間は、巻き芯１９の厚みと同じとなっている
。

従ってここに巻かれたコイルの厚さは巻き芯１９の厚さ
と同じで１ミリメートル位となる。

従って第５図の直線部１２ａ 、１２ｂの厚さも１ミリ
メートル位となるものである。

巻き芯１９の１９ａ（第８図すに図示）部では、側板１
７゜１８は後述するように巾広の空間となっているので
、巻かれたコイルは、崩れて偏平となり、第５図の記号
１２ｃで示すような形状となる。

即ちコイルの１２ａ部は左右にコイル面に直角方向に突
出した形状となる。

この巾は巻線手段により変るが一般に４〜６ミリメ一ド
ル位である。

第８図すに示すように、巻き枠１７，１Ｂ、１９が矢印
り方向に回転して図示の位置となると、セメントワイヤ
３１は巾広の空間から、狭いスリット状の空間に入るこ
とになり、側板１７，１８に引掛って巻き線が不可能と
なる。

この欠点を防止する為に膨出部２６が設けられている。

膨出部２６はセメントワイヤ３１の案内壁となり、セメ
ントワイヤ３１が円滑に、巻き芯１９の記号１９ｄ部の
空間に導入されるようになっている。

従って膨出部２６の形状は実験によってその形状を決定
する必要がある。

側板１８に設けた膨出部（第１０図ａ２８）も同様な役
目を為すものである。

以上のような手段により所要の巻き数が巻かれた後に、
セメントワイヤ３１をカッターにより切断して、六角ナ
ツト２５をゆるめて除去して、側板１７゜１８及び巻き
芯１９を分離すると、第５図示の形状の電機子コイルを
得ることができる。

以上述べたごとく第８図において述べたことと全く相対
的には同様の動作をする。

フライヤー５０を回転させると同時に矢印５１のように
往復運動させることによって第５図示の記号１２ｃの部
分をより一層偏平にさせることができる。

フライヤー５０を矢印５１のように往復運動させる事は
、軸部材としての回転軸１６を往復運動させる事と相対
的に同一である。

上述した往復運動の為には、フライヤー５０と同期回転
する回転カムを利用する周知の手段により実施する事が
できるものである。

次に電機子コイルを更に廉価に量産できる自動機につい
て第９図に対応させて、第１１図を説明する。

なお第９図と同一記号のものは、同一部材を示す。

側板１７は、円柱部材１６−１の延長部３２に固定され
ている。

側板１８の中央部には、回転軸３２（断面が正方形）と
嵌合すべき空孔１８ｄが設けられ、又巻き芯１９が固着
されている。

又円柱部材３３−１も固定されている。

円柱部材３３−１は図示しない軸承に支承されていて、
矢印Ｅ、若しくは矢印Ｆ方向に移動するようにされ、か
かる移動により、巻き芯１９は側板１７に圧接される第
１の状態と、離間する第２の状態とが、慣用される自動
機構により選択されるようになっている。

記号４０はセメントワイヤを巻いたドラムで、引出され
たセメントワイヤ３１は、フライヤー５２を介してクリ
ップ３８ ａ 、３８ ｂにより挾持されている。

記号３１ａはセメントワイヤの遊端部である。

ここで電気信号を入力すると、円柱部材３３−１が矢印
Ｅ方向に自動機構（図示せず）によって押圧され移動さ
せられる。

前記した円柱部材３３−１の移動は、巻き芯１９が側板
１７に圧接すると停止し、又別の電気信号の入力によっ
て矢印Ｆ方向に後退するものである。

このときに本体に固定された押しピン３４゜３５は、側
板１８の空孔ｉａｂ、１８ｃに侵入して、巻き上げられ
ているコイル１２を押し出して、巻き芯１９より離間し
て落下せしめる。

上記した電気信号は電磁装置３６ａにも入力されている
ので、押しピン３６を右方に移動する。

従って押しピン３６は側板１７に設けた空孔（図示せず
）を介してコイル１２の記号１２ｃ部を右方に押圧する
。

従ってコイル１２の記号１２ｃ部が突出部外周面１７ａ
より離間して、コイル１２が巻き芯１９とともに右方に
移動することを可能とするものである。

巻き芯１９に巻かれたコイル１２は摩擦力により、比較
的強い力で巻き芯１９に保持されているのである。

記号３８で示す装置に第１の電気信号が入力すると、ク
リップ３８ａ、３８ｂはセメントワイヤ３１を挾持する
。

又第２の電気信号によりセメントワイヤ３１を挾持する
クリップを移動して、セメントワイヤ３１を保持部材４
２と側板１７との空隙間に移動する。

この移動の終了とともに電気信号が電磁装置４２ａに入
力されるので、この装置により保持部材４２は矢印Ｈ方
向に移動して、セメントワイヤ３１を側板１７に圧接し
て固定する。

次に第３の電気信号が装置３８に入力されると、クリッ
プ３８ ａ 、３８ ｂは開いてセメントワイヤ３１よ
り離脱するとともに元の位置に復帰する。

上述した各電気信号は、シーケース制御装置あるいは他
の類似の慣用手段により、所定の順序で供与されている
ものである。

次は各動作の詳細を説明する。

装置３３ａに電気信号を入力すると、軸部材としての回
転軸３３−１（第１１図の場合は回転しない。

）は矢印Ｅ方向に移動して、巻き芯１９は側板１７に圧
接して巻き枠が構成される。

次の電気信号が装置３８に入力されると、クリップ３８
ａ ＞ ３８ ｂはセメントワイヤ３１を挾持して、
保持部材４２と側板、１７との間の空隙に運搬する。

次の電気信号が装置４２ａに入力されると、保持部材４
２は矢印Ｈ方向に移動して、セメントワイヤ３１を側板
１７との間に圧接して保持する。

次の電気信号により、クリップ３８ａ＞３８ｂが開くと
ともに、クリップ３８ａ、３８ｂは図示の位置に復帰し
て大きく開いたままに保持されている。

次の電気信号が駆動源２７に入力されると、電動機が最
初はおそく回転して、フライヤー５２をおそく回転する
。

この間に側板１７の外周に設けた突出ピン４１を介して
、セメントワイヤ３１は巻き芯１９の外周に誘導されて
数回だけ巻かれる。

次にフライヤー５２は高速回転となり、所定の回転数に
達すると、回転が自動的に停止する。

かかる制御は周知の自動巻き線機と同様な手段が採用さ
れている。

次に第１図すに戻り、本発明により得られる電機子コイ
ルを備えた電動機の詳細を説明する。

第１図ａと同一記号のものは同一部材なので説明を省略
する。

電機子コイルの外周の突出部は両側に突出したものが使
用されているので、円板状の電機子７の外周も両側に突
出して突出部７ａを構成している。

軟鋼製の筺体１と電機子コイルまでの距離が大きくなる
ので、円板状で中央に空孔のある珪素鋼板を数枚重ねて
作られた磁路となる磁性体１ａを筐体１の内面に貼着す
る。

この磁性体１ａは、電機子コイルより射出される電磁ノ
イズを遮断する効果も併せ有するものである。

底板５の内面即ち界磁マグネット６と底板５との間にも
、同様な円板状の珪素鋼板を挿入するとより効果的であ
る。

以上の説明より理解されるように、本発明によれば冒頭
において述べた目的が達成されて効果著しきものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を使用した電動機の説明図、第２図
は同じくその界磁マグネットの説明図、第３図は従来の
電機子コイルによる円板状電機子の説明図、第４図は本
発明による電機子コイルによる円板状電機子の説明図、
第５図は本発明による電機子コイルの斜視図、第６図は
第１図示の電動機の界磁、電機子コイルの展開図、第７
図及び第８図は電機子コイルの製造装置の説明図、第９
図、第１０図及び第１１図は同じく製造装置の他の実施
例の説明図をそれぞれ示す。 １・・・・・・筐体、５・・・・・・円板、２・・・・
・・回転軸、３゜４・・・・・・軸承、８・・・・・・
整流子片８−１、８−２・・・・・・を有する整流子、
６・・・・・・磁極６−１，６−２・・曲を有する界磁
磁石、１０，１１・・・・・・電源１０ａ。 １１ａより供電される刷子、７・・・・・・電機子、７
ａ・・・・・・突出部、９・・・・・・プラスチックリ
ング、１２゜１３．１４，１４ａ・・・・・・電機子コ
イル、１２ａ、１２ｂ・・・・・・トルクに有効な導体
部、１２ｃ・・・・・・突出部、７ ｃ 、７ ｄ 、
７ ｅ・・・・・・注入孔、１５・・・・・・圧接部材
、１６，１６ａ、３２，３３・・・・・・回転軸、２０
．２１，２２・・・・・・空孔、１７，１Ｂ・・・・・
・側板、１９・・・・・・巻き芯、１７ ａ ｔ １７
ｂ ＞ １８ ａ・・・・・・突出段部、２６，２Ｂ
・・・・・・膨出部、２５・・・・・・六角ナツト、１
６ｂ・・・・・・螺条、２９・・・・・・固定ピン、３
１・・・・・・セメントワイヤ、３７，３７ａ・・・・
・・熱風吹出ノズル、２γ・・・・・・駆動源、３４，
３５，３６・・・・・・押出ピン、４２・・・・・・保
持部材、３８ａｔ３８ｂ・・・・・・クリップ、３９・
・・・・・溶剤を収納する容器、４０・・・・・・セメ
ントワイヤを巻いたドラム、１８ｄ・・・・・・空孔、
３６ａ 、４２ａ 、３８．３３ａ・・・・・・押出ピ
ン３６、保持部材４２、クリップ３８ ａ ｔ ３８
ｂ、回転軸３３をそれぞれ駆動制御する自動装置、５０
．５２・・・・・・フライヤー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の側板、巻き芯及び第２の側板よりなる巻き枠
   と、巻き芯と第１、第２の側板とで作られた空間に規制
   されて巻かれたセメントワイヤを用いたコイルを固化成
   型する装置と、第１、第２の側板及び巻き芯の全部若し
   くは１部を互いに分離してコイルをとり出す装置とより
   なり、上記した巻き芯はほぼ扇形の形状で、両側の径方
   向の直線部、内周部及び外周部とより構成され、直線部
   及び内周部と第１、第２の側板により構成された空間は
   巻き芯の厚さとなり、外周部と第１、第２の側板により
   構成された空間は巻き芯の厚さより大きくされ、上記し
   た空間２種類の厚みの間を巻き線が円滑に導入できるよ
   うな転移曲面の形状としたことを特徴とする軸方向空隙
   型電動機に使用される電機子コイルの製造装置。 ２ 巻き芯にコイルが巻かれた後に、その外周部に対応
   する曲面を有する圧接部材により外周面を圧接して、コ
   イルの外周の厚みを所定の厚さに成型する成型装置を設
   けた軸方向空隙型電動機に使用される特許請求の範囲第
   １項記載の電機子コイルの製造装置。 ３ 第１の側板は軸部材に固定され、巻き芯と第１若し
   くは第２の側板は１体に構成されるとともに軸部材を介
   して支承され、第２の側板が前進して第１の位置を選択
   したときには、第１及び第２の側板は巻き芯に圧着して
   相対回転せしめられることにより、巻き芯の外周面にコ
   イルが巻かれ、コイルの固化成型後に第２の側板が後退
   して第２の位置を選択したときには、押出しピンが第２
   の側板の空孔を介して挿入されて、コイルを押出して分
   離落下せしめる機構とより構成されたことを特徴とする
   軸方向空隙型電動機に使用される特許請求の範囲第１項
   記載の電機子コイルの製造装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の製造装置を使用し、コ
   イル巻きするセメントワイヤの遊端部を移動して第１の
   側板の１部に一時的に固定する第１の工程と、次に比較
   的おそい回転速度で巻き枠を複数回だけ相対回転するこ
   とにより、第１の側板を乗り越えて巻き芯にコイル巻き
   する第２の工程と、次に巻き枠を高速に相対回転して所
   定の回転数に達したときに回転を停止する第３の工程と
   、該工程の作業中若しくは作業後にセメントワイヤに熱
   風をノズルより吹き付け、あるいは溶剤を塗布する工程
   と、カッターによりセメントワイヤを切断する第４の工
   程と、第２の側板を後退せしめるとともに押出しピンに
   より捲回されたコイルを第２の側板と巻き芯より離間し
   て落下せしめる第５の工程と、第２の側板を前進して巻
   き芯を介して第１の側板に圧接して次のコイル巻きに備
   える第６の工程とよりなる軸方向空隙型電動機に使用さ
   れる電機子コイルの製造方法。 ５ 第２の側板と巻き芯を分離して構成し、第５の工程
   において電機子コイルに巻き芯を固着したまま分離せし
   め、第６の工程において新しい巻き芯を第１、第２の側
   板間に介挿せしめる軸方向空隙型電動機に使用される特
   許請求の範囲第４項記載の電機子コイルの製造方法。