JPH0670517A - スロットレスモータ用固定子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 円筒状コイルの樹脂モールド時に、円筒状
コイルを傷つけず、内径治具に抜勾配が不要で製造作業
性の向上が実現でき、且つ最小ギャップ寸法を形成しト
ルク特性改善となるスロットレスモータ用固定子の製造
方法を提供する。 【効果】 弾性状（ゴム状）中空体の上に不織布を配
置するために、この不織布に樹脂が含浸し必要な絶縁層
を形成することができる。弾性状中空体は空気未圧入状
態では、その外径は所定寸法より小さい。この上に複数
個のコイルを概略円筒形状に成形後、固定子鉄心に挿入
が容易に行える。その後、ブラケット部の相当型を嵌合
させてから弾性状中空体に空気圧入により、コイルは弾
性状中空体で固定子鉄心の内周側に押付けられる。この
とき、弾性状中空体は円筒形状をしているので、均一に
外径が大きくなり、コイルを成形しながら固定子鉄心の
内周側に密着させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スロットのない環状固
定子鉄心に回転磁界形成用のコイルを装着してなるスロ
ットレスモータの固定子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、固定子の内側に適当なギャッ
プを介して回転子を備えた内転形のモータとして、スロ
ットのない円環状の固定子鉄心の内側にコイルを装着し
て固定子としたスロットレスモータがある。この内転形
のスロットレスモータの固定子の場合、回転磁界形成用
の複数個のコイルをスロットを有しない単純な円環状の
積層鉄心の内周形状に合わせた円筒形に組み立て、円筒
形コイル体の周囲を樹脂によりモールド成形し固化整形
後に、前記積層鉄心内周に絶縁層を介して嵌合し、この
状態で接着により固定することによって構成される。こ
のように構成されるスロットレスモータ固定子の具体例
としては、特開平１−２５２１３４号公報に記載された
ものが知られている。

【０００３】即ち、このものは、図８、図９に示すよう
に、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相のコイルが夫々略二分され内外二層
に分けて巻かれる。具体的には、まずＵ相コイルｕ，
ｕ’の半分が電気角６０度の範囲で巻かれ、次にこのＵ
相コイルｕ，ｕ’よりも電機角で１２０度進んだ位置に
Ｖ相コイルｖ，ｖ’の半分が同様に電気角６０度の範囲
で巻かれ、続いてＶ相コイルｖ，ｖ’よりも電気角で１
２０度進んだ位置にＷ相コイルｗ，ｗ’の半分が電気角
６０度の範囲で巻かれる。

【０００４】更に、これらの外側に、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相コ
イルｕ，ｕ’，ｖ，ｖ’，ｗ，ｗ’の残り半分が、先に
巻かれた各相コイルｕ、ｕ’，ｖ，ｖ’，ｗ，ｗ’の巻
終りの位置から順次夫々電気角６０度の範囲で同様に巻
き進められるものであり、最終的に全体として内外二層
で略円筒形をなすコイル体Ａが構成される。そして、か
かるコイル体Ａは、樹脂２２により円筒形に固化整形さ
れた後に、絶縁層２３を介して円環状の鉄心２１の内周
に固定される。また、この種のスロットレスモーター用
固定子の製造方法としては、例えば特開平３−１０７３
５４号公報に記載されたものが知られている。

【０００５】即ち、この公報に記載された製造方法は、
スロットを有しない環状の固定子鉄心の内周に、円筒状
に整形した状態の複数個のコイルを挿入した後に、その
円筒状コイルの内側に丸棒状の内径治具を挿入によりセ
ットする。このようなセット状態で、円筒状コイル，固
定子鉄心及び内径治具を一体状態のまま熱硬化性の含浸
樹脂（或いはワニス）内に浸積後、それらの一体物を引
き上げて含浸用樹脂を硬化させ、しかる後に内径治具を
抜取るという各工程を実行する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の製造方法では、円筒状に整形されたコイルの内側に内
径治具を挿入によりセットする工程を行う構成になって
いる。この為、整形状態にある円筒状コイルを搬送する
際、或いはその円筒状コイルを固定子鉄心内へ挿入する
場合に、円筒状コイルの内径寸法に狂いが生じないよう
に注意を払う必要があると共に、含浸用樹脂の硬化後に
内径治具を抜取る工程も必要になる為、総じて製造作業
性に劣るという問題点があった。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、円筒状コイルを樹脂モールドする際
に、円筒状コイルを傷つけることなく、また内径治具に
抜勾配が不要で製造作業性の向上が実現でき、且つトル
ク特性の改善となる最小のギャップ寸法となるスロット
レスモータ用固定子の製造方法を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、円環状のスロットレス回転電機の固定子に
おいて、フレームにスロットのない円環状の固定子鉄心
を挿入後、円筒形状の弾性状中空体の上に絶縁材料から
なる不織布を配置し、その上に回転磁界を形成する巻線
を装着したコイル部を前記固定子鉄心の内周に挿入し、
ブラケット部の相当型をフレーム部及び前記弾性状中空
体に嵌合させてから前記弾性状中空体に空気を圧入して
固定子鉄心内面にコイル部を密着させ、また、前記ブラ
ケット部にも密着させて樹脂が漏れないようにする。し
かる後に、樹脂を注型して乾燥炉で加熱硬化させた後に
前記弾性状中空体の内部空気を排除し、弾性状中空体を
除去してフレーム，固定子鉄心及びコイル部が一体の回
転電機の固定子を得るものである。この場合、ブラケッ
ト部の相当型は製品となるブラケットと共用しても良
い。

【０００９】

【作用】弾性状（ゴム状）中空体の上に不織布を配置す
るために、この不織布に樹脂が含浸し必要な絶縁層を形
成することができる。弾性状中空体は空気を圧入しない
状態では、その外径は所定の寸法より小さくなってい
る。このため、この上に複数個のコイルを概略円筒形状
に成形後、円環状の固定子鉄心に挿入するが、成形した
円筒状のコイル外径が固定子鉄心の内径より少し小さく
なるので、容易に行うことができる。その後、ブラケッ
ト部の相当型を嵌合させてから弾性状中空体に空気を圧
入する事により、コイルは弾性状中空体で固定子鉄心の
内周側に押付けられる。このとき、弾性状中空体は円筒
形状をしているので、均一に外径が大きくなり、コイル
を成形しながら固定子鉄心の内周側に密着させることが
できる。

【００１０】また、ブラケット部の軸受け部に相当する
穴部にも密着し、この部分からの樹脂の漏れを防ぐこと
ができる。またコイル内周側も、この弾性状中空体で、
より円筒状に成形される。この弾性状中空体は内型の役
目を果たし、注型，加熱硬化後は、内部空気を放圧すれ
ば弾性状中空体の外径が小さくなり、容易に除去するこ
とができる。従って製造作業性が向上する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１乃至図
７を参照しながら説明する。図１は、内転形スロットレ
スモータの概略的な横断面構造を示すものである。この
図１において、フレーム１内に図示しない軸受を介して
指示された回転子２は、４極の磁極を形成するための永
久磁石３を備えた構成となっている。また、フレーム１
内に回転子２を取囲むように設けた３相４極の固定子４
は、フレーム１の内周に固定された円環状のスロットレ
ス形固定子鉄心５と、この固定子鉄心５の内周に装着さ
れた回転磁界形成用の複数個のコイル６ａよりなる円筒
状コイル６とにより構成されている。尚、この実施例で
は、上記固定子４を３相４極に構成しており、これに応
じてコイル６ａを１２個設けている。

【００１２】図２は、コイル６ａの横断面形状を、その
配置例と共に示している。但し、第１相（Ｕ相）の４個
のコイル６ａを夫々Ｕ１乃至Ｕ４、第２相（Ｖ相）の４
個のコイル６ａを夫々Ｖ１乃至Ｖ４、第３相（Ｗ相）の
４個のコイルを夫々Ｗ１乃至Ｗ４で表している。

【００１３】図２において、コイルＵ１乃至Ｕ４，Ｖ１
乃至Ｖ４，Ｗ１乃至Ｗ４は、各コイル辺対が機械角で９
０度ずつ占有するように周方向に順次並べることによ
り、固定子鉄心５の内周に沿った円筒形状に配置される
ものであり、以下３つの各条件を満たすように構成され
ている。 （１）．各コイルは、そのコイル辺の固定子鉄心５の径
方向へのターン数分布が、内周に向かうに従って減少す
る形状となっている。

【００１４】（２）．円筒形状に配置された状態で、隣
接するコイル辺同士が前記（１）のターン数減少部分
（この例では、コイル辺全体）で径方向に重なる状態と
なっている。

【００１５】（３）．（１）のような各コイル辺のター
ン数分布は、電気角で６０度の範囲において連続的に変
化する状態となっており、この例では正弦波状に変化さ
せている。 さて、上述した構成の固定子４は、次に述べるような工
程を経て製造されるものである。

【００１６】即ち、まず図３に示すように、樹脂の硬化
温度に耐える弾性体であるゴム質からなる空気の圧入・
排出部７ａを有する弾性状中空体７（以下単に中空体７
という）を用意する。この中空体７の中央部は、円筒状
コイル６の高さ寸法（軸方向寸法）とほぼ等しく、且
つ、内部に空気を圧入した時に、外形寸法が円筒状コイ
ル６の内径寸法を決定するように所定の寸法が設定され
ている。

【００１７】このような中空体７の周囲にポリエステ
ル，アラミッド及びガラス繊維等からなる不織布などの
絶縁保護紙８を巻回する。この後、この絶縁保護紙８の
周囲に対し、１個目のコイル６ａを配置し、この後に２
個目以降のコイル６ａを周方向にずらし、且つ必要に応
じて隣接するコイル辺を重ね合わせながら配置するもの
であり、最終的に図４に示すような円筒状コイル６を得
る。その後、図５に示すように、円筒状コイル６の周囲
にポリエステル、アラミッド及びガラス繊維等からなる
不織布の絶縁保護紙９を巻回する。この絶縁保護紙９は
固定子鉄心５の内周に配置しておいても良い。

【００１８】尚、上記のようなコイル６ａの配置時に
は、各コイル６ａ間にポリエステルフィルム，アラミッ
ド紙のような絶縁紙（図示せず）を挟込むことにより、
それらをコイル間絶縁紙として機能させている。

【００１９】次に図６に示すように、中空体７，円筒状
コイル６及び絶縁保護紙８，９の一体物を固定子鉄心５
内に挿入し、この状態で外形を兼用するフレーム１に挿
入する。その後、このフレーム１に型兼用のブラケット
１０を取付けた後、前記中空体７に空気を圧入する。こ
の状態で図７に示すように真空中で樹脂１１を注入した
後、乾燥炉で樹脂を硬化させ、円筒状コイル６，固定子
鉄心５及びフレーム１が一体になった固定子を得る。

【００２０】上記本実施例の構成によれば、円筒状コイ
ル６の樹脂モールド工程を行うに当たって、中空体７が
樹脂モールド成形用の内型の役目を果たすが、内部の空
気を抜くことにより、この中空体７の外径が小さくなる
ので、樹脂硬化後でも簡単に除去することができる。ま
た、固定子鉄心５にコイル６挿入時も、コイル外形を小
さくした状態でしておくことができるので、固定子鉄心
５への挿入も容易にできる。

【００２１】しかも、通常これらの内型は抜き勾配を付
ける必要があるが、この勾配が不要となるためモールド
後の固定子と回転子のギャップを最小に設定することが
でき、トルク特性を犠牲にすることもない。また、絶縁
及び保護のために内周の絶縁厚さを必要とするときは、
内周に巻回する保護紙にガラスマット製の厚手の不織布
を使用すれば、この部分は樹脂が含浸して強固な絶縁層
を得ることもでき、電圧及び容量によってこの厚さを容
易に調整することもできる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば以上の説明によって明ら
かなように、円筒状コイルの樹脂モールド成形時におい
て、その円環状コイルを形成するのに使用した円筒状の
弾性状中空体が、樹脂モールド成形時のうち型の役目を
果たすように構成したから、樹脂モールドの離型も容易
になる。また、ブラケット部の嵌合部もパッキンの役目
を果たすため、モールド時の樹脂漏れがなく作業性が向
上し、また、所定の絶縁寸法も容易に確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスロットレスモータの全体の概略的な
横断面図

【図２】本発明のスロットレスモータのコイル配置図

【図３】本発明第１実施例の固定子組立途中状態を示す
斜視図

【図４】本発明第２実施例の固定子組立途中状態を示す
斜視図

【図５】本発明第３実施例の固定子組立途中状態を示す
斜視図

【図６】本発明第３実施例の固定子組立途中状態を示す
斜視図

【図７】本発明の固定子の注型時の概要図

【図８】従来のスロットレスモータのコイル配置図

【図９】従来のスロットレスモータの固定子の概略的な
断面図

【符号の説明】

１はフレーム、 ２は回転子、 ４は固
定子、５は固定子鉄心、 ６は円環状コイル、
６ａはコイル、７は弾性状中空体、 ８，９は絶縁保
護紙、 １１は樹脂。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円環状のスロットレス回転電機の固定子
   において、フレームにスロットのない円環状の固定子鉄
   心を挿入し、円筒形状で弾性状中空体の上に不織布を巻
   回後に巻線を配置したコイル部を前期固定子鉄心の内周
   に挿入し、ブラケット部の相当型をフレーム部及び前記
   弾性状中空体に嵌合させ前記弾性状中空体に空気を圧入
   して固定子内面及びブラケット部の相当型に密着させ、
   しかる後、樹脂を注型して加熱硬化後に前記弾性状中空
   体の内部空気を排除し、弾性状中空体を除去してフレー
   ム，固定子鉄心及びコイル部が一体の固定子を得ること
   を特徴とするスロットレスモータ用固定子の製造方法。
2. 【請求項２】 前記弾性状中空体はゴム製とする請求項
   １記載のスロットレスモータ用固定子の製造方法。