(57)【要約】【課題】平角線１のエッジワイズ巻きのコイルを連続して２個一式巻回する界磁コイル３の巻線方法において、その連結部３２に変形や歪を生ずることなく、その同じ界磁コイル３の組合せにて多極式直流モータに適用可能な界磁コイル３を得る、簡単な構造で、生産性の高い界磁コイルの製造方法を提供すること。【解決手段】平角線１をコイル２個分巻回するに要する展開長に切断し、各自由端に所要の張力を付与しつつ、同時に所望の界磁コイル形状に巻回する、互いに離接し、移動可能な巻芯２により界磁コイル３を巻回させる巻芯２を用いて、両自由端から同時に、同回転方向に、かつ同回転速度にて巻回することにより、変形や歪の少ない界磁コイル３を製造し、同じ界磁コイル３を２式準備して、所定のコイル端末３１を接合、組合せることにより、多極式直流モータに適用可能とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平角線をコイル2個分巻回に要する展開長に切断し、各自由端に所要の張力を付与しつつ同時に所望の界磁コイル形状に巻芯によって巻回させる界磁コイルの製造方法において、
前記各自由端から同時に巻回することを特徴とする界磁コイルの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の界磁コイルの製造方法において、
前記各自由端から同じ回転方向に巻回することを特徴とする界磁コイルの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の界磁コイルの製造方法において、
２つの巻芯は常に中央部より外側方向に張力が付与され、巻回が進むにつれ逐次前記巻芯が中央部に移動することを特徴とする界磁コイルの製造方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の界磁コイルの製造方法において、
２つの巻芯のうち、一方の巻芯は移動せず、他方の巻芯のみが外側方向に張力が付与され、巻回が進むにつれ逐次中央部に移動することを特徴とする界磁コイルの製造方法。
【請求項５】
請求項２に記載の界磁コイルの製造方法において、
製造した同一の前記界磁コイルを２式準備し、コイル端末と接合部材を用い接合するとき、コイル側端の前記コイル端末同士を隣接し、接合することを特徴とする界磁コイルの製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の界磁コイルの製造方法により製造した界磁コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平角線を巻回して構成する界磁コイルの製造方法及び界磁コイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
〔従来の技術〕
従来、平角線を幅方向を対向させて軸方向に巻くエッジワイズ巻きコイルにおいて、平角線をコイル２個分巻回に要する展開長に切断し、この切断した平角線の中央部を支持して各自由端を同方向に折り返し折曲してのち、この平角線に対し上記中央部において所要の張力を付与しつつ、上記各自由端を所望の界磁コイル形状に巻回させるようにして成形する巻線方法が特許文献１に紹介されている。
【０００３】
〔従来技術の不具合〕
しかしながら、この巻線方法では以下のような問題点があった。まず、中央部を支持し、折り返しが必要なので、二つのコイル連結部に円柱受けの形状が残り、巻回後所望形状に修正する必要が生じ、修正するのにもこの連結部の円柱受け部に応力集中による変形・歪等が発生しやすいので、所望形状に修正がしにくいという問題がある。また、巻回工程についてみても、まず平角線を中央で折り曲げ、続いて円柱が移動して張力を付与し、２個のコイルを同時に巻回するという工程を経て成形されるので、複雑な工程となって、生産性の悪化や巻線装置の信頼性低下につながる懸念がある。
【０００４】
また、界磁コイル自体についてみると、二つのコイルを逆方向に巻回しているため、４極式直流モータにおいては、この界磁コイルの両側に１極用の界磁コイルを接合する必要があり、複数の巻線装置が必要となり、作業に要する時間も長くなって、生産性が落ちるという問題点がある。
【特許文献１】特開昭５８−６３０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
所望の形状に、平角線のエッジワイズ巻きコイルを連続して２個分巻回する巻線方法において、二つのコイル連結部を変形させず、簡単な工程で巻回可能な界磁コイルの製造方法が望まれており、また、その界磁コイルがそのまま４極式直流モータに使える界磁コイルを製造する簡単な構造の巻線装置と、生産性の高い製造方法の実現が強く望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、平角線のエッジワイズ巻の連続する所望の形状の界磁コイルを製造する、簡単な構造で、生産性の高い界磁コイルの製造方法及び界磁コイルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔請求項１の手段〕
本発明では、平角線をコイル2個分巻回に要する展開長に切断し、各自由端に所要の張力を付与しつつ同時に所望の界磁コイル形状に巻芯によって巻回させる界磁コイルの製造方法において、各自由端から同時に巻回することを特徴とする界磁コイルの製造方法を採用している。
この方法によれば、各自由端に所要の張力を付与しつつ同時に界磁コイル形状に巻回するので、平角線を中央で折り曲げる必要がなく、簡単な工程になる。また、連結部に応力集中による変形・歪等は発生しないので所望形状への修正は容易、もしくは修正が不要となり生産性が向上する。
【０００８】
〔請求項２の手段〕
請求項１に記載の界磁コイルの製造方法において、各自由端から同じ回転方向に巻回することを特徴とする界磁コイルの製造方法を採用している。
この方法によれば、コイル端末に電流を流したとき、連続する右回転コイルと左回転コイルができる。よって、二つのコイル端末を接合すれば、同じ界磁コイルを使用し多極式直流モータの界磁コイルが簡単に得られる。
【０００９】
〔請求項３の手段〕
請求項１または２に記載の界磁コイルの製造方法において、２つの巻芯は常に中央部より外側方向に張力が付与され、巻回が進むにつれ逐次巻芯が中央部に移動することを特徴とする製造方法を採用している。
この方法によれば、両側界磁コイルは常に均等に所要の張力を受けるため、両側の界磁コイルは同じ形状になる。
【００１０】
〔請求項４の手段〕
請求項１または２に記載の界磁コイルの製造方法において、２つの巻芯のうち、一方の巻芯は移動せず、他方の巻芯のみが外側方向に張力が付与され、巻回が進むにつれ逐次中央部に移動することを特徴とする界磁コイルの製造方法を採用している。
この方法によれば、巻回装置は片側のみ移動するため、巻回装置が簡単な構造で済む。
【００１１】
〔請求項５の手段〕
請求項２に記載の界磁コイルの製造方法において、製造した同一の界磁コイルを２式準備し、コイル端末と接合部材を用い接合するとき、コイル側端のコイル端末同士を隣接し、接合することを特徴とする界磁コイルの製造方法を採用している。
この方法によれば、多極式直流モータの界磁コイルが簡単に得られる。
【００１２】
〔請求項６の手段〕
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の界磁コイルの製造方法により製造したので、構成が簡単となって、生産性が上がり、廉価な界磁コイルを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の最良の実施形態を、図に示す実施例１とともに説明する。
【実施例１】
【００１４】
〔実施例１の構成〕
図１は、本発明の実施例１における界磁コイル３の製造工程を順次示すものである。同図（ａ）において、所要の展開長に切断された平角線１が、その自由端を、図示しない巻回装置の巻芯２に当接され、巻始め状態を構成している。巻芯２は、その断面形状と寸法が略同等な二つの対をなすもので、図中左右に所定の初期間隔を維持して構成されている。また、左右の巻芯２は、それぞれに図示しないクランプ機構を有し、平角線１の自由端を保持するとともに、左右（正逆）に同速度にて回転（自転）でき、同時に張力を発生させながら互いに離接する移動機構（図示せず）を有している。
【００１５】
次に、同図（ｂ）は、巻芯２が、２分の１回転すなわち１８０度回転したときの巻回工程を示している。巻芯２には張力が発生する構成となっているので、平角線１は中心部から引っ張られて自由端は巻芯２に密着して巻回される。このとき、図中左側の巻芯２は右回転で、図中右側の巻芯２は左回転である理由から異方向回転巻きと称し、同方向回転巻きと区別する。したがって、同方向回転巻きとは、左右の巻芯２が同じ右回転または左回転である場合を言う。
【００１６】
さらに巻回が進み四分の三回転すると、同図（ｃ）に示すように、一巻コイルが出来上がる。ここで注目するのは、一巻コイルを形成する自由端が、まだ巻回されていない平角線１と交差する位置であり、平角線１の手前側に位置する場合と、向う側に位置する場合がある。この手前側と向う側の違いが左右の巻芯２間で生じると、成形される二つのコイルは連結部３２を構成する平角線１の異なる側（対向して）に並ぶ形の対向配置の界磁コイル３になり、一方左右の巻芯２間で同じ側に位置すれば、成形される二つのコイルは連結部３２を構成する平角線１の同じ側に並ぶ形の整列配置の界磁コイル３となる。図示例では、左右の自由端は異なる側に形成されているので、成形されるコイルは対向配置の界磁コイル３になる（同図（ｇ）参照）。
【００１７】
さらに巻回が進み、一回転すると、同図（ｄ）に示すような巻き上がりコイルが出来上がり、左右の巻芯２は互いに接近してくる。
そして、所定の巻回転を経て巻終わり状態の成形されたコイルが、同図（ｅ）に示すように出来上がる。二つの連続したコイルの連結部３２は、常に張力が作用しているので変形や歪等は発生せず真直ぐな形状を有している。
【００１８】
そして、巻芯２から取り外し、二つの連続したコイルの連結部３２を所望の形状に折り曲げれば、同図（ｆ）の正面図に示すような界磁コイル３が出来上がる。この界磁コイル３には、平角線１の各自由端がコイル端末３１を構成し、左右コイルの連結部３２は渡り線と呼ぶこともあり、電流の通電を担う。
【００１９】
また、同図（ｇ）は界磁コイル３の平面図を示し、同図（ｇ）で示すように界磁コイル３の二つのコイルは対向配置であることが分かる。
また、この実施例１で構成される界磁コイル３のコイル端末３１に通電させると、二つのコイルに発生する磁極は、同じ向きのものとなる。
【００２０】
〔実施例１の効果〕
本実施例では、平角線１をコイル2個分巻回に要する展開長に切断し、各自由端に所要の張力を付与しつつ同時に所望のコイル形状に巻回させる界磁コイル３の製造方法において、両コイル端から同時に巻回することを特徴とする界磁コイル３の製造方法を採用している。この方法によれば、各自由端に所要の張力を付与しつつ同時に界磁コイル３形状に巻回するので、従来例にあったように平角線１を中央で折り曲げる必要がなく、簡単な工程になる。また、連結部３２に応力集中による変形・歪等は発生しないので所望形状への修正は容易、もしくは修正が不要となり生産性が向上する。
【００２１】
２つの巻芯は常に中央部より外側方向に張力が付与され、巻回が進むにつれ逐次巻回装置が中央部に移動することを特徴とする製造方法を採用している。
この方法によれば、界磁コイル３は常に均等に所要の張力を受けるため、右と左の両コイルは同じ形状になる。
【実施例２】
【００２２】
〔実施例２の構成〕
図２は、本発明の実施例２における界磁コイル３の製造工程を順次示すものであり、実施例１における製造工程と同様な工程で構成されている。実施例１における界磁コイル３の製造工程と主に異なるのは、同図（ｂ）において、図中左側の巻芯２は左回転で、図中右側の巻芯２も左回転である同方向回転巻きとする点である。また、同図（ｃ）に示すように、界磁コイル３の配列パターンを決める左右の自由端の交差位置は実施例１と同じであって、実施例１と同様対向配置を構成する（同図（ｇ）参照）。
【００２３】
さらに巻回が進み、一回転すると、同図（ｄ）に示すような巻き上がりコイルが出来上がる。左右二つの巻芯２は張力を発生させながら互いに接近し、左右の巻芯２の巻方向が同じゆえに、平角線１は中心部から外側に自身の巻き張力を発生させ、さらに巻き締めがされている。
【００２４】
そして、所定の巻回転を経て巻終わり状態の成形されたコイルが、同図（ｅ）に示すように出来上がる。二つの連続したコイルの連結部３２は、常に張力が作用しているので変形や歪等は発生せず真直ぐな形状を有している。
そして、巻芯２から取り外し、二つの連続したコイルの連結部３２を所望の形状に折り曲げれば、同図（ｆ）の正面図に示すような界磁コイル３が出来上がる。この界磁コイル３では、平角線１の各自由端がコイル端末３１を構成し、左右コイルの連結部３２は渡り線と呼ぶこともあり、電流の通電を担う。
【００２５】
また、同図（ｇ）は界磁コイル３の平面図を示し、同図（ｇ）で示すように界磁コイル３の二つのコイルは対向配置で構成されている。
また、この実施例２で構成される界磁コイル３のコイル端末３１に通電させると、二つのコイルに発生する磁極は、異なった向きのものとなる。
【００２６】
〔実施例２の効果〕
二つの巻回装置は常に中央部より外側方向に張力が付与され、巻回が進むにつれ逐次巻回装置が中央部に移動することを特徴とする製造方法を採用している。
この方法によれば、両界磁コイル３は常に均等に所要の張力を受けるため、両側の界磁コイル３は同じ形状になる。
また、各自由端から同じ回転方向に巻回することを特徴とする界磁コイル３の製造方法を採用している。この方法によれば、コイル端末３１に電流を流したとき、連続する右回転コイルと左回転コイルができる。よって、二つのコイル端末３１を接合すれば、同じ界磁コイル３を使用し多極式直流モータの界磁コイル３が簡単に得られる。
【実施例３】
【００２７】
〔実施例３の構成〕
図３は、本発明の実施例３における連続する界磁コイルを示すもので、（ａ）は連続する界磁コイル３の平面図であり、（ｂ）は正面図である。
図３（ｂ）において、界磁コイル３は、先に説明した実施例２の製造方法において製造した界磁コイル３であるが、これを２式準備して、それぞれが互いに裏返した形にて配置し、隣り合ったコイル端末３１を接合部材４を用いて半田付けもしくはフュージング等の手段によって強固に、かつ接合部材４や口出線に変形や歪が生じないように接合したものである。
図３（ａ）はこの連続する界磁コイルを上から見た場合の配置を示すが、対向配置を有する界磁コイル３が二連につながって配設されている構成を示している。
【００２８】
このように形成された連続する界磁コイル３を、図３（ａ）に示す二点鎖線のように連続する界磁コイルの上方が内側になるように丸めて円筒状に構成すると、直流モータの円筒ヨークに組付けできる円筒状の界磁コイル３が完成できる。
この円筒状の界磁コイル３は実施例２で説明したように、通電時に異なる向きの磁極を構成する界磁コイル３を採用し連結、接合したものであるから、４つの磁極はそれぞれ異なる向きのものとなる。
【００２９】
〔実施例３の効果〕
製造した同一の界磁コイル３を２式準備し、コイル端末３１を接合部材４を用い接合するとき、コイル側端のコイル端末３１同士を隣接し、接合することを特徴とする界磁コイル３の製造方法を採用している。この方法によれば、多極式直流モータの界磁コイル３が簡単に得られる。
【実施例４】
【００３０】
〔実施例４の構成〕
図４は、本発明の実施例４における連続する界磁コイル３を示すもので、（ａ）は連続する界磁コイル３の平面図であり、（ｂ）は正面図である。
実施例４が実施例３と異なるのは、実施例３が採用する界磁コイル３は、実施例２で製造された界磁コイル３であって、例えて言えば、左右の巻芯２が同回転方向で、自由端の交差位置が反対側となる対向配置の製造方法で製造された界磁コイル３であるのに対し、実施例４の界磁コイル３は、例えて言うならば、左右の巻芯２が同回転方向で、自由端の交差位置が同じ側となる整列配置の製造方法で製造された界磁コイル３である。図４（ｂ）に示す２式の界磁コイル３がこの製造方法によるもので、同様にこの界磁コイル３を通電させると、異なる向きの磁極が発生するものである。
【００３１】
図４（ｂ）において、同一の界磁コイル３を２式準備して、先に説明した実施例２の製造方法において製造した界磁コイル３のように、それぞれが互いに裏返した形にて配置し、隣り合ったコイル端末３１を接合部材４を用いて半田付けもしくはフュージング等の手段によって強固に、かつ接合部材４やコイル端末に変形や歪が生じないように接合したものである。
図４（ａ）はこの連続する界磁コイル３を上から見た場合の配置を示すが、整列配置を有する界磁コイル３が横一線に整列して配設されている構成を示している。
【００３２】
このように形成された連続する界磁コイル３を、図４（ａ）に示す二点鎖線のように連続する界磁コイル３の上方が内側になるように丸めて円筒状に構成すると、直流モータの円筒ヨークに接合できる円筒状の界磁コイル３が完成できる。
この円筒状の界磁コイル３は上記で説明したように、通電時に異なる向きの磁極を構成する界磁コイルを採用し連結、接合したものであるから、４つの磁極はそれぞれ異なる向きのものである。
【００３３】
〔実施例４の効果〕
同一の界磁コイル３を２式準備し、コイル端末３１を接合部材４を用い接合するとき、コイル側端のコイル端末３１同士を隣接し、接合することを特徴とする界磁コイルの製造方法を採用している。この方法によれば、多極式直流モータの界磁コイルが簡単に得られる。
【００３４】
〔他の実施例の構成〕
図５は、本発明の他の実施例における界磁コイル３の製造工程を順次示すものである。他の実施例が前記の実施例１または２と異なるのは、二つの巻芯２の移動方法に違いがある。以下図５の製造工程に従って説明する。
【００３５】
同図（ａ）において、所要の展開長に切断された平角線１が、その自由端を、図示しない巻回装置の巻芯２に当接され、巻始め状態を構成している。巻芯２は、その断面形状と寸法が略同等な二つの対をなすもので、図中左右に所定の初期間隔を維持して構成されている。また、左右の巻芯２は、それぞれに図示しないクランプ機構を有し、平角線１の自由端を保持するとともに、左右（正逆）に同速度にて回転（自転）でき、一方の巻芯２は移動せず、他方の巻芯２のみが外側方向に張力が付与され、巻回が進むにつれ逐次中央部に移動する構成を有している。
【００３６】
次に、同図（ｂ）は、図中左側の巻芯がその位置を固定され、右側の巻芯２が移動する構成で、ともに同方向回転で巻回しており、巻芯２が丁度二分の一回転すなわち１８０度回転したときの巻回工程を示している。巻芯２には張力が発生する構成となっているので、平角線１は中心部から引っ張られて自由端は巻芯２に密着して巻回され、右側の巻芯２が移動して左側に接近している。
【００３７】
さらに巻回が進み四分の三回転すると、同図（ｃ）に示すように、一巻コイルが出来上がる。左右の自由端は異なる側に形成されているので、成形されるコイルは対向配置に連結したコイルになる（同図（ｇ）参照）。
【００３８】
さらに巻回が進み、一回転すると、同図（ｄ）に示すような巻き上がりコイルが出来上がり、右側の巻芯２はさらに左側に接近する。この接近する速さは、実施例１または２の両端移動型に比べ、巻芯２の回転速度が変わらなければ約２倍の速さで接近する必要があり、移動機構の構成変更が必要である。
【００３９】
そして、所定の巻回転を経て巻終わり状態の成形コイルが、同図（ｅ）に示すように出来上がる。二つの連続したコイルの連結部３２は、常に張力が作用しているので変形や歪等は発生せず真直ぐな形状を有している。
【００４０】
そして、巻芯２から取り外し、二つの連続したコイルの連結部３２を所望の形状に折り曲げれば、同図（ｆ）の正面図に示すような界磁コイル３が出来上がる。この界磁コイル３では、平角線１の各自由端がコイル端末３１を構成するとともに、左右コイルの連結部３２は渡り線と呼ぶこともあり、電流の通電を担う。
【００４１】
また、同図（ｇ）は界磁コイル３の平面図を示し、同図（ｇ）で示すように界磁コイル３の二つのコイルは対向配置であることが分かる。
また、この構成よりなる界磁コイル３のコイル端末３１に通電させると、二つのコイルに発生する磁極は、異なる向きのものとなる。
【００４２】
〔他の実施例の効果〕
一方の巻芯２は移動せず、他方の巻芯２のみが外側方向に張力が付与され、巻回が進むにつれ逐次中央側に移動することを特徴する製造方法を採用している。
この方法によれば、巻芯２は一方のみ移動するため、巻回が簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】界磁コイルの製造工程図であり、（ａ）はコイル巻始め状態を、（ｂ）は二分の一巻回状態を、（ｃ）は四分の三巻回状態を、（ｄ）は一回転の巻回状態を、（ｅ）は巻終り状態を、（ｆ）は連結部を折曲げ加工した界磁コイルの正面図であり、（ｇ）は同平面図である（実施例１）。
【図２】界磁コイルの製造工程図であり、（ａ）はコイル巻始め状態を、（ｂ）は二分の一巻回状態を、（ｃ）は四分の三巻回状態を、（ｄ）は一回転の巻回状態を、（ｅ）は巻終り状態を、（ｆ）は連結部を折曲げ加工した界磁コイルの正面図であり、（ｇ）は同平面図である（実施例２）。
【図３】（ａ）は界磁コイルの平面図であり、（ｂ）は同じく正面図である（実施例３）。
【図４】（ａ）は界磁コイルの平面図であり、（ｂ）は同じく正面図である（実施例４）。
【図５】界磁コイルの製造工程図であり、（ａ）はコイル巻始め状態を、（ｂ）は二分の一巻回状態を、（ｃ）は四分の三巻回状態を、（ｄ）は一回転の巻回状態を、（ｅ）は巻終り状態を、（ｆ）は連結部を折曲げ加工した界磁コイルの正面図であり、（ｇ）は同平面図である（他の実施例）。
【符号の説明】
【００４４】
１      平角線
２      巻芯
３      界磁コイル
３１    コイル端末
３２    連結部（渡り線）
４      接合部材
【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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