JP2001275317A - コアレスモータの巻線シリンダの樹脂固着型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 円柱状内型７２にコアレスモータの巻線
シリンダ４７を被せ、この巻線シリンダを囲うように内
型に外型を型合せし、型内に樹脂を流入することで、巻
線シリンダに樹脂を含浸させる巻線シリンダの樹脂固着
型において、内型は、円周を分割できる分割型とし、こ
の分割型のうち少なくとも１個を略台形断面のくさび片
１０１，１０２とし、くさび片を内型の中心に向って外
すと、内型が縮径可能になる。 【効果】 内型が縮径するので、内型から巻線シリンダ
を容易に離型することができる。内型に抜き勾配をつけ
る必要がなく、抜き勾配のつかない巻線シリンダを得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコアレスモータの巻
線シリンダの樹脂固着型に関する。

【０００２】

【従来の技術】コアレスモータの巻線シリンダの樹脂固
着型には、例えば、特開昭５５−１４１９６３号公報
「カップ状無鉄心電機子の製造方法」に示されたものが
ある。同公報の第２頁左上欄第１１行〜同右上欄第１２
行によれば、このカップ状無鉄心電機子の製造方法で
は、金型（樹脂固着型）を次の通りに用いる。ただし、
以下の説明は原文の要約である。

【０００３】第１工程：自己融着電線を巻線治具に巻回
し、電機子巻線１を形成する。 第２工程：加熱した金型３上に樹脂板４を載せ、これら
の上から電機子巻線１を被せ、加熱した金型７で押え
る。 第３工程：金型８が電機子巻線１を整形しつつ、金型
３，７，８で構成した空間内に樹脂板４が充填され、硬
化し、完成した電機子を取出す。

【０００４】このカップ状無鉄心電機子の製造方法によ
れば、樹脂の加熱流動化、巻線の整形が同一の金型で可
能であり、また巻線の樹脂固着も同時にできるので、非
常に能率的である。また、樹脂のコストの低下、電機子
巻線のショート、断線、曲りの防止、電線の加熱劣化の
減少、電機子の強度向上を図ることができる。

【０００５】一般的に、金型には、成形品の取出しを容
易にするために、抜き勾配をつける。抜き勾配はできる
だけ大きく取るのが望ましく、使用する樹脂の種類や成
形品の形状、肉厚によって異なるが、１°〜３°が適当
である。また、一般的に、モータでは、高トルクの発生
を目的に、磁石と電機子（巻線シリンダ）との間の隙間
を小さく（狭く）設定する必要がある。隙間が小さい
と、永久磁石の磁界内の磁力が強く、モータの性能が向
上する。つまり、隙間を小さくして、永久磁石の磁束密
度を大きく保ち、隙間における有効磁束が多くなるよう
にすることで、モータの発生トルク（電流にも比例す
る）を大きくする。逆に、隙間が大きいと、永久磁石の
磁界内の磁束が少くなり、モータの発生トルクが小さく
なる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の金型３及び金型
８には、完成した電機子の取出しを容易にするために、
抜き勾配が必要である。その場合、完成した電機子に
は、金型の抜き勾配が写し出され、電機子はラッパ形に
なる。これでは、隙間を小さく設定することが困難とな
り、電機子と永久磁石との間の隙間、及び電機子とヨー
クとの間の隙間がともに大きくなり、モータの高トルク
化が図り難い。

【０００７】そこで、本発明の目的は、抜き勾配のつか
ない巻線シリンダを得ることができるコアレスモータの
巻線シリンダの樹脂固着型を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１では、円柱状内型にコアレスモータの巻線シ
リンダを被せ、この巻線シリンダを囲うように内型に外
型を型合せし、型内に樹脂を流入することで、巻線シリ
ンダに樹脂を含浸させる巻線シリンダの樹脂固着型にお
いて、内型は、円周を少なくとも３分割できる分割型と
し、この分割型のうちの少くとも１個を、外周面におけ
る弧長が内周面における弧長より小さな略台形断面のく
さび片を含み、このくさび片を内型の中心に向って外す
と、内型が縮径可能になるように構成したことを特徴と
する。

【０００９】外型と内型との間に巻線シリンダを収め、
型内に樹脂を流入し、巻線シリンダに樹脂を含浸させ
る。含浸後、外型は外方へ型開きするので、外型に抜き
勾配をつける必要がない。一方、内型は、分割型のうち
の少くとも１個を、外周面における弧長が内周面におけ
る弧長より小さな略台形断面のくさび片を含み、このく
さび片を内型の中心に向って外すと、縮径する。縮径し
て内型を取り外すので、内型に抜き勾配をつける必要が
ない。

【００１０】請求項２は、分割型の内径に相当する径の
シヤフトを分割型の中心に挿入し、シヤフトでくさび片
が中心に向ってずれるのを防止するようにしたことを特
徴とする。分割型の中心にシヤフトを挿入し、分割型を
バックアップする。内型に樹脂流入の圧力がかかって
も、内型がずれることはない。また、シヤフトを抜くこ
とで、くさび片が内型の中心に向って外れる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る電動パワーステアリン
グの一例の概念図であり、電動パワーステアリング１０
は、運転者１１の操舵力Ｆを補助するものであり、運転
者１１の操舵力Ｆを検知するトルクセンサ１２と、この
トルクセンサ１２の信号に基づいて、補助力の大きさ及
びモータの回転方向の制御を行うコントローラ１３（Ｅ
ＣＵ）と、このコントローラ１３の信号によって操舵補
助力を出力する電動モータ１４とを備えたものである。
１５はバッテリ、１６はステアリングホイール、１７は
ステアリングギヤである。

【００１２】図２は本発明に係る電動パワーステアリン
グの要部断面図であり、ステアリングギヤ１７に動力伝
達部材であるボールねじ２１を介して電動モータ１４を
取付け、この電動モータ１４の回転によって直線運動の
操舵補助力を与える電動パワーステアリング１０を示
す。

【００１３】ステアリングギヤ１７は、ギヤケースハウ
ジング２２内にラック＆ピニオンを収納し、ラックを形
成した車軸２３をモータハウジング２４内にまで通し、
車軸２３の両端にボールジョイント２５，２５を介して
タイロッド２６，２６を取付けたものであり、ステアリ
ングホイールの回転を車軸２３の直線運動に変換するも
のである。

【００１４】図３は本発明に係る電動モータの断面図で
ある。電動モータ１４は、コアレスモータ３０であり
（以下、電動モータ１４をコアレスモータ３０と呼称す
る。）、ギヤケースハウジング２２並びにモータハウジ
ング２４に固定した固定部分であるステータ３１と、ギ
ヤケースハウジング２２並びにモータハウジング２４側
に回転可能に支持した回転部分であるロータ３２とから
なる。ロータ３２にボールねじ２１を接続することで、
ロータ３２の回転を車軸２３の直線運動に変換すること
ができる。

【００１５】ボールねじ２１は、ねじ軸３３（車軸２
３）とナット３４がボール３５・・・（・・・は複数を示す。
以下同様。）を介して作動する部品である。３６はケー
ブルを接続するコネクタである。

【００１６】ステータ３１は、モータハウジング２４に
取付けた固定部材４１と、この固定部材４１で支持し、
車軸２３を囲った永久磁石４２と、ギヤケースハウジン
グ２２に取付けたブラシホルダ４３と、このブラシホル
ダ４３に取付けたブラシ４４と、ギヤケースハウジング
２２に嵌合したころがり軸受４５とからなる。４６は固
定部材４１に嵌合した軸受を示す。

【００１７】ロータ３２は、永久磁石４２を囲った円筒
状の巻線シリンダ４７と、この巻線シリンダ４７に取付
けた整流子４８と、中央のシヤフト４９とからなり、巻
線シリンダ４７の一端を動力伝達ディスク５１に固定
し、巻線シリンダ４７の他端の内周面側に軸受４６を沿
わせ、この軸受４６を介して他端を固定部材４１に回転
可能に保持させたものである。５３は巻線シリンダ４７
の他端に嵌合したカラー部である。なお、モータハウジ
ング２４はヨーク（継鉄）を兼ねるものであり、巻線シ
リンダ４７から発生する磁束を有効に導くための固定磁
性体でもある。

【００１８】また、コアレスモータ３０では、ヨーク
（モータハウジング２４）の内径より僅かに小さく巻線
シリンダ４７の外径を設定し、所定の隙間Ｓ１を形成す
る。一方、永久磁石４２の外径より僅かに大きく巻線シ
リンダ４７の内径を設定し、所定の隙間Ｓ２を形成す
る。これらの隙間Ｓ１，Ｓ２は小さく（狭く）すること
が望ましい。隙間Ｓ１，Ｓ２が小さいと、永久磁石４２
の磁束を多く維持すことができ、モータの発生トルクを
大きくすることができる。

【００１９】図４は本発明に係るコアレスモータのロー
タの断面斜視図であり、シヤフト４９に円筒状の巻線シ
リンダ４７を取付けた状態を示す。巻線シリンダ４７
は、樹脂層５７を含浸させるとともに被せ、内径を固定
部材より大きく形成したものであり、所定の線径、長さ
のコイル用電線６３・・・を巻き回したカップ方式の巻線
である。なお、開放端部６４にカラー５３部を有する。
Ｃ３は巻線シリンダ４７の中心軸線を示す。整流子４８
は、整流子片６５・・・を所定の数だけ備えたものであ
る。整流子片６５・・・のライザ６６・・・にコイル用電線６
３・・・を接続する。

【００２０】図５は本発明に係る巻線シリンダの樹脂固
着型の断面図（型開）であり、型開の状態を示す。樹脂
固着型７０は、外型７１と、この外型７１内に設ける内
型７２と、中子型７３と、を備えたものであり、外型７
１は、射出成形機７４に固定する固定金型７５と、この
固定金型７５に対向して移動可能に取付ける可動金型７
６と、からなる金型である。

【００２１】固定金型７５は、固定板７７にスプール７
８を形成し、固定型７９にランナ８１を形成し、下部に
第１収納部８２を形成し、中央に型８３を半円筒状に掘
り込み、上部に第２収納部８４を形成したものである。
８５はロケートリングである。可動金型７６は、下部に
第１収納部８２を形成し、中央に型８３を半円筒状に掘
り込み、上部に第２収納部８４を形成したものである。

【００２２】中子型７３は、下部中子８６と、上部中子
８７とからなり、下部中子８６は、第１収納部８２に嵌
合する嵌合部８８を形成し、この嵌合部８８の中央にシ
ヤフト８９を直径Ｄ１が所定の勾配で変化するように形
成し、このシヤフト８９に中空部９１を形成し、下方に
移動手段９２を設けたものである。上部中子８７は、嵌
合部９３と、凹部９４とからなる。

【００２３】内型７２は、外に型９７を形成し、内にテ
ーパ孔９８を開けたものであり、第１くさび片１０１
と、この第１くさび片１０１に対向する第２くさび片１
０２（図６参照）と、第１分割片１０３と、この第１分
割片１０３に対向する第２分割片１０４とで円周（型９
７）を４分割にできる分割型である。型９７は、直径が
Ｄ２で、長さがＬであり、長さＬの間で直径Ｄ２（同
軸）が変化しない円柱状のものである。テーパ孔９８
は、所定の勾配で内径ｄを変化させたもので、シヤフト
８９の直径Ｄ１及び勾配に対応する孔である。次図で内
型７２を詳細に説明する。

【００２４】図６は図５の６−６線矢視図であり、円周
を４分割にできる第１くさび片１０１、第２くさび片１
０２、第１分割片１０３及び第２分割片１０４を示す。
第１くさび片１０１は、外周面における弧長をＬｏに設
定し、内周面における弧長をＬｉに設定したもので、弧
長Ｌｏが弧長Ｌｉより小さな略台形断面のものである。
第２くさび片１０２は、第１くさび片１０１と同様であ
り、説明を省略する。

【００２５】図７は本発明に係る内型の平面図であり、
内型７２の分割を示す。第１くさび片１０１を内型７２
の中心に向って矢印のように外し、同様に、第２くさ
び片１０２を内型７２の中心に向って矢印のように外
し、内型７２を分割する。外れた領域へ第１分割片１０
３が距離Ｇ１だけ移動し、同様に、第２分割片１０４が
距離Ｇ１だけ移動することで、第１分割片１０３と第２
分割片１０４との距離がＬ１となり、内型７２が直径Ｄ
１から距離Ｌ１へ縮径する。

【００２６】図８は本発明に係る巻線シリンダの樹脂固
着型の断面図（型閉）であり、内型７２を下部中子８６
のシヤフト８９にセットし、下部中子８６を固定金型７
５及び可動金型７６の第１収納部８２，８２に収め、同
時に、上部中子８７を第２収納部８４，８４に収め、固
定金型７５に可動金型７６を合せて型閉を行い、型８
３，８３並びに型９７でキャビティ１０６を形成したこ
とを示す。このキャビティ１０６で巻線シリンダに樹脂
を含浸させる。

【００２７】以上に述べたコアレスモータの巻線シリン
ダの樹脂固着型の作用を次に説明する。図９は本発明に
係る巻線シリンダの斜視図であり、コイル用電線６３・・
・を巻き回し、含浸前の巻線シリンダ４７を形成したこ
とを示す。この含浸前の巻線シリンダ４７に整流子４８
を取付け、この整流子４８にシヤフト４９を嵌合する。
これらの巻線シリンダ４７、整流子４８、シヤフト４９
を組合せた状態で樹脂固着型にシヤフト４９を嵌合す
る。

【００２８】図１０（ａ），（ｂ）は本発明に係る巻線
シリンダの樹脂固着型の第１作用図である。（ａ）にお
いて、シヤフト４９を下部中子８６の中空部９１に嵌め
込むとともに、上部中子８７の凹部９４に嵌め込むこと
で、キャビティ１０６に巻線シリンダ４７を型８３，８
３，９７に接触しないように保持することができる。

【００２９】また、キャビティ１０６に溶融（可塑化）
した樹脂１０７を流入させる際に、射出成形機７４のノ
ズル１０８を矢印の如く固定金型７５に密着させ、樹
脂１０７を射出すると、樹脂１０７はスプール７８並び
にランナ８１を通り、キャビティ１０６を満たし、内型
７２に射出圧をかける。しかし、内型７２を下部中子８
６のシヤフト８９によってバックアップするので、射出
圧で内型７２のくさび片が外れることはなく、くさび片
が中心に向ってずれるのを防止することができる。従っ
て、巻線シリンダ４７に樹脂１０７を含浸させることが
できる。

【００３０】（ｂ）において、樹脂１０７が固化し、樹
脂層５７が成形されたなら可動金型を移動し、樹脂固着
型７０を開き、中子型７３を移動（矢印方向）し、上
部中子８７を外す。型８３は半円筒状なので、抜き勾配
をつける必要がなく、勾配を写さずに巻線シリンダ４７
の外周面を形成することができる。

【００３１】図１１（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る巻線
シリンダの樹脂固着型の第２作用図であり、上段に断面
図（ａ−ａ線の位置）を併記したので、合計８個の図を
表わしたものである。（ａ）において、内型７２にテー
パ孔９８を形成し、このテーパ孔９８に相当する径のシ
ヤフト８９を形成したので、第１くさび片１０１、第２
くさび片１０２、第１分割片１０３、第２分割片１０４
を高精度（同軸度）に保持することができる。

【００３２】（ｂ）において、内型７２にテーパ孔９８
を形成し、このテーパ孔９８に相当する径のシヤフト８
９を形成したので、シヤフト８９の取り外しが極めて容
易である。

【００３３】（ｃ）において、第１くさび片１０１並び
に第２くさび片１０２を弧長の異なる略台形断面に形成
したので、第１くさび片１０１を内型７２の中心に向っ
て外し、同様に、第２くさび片１０２を内型７２の中心
に向って外すことができる。その結果、第１分割片１０
３並びに第２分割片１０４を移動させる空き領域を設け
ることができる。

【００３４】（ｄ）において、空き領域によって第１分
割片１０３並びに第２分割片１０４を内型７２の中心に
向って矢印，の如く移動させることができ、内型７
２を縮径することができる。その結果、内型７２から巻
線シリンダ４７を容易に離型させることができ、内型７
２の型９７に抜き勾配をつける必要がなく、勾配をつけ
ずに巻線シリンダ４７の内周面を形成することができ
る。

【００３５】次に、本発明に係る内型の別実施例を示
す。図１２（ａ），（ｂ）は内型の別実施例図であり、
図６、図７に対応する図である。上記図６に示す実施の
形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省
略する。

【００３６】（ａ）において、内型７２Ｂは、外に型９
７を形成し、内にテーパ孔９８を開けたものであり、第
１くさび片１０１と、第１分割片１１１と、第２分割片
１１２とで円周（型９７）を３分割にできる分割型であ
る。

【００３７】（ｂ）において、第１くさび片１０１を内
型７２Ｂの中心に向って矢印のように外し、内型７２
Ｂを分割する。外れた領域へ第１分割片１１１が距離Ｇ
２だけ移動し、同様に、第２分割片１１２が距離Ｇ２だ
け移動することで、第１分割片１１１と第２分割片１１
２との距離がＬ２となり、内型７２Ｂが直径Ｄ１から距
離Ｌ２へ縮径する。

【００３８】内型７２Ｂでは、３分割（第１くさび片１
０１、第１分割片１１１、第２分割片１１２）で分割型
を構成したので、部品点数が少くなり、機械加工の時間
を低減することができ、生産コストの低減を図ることが
できる。

【００３９】尚、本発明の実施の形態に示した図５の樹
脂固着型７０には、ピン（ガイドピン、突出しピン
等）、温度調整用媒体の流路、ヒータ、温度センサとい
った他のものを示していないが、これらをどのように構
成するかは任意である。図６の第１、第２くさび片１０
１，１０２を略台形断面に形成したが、略四角形断面で
もよく、中心に向って外すことができる形状であればよ
い。

【００４０】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１では、内型は、円周を少なくとも３分割
できる分割型とし、この分割型のうちの少くとも１個を
略台形断面のくさび片としたので、くさび片を内型の中
心に向って外すことができ、内型に空き領域を形成する
ことができる。その結果、空き領域へ残りの分割型を移
動し、内型を縮径することができ、内型を巻線シリンダ
から離すことができる。従って、内型に抜き勾配をつけ
る必要がなく、抜き勾配のつかない巻線シリンダを得る
ことができる。

【００４１】請求項２では、分割型の内径に相当する径
のシヤフトを分割型の中心に挿入することで、くさび片
が中心に向ってずれるのを防止する。その結果、型内に
流入した樹脂が射出圧で内型を押しつけても、ずれるこ
とはなく、抜き勾配のつかない巻線シリンダを造ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動パワーステアリングの一例の
概念図

【図２】本発明に係る電動パワーステアリングの要部断
面図

【図３】本発明に係る電動モータの断面図

【図４】本発明に係るコアレスモータのロータの断面斜
視図

【図５】本発明に係る巻線シリンダの樹脂固着型の断面
図（型開）

【図６】図５の６−６線矢視図

【図７】本発明に係る内型の平面図

【図８】本発明に係る巻線シリンダの樹脂固着型の断面
図（型閉）

【図９】本発明に係る巻線シリンダの斜視図

【図１０】本発明に係る巻線シリンダの樹脂固着型の第
１作用図

【図１１】本発明に係る巻線シリンダの樹脂固着型の第
２作用図

【図１２】内型の別実施例図

【符号の説明】

３０…コアレスモータ、４７…巻線シリンダ、５７…樹
脂（樹脂層）、７０…樹脂固着型、７１…外型、７２…
内型、８９…シヤフト、１０１…第１くさび片、１０２
…第２くさび片、１０３…第１分割片、１０４…第２分
割片。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D033 CA02 CA04 CA16 CA28 5H603 AA09 BB01 BB04 BB13 CA02 CA05 CB01 CB26 CC02 CC19 EE10 FA16 5H604 AA08 BB01 BB07 BB15 CC02 CC04 CC12 DB01 PB03 PB04 PE06 5H615 AA01 BB01 BB04 BB14 PP02 PP12 QQ02 RR07 SS44 TT26 5H623 AA10 BB03 BB07 GG03 HH10 JJ03 LL12 LL19

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱状内型にコアレスモータの巻線シリ
   ンダを被せ、この巻線シリンダを囲うように前記内型に
   外型を型合せし、型内に樹脂を流入することで、前記巻
   線シリンダに樹脂を含浸させる巻線シリンダの樹脂固着
   型において、 前記内型は、円周を少なくとも３分割できる分割型と
   し、この分割型のうちの少くとも１個を、外周面におけ
   る弧長が内周面における弧長より小さな略台形断面のく
   さび片を含み、このくさび片を内型の中心に向って外す
   と、内型が縮径可能になるように構成したことを特徴と
   するコアレスモータの巻線シリンダの樹脂固着型。
2. 【請求項２】 前記分割型の内径に相当する径のシヤフ
   トを分割型の中心に挿入し、シヤフトで前記くさび片が
   中心に向ってずれるのを防止するようにしたことを特徴
   とする請求項１記載のコアレスモータの巻線シリンダの
   樹脂固着型。