JPH0258854B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、無鉄心モータに用いる無鉄心電機
子の製造方法、詳しくは少なくとも電機子巻線部
分をエポキシ樹脂により一体に剛体化する無鉄心
電機子の製造方法に関するものである。

一般に無鉄心モータは、応答性が極めて早い利
点を生かして、インクリメンタル動作を行なわせ
るものが多く、例えばシリアルプリンタ、ライン
プリンタ、磁気デイスク、カードリーダ、カード
パンチ、フアンクシミリ、データレコーダ、複写
機、自動溶接機及び工作機械などに使用されてい
る。

ところで前記各種機器類の高精度化や高性能化
の背景から、制御応答性が一段と高い無鉄心モー
タ、即ち低慣性無鉄心電機子を能率的に製造する
技術の開発が要望されている。

前記無鉄心モータを図面に基いて説明する。第
１図は無鉄心電機子を用いたカツプ状無鉄心モー
タの断面図、第２図は未整形の電機子巻線群を示
す斜視図、第３図は前記巻線群を整形したカツプ
状電機子巻線の斜視図であり、これらの図におい
て、１は未整形電機子巻線群、１′は整形した電
機子巻線、２は整流子、３は電機子軸、４は軸
受、５はブラシ、６は磁石、７はブラケツト、８
は少なくとも前記電機子巻線１′を封止し、かつ
支持絶縁して一体に剛体化する熱硬化性合成樹脂
である。

次に前記無鉄心電機子の従来にかかる製造方法
を説明する。

先ず第４図のブロツク図に示すごとく、第１工
程において自己融着層などを有する電線を所定数
巻装させた後、この電線間及び巻線間を融着層或
は接着剤などを用いて固定し、未整形の電機子巻
線群１を形成する。

第２工程において、前記電機子巻線群１を加熱
した金型により、カツプ状或は偏平状など所定形
状に整形すると同時に、電線表面の自己融着層或
は接着剤を融解固化して整形された電機子巻線
１′を形成する。

第３工程において、前記電機子巻線１′のリー
ド線と整流子２とを、該整流子２側の巻線端末部
を介して電気的に接続し、さらに第４工程におい
て前記整流子２に電機子軸３を接着或は圧入させ
て固定する。

第５工程において、前記電機子巻線１′を成形
金型上に設置し、熱硬化性合成樹脂８により封止
させて無鉄心電機子とするのである。

以上のごとく従来にかかる無鉄心電機子の製造
方法では、未整形の電機子巻線群１及び整形され
た電機子巻線１′を、加熱された金型内で加圧す
る工程を少なくとも複数回必要としたものであ
る。即ち、電機子巻線群１を整形して電機子巻線
１′とする前記第２工程と、この電機子巻線１′を
熱硬化性合成樹脂８により封止する第５工程とを
不可欠とし、工程数の増加をきたしたのである。

また無鉄心電機子は、例えばカツプ状或は偏平
面の無鉄心モータとする場合、その電気設計上か
ら少なくとも電機子巻線部分を超薄型構造とする
必要があり、従つて前記第２工程で電機子巻線群
１を加熱金型により超薄型形状に整形しなければ
ならず、このとき電線間或は巻線間で摩擦が生
じ、結果的に電気設計上特に巻線占積率の高い巻
線端末部などで、電線の絶縁皮膜の損傷或は断線
などが生じ、製品不良の原因となつたのである。

さらに整形された電機子巻線１′を熱硬化性樹
脂(8)を用いて封止する前記第５工程では、熱硬化
性樹脂８として通常エポキシ樹脂又は不飽和ポリ
エステル樹脂をベースとした成形材料を用いるた
め、加熱状態の電機子巻線１′は封止圧力に抗し
にくいのが普通であり、この結果電機子巻線の断
線或は層間短絡など電気的不良の原因となつてい
た。また前記電気的不良を免れたとしても、電機
子巻線１′の変形が著しかつたのである。

このような電機子巻線１′の変形は、無鉄心モ
ータとしてのトルクや回転数の低下原因となるば
かりか、整流子２との電気的位置関係を損なうこ
とになるので、整流が円滑に行なわれずしかもブ
ラシ寿命を短縮するなどの問題があつた。

ところで前記無鉄心電機子は、無鉄心モータと
して各種制御用に使用され、例えば速度制御を行
なうときはシンクロナスモータ、位置制御を行な
うときはパルスモータの分野と重なり合うのであ
り、これらモータの用途分野から制御性を中心に
更に高性能化、高精度化への要望が強いのであ
る。

本発明は以上のごとき観点のもとに研究を重
ね、ここに性能の優れた無鉄心電機子を能率的に
製造できる無鉄心電機子の製造方法を完成するに
至つたのである。

即ち、本発明は、軟下点以上の温度により体積
膨張して微小中空球体を形成する発泡剤を内包し
た微細カプセルと、光重合性官能基をもつ合成樹
脂と、光重合開始剤及び硬化剤とをエポキシ樹脂
に配合して液状樹脂組成物を調合し、この樹脂組
成物を電線を所定数巻装してなる未整形の電機子
巻線群に塗布して、前記組組成物中の光重合官能
基をもつ合成樹脂を紫外線照射により光重合させ
た後、前記微細カプセルが体積膨張して微小中空
球体を形成し、かつ前記エポキシ樹脂が重合硬化
する温度以上に加熱された金型で、少なくとも電
機子巻線部分を所定形状に一体に剛体化すること
を特徴とするものである。

さらに詳しくは第５図においてブロツク図で示
したごとく、第１工程で電線を所定数巻装させた
後、本発明の液状エポキシ樹脂組成物を前記電線
に塗布し、紫外線照射で光重合させることにより
常温固形の樹脂組成物塗膜をもつ電機子巻線群１
を形成する。この場合、前記樹脂組成物を電線に
塗布し、光重合させながら巻回してもよい。

次に第２工程で、前記電機子巻線群１と整流子
２とを電気的に接続する。

さらに第３工程で、前記電機子巻線群１を整流
子２及び電機子軸３と共に、加熱された金型内で
カツプ状或は偏平状の所定形状に整形して電機子
巻線１′を形成すると同時に、前記電機子巻線群
１に塗布した樹脂組成物中の発泡剤を内包する微
細カプセルを発泡、膨張させて微小中空球体を形
成させ、かつエポキシ樹脂を重合硬化させて、電
機子巻線１′を封止し、かつ支持絶縁させること
により、無鉄心電機子を製造するのである。

次に本発明で用いるエポキシ樹脂組成物につい
て説明する。

即ち、前記組成物は、エポキシ樹脂に微細カプ
セル、光重合性官能基をもつ合成樹脂、光重合開
始剤及び硬化剤などを配合して液状に調合するの
である。

しかして前記樹脂組成物に用いる発泡剤を内包
した微細カプセルとしては、ジニトリロペンタン
メチレンテトラミン、アゾジカルボンアミド、ト
ルエンスルホニトリルヒドラジド、アゾイソブチ
ルニトリルなど加熱時にガスを発生する物質、又
はプロパン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、石
油エーテル、ブタン、ジクロルペンタン、シクロ
ペンタジエンのごとく、微細カプセルの形成物質
を溶解させない樹脂族及び環状脂肪族炭化水素を
核とし、これらの核をアクリルニトリル−塩化ビ
ニリデン重合体、MMA−アクリルニトリル共重
合体、MMA−塩化ビニリデン共重合体、ポリス
チレン、ポリαメチルスチレン、ポリイソブチレ
ンなどの物質からなるカプセルにより包含させた
ものなどを挙げることができる。

またエポキシ樹脂としては、ビスフエノールＡ
のジグリシジルエーテル、脂環式エポキシ、ノボ
ラツク型エポキシなどの使用ができ、特に液状の
ものが好ましい。尚、モノエポキシ化合物を併用
することもできる。

さらに光重合性官能基をもつ合成樹脂として
は、分子内に重合性二重結合基をもつ化合物例え
ばメタノール、エタノールなど一価アルコールの
アクリル酸或はメタクリル酸エステル、エチレン
グリコール、プロピレングリコールなどのアクリ
ル酸或はメタクリル酸エステル、トリメチロール
プロパン、ペンタエリスリトールのアクリル酸或
はメタクリル酸エステル、Ｎ−N′−メチレンビ
スアクリルアミド、Ｎ−N′−メチレンビスアク
リルアミドのアクリル酸或はメタクリル酸アミド
などを挙げることができる。また桂皮酸グリシジ
ルエステル、フエニルマレイン酸グリシジルエス
テル、グリシジルアクリレートのごとく光重合性
官能基と熱重合性官能基とをもつ化合物を使用す
ることもできる。

またエポキシ樹脂の硬化剤としては、BF3アミ
ン錯体、シジアンジアミド、イミダゾール類など
常温で安定なものが好ましい。

また光重合開始剤としては、一般に光重合反応
に用いられている化合物を使用し、例えばベンゾ
フエノン、ミヒラーケトン、アントラキノン、ベ
ンゾインアルキルエーテルなどを挙げることがで
きる。尚、本発明では、紫外線を用いて光重合す
ることが望ましい。

さらに前記樹脂組成物には、必要に応じて充填
剤及び顔料などを加えることができる。

次に本発明を実施例を挙けて説明する。

実施例 先ず、エポキシ樹脂としてビスフエノールＡの
ジグリシジルエーテルを11％のブチルグリシジル
エーテルで希釈したもの（エポキシ当量約190）
70重量部に対し、硬化剤としてBF3モノエチルア
ミン錯体５重量部、光重合性官能基を有する合成
樹脂として、テトラデカメチレンジアクリレート
20重量部、光重合開始剤としてベンゾフエノン５
重量部、微細カプセルとしてイソブタンを内包す
るMMA−アクリルニトリル共重合体10重量部を
添加混合して液状樹脂組成物を調合した。

また電線径0.15mmのポリウレタン絶縁電線を49
ターン、７セグメントとなる様に、外径19.6mmの
巻枠上に積層巻回してなる電線群を用意した。

そして第５図における第１工程として、前記電
線群に前記樹脂組成物を滴下含浸させながら、紫
外線照射装置により照度1800μW／cm²で２分間照
射し、前記電線群に含浸された樹脂組成物中の光
重合性官能基をもつ合成樹脂を光重合させ、常温
固形の樹脂組成物塗膜をもつ電機子巻線群１を製
作した。

然る後第５図の第２工程において、前記電機子
巻線群１と整流子２とを電気的に接続させる。

次に第３工程において、前記電機子巻線群１と
共に電機子軸３を、予め150℃±3degに加熱した
金型内に設置し、該金型を約２cm／secの速度で
型締めした後、３分間保持し、前記金型を開放す
ることにより、内径19.5mm、外径20.8mm、高さ
30.0mmのカツプ型無鉄心電機子を製作した。

この製造方法を同一条件で50回反復しても、得
られる製品に電気的不良は認められなかつた。

また前記で得られた無鉄心電機子の５台を120
℃に加熱した後、直ちに−40℃に調温したドライ
アイス−MeOH浴に浸漬する熱衝撃試験を５回
繰返した結果、各電機子の外径や高さなどの寸法
変化は1/100mm以下であり、かつ亀裂の発生も認
められなかつた。

比較例 電線径0.15mmのブチラール融着層をもつ自己融
着性ポリウレタン絶縁電線を、実施例と同じく外
径19.6mmの巻枠上に49ターン、７セグメントとな
る様に積層巻回してなる電線群を用い、この電線
群を第４図の第１工程においてアセトンで溶剤接
着させ、電機子巻線群１を製作した。

第２工程で前記巻線群１を予め150℃±3degに
加熱した金型内に設置し、２cm／secの速度で型
締めすると共に、前記電線表面の融着層を融解固
形させ、電線間及び巻線間を接着させて整形され
た電機子巻線１′を得た。

次に第３工程で前記巻線１′と整流子２とを前
記巻線１′の整流子側巻線端末部を介して電気的
に接続し、また第４工程で前記整流子２と電機子
軸３とを接着し、さらにこの後第５工程において
エポキシ樹脂低圧成形材料でトランスフアー成形
し、カツプ型の無鉄心電機子を製作した。

前記で得られた無鉄心電機子の５台につき、実
施例と同一の条件下で熱衝撃試験を行なつたとこ
ろ、２台に亀裂が生じ、かつ寸法変化が1/100mm
を超えるものが１台あつた。特に電機子表面に露
出した巻線部分の浮上がりが顕著であつた。また
前記比較例における電機子の重量に対し、実施例
で得られた電機子は約20％軽量化されていた。

以上説明したごとく本発明にかかる無鉄心電機
子の製造方法では、従来法に較べ製造工程数を著
しく減少させて、能率的かつ省力的に無鉄心電機
子の製造が可能であり、ひいては前記電機子の安
価な提供ができるのである。

また本発明では、電機子巻線部分を超薄形構造
としても、電線の絶縁皮膜の損傷及び断線などが
生じず、電気的性能に優れた無鉄心電機子を製造
できるのであり、また製造時に電機子巻線の変形
をきたすことがなく、換言すれば前記巻線と整流
子片との電気的位置関係を損なうことがなく、無
鉄心モータとしたときそのトルクや回転数及びブ
ラシ寿命などの特性を安定化できるのである。

さらに本発明では、前記電機子に施す樹脂組成
物に発泡剤を内包した微細カプセルを添加し、こ
れをエポキシ樹脂の重合硬化時に溌泡させて微小
中空球体を形成するため、前記電機子を従来に較
べ著しく軽量化でき、無鉄心モータとしたとき、
前述した効果と相俟つてその制御応答性を高め得
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は無鉄心電機子を用いたカツプ型無鉄心
モータの断面図、第２図は電機子巻線群の斜視
図、第３図は前記巻線群を整形したカツプ状電機
子巻線の斜視図、第４図は従来にかかる無鉄心電
機子の製造工程を示すブロツク図、第５図は本発
明による製造工程を示すブロツク図である。 １は電機子巻線群、１′は電機子巻線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軟化点以上の温度により体積膨張して微小中
   空球体を形成する発泡剤を内包した微細カプセル
   と、光重合性官能基をもつ合成樹脂と、光重合開
   始剤及び硬化剤とをエポキシ樹脂に配合して液状
   樹脂組成物を調合し、この樹脂組成物を電線を所
   定数巻装してなる未整形の電機子巻線群に塗布し
   て、前記組成物中の光重合官能基をもつ合成樹脂
   を紫外線照射により光重合させて前記電機子巻線
   群の形を仮固定した後、前記微細カプセルが体積
   膨張して微小中空球体を形成しかつ前記エポキシ
   樹脂が重合硬化する温度以上に加熱された金型
   で、少なくとも電機子巻線部分を所定形状に一体
   に剛体化することを特徴とする無鉄心電機子の製
   造方法。