JP2769622B2 - 電機子コイルの製造方法 - Google Patents

電機子コイルの製造方法

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JP2769622B2 JP63177588A JP17758888A JP2769622B2 JP 2769622 B2 JP2769622 B2 JP 2769622B2 JP 63177588 A JP63177588 A JP 63177588A JP 17758888 A JP17758888 A JP 17758888A JP 2769622 B2 JP2769622 B2 JP 2769622B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、OA機器やビデオ機器などに用いられる高精
度モータ等に好適な電機子コイルに関するものであり、
より詳しくは、絶縁材からなるフィルムの上に複数組の
単位コイルを印刷し、それを円筒形に積層かつ固着して
なる電機子コイルに改良を加えたものである。
(従来の技術) 小型モーター用の電機子コイルについて技術を公開し
た文献としては、たとえば特開昭55−147936号公報など
がある。従来、印刷コイルを用いた電機子コイルは、帯
状の柔軟性があり薄い絶縁材料に偶数個(この数は、電
機子コイルの相数や積層数および極数で決まる)の単位
コイルを所定の位置に印刷した印刷コイルを用いて、こ
の印刷コイルの端から数えてr番目(1≦r≦P、Pは
電機子コイルの極数)の単位コイルがP+r,2P+rと機
械的かつ電気位相の面で重なるように円筒状に巻き接着
剤にて固着することにより積層固着し、各単位コイルを
所定の位置に配置する構成としていた。
印刷コイルの積層固着について詳しく述べる。印刷コ
イルの積層固着は、印刷コイルの導体パターン同志の接
触を避るために印刷コイルの表面に薄く柔軟性のある絶
縁物たとえばポリエステルフィルムなどを当接し、印刷
コイルと薄い絶縁物を同時に複数回巻き上げ(このとき
薄い絶縁物が印刷コイルの各層間に入り込むように巻き
込まれる)、接着剤を用いて印刷コイルと薄い絶縁物間
及び薄い絶縁物と薄い絶縁物間を固着していた。
上記印刷コイルの積層固着において、印刷コイルに薄
い絶縁物をはさんで巻き上げた巻き上げコイルは、その
形状を維持するために、あらかじめ印刷コイルより長め
に作られた絶縁物の巻終り部を、接着剤や粘着テープを
用いて、この内周層に仮固定し、その後に接着剤(薄い
絶縁物にあらかじめ塗布した接着剤、または外から加え
た接着剤)により印刷コイルと薄い絶縁物を固着する。
このため、新たな接着剤や粘着テープを用いた仮固定部
は、接着剤の厚さむらが生じたり、粘着テープ分厚さが
増し、完成品電機子コイルの形状が全周均一にならな
く、また積層固着作業の作業性が悪いなどの欠点を持っ
ていた。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、上記従来のものが有する欠点を解消し、全
周にわたって均一な厚さになり、また積層固着作業の作
業性が良好になり、高い経済性に飛んだ構造の電機子コ
イルが得られる製造方法を提供する。
(課題を解決するための手段) 本発明は、上記課題を解決するための手段として、帯
状で薄く柔軟性のある絶縁基材12上に、偶数個の単位コ
イル14から構成される単位コイル集団16を複数組印刷配
置した印刷コイル10と、該印刷コイル10に重ね巻きする
柔軟性のある絶縁材31とを配置するに際して、前記印刷
コイル10の巻き始めに前記絶縁材31を該印刷コイル10よ
り先に1周以上巻き、かつ、その後に前記印刷コイル10
に前記絶縁材31を一緒に巻き込み、前記印刷コイル10を
巻き終った後、さらに前記絶縁材31を1周以上巻き込
み、前記絶縁材31の表面に熱可塑性の接着剤32を配置
し、少なくともその円筒状積層成形の際、終端部を加熱
によりその内周層に接着することを特徴とする電機子コ
イルの製造方法である。
(作用) このような構成とした本発明方法によれば、従来印刷
コイルの導体パターン同志の接触を避けるために積層時
印刷コイル間に挿入し巻き上げていた薄い絶縁物を、あ
らかじめ、その表面に薄い熱可塑性の接着層を形成した
薄い柔軟性絶縁物に変更し、該絶縁物を挿入し巻き上
げ、仮固定のとき、加熱により該絶縁物の巻き終りの部
分の熱可塑性の接着層を溶かし、その内周層に接着し、
仮固定とする方法を用いる事になる。これにより、仮固
定部の厚さが、他の部分のそれと均一となり、また固着
の加熱のみで済み積層固着の作業性が、大幅に改善する
ことになる。
(実施例) 第1図は本発明に係る電機子コイルで用いる印刷コイ
ルの一実施例を示す平面図である。印刷コイル10は、帯
状の薄く且つ柔軟性のある一枚の絶縁基材12の表面の所
定の位置に、所定の間隔をもって偶数個すなわち2×m
個(但しmは正の整数であり第1図ではm=4である)
の単位コイル14によって構成する単位コイル集団16を2
×n組(但しnは正の整数であり第1図ではn=3であ
る)所定位置に印刷配置するとともに、絶縁基材12の裏
面にも同数の単位コイルからなる同数の単位コイル集団
を表面と同じ位置に形成した構造である。
第1図における印刷コイル10の、左側に位置する表側
の単位コイル集団と裏側の単位コイル集団の詳細を第2
図に示す。ここで破線は表側導体と裏側導体とが渦巻き
状パターンの中心で間の絶縁機材を貫通し電気的に接続
されることを示している。また第3図は、その左側3個
分(表裏面で合計6個)の単位コイルの構成を模式的に
示している。なお表側の単位コイルを左側から符合141,
142,…,148で表わし、裏側の単位コイルを符合181,182,
…,188で表わす。
単位コイルには時計回り(右巻き)と反時計回り(左
巻き)があり、それらが対をなしている。第3図におい
て導体パターンの形状とその接続状態を、矢印で示すよ
うなある電流の流れを仮定して説明する。端子20から先
ず表側の第1の単位コイル141の外周に至り、時計回り
に導体パターン21を取って内周に達する。内周にて表面
と裏面の導体パターンが接続されているから、今度は裏
側へ出て時計回りに導体パターン22を通って裏側の第1
の単位コイル181の外周に達する。ここで隣接する第2
の単位コイル182に移り、反時計回りに導体パターン23
を通って内周に達する。その内周にて裏面側から表面側
へ移り、今度は表側の第2の単位コイル142に至り内周
から反時計回りに導体パターン24を通って外周に達し、
隣接する第3の単位コイル143の導体パターン25に移
る。このような繰り返しパターンによって単位コイルお
よび単位コイル集団が形成される。
つまり単位コイル集団16は、表面と裏面が電気的に同
相になる単位コイル14を、時計回りのものと反時計回り
のものとを対にして構成している。従って第1図の場合
は、4対の単位コイルから表側単位コイル集団16が構成
されてる。この印刷コイル10を第1図で左側が内周側と
なり、右側が外周側となるように円筒形に巻き付ける
(1つの単位コイル集団で1周となる)ことによって第
4図に示すような電機子コイル30にする。従がって内周
側と外周側とでは単位コイル集団の長さが異なり、外側
(第1図では右側)ほど長くなっている。
このような印刷コイル10は、絶縁基材12の両面に箔状
導体を固着した公知の印刷基板に、エッチングレジスト
を凸版印刷法やスクリーン印刷法または、フォトレジス
ト方法などにより所定の形状に形成し、化学的エッチン
グ方法や電気化学的エッチング方法等によりエッチング
レジストの無い箔状導体部を除去して所定の導体パター
ンを残す方法で製作する。
次に、印刷コイル10の積層固着の作業を図に基づいて
説明する。第5図は、印刷コイル10を円筒状に積層固着
して形成した電機子コイル30の最終部(第4図のV部)
を拡大したもので、この電機子コイル30は、印刷コイル
10と、あらかじめ表面に薄い熱可塑性の接着層を形成し
た、薄く柔軟性のある絶縁材31と、積層固着後印刷コイ
ル10と絶縁材31との間を充填し、印刷コイル10と絶縁材
31とを強く固着する接着剤32とから構成されている。
そして、この電機子コイル30の積層固着の作業は、治
具または巻き芯(図示せず)にまず絶縁材31を固定して
1巻き以上巻き、次に印刷コイル10を重ね巻きする。印
刷コイル10の各層間に絶縁材31が挿入され、印刷コイル
10の導体と重ね巻きした単位コイルの導体の接触が確実
に避けられる。絶縁材31は印刷コイル10より長く設定さ
れており、印刷コイル31の最終部が巻かれてから更に1
周以上巻いて絶縁材31の最終部に至る。従来、この最終
部は、巻き上げ形状を維持する為に巻き終り部を接着剤
や粘着テープを用いてその内周層に仮固定していた。そ
の為接着剤または粘着テープ分厚さがむらになり完成品
電機子コイルが全周均一の厚さにならなかったが、本発
明によりこの最終部では絶縁材31を外部から加熱し、絶
縁材31の熱可塑性接着層を溶かしその内周の絶縁材31と
接着し仮固着する。仮固着後絶縁材31の表面に形成され
ている熱可塑性の接着層または外部から加えられた接着
剤32により印刷コイル10と絶縁剤31を所定の位置に固着
する。
上記の仮固着の方法により完成品電機子コイルの形状
が全周にわたって均一になり、また個々の形状ばらつき
が少なくなり、品質の安定化を図ることができるととも
に、積層固着作業工程における作業性が大幅に向上する
経済的効果もある。
次に、上記方法にて製作される電機子コイル30の構成
について詳細に説明する。
第1図に示す印刷コイル10の場合には、それを円筒形
に巻き付けたとき、各単位コイル14は、円周方向で45度
の機械角を有している(1組の単位コイル集団16で1周
となり、1組の単位コイル集団16には8個の単位コイル
14があるから360÷8=45度となる)。そして、第1の
単位コイル集団16と第2の単位コイル集団16との間、及
び第2の単位コイル集団16と第3の単位コイル集団16と
の間には各々30度の機械角が形成されている。さらに、
第4の単位コイル集団16と第5の単位コイル集団16との
間、及び第5のコイル集団16と第6のコイル集団16との
間には各々15度の機械角が形成されている。なお、第3
の単位コイル集団16と第4の単位コイル集団16とは重な
っているので、機械角はない。従って印刷コイル10の左
端から数えてi(但しiは、i≦nの整数)番目の単位
コイル手段と2×n+1−i(第1図ではn=3だから
7−i)番目の単位コイル集団16の各単位コイル14が対
応する(円周方向で同じ位置にくる)。このとき各単位
コイル14の導体の中心線がほぼ法線上で重なり、かつ、
各層の導体配置が円周方向に対して等しい配置とする。
すなわち、1番目と6番目、2番目と5番目、3番目と
4番目の単位コイル集団の各単位コイルが重なることに
なる。
次に、第6図は本発明に係る電機子コイル30を用いた
モータの一例を示す断面図である。このモータ40は、ス
テータヨーク41に磁性バックヨーク42と電機子30を取付
けてなるステータ部と、電機子コイル30と同極数に半径
方向に着磁したロータ磁石43と磁性ロータヨーク44と軸
45とからなるロータ部を備え、前記ロータ部を軸受46に
よって支持する構成である。ここでの磁気回路は、ロー
タ磁石43から発生した磁束が電機子コイル30を貫き、バ
ックヨーク42中を経て再び電機子コイル30を貫き、隣接
する磁極へ戻り、更にロータヨーク44中を経て出発点へ
戻る閉ループである。ステータヨーク41を固定しロータ
磁石43の位相に合わせて電機子コイル30に所定の通電を
すると、ロータ磁石43は軸45およびロータヨーク44と共
に円滑に回転する。また同様の構成で逆にヨーク44を固
定すれば、ヨーク41とバックヨーク42と共に電機子コイ
ル30が回転するモータとすることもできる。
(発明の効果) 本発明は以上説明したように、印刷コイルの巻き始め
に絶縁材を印刷コイルより先に1周以上巻き、かつ、そ
の後に印刷コイルに絶縁材を一緒に巻き込み、印刷コイ
ルを巻き終った後、さらに絶縁材を1周以上巻き込んで
形成し、絶縁材の表面に熱可塑性の接着剤を配置し、少
なくともその円筒状積層成形の際、終端部を加熱により
その円周層と接着して形成する電機子コイルの製造方法
であるから、別の接着剤や粘着テープを用いず積層後の
印刷コイルを加熱のみで仮接着できるので巻きくずれが
生ずることがない。さらに完成品電機子コイルの形状を
全周均一にでき、電機子コイルの品質、さらに電動機の
品質も向上することができるとともに、積層固着工程の
作業性の向上という経済的効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明で用いる印刷コイルの一例を示す平面
図、第2図はその表側単位コイル集団と裏側単位コイル
集団の一例を示す詳細図、第3図は導体パターンの形状
とその接続状況を示す説明図、第4図は本発明に係る電
機子コイルの一例を示す断面図、第5図は第4図の矢印
Vの部分の拡大断面図、第6図は電機子コイルを用いた
モータの一例を示す断面図である。 10……印刷コイル、12……絶縁基材 14……単位コイル、16……単位コイル集団
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 正人 静岡県磐田郡浅羽町浅名1743―1 ミネ ベア株式会社開発技術センター内 (56)参考文献 特開 昭60−5760(JP,A) 特開 昭55−147936(JP,A) 特開 昭50−36952(JP,A) 特開 昭56−141738(JP,A) 特開 昭57−16555(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 15/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】帯状で薄く柔軟性のある絶縁基材上に、偶
    数個の単位コイルから構成される単位コイル集団を複数
    組印刷配置した印刷コイルと、該印刷コイルに重ね巻き
    する柔軟性のある絶縁材とを配置するに際して、前記印
    刷コイルの巻き始めに前記絶縁材を該印刷コイルより先
    に1周以上巻き、かつ、その後に前記印刷コイルに前記
    絶縁材を一緒に巻き込み、前記印刷コイルを巻き終った
    後、さらに前記絶縁材を1周以上巻き込み、前記絶縁材
    の表面に熱可塑性の接着剤を配置し、少なくともその円
    筒状積層成形の際、終端部を加熱によりその内周層に接
    着することを特徴とする電機子コイルの製造方法。
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