JP3487429B2 - モータ用コイル及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はモータ用コイル及びその
製造方法に関するもので、特にコイルの内部に湿気や腐
食性ガスの侵入を防止できる構造のコイルとその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から実施されているモータ用コイル
で、コイルの内部に湿気や腐食性ガスの侵入を防止でき
る構造のコイルとその製造方法については合成樹脂の開
発が急速に進んだ結果、多くの実施例が開発されたが、
構造が簡単で効果が大きくかつ大量生産に適するものが
意外に少ない。最近の先行技術の例では特開平７―３０
２７２６号公報、特開平９―６３８３５号公報等に開示
されている。図７は特開平７−３０２７２６号の例で、
円環状中空コイル２２の内外周を樹脂で覆い成形するも
ので、カップ状の成形用容器２１を備え、該成型用容器
２１はその内側に底面の内径が上面開放端の内径より小
径のテーパー状に、コイル２２の長さより深く窪みが形
成され、かつ前記窪みの中心にその底部の外径がコイル
の内径より大径で上部の外径がより小径のテーパー状ボ
ス部２３を有し、該成形用容器２１のボス部２３に低部
の外径より小径の内径を有する中空コイル２２を挿入し
て該中空コイル２２を前記窪みの中の保持し、コイル２
２と成型用容器２１と間の空間に樹脂２４を注入し硬化
させてコイルを成形用容器から外して完成する。この構
成は、成形用容器２１と、空芯コイル２２と、樹脂２４
の他には不用であるので極めて簡潔のようではあるが、
成形用容器２１のボス部２３と空芯コイル２２の最下部
とが接触しているので、この接触部の樹脂の厚さが薄く
なりこの部分からの湿気や腐食性ガスの侵入を防止する
ことが難しいという欠陥がある。

【０００３】図８は特開平９−６３８３５号公報に開示
されている例で、熱可塑性樹脂からなる筒状のコイルビ
ビン３０の両端近くに設けた枠円板３１、３１間にコイ
ル２０を巻回し、枠円板３１の外側面および外周面に連
続し先端肉薄部３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを有す
る突条を形成し、同一の樹脂からなるモールド材３３の
溶融した高温樹脂上記コイルボビン３０の外周部に射出
成形することにより、枠円板の肉薄部がモールド材３３
により加熱溶融して両者が一体に熱溶着されるように構
成されている。この構成においては、コイルボビン３０
と枠円板３１とモールド材３３が加熱溶着されるので、
隙間の発生が少なく湿気や腐食性ガスの侵入を防止でき
るが、射出成形によるモールドで成形するので大きな設
備を必要とし、かつ巻線を巻装したボビンをワンシヨッ
ト毎に金型に挿入して成形するインサート成形ような工
程となるので生産性を高めることが困難となるという問
題がある。

【０００４】

【発明が解決しょうとする課題】図７、図８に示す従来
技術になるモータ用コイルは、どちらの技術においても
樹脂をモールドする場合に成型用容器、あるいは金型が
必要で、この周辺の機材の準備に多くの費用を要し、ま
たワンショツト毎の時間が長くなり大量生産を阻害する
という問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明においては、ほぼ
方形断面の巻線用中空芯ボビンと、該中空芯ボビンの両
端面にほぼ方形で前記中空芯ボビンの内径と同じ中空孔
を有する鍔部を当接し熱可塑性樹脂により一体成形され
た巻線ボビンを有し、該巻線ボビンに巻線を巻装した巻
線部組を形成し、該巻線部組の２個の方形鍔部の３辺の
外周を覆うための熱可塑性樹脂により成形された巻線ケ
ースを当接し、該当接面を気密を保持して固着し、前記
巻線部組と前記巻線ケースとの隙間に熱硬化性樹脂を充
填した構造により解決する。

【０００６】即ち、巻線ボビンに巻線を巻装した巻線部
組の２個の方形鍔部の３辺の外周を覆うための熱可塑性
樹脂により形成された巻線ケースを当接し、当該接合面
を気密を保持して固着することにより、方形鍔部と巻線
ケースとにより開放端を除き気密が保持された容器が構
成され、この容器に流動性のある熱硬化性樹脂を充填す
るときに、前記方形鍔部と巻線ケースとの接合面から前
記充填された熱硬化性樹脂が洩れることがないので、充
填時の注入量の管理により所定量の樹脂を充填すること
ができる。

【０００７】

【実施例】図１は第１実施例の巻線用ボビンの詳細図で
図１（ａ）は一方の鍔部２―１の側から見た側面図、図
１（ｂ）は図１（ａ）の矢視方向から見た底面図、図１
（ｃ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
図１に示すようにほぼ方形の中空芯ボビン１の両端面
に、前記中空芯ボビンと相似なほぼ方形で前記中空芯ボ
ビン１の中空孔１―２と同じ中空孔を有する鍔部２―１
と２―２を当接して熱可塑性樹脂で一体成形してあり、
一方の鍔部２―１には巻線のリード線を取り出すための
引き止め部２―４とリード線を貫通するための貫通孔２
―５が設けられている。又図１（ｃ）に示すように中空
芯ボビン１の内周には、鉄芯を挿入するときの摩擦抵抗
を減少させ、かつ鉄芯を挿入した後のボビン１と鉄芯
（図示していない）とのゆるみを無くすための複数の突
起１―４と１―５が中心線と並行に設けられている。

【０００８】又図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に第２実
施例の巻線用ボビンの詳細図を示し、前記図１（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示された第１実施例の巻線ボビンに設
けられた２個の鍔部２−１、２−２の内側側面に、前記
中空芯ボビン１の外周面から前記鍔部の外周に向け複数
の小突起１−６が設けられている。この小突起１−６を
設けた理由とその効果については後の段落００１８、０
０１９、００２０で詳細に説明する。

【０００９】巻線ボビンは図１（ａ）に示すように２個
の鍔部２―１と２―２の長辺と一方の短辺と交わる角部
はＲ形に形成され、図１（ｂ）に示すように鍔部２―１
と２―２の外周面には対向する側の外周面が窪む段差部
２―３が設けられている。

【００１０】図４は巻線ケース３の詳細図で、図４
（ａ）は巻線ケース３の側面図で、図４（ｂ）は図４
（ａ）の矢視方向から見た底面図、図４（ｃ）は巻線ボ
ビン１の鍔部２と嵌合するる端面の拡大詳細である。巻
線ケース３は熱可塑性樹脂で、幅Ｗが巻線ボビンの２個
の鍔部２―１と２―２の対向長さと同じで、図４（ａ）
に示すように巻線ボビン１の鍔部２―１、２―２の外形
に沿ったコの字形状に成形され、幅Ｗに沿った両端面
は、図４（ｃ）に示すように内側に対向する部分に段差
部３―１、（３―２と３―３）が形成され、この段差部
３―１の形状は巻線ボビン１に設けられた２個の鍔部２
―１、２―２の外周面に設けられた段差部２―３の形状
に嵌合するように形成されている。また、巻線ケース３
の内周面は所定の粗さとなるように粗面加工されてい
る。このように構成することにより巻線ケース３と充填
した樹脂との密着性を向上させてコイルの気密性を高め
ることができる。

【００１１】本発明になるモータ用コイルの製造方法
は、巻線ボビン１に、所定の巻線を巻装し、前記巻線の
端末に接続したリード線を図５（ａ）に示すように鍔部
２―１に設けられたリード線引き出し部２―４より鍔部
の外側に引き出し、引き出し部２―４とリード線の隙間
に接着剤を塗布し、接着剤を加熱硬化させて巻線部組１
０を完成する。

【００１２】次に巻線ケース３を図５（ｂ）に示すよう
に巻線部組１０の鍔部２にＲ形を付けた側から巻線ケー
ス３の両端部に設けられた段差部３―１を巻線部組の鍔
部の段差部２―３に嵌合せせて滑らせて矢視方向に押し
込み、巻線ケース３を巻線部組１０の鍔部２―１、２―
２を覆い鍔部の段差部２―３と巻線ケース３の段差部３
―１、３―２を隙間無く嵌合する。

【００１３】次に図５（Ｃ）に示すように巻線部組１０
の巻線ケース３に覆われていない開放側の鍔部２―１、
２―２と巻線ケース３との嵌合部端面３―４の４個所に
液状の接着剤を滴下浸透せしめ、所定の温度で所定時間
保持して前記接着剤を硬化させる。このように鍔部２―
１、２―２と巻線ケース３との嵌合部端面に液状の接着
剤を滴下すると、前記嵌合部の間に存在する小さな隙間
に生ずる毛管現象により前記液状の接着剤が隙間の末端
まで浸透し前記嵌合部全体を気密を保持して固着するこ
とができる。図４（ｅ）は接合部端面３―４の拡大図で
ある。液状の接着剤はその粘度が（２００ポイズから１
５００ポイズ）の範囲が望ましい。この工程で、巻線部
組１０の鍔部２―１と２―２及び巻線ケース３とで構成
され、上記鍔部と巻線ケースとの嵌合部が気密を保持し
て接合された樹脂充填用の容器が完成する。

【００１４】次に図５（ｄ）図に示すように巻線部組１
０の巻線ケース３に覆われていない開放端側を上にし
て、前記開放端から熱硬化性樹脂を巻線ケース３と巻線
部組１０と間に形成された隙間に充填し、減圧容器の中
で減圧脱泡した後、所定の温度で所定時間保持して充填
した熱硬化性樹脂を硬化せしめて完成する。

【００１５】本発明になるモータ用コイルの構造とその
製造方法は、上述のように巻線部組１０の２個の鍔部２
―１、２―２と巻線ケース３との嵌合部３―４に液状の
接着剤を滴下し、嵌合部に存在する隙間に生ずる毛管現
象により液状の接着剤が隙間の末端まで浸透することに
より、前記鍔部２―１、２―２と巻線ケース３とが気密
を保持して接合され、熱硬化性樹脂を充填するための漏
れの無い容器４を構成することに特徴がある。

【００１６】このように熱硬化性樹脂を充填するための
容器４がコイルの構成部品である巻線ボビン１と鍔部２
―１、２―２と巻線ケース３とにより構成されているの
で、完成部品の一部として組み込まれているので、従来
技術のように充填用の容器を別に準備したり、射出成形
装置とその金型を備える必要がなく、かつ生産工程は簡
単であるから生産コストを大幅に減少させることができ
る。

【００１７】又容器４の接合部の隙間に隈なく接着剤が
浸透し気密を保持しているから充填した樹脂と共に外部
から水分や腐食性ガスに侵入を防止できる効果がある。

【００１８】次に本発明の第２実施例について説明す
る。図２の（ａ），（ｂ），（ｃ）に本発明の第２実施
例に使用する巻線ボビンの構造をし示し、前記図１
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示された第１実施例の巻線ボ
ビンに設けられた２個の鍔部２−１、２−２の内側側面
に、前記中空芯コイルボビンの外周面から前記鍔部の２
−１、２−２外周に向け複数の小突起１−６が設けられ
ている。小突起１−６は図２（ｃ）図拡大図に示すよう
に適宜の幅で円弧状の断面を有し、中空芯コイルボビン
の４個の外周面からそれぞれ鍔部２−１、２−２の外周
方向に延びて設けられている。

【００１９】第２実施例の詳細について説明するにあた
り、先ず第１実施例において発生した問題について説明
する。第１実施例において前記段落番号００１１におい
て説明したように、巻線ボビン１に、所定の巻線を巻装
したときに、コイル線の最初の層がボビンに充分密着せ
ずに巻かれることがあり、コイル線とボビンとの間に空
間が発生した状態で次次と巻線の層が重ねられる結果、
巻線層の側面と鍔部とは密着して巻線されるのでコイル
線とボビンとの間の空間にできた空洞に空気が閉じ込め
られ、段落番号００１４で説明したように巻線部組１０
の巻線ケース３に覆われていない開放端側を上にして、
前記開放端から熱硬化性樹脂を巻線ケース３と巻線部組
１０と間に形成された隙間に充填し、減圧容器の中で減
圧脱泡した後、所定の温度で所定時間保持して充填した
熱硬化性樹脂を硬化せしめるような処理をしたにもかか
わらず、樹脂が前記空洞まで浸透せずに空洞が残る物が
発生することがあるということが分った。図３（ａ）は
第１の実施例で上記のような空洞が発生したコイルの断
面図で、ボビンとコイルとの間に空洞ｂができているこ
とが示されている。このような内部に空洞が残ったコイ
ルは動作中の熱冷サクルで空洞中の空気が外気と連通す
るようになり、その連通路を介して湿気がコイル内に侵
入してコイルを断線させるような事故につながることが
知られている。

【００２０】そこで第２実施例においては、前記図１
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示された第１実施例の中空芯
コイルボビンに設けられた２個の鍔部２−１、２−２の
内側側面に、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように
前記中空芯コイルボビン１の４個の外周面から前記鍔部
の２−１、２−２外周に向け複数の小突起１−６が設け
られている。そして、該小突起１−６の長さはコイルを
所定巻数巻装したときにコイルの外周より外側に達する
長さに設ける。このような構造のコイルボビンにコイル
線を巻いたときのボビンの鍔部と小突起とコイル線と関
係を巻線状況説明図の図３（ｂ）に示すと、鍔部２−
１、２−２に設けられた小突起１−６の上をコイル線５
が越えるときに鍔部と間に隙間５−１が発生し、この隙
間５−１はボビンの位置からコイルの表面まで連続して
存在しているから、ボビンとコイルの第１層との間に発
生する空洞と連通し、段落番号００１４に説明したよう
に注入された樹脂が前記空洞にまで完全に浸透して空洞
を残さないコイルを構成できる効果がある。なお、図２
（ａ）に見るように、上述鍔内側側面の小突起１−６に
加え、巻線用中空芯ボビンの外周面に、両鍔間に亘る小
突条部１−６’を形成することで、樹脂注入の際の樹脂
の流れが、より改善され空洞残存を抑制できる。

【００２１】

【発明の効果】本発明になるモータ用コイルの構造とそ
の製造方法は、上記のように鍔部の内側側面に小突起を
設けることにより内部の空洞と外気との連通路を設ける
構成と、巻線部組の鍔部と巻線ケースとの嵌合部に接着
剤を毛管現象を利用して末端まで浸透せしめ気密を保持
して固着して構成した容器に熱硬化性樹脂を注入充填し
て加熱硬化せしめた構造と製造方法であるので、外部か
ら水分や腐食性ガスの侵入を防止できると共に生産コス
トを大幅に低減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、本発明になる巻線ボ
ビンの構造を示す実施例１の図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）本発明になる巻線ボビ
ンの構造を示す実施例２の図である。

【図３】（ａ）、（ｂ）本発明になるモータ用コイルの
断面図である。

【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）本発明になる
巻線ケースの構造を示す図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、本発明になる組立工
程を説明する説明図である。

【図６】本発明になる樹脂注型されたモータ用コイルの
断面図である。

【図７】従来技術になるモータ用コイルの第１の例の構
造図である。

【図８】従来技術になるモータ用コイルの第２の例の構
造図である。

【符号の説明】

１ 本発明になる中空芯巻線ボビン１−６ 鍔部内側側面に形成される断面円
弧状の小突起 １−６’ 巻線用中空芯ボビンの外周面に、
両鍔間に亘るように形成される小突条部 ２―１、２―２ 巻線ボビンの鍔部 ２―３ 鍔部の外周の段差部 ２―４ リード線引き止め部 ２―５ リード線貫通部 ３ 巻線ケース ３―１ 巻線ケースの段差部 ３―４ 鍔部と巻線ケースとの段差部の嵌
合部 ４ 本発明になる樹脂充填用容器 ５ コイル ５−１ 隙間 １０ 巻線部組 ２１ 従来技術の樹脂充填用容器 ２２ 空芯コイル ２３ 中心部のテーパーボス ２４ 充填樹脂 ３０ 従来技術のコイルボビン ３１ 枠円板 ３１ａ〜３１ｄ 枠円板に設けられた肉薄部 ３２ コイル ３３ 成形樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 3/44 H01F 5/02 H01F 5/06 H02K 3/46 H02K 15/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ方形断面を成し、その内周面に複数
   の突起が形成されている巻線用中空芯ボビンと、ほぼ方
   形で前記巻線用中空芯ボビンの内径と同じ中空孔を有
   し、前記巻線用中空芯ボビンの両端面に当接されるよう
   にして熱可塑性樹脂により一体成形されている鍔部と、
   より成る巻線ボビンと、該巻線ボビンに巻装された巻線
   とを有する巻線部組と、該巻線部組の外周を覆うための
   熱可塑性樹脂により成形された巻線ケースとを備えるモ
   ータ用コイルにおいて、前記巻線部組を形成する２個の
   方形鍔部の、外周縁３辺の前記巻線ケースとの当接面が
   互いに嵌着する段差部を備えると共に、気密を保持する
   ように固着されて樹脂充填用容器を成し、前記巻線部組
   と前記巻線ケースとの隙間に熱硬化性樹脂が充填される
   ことで外気が遮断されるように構成されていること、を
   特徴とするモータ用コイル。
2. 【請求項２】 前記巻線ボビンは、両端２個の鍔部内側
   側面に、前記巻線用中空芯ボビンの外周面から鍔部外周
   縁に向け伸張し、断面円弧状を成す複数の小突起と共
   に、巻線用中空芯ボビンの外周面に両鍔間に亘る小突条
   部が形成されていること、を特徴とする請求項１に記載
   のモータ用コイル。
3. 【請求項３】 ほぼ方形断面の巻線用中空芯ボビンと、
   該中空芯ボビンの両端面にほぼ方形で前記中空芯ボビン
   の内径と同じ中空孔を有する鍔部と、を有し熱可塑性樹
   脂により一体成形された巻線ボビンに巻線を巻装して巻
   線部組を形成する工程と、前記巻線部組の外周を覆うた
   め、前記巻線ボビン鍔部の外周面に設けられた段差部
   に、該ボビン側段差部に嵌合する段差部を設けて熱可塑
   性樹脂により成形された巻線ケースの段差部を嵌合せし
   める工程と、該嵌合部に液状の熱硬化性接着剤を滴下浸
   透せしめ加熱硬化する工程と、該接着剤の硬化後、前記
   巻線部組と巻線ケースとの隙間に熱硬化性樹脂を充填し
   て加熱硬化せしめる工程とを有すること、を特徴とする
   請求項１又は２に記載のモータ用コイルに係る製造方
   法。