(57)【要約】【課題】コミュテータを備えた電機子の各磁極に巻線される線材が隙間無く巻線され、かつ、コイルエンド部の膨らみの少ない、巻線方法が望まれていた。【解決手段】電機子の磁極に巻線するのに、磁極間をまたがって複数の磁極に巻線する重ね巻きを採用せず、各巻線において、一つの磁極毎に巻線する集中巻を採用した。この際、線材を巻き付ける磁極の両側のスロットに、線材の巻き付け範囲を規制する規制部材を挿入して巻線する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コミュテータを備えた電機子の各磁極に線材を巻線する電機子の集中巻線方法において、巻線する磁極のスロットに、スロット中心線以上に線材が巻線されないように、規制部材をスロット内に収容して巻線することを特徴とする、コミュテータを備えた電機子の集中巻線方法。
【請求項２】
前記、コミュテータを備えた電機子の磁極の数は少なくとも４つ以上であることを特徴とする請求項１に記載のコミュテータを備えた電機子の集中巻線方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電機子の巻線方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コミュテータを備える電機子の磁極への巻線においては、電機子の巻線のコイル開角は、固定子側の磁界を構成する開角に一致させるように巻線がなされていた。すなわち、固定子側の磁界が２極の場合は、コイル開角は、ほぼ１８０度近くとなり、固定子側の磁界が４極の場合は、コイル開角は、ほぼ９０度近くとなる。したがって、巻線は、回転電機子の複数の磁極にまたがって巻線される重ね巻きとして巻線されるのが通常であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な重ね巻きであると、電機子の磁極間のスロットに、コイルの巻線をする際に、すでに巻線されたコイルが巻線すべきスロットの上を覆っているため、その箇所には巻線が出来ず、スロット内に巻線がされない空隙ができてしまう。また、このような巻線方法では、線材間の密着が悪く、線材間の隙間も生じやすい。したがって、所望回数の巻線がされないとともに、電機子の両端部において、既に巻線されたコイルの上を次に巻かれるコイルが重なるため、コイルエンド部が膨らんでしまうという問題があった。
このように、所望の巻数が巻回されないため、所望のモータ特性が得られないとともに、コイルの両端部が膨らんでしまうため軸方向に余分なスペースを取り、コミュテータの取り付け位置が、電機子の端面から遠くなり、モータケースの軸方向の長さが長くなってしまうにも拘わらず、モータの特性には何ら寄与しないことになる。したがって、電機子の各スロットに巻線される線材が隙間無く巻線され、かつ、コイルエンド部の膨らみの少ない巻線方法が望まれていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、コミュテータをそなえた電機子の各磁極に線材を巻線する、電機子の集中巻線方法において、巻線する磁極のスロットに、スロット中心線以上に線材が巻線されないように、巻線規制部材をスロット内に収容して巻線することを特徴とする。
【０００５】
第２の発明は、請求項１において前記コミュテータをそなえた電機子の磁極の数は少なくとも４つ以上であることを特徴とする。
【０００６】
【発明の作用および効果】
第１の発明では、電機子の磁極に巻線するのに、磁極間をまたがって複数の磁極に巻線する重ね巻きを採用せず、各巻線において一つの磁極毎に巻線する集中巻を採用したので、線材は各磁極の周囲に密着して、隙間なく巻線される。さらに、複数のコイルが電機子の両端部で巻き重ならないのでコイルエンドの膨らみを少なくする事が出来る。したがって、コミュテータの固定位置を、電機子の端面の近くにすることができ、電機子を収容するモータケースの軸方向の長さを短くする事が出来る。
【０００７】
なお、本発明は、上記の集中巻きの特徴を発揮させるため、スロットの中心線を境にして、磁極に巻かれる線材がスロット中心線を越えないように、線材の巻き付け範囲を規制する規制部材を、スロットに挿入した状態で、磁極に巻線することを特徴とする。このようにすることで、それぞれの磁極に巻線される線材は、スロットの中心線を越えないようにすることが出来るので、各磁極に均一な巻線をすることが可能になる。
【０００８】
第２の発明では、集中巻きにおいてコミュテータを備えた電機子の磁極の数は少なくとも４つ以上であるとしたので、従来の重ね巻きの問題である電機子の磁極間のスロットに、コイルの巻線をする際に、すでに巻線されたコイルが巻線すべきスロットの土を覆っているため、その箇所には巻線が出来ず、スロット内に巻線がされない空隙ができてしまうことや、このような巻線方法では、線材間の密着が悪く、線材間の隙間も生じやすいという問題を防止できる。さらに、電機子の両端部で複数のコイルが巻き重ならないので、コイルエンドの膨らみを少なくする事が出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の巻線方法を実施するための装置の一構成例として、以下のような巻線構造が示される。
まず電機子（１）の出力軸（２）を回転可能に保持する支持台（３）と、電機子の磁極（４）に線材（１０）を巻き付けるため、磁極の周囲を回転しつつ、その先端から線材を繰り出すフライヤ（５）と、巻線する磁極（４）の両側のスロット（６）に線材を案内するために、スロット開口部（７）近辺に位置するフォーマ（８）と、磁極への巻線時に線材がコミュテータ（９）に接触するのを防ぐ、図示しないコミュテータカバーと、コミュテータ（９）の端子に線材（１０）を係止する場合に、線材（１０）をコミュテータ（９）の端子（１１）に案内する、図示しないコミュテータガイドと、巻線する磁極（４）のスロット（６）に、スロット（６）の中心線以上に線材（１０）が、巻き付けられるのを防止する、規制部材（１２）とからなる。
【００１０】
なお規制部材（１２）は、電機子（１）の下側から、シリンダー（１３）等の駆動機構で、スロット（６）内に収容される構造となっているが、このような構造に限るものではない。
【００１１】
つぎに動作につき説明する。まず、巻線される電機子（１）の出力軸（２）を、垂直方向に立設する支持台（３）の上部のチャック（１４）の挿入穴に挿入し、チャック（１４）外周を覆う円筒部材（１６）が上昇して、チャック（１４）を締めて、出力軸（２）を固定する。
【００１２】
なおこの際、電機子（１）の巻線される磁極（４）のセンターが、フライヤ（５）の回転軸に一致するよう、電機子（１）の周方向の位置を決めておく。
【００１３】
つぎに、巻線される磁極（４）をその両側のスロット開口部（７）を残して、両側面から電機子を覆うフォーマ（８）をシリンダー（１５）等の駆動機構により、電機子（１）に向け移動させ、電機子（１）外周に当接させる。又、フライヤに内包され、フライヤの中心軸上を前後に移動可能な、図示しないセンターフォーマを前進させて、巻線される電機子の磁極の外周に当接させ、両フォーマにより、スロット開口部（７）に線材（１０）が案内されるようにする。
【００１４】
以上の準備ができたら、先端の線材（１０）が図示しないクランプに保持されたフライヤ（５）を前進させて、同じくフライヤ（５）に内包され、フライヤ（５）の中心軸上に出入り可能になっている図示しないコミュテータガイドを前進させるとともに、図示しないコミュテータカバーを上方に移動させて、コミュテータ（９）を露出させる。
【００１５】
この状態で、フライヤ（５）を回転させると、フライヤ先端の線材（１０）が、コミュテータ（９）のＵ字状の端子（１１）に案内される。
【００１６】
この後、図示しないコミュテータガイドを後退させるとともに、図示しないコミュテータカバーを下降させ、さらに巻線する磁極のスロット（６）に電機子（１）の下側から、規制部材（１２）を挿入させて、磁極（４）に対するスロット（６）の外側半分を規制部材（１２）により占有する。
【００１７】
この様な状態から、フライヤ（５）を回転させると、フライヤ（５）先端の線材（１０）は、フォーマ（８）に接触したのちフォーマ（８）の斜面を滑り落ちて、図示しないセンターフォーマが位置する、スロット開口部（７）に案内されて、磁極（４）間のスロット（６）内に巻き落とされる。
【００１８】
所定回数巻線されたら、フォーマ（８）および図示しないセンターフォーマを後退させ、図示しないコミュテータカバーを上昇させて、規制部材（１２）を下降させ、電機子（１）のスロット（６）から外した後、所定角度電機子（１）を回転させ、新たに巻線される磁極（４）をフライヤ（５）に対向させる。
【００１９】
この状態で、再びフォーマ（８）および図示しないセンターフォーマを電機子（１）に当接させ、図示しないコミュテータガイドを前進させ、規制部材（１２）の一方を上昇させてスロット（６）内に収容した後、フライヤ（５）を回転させて、新たな磁極（４）に対応するコミュテータ（９）のＵ字状の端子（１１）に線材（１０）を係止させる。
【００２０】
線材（１０）を係止したら、図示しないコミュテータガイドを後退させ、図示しないコミュテータカバーを下降させて、コミュテータ（９）を覆い、フライヤ（５）を回転させて、新たな磁極（４）に線材（１０）を巻き付ける。
【００２１】
以上の動作を繰り返し、最初に線材（１０）を係止したコミュテータ（９）のＵ字状の端子（１１）に線材（１０）を係止したところで巻線作業を終了する。
【００２２】
このあと、フライヤ（５）先端の線材（１０）を図示しないクランプに保持し、Ｕ字状の端子（１１）と図示しないクランプ間の線材（１０）をカットした後、フォーマ（８）および図示しないセンターフォーマを後退させ、支持台（３）のチャック（１４）を締めている、チャック外周の円筒部材（１６）を下降させて、チャック（１４）による電機子（１）の出力軸（２）の保持を解除し、電機子（１）を支持台（３）から取り外して、あらたな電機子（１）と交換する。
【００２３】
以上の巻線作業において、巻線は、各磁極（４）毎の集中巻きとし、その際、スロット（６）の中心線以上に線材（１０）が巻線されないように、規制部材（１２）をスロット（６）内に収容するので、既に巻線がされたスロット（６）内の線材（１０）に、後から巻線される線材（１０）が干渉する事がなく、さらに最大限の線材（１０）をスロット（６）内に巻線することが出来る。
【００２４】
なお、電機子（１）の磁極（４）の数は、本願の実施例では、磁極数を８としたが、これに限るものではなく、４でも、１２でも、その他の数でも構わない。これらは巻線仕様により、適宜決定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電機子の磁極への巻線状態を示す斜視図
【図２】本発明の電機子の磁極への巻線状態を示す平面図
【図３】本発明の電機子の磁極への巻線の結線図
【図４】従来の電機子の磁極への巻線状態を示す斜視図
【図５】従来の電機子の磁極への巻線の結線図
【符号の説明】
１  電機子
２  出力軸
３  支持台
４  磁極
５  フライヤ
６  スロット
７  スロット開口部
８  フォーマ
９  コミュテータ
１０  線材
１１  端子
１２  規制部材
１３  シリンダー
１４  チャック
１５  シリンダー
１６  円筒部材
【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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