(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータの固定子磁極のそれぞれに、Ａ相と逆Ａ相、およびＢ相と逆Ｂ相の巻線を巻回するに際し、
前記Ａ相と逆Ａ相の巻線が巻回される第１の磁極と、Ｂ相と逆Ｂ相の巻線が巻回される第２の磁極とが、前記固定子内に交互に配設されるとともに、該固定子の中心軸を中心に、互いに対向して配設されるそれぞれ２個の該第１および第２の磁極ごとに、その一方の磁極は、前記Ａ相巻線とＢ相巻線が、該磁極のそれぞれの内側に、前記逆Ａ相巻線と逆Ｂ相巻線は、該磁極のそれぞれの外側に巻回され、その他方の磁極は、前記逆Ａ相巻線と逆Ｂ相巻線が、該磁極のそれぞれの内側に、前記Ａ相巻線とＢ相巻線は、該磁極のそれぞれの外側に巻回され、かつ、前記それぞれのＡ相、逆Ａ相、Ｂ相および逆Ｂ相の巻線は、ユニファイラ巻に個別に巻回されることを特徴とするステッピングモータの巻線方法。
【請求項２】
前記Ａ相と逆Ａ相との巻線相互間、およびＢ相と逆Ｂ相との巻線相互間が、絶縁材を介して、よりよく絶縁されることを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータの巻線方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステッピングモータの巻線方法の改良に関し、特に、２相、４相および８相などのステッピングモータの巻線方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば２相ステッピングモータの固定子磁極のそれぞれに巻回されるＡ相と逆Ａ相、およびＢ相と逆Ｂ相の巻線方法は、バイファイラ巻として、巻線機の１つのノズルから、２本の電線を同時に１つの磁極に重ねて巻回し、しかる後、引き出し線を個別に取り出していた。
【０００３】
すなわち、２相８極（全極数が８）のステッピングモータの固定子磁極のそれぞれに、巻線をするための巻線機としては、図５に示すものがある。この巻線機１は、電線を収納する円筒状の電線収納部２の外周面に、互いに１３５゜離れた位置に配設された２個のノズル２，３のそれぞれから、電線収納部２の電線を使用して、Ａ相と逆Ａ相用、およびＢ相と逆Ｂ相用のそれぞれ２本の電線を同時に２つの磁極に重ねて巻回していた。該磁極の巻線が終わると、該巻線機１を９０゜回動し、その位置の磁極を同様に巻線し、これを全体で４回繰り返し、該モータの巻線を完了していた。
【０００４】
前記２相ステッピングモータは、Ａ相、逆Ａ相、Ｂ相および逆Ｂ相の巻線は、バイファイラ巻に巻回されているので、その巻き始め、および巻き終わりの引き出し線は、図６にようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような前記従来の巻線方法にあっては、巻線機の１つのノズル２または３から、２本の電線を同時に１つの磁極に重ねて巻回することにより、該電線にねじれが発生するため、該ノズル２または３を揺動しても整列巻きができなかった。そして、巻回する２本の電線にねじれが発生すると、線間の空間間隔の増大に伴い、巻線の占積率が低下するという問題点があった。
【０００６】
同時に、前記２本の電線は、両者間、例えばＡ相、逆Ａ相間の接触面積が多くなり、巻線時、ノズル側面で傷がつき易く、層間短絡または両者間での短絡が発生するという問題点があった。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その目的は前記問題点を解消し、固定子磁極のそれぞれに巻回される巻線の占積率の向上を図るとともに、同一磁極に巻回される２つの巻線間の短絡を防止するステッピングモータの巻線方法を提案することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、固定子磁極のそれぞれに巻回される巻線の巻き始め、巻き終わりが容易に目視でき、作業性の改善を図ったステッピングモータの巻線方法を提案することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の構成は、ステッピングモータの固定子磁極のそれぞれに、Ａ相と逆Ａ相、およびＢ相と逆Ｂ相の巻線を巻回するに際し、次のとおりである。
【００１０】
（１）  前記Ａ相と逆Ａ相の巻線が巻回される第１の磁極と、Ｂ相と逆Ｂ相の巻線が巻回される第２の磁極とが、前記固定子内に交互に配設されるとともに、該固定子の中心軸を中心に、互いに対向して配設されるそれぞれ２個の該第１および第２の磁極ごとに、その一方の磁極は、前記Ａ相巻線とＢ相巻線が、該磁極のそれぞれの内側に、前記逆Ａ相巻線と逆Ｂ相巻線は、該磁極のそれぞれの外側に巻回され、その他方の磁極は、前記逆Ａ相巻線と逆Ｂ相巻線が、該磁極のそれぞれの内側に、前記Ａ相巻線とＢ相巻線は、該磁極のそれぞれの外側に巻回され、かつ、前記それぞれのＡ相、逆Ａ相、Ｂ相および逆Ｂ相の巻線は、ユニファイラ巻に個別に巻回されることを特徴とする。
【００１１】
（２）  （１）において、前記Ａ相と逆Ａ相との巻線相互間、およびＢ相と逆Ｂ相との巻線相互間が、絶縁材を介して、よりよく絶縁されることを特徴とする。
【００１２】
本発明の方法は、前記のように構成されているので、同一磁極に巻回される２つの巻線、すなわちＡ相と逆Ａ相、およびＢ相と逆Ｂ相の巻線が、ユニファイラ巻に個別に巻回されるので、２つの巻線間の短絡を防止できるとともに、該２つの巻線、Ａ相と逆Ａ相、およびＢ相と逆Ｂ相の巻線の巻回する位置を、巻回する磁極によって、異にしているため、それぞれの巻線、すなわちＡ相、逆Ａ相、Ｂ相および逆Ｂ相の巻線の抵抗値、インダクタンス値などを同一化して、従来の２相ステッピングモータの特性を維持しながら、組立作業性の改善を図っている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
図１は、本発明のステッピングモータの巻線方法の一実施の形態を示す、巻線機により巻線された該モータの固定子の断面図、図２は、図１の巻線に使用される巻線機を示す図、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）および図３（ｄ）は、図１のＡ部、Ｂ部、Ｃ部およびＤ部のそれぞれの巻線拡大断面図である。
【００１４】
図１において、例えば２相８極（全極数が８）ステッピングモータＭの固定子１０は、ケース１１内に嵌着されるとともに、内周面に沿って放射状に等ピッチで配設された８個の磁極Ｐ１ないしＰ８のそれぞれに、卷線Ｗ１ないしＷ８が巻回され、かつ該磁極Ｐ１ないしＰ８の先端に内周方向に沿って、図示省略の複数個の固定子小歯が配設されている。また、該固定子１０には、図示しない回転子が、該固定子の軸心と同心に、軸受によって回動自在に支持されるとともに、外周面に外周方向に沿って複数個の移動子小歯が等ピッチで配設されている。
【００１５】
前記磁極Ｐ１ないしＰ８は、Ａ相と逆Ａ相との２層の巻線Ｗ１，Ｗ３，Ｗ５，Ｗ７が、それぞれ巻回される第１の磁極Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ７と、Ｂ相と逆Ｂ相との２層の巻線Ｗ２，Ｗ４，Ｗ６，Ｗ８が、それぞれ巻回される第２の磁極Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８とからなり、該第１の磁極Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ７と、第２の磁極Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８とが、前記固定子１０内に交互に配設されている。
【００１６】
前記ステッピングモータＭの固定子磁極Ｐ１ないしＰ８のそれぞれに、巻線をするための巻線機５は、電線を収納する円筒状の電線収納部２の外周面に、互いにほぼ同一平面に４５゜，１３５゜，４５゜それぞれ離れた位置に配設された４個のノズル６，７，８，９のそれぞれから、電線収納部２内に収納されている電線を使用して、逆Ｂ相、逆Ａ相、Ｂ相、Ａ相用のそれぞれ１本の電線を同時に、それぞれの磁極の周囲を一方向に移動しながら、４つの磁極Ｐ８，Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５の内側に重ねて巻回する。
【００１７】
該磁極Ｐ８，Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５の巻線が終わると、該巻線機５を反時計方向に９０゜回動し、その位置の磁極の内側に同様に巻線し、次いで、該巻線機５を反時計方向に９０゜回動し、その位置の磁極で、前記内側に巻回された巻線の外側に巻線する。その巻線が終わると、該巻線機５をさらに反時計方向に９０゜回動し、その位置の磁極の内側に巻回された巻線の外側に巻線し、これを全体で４回繰り返し、該モータの巻線を完了する。
【００１８】
これらの磁極Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ７に、Ａ相、逆Ａ相の２層に巻回された巻線Ｗ１，Ｗ３，Ｗ５，Ｗ７の拡大断面図を示すと、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）および図３（ｄ）のとおりである。他方、磁極Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８に、Ｂ相、逆Ｂ相の２層に巻回された巻線Ｗ２，Ｗ４，Ｗ６，Ｗ８も同様である。
この場合、Ａ相、逆Ａ相、Ｂ相および逆Ｂ相の巻線は、ユニファイラ巻に個別に巻回されている。このため、Ａ相、逆Ａ相（またはＢ相、逆Ｂ相）の各巻線は、同図のＥ面のみにおいて、絶縁材、または巻線自体の絶縁材を介して、機械的に接触しているので、相互間の電気的接触はほとんどない。
【００１９】
ここで、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）および図３（ｄ）のように、各Ａ相、逆Ａ相（またはＢ相、逆Ｂ相）の巻線は、電線１本で、前記磁極によって、内側か外側かに巻回されるので、内側か外側かで、その長さが異なる。そのため、その抵抗値とインダクタンスの値も当然異なってくる。しかしながら、従来は、磁極ごとに抵抗値やインダクタンスの値が異なると、モータは正常に動作しないと考えられていたが、関係磁極同士、全体で巻線のバランスをとることができれば、該モータは正常に動作することが実験的に判明された。
【００２０】
本実施の形態における２相ステッピングモータは、Ａ相、逆Ａ相、Ｂ相および逆Ｂ相の巻線は、ユニファイラ巻に個別に巻回されているので、その巻き始め、および巻き終わりの引き出し線は、図４にようになる。
【００２１】
以上の説明のように、本実施例によれば、次に列挙する効果が得られる。
（ａ）固定子のそれぞれの磁極に巻回される２つの巻線、すなわちＡ相と逆Ａ相、およびＢ相と逆Ｂ相の巻線が、ユニファイラ巻に個別に巻回されるので、その巻き始め、巻き終わりが明確に判別できるので、それぞれの抵抗値が簡単に測定できる。また、導通テストなしで、共通線（コモン線）取りができ、色付き電線の必要性がなくなる。
（ｂ）巻回される電線が、巻線機のノズルからそれぞれ独立して、出てくるため、将来の自動化が期待できる。
（ｃ）前記２つの巻線を個別に巻回することにより、前記ノズルの揺動にて整列巻線が可能なため、該巻線の高占積率が狙える。
【００２２】
（ｄ）前記個別に巻回される巻線は、１本ずつの電線で巻くユニファイラ巻のため、前記ノズル幅を細くでき、結果として、固定子鉄心内に巻回数の多い巻線を巻くことができるる。
（ｅ）応用として、超低速シンクロナスモータのようなＡ相、Ｂ相だけの巻線か巻回数を半分にすることができるため、１台あたりの巻線工数が半分になる。
【００２３】
なお、本発明の技術は前記実施の形態における技術に限定されるものではなく、同様な機能を果す他の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記構成の範囲内において種々の変更，付加が可能である。
本実施の形態においては、２相ステッピングモータの巻線方法について説明したが、４相および８相を含む多相ステッピングモータの巻線方法についても、同様に行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のステッピングモータの巻線方法によれば、Ａ相と逆Ａ相の巻線が巻回される第１の磁極と、Ｂ相と逆Ｂ相の巻線が巻回される第２の磁極とが、前記固定子内に交互に配設され、互いに対向して配設されるそれぞれ２個の該第１および第２の磁極ごとに、その一方の磁極は、前記Ａ相巻線とＢ相巻線が、該磁極のそれぞれの内側に、前記逆Ａ相巻線と逆Ｂ相巻線は、該磁極のそれぞれの外側に巻回され、その他方の磁極は、前記逆Ａ相巻線と逆Ｂ相巻線が、該磁極のそれぞれの内側に、前記Ａ相巻線とＢ相巻線は、該磁極のそれぞれの外側に巻回され、かつ、前記それぞれのＡ相、逆Ａ相、Ｂ相および逆Ｂ相の巻線は、ユニファイラ巻に個別に巻回されるので、固定子磁極のそれぞれに巻回される巻線の占積率の向上を図るとともに、同一磁極に巻回される２つの巻線間の短絡を防止することができる。
【００２５】
また、それぞれの巻線、すなわちＡ相、逆Ａ相、Ｂ相および逆Ｂ相の巻線の抵抗値、インダクタンス値などを同一化して、従来の２相ステッピングモータの特性を維持するとともに、固定子磁極のそれぞれに巻回される巻線の巻き始め、巻き終わりが容易に目視でき、組立作業性の改善を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のステッピングモータの巻線方法の一実施の形態を示す、巻線機により巻線された該モータの固定子の断面図である。
【図２】図１の巻線に使用される巻線機を示す正面図である。
【図３】図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）および図３（ｄ）は、図１のＡ部、Ｂ部、Ｃ部およびＤ部のそれぞれの巻線拡大断面図である。
【図４】図１の固定子に巻回された各巻線の巻き始め、および巻き終わりの引き出し線を示す図である。
【図５】従来の巻線機を示す正面図である。
【図６】従来の２相ステッピングモータの固定子に巻回された各巻線の巻き始め、および巻き終わりの引き出し線を示す図である。
【符号の説明】
１０  固定子
Ｍ  ２相ステッピングモータ
Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ７  第１の磁極
Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８  第２の磁極
Ｗ１，Ｗ２，‥‥‥Ｗ８  巻線
【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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