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JP2003088063A - 直流モーターとそのコイルの巻線方法 - Google Patents

直流モーターとそのコイルの巻線方法

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JP2003088063A
JP2003088063A JP2001266361A JP2001266361A JP2003088063A JP 2003088063 A JP2003088063 A JP 2003088063A JP 2001266361 A JP2001266361 A JP 2001266361A JP 2001266361 A JP2001266361 A JP 2001266361A JP 2003088063 A JP2003088063 A JP 2003088063A
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winding
stator
stator coil
sets
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銀樹 洪
Keisho Ko
慶昇 洪
Sakoku In
佐國 尹
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Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステータコイルの巻き付け作業を簡単に完成
できると共に、巻き付ける過程において磁極片との間に
よる破損や傷を避けることができ、加工上または組立上
において大変簡単便利になる直流モーターとそのコイル
の巻線方法を提供する。 【解決手段】 単一のリード線を供給し、リード線を成
形ポストにおいて予定された巻数で順序に従って巻き付
けることにより、偶数個のコイル組を有するステータコ
イルが形成され、ステータコイルには第一端と第二端が
形成され、ステータコイルの隣合せの二個コイル組のコ
イル巻き付け方向は反対方向になるように形成される直
流モーターのコイルの巻線方法で、偶数個のコイル組を
有するステータコイルは直流モーターの基座においてロ
ーターの永久磁石と対応するように固設され、ステータ
コイルに電流を流すことで生じた磁力によって永久磁石
を有するローターが回転するのを反発することができる
ように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流モーターとそ
のコイルの巻線方法に関するもので、特にモーターのス
テータコイルを簡単に巻き付けることができる直流モー
ターとそのコイルの巻線方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来この種のものにあっては、下記のよ
うなものになっている。
【０００３】図７に示す従来の半径方向巻線方法で形成
された直流モーター（一）のステータ９０にあっては、
ステータ９０の巻線方法は、リード線９０１をもってス
テータ９０に対して巻線を行う前に、リード線９０１の
一端を第一接点Ｖ１にし、リード線９０１は先ず半数の
磁極アーム９０ａ，９０ｂに対して巻線を行い、巻線が
完成した時にリード線９０１を引っ張り出して接点Ｖ０
（即ち、共通接点）にするため、暫く中断しなければな
らず、それ後に残りの半数の磁極アーム９０ｃ，９０ｄ
に対して巻線を行う。全ての磁極アーム９０ａ，９０
ｂ，９０ｃ，９０ｄが巻線を終えた時、リード線９０１
の他端は第三接点Ｖ２に形成されるため、ステータ９０
は前記二組コイルモーターを利用して回路を駆動するこ
とができるため、交番の回転磁界を生じさせることによ
り、ＮＳ磁極を有するローターを駆動することができる
ように構成されている。
【０００４】図８に示す従来の半径方向巻線方法で形成
された直流モーター（二）のステータ９１にあっては、
ステータ９１の巻線方法は、リード線９１１をもってス
テータ９１に対して巻線を行う前に、リード線９１１の
一端を第一接点Ｖ１にし、リード線９１１がステータ９
１の全ての磁極アーム９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ
に対して巻線を終えた時、リード線９１１の他端は第二
接点Ｖ２に形成される。このため、ステータ９１は前記
単一組コイルモーターを利用して回路を駆動することが
できるため、そして単一組コイルにおいて正方向と反対
方向の電流で導通することによって交番の回転磁界を生
じさせるため、ＮＳ磁極を有するローターを駆動するこ
とができるように構成されている。
【０００５】図９に示す本発明の出願人が出願した中華
民国出願番号第８９１０８９７４号の半径方向巻線方法
で形成された直流モーター（三）のステータ９２におい
ては、ステータ９２の巻線方法は、ステータ９２の磁極
アーム９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄを第一リード線
９２１と第二リード線９２２によって同時に巻き付けて
なるもので、このような巻線方法では必要とする巻数の
コイルを１／２巻き付けるだけで、必要とする巻数のス
テータコイル９２に巻き上げることができ、そしてステ
ータ９２はステータとして巻き付けられてから再び二個
または三個の接点を引っ張り出すのを決定し、駆動回路
に連接するように構成されている。
【０００６】図１０に示すアメリカ特許番号第４，９２
２，１６２号「円盤式単相ブラシレスモーター」の従来
の軸方向エアギャップブラシレスモーターの構造にあっ
ては、二組のコイル９３１，９３２は先ず必要とする巻
数のコイルに巻き付けられ、それから適当な装置をもっ
て、例えば、粘着テープまたは粘着剤などによって回路
板９３のステータヨーク９３ａ，９３ｂに結合させる。
二組のコイル９３１，９３２はそれぞれの末梢部９３１
ａ，９３１ｂ，９３２ａ，９３２ｂによって回路板９３
のＶ形凹欠部を貫穿する。末梢部９３１ａ，９３１ｂ，
９３２ａ，９３２ｂは印刷回路板９３の背面の印刷リー
ドパターンに半田付けされることにより、電気的な接続
が形成されるように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の半径方
向巻線方法で形成された直流モーター（一）のステータ
９０については、巻線の過程において途中で中断しなけ
ればならないため、一気に巻き付ける作業を完成するこ
とができないという問題点があった。
【０００８】前述した従来の半径方向巻線方法で形成さ
れた直流モーター（二）のステータ９１については、単
一のリード線で巻線を行うため、必要とするコイルの巻
数に従ってステータ９１の各磁極アーム９１ａ，９１
ｂ，９１ｃ，９１ｄに巻数に等しいコイルを巻き付けな
ければならず、巻線のスピードは一定の極限を有する情
況において、実際としてステータの巻線時間を短縮する
ことができないという問題点があった。
【０００９】前述した従来の半径方向巻線方法で形成さ
れた直流モーター（一，二，三）のステータ９０，９
１，９２について、そのリード線は全てステータの各磁
極アームで巻き付けるように構成されるが、各磁極アー
ムの間の空間は限られているため、巻き付ける作業は極
めて不便になると共に、巻き付けのスピードも極めて制
限される。さらに、リード線そのものには絶縁層が浸漬
塗覆されるため、リード線が巻き付ける過程において磁
極アームとの不当接触によって破損したり傷付けたりす
ることにより、絶縁層は破壊されてコイルがショートに
なるという問題点があった。
【００１０】前述したアメリカ特許番号第４，９２２，
１６２号で開示された軸方向エアギャップブラシレスモ
ーターの構造について、そのコイルには多数の末梢部が
形成されることにより、接続作業の間違いを防止するた
め、慎重に半田付けを行わなければならないという問題
点があった。
【００１１】本発明は、このような問題点に鑑みて発明
したものであって、その目的とするところは、ステータ
コイルの巻き付け作業を比較的簡単に完成すると共に、
巻き付ける過程において磁極片との間による破損や傷を
避けることができる直流モーターとそのコイルの巻線方
法を提供しようとするものである。
【００１２】本発明の第二の目的は、ステータコイルを
簡単に固定することができることにより、加工上または
組立上において大変簡単便利になる直流モーターとその
コイルの巻線方法を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による直流モーターのコイルの巻線方法は、
下記のようになるものである。すなわち、本発明による
直流モーターのコイルの巻線方法は、単一のリード線を
供給し、リード線を成形ポストにおいて予定された巻数
で順序に従って巻き付けることにより、偶数個のコイル
組を有するステータコイルが形成される。ステータコイ
ルには第一端と第二端が形成され、ステータコイルの隣
合せの二個のコイル組のコイル巻き付け方向は反対方向
になるように形成される。
【００１４】また、本発明の直流モーターとそのコイル
の巻線方法は、下記のように構成することもできる。 １．前記単一のリード線をもって偶数個のコイル組を有
するステータコイルを巻き付ける時、同じ方向で同じ巻
数を成形ポストに巻き付け、巻き付け終えてから再び前
記偶数個のコイル組を有するステータコイルを成形ポス
トから取り外し、それからステータコイルの偶数番目を
１８０°回転することにより、偶数個のコイル組を有す
るステータコイルの偶数番目コイルと奇数番目コイルの
コイル巻き付け方向が反対方向になるようにさせる 。 ２．前記単一のリード線をもって偶数個のコイル組を有
するステータコイルを巻き付ける時、同じ方向で同じ巻
数を成形ポストに巻き付け、巻き付け終えてから再び前
記偶数個のコイル組を有するステータコイルを成形ポス
トから取り外し、それからステータコイルの奇数番目を
１８０°回転することにより、偶数個のコイル組を有す
るステータコイルの偶数番目コイルと奇数番目コイルの
コイル巻き付け方向が反対方向になるようにさせる。 ３．基座およびローターにより構成される。前記基座に
は収容室が形成され、収容室の底部には支持部が設けら
れ、基座にはＩＣ制御素子が設けられると共に、基座に
は偶数個のコイル組を有するステータコイルが設けら
れ、ステータコイルは単一のリード線を連続に巻き付け
てなるもので、しかも隣合せの二個コイル組のコイル巻
き付け方向は反対方向になるように形成される。前記ロ
ーターには回転軸が垂設され、回転ローターは回転軸に
よって基座の支持部に回転するように枢着され、ロータ
ーにはＮＳ磁極を有する永久磁石が環設され、ローター
は基座に設けられたステータコイルの各コイル組から生
じた磁界によって回転するように反発される。 ４．前記基座の収容室の周壁には偶数個の固定部材が固
設され、各固定部材は各コイル組が固定するのに用いら
れる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、以
下、図面を参照して説明する。
【００１６】図１，２は本発明の実施例によるステータ
コイル１０の巻線段階一と巻線段階二である。
【００１７】本発明のステータコイル１０は単一のリー
ド線１をもって予定された形状の成形ポスト２に順序に
従って同じ方向で巻き付け（図面から言えば、時計回り
の方向になる）、ステータコイル１０のコイル組の数は
モーターの磁極数の需要に応じて巻き付けられ、そして
偶数個のコイル組１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが巻
き付けられて形成される。各コイル組の巻数は需要性に
応じた所定の同じ巻数に形成される。偶数個のコイル組
を有するステータコイル１０は単一のリード線１によっ
て連続に巻き付け続けてなるもので、そしてステータコ
イル１０には第一端１１と第二端１２が形成される。
【００１８】図３は本実施例のステータコイル１０の巻
線段階三を示す図で、一次連続巻線である偶数個のコイ
ル組１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを有するステータ
コイル１０が巻き付けられた後、ステータコイル１０の
内の奇数番目のコイル組１０ａ，１０ｃまたは偶数番目
のコイル組１０ｂ，１０ｄを１８０°回転する。最良な
実施の形態として、偶数番目（図面から言えば、左側か
ら起算して）に排列されたコイル組１０ｂ，１０ｄを回
転することにより、偶数番目のコイル組１０ｂ，１０ｄ
の巻線方向は奇数番目のコイル組１０ａ，１０ｃとは反
対方向になる。本発明の最良な実施の形態として、偶数
番目のコイル組１０ｂ，１０ｄの巻線方向は逆時計回り
の方向であるため、コイル組１０ｂ，１０ｄの巻線方向
を変えることによってコイル組１０ｂ，１０ｄの電流方
向および磁界の発生方向を変えることができる。
【００１９】図４，５は、本発明を半径方向エアギャッ
プブラシレスモーターに適用した場合の分解斜視図とそ
の平面断面図で、基座３には収容室３１が形成され、収
容室３１の底部には支持部３２が設けられ、支持部３２
によってローター４の回転軸４１が回転するのを支持す
ることができる。ローター４そのものにはＮＳ磁極を有
する永久磁石４２が環設される。基座３の収容室３１を
形成する内周壁または外周壁には複数個の固定部材３３
が固設され、固定部材３３は座ぐりまたは柱からなるこ
とができる。偶数個のコイル組１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１０ｄからなるステータコイル１０はそれぞれ各固
定部材３３に固定され、各コイル組１０ａ，１０ｂ，１
０ｃ，１０ｄとローター４の永久磁石４２が対応になる
ように設置される。これにより、さらにはステータコイ
ル１０の隣合せの二個のコイル組１０ａ，１０ｂまたは
１０ｃ，１０ｄの電流方向および磁界方向が異なるた
め、ステータコイル１０に電流を流した後、各コイル組
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは異なる交番磁界を生
じることができるため、交番磁界が形成した磁力によっ
てローター４の回転軸４１が回転するのを反発すること
ができる。基座３に設けられたホール誘導素子および駆
動回路を構成するＩＣ制御素子によってローター４の永
久磁石４２のＮＳ磁極の変化を検出して信号を出力する
ことにより、ステータコイル１０の各コイル組１０ａ，
１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは交替して電流方向が変えられ
るため、ローター４は回転し続けることができる。
【００２０】図６はも本発明を軸方向エアギャップブラ
シレスモーターに使用した場合の分解斜視図で、基座３
には収容室３１が形成され、収容室３１には支持部３２
が設けられ、支持部３２によってローター４の回転軸４
１が回転するのを支持することができる。ローター４の
頂部にはＮＳ磁極を有する永久磁石４２が環設される。
基座３の収容室３１の底部にはステータヨーク３５と回
路板３６が設けられ、回路板３６には従来のホール誘導
素子および駆動回路などのＩＣ制御素子３４が設けられ
る。ステータヨーク３５には本発明の単一のリード線１
を巻き付けてなる二個のコイル組１０ａ，１０ｂが結合
され、二個のコイル組１０ａ，１０ｂは異なる巻線方向
を有するため、二個のコイル組１０ａ，１０ｂの電流方
向および磁界方向も異なり、二個のコイル組１０ａ，１
０ｂが生じた磁力によってローター４の回転軸４１が回
転するのを反発することができるため、ローター４は回
転し続けることができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、便利に加工し製造する
ことができると共に、巻き付ける作業において不当な接
触で生じた破損や傷によってコイルがショートする問題
を避けることができ、さらに、偶数個のコイル組を有す
るステータコイルを単一のリード線を一気に連続して巻
き付けてなることにより作成でき、ステータコイルが第
一端と第二端しか有していないため、ステータコイルの
接線作業または組立作業においても大変便利になると共
に、誤って接線したりする問題点はなくなるという利点
がある。
【００２２】本発明は、その精神及び必須の特徴事項か
ら逸脱することなく他のやり方で実施することができ
る。従って、本明細書に記載した好ましい実施の形態は
例示的なものであり、限定的なものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による実施例における巻線段階一を示
す図である。
【図２】 本発明の実施例における巻線段階二を示す図
である。
【図３】 本発明の実施例における巻線段階三を示す図
である。
【図４】 本発明を半径方向エアギャップブラシレスモ
ーターに使用した場合を示す分解斜視図である。
【図５】 本発明を半径方向エアギャップブラシレスモ
ーターに使用した場合を示す平面断面図である。
【図６】 本発明を軸方向エアギャップブラシレスモー
ターに使用した場合を示す分解斜視図である。
【図７】 従来の半径方向エアギャップブラシレスモー
ターの構造（一）の平面断面図である。
【図８】 従来の半径方向エアギャップブラシレスモー
ターの構造（二）の平面断面図である。
【図９】 従来の半径方向エアギャップブラシレスモー
ターの構造（三）の平面断面図である。
【図１０】 従来の軸方向エアギャップブラシレスモー
ターの構造の平面断面図である。
【符号の説明】
１ リード線 １１ 第一端 １２ 第二端 １０ ステー
タコイル １０ａ コイル組 １０ｂ コイ
ル組 １０ｃ コイル組 １０ｄ コイ
ル組 ２ ポスト ３ 基座 ３１ 収容室 ３２ 支持部 ３３ 固定部材 ３４ ＩＣ制
御素子 ３５ ステータヨーク ３６ 回路板 ４ ローター ４１ 回転軸 ４２ 永久磁石 ４３ 永久磁
石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 29/00 Ｈ０２Ｋ 29/00 Ｚ Ｆターム(参考） 5H019 AA07 AA10 BB01 BB05 BB14 BB22 CC03 DD01 DD06 DD09 DD10 EE11 GG01 5H603 AA01 AA03 AA09 BB01 BB10 BB12 BB14 CA01 CA05 CB01 CC14 CC15 CC17 CD04 CD21 CE01 5H604 AA08 BB01 BB10 BB13 BB14 CC01 CC05 CC20 5H615 AA01 BB01 BB07 BB14 BB15 PP01 PP02 PP14 PP15 QQ02 QQ19 QQ26 QQ27 SS11 SS17

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 単一のリード線（１）を供給し、リード
    線（１）を成形ポスト（２）において予定された巻数で
    順序に従って巻き付けることにより、偶数個のコイル組
    を有するステータコイル（１０）を形成し、ステータコ
    イル（１０）に第一端（１１）と第二端（１２）とを形
    成し、ステータコイル（１０）の隣合せの二個のコイル
    組のコイル巻き付け方向が相互に反対方向になるように
    形成することを特徴とする直流モーターのコイルの巻線
    方法。
  2. 【請求項２】 前記単一のリード線（１）をもって偶数
    個のコイル組を有するステータコイル（１０）を巻き付
    ける時、同じ方向で同じ巻数を成形ポスト（２）に巻き
    付け、巻き付け終えてから偶数個のコイル組を有するス
    テータコイル（１０）を成形ポスト（２）から取り外
    し、それからステータコイル（１０）の偶数番目のコイ
    ル組を１８０°回転することにより、偶数個のコイル組
    を有するステータコイル（１０）の偶数番目のコイル組
    と奇数番目のコイル組のコイル巻き付け方向が反対方向
    になるようにすることを特徴とする請求項１記載の直流
    モーターのコイルの巻線方法。
  3. 【請求項３】 前記単一のリード線（１）をもって偶数
    個のコイル組を有するステータコイル（１０）を巻き付
    ける時、同じ方向で同じ巻数を成形ポスト（２）に巻き
    付け、巻き付け終えてから偶数番目のコイル組を有する
    ステータコイル（１０）を成形ポスト（２）から取り外
    し、それからステータコイル（１０）の奇数番目のコイ
    ル組を１８０°回転することにより、偶数番目のコイル
    組を有するステータコイル（１０）の偶数番目のコイル
    組と奇数番目のコイル組のコイル巻き付け方向が反対方
    向になるようにすることを特徴とする請求項１記載の直
    流モーターのコイルの巻線方法。
  4. 【請求項４】 基座（３）およびローター（４）により
    構成される直流モーターであって、前記基座（３）には
    収容室（３１）が形成され、収容室（３１）の底部には
    支持部（３２）が設けられ、基座（３）にはＩＣ制御素
    子（３４）が設けられると共に、基座（３）には偶数個
    のコイル組を有するステータコイル（１０）が設けら
    れ、ステータコイル（１０）は単一のリード線を連続に
    巻き付けてなるもので、しかも隣合せの二個のコイル組
    のコイル巻き付け方向は相互に反対方向になるように形
    成され、前記ローター（４）には回転軸（４１）が垂設
    され、回転ローター（４）は回転軸（４１）によって基
    座（３）の支持部（３２）に回転するように枢着され、
    ローター（４）にはＮＳ磁極を有する永久磁石（４２）
    が環設され、ローター（４）は基座（３）に設けられた
    ステータコイル（１０）の各コイル組から生じた磁界に
    よって回転するように反発されることを特徴とする直流
    モーター。
  5. 【請求項５】 前記基座（３）の収容室（３１）の周壁
    には偶数個の固定部材（３３）が固設され、各固定部材
    （３３）は各コイル組が固定するのに用いられることを
    特徴とする請求項４記載の直流モーター。
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