JPH01186143A - 無鉄心電機子とその製造方法及び無鉄心電機子成形用金型 - Google Patents

無鉄心電機子とその製造方法及び無鉄心電機子成形用金型

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JPH01186143A
JPH01186143A JP63009244A JP924488A JPH01186143A JP H01186143 A JPH01186143 A JP H01186143A JP 63009244 A JP63009244 A JP 63009244A JP 924488 A JP924488 A JP 924488A JP H01186143 A JPH01186143 A JP H01186143A
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coils
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Takeaki Kitajima
北島　剛朗
Hisahiro Hanaoka
花岡　尚大
Mitsuo Nasu
那須　満男
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ブラシレスモータや交流モータの円筒形無鉄
心電機子に係り、特に、コイルを２層以上に積層して構
成される電機子に適する無鉄心電機子とその製造方法及
び電機子成形用金型に関する。
〔従来の技術〕
既知のように、ブラシレスモータや交流モータ、例えば
ブラシレスモータの場合には、シャフトに永久磁石を固
定装備したマグネット回転子のまわりに円筒形無鉄心電
機子を配置し、その外側のケースに無鉄心電機子を取り
付けて固定子を構成している。無鉄心電機子は、複数の
規定巻数のコイルを円筒形に形成したもので、単層のコ
イルにて形成したものと、コイルを２層以上に積層して
形成したものとがあり、一般的には２層以上に形成した
方がモータ出力が向上する。
上記この種の無鉄心電機子を製造する従来技術としては
、予めカップ状に自己融着線で成形された電機子コイル
を準備し、金型内に必要分量の固形樹脂をおいてその上
に上記電機子コイルをおき、その上に別の金型をかぶせ
て上記電機子コイルを所望の形状に成形するとともに、
上記固形樹脂を加熱充填することにより上記電機子コイ
ルを固定する方法がある（例えば、特開昭５５−１２５
０６１号公報参照）。
又、その他の従来技術として、Ｕ字形コイルを曲げ加工
し、円周に沿って２層に配置するとともにコイルが重な
る部分に関しては一方を大きな半径となるように成形す
ることにより、電機子の薄型化を図った技術がある（例
えば、実開昭５３−７５７０２号公報参照）。
〔発明が解決しようとする課題〕
コイルを２層以上１１１して形成される無鉄心多層電機
子の場合には、その製造上次のような問題点があった。
（１）、コイルの巻線のうち、トルク発生に有効な直線
部分ができるだけ多い方が望ましいが、この要求を満足
させようとすると電機子が大型化する。
この場合、円周に沿って隙間なく導体を並べる分布巻に
すれば電機子を薄くできるが、導体の配置如何によって
は反トルクが働いてしまう、又、磁極の境界付近に導体
を集中させる集中巻にすれば反トルクは働かないが、こ
の場合には電機子が厚くなるという欠点がある。
（２）、電機子製造工程において、円筒上に配置された
コイルは、金型を介して樹脂等で固定成形されるのであ
るが、この工程においては次のような問題点がある。
■、金型にて固定成形する際には、コイルがバラバラに
ならないように円筒状に整形して行なうのであるが、整
形したコイルを金型に入れて型締めする際に、せっか（
整形した形状がくずれたり、コイルが傷ついたりする。
■、金型にコイルを入れて溶解した樹脂を加圧注入して
コイルを固定する手段は、量産性に優れているが、樹脂
の圧力によりコイルが変形することがある。
■、上記■の問題点を解決するためにコイルを金型に入
れ、常温で液状の樹脂を減圧注入後に加熱硬化させる方
法や、金型内にコイルとともに固形樹脂を入れて加圧溶
解し、コイル中に浸透させる方法もあるが、この方法の
場合には金型が多く必要であり、かつ時間がかかるため
量産性に欠ける欠点がある。
又、特開昭５５−１２５０６１号公報に開示された技術
の場合には、 （＋）、金型をかぶせて整形する際に、コイルの形状が
狂いを生じたり、コイルを傷付けたりするおそれがあっ
た。
（２）、多数個取りが極めて困難である。
等の問題点があった。
又、実開昭５３−７５７０２号公報に開示された技術の
場合には、コイルを複雑に曲げるために断線が生じ易く
、かつ樹脂成形も極めて困難であるという問題点があっ
た。
本発明は、上記従来技術の諸問題に鑑みてなされたもの
であって、樹脂注入による成形固定時にコイルの変形や
損傷等が発生することがなく、かつ多数個取りの量産化
が容易な無鉄心電機子及びその製造方法を提供すること
を目的としており、さらに前記無鉄心電機子成形用とし
て用いられる金型を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明の無鉄心電機子は、
円周に沿って所定の相のコイルを２層以上に配置し、樹
脂で円筒形に成形することにより形成される無鉄心電機
子において、前記各層における各相コイルのコイルピッ
チを磁極ピッチの１２５％以下に設定するとともに、前
記各層における任意層の各相コイル間の間隙部がその層
と接する他層の各相コイルにおける内側空間部と対向す
るように配置して構成したものである。
そして、上記構成の無鉄心電機子の製造方法としては、
円周に沿って所定の相のコイルを２層以上に配置し、樹
脂で円筒形に成形することにより形成される無鉄心電機
子の製造方法において、前記２層以上の各層における任
意層の各相コイル間の間隙部がその層と接する他層の各
相コイルにおける内側空間部と対向するように配置し、
金型による電機子成形時に各相コイル間の間隙部を通し
て他層の各相コイルにおける内側空間部に樹脂を加圧充
填することを特徴とするものである。
又、上記構成の無鉄心電機子の外周面を成形する場合に
は、金型の型合せ面を電機子の軸線方向と平行に形成し
た金型を用いるのがよい。
〔作用〕
上記構成の無鉄心電機子においては、各層におけるコイ
ル間の間隙部から各間隙部と対向する他層側の内側空間
部に樹脂がバランスよく注入、充填される。
又、電機子外周面の成形時に、ラジアル方向からゆっく
り型合せ、型締めすることができる。
〔実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明
する。
第１図は、本発明に係る無鉄心電機子１の１実施例を示
すもので、図は６個のコイルより構成される３相ブラシ
レスモークの電機子を例示している。
図に示すように無鉄心電機子１は、外側層コイル２と内
側層コイル３との２層（１層以上であれば２ｒｒＪには
限定されない）の電機子コイルにて円筒状に構成しであ
る。外側層コイル２における３相の各相コイル２ａ、２
ｂ、２ｃのそれぞれのコイル間には、それぞれ空隙（間
隙）４，５．６が形成されるように設定してあり（第２
図Ｃ参照）、同様に、内側層コイル３における３相の各
相コイル３ａ、３ｂ、３ｃのそれぞれのコイル間にもそ
れぞれ空隙（間隙）７，８．９が形成されるように設定
しである。そして、外側層コイル２における３相の各相
コイル２ａ、２ｂ、２ｃ間の空隙４゜５．６部は、内側
層コイル３における３相の各相コイル３ａ、３ｂ、３ｃ
の内側空間部１０，１１゜１２と対向するように配置構
成しである。同様に空隙？、８．９部は、外側層コイル
２側の内側空間部１３，１４．１５と対向するように配
置構成しである。
外側層コイル２及び内側層コイル３を構成する各相コイ
）Ｌｔ２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、３ｂ、３ｃは、自己融
着線を用いて巻線機（図示省略）にて第２図ａ図示（第
２図ａは、外側層コイル２の相コイル２ａを例示）のご
とき相コイルに形設しである。２ｄ、２ｅで示すのはコ
イル片である。
上記のごとく形成された各相コイル２ａ〜２ｃ及び３ａ
〜３ｃは、第２図すにて示すごとく、円周に沿って所定
の半径Ｒとなるように弓形に湾曲形成してあり、これら
各相コイル２ａ〜２ｃ及び３ａ〜３ｃをそれぞれ２層の
コイル２．３に配置構成することにより円筒状の無鉄心
電機子１が形設されるように設定しである。所定半径Ｒ
となるように湾曲形成された各相コイル（例えば相コイ
ル２ａ）のコイル幅（コイルピッチ）に臨ム角（コイル
ピンチに対応する角度）θｍ、は約１１０°に設定して
あり、各コイル片２ｄ、２ｅの内周面の臨む角θｍ８は
６５〜７５′″に設定しである。磁極ピッチに相当する
角度は９０”なので、本実施例における各相コイルのコ
イルピッチは磁極ピッチの約１．２倍に設定しである。
即ち、コイル片２ｄ、２ｅの幅は磁極の境界を中心とし
て隣接コイル側に約２０′、コイル中心側に約２０〜２
５°の広がりを持つように設定しである。
上記構成よりなる無鉄心電機子ｌは、磁性体よりなるモ
ータのケース（図示省略）の内側に接着構成されるもの
であり、ケースはロータ１６例のヨーク１７とともに磁
路を構成する。ヨーク１７はシャフト１８に固定されて
おり、このヨーク１７には円周４等分に分割配置された
永久磁石１９が固設してあり、４極のロータ１６を構成
している。
次に、上記構成の無鉄心電機子１を製造する方法につい
て説明する。
まず、第２図ａにて示す如く形設したコイルを３個用意
し、この３個のコイル３ａ、３ｂ、３ｃを台２０上で内
側金型２１０周面に沿ってほぼ等間隔で並べ、図示を省
略しているテープ等にて仮止めして内側層コイル３を構
成する。なお、図中２２で示すのはコイル端末である。
次に、第３図すにて示すごとく外側層コイル２を構成す
る３個のコイル２ａ、２ｂ、２ｃを内側層コイル３の外
面部に内側層コイル３の場合と同様にして配置し、テー
プで仮止めする。
次に、図示を省略している治具を介して、各層２．３に
おける各相コイル２ａ〜２ｃ、３ａ〜３Ｃの円周方向の
位置が対称となるように位置決めする。この位置決めに
て、各層２．３における各相コイル２ａ〜２ｃ、３ａ〜
３ｃ間の空隙４，５゜６及び７，８．９がほぼ同一空隙
となる。また、この位置決めの際には、各層コイル２，
３における各相コイル２ａ、２ｂ、２ｃ及び３ａ、３ｂ
。
３ｃ間の間隙４，５，６．７，８．９部がそれぞれ対応
する各相コイルの内側空間部１０．１１゜１２．１３．
１４．１５と対向く対応する）するように配置５位置決
めされる。
次に、第４図にて示すごとく外側の金型２３を上記のよ
うに配置１位置決めしたコイル上にかぶせる。外側の電
機子成形用金型２３は、第５図にて示す如（２個の金型
片２３ａ、２，３ｂにて割型に構成しである。この割型
における各金型片２３ａ、２３ｂの型合せ面３０．３１
が無鉄心電機子ｌの軸線と平行に形成してあり、金型２
３をコイル上にかぶせる際には、各金型片２３ａ、２３
ｂを型合せ面３０．３１にて型合せして行う。
外側金型２３を型合せ、型締めした後に、第４図にて示
す樹脂射出成形機３２の樹脂注入口３３から溶融樹脂を
加圧注入する。注入される樹脂は各層コイル２．３方向
に流れるが、その流入経路は次のようになる。即ち、第
１図における各層の各相コイル間の空隙４，５，６．７
，８．９の通路として流入され、さらに、外側層コイル
２例の各空隙４，５．６に流入した樹脂は内側層コイル
３における各相コイル３ａ、３ｂ、３ｃのそれぞれ対応
する内側空間部１０，１１．１２内に、又、内側層コイ
ル３側の各空隙７．８．９に流入した樹脂は外側層コイ
ル２における各相コイル２ａ。
２ｂ、２ｃのそれぞれ対応する内側空間部１３゜１４．
１５内にそれぞれ矢印のごとく流入充填される。
以上の工程にて外側層コイル２と内側層コイル３とが樹
脂でトランスファー成形されて固定され、無鉄心電機子
１が得られる。
以上のように本実施例においては、外側層コイル２及び
内側層コイル３における各相コイル２ａ〜２ｃ、３ａ〜
３Ｃのコイルピッチ（各相コイルの幅）を１磁極ピツチ
の１．２５倍以下に設定して円筒状に２相に配列し、ト
ランスファー成形したので、次のような効果を奏する。
（１）　　コイルの導体が効率よく円周上に配置された
ので、モータの単位体積当たりの出力が大きくなる。
（２）トランスファー成形なので、多数個取りの量産化
が容易となる。
（３）各相コイル２　ａ　〜２　ｃ、　　３　ａ　〜３
　ｃにおけるコイルピッチ（各相コイル幅）が１ｉｆｆ
極ピツチの１．２５倍以下に設定しであるので、反トル
クは生じないかもしくは極めて小さくなる利点がある。
（４）各層における各相コイル２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｃ
間の空隙部４，５，６．７，８．９が対称位置に形成さ
れるとともに、樹脂が上記各層の各空隙部４．５．６，
７．８．９を通って各空隙部４，５．６，７，８．９と
対向配置された内側空間部ｌＯ〜１２及び１３〜１５内
に流入充填されるので、樹脂の流入経路が確保されると
ともに、樹脂注入時の樹脂圧力が円周方向でバランスし
、かつラジアル方向は外側金型２３でおさえられるので
、コイル形状の変形やコイルの損傷がない。
（５）又、外側金型２３の型合せ面３０．３１を無鉄心
電機子ｌの軸心方向と平行に設定したので、コイルをラ
ジアル方向からゆっくりおさえることができ、従って、
コイル位置を狂わせたりすることがない。
（６）各層コイル２．３が樹脂で固定されるので、電機
子１の強度が確保される。
（発明の効果〕 以上のように本発明によれば、各層における各相コイル
のコイルピッチを磁極ピッチの１２５％以下に設定して
各相コイル間に空隙を形成しているので、コイル片に反
トルクが働くことがなく、かつ、樹脂の注入路を確保で
きる。
又、各層における各相コイル間の間隙部が他層の各相コ
イルにおける内側空間部と対向するように配置構成した
ので、樹脂注入の際の樹脂圧力が円周方向でバランスの
とれた状態となり、成形時にコイルに無理な偏った力が
作用せず、コイル形状の変形やコイルの断線、損傷を防
止できる。
又、電機子成形用の金型の型合せ面を電機子の軸線方向
と平行に形成したので、型締め時にコイルをラジアル方
向からゆっ（りおさえることができ、コイル位置の狂い
を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係る無鉄心電機子の１実施例を示す
平断面図、 第２図ａ、ｂ、ｃは、第１図の要部の説明図、第３図ａ
、ｂは、製造工程を示す斜視説明図、第４図は、樹脂充
填用の金型部を示す断面図、第５図は、分割型の金型部
を開いた状態を示す斜視説明図である。 ２ａ、２ｂ、２ｃ・・・外側層の各相コイル３ａ、３ｂ
、３ｃ・・・内側相の各相コイル４．５，６，７，８．
９ ・・・各相コイル間の間隙 １０．１１．１２，１３，１４．１５ ・・・各相コイルの内側空間部 ２３・・・電機子成形用金型 特許出願人　　オリンパス光学工業株式会社２ａ、２ｂ
、２ｃ・・・外側層の各相コイル３ａ、３ｂ、３ｃ・・
・内側１−の各相コイル４、　５．　６．　７．　８．
　９ ・・・各相コイル間の間隙 １０、　１１．　１２．　１３．　１４．　１５・・・
各相コイルの内側空間部 第２図 （Ｃ） 第５図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）円周に沿って所定の相のコイルを２層以上に配置
    し、樹脂で円筒形に成形することにより形成される無鉄
    心電機子において、 前記各層における各相コイルのコイルピッチを磁極ピッ
    チの１２５％以下に設定するとともに、前記各層におけ
    る任意層の各相コイル間の間隙部がその層と接する他層
    の各相コイルにおける内側空間部と対向するように配置
    して構成したことを特徴とする無鉄心電機子。
  2. （２）円周に沿って所定の相のコイルを２層以上に配置
    し、樹脂で円筒形に成形することにより形成される無鉄
    心電機子の製造方法において、前記２層以上の各層にお
    ける任意層の各相コイル間の間隙部がその層と接する他
    層の各相コイルにおける内側空間部と対向するように配
    置し、金型による電機子成形時に各相コイル間の間隙部
    を通して他層の各相コイルにおける内側空間部に樹脂を
    加圧充填することを特徴とする無鉄心電機子の製造方法
    。
  3. （３）無鉄心電機子の外周成形用金型の型合せ面を電機
    子の軸線方向と平行に形成して構成したことを特徴とす
    る無鉄心電機子成形用金型。
JP63009244A 1988-01-19 1988-01-19 無鉄心電機子とその製造方法及び無鉄心電機子成形用金型 Pending JPH01186143A (ja)

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