JPS5918941B2 - 軸方向空隙型電動機に使用される電機子コイルの製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軸方向空隙型の電動機に使用して極めて有効
な電機子コイルの製造装置に関するものである。

上記した電動機には整流子型と無刷子型（半導体電動機
）があるが、いずれの電動機においても、電機子コイル
は扇型でしかも偏平に構成される必要がある。

この為に出力トルクに有効な径方向の直線部の導体の有
効長がみじかくなる欠点がある。

本体の径の小さいものを作る場合には、上記した有効長
が特にみじかくなって出力トルクの減少、効率の劣化を
招く欠点がある。

本発明装置により作られた電機子コイルは、上記した欠
点を除去するとともに次に述べるいくつかの特徴を有す
るものである。

即ち第１に外周部が庇状に直角方向に突出しているので
、円板状の電機子及び電機子コイルの機械的強度を著し
く強化することができる特徴がある。

第２に本体の径を小さくしても出力トルクを大きくする
ことができる。

第３に電機子の径を比較的小さくできるのでダイナミッ
クバランスをとることが容易となる。

特に低速の電動機の場合には、電機子に磁心がないこと
もあって、バランスをとる必要がなくなる特徴がある。

第４に電機子コイルの外周部の導体をみじかく構成する
こともできるので銅損が減少して効率が向上する特徴が
ある。

第５に大きい出力の電動機の場合には、電機子の径が大
きくなって力学的慣性が増大するが、本発明による電機
子コイルは外周までの径が小さくなるので慣性の減少に
効果がある。

第６に後述するように極めて量産性があり、従って廉価
にしかも大量に作ることのできる特徴がある。

上述した諸特徴を理解する為に、本発明による電機子コ
イルを利用する例として、特別に構成された整流子型電
動機の説明をする。

本例の電動機は、重ね巻きなので効率が良好で、しかも
円板状の電機子コイルが重畳しないで配設されている。

従ってプラスチック成型、特にインジェクション成型に
より、電機子を量産できる特徴を有するもので、本発明
による電機子コイルの量産性のあることを併せて考える
と、極めて有効な技術的手段を供与できるものである。

又本発明による電機子コイルは、電機子の径が小さく構
成できるので、軸方向空隙型の電動機の偏平であること
とともに、本体の小型軽量化に有効な手段を得ることが
できるものである。

第１図において、軟鋼板をプレス加工により成型した円
筒形の筐体１の下面には、円板状の軟鋼板５が圧入され
て固定されている。

筐体１及び円板５には軸承３，４が固定され、軸承３，
４には回転軸２が支承されている。

円板５には円環状のフェライトマグネット６が貼着して
固定されている。

第２図に界磁磁石となるべきマグネット６が示されてい
る。

これには９０度の開角のＮ、Ｓ極が交互に配設されてい
る。

記号６−１ 、６−２ 。６−３．６−４は、Ｎ、Ｓ磁
極を示すものである。

第１図に戻り、回転軸２には一体にモールドされた電機
子７及び整流子８が固定されている。

マグネット６の内部の空孔にはプラスチック円筒９が嵌
着され、その内面には刷子１０の基部が固定されている
。

又電機子７の円周部は下方に若干突出しているが、この
理由については後述する。

第３図にかかる電機子の詳細が示されている。

図に示すように３個の電機子コイルが埋設してモールド
されている。

円周部？ａ（第１図示）は若干だけ高くなっている。

これは強度を増加する為にも役立つものである。

第３図に示すように、電機子コイルは扇形で、重畳する
ことなく配設されている。

各電機子コイル１２，１３，１４は同一の形状でトルク
に有効な導体部１２ａ、１２ｂの巾は９０度で、界磁磁
極中と同一となっていることが特徴である。

電機子コイルは細線を２００ターン位枠巻きして、加熱
固化して量産することができる。

電機子コイルの厚さは２ミリメートル位なので、電機子
７もほぼ同程度の厚さである。

従って界磁の存在する空隙長が小さく設計でき高い効率
の得られる特徴がある。

電機子コイル１２ 、１３゜１４は１２０度の開角で等
しいピッチで配設されている。

かかる配設は周知の３極電動機を軸方向空隙型とするこ
とにより容易に得られるものであるが、この場合には界
磁磁極の巾が１８０度なので逆トルクが混入して著しく
効率を劣化し、実用性を失なうものである。

従って一般に慣用されている重ね巻きの電機子コイルと
する必要がある。

かかる手段によると効率は向上するが少なくとも２個の
電機子コイルが重畳することになるので、その分だけ電
機子７の厚みを増大し、従って磁界が減少し、又電機子
を円板状にプラスチック成型することが困難となり、量
産性を失なう欠点がある。

本例の電動機は、かかる欠点を完全に除去できるもので
ある。

第３図において出力トルクに有効な導体部は記号１２ａ
、１２ｂで示す部分のみである。

コイルは偏平に巻かれる必要があるので、コイルの巾は
必然的に増大する。

従って上記した導体部１２ａ 、 １２ｂの有効長がみ
じかくなり、従ってトルクを大きくすること及び効率の
向上に限界がある。

電機子７の外径が小さくなると、即ち本体の径の小さい
小出力の電動機の場合には、上述した欠点は倍加される
ものである。

本発明装置による電機子コイルは、上記した欠点を除去
するとともに他のいくつかの効果を併せ有するものであ
る。

次に第１図の電動機の回転原理につき、第４図の展開図
を用いて説明する。

第４図において記号６−１ 、６−２ 、・・・・・・
は界磁磁極で、慣用されている４極重ね巻きの場合には
、磁極６−１．６−２の磁界下にある電機子コイルは記
号１２，１４ａ。

１３となるもので、各コイルの端子は重ね巻きの手順に
従って対応する整流子片に接続されるものである。

上述した例は重ね巻きのもつとも単純なもので、整流子
片の開角は界磁磁極６−１．６−２、・・・・・・の開
角の２／３となっている。

従って必ず図示のようにコイルが２層に重畳する。

コイル数を増加すると更に３層、４層に重畳することは
明らかである。

しかし電機子コイル１４ａを右に１８０度だけ移動して
電機子コイル１４の位置としても出力トルクの方向に変
更はないので、重ね巻きの電動機として回転する筈であ
る。

このとき勿論磁極６−３．６−４の界磁下にある慣用さ
れている重ね巻きの電機子コイルは除去されるものであ
る。

電機子コイル１２，１３，１４のトルクに関与する導体
部の開角は、磁極中と等しく９０度で、各コイルは１２
０度はなれて等しいピッチで配設されている。

従って第３図のような扇形のコイルの配列となるもので
ある。

重ね巻きなので電機子コイル１２の巻き終り端子２２ｂ
は、電機子コイル１４の巻き始め端子２４ａに接続され
、電機子コイル１４の巻き終り端子２４ｂは電機子コイ
ル１３の巻き始め端子２３ａに、電機子コイル１３の巻
き終り端子２３ｂは電機子コイル１２の巻き始め端子２
２ａに接続されている。

又端子２２ａ、２３ｂは整流子片８−１．８−４に、端
子２２ｂ、２４ａは整流子片８−２．８−５に、又端子
２３ａ、２４ｂは整流子片８−３ 、８−６にそれぞれ
接続されている。

以上の接続とコイル配置は実質的に重ね巻きと等価なの
で電機子と整流子は矢印Ａ、Ｂ方向にトルクが発生して
回転する直流電動機となるものである。

又回転中に反トルクの混入がないので高い効率が得られ
る特徴がある。

又電機子コイル１２，１３，１４は重畳することなく配
置されているので第３図につき前述したように量産性を
有するものである。

実質的には磁路となるべき珪素鋼板を使用しないので、
その分だけ廉価に作ることのできる特徴がある。

もし周知の３極電動機を軸方向空隙型に構成すると、電
機子コイルは１２．１４ａ、１３の記号で示す配置とな
り、電機子コイルは重畳することになる。

各コイルの巾を縮少して重畳をさけると、当然反トルク
を混入して著しく効率が劣化し、実用性が失なわれるが
本装置によればかかる欠点がすべて除去される。

又刷子１０．１１は９０度の開角で整流子に摺接し、直
流電源１０ａ、１１ａより供電されている。

本発明による電機子コイルは、上述した整流子電動機に
使用して有効なものであるが、同種の他の電動機、例え
ば半導体電動機にも適用できるものである。

又界磁の極数が増加した場合にも同様に適用できるもの
である。

次に本発明装置によって得られる電機子コイルについて
説明する。

第５図ａに示すような電機子コイルを本発明装置により
第５図ａの点線イよりくずして折り曲げた電機子コイル
を斜視図で示したのが第５図Ｃであり、第５図ａの点線
４２口の両方をくずして庇状に折り曲げた電機子コイル
を斜視図で図示したのが第５図ｄである。

尚第５図ｄの電機子コイルの正面図を図示したのがｂで
あり、第５図ａの点線４２口より外周部を取り除いた形
のようになっている。

上述した電機子コイルの成型品より判るように、第３図
の電機子７の径を小さく構成できることができ、又径の
小さい電機子の場合に出力トルクに有効な導体長を大き
くできる効果を有するものである。

第６図は、上記第５図ｂ−ｄで示す電機子ロイルを原始
的手段にて得るために一例として行なったもので、扇形
巻芯１７に電機子コイルは巻回されることになるが、そ
のガイドとして扇形側板２２が用いられる。

前記した巻芯１７の中央部に四角柱１９を設け、該四角
柱１９の延長部に螺子部２０を設ける。

前記した四角柱１９が貫通して、側板２２を固定保持す
るための角孔２０を側板２２に設ける。

第６図ａの各部を組み合わせて前記した巻芯１７に導線
を巻回すれば巻芯の記号１７ａ、１７ｂ部分は側板１８
、２２によってガイドされているため導線が外部にず
れない。

しかし巻芯１７の記号１７ｃ 、１７ａ部分は、導線の
張力が適当でないと外部にずれることがある。

しかし、導線の張力を適当にすることと導線にセメント
ワイヤ（自己溶着性導線）を使用し、巻回しながらセメ
ントワイヤに熱風をあて、順次に電機子コイルを仮に固
定しながらその上部に巻回していくようにすれば、第６
図すに示すように巻回される。

尚第６図すの記号２６の部分は第６図すの記号１７ｃの
外側に導線が巻回された部分であり、記号２７の部分は
、記号１７ｄの外側に導線が巻回された部分を示してい
る。

なお回転軸１６は、巻線機の駆動源によりその回転が制
御されているものである。

次に第６図すのようにあらかじめ巻回されたものを巻線
成型治具２８（ｃ図示）に挿入して成型固化する。

即ち記号２９．３０の部分はテーパー状になっており、
電機子コイル２６゜２７の部分をｂ図の点線２６ａ、２
７ａで示されるように一方向にくずしながら押し入れる
ための斜面となっている。

なおこの斜面は実験的に定められるものであり、やや丸
みをもたせて、線材をいためたり断線しないようにし、
父表面にテフロン加工を加え、表面をすべりやすくしで
ある。

又前記したように第６図すのものはセメントワイヤーを
用いて仮固めをしであるため、熱風を吹き付けて熱を再
度加えなから治具２８に挿入することにより容易にくず
れて、所望の形に成型固化させることができる。

治具２８の記号２８ａの部分は扇形側板１８の１８ａ
、２２ａが挿入される部分であり、治具２８の記号２８
ｂの部分は、扇形側板１８の１８ｂ、２２ｂが挿入され
る部分である。

なおこの方法により成型固化した電機子コイルは精度の
高い形状で得られるので、電機子コイルを第３図のよう
に３個のコイルを精度よく配設する場合に有効な手段を
供与できるものである。

以上に説明した手段は、扇形コイルの上下端を所定の形
状にくずす為の最も簡単な手段を手動により行なう為の
製造装置を示したものであるが、これでは、上記有用な
電機子コイルを自動化して連続に形成できず安価に量産
できない。

本発明はかかる事情を基になされたもので゛、上記有用
な電機子コイルを自動的に連続して形成できて且つ安価
に量産できる製造装置を簡単な構成にして小型で安価に
形成できる構造のものを得ることを目的としてなされた
ものである。

以下図面第７図以降を参照しつつ本発明の詳細な説明す
る。

第７図〜第１１図に示す製造装置並びに製造方法は、電
機子コイルを完全な自動機で、扇枠状に巻回し且つその
後に所定箇所をくずして折り曲げることを一貫して生産
する方法を図示した本発明第一実施例である。

なおここで前実施例と同一記号のものは同一部材を示し
ている。

回転部材３１゜３２は点線３５を中心として同期回転を
するものである。

この回転の為の駆動軸は回転部材３２の矢印３６側に取
り付けられた電動機により駆動されるものであり、該回
転部材３２の回転が角柱部材３７を介して回転部材３１
に伝達されるために回転部材３１が回転させられる。

なお角柱部材３７の詳細は第１０図に示されるように、
先端部３８が四角錐になっているために回転部材３１に
設けた図示しない角孔に容易に挿入することができる。

又巻芯３９は、扇形板状となっており、回転部材３２の
半円柱部材４０面に突出するように取り付けられ、後記
するように巻芯３９は回転部材３１と半円柱部材４０と
の対向面部で挟持されるもので、巻芯３９は取り外ずし
する必要がないので半円柱部材４０に一体化して構成さ
れている。

ピン４１は導線の巻き始め端子を、向学孔４２の内側面
に押しつけて保持するためのものである。

この時の自動機の作業手順を詳述するならば、ボビン４
５Ａに巻回された導線は、張力調節機４５を介して、ク
リップ４６に摘持されている。

この状態でクリップ４６の先端を角孔４２を貫挿させる
。

従って導線４７の部分が角孔４２内に存在することとな
り、この状態の時にエアーシリンダーによってピン４１
が部材３２に設けた長孔を介して矢印４８の方向に押圧
される。

このために導線４７の部分は、角孔４２の側面と、ピン
４１により押圧されて保持されることとなる。

次の工程でクリップ４６は開かれて導線の先端が外され
る。

次の工程において、回転部材３２が図示しないエアシリ
ンダーを介して矢印４９の方向に押圧されて巻芯３９の
左端が回転部材３１に圧接して停止する。

その後に前述したように回転部材３１゜３２が同期回転
する。

この時の状態を拡大して図示したものが第８図であるが
、回転部材３１．３２が２〜３回転したときの断面図が
示されている。

第７図と同一記号のものは同一部材なので説明を省略す
る。

導線４７は、巻芯３９の外周部に巻回されるのであるが
、そのためのガイドとして回転部材３１．３２の先端部
分は、第１０図に示す記号５１のように丸みをもった斜
面となっている。

又電機子コイルの成型部材としての作動子３４について
も、第１０図の記号５２〜５４の部分はすべて導線が巻
芯３９の外周部に容易に導入されるように丸みをもった
斜面となっている。

更に電機子コイルを巻いていく時において、後述する作
動子３４とともにくずれないためのガイドとなってＧ、
）ることもいうまでもないが、導線は空孔５５゜５６の
部分に巻回されていくものである。

第８図の案内部材５７は段付円柱状の作動子５８の先端
に固着されており、左側の面は、スプリング５９により
矢印６０の方向に押圧されている。

しかし作動子５８の記号６１の部分が、オイルレスメタ
ル６２に圧接されているため第８図の状態に保持された
ままとなっている。

又オイルレスメタル６２は回転部材３１に嵌着されてい
るものである。

巻き始めてから数秒後には、巻芯３９の外周に所定量の
導線が巻回されて次の工程に入る。

即ち本発明の目的である第５図Ｃの電機子コイルを作る
工程である。

この為には、前述したごとく第５図の点線イの部分より
くずして折曲される必要がある。

この為には、まず側板となっている案内部材５７を第９
図のようにピン３３によりエアーシリンダー等を用いて
、矢印６３の方向に押圧して電機子コイルより避退せし
める。

この後に電機子コイルを左方にくずす為の部材である側
板を兼ねている作動子３４もエアーシリンダーを用いて
、適当な速度で矢印６３の方向に移動させる。

なお記号３４ａは作動子３４に固定され、前述したエア
ーシリンダーにより案内部材５７方向に往復動するもの
である。

電機子コイルをくずす為の部材である作動子３４（第１
０図示）の記号６４の部分は丸みをもった斜面となって
いる。

このため電機子コイルの記号１２０（第５図）の部分は
くずれ、折れ曲がり、第５図Ｃのように庇状に成型され
る。

なおこの場合電機子コイルに傷をつけたり、断線のおそ
れがないよう斜面６４は実験的に求められた角度を用い
るとともにテフロン加工等をしてすべり易く加工すると
よい。

記号６４の斜面による折り曲げしろ部分にあたる厚みは
１〜２闘程でよく、実験的には電機子の記号１２ａ、１
２ｂ（第３図示）とほぼ同じ厚みでよいことが知られて
いるが、これに限定されるものではない。

なおこのように電機子コイルを庇状にくずして折り曲げ
た後において、熱風をノズル６５−１（第７図示）より
吹きつける。

導線４７はセメントワイヤーを使用している為この熱風
により相互に溶着して固化する。

なおこの場合、作動子３４を第９図示の状態のままにし
ておいて電機子コイルを溶着固化させた方が電機子コイ
ルの寸法的な精度がでていてよい。

又電機子コイルを溶着固化させるためには熱風に限らず
、アルコール等を含浸して行なう方法もある。

この場合には前述したように同様の形状に成型して、し
かる後にアルコール容器内に治具と一体に入れ、その後
に取り出して熱風により乾燥させて固化させることによ
り目的を達することができる。

次に説明するのは電機子コイルが固化したものを取り外
す工程である。

まず回転部材３１．３２は、第７図示のようにそれぞれ
エアシリンダーを介して復帰せしめられて離間し、次に
電機子コイルを回転部材３２より離脱させるためピン６
５゜６６をエアシリンダー等にて矢印６７Ａ（第７図示
）方向に移動させる。

このために固化した電機子コイルは、回転部材３２、及
び巻芯３９より離間して下方向に落下する。

上述した押出しの為のピン６５．６６の内、ピン６５は
第７図に、又ピン６５．６６は第１０図に同一記号で示
しである。

又ピン６５，６６はエアシリンダーにより自動的に往復
動するように構成されているものである。

以上の各工程を終了することにより、第５図Ｃの電機子
コイルが量産されるが更に量産効果を上げるために第１
１図のように時計方向に９０度ずつ歩進回転するターン
テーブル６７を用いて前記した回転部材３１．３２及び
その他の部材を点線部分６８〜７１にそれぞれ設けるこ
とにより各工程をそれぞれ分割して行なうことができる
。

なお記号６７ａは導線４７を巻いたドラムである。

例えば点線７０の部分においては、導線の始端を巻芯３
９に装着する工程であり、点線６９は、導線を巻芯に巻
回する工程であり点線６８は成形し固化する工程であり
、点線７１は電機子コイルを巻芯より離脱せしめる工程
とすれば、著しぐ生産の為の時間を短縮することができ
るのみならず、同一の機械で作るため品質の均一化がは
かれる効果がある。

次に第１２図、第１３図により上述した巻線装置と異な
る他の実施例を説明する。

一例として、第５図Ｃに示す電機子コイルを得る装置に
つき説明するが、第５図ｄに示す電機子コイルもほぼ同
様な装置を用いることにより得られる。

即ち電機子コイルのトルクに有効な導体部１２ａ。

１２ｂの両側に折り曲げた様な形状にする事も可能であ
る。

第１２図は本発明装置の他の実施例の分解斜視図で、回
転軸７２は図示しない駆動源例えば電動機により駆動さ
れ、あるいは停止されるものである。

ビス８１は回転軸７２に螺着されて固定ピンとなる。

回転軸７２の延長部７２ａは断面が正方形となり、その
延長部は螺条７２ｂとなっている。

案内の為の側板７３および巻芯７４に設けた空孔７７と
、側板７５に設けた空孔７Ｂは密着した状態で、回転軸
７２ａ部に嵌着され、六角ナツト７９が螺着されるよう
に構成されている。

なお案内部材７６は側板７５と共に巻線の案内壁となる
もので、側板７５の外周面７５ａに矢印８３及び８４方
向に後述する手段により摺動するように装着されている
。

第１２図すは他方向より見た案内部材７６で、その詳細
を次に説明する。

案内部材７６の底面の曲面は、突出部７３ｂの外周面７
３ａ、巻芯７４の外周７４ａとほぼ同じ曲率とされてい
る。

更に記号７６ａ〜７６ｄ部は、それぞれ図示の如くの曲
面となり、記号７６ｅ部は側板７３と平行な平面により
構成されている。

記号７６ａ〜７６ｄ部の曲面は実験により所定の曲面と
されるものであるが、この曲面を形成する目的は後述す
るように、コイル巻きされた電機子コイルが、第５図Ｃ
に示す形状となるように、円滑にコイル巻きが行なわれ
る為のものである。

材質は導線を破損しないような軟質の方が良好であるこ
とは言うまでもない。

以上説明したような状態に構成された電機子コイルの巻
き枠の側面図が第１３図に示されている。

第１３図ａにおいて、側板７３．７５はほぼ半円形の金
属板等で作られ、巻芯７４は厚みが電機子コイルと同じ
厚みで１ミリメートル位とされ、この外周にセメントワ
イヤが巻かれるものである。

電機子コイルは偏平なので巻かれた電線が両側に崩れな
いように側板７３，７５が巻芯７４の両側に圧接されて
いる。

側板７３には突出した段部７３ｂ（第１２図示）が設け
られ、その外周面７３ａは巻芯７４の外周面７４ａ（第
１２図示）と同じ高さになっている。

点線８０で示す部分は曲面となり、上方より下方にゆく
に従って高く膨出し、記号８０ａ（第１２図示）で示す
部分は突出段部７３ｂと同じ高さとなっている。

上記した膨出部の曲面は実験により所定の曲面とされる
ものであるが、この曲面を形成する目的は後述するよう
に、コイル巻きされた電機子コイルが第５図Ｃに示す形
状となるように円滑にコイル巻きが行なわれる為のもの
である。

次に第１２図、第１３図を併せて巻線手段について説明
する。

第１３図ａの記号８６で示すものは回転軸７２を駆動す
る為の電動機を含む駆動源で、慣用されている手段が採
用されている。

記号８８はノズル８８ａより熱風を吹き出す為の装置で
、巻芯７４に矢印方向に巻きとられるセメントワイヤ８
９に吹きつけられて、巻かれたセメントワイヤが熱接着
して、コイルが固化成型されるようになっている。

巻線は次のような順序で行なわれる。

即ちまず固定ピン８１にセメントワイヤの一端９０が図
示のように巻きつけられる。

次に駆動源８６により回転軸７２が回転するので、巻芯
７４の外周にセメントワイヤ８９は互いに接着しながら
巻きとられる。

巻芯７４の両側に側板７３゜７５は圧接されているので
、第１２図示の巻芯７４の７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ部の
外側の空間は、巻芯７４の厚みと同じになっている。

従って第３図示のトルクに有効な導体部１２ａ、１２ｂ
の厚さは、巻芯７４の厚みとなる。

巻芯７４の７４ｄ部では巾広の空間となっている。

側板７３，７５、巻芯７４が回転し、セメントワイヤ８
９が巻芯７４に巻かれるに従い、案内部材７６は矢印８
３方向に移動して行き、従って巻かれる導線は順次に左
方に移動して巻かれることになる。

故に第１１３図す、第１３図Ｃ図示の状態を経て、第５
図Ｃに示す電機子コイルが出来上がるものである。

案内部材７６は記号８７で示す回転軸７２と同期回転す
るカムを用いる慣用されている手段により矢印８３方向
に移動し、側板７３と共に該側板７３の突出した段部７
３ｂの外周面７３ａ部と巻芯７４の７４ｄ部におけるセ
メントワイヤ８９の案内壁即ち側板を構成している。

従って第６図〜第１０図で説明した装置と異なるところ
は、巻きながら第５図Ｃで示す形状の電機子コイルが出
来るので工程を簡略化して非常に有効な手段となるもの
である。

側板７３，７５及び巻芯７４が矢印８２（第１２図示）
方向に回転して、第１３図Ｃに示す状態となるとセメン
トワイヤ８９は、側板７３の突出した段部７３ｂの外周
面７３ａ上より巻芯７４の７４ｄ（第１２図示）部の狭
いスリット状の空間に入ることになり、側板７３．７５
に引掛って巻き線が不可能となる。

この欠点を防止する為に膨出部８０．８５が設けられて
いる。

膨出部８０゜８５はセメントワイヤ８９の案内壁となり
、セメントワイヤ８９が円滑に巻芯７４の７４ｄ部の空
間に導入されるようになっている。

従って膨出部８０．８５の形状は実験によってその形状
を決定する必要がある。

第１２図すで前述した案内部材７６の７６ｂ、７６ｃ、
７６ｄ、７６ｃ部も同様セメントワイヤ８９が円滑に巻
芯７４の７４ｄ〜部の空間に導入されるようになってお
り、７６ｄ部は巻芯７４の７４ｂ部より側板７３の突出
した段部７３ｂの外周面７３ａ上の側板７３と案内部材
７６により構成されるスリットに円滑に導入されるよう
な形状となっている。

以上のような手段により所要の巻き数が巻かれた後に、
セメントワイヤ８９をカッターにより切断して、六角ナ
ツト７９をゆるめて除去して、側板７３，７５及び巻芯
７４を分離（巻芯７４は第１２図ａの如く側板７３と一
体になっていてもよい）すると、第５図Ｃに示す形状の
電機子コイルを得ることができる。

なお量産時に於いて非常に有効である自動巻線機につい
ての説明は第７図〜第１１図につき説明したものとほぼ
同様な手段により得られる為省略する。

以上述べられた電機子コイルの製造方法は、電機子巻線
の巻芯を回転させ、導線を固定させておく方法であった
が、逆に電機子巻線の巻芯を回転させないで、導線を回
転させても相対的には全く同様である。

従ってその一実施例を次に説明する。第１４図は、第７
図示の機構において、回転体３１．３２を回転させるか
わりに、導線を回転さ−せて導線を巻芯３９に巻回する
フライヤー９５を用いた装置の実施例である。

第７図と同一記号のものは、同一部材を示している。

クリップ９６はフライヤー９５からの導線を角孔４２（
第７図示）に保持させるために用いられるもので；その
作用は第７図で前述した作動を行なうものである。

導線が角孔４２に保持された後は、フライヤー９５が矢
印９７方向に高速に回転して、巻芯３９に導線が巻回さ
せられる。

導線が巻芯に所定数に達するまで巻回された後の工程は
、第９図〜第１１図において説明した手段と同様である
ため省略する。

上記した本発明の第一実施例は予め巻芯の外周に導線を
扇枠状に巻回し、このように扇枠状に巻回した電機子コ
イルを、他の箇所に取り出して移すことなく、限られた
製造装置のスペースにおいて合理的に回転部材３１．３
２に設けられた案内部材５７、ピン３３、作動子３４を
駆動して、発生トルクに寄与しない周方向の導体部を庇
状に直角方向にくずした扇枠状の電機子コイルを形成し
ている。

ここに巻芯３９を回転部材３１と３２とで形成した間隙
に導線を通して当該巻芯３９の外周に当該導線を巻回形
成するようにしており、しかも、この巻締操作をスムー
ズに行なえるようにするために上記間隙を阻害すること
がないように且つ導線ガイド機能を有するように設けら
れた案内部材５７及び作動子３４をそれぞれ回転部材３
１．３２に設けておき（尚、ピン３３も上記間隙を阻害
しないように回転部材３２に設けている）巻芯３９に導
線を所定量巻回した後、ピン３３によって案内部材５７
を作動子３４と反対の方向に後退させて回転部材３１に
電機子コイルの発生トルクに寄与しない導体部を庇状に
軽い力で直角方向にくずし易くし、しかる後に作動子３
４を案内部材５７方向に移動させて電機子コイルの発生
トルクに寄与しない導体部を庇状に直角に折曲した形状
の電機子コイルを容易に形成できるようにしている。

このような構造の製造装置であるから、非常に構成が簡
単で小型で且つ安価な製造装置が得られる。

またかかる製造装置によって上記有用な電機子コイルを
連続的に自動化して迅速に安価に電機子コイルを量産で
きるものである。

また第二実施例の製造装置は、上記第一実施例とほとん
ど共通するため、第一実施例と同様の効果を有するもの
であるが、この第二実施例の電機子コイルを巻回形成し
ながら、所定量の導線を巻芯に巻線していくと最終的結
果としての発生トルクに寄与しない円周方向の導体部が
庇状に直角方向に折曲した有用な扇枠状の電機子コイル
が自動的に得られる。

従って、第一実施例によるものが、扇枠状に巻回した後
、所定の厚みになったものを折曲するのと比較して、強
い力を不要とするために巻線機としての製造装置を簡単
に構成できるし、電機子コイル全体の形状を破損しない
で済み、また導線を破損しないで済むという効果がある
。

以上述べたように本発明による電機子巻線装置である本
発明の軸方向空隙型電動機に使用する電機子コイルの製
造装置によって得られる電機子コイルによれば、冒頭に
おいて述べたように電機子の機械的強度を著しく強化す
るのみならず、本体の径を小さくしても出力トルクを大
きくすることができる特徴がある。

なお且つ電機子の径を比較的小さくできるので、ダイナ
ミックバランスをとることが容易となる特徴がある。

また電機子巻線の製造手段によっては導線の全長を短か
く構成することもできるので銅損が減少して効率が向上
する等の数多くの特徴を有する電機子を製造することが
できるものである。

また、このような効果を有する電機子コイルを自動的に
連続して、簡単な構成で小型で安価に形成し得る製造装
置によって安価に量産できる電機子コイルを製造できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電機子コイルを用いる軸方向空隙
型電動機の断面図、第２図は、第１図のマグネットの上
面図、第３図は第１図の電機子の正面図、第４図は、第
１図示の直流電動機の巻線の展開図、第５図ａは、電機
子コイルの正面図、第５図すは、本発明による電機子コ
イルの正面図、第５図ｃ、ｄは、本発明による電機子コ
イルの斜視図、第６図ａ、ｃは、第１実施例の電機子コ
イルの導線治具の斜視図、第６図すは、第１実施例の電
機子コイルの巻線治具に電機子コイルが巻回された時の
側面図、第７図〜第９図は第１実施例の側面図、第１０
図は第１実施例の斜視図、第１１図は、第１実施例の１
部の説明図、第１２図は、第２実施例の斜視図、第１３
図は、第１実施例の側面図、第１４図は他の実施例の説
明図である。 １・・・・・・筐体、２・・・・・・回転軸、３，４・
・・・・・軸受、５・・・・・・円板、６・・・・・・
マグネット、７・・・・・・電機子、８・・・・・・整
流子、９・・・・・・プラスチック円筒、７ａ・・・・
・・外周部、１０・・・・・・刷子、１２，１３，１４
・・・・・・電機子コイル、８−１〜８−１・・・・・
・整流子片、１０ａ、１１ａ・・・・・・電源、１７・
・・・・・扇形巻芯、１８・・・・・・扇形側板、１９
・・・・・・四角柱、２０，１０６゜１０８・・・・・
・螺子、２１・・・・・・角孔、２８・・・・・・成型
治具、３１，３２・・・・・・回転部材、３９・・・・
・・電機子巻芯、４０・・・・・・半円柱部材、４５・
・・・・・張力調節機、４６．９６・・・・・・クリッ
プ、４２・・・・・・角孔、４７・・・・・・導線、５
５，５６・・・・・・空孔、５７・・・・・・案内部材
、６２・・・・・・オイルレスメタル、７２・・・・・
・回転軸、７４・・・・・・巻芯、７３，７５・・・・
・・側板、７６・・・・・・案内部材、７９・・・・・
・六角ナツト、８０，８５・・・・・・膨出部、８９・
・・・・・セメントワイヤ、６５・・・・・・ノズル、
９０・・・・・・セメントワイヤの一端、９５・・・・
・・フライヤー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の部材３１と、第２の部材３２と、該第１、第
   ２の部材３１．３２の対向面部のいずれか一方に設けて
   当該対向面部に突出する扇形板状の巻芯３９と、上記第
   １の部材３１へ第２の部材３２を移動して当該第１の部
   材３１と第２の部材３２との対向面部で上記巻芯３９を
   挟持する手段と、上記第１の部材３１の対向面部で且つ
   上記巻芯３９の円周部分又はこれと対称な部分と対向し
   上記第２の部材３２と反対方向に後退可能に上記第１の
   部材３１に支持され導線４７を巻芯３９の外周に導きガ
   イドするために第１の部材３１に設けられた第１の側板
   ５７と、導線４７を巻芯３９の外周に導きガイドするた
   めに第１の側板５７と対向し且つ第１の側板５７方向に
   前進可能に第２の部材３２に設けた第２の側板３４と、
   上記第２の部材３２の上記第１の側板３１に対向する面
   部に設けられ上記第１の側板３１を後退させることがで
   きるように第１の側板３１方向に進出可能に支持された
   ピン３３と、巻芯３９の外周に導線４７を巻回する為の
   導線４７の導出案内部材と、導線４７の遊端部を第１若
   しくは第２の部材３１゜３２の一部に固定する自動機構
   ４１，４２．・・・・・・と、上記巻芯３９若しくは案
   内部材を回転させる駆動源により回転させられる駆動軸
   と、所定の巻線が終了したときに巻線を巻回するための
   部材の回転を停止する自動機構と、コイルの巻き終り部
   を切断する自動機構と、所定の巻線が終了したときピン
   ３３を駆動して第１の側板５７を後退させ且つ第２の側
   板３４を第１の側板５７方向に前進させてコイルの円周
   部又はこれと対向する部分を庇状にくずして偏平化する
   自動機構と、上記したコイルを固化する装置と、第２の
   部材３２を元位置に復帰させると共に押出しピン６５，
   ６６によりコイルを巻芯３９より離間させる自動機構と
   より構成されたことを特徴とする軸方向空隙型電動機に
   使用される電機子コイルの製造装置。 ２ 上記駆動軸は第１の部材３１と第２の部材３２を同
   期して回転することで巻芯３９の外周に導線４７を巻線
   してなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   軸方向空隙型電動機に使用される電機子コイルの製造装
   置。 ３ 上記駆動軸は巻芯に導線を巻回する為の導線の導出
   案内するフライヤー９５を回転駆動する軸であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の軸方向空隙型電
   動機に使用される電機子コイルの製造装置。 ４ 第１の部材７３と、第２の部材７５と、該第１の部
   材７３の上記第２の部材７５に対向する面部に設けて突
   出する扇形板状の巻芯７４と、上記第１の部材７３の対
   向面部と第２の部材７５の対向面部とで巻芯７４を挟持
   する手段と、上記巻芯７４の円周部分（７４ａまたは７
   ４ｃ）と対向し且つ第２の部材７５に相対して第１の部
   材７３側へ前進できるように第２の部材７５に設けられ
   た側板７６と、導線８９を巻芯７４の外周に巻回するた
   めの導線８９の導出案内部材と、巻芯７４の外周への導
   線８９の巻回数に対向して除々に側板７６を第１の部材
   ７３側へ移動させて巻芯７４の円周部分（７４ａ又は７
   ４ｃ）に対向する導線８９部を庇状にくずして偏平化す
   る自動機構８７と、所定の巻線が終了したときに巻線を
   巻回するための部材の回転を停止する自動機構と、コイ
   ルの巻き終り部を切断する自動機構と、コイルを固化す
   る装置と、第１若しくは第２の部材（７３若しくは７５
   ）を復帰させるとともに押し出しピンによりコイルを巻
   芯７４より離間させる自動機構とより構成されたことを
   特徴とする軸方向空隙型電動機に使用される電機子コイ
   ルの製造装置。 ５ 上記導線８９を巻芯７４の外周に巻回するための導
   線８９の導出案内部材は、第１の部材７３が駆動軸によ
   り回転が制御される装置で、上記第１の部材７３の回転
   数に対応して側板７６を第１の部材７３側へ移動させら
   れる自動機構とより構成されることを特徴とする特許請
   求の範囲第４項記載の軸方向空隙型電動機に使用される
   電機子コイルの製造装置。 ６ 上記導線８９を巻芯７４に巻回するためのフライヤ
   ー９５と、上記側板７６と、フライヤー９５の回転数に
   対応して側板７６を第１の部材７３側へ除々に移動させ
   る自動機構と、所定の巻線が終了したときに前記フライ
   ヤー９５の回転を停止する自動機構とにより構成された
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の軸方向空
   隙型電動機に使用される電機子コイルの製造装置。