JPS605746A - コアレスモ−タ−用コイル - 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】 本発明は、偏平なコアレスモークーに用ｌ／）るローク
ーのコイルに関するものである。

従来、コアレスモーター用のコイルとしては、楕円リン
グ状に空心のコイルを複数個巻き、このコイルを順次上
下（ζなるようにほぼ半分ずつ重ねて円板状に形成した
構造のものが知られている。

このようなコイルは、複数のコイルを巻いた上にこれら
を重ねて一体に形成するために製造が面倒であり、また
コイル線の占積率が低いためにトルク発生の効率が悪い
という欠点があった。

上記のようなコイルにおける欠点を解消する意味から十
ルク発生効率の改善された偏平なコアレスモーター用コ
イルが本発明の発明者によって提案された。それは第１
図に示すように円板部１ａと筒部１ｂとを有しているコ
イルで、円板部の外周端から中心近傍を通ってこの外周
面とほぼ１８０゜離れた外周端までコイルを巻き筒部を
通ってコイル線を最初の外周端の近傍まで巻き、これを
順次ずらしながら繰返し巻いて全周にわたって巻いたも
のである。つまり第１図において１はコイルで、円板１
ａとこの円板１ａの外周端からのびる筒部１ｂとからな
るもので、コイル線２が円板部１ａの中心部から巻き始
められ、外周端Ａで筒部１ｂに折り曲げられた後にこの
筒部１ｂ上をほぼ半周巻かれ外周端Ａよりほぼ１８０°
離れた外周端Ｂで円板部ｌｂ上に折曲げられる。次いで
円板部ｌａ上を径方向に巻かれ中心部を通って外周端Ａ
よりややずれた反対側の外周端Ｃに達する。このように
して更に外周端り、Ｅ、・・・のように巻線を繰返して
コイル線２は夫々折曲げる毎に順次周方向にすらして巻
かれ１周して中心部まできて巻線が終了する。

このような従来例は、トルり発生に寄与しない筒部１ｂ
と中心部１ｃ（端接続部分）に多くの巻線が集まり、こ
の部分の重量が犬になる。特に筒部１ｂは、コイルの外
周辺に位置しているので、コイルの慣性が犬になるため
好ましくない。

本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、円板状のコ
イルで、円板状部の中心円形孔部の一端より外周端に向
けて曲線状に接続しこの外周端で折曲げて再び他の部分
を通って曲線状に中心円形孔部の前記の一端より僅かに
ずらした位置まで接続しこれを繰返してすべての円板状
部分をほぼ同じ密度に巻いた偏平なコアレスモーター用
コイルを提供するものである。

以下図示する各実施例にもとづいて本発明のコアレスモ
ーター用コイルの詳細な内容を説明する。

第２図は、本発明の第１の実施例を示す図で、１１はコ
イルであって巻きあがった全体の形状を示すもので円板
状をなしている。つまり１２は例えば銅線に絶縁被覆を
施こしさらにその上に熱才たは溶剤に溶ける接着膜を形
成したいわゆるセメントワイヤーと称するコイル線であ
る○このコイル線１２は、例えば円板の中心円形孔１１
ａの１点Ａより出発して、この点Ａからみて円板の中心
Ｏに対し反対側で円板外周の点Ｂへ向けて曲線状に接続
される。この巻線１２にて形成される曲線上の各点の位
置は、円板の中心Ｏと点Ａとを結ぶ直線りと曲線上の任
意の点Ｐと中心Ｏを結ぶ直線Ｌ１とのなす角θに応じて
中心Ｏよりこの点Ｐまでの距離ｒが次第に犬になって行
くように巻かれている。

このようにして角θの増大と共に中心までの距離ｒが連
続的に増大して行って点Ｂまで達するような曲線である
。この点Ｂ（θ−１８０°）でｒが最大になりこの点Ｂ
からはθの増大につれてｒが減少して行って元のＡ点に
戻る曲線を描いて巻線１２が巻かれる。つまり図示する
ように点Ａより出発して点Ｂを通り端接続を設けること
なしに再び点Ａに戻る巻線は丁度ハート形をした形状に
なる。

向後に述べるように実際には点Ａにもどさずにこれより
僅かずれた位置に戻るようにする。

次に点Ａより僅かにずれた点Ａ１より出発して前と全く
同じ形状の曲線を描いて点Ｂｌ（点Ａ、の点Ａよりのず
れ方向と同じ方向で対応するずれ量だけ点Ｂよりずれた
点）に達し更に曲線を描いて点Ａ１に戻るハート形の曲
線を描くように巻線を配置する。

このようにして点Ａ２→点Ｂ２→点Ａ２　ｒ点Ａ３→点
Ｂ３→点Ａ３１・・　２点Ａｎ→点Ｂｎ→点Ａｎの各ハ
ート形の曲線状に巻線が配置される。つまり僅がずっ位
置のずれた同形のハート形の曲線形状の巻線が多数配置
されることになる。これによって円板のすべてにほとん
ど同じ密度にて巻線の配置されたものが形成される。

実際には、点Ａより出発した巻線は、点Ｂを通つた後に
再び点Ａに戻るのではなく、これより僅かにずれた点Ａ
１へ戻るよ−うに巻線の曲線形状を僅か変形する。これ
によって点Ａより出発した巻線は、ハート形を描いて点
Ａではなく点Ａ、に戻る。

更に点Ａ１より点Ｂ１を通りハート形を描いてＡ２に戻
る。このようにして順次ずらして繰返しハート形を描き
ながら巻いて行って一周し最後に点Ａｎまで巻く。この
ようにして点Ａと点Ａｎより巻線を引出すことによって
コイルが形成される。なお−周する間に整流子の整流子
片に接続する中間引出線が引出される。また図面ではＡ
、Ａ１．Ａ２．・・・の各点の間隔は大きくかいである
が一般には接近して配置される。

この実施例において例えば点Ａから点Ｂを経て点Ａ１ま
での一つのハート形曲線はなめらがな曲線であれはとの
ようなものでもよいが、ｒ”ｋθ＋ａの関係を満足する
ものが好ましい。ここでｋは比例定数、ａは中心円形孔
の半径である。

第３図は、本発明の他の第２の実施例を示す図である。

この実施例では第１の実施例と同様に円板状のコイルの
中心円形孔の一端点Ａより出発して円板の外周で点Ａと
中心Ｏを挾んで反対側の点Ｂへ向けて曲線状に巻線を巻
いて行くことにおいては同じである。しかし第２図のよ
うにハート状ではなく点Ａと点Ｂの中点０′を中心に点
Ａと点Ｂの間の長さを直径とする円形をしていることに
おいて相違する。即ち円板の中心孔の円に外接し円板の
外周に内接する円に沿って巻いたものである。

このようにして第１の実施例と同じように点Ａより出発
して点Ｂを通り点Ａに戻る前述の円形を描いて巻かれる
。ここで点Ａに戻るかわりに僅かにずれた点Ａ、に戻る
。続いて点Ａ１から点Ｂ１を通り点Ａ２へ円形を描いて
戻る。続いて同一の円を描きながら順次僅かずつずれな
がら繰返し巻いて行き一周して出発点のＡに戻ったもの
である。

以上のように中心円形孔に外接し円板の外周に内接する
円を少しずつずらしながら描くようにして繰返し巻かれ
た第２の実施例のコイルは、第１の実施例と同様に円板
状にそしてすべての場所にほぼ同一密度に巻かれたコイ
ルである。

これら実施例はいずれも２極モーターに用いるコイルに
関するものであるが、次に述べるようにすることによっ
て４極、６極ｐ　２　ｎ極等の多極用のコイルも同一原
理にもとづいて形成出来る。

第４図は、実施例１と実質的に同じ構成の４極の偏平な
コイルの実施例を示すものである。この実施例は、図面
に示すように巻線が中心円形孔の点Ａより出発してこれ
より９０°ずれた円板外周端である点Ｂへ向けて連続し
て曲線を描きながら巻かれ、点Ｂにて折り曲げられて点
Ａより１８００すれた中心円形孔の点ＡＩ　（中心円形
上の点で点Ａと反対側の点）に向けて同様の曲線を描き
ながら巻かれて行く。つまり例えばｒ＝にθ十ａ　（こ
の４極の場合はｋの値が実施例１の２極の場合の２倍）
の関係を満足するように点Ａより点Ｂまで巻かれ、点Ｂ
からは同じ関係で逆にθの増加に伴ないｒが減少するよ
うに巻かれて行く。そして点Ａ１に達するＯ 同様にして点Ａ１から９０°ずれた円板外周の点Ｂ１（
点Ｂと反対側の点）へ向けて巻かれ更にここで折曲げら
れて点Ａへ向けて巻かれる。ここで前記各実施例と同じ
ように、実際には僅かにずれた点Ａ２に達するようにす
る。

以上のような巻線を僅かずつずらしながら繰返し巻線を
巻いて行って円板上を一周することによってすべての巻
線が終了する。

このようにして形成されたコイルは、前記各実施例と同
様に円板状に一様に巻線のまかれたコイルである。しか
も図面において上下方向と左右方向が夫々対称になって
おり上下左右がいずれも同一形状に巻かれているので４
極モーターのコイルとして用いられる０ 第５図は、同様の考えを適用しての６極モーターのコイ
ルの実施１例であるＯこの実施例では、中心円形孔の点
Ａより出発して６０°ずれた円板外周の点Ｂへ向けて他
の実施例と類似する曲線（この場合はｋが実施例１の３
倍）にて巻かれ、点Ｂにて折曲げられてから更に６００
ずれた中心円形孔の点ＡＩ　（一点Ａから１２０°ずれ
た点）に向けて巻かれる。続いて同一曲線にて点Ｂ１１
点Ａ２へ向は巻かれ、叉点Ｂ２を点Ａと巻かれて第５図
に示すような巻線形状となる。ここで実際には各実施例
同様にＡより僅かずれたＡ３に達するようにする。

このようにして順次繰返へして巻線を巻いて行き円板上
を一周することによってすべての巻線が巻かれる。

このようにして得られたコイルは、他の実施例同様に円
板のすべての部分において一様に巻線が巻かれていると
共に、６０°毎に同一の形状に巻かおた巻線が繰返され
たものであって、６極用として使用される。

同様にして多極（２ｎ極）のコイルを形成することが可
能である。

以上の各実施例は、すべてｒ＝にθ十ａの関係を満足す
る（第２の実施例は中心円形孔に外接し円板外周に内接
する円）ように巻かれたものであ・るが、必ずしもこの
関係を満足するものでなくとも、中心円形孔の特定点（
図面の点Ａ　、　ＡＩ　、・・・・；・等）から円板外
周の特定点（図面の点Ｂ、Ｂ＋−・・・・・・等）へ向
けて連続した曲線を描いて結ぶようにし、これと同形の
曲線を僅かすつずらしたものであればよい。

更に曲線にて結ぶことなく第６図に示すように微少区間
の直線の屈曲した形状で全体としては、上記各実施例の
曲線と実質上同じような図形（第６図は第１の実施例の
変形例）を描くようなものであれはよい。

又、第７図に示すように五角形状に結線した巻線を僅か
ずつずらして繰返し巻き、−周するようにしたコイルで
も本発明の目的を達成し得るものである。これは五角形
以外の多角形でもよい。いずれの多角形も第１の実施例
のハート形に近似するものが望ましい。

次に第８図は第２図に示す実施例１の変形例である。こ
の実施例のコイルは、点Ａより出発して１８０°はなれ
た点Ｂに更に点Ａに戻るハート形のけ、更に点Ａ、より
出発して点Ｂｌ（点Ｂより点ＡＢ間隔と対応した間隔を
おいた点）へ向け、再び点Ａ、に戻して巻く。ここでも
点Ａ→点Ｂ→点Ａで巻いたと同じ回数だけ同一個所にて
巻線を巻く。同様にして点Ａ２　ｐ点Ｂ２＋点Ａ２間で
巻線を同−回数巻く。これを繰返すことによって円板を
一周せしめてコイルを形成したものである。このように
することによって一定回数の多数回巻かれたハート形の
巻線が空隙をおいて数多く円板の全周にわたって配置さ
れたコイルが形成される。

この実施例のコイルは、部分的に巻線が密であるもの（
ハート状巻線）が多数配置されているが、全体としては
実施例１（第２図）のコイル吉同じ構成をなし、これと
同じ作用効果を奏するものである。

上記の同じ個所で多数回巻いたものを順次ずらして繰返
し配置する方法は、第１の実施例の変形例としてのほか
、第２の実施例や４極の実施例等の変形例として採用す
ることも可能である。

以上説明したように、本発明のコアレスモーター用コイ
ルは、円板の中心円形孔の一点より出発して円板外周の
特定点を通った後に出発点の近傍に戻すことによって形
成される特定の形状を出発点と戻る位置を順次ずらしな
がら繰返し形成するようにして巻線を巻いたものであっ
て、したがって−周して形成された円板状のコイルは、
そのすべての部分においてほぼ同じ巻線形状になってい
て、巻線の占積率が高くトルク発生の効率のよいコイル
である。し′かもトルク発生に寄与しない部分（端接続
の部分）がないのでこの部分に巻線が集中することなく
、中心部から外周辺まですべてが薄く形成し得るので部
分的に特に周辺部において重量が犬になることもなく慣
性による悪影響がない。又第４図、第５図のように巻線
形状を選ぶことによって４極、６極その他多極のコイル
を構成することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコアレスモーター用コイル、第発明の４
極コイルの実施例を示す図、第５図は本発明の６極のコ
イルの実施例を示す図、第６図は第１の実施例の変形例
を示す図、第７図は五角形状に巻いた実施例の概要を示
す図、第８図は第１の実施例の他の変形例を示す図であ
る。 １１・・・コイル、１２・・・巻線 出願人　応研精工株式会社 代理人　向　寛　二

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中心円形孔の一点を出発点として巻き初められ一定角度
   はなれた外周端を端接続を設けることなしに通った後に
   同一の一定角度はなれた前記中心円形孔の一点に戻り再
   び一定角度はなれた外周端へ向かうように繰返し巻かれ
   たコイルで、少なくとも外周端を一度通った後に特定形
   状を形成して出発点の隣接点に戻るように巻かれ、前記
   特定形状を形成しなからかつ一定量ずらしつつ繰返し巻
   かれて円板状に形成された偏平なコアレスモーター用コ
   イル。