JP2004048883A

JP2004048883A - 耐振コアレスモータ用回転子および耐振コアレスモータ

Info

Publication number: JP2004048883A
Application number: JP2002201417A
Authority: JP
Inventors: Fujio Nakada; 仲田　富士夫; Tsuneo Shibata; 柴田　恒男
Original assignee: CI Kasei Co Ltd
Current assignee: CI Kasei Co Ltd
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】振動してもタップが断線しにくい耐振コアレスモータ用回転子および耐振コアレスモータを提供する。
【解決手段】耐振コアレスモータ用回転子１１は、線状導体と、該線状導体の外側に位置する絶縁層と、該絶縁層の外側に位置する熱融着層とからなる導線１２を成形した円筒形状のコイル１３、および、コイル１３の一端の内側に接合されているコイル支持部材１４を有し、コイル支持部材１４の外側表面には、熱硬化性樹脂からなる第１の被膜１５ａが形成されている。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関で駆動するラジオコントロール模型などの振動の大きい機器に搭載される耐振コアレスモータ用回転子および耐震コアレスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、エンジンなどの内燃機関で駆動するラジオコントロール模型（例えば、ラジオコントロール飛行機、ラジオコントロールヘリコプター）は、玩具などに使用されている。このようなラジオコントロール模型には、通常、制御用のモータが搭載されており、例えば、ラジオコントロール飛行機では、エンジンのスロットル開閉用のモータ、プロペラの角度調整用のモータ、操舵用のモータなどが搭載されている。搭載されるモータとしては、ラジオコントロール模型は小型であることから、小型化が可能なコアレスモータが主として使用される。
図５には、従来のコアレスモータを示す。このコアレスモータ５０は、回転子１と、回転子１の内側に配置された永久磁石からなる固定子２と、回転子１を回転可能に収容するハウジング３とを有して概略構成されている。
コアレスモータ５０の回転子１は、導線４からなる円筒形状のコイル５と、コイル５の一端の内側に配置され、整流子片６と回転軸７とが取り付けられたコイル支持部材８とを有しており、コイル５と整流子片６とは、タップ１０を介して接続されている。ここで、タップ１０とは、コイル５を構成する導線４と連続した導線であり、コイル５側ではコイル支持部材８の上に配置され、整流子片６側ではコイル支持部材８中に配置されている。また、タップ１０と整流子片６とはハンダで固定されている。
また、ハウジング３には、整流子片６に接触するブラシ９が設けられている。回転軸７は、軸受ハウジング５１に取り付けられた軸受５２によって支持されている。また、導線４は、線状導体と、線状導体の外側の絶縁層と、該絶縁層の外側のホットメルト型樹脂などからなる熱融着層とからなっている。コアレスモータ５０はコアを有していないので、導線４の熱融着層が固着してコイル５の形状が保持されている。
このコアレスモータ５０を駆動させる時には、ブラシ９を介してコイル５に電流を供給し、発生する磁力と、固定子２の磁力との作用により回転させる。
【０００３】
このようなコアレスモータ５０は、次のように製造する。まず、絶縁層および熱融着層が周面上に形成された導線を巻回し、この巻回された導線を加熱下でプレス成形して、図６（ａ）に示すような、円筒形状のコイル５を作製する。
次いで、図６（ｂ）に示すように、コイル支持部材８に整流子片６および回転軸７を取り付ける。次いで、コイル支持部材８の周面にシアノアクリレート系接着剤を塗布し、図６（ｃ）に示すように、回転軸７がコイルの内部を通るように、コイル５の一端の内側に接合し、続いて、コイル５と整流子片６とをタップ１０によってハンダやスポット溶接で接続する。
そして、ハウジングに、永久磁石からなる固定子を取り付け、次いで、回転子を取り付けてコアレスモータを得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関で駆動するラジオコントロール模型は、エンジンを構成するピストンの往復運動などによって激しく振動するため、内燃機関で駆動するラジオコントロール模型にコアレスモータを備えた場合には、コアレスモータに振動が伝わり、繰り返し応力が生じていた。その結果、細い導線であるタップが、その繰り返し応力に耐えきれずに断線して、モータが停止することがあった。
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、振動してもタップが断線しにくい耐振コアレスモータ用回転子および耐振コアレスモータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の耐振コアレスモータ用回転子は、線状導体と、該線状導体の外側に位置する絶縁層と、該絶縁層の外側に位置する熱融着層とからなる導線を成形した円筒形状のコイル、および、コイルの一端の内側に接合されているコイル支持部材を有する耐振コアレスモータ用回転子であって、
コイル支持部材の外側表面には、熱硬化性樹脂からなる第１の被膜が形成されていることを特徴としている。
本発明の耐振コアレスモータ用回転子においては、コイルの外側表面には、前記第１の被膜と連続する第２の被膜が形成されていることが好ましい。
また、本発明の耐振コアレスモータは、上述した耐振コアレスモータ用回転子が備えられたことを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の耐振コアレスモータ用回転子（以下、「回転子」と略す）および耐振コアレスモータの一実施形態例について説明する。
始めに、回転子について、図１および図２を参照しながら説明する。この回転子１１は、導線１２からなる円筒形状のコイル１３と、コイル１３の一端の内側に接合されている円盤状のコイル支持部材１４とを有している。
また、コイル支持部材１４の外側表面には第１の被膜１５ａが形成されており、コイル１３の外周面には第１の被膜１５ａと連続する第２の被膜１５ｂが形成されている。
【０００７】
コイル１３に使用される導線１２は、図３に示すように、線状導体２１の外側に絶縁層２２が設けられ、さらに絶縁層２２の外側に熱融着層２３が設けられたものである。ここで、絶縁層２２は、巻回したときに接触する導線同士の短絡を防止するためのものであり、例えば、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリアミドイミドからなるものである。熱融着層２３としては、導線１２を円筒状に成形するために導線１２同士間を接着できるものであれば制限されず、例えば、ホットメルト系樹脂が挙げられる。ホットメルト系樹脂の中でも、例えば、ポリアミド系樹脂などが好ましく使用される。このような熱融着層２３によって導線同士を固着して、コアレスモータ用のコイル１３を作製できる。
【０００８】
コイル支持部材１４は、例えば、フェノール・ジアリルフタレートなどの熱硬化性樹脂からなる円盤状成形体である。このコイル支持部材１４の外径は、コイル１３の内径に略等しくされている。また、コイル支持部材１４の内側面の中心部には、コイル支持部材１４をコイル１３に取り付けた際、コイル１３から突出するような長さの回転軸１６が取り付けられている。
さらに、コイル支持部材１４の外側表面の中心部には、モータの極数と同数（図示例では５個）の整流子片１７が取り付けられており、この整流子片１７はタップ１８に接続されている。タップ１８は、コイル１３と連続している導線であり、コイル１３側ではコイル支持部材１４の上に配置され、整流子片６側ではコイル支持部材１４中に配置されている。
【０００９】
第１の被膜１５ａおよび第２の被膜１５ｂは熱硬化性樹脂からなる。使用される熱硬化性樹脂としては特に制限がなく、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。
【００１０】
次に、上述した回転子の製造方法について説明する。この製造方法では、まず、コイル作製工程において、導線を巻回し、次いで、巻回された導線を加熱プレスし、熱融着層を加熱して導線同士を固着して、図４（ａ）に示すような円筒形状のコイル１３を作製する。なお、このときの加熱温度を熱融着温度といい、この熱融着温度は１１０〜１５０℃、好ましくは１２０〜１４０℃であることが好ましい。
以上のようなコイル作製工程を行うので、コアレスモータ用のコイルを容易に作製できる。
【００１１】
そして、図４（ｂ）に示すように、コイル支持部材接合工程において、予め成形したコイル支持部材１４の一方の面の中心部に回転軸１６を取り付け、他方の面の中心部に整流子片１７を取り付ける。次いで、コイル支持部材１４の周面にシアノアクリレート系接着剤を塗布し、図４（ｃ）に示すように、整流子片１７が外側に位置するように、コイル１３の一端の内側にコイル支持部材１４を接合し、続いて、コイル１３と各整流子片１７とをタップ１８によりハンダあるいはスポット溶接で接続する。このコイル支持部材接合工程では、シアノアクリレート系接着剤を塗布するので、接着に要する時間を短くできる。
次いで、図４（ｄ）に示すように、被膜形成工程において、コイル支持部材の外側表面およびコイルの外周面に、未硬化の熱硬化性樹脂を塗布し、加熱硬化して第１の被膜１５ａおよび第２の被膜１５ｂを形成させて回転子１１を得る。
【００１２】
次に、耐振コアレスモータについて説明する。本実施形態例の耐振コアレスモータは、上述した回転子１１を備えているものである。なお、回転子１１の構成以外は、図５に示したコアレスモータの構成と同じであり、回転子と、永久磁石からなる固定子と、ハウジングとを有している。
【００１３】
上述した実施形態例の回転子にあっては、振動してもコイル支持部材１４の外側表面に形成された第１の被膜１５ａと第２の被膜１５ｂとによって、タップ１８の単独の振動を抑えることができる。その結果、繰り返し応力を緩和できるので、タップ１８の断線を防止できる。さらに、コイル１３の外側表面には、第１の被膜１５ａと連続する第２の被膜１５ｂが形成されているので、繰り返し応力をより緩和できる。また、第１の被膜１５ａおよび第２の被膜１５ｂは熱硬化性樹脂からなるので、容易に形成させることができる。
また、上述した実施形態例の耐振コアレスモータは、振動によるタップの断線を防止した回転子を搭載しているため、振動が激しく発生する機器に備えられても信頼性が高い。すなわち、内燃機関を駆動手段として搭載したラジオコントロール模型などの振動を伴う機器に搭載しても、タップの断線によるモータの停止が防止されている。
【００１４】
なお、本発明は上述した実施形態例に限定されない。例えば、上述した実施形態例では、コイルの外側表面に第２の被膜１５ｂが形成されていたが、本発明では、第２の被膜が形成されていなくてもよい。第２の被膜を形成しない場合には、樹脂の使用量を少なくできる。
【００１５】
【実施例】
（実施例）
絶縁層と、絶縁層の外側にポリアミドからなる熱融着層とが形成された導線を巻回し、次いで、巻回された導線を１４０℃でプレス成形して、円筒形状のコイルを作製した。
次いで、予め成形したコイル支持部材の一方の面の中心部に回転軸を取り付け、他方の面の中心部に５つの整流子片を取り付けた。次いで、コイル支持部材の周面にシアノアクリレート系接着剤を塗布し、整流子片が外側に位置するように、コイルの一端の内側にコイル支持部材を接合し、続いて、タップを介してコイルと整流子片とをスポット溶接で接続した。次いで、コイル支持部材の外側表面とコイルの外周面とに、未硬化のエポキシ樹脂を塗布し、加熱硬化して第１の被膜および第２の被膜を形成させて回転子を得た。
次いで、この回転子を、永久磁石からなる固定子が固定されたハウジングに取り付けて耐振コアレスモータを作製した。
この耐振コアレスモータを、エンジンを搭載したラジオコントロールヘリコプターのエンジンのスロットル開閉用、回転翼の角度調整用、回転翼の向き調整用等の駆動手段として取り付けた。そして、このようなラジオコントロールヘリコプターを１フライト１５分間で１００フライト飛行させた。その際、ラジオコントロールヘリコプターはエンジンによって激しく振動したが、回転子のタップが断線することはなく、各コアレスモータが停止することはなかった。
そして、タップが断線しているかどうかを調べるために、回転子に備えられた各整流子間の電気抵抗を測定したが、断線は認められなかった。
【００１６】
（比較例）
コイル支持部材の外側表面に第１の被膜を、コイルの外周面に第２の被膜を形成させないで回転子を得た以外は実施例と同様にして回転子を得た。そして、この回転子を用いてコアレスモータを得た。このコアレスモータを、エンジンを搭載したラジオコントロールヘリコプターのエンジンのスロットル開閉用、回転翼の角度調整用、回転翼の向き調整用等の駆動手段として取り付け、飛行させたところ、６８フライト目で振動によって回転子のタップが断線し、コアレスモータが停止してラジオコントロールヘリコプターの制御が不能になった。
そして、各整流子片間の電気抵抗を測定して、タップの断線の有無を調べたところ、５つのタップのうちの１つが断線していた。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の耐振コアレスモータ用回転子にあっては、振動してもコイル支持部材の外側表面に形成された第１の被膜によって、タップの振動を抑えることができ、繰り返し応力を緩和できる。その結果、タップの断線を防止できる。
また、本発明の耐振コアレスモータは、上述した耐振コアレスモータ用回転子を搭載しているため、例えば、内燃機関を駆動手段として搭載したラジオコントロール模型などの振動を伴う機器に搭載しても、タップの断線によるモータの停止が防止されており、信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の耐振コアレスモータ用回転子の一実施形態例を示す図であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は上面図である。
【図２】本発明の耐振コアレスモータ用回転子の一実施形態例を示す断面図である。
【図３】導線の断面図である。
【図４】図１に示すコアレスモータ用回転子を製造する際の製造方法を示す斜視図である。
【図５】コアレスモータの一例を示す断面図である。
【図６】従来のコアレスモータ用回転子の製造方法を工程順に示す斜視図である。
【符号の説明】
１１　回転子（耐振コアレスモータ用回転子）
１２　導線
１３　コイル
１４　コイル支持部材
１５ａ　第１の被膜
１５ｂ　第２の被膜
２１　線状導体
２２　絶縁層
２３　熱融着層

Claims

線状導体と、該線状導体の外側に位置する絶縁層と、該絶縁層の外側に位置する熱融着層とからなる導線を成形した円筒形状のコイル、および、コイルの一端の内側に接合されているコイル支持部材を有する耐振コアレスモータ用回転子であって、
コイル支持部材の外側表面には、熱硬化性樹脂からなる第１の被膜が形成されていることを特徴とする耐振コアレスモータ用回転子。
コイルの外側表面には、前記第１の被膜と連続する第２の被膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の耐振コアレスモータ用回転子。
請求項１または２に記載の耐振コアレスモータ用回転子が備えられたことを特徴とする耐振コアレスモータ。