JPH01255458A - 円筒状電機子巻線の巻線方法 - 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、サーボモータの電機子巻線に係り、とくに、
ロボットや各種省力機器の駆動に従来から多用されてき
たＤＣサーボモータに代って最近その適用が増加してい
るブラシレスモータの円筒状電機予巻４１（以下１円筒
巻線」と略する）の巻線方法に関する◎ 〔従来技術〕 従来、ブラシレスモータの制御性能を高めるために、電
機子鉄心の平滑な空隙面に円筒巻線を固着したＮ］お滑
電機子が採用されている。

とくに、巻線占積率を上げるには、第４図に表わすよう
に、モータ各相の回転磁界を発生させる要素となる要素
コイル１〜３を形成するときに、専用の巻き型を作り、
これに巻線を整列させて巻く整列巻線方法を行う。

この場合、モータの駆動を制御するコントローラとの整
合を取るために、第５図に示すように各相要素コイルを
多層にして帯コイル４を成形する。

従来技術においては、第６図の」１程■から■の順に施
工される。すなわち３相モータの場合は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相
の要素コイルを２／３π［ｒａｄ］の電気的位相差を持
たせて並べ、これらを螺旋状にＩｈり曲げ成形した帯コ
イル４を、マンドレル７に巻きつけ円筒巻線を形成する
。次に、各層の端子を直列、並列に接続し、また各相端
子をスター、デルタに接続して平衡電機子巻線を形成す
る。

〔発明が解決しようとする３題〕 このような従来の円筒巻線の巻線方法には以下の通り問
題点がある。

■　多層コイルを重ねてマンドレルに巻きつけ円筒巻線
に成形する従来の方法では、円筒巻線の内側と外側では
周長差が生じるので、巻線常数の設定で巻回数を決める
ときは、円筒の内側の周長により決められる。このため
、第９図に示すように内側のコイル層に対し外側のコイ
ル層は線間に隙間が生じ巻線占積率は低くなり、総合的
な巻線占積率も低下する。

■　従来の巻線方法では、帯コイル４のコイルエンド部
は円筒状巻線の円周長をモータ極対数で除した値のとこ
ろに集中するため、第７図に示すように層が厚くなる。

したがってこの部分を短くするために行なう、折り曲げ
成形の作業が困難である。

さらに、コイルエンド部は第８図に示すように、長くな
るため小形化できない。

〔課題を解決するための手段〕

整列巻きされた多層に重なる要素コイルを任意の数に、
例えば外側分と内側分に分割し、各コイルは巻線占積率
と周長差を考慮し、外側コイルは内側コイルに対し若干
長めにかつ若干大きめの直径の線サイズを使用し作成す
るとともに、各要素コイルを螺旋状に折り曲げて帯コイ
ルを作成し、これを円筒状に成形して、電機子コアの内
周面に当接する外側円筒巻線の内部に内側円筒巻線を嵌
挿し、外側、内側円筒巻線のコイルエンドがある端部は
同一側とし嵌挿するときにこれらのコイルエンド部が重
ならず、外側、内側円筒巻線の起磁力の極性が同方向で
最大起磁力点の位置が同一になるように両円筒巻線をず
らして挿入し、治具のマンドレルを内周面に挿入後、樹
脂含浸して円筒巻線の成形を固定し、マンドレルを抜き
取るようにしている。

〔作　用〕

上記手段による円筒巻線の巻線方法では、■　多層の要
素コイルを任意の数の帯コイルに分は各周長差に応じて
線サイズ（電線直径）をかえて各層要素コイルの巻線占
積率をほぼ一定にしているため、周長ユによる外側、内
側コイルの巻線占積率が同じになり、総合的な巻線占積
率が向上する。

■　各層の帯コイルを分割してそれぞれ円筒状に成形し
て、その周長が大きい順にその内部に次の円筒巻線を挿
入し、それぞれのコイルエンドをずらして重ならないよ
うにしているため、コイルエンド部が短縮して成形でき
、かつ処理行程が容易になる。

〔実施例〕

本発明の実施形態の一例として、３相モータを考え帯コ
イルを外側層と内側層に分割した場合を以下に説明する
。

まず、第４図に示すように各相要素コイル１〜３を外側
分と内側分として作成する。このときは、外側内の各相
要素コイル１〜３に対し、線サイズ（電線直径）の若干
大きいものを使用し、要素コイル長さΩは長めに設定す
る。

次に、外側分と内側分のそれぞれの帯コイル４を、第６
図に表わす手順に添って、円筒巻線に仕上げる。出来上
った外側円筒巻線２０の中に、内側円筒巻線２１を挿入
する。

このとき、各円筒巻線のコイルエンド部は重なり合わな
いようにし、また外側分と内側分の円筒巻線のそれぞれ
の起磁力の極性が同方向で最大起磁力点の位置が同一に
なるようにずらして挿入する。

最後に、各層の端子を直列あるいは並列に接続し、また
各相端子をスターあるいはデルタに接続して・１色高電
機子巻線を形成し、このコイルエンド部を短縮化させる
ためにほぼ９０″内側に折り曲げ、樹脂含浸して円筒巻
線の作成を完了する。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような格段の効果を奏する。

■　総合的な巻線占積率が向上するから、銅損が低減さ
れ、高効率のモータの実現が可能となる。

■　外側分と内側分のそれぞれの円筒巻線のコイルエン
ドをずらして重ならないようにするので、コイルエンド
部を短縮して成形する処理行程が容易になる。従ってモ
ータの軸方向長さを短縮でき、小形のモータが実現が可
能となる。この効果は、第２図の本発明のモータ長Ｌｔ
は第８図の従来例のモータ長Ｌｔ’　に比較し常数が同
じでも、より短小であることは明白である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部を形成する外側円筒巻
線と内側円筒巻線の斜視図、第２図はモータに装填した
ときの側断面図、第３図は外側円筒巻線と内側円筒巻線
の一部正断面図、第４図は各相要素コイルの平面図、第
５図は帯コイルの平面図、第６図は帯コイルから円筒巻
線を形成する作業工程図、第７図ないし第９図は従来例
の説明図である。 １・・・Ｕ相要素コイル、２・・・Ｗ相要素コイル、３
・・・Ｖ相要素コイル、４・・・帯コイル、５・・・巻
き型、６・・・ねじ折りコイル、７・・・マンドレル、
８・・・円筒巻線、９・・・電機子コア、１０・・・フ
レーム、１１・・・界磁永久磁石、１２・・・ロータヨ
ーク、１５・・・シャフト、２０・・・外側円筒巻線、
２１・・・内側円筒巻線。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第７図 第９図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 モータの軸方向長さＬｔ、モータ各相ごとの要素となる
   要素コイルの折り曲げ角をα、モータの極数をＰとした
   ときにその周長が、ほぼ（Ｌｔ／ｃｏｓα）×２Ｐとな
   る多層に重なる要素コイルを電気的位相を持たせて並べ
   た帯コイルを設け、この帯コイルを所要のモータ極数と
   同数の起磁力極数が生じるように螺旋状に折り曲げてヘ
   リカル巻線をつくり、これを円筒状に成形し電機子コア
   の内周面に挿入嵌合してモータの電機子部を形成する巻
   線方法において、 該要素コイルを外側分、内側分の少なくとも２つに分割
   するとともに、外側分の要素コイルは周長差分だけ内側
   分の要素コイルに対し若干長めに、かつ内側分と外側分
   のそれぞれの要素コイルの巻線占積率が同一になるよう
   に設定し、外側分と内側分の要素コイルをそれぞれ螺旋
   状に折り曲げてヘリカル巻線の帯コイルをつくり、これ
   を円筒状に成形した後、 外側分と内側分のコイルエンド端を同一側にし、それぞ
   れのコイルエンド部が重ならないように、かつ外側分と
   内側分の円筒状巻線のそれぞれの起磁力の極性が同方向
   で最大起磁力点の位置が同一になるようにずらせて挿入
   嵌合し、 この円筒状巻線の内部に成形用の治具マンドレルを挿入
   嵌合し、前記コイルエンド部は、円筒の長さ方向に対し
   てほぼ９０°になるように曲げ、この円筒状巻線を含浸
   用樹脂により含浸固定した後にマンドレルを抜き出す ことを特徴とする円筒状電機子巻線の巻線方法。