JPH0254015B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、少なくとも電機子巻線部分を樹脂に
て一体剛体化した無鉄心電機子に関するものであ
る。 電機子巻線は、電線を所定数巻装してワニス等
の結着剤により、その支持鉄心と共に一体固着し
て剛体化を図るのが一般である。しかし、無鉄心
電機子の如く支持鉄心のない電機子巻線の場合
は、何等かの方法で電機子巻線自身の一体剛体化
を図らなければならない。特に無鉄心電動機とし
ての電機子巻線の場合は、一体剛体化に要求され
る特性も高度であり、高温における機械強度、寸
法安定性、耐熱衝撃性、電気絶縁性等に応えられ
る一体剛体化が要求される。 従つて、上記無鉄心電機子の少なくとも電機子
巻線部分には、樹脂としては熱硬化性樹脂をベー
スとし、通常密度が1.8〜2.0ｇ／c.c.となる低圧成
形材料が用いられていた。 この無鉄心電機子の用途は、電動機としての制
御応答性の極めて速い利点を生かしてインクリメ
ンタル動作を行わせるものが多い。即ち、シリア
ルプリンタ、ラインプリンタ、磁気デイスク、カ
ードリーダ、カードパンチ、フアクシミリ、デー
タレコーダ、複写機などである。しかし、これ等
の機器の高精度化や高性能化の背景から一段と制
御応答性を高めた無鉄心電動機、即ち低慣性無鉄
心電機子の出現が望まれていた。 本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、少
なくとも電機子巻線を支持、絶縁する樹脂に、加
熱により体積膨張する物質を含有させ、電機子形
状として電機子の整流子側巻線端部を反整流子側
巻線端部よりも肉厚とし、反整流子側の前記体積
膨張する物質による気孔の気孔率を整流子側より
も大きくさせに前記電機子巻線の整流子側巻線端
部から反整流子側巻線端部方向に連続した密度勾
配を採らせ、強度を要する整流子側コイル端末部
分の高密度とし、電機子の低慣性化に重要な反整
流子側巻線端部方向を連続的に低密度の熱硬化性
樹脂とするものである。 以下、本発明の実施例を訟細に説明する。 本発明で対象とする無鉄心電機子は、数ワツト
から数百ワツトに至る無鉄心電動機として使用さ
れるものである。また本発明で対象とする樹脂に
は、熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂がある
が、耐熱的には熱硬化性樹脂が優れている。熱硬
化性樹脂は、ベースとしてエポキシ樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポ
リウレタン樹脂等を用い、これに加熱によりガス
を発生する物質、或いは加熱によつて体積膨張し
微小中空球体を形成させる物質、更にはガラスバ
ルーン、合成樹脂バルーンなど通常内部に均一な
空隙を形成し得る物質を用いるのである。更に硬
化剤もしくは重合開始剤、並びに無機質充填剤、
内部離型剤などを必要に応じて加える。 金型内に電機子巻線等を所定位置に載置した
後、加熱により体積膨張する物質を含有させた熱
硬化性樹脂を、金型内の整流子側巻線端部（電機
子軸側）に所定量を載置し、加熱圧縮成形を行な
う。 この場合、熱硬化性樹脂は、金型内の整流子側
巻線端部に充満するとともに、熱硬化性樹脂の一
部が反整流子側巻線端部へと押され、反整流子側
巻線へと充填される。この時の各部における樹脂
への圧力の加わり度合と伝熱度合は次のようにな
る。 すなわち、整流子側巻線端部は、金型締め時か
ら圧力が加わり、さらに反整流子側巻線端部より
も肉厚としているため、樹脂の単位体積当りに加
えられる熱量が他の部分に比べて少なくなつてい
る。これは加熱により体積膨張する物質の膨張を
阻害する要因であり、整流子側巻線端部での微小
中空球体は少さな（直径の小さな）ものとなる。 一方、反整流子側巻線端部は、樹脂が金型全体
に充満してから、すなわち一番最後に圧力が加わ
り、さらに金型が接し、薄肉部分なので伝熱具合
がよく、この部分の温度が高くなります。これら
は加熱により体積膨張する物質の膨張を促進させ
るものであり、反整量子側巻線端部での微小中空
球体は大きな（直径の大きな）ものとなります。 なお、整流子側巻線端部と反整流子側巻線端部
の間の部分は、圧力の加わり度合と伝熱具合が中
間のものとなる。したがつて微小中空球体の大き
さ（微小中空球体の直径）も中間のものとなる。 以下、実施例と共に説明する。 〔実施例〕 電線径0.25mmの自己融着層を有する絶縁電線を
50回巻回した単コイルを23個偏平状に整列した電
機子巻線群と整流子から成る電機子巻線を用意す
る。 一方、不飽和ポリエステル樹脂（商品名
＃7596、日本ムピカ製）70重量部、低収縮剤（商
品名AT−80日本ユピカ製）30重量部、発泡剤
（商品名F30、松本油脂製）10重量部、重合開始
剤（商品名パーブチルＺ日本油脂製）１重量部を
配合し、更に炭酸カルシウム250重量部、ステア
リン酸亜鉛32重量部を加えて熱硬化性樹脂成形材
料を用意する。 上記熱硬化性樹脂20ｇを予め用意した電機子巻
線の整流子側巻線端部に載置し、金型にて150℃
±3deｇ、５分間の圧縮成形を行なうことによ
り、電機子巻線の反整流子側方向へ密度の連続勾
配をもつ熱硬化性樹脂で一体剛体化したことを特
徴とする第１図に示す構成の無鉄心電機子を得
た。図中１は電機子巻線、２は電機子巻線１を支
持、絶縁する熱硬化性樹脂、３は整流子、４は電
機子軸、５は整流子側巻線端部、６は反整流子側
巻線端部である。尚、電機子巻線部分の最小厚さ
は2.0mm、外径は94mmである。 〔比較例〕 実施例と同様な電機子巻線を通常のエポキシ樹
脂低圧成形材料でトランスフアー成形して第１図
に示す構成の無鉄心電機子を得た。 第２図は、実施例および比較例において、電機
子巻線を支持、絶縁する熱硬化性樹脂の各部の密
度を示す特性図である。図においてＡは実施例、
Ｂは比較例である。図に示す如く実施例では、樹
脂の密度が無鉄心電機子の外周方向、即ち電機子
巻線の反整流子側巻線端部６方向へ連続勾配を示
し、しかも低密度化されている。また、鉄心電機
子の回転破壊試験において、比較的強度を要求さ
れる整流子側巻線端部は第３図のＣ部の如く樹脂
の密度は比較例のものと同程度の1.6ｇ／c.c.と高
いので、比較例のものと同等な120℃で10000rpm
以上の高度な耐遠心力性を有する構造となるので
ある。 下表は実施例および比較例の（第１図に示す構
成の）無鉄心電機子の慣性モーメントを示す特性
表である。即ち実施例の慣性モーメントは比較例

【表】 のそれに比べて約20％低慣性化されたことにな
る。 第４図は実施例の無鉄心電機子の外周部、即ち
電機子巻線の反整流子側巻線端部の熱硬化性樹脂
（密度1.10ｇ／c.c.）と、整流子側巻線端部の熱硬
化性樹脂（密度1.60ｇ／c.c.）とを採取して、その
熱膨張を示した特性である。図の様に異なつた密
度の熱硬化性樹脂でも180℃まで膨張は同じであ
り、無鉄心電機子として重要な寸法安定性も満足
するのである。 以上の如く本発明は、無鉄心電機子として重要
な高温における機械強度、寸法安定性を満たしつ
つ、従来の無鉄心電機子に比べて20％もの低慣性
化を容易に得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にかかる無鉄心電機子
の一部を断面にて示す正面図、第２図は本発明の
実施例と従来の比較例との熱硬化性樹脂の各部の
密度を示す特性図、第３図は本発明にかかる無鉄
心電機子における整流子側巻線端部の樹脂部の構
造を示す切欠斜視図、第４図は本発明における樹
脂部の整流子側巻線端部と反整流子側巻線端部の
熱膨張を示す特性図である。 １……電機子巻線、２……熱硬化性樹脂、３…
…整流子、５……整流子側巻線端部、６……反整
流子側巻線端部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加熱により体積膨張する物質を含有させた樹
   脂を用いて少なくとも電機子巻線部分を一体剛体
   化し、電機子の整流子側巻線端部を反整流子側巻
   線端部よりも肉厚とした無鉄心電機子であつて、
   前記樹脂の内部に前記体積膨張する物質による微
   小中空球体を有し、前記樹脂が前記電機子巻線の
   整流子側巻線端部から反整流子側巻線端部方向へ
   連続的に低密度化されていることを特徴とする無
   鉄心電機子。