JP2008054470A

JP2008054470A - モータ用コイル及びその製造方法

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Publication number: JP2008054470A
Application number: JP2006230718A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Igarashi; 聡五十嵐; Kenichi Sekiguchi; 健一関口
Original assignee: Sayama Precision Ind Co Ltd
Current assignee: Sayama Precision Ind Co Ltd
Priority date: 2006-08-28
Filing date: 2006-08-28
Publication date: 2008-03-06

Abstract

【課題】円筒形に形成されたモータ用コイルが、モータの昇温や振動又は衝撃等によって変形しないように、コイルの外周面に接着剤を塗布したり、コイルの導線を被覆している熱融着層を加熱によって接合する工程において、接着剤や熱融着層がコイルの内周面に浸透して治具に接着されることがないようにしたモータ用コイル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】線状導体の外周に熱融着層が被覆された導線２を円筒形の巻線３に形成してなるモータ用コイル１において、円筒形の巻線３の外周面に塗布する接着剤４又は熱融着層が該円筒形の巻線３の内周面に浸透することによって、円筒形の巻線３が該円筒形の巻線３の内周に挿着する治具１４に接着されることを防止する浸透防止用テープ５を円筒形の巻線３の内周面に付着した。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータの回転による発熱や衝撃を受ける環境下であっても、内部のコイルが変形しないように形状を保持し得るモータ用コイル及びその製造方法に関する。

従来より、小型化が可能なモータとして、例えば、特許文献１に記載されているコアレスモータが使用されている。この文献に示すモータ用回転子は、線状導体の外側に絶縁層が設けられると共に、該絶縁層の外周に熱融着層が設けられてなる導線を円筒形に形成したコイルの内側端部にコイル支持部材を接合してなるものである。

この文献の発明は、上記回転子を有するモータを、例えばラジオコントロール模型に使用したとき、この模型に設けられた内燃機関の振動がモータに伝わり、繰り返し応力が生じる結果、細い導線からなるタップが、繰り返し応力に耐えきれずに断線して、モータが停止するという不都合を解消するために成されたもので、コイル支持部材の外側表面に、熱硬化性樹脂からなる第１の被膜を形成することによって、タップの振動を抑え、繰り返し応力を緩和し、タップの断線を防止するようにしている。

ところで、上記のコアレスモータは、コアを有しないため、導線の外周の熱融着層を固着することにより、コイルの円筒形状を保持するようにしている。ところが、このモータを上記のような振動、さらには激しい衝撃を伴うような環境下で使用する場合、コイルの形状が変形するという不都合があった。

また、モータの使用中に、温度が上昇すると、上記のように導線を被覆している熱融着層が軟化して接着力が低下し、コイルが変形しやすくなるという不都合があった。

そこで、このようなコイルの形状変形を防止する手段として、従来から、コイルの内周に治具を挿着し、コイルの外周面から接着剤を塗布することにより、コイルの型崩れを防止することが行われている。ところが、このような接着剤の塗布の際に、コイルの導線間の僅かな隙間から接着剤が浸透し、コイルの内側面が治具と接着するという問題が生じていた。

また、コイルの外周面に接着剤を塗布せずに、コイルを炉に入れて加熱した際にも、導線を被覆している熱融着層が溶け出して導線間の隙間を浸透し、コイルの内周に挿着される治具に接着されるという問題があった。
特開２００４−４８８８３号公報

本発明は、以上の事情に鑑みてなされたもので、円筒形に形成されたモータ用コイルが、モータの昇温や振動又は衝撃等によって変形しないように、コイルの外周面に接着剤を塗布したり、コイルの導線を被覆している熱融着層を加熱によって接合する工程において、接着剤や熱融着層がコイルの内周面に浸透して治具に接着されることがないようにしたモータ用コイル及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記の問題を解決するために、本発明の請求項１に記載したモータ用コイルは、線状導体の外周に熱融着層が被覆された導線を円筒形の巻線に形成してなるモータ用コイルにおいて、前記円筒形の巻線の外周面に塗布する接着剤又は前記熱融着層が前記円筒形の巻線の内周面に浸透することによって、前記円筒形の巻線が該円筒形の巻線の内周に挿着する治具に接着されることを防止する浸透防止用テープを前記円筒形の巻線の内周面に付着したことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載したモータ用コイルの製造方法は、線状導体の外周に熱融着層が被覆された導線を用いて断面多角形に巻回された巻線を形成すると共に、該巻線を扁平につぶし、該扁平につぶした巻線の片面側に、導線の重なり部のない両側の多角形端面領域の少なくとも一方側の真中から他方側の真中までの長さを有した所定幅の浸透防止用テープを付着し、該浸透防止用テープを貼り付けた面が内周側となるように前記両側の多角形端面領域同士を互いに重ねた状態にして接合することにより円筒形の巻線を形成し、さらに該円筒形の巻線の内周端部に整流子を取付けた後、該円筒形の巻線の内周に治具を挿着した状態にして該円筒形の巻線の外周面に接着剤を塗布することを特徴とする。

本発明のモータ用コイルは、円筒形の巻線の外周面に塗布する接着剤又は前記熱融着層が前記円筒形の巻線の内周面に浸透することによって該円筒形の巻線の内周に挿着する治具に接着されることを防止する浸透防止用テープを円筒形の巻線の内周面に付着したことにより、円筒形の巻線の外周面に接着剤を塗布する際、該接着剤は導線の隙間を浸透するが、浸透防止用テープによって接着剤が治具の外周面に付着することから防止され、円筒形の巻線を治具から容易に取り出すことが可能となる。

また、本発明のモータ用コイルの製造法によれば、上記のように治具と円筒形の巻線との接着を防止する浸透防止用テープを有するモータ用コイルを容易に得ることができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

本発明によるモータ用コイル１は、図１又は図２に示すように、線状導体の外周に熱融着層が被覆された導線２を円筒形の巻線３に形成してなるモータ用コイル１において、円筒形の巻線３の外周面に塗布する接着剤４又は熱融着層が円筒形の巻線３の内周面に浸透することによって、円筒形の巻線３が該円筒形の巻線３の内周に挿着する治具１４に接着されることを防止する浸透防止用テープ５を円筒形の巻線３の内周面に付着したものである。

このようなモータ用コイル１について、その製造方法を説明しながら詳細に述べる。図３(ａ)〜(ｅ)及び図４（ａ）〜(ｄ)は、本発明に係るモータ用コイル１の製造方法を説明するための図である。

まず、図３（ａ）に示すように、絶縁層及び熱融着層が外周面上に被覆された導線２を用い、断面６角形のうち対向する２短辺６ａ、６ｂを他の辺よりも短くした断面亀甲形状の巻芯６に導線２を巻回することにより、亀甲形状の巻線７Ａを形成する。なお、この亀甲形状の巻線７Ａは、本発明の断面多角形に巻回された巻線の一例を示すものであり、その他、断面菱形に巻く方式でも可能である。

次いで、図３(ｂ)に示すように、上記の巻線７Ａにおいて、亀甲形状の短辺６ａ、６ｂに形成されたストレート部８、８の外側面に接着テープ９ａ、９ｂ（図３(ｂ)において片側の接着テープ９ｂは図に現われていない。）を付着することにより、巻線７Ａの巻くずれを防止する。この状態で、図３(ｃ)に示すように、巻芯６から巻線７Ａを抜き出すことによって、亀甲巻された巻線７Ｂを得る。そして、その巻線７Ｂをつぶして、図３(ｄ)に示すように、扁平形状の巻線７Ｃを得る。

このような扁平形状の巻線７Ｃにおける導線２の重なり具合を図３(ｅ)に示す略図で説明すると、両側の点線で示す６角形の斜線領域（これを本実施例では、「６角形端面領域１０ａ、１０ｂ」と云い、本発明の多角形端面領域に相当する。）においては、導線２に二重の重なりが生ぜず、６角形端面領域１０ａ、１０ｂ間の実線で示す斜線領域１０ｃにおいては、導線２に二重の重なり部（１０ｃ）が生じる。この導線２の重なり部１０ｃは、両側の６角形端面領域１０ａ、１０ｂに比べて２倍の厚さとなる。

次に、図４(ａ)に示すように、上記の扁平形状の巻線７Ｃから片側の接着テープ９ａ（図３(ｄ)参照）を剥がした面上に、浸透防止用テープ５をアクリル系接着剤で付着する。この浸透防止用テープ５は、低温条件化で使用する場合はポリウレタン等、高温条件下で使用する場合はポリイミド等の合成樹脂を使用するとよい。

また、浸透防止用テープ５の長手方向の長さＬ１については、導線の重なり部のない両側の多角形端面領域の少なくとも一方側の真中から他方側の真中までの長さであり、幅方向の長さＬ２は、後述するように円筒形の巻線３の内周端部に取り付ける整流子１２の取付け幅を考慮し、その整流子１２の幅よりもやや多めの幅を除いた長さとする。

また、浸透防止用テープ５の付着範囲は、長手方向については両端の範囲内に付着させることが望ましい。特に６角形端面領域１０ａ、１０ｂのうち、少なくとも円筒状に形成する際に外周側となる６角形端面領域側については、扁平形状の巻線７ｃからはみ出さないように付着させる必要がある。これは、円筒形状に形成したときに浸透防止用テープ５が円筒形の巻線３の外周側にはみ出さないようにするためである。

浸透防止用テープ５の幅方向については、後述するように円筒形の巻線３の内周に挿着する治具１４と円筒形の巻線３と接触する範囲よりも広い範囲とするのが望ましい。さらに、浸透防止用テープ５の幅方向の長さＬ２は、少なくとも、両側のストレート部８、８（図３（ａ）参照）に付着する必要がある。これは、このストレート部８、８において、導線２、２…間の隙間幅が他よりも広く、接着剤４が浸透しやすいからである。

次いで、上記のように浸透防止用テープ５を付着した扁平形状の巻線７Ｃを円筒形状（図４(ｂ)参照）に変形して、図３(ｅ)の両側の６角形端面領域１０ａ、１０ｂ同士が重なるようにし、その領域同士を互いに接着する。この状態で、両側の６角形端面領域１０ａ、１０ｂ同士を接着した部位は、導線２が二重に重なって、他の導線２の重なり部１０ｃと均等な厚さとなる。また、浸透防止用テープ５は、図４(ｂ)に示すように、円筒形の巻線３の内周面の全周に付着されることなる。

次に、図４(ｂ)又は(ｃ)に示すように円筒形の巻線３において複数のタップ１３、１３…のある側の内周端部に整流子１２を取り付け、夫々のタップ１３を所定箇所に半田やスポット溶接等で接合する（図２（ａ）参照）。さらに、この状態で、円筒形の巻線３の内周に、治具１４を挿着する。この治具１４は、図２(ｂ)に示すように、その内部に貫通孔１４ａを有し、この貫通孔４ａに整流子１２の中心に設けられた回転軸１５を挿通する。この状態で、治具１４の外周面と円筒形の巻線３の内周面との間には浸透防止用テープ５が介在していることになる。

次いで、図４(ｄ)に示すように、接着剤４の塗布器具１６を用いて、円筒形の巻線３の内周に挿着した治具１４を回転しながら、円筒形の巻線３の外周面に接着剤４を均一に塗布する。この塗布の際に、接着剤４は、円筒形の巻線３の導線２、２…間を内部に浸透するが、円筒形の巻線３の内周面に浸透防止用テープ５が付着されているため、接着剤４は浸透防止用テープ５の内周側には浸透せず、治具１４と浸透防止用テープ５とが接着することから防止されるため、円筒形の巻線３を治具１４から容易に取り出すことが可能となる。また、接着剤４の硬化後において、円筒形の巻線３全体に浸透した接着剤４は、円筒形の巻線３の形状保持を強化することができ、機械的強度を十分に確保することができる。

なお、図２（ａ）又は(ｂ)に示すように、円筒形の巻線３において、整流子１２が取り付けられた側の反対側（図２（ａ）又は(ｂ)に示す下方側）は、整流子１２による保持が作用しないため、円筒形の巻線３が変形しやすい状況にある。これを解消するため、治具１４において、整流子１２が取り付けられていない側を小径部１４ｂとし、この小径部１４ｂと円筒形の巻線３の内周との間に隙間１４ｃを設けることによって、円筒形の巻線３における整流子１２が取り付けられていない側に接着剤４（図４(ｄ)参照）が回り易くして、その部位の強度を強化することができる。

上記の円筒形の巻線３の外周面に塗布する接着剤４は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を用いてもよく、また、このような熱硬化性樹脂だけではなく、光硬化性樹脂等を用いてもよい。

また、上記の説明においては、円筒形の巻線３の外周面に接着剤４を塗布する加工法について説明してあるが、円筒形の巻線３の外周面に接着剤４を塗布せず、導線２に被覆された熱融着層の加熱溶融によって導線２、２…同士を接合する場合にも、円筒形の巻線３の内周面に上記の浸透防止用テープ５を付着することによって、加熱溶融された熱融着層が導線２、２…間を浸透して、円筒形の巻線３の内周に挿着された治具１４に付着することを防止することが可能となる。

本発明のモータ用コイル及びその製造方法は、円筒形に形成したモータ用コイルが、モータの昇温や振動又は衝撃等によって変形しないように、コイルの外周面に接着剤を塗布したり、コイルの導線を被覆している熱融着層を加熱によって接合する工程において、接着剤や熱融着層がコイルの内周面に浸透して治具に接着されることがないようにしたモータ用コイル及びその製造方法として利用可能である。

本発明によるモータ用コイルの外観を示す斜視図であり、(ａ)は整流子を上方にした図であり、(ｂ)は円筒形の巻線の内部の浸透防止用テープが見える状態にした図である。 (ａ)は本発明によるモータ用コイル（円筒形の巻線）の縦断面図であり、(ｂ)はそのモータ用コイルの内部に治具を挿着した状態を示す縦断面図である。本発明によるモータ用コイルの製造方法を示す図であり、(ａ)〜(ｄ)は亀甲巻きした導線を扁平形状につぶすまでの工程を示し、(ｅ)は扁平形状につぶした巻線の説明図である。本発明によるモータ用コイルの製造方法を示す図であり、(ａ)〜(ｄ)は浸透防止用テープを付着する状況から円筒形の巻線の外周面に接着剤を塗布するまでの工程を示す図である。

符号の説明

１モータ用コイル
２導線
３円筒形の巻線
４接着剤
５浸透防止用テープ
６巻芯
６ａ、６ｂ巻芯の断面６角形のうち対向する２短辺
７Ａ巻線
７Ｂ亀甲巻された巻線
７Ｃ扁平形状の巻線
８ストレート部
９ａ、９ｂ接着テープ
１０ａ、１０ｂ６角形端面領域
１０ｃ実線で示す斜線領域（重なり部）
１２整流子
１３タップ
１４治具
１４ａ貫通孔
１４ｂ小径部
１４ｃ隙間
１５回転軸
１６塗布器具
Ｌ１浸透防止用テープの長手方向の長さ
Ｌ２浸透防止用テープの幅方向の長さ

Claims

線状導体の外周に熱融着層が被覆された導線を円筒形の巻線に形成してなるモータ用コイルにおいて、前記円筒形の巻線の外周面に塗布する接着剤又は前記熱融着層が前記円筒形の巻線の内周面に浸透することによって、前記円筒形の巻線が該円筒形の巻線の内周に挿着する治具に接着されることを防止する浸透防止用テープを前記円筒形の巻線の内周面に付着したことを特徴とするモータ用コイル。
線状導体の外周に熱融着層が被覆された導線を用いて断面多角形に巻回された巻線を形成すると共に、該巻線を扁平につぶし、該扁平につぶした巻線の片面側に、導線の重なり部のない両側の多角形端面領域の少なくとも一方側の真中から他方側の真中までの長さを有した所定幅の浸透防止用テープを付着し、該浸透防止用テープを貼り付けた面が内周側となるように前記両側の多角形端面領域同士を互いに重ねた状態にして接合することにより円筒形の巻線を形成し、さらに該円筒形の巻線の内周端部に整流子を取付けた後、該円筒形の巻線の内周に治具を挿着した状態にして該円筒形の巻線の外周面に接着剤を塗布することを特徴とするモータ用コイルの製造方法。