(57)【要約】【課題】安価でモータ効率を高めるコアレスコイルを提供する。【解決手段】円筒状に成形されたコイルの両端面からコイルの軸に対しスキュー角をもったコイルのスキュー線が、円周方向に最大に変位した点までの長さであるスキュー幅と、コイルの端面からコイルのスキュー線が円周方向に最大に変位した点までの長さであるスキュー長さによって囲まれた円筒面上にある長方形の最短の対角線をなぞって巻回されたコイル線に囲まれた面積よりも面積が増加する方向に変位して成形されている【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状に成形されたコイルの両端面から前記コイルの軸に対しスキュー角をもったコイルのスキュー線が、円周方向に最大に変位した点までの長さであるスキュー幅と、前記コイルの端面から前記コイルのスキュー線が円周方向に最大に変位した点までの長さであるスキュー長さによって囲まれた円筒面上にある長方形の最短の対角線をなぞって巻回されたコイル線に囲まれた面積よりも面積が増加する方向に変位して成形されていることを特徴とするコアレスコイル。
【請求項２】
前記スキュー線は円弧状であることを特徴とする請求項１に記載のコアレスコイル。
【請求項３】
請求項１または２に記載のコアレスコイルを有することを特徴とするモータ。
【請求項４】
円筒状に成形されたコイルの両端面から前記コイルの軸に対しスキュー角をもったコイルのスキュー線が、円周方向に最大に変位した点までの長さであるスキュー幅と、前記コイルの端面から前記コイルのスキュー線が円周方向に最大に変位した点までの長さであるスキュー長さによって囲まれた円筒面上にある長方形の最短の対角線をなぞって巻回されたコイル線に囲まれた面積よりも面積が増加する方向に変位して成形させるステップを備えることを特徴とするコアレスコイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コアレスコイルに関し、特にモータや発電機等に使用するコアレスコイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来コアレスコイルは、図４や図５のように直線で囲まれた菱形や図６のように６角形で巻回されたコイルを平坦に押しつぶして、更に丸めた状態で固められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１９１６０８号公報
【特許文献２】特開２００２−２９１１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コアレスコイルは特許文献１に開示されているような方法で製造されている。また、コイルの形状は特許文献２に記載されているように、平面に囲まれた６角形や菱形などの多角形の芯棒に巻くことによってコイルを成形することが公知である。しかし、芯棒に巻いたコイルを平坦に押しつぶす工程で、芯棒を抜いてから芯棒の軸方向に引っ張りながら押しつぶすことで６角形や菱形がコイルの内側に変形しがちで面積が減少することがある。結果として鎖交磁束が減少してモータの効率が低下する問題がある。
【０００５】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価でモータ効率を高めるコアレスコイルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係わるコアレスコイルは、円筒状に成形されたコイルの両端面からコイルの軸に対しスキュー角をもったコイルのスキュー線が、円周方向に最大に変位した点までの長さであるスキュー幅と、コイルの端面からコイルのスキュー線が円周方向に最大に変位した点までの長さであるスキュー長さによって囲まれた円筒面上にある長方形の最短の対角線をなぞって巻回されたコイル線に囲まれた面積よりも面積が増加する方向に変位して成形されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、安価でモータ効率を高めるコアレスコイルを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係わる菱形巻回コイルを示す図。
【図２】本発明の一実施形態の変形例に係わる六角形巻回コイルを示す図。
【図３】本発明の一実施形態のコアレスコイルの製造工程を示す図。
【図４】コアレスコイルの従来例を示す図。
【図５】コアレスコイルの従来例を示す図。
【図６】コアレスコイルの従来例を示す図。
【図７】本発明の一実施形態におけるスキュー線を示す図。
【図８】本発明の一実施形態のコアレスコイルを使ったモータの例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施形態のコアレスコイルを示す図である。コイル３は例えば熱融着線で巻回される。
【００１１】
図３は、図１に示したコアレスコイルの製造工程を説明する図である。第１工程では、図３（ａ）に示すように断面積が大きくなるように平面を凸側に膨らませた曲面１２ａを有する例えば菱形状の芯棒１２にコイル３ａ（コイル線）が巻回される。なお、芯棒１２は丸棒でも可能である。
【００１２】
次に図３（ｂ）に示すようにガイド板１３をコイル３ａの内部に挿入して、断面菱形状のコイル３ａの角３ｂ，３ｃを矢印Ｂの方向に引っ張って引き延ばすように倒して平坦に押しつぶす。押しつぶした状態で加熱すればコイルの融着剤により図３Ｃに示すように平坦状に固着される。もしくは接着剤を塗布してコイルを平坦状に固着させても良い。
【００１３】
次に、図３（ｄ）に示すように、平坦状に固着されたコイルをピンに巻きつけて丸く成形する。ピンに巻きつけた状態で加圧・加熱をすればコイルの融着剤により図３（ｅ）に示すような円筒形のコアレスコイルを得ることができる。もしくは接着剤を塗布してコイルを円筒状に固着させても良い。
【００１４】
ここで、従来のコアレスコイルでは、図５、図６に示すように、コイルの両端面から延びるスキュー線３ｄが、スキュー線の最大変位位置に対応するスキュー長さＬ１とスキュー幅Ｌ２によって囲まれた円筒面上にある長方形の最短の対角線をなぞるように直線状に形成される。なお、図中θはスキュー角である。この場合、スキュー線３ｄと上記の長方形の２辺により囲まれた面積Ｓは、図７に斜線で示したように、Ｓ＝Ｌ１×Ｌ２÷２となる。これに対し、本実施形態で形成されたコアレスコイルのスキュー線３ｅは円弧状となり、図７に示すように、スキュー線３ｅと上記の長方形の２辺により囲まれた面積Ｓ’は、上記の従来例のコアレスコイルの面積Ｓより大きくなる。これにより、コイルの鎖交磁束が増加して効率のよい円筒形のコアレスコイルを成形できる。
【００１５】
図２は、コイルが巻回される芯棒１２を図３に示す菱形状の断面形状のものから六角形状の断面形状のものに変更して成形したコアレスコイルを示している。この場合も、図１の場合と同様に、スキュー線３ｅと上記の長方形の２辺により囲まれた面積Ｓ’は、従来例の面積Ｓより大きくなり、図１の場合と同様の効果が得られる。
【００１６】
図８は本実施形態のコアレスコイルを使用したコアレスモータ１の断面図である。ロータ１１はシャフト６とコイル３と整流子８からなる。一端が開口した金属製のモータケースの底壁２ａの中心部に円筒状の突起２ｂがモータケース２の内方に向けて伸びている。円筒状の突起２ｂに軟磁性体からなるヨーク５が例えば圧入でモータケースの底壁２ａに対して垂直に固定されている。円周方向に２極に着磁されたマグネット４がヨーク５に固定され、ヨーク５の両側には軸受け７が固定されている。コアレスモータ１はロータ１１のシャフト６が軸受け７に回転自在に支持され、コイル３はモータケース２の内壁とマグネット４の外周面からなる間隙に配置されるようにモータケース２内に収容される。モータケース２の開口側２ｃには整流子８に摺接するブラシ９を有するブラシケース１０がモータケース２の開口側２ｃを塞ぐように取り付けられている。
【符号の説明】
【００１７】
３  コイル
３ｄ，３ｅ  スキュー線
１２  芯棒
１２ａ  曲面
１３  ガイド板
【図７】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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