JPH03265437A - モータの電機子コイル及びその製造方法並びに成形治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（イ）産業上の利用分野 本発明はコイルの占積率を向上したモータの電機子コイ
ルに関し、より具体的には扁平な軸方向空隙型のモータ
に用いて好適するモータの電機子コイル及びその製造方
法並びにその成形治具に係り、特に薄型で寸法精度が良
く高占積率の得られる電機子コイル及びその製造方法並
びにその成形治具に関する。 （ロ）従来の技術 モータ、例えば軸方向空隙型ブラシレスモーフは第２２
図に示すように軸受ケーシング１の外周に設けた７ラン
ジ２にステータヨーク３を載置固定し、このステータヨ
ーク３に絶縁層を介して形成した回路パターンに複数の
電機子コイル４を環状に配置して前記回路パターンに接
続し、軸受ケーシング１の中空部に配置した軸受５ａ、
５ｂに軸支される回転軸６にロータヨーク７を固定し、
このロータヨーク７に、電機子コイル４と面対抗する駆
動マグネット８を取りつけてなる構成を有している。複
数の電機子コイル４を環状に取りつけたステータヨーク
３の正面図を第２３図に示す。 従来この種の電機子コイル４は、第２４図に示す自己融
着導線９を台形又は星形状の巻芯に多層に整列巻きに巻
回

【−てなる枠状コイルを用いるのが一般的である（た
とえば、特公昭６１−５２６２０号公報参照）。自己融
着導線９は一般に銅線よりなる芯線９ａの周囲にエナメ
ル皮膜の絶縁層９ｂを設け、さらにその周囲に融着層９
Ｃを設けたものである。巻線治具１０は第２５図にその
断面図を示すように、断面台形状の巻芯１１に枠状コイ
ルの厚みを規制する規制板１２．１３をはめ込んで巻溝
１４を有する６のであり、その巻き溝１４に断面丸形の
自己融着導線９を整列巻きして枠状コイル１５を形成す
る。 整列巻きに際しては、自己融着導線９の表面の融着層９
ｃを加熱又は溶剤塗布により溶融しながら巻回して枠状
コイル１５を形成する。規制板１２を外して取り出され
た枠状コイル１５の斜視図を第２６図に示し、その図面
のＤ−Ｄ拡大断面図を第２７図に示す。この図面から明
らかのように、隣接する導線９．９間はその接合部が融
着層の溶融固化により結合されて型層れしない形状に保
持される。また、３本の隣接する導線間には、各導線が
断面丸形であるから、略三角形の隙間１５ａが生じ、枠
状コイル１５における導線の占積率を下げる原因になっ
ている。 ブラシレスモーフの小型化を図り電機子コイルの導線の
占積率を高めるために次のような工夫が為されている。 即ち、自己融着導線９を張力印加状態で整列巻きして枠
状コイル１５を形成したり、図示はしないが平角導線を
密巻きして枠状コイルを形成したり、さらに第２８図に
示すように表裏に絶縁層を形成した導箔を筒型に多重巻
きしてから破線で示すように輪切りに切断して、渦巻き
状の扁平な枠状コイル１５ｂを製造し、これらの枠状コ
イルを電機子コイルとするものなどが提案されている。 −ｈ記第２６図に示す従来の電機子コイル４は、電機子
コイル４の全体の体積に占める導体部分の体積の割合、
いわゆる占積率が乱巻きでは５０〜６０％、整列巻きで
も６０〜７０％程度である。 また、整列巻きは、断面丸形の線材を多層に巻回してコ
イルを形成する場合、占積率を最も高くすることができ
る巻線方式であるが、導体を被覆している絶縁層９ｂ及
び融着層９ｃのほかに、隣接する自己融着導線間に存在
する隙ｆｌｌＪ　１５　ａが占積率を低下させている。 上記第２６図に示す電機子コイル４にあっては、回路基
板に接続する場合には入出力用のリード線１６ａ、１６
ｂを塊状の電機子コイル４がら引き出して回路基板に半
田付けするものである。 第２６図はこのリード線１６ａ、１６ｂを引き出した状
態を示している。 （ハ）発明が解決しようとする課題 上記第１の自己融着導線９を整列巻きした枠状コイル１
５を使用するものでは、導体の占積率が高々７０％程度
のものしが得られず、電機子コイル４の小型化、薄型化
には不十分である。 また、第２の平角導線を用いるものでは、巻線時に平角
導線がよじれやすく、機械巻きが極めて困難で生産性が
劣る難点がある。 さらに、第３の導箔を筒型に多重巻きしてから輪切りに
切断するものでは、製造工程が極めて複軸でコスト高を
招く難点がある。 本発明の第１の課題は、従来のこのような欠点を解決す
べく、高い占積率が得られ、小型化された電機子コイル
及びその製造方法を提供しようとするものである。 また、第２６図に示す電機子コイル４においては入出力
用のリード線１６ａ、１６ｂを塊状の電機子コイル４か
ら引き出（−て回路基板に半田付けするものであり、そ
の接続スペースが必要となりその分電接子コイルの小型
化を図ることができない。また、自動機による回路基板
への自動接続が困難で、入出力用のリード線１６ａ、１
６ｂの端末処理に関して改良を加える必要がある。 本発明の第２の課題は、回路基板への接続が容易な電機
子コイル及びその製造方法並びに成形治具を提供しよう
とするものである。 （ニ）課題を解決するための手段 このような従来の問題点を解決するために第１の発明に
よるモータの電機子コイルは、自己融着導線を整列巻き
して形成された空芯コイルであって、整列巻きされた自
己融着導線が断面略六角形であることを特徴とするもの
である。 第２の発明によるモータの電機子コイルは、自己融着導
線を多層に整列巻きして形成された空芯コイルであって
、整列巻きされた自己融着導線の断面が、中心部では概
ねこの空芯コイルの厚み方向に扁平な略六角形状であり
、内外周部では前記厚み方向と直交方向で自己融着導線
の前記厚み方向の長さ寸法より大きい長さ寸法を有する
多角形状であることを特徴とするものである。 第３の発明によるモータの電機子コイルは、前記自己融
着導線の両端部が前記空芯コイルの下端平面上に位置さ
れ、前記自己融着導線の両端近傍における前記空芯コイ
ルの一部が切削されて芯線が露出されてなることを特徴
とするものである。 第４の発明によるモータの電機子コイルは、第１又は第
２の発明において、前記空芯コイルの下端部における内
周面又は外周面、或いはその両方に、空芯コイルの中心
側ヌは外側に突出するように、自己融着導線によって形
成された凸部と、この凸部の一部を切削して形成された
接続電極部とを有することを特徴とするものである。 第５の発明によるモータの電機子コイルの製造方法は、
断面丸形の自己融着導線を整列巻きして枠状コイルを形
成する工程と、この枠状コイルを、その内外周を保持し
た状態で厚み方向に圧縮して空芯コイルを形成する工程
と、を具備することを特徴とするものである。 第６の発明によるモータの電機子コイルの製造方法は、
第５の発明において、前記圧縮工程の後に、自己融着導
線の融着層を溶融固化する工程を設けたことを特徴とす
るものである。 第７の発明によるモータの電機子コイルの製造方法は、
第５の発明において、前記枠状コイルが収納される前記
収納部の横断面が前記枠状コイルの横断面より僅かに大
きく形成され、前記枠状コイルが前記収納部内にて厚み
方向に圧縮されることにより変形し、前記収納部の横断
面と前記空芯コイルの横断面とが同一形状に成形される
とともに空芯コイルの内外周部において前記厚み方向と
直交方向で自己融着導線の直径より大きい長さ寸法を有
する多角形状に形成されることを特徴とするものである
。 第８の発明によるモータの電機子コイルの製造方法は、
断面丸形の自己融着導線を芯金に多層に整列巻きして枠
状コイルを形成する工程と、この枠状コイルをプレス上
下金型に形成された収納部内にて厚み方向に圧縮して前
記自己融着導線の断面を略六角形状及び多角形状に変形
させて空芯コイルを形成するとともにこの空芯コイルの
下端部における内周面又は外周面、或いはその両方に、
空芯コイルの中心側又は外側に突出する凸部を形成する
工程と、この凸部の一部を切削して接続電極部を形成す
る工程とを備えることを特徴とするものである。 第９の発明によるモータの電機子コイルの製造方法は、
第５又は８の発明において、前記圧縮工程で、前記枠状
コイルを加温した状態で圧縮することを特徴とするもの
である。 第１０の発明によるモータの電機子コイルの製造方法は
、第５又は８の発明において、前記圧縮工程で、前記空
芯コイルの所望の電気抵抗値に対し、この所望電気抵抗
値の９０〜９５％である前記枠状コイルを、圧縮して所
望電気抵抗値がほぼ１００％である前記空芯コイルにし
てなることを特徴とするものである。 第１１の発明による電機子コイルの成形治具は、枠状コ
イルの外周形状より若干大きいほぼ同形状の貫通孔を有
する外枠金型と、この枠状コイルの横断面とほぼ同形状
の横断面を有する底金型と、前記枠状コイルの内周形状
より若干小さいほぼ同形状の柱状の芯金型と、前記枠状
コイルを厚み方向に押圧するプレス上金型とからなり、
前記タト枠金型又は芯金型、或いはその両方に、前記枠
状コイルの下端部にこの枠状コイルの中心側又は外側に
突出する凸部を形成するための切り欠きが設けられ、前
記プレス上金型は、前記外枠金型の上面部分の内周形状
と同形状の外周形状と、前記芯金型の上面部分の外周形
状と同形状の内周形状とを有する中空筒状であり、前記
外枠金型と底金型及び芯金型により前記枠状コイルが収
納される収納部が形成されることを特徴とするものであ
る。 （ホ）作用 第１の発明では、整列巻きされた自己融着導線が断面六
角形であるから、隣接する導線間の隙間が極めて少なく
なり、導線の占積率が向上する。 第２の発明では、整列巻きｌ−た自己融着導線の断面が
、中心部では概ね空芯コイルの厚み方向に偏平な略六角
形状であり、内外周部では前記厚み方向と直交方向で自
己融着導線の前記厚み方向の長さ寸法より大きい長さ寸
法を有する多角形状であるから、隣接する導線間の隙間
が極めて少なくなり、空芯コイルの占積率が向上する。 第３の発明では、自己融着導線の両端部近傍の切削によ
り芯線を露出形成してなる接続電極部が、リード線とし
て導出されず、両端部がこれと隣接する自己融着導線と
の間で双方の絶縁層や融着層を介して固定され、両端部
の絶縁特性が良好であり、両端部がほつれ順い。 又、電機子コイルを回路基板に半田付けする場合にも、
その両端部近傍の接続電極部と回路パターンとの間で空
隙が形成されて半田が浸透しやすい。 第４の発明は、第１の発明において、空芯コイルを形成
する自己融着導線の断面が略六角形状及び多角形状とな
って、隣接する自己融着導線が互いに密着して占積率が
向」ニし、空芯コイルの下端部における内周面または外
周面あるいはその両方に接ａ電極部が位置決めされて形
成されるので、前記回路パターンへの接続が容易になる
。 第５の発明では、断面丸形の自己融着導線よりなる枠状
コイルをその厚み方向に圧縮して空芯コイルを形成する
から、各自己融着導線が断面略六角形に変形され、隣接
する導線間の隙間が極めて少なくなり、導線の占積率を
向上した電機子コイルが得られる。 第６の発明では、第５の発明における圧縮工程後に自己
融着導線の融着層を溶融固化する工程を有するので、圧
縮工程により隣接導線間の絶縁電圧を大きくすることが
できる。 第７の発明では、枠状コイルが収納される収納部の横断
面が、枠状コイルの横断面より僅かに大きく形成されて
いるから、この収納部に枠状コイルが無理なく収納され
る。そして厚み方向に圧縮されることにより空芯コイル
が形成され、この空芯コイルの横断面が収納部の横断面
と同一形状に変形して外形の寸法精度が確保されるとと
もに、空芯コイル内部における隣接する自己融着導線間
の空間部が除去される。 第８の発明では、断面丸形の自己融着導線を多層に整列
巻きして形成された枠状コイルが、プレス下金型の収納
部に収納され、この収納部内で圧縮されて隣接する自己
融着導線同士が密着するよう、その断面が略六角形状及
び多角形状に変形されるとともに凸部が正確な位置に形
成され、この凸部に簡単な切削工程にて接続電極部を形
成することができる。 第９の発明では、枠状コイルを加温した状態で圧縮する
から、自己融着導線の絶縁層を破壊し雛く、絶縁耐圧の
向上が見込まれる。 第１０の発明では、空芯コイルの所望の電気抵抗値に対
し、この所望の電気抵抗値９０〜９５％である枠状コイ
ルを圧縮するから、所望電気抵抗値がほぼ１００％であ
る空芯コイルを形成することができる。 第１１の発明では、枠状コイルを収納する収納部を有す
るプレス下金型を外枠金型、底金型及び芯金型の三部材
にて構成し、この外枠金型、芯金型に、前記枠状コイル
の一端部にこの枠状コイルの中心側又は外側に突出する
凸部の形成用の切り欠きが設けられ、この切り欠きを含
む収納部に嵌合する形状を有するプレス上金型を備えて
いるので、空芯コイルの圧縮加工用治具と、前記凸部の
成形加工用治具が一組の成形治具で兼用される。 （へ）実施例 本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 なお、先に説明した従来例と同−機能物には同一の符号
を付してその説明を省略する。 〔第１実施例〕 前述の巻線治具１０（第２５図参照）に自己融着導線９
を巻回して得た枠状コイル１５を用意する。 第１図はこの自己融着導線を加圧圧縮するプレス金型の
断面図であり、空芯コイル形成時のプｌ／ス金型の断面
図を示している。この図面において、枠状コイル１５と
同形状の収納部１７を有するプレス下金型１８を用意し
、その収納部１７に枠状コイル１５を収納する。収納部
１７と同形状のプレス上金型１９を収納部１７にはめ、
例えば７０　ｋｇ／ｍｍ”の圧力で枠状コイル１５にそ
の厚み方向に加圧圧縮して空芯コイル２０を形成する。 この圧力として３０〜５００　ｋｇ／ｍｍ”程度とする
ことができる。 第２図はプレス下金型及びプレス上金型の斜視図、第３
図はプレス下金型の分解斜視図である。 これらの図面において、プレス下金型１８は枠状コイル
１５とほぼ同形状の貫通孔２１ａを有する外枠金型２１
と、枠状コイル１５の横断面とほぼ同形状の横断面を有
する中空筒状の底金型２２と、枠状コイル１５の内周と
ほぼ同形状の外周形状を有する芯金型２３とから構成さ
れる。この外枠金型２１の貫通孔２１ａ内に底金型２２
を挿入し、この底金型２２の貫通孔２２ａ内に芯金型２
３を挿入して、外枠金型２１の貫通孔２１ａの内側面と
芯金型２３の外側面及び底金型２２の上端、面とで枠状
コイル１５の収納部１７を構成している。 第１図に戻って、プレス上金型１９を取り外し、底金型
２２を上方に移行して空芯コイル２０を取り出すと、そ
の空芯コイル２０は、整列巻きの際に形成された導線間
の略三角形状の隙間１５ａ（第２７図参照）が、第１図
から明らかなように、略六角形に変形した導線９で埋め
られ、各導線９は絶縁層９ｂ及び融着層９Ｃを介して密
接した状態に形成される。かくしてこの空芯コイル２０
により第１の電機子コイル４を形成した。 電機子コイル４の厚みが、従来のもの、即ち枠状コイル
１５の厚みに比し、約２割減少して薄くなり、ブラシレ
スモーフの薄型化に寄与する。 又、電機子コイル４における導線の占積率が約８４％に
高まり、従来量も高い占積率の得られる平角導線を用い
た場合に比較して同等以上の高い占積率が得られる。 次に、上述のごとく形成された空芯コイル２０を自己融
着導線の融着層９ｃの溶融温度より高く加熱し、その後
冷却して各導線の融着層を溶融固化して第２の電機子コ
イル４を得た。この融着層の再溶融同化の効果を調べる
ため、次の２種類の電機子コイル】０個づつの加熱前後
の絶縁耐圧を測定した。 ｉ）　絶縁２種の０．２７ｍｍの導線径を有する自己融
着導線を１２３タ一ン巻回して、第４図（イ）に示すコ
イル寸法を有し、且つ厚み２．４ｍｍの枠状コイルを形
成し、プレスにより厚みを２．０ｍｍとする空芯コイル
２０ａ０ ｉｉ）　　絶縁２種の０．１３ｍｍの導線径を有する自
己融着導線を８０タ一ン巻回して、第４図（ロ）に示す
コイル寸法を有し、且つ厚み０．７５ｍｍの枠状コイル
を形成し、プレスにより厚みを０．５７ｍｍとする空芯
コイル２０ｂ０ これらの空芯コイルを１２０℃の電気炉に２０分間入れ
た後、室温中に２時間放置した後に、加熱後の絶縁耐圧
を測定した。この耐圧試験は第５図に示すように鉄板２
４上に空芯コイル２０ａ又は２０ｂを載置して絶縁物２
５にて圧接固定し、空芯コイルの巻始端と巻終端を半田
接続して接続部２６を形成し、この接続部２６と鉄板２
４間に印加電圧を耐圧針２７にて徐々に上げていき、接
続部と鉄板間に０．５ｍＡの電流が流れたときの印加電
圧を絶縁耐圧とした。 空芯コイル２０ａの絶縁耐圧測定の結果を第１表に、空
芯コイル２０ｂの絶縁耐圧測定の結果を第２表にそれぞ
れ示す。 第１表がら空芯コイル２０ａでは、加熱前後で平均３２
．９％の耐圧が向上し、空芯コイル２０ｂでは第２表か
ら加熱前後で平均７９．４％の耐圧が向上していること
がわかる。 第１表　　　　　　　第２表 また、空芯コイル２０ｂのプレス圧縮前後の電気抵抗値
を調べた結果を第３表に示す。 第３表 この結果、電気抵抗値は圧縮前の平均値２．４３５Ωか
ら圧縮後の平均値２．５９７Ωに約７％大きくなった。 この原因は圧縮により自己融着導線が僅かに伸びて導線
の断面が細く変形したものと考えられる。なお、上記空
芯コイル２０ｂと異なる線径のものにおいても、圧縮後
の電気抵抗値は圧縮前の値に比して５〜１０％大きくな
ることが分かった。 したがって、電機子コイルの所望の電気抵抗値からほぼ
５〜ｂ 状コイル１５を形成するような自己融着導線を用いるこ
とが望ましい。 〔第２実施例〕 第１実施例におけるプレス下金型１８の収納部１７を枠
状コイル１５より少し大きくした実施例について第６図
乃至第９図を参照して説明する。 第６図は、この実施例を説明するためのプレス下金型の
平面図で枠状コイルを収納した状態を示している。第７
図は第６図のＡ−Ａで断面した要部拡大断面図である。 この図面において、プレス下金型１８ａには枠状コイル
１５が収納される収納部１７ａが形成されている。この
収納部１７ａはその横断面が枠状コイル１５の横断面よ
り僅かに大きく、深さは枠状コイル１５の厚みより大き
い形状となっている。よって、第６図及び第７図に示す
ように、収納＠　１７　ａ内に枠状コイル１５を収納し
た状態では、収納部１７ａの側壁と枠状コイル１５の内
周及び外周に幅ｄ、及びｄ、の微小空隙が存在している
。 次に、第８図に示すように、収納部１７ａの横断面と同
一形状の押圧面１９ｂを有するプレス上金型１９ａにて
、収納部１７ａ内に収納された枠状コイル１５をその厚
み方向に圧縮して空芯コイル２０を形成する。尚、第８
図は枠状コイルの圧縮時のプレス上下金型の拡大断面図
である。第９図は空芯コイルを有するプレス下金型の平
面図である。 第８図及び第９図に示すように、圧縮された空芯コイル
２０は、その横断面が収納部１７ａの横断面と同一形状
になるように変形し、正確な寸法精度の外形形状に成形
される。空芯コイル２０の中心部では各導線が圧縮方向
に扁平な略六角形状の断面を有する形状に変形し、内外
周部では空芯コイル２０の厚み方向と直交する方向で、
圧縮前の導線９の直径より大きい長さ寸法を有する多角
形状の断面に変形し、隣接する導線同士が互いに密着し
、圧縮前に枠状コイル１５内部に存在していた隙間１５
ａ（第７図参照）がほとんど除去されている。 なお、第６図及び第７図の状態で、収納部１７ａの側壁
と枠状コイル１５の内周及び外周との間の空隙の幅ｄ１
及びｄ、は、枠状コイル１５を形成する自己融着導線９
の半径をｒとした時、０＜（ｃＬ＋ｃＬ）≦ｒ、となる
ように設定すると圧縮成形時に空芯コイル２０の巻回層
を乱すことなく良好な成形がなされる。 また、実施例では圧縮に際して枠状コイルを室温で圧縮
したが、自己融着導線の融着層を溶融又は半溶融（軟化
）状態として圧縮すれば絶縁層を破壊を−がたく絶縁耐
圧の向上が見込まれる。前記溶融又は半溶融（軟化）状
態にする方法どしては、プレス上下金型を高温に加熱し
てておく方法又は枠状コイルを事前に電気炉、オーブン
等で加温しておく方法、あるいはこの両方を採用する方
法等がある。 〔第３実施例〕 この実施例は第１実施例で得られる空芯コイルを形成し
ている自己融着導線の両端部を空芯コイルの下端面上に
位置させ、この両端部近傍の外側面を切削して自己融着
導線９の芯線９ａを露出して接続電極部とするものであ
る。 第１０図乃至第１２図はこの実施例を示し、第１０図は
空芯コイルの下端部の部分拡大断面図、第１１図は空芯
コイルと回路基板の斜視図、第１２図は電機子コイルを
取り付けた回路基板の拡大断面図である。 これらの図面において、空芯コイル２０は第１実施例で
得られるものである。 空芯コイル２０の巻始部１６ｅ及び巻終部１６ｄは、空
芯コイル２０の下端面に位置し、それら巻始部］、　６
　ｃ及び巻終部１６ｄ即ち両端部は部分的に切削され、
第１０図に示すように、空芯コイル２０の外側に向けて
自己融着導線９の芯線９ａが露出されて接続電極部２８
ａ、２８ｂが形成されている。この切削に際してはカッ
ター刃、ドリル、鍵等が利用される。 このように空芯コイル２０に接続電極部２８ａ、２８ｂ
を形成して構成される電機子コイル４は、第１２図に示
すように、それら巻始部１６ｃ及び巻終部１６ｄを、第
２１図に示すようにステータヨーク３上に絶縁層として
形成される回路基板３ａに形成した回路パターン３ｂ、
３ｅに菫ね、その接続電極部２８ａ、２８ｂと半田付け
して固定される。 なお、それら巻始部１６ｅ及び巻終部１６ｄの接続電極
部２８ａ、２８ｂの長さ即ち切削部は、回路パターン３
ｂ、３Ｃに接続するために適当な長さに選定される。 この電機子コイル４は、巻始部１’６ｅ及び巻終部１６
ｄについても隣接する導線９と絶縁層及び融着層を介し
て対抗しているから、例えば予め巻始部１６ｅ及び巻終
部１６ｄの絶縁層及び融着層を剥離させた銅線を巻いた
構成に比べ、絶縁耐圧特性が良好に保たれるし、巻始部
１６ｃ及び巻終部１６ｄがほつれ雛い。 電機子コイル４を回路基板３ａに半田付けする場合にも
、巻始部１６ｅ及び巻終部１６ｄの接続電極部２８ａ、
２８ｂと回路パターン３ｂ、３ｃとの間で空隙が形成さ
れ、半田が浸透し易くなって接続が確実になる。 第１３図は電機子コイル４の変形例を示すものであり、
電機子コイル４の巻始部１６ｅ及び巻終部１６ｄにおい
て屈曲部に位置する部分が切削されて芯線９ａが露出さ
れ、接続電極部２８ａ、２８ｂが形成された構成を示し
ており、その露出部は巻始部１６ｃ及び巻終部１６ｄの
先端から所定の長さ分だけ寄った位置に形成されている
。 このような構成の電機子コイル４では、その小型化を図
る観点から、モータを構成する際に回路基板３ａにおい
て電機子コイル４の中空部にセンサー素子（図示せず）
を配置することがあるが、そのセンサー素子との接触を
回避するために、巻始部１６ｃの接続電極部２８ａを１
を根子コイル４の屈曲部に位置させることができる。 この第３実施例では第１実施例で得られる空芯コイルを
使用して接続電極部を形成したが、第２実施例で得られ
る電機子コイルを使、用して接続電極部を形成すること
ができることは明らかである。 なお、芯線を露出して接続１を極部２８ａ、２８ｂを形
成した直後に、この接続電極部に半田を付着して半田メ
ツキすることが、接続電極部の酸化防止及び回路パター
ンとの半田付けが容易になることから望ましい。 〔第４実施例〕 この実施例は第１実施例で得られる枠状コイルを利用し
て、第３実施例の接続電極部を空芯コイルの内周面又は
外周面から突出形成するものである。 第１４図及び第１５図はこの実施例の１を機子コイルを
示す斜視図及び第１４図のＢ−Ｂ拡大断面図である。ま
た第１６図は、空芯コイルの成形治具の一具体例を示す
一部破断した斜視図である。 第１６図において一部破断して示した外枠金型２１は、
中央部に枠状コイル１５の外周形状より若干大きいほぼ
同形状の内周形状２１ｂの貫通孔２１ａを有している。 この貫通孔２１ａ内には、枠状コイル１５の横断面とほ
ぼ同形状の横断面（即ち、枠状コイル１５の外周形状及
び内周形状とほぼ同形状の外周形状２２ｂ及び内周形状
２２Ｃ）を有する中空筒状の底金型２２が挿入され、こ
の底金型２２の上面２２ｄが外枠金型２１の上面２１ｃ
より低い位置に配置されている。この底金型２２の中空
部には、枠状コイル１５の内周形状より若干小さいほぼ
同形状の外周形状２３ａを有する柱状の芯金型２３が挿
入され、この芯金型２３の上面２３ｂが外枠金型２１の
上面２１．　ｃと略同じ高さとなるよう配置されている
。これら外枠金型２１、底金型２２及び芯金型２３にて
プレス下金型１８が構成され、このプレス下金型１８の
中央部には枠状コイル１５を収納するための収納部１７
が形成されている。芯金型２３には後述する凸部２９を
空芯コイル２０に形成するための切り欠き２３ｅが設け
られている。プレス下金型１８の収納部１７内に収納さ
れる枠状コイル１５をその厚み方向に加圧圧縮するため
のプレス」−金型１９は、外枠金型２】の上面部分の内
周形状２１ｂと同形状の外周形状１９ｃど、芯金型２３
の−Ｌ面部分の外周形状２３ａと同形状の内周形状１９
ｄを有する中空筒状をなしている。・ユれら外枠金型２
１、底金型２２、芯金型２３より成るプレス下金型１８
とプレス上金型１９とから空芯コイルの成形治具が構成
される。 次に、この成形治具を用いて第１４図及び第１５図に示
す空芯コイル２０の製造方法について説明する。 まず、第１実施例で説明したように、枠状コイル１５を
形成する。次に、この枠状コイル１５を、第１６図に示
したプレス下金型１８の収納部１７内に収納する。第１
７図は枠状コイル１５が収納部１７内に収納された状態
を示すプレス下金型１８の要部拡大断面図である。この
図面において、芯金型２３に形成された切り欠き２３ｅ
は、後述する凸部２９を空芯コイル２０に形成するため
のものである。枠状コイル１５の内周表面及び外周表面
とプレス下金型１８の収納部１７の各面との間には空間
部が存在する。この状態で、第１８図に示すように、プ
レス上金型１９にて枠状コイル１５をその厚み方向に圧
縮して空芯コイル２０を形成する。これにより自己融着
導線９は、その断面が空芯コイル２０の内部では略六角
形状に、また、成形治具の各面と接している部分、即ち
内外周部では多角形状に変形して圧縮前に存在していた
隙間１５ａがほとんど除去され、隣接する自己融着導線
９同士が密接した状態となり、占積率を大幅に向上させ
ている。これと同時に収納部１７内に挿入されるプレス
上金型１９の挿入深さが規制され、芯金型２３に形成さ
れた切り欠き２３ｃの部分に自己融着導線９の一本分程
が入り込み、凸部２９が形成される。また、この第１８
図から明らかなように、このように形成された空芯コイ
ル２０は、外形寸法が正確であるので、この空芯コイル
２０を電機子コイル４とする場合にはモータの設計が容
易であるし特性も良好である。さらに回路基板に電機子
コイル４を装着する作業をロボット等を用いて自動化（
機械化）する際にも部品（１機子コイル）の形状寸法精
度が良いことは非常に有利である。なお、圧縮前の枠状
コイル１５の外周形状及び内周形状が同じであれば、厚
みの異なる空芯コイル２０を成形する場合でも、芯金型
２３と底金型２２の相対的な位置の設定を変更すれば同
一の治具を利用することが可能である。 次に、この圧縮成形した空芯コイル２０を底金型２２の
上方への移行によりプレス下金型１８がら取り出し、第
１５図に示すように空芯コイル２０に形成された凸部２
９の一部を切削して除去１−１自己融着導線９の芯線９
ａを露出させて、接続電極部２８を形成する。この切削
に際してはカッター刃、ドリル、鍵等が利用されるが、
予め空芯コイル２０に凸部２９が形成されているので、
接続電極部２８とする部分以外の部分を誤って損傷する
ということを防止できる。この接続電極部２８に第３実
施例のように半田メツキする。 かくして第１４図及び第１５図に示す電機子フィル４を
形成した。 〔第５実施例〕 この実施例は第４実施例の変形例である。 第１９図及び第２０図はこの変形例の実施例を示す電機
子コイル４の斜視図及び第１９図のＣ−Ｃ拡大断面図で
ある。本実施例では、自己融着導線９を多層に整列巻き
して形成した空芯コイル２０の内周面及び外周面にそれ
ぞれ凸部２９ａ、２９ｂを形成し、これら凸部２９ａ、
２９ｂの一部を切削してそれぞれ接続電極部２８ａ、２
８ｂを形成している。第２１図はこの空芯コイル２０を
成形するための成形治具を一部破断して示す斜視図であ
る。この図面において、外枠金型２１には、中央に枠状
コイル１５の外周形状より若干大きいほぼ同形状の内周
形状２１ｂの貫通孔２１ａが設けられており、この貫通
孔部分の一部には空芯コイル２０の外周面に凸部２９ｂ
を形成するための切り欠き２１ｄが外枠金型２１の上面
２１ｃから所定の深さに形成されている。この外枠金型
２１の貫通孔２１ａ内には、その横断面が空芯コイル２
０の横断面とほぼ同形状の中空筒状の底金型２２が挿入
されている。そしてこの底金型５０の中空部には、枠状
コイル１５の内周形状より若干小さいほぼ同形状の外周
形状２３ａを有する柱状の芯金型２３が挿入されている
。この芯金型２３の外周面の一部には空芯コイル２０の
内周面に凸部２９ａを形成するための切り欠き２３ｃが
芯金型２３の上面２３ｂから所定の深さに形成されてい
る。これら外枠金型２１、底金型２２及び芯金型２３に
て枠状コイル１５が収納される収納部１７が形成され、
プレス下金型１８が構成される。中空筒状のプレス上金
型１９は、外枠金型２１の貫通孔２１ａの上面部分の内
周形状２１ｂと同形状の外周形状１９ｃと、芯金型２３
の上面部分の外周形状２３ａと同形状の内周形状１９ｄ
とを有し、外周形状１９ｅには切り欠き２１ｄにはまる
突条部１９ｅが設けられ、内周形状１９ｄには切り欠き
２３ｃにはまる突条部１９ｆが設けられている。プレス
下金型１８に形成された切り欠き２１ｄ、２３ｃを含む
収納部１７と嵌合する形状となっている。これら外枠金
型２１、底金型２２、芯金型２３より構成されたプレス
下金型１８とプレス上金型１９にて１１ｔ機子コイルの
成形治具が構成される。 この成形治具を用いて空芯コイル２０を、先に第１７図
及び第１８図を参照して説明した方法で圧縮成形するこ
とにより、その内周面及び外周面にそれぞれ凸部２９ａ
、２９ｂが形成された空芯コイル２０が得られる。 次に、この空芯コイル２０に形成された凸部２９ａ、２
９ｂの一部を第４実施例と同様に切削して自己融着導線
９の芯線９ａを露出させて接続電極部２８ｅ、２８ｄを
形成する。かくして、第１９図及び第２０図に示す電機
子コイル４を形成した。 なお、空芯コイル２０に形成する凸部２９．２９ａ、２
９ｂの位置及び幅は任意に設定できることは言うまでも
ない。 また、枠状コイル１５及び空芯コイル２０の形状は、台
形、扇形状に限らず、円形のものにも本発明を適用する
ことができる。さらに、上記実施例では、成形治具又は
プレス上下金型として１個の空芯コイルを形成するもの
について説明したが、複数個の空芯コイルを同時に形成
できるようにプレス上下金型をそれぞれ連設するように
してもよいことは明らかである。 （ト）発明の効果 第１の発明による電機子コイルによれば、整列巻きされ
た自己融着導線が断面略六角形であるから、隣接導体の
隙間を少なくすることができ、導線の占積率の高い電機
子コイルとすることができる。 第２の発明による電機子コイルによれば、整列巻きされ
た自己融着導線の断面が、中心部では概ね空芯コイルの
厚み方向に偏平な略六角形状であリ、内外周部では前記
厚み方向と直交方向で自己融着導線の直径より大きい長
さ寸法を有する多角形状であるから、隣接する導線間の
隙間が極めて少なくなり、空芯コイルの占積率が向上す
る。 第３の発明による電機子コイルによれば、自己融着導線
の両端部近傍を切削して芯線を露出させたので、両端部
が隣接する導線とは双方の絶縁層及び融着層を介して固
定されるから、両端部の絶縁特性が良好になり、両端部
がほつれることがない 又、電機子コイルを回路基板に乗せて半田付は可能であ
り、自動機による自動接続が容易である上、接続スペー
スが狭く、接続時の断線や誤配線が少なく、回路基板へ
の接続が簡単且つより確実である。 さらに、電機子コイルの屈曲部に位置する両端部を切削
する構成では、電機子コイルの中空部に電子部品を置い
ても、その電子部品との接触を回避することができると
ともに前記両端部のほつれが少ない。 第４の発明によるモータの１機子コイルは、自己融着導
線を芯金に多層に整列巻き１７た空芯コイルであって、
この自己融着導線の断面が略六角形状及び多角形状で互
いに密接しているとともにこの空芯コイルの内周面又は
外周面、或いはその両方に、この空芯コイルの中心側又
は外側に突出する凸部が形成されて、この凸部の一部を
切削して接続電極部が形成されているから、接続電極部
の位置決めが既になされているので、回路基板上に配置
するだけでそのまま半田付は作業をすることができ、煩
雑なリード線の処理作業が不要となる。また、他の電子
部品と一緒に回路基板に表面実装して、半田リフロー法
にて半田付けすることもでき、回路基板への電機子コイ
ルの装着から半田付けまでの工程を自動化するのにも好
適する。 第５の発明による電機子コイルの製造方法によれば、断
面丸形の自己融着導線を整列巻き！また枠状コイルをそ
の内外周を保持した状態で厚み方向に圧縮するから、導
線の占積率の高い電機子コイルを得ることができ、又、
従来の巻線機を使用することができ、製造が簡単になる
。 第６の発明による電機子コイルの製造方法によれば、第
５の発明の圧縮工程後に、自己融着導線の融着層を溶融
固化する工程を設けたから、絶縁耐圧の高い電機子コイ
ルを得ることができる。 第７の発明による電機子コイルの製造方法によれば、自
己融着導線を整列巻きして形成した枠状コイルを、この
枠状コイルの横断面より僅かに大きな横断面を有する枠
状コイルの収納部内にて厚み方向に圧縮して空芯コイル
を形成し、この収納部の横断面と空芯コイルの横断面と
が同一形状になるよう成形したので、枠状コイルを収納
部に収納する作業が容易となり、絶縁層の損傷や巻きの
ほつれ等を防止できるし、外形形状の寸法精度が確保さ
れるとともに高占積率の電機子コイルを容易に得ること
ができる。 第８の発明によるモータの電機子コイルの製造方法では
、断面丸形の自己融着導線を芯金に多層に整列巻きして
形成した枠状コイルを前記本発明による成形治具を用い
て圧縮加工して空芯コイルを形成するので、高占積率化
のための圧縮工程にて自己融着導線の断面を略六角形状
及び多角形状に変形させて隣接する自己融着導線同士を
密接させると同時に前記空芯コイルの一端部に、この空
芯コイルの中心側又は外側に突出する凸部を形成するこ
とができる。そして、この凸部の一部を切削加工して接
続電極部を形成するので、この切削工程にて接続電極部
とする部分以外の部分を誤って損傷するようなことを防
止することができる。 第９の発明によるモータの電機子コイルの製造方法では
、第５又は８の発明において、前記枠状コイルを加温し
た状態で圧縮することを特徴とするから、圧縮時に前記
枠状コイルを構成する自己融着導線の絶縁層を破壊しが
たいものになり、絶縁耐圧の低下を防止することができ
る。 第１０の発明によるモータの電機子コイルの製造方法で
は、第５又は８の発明において、前記圧縮後の空芯コイ
ルの所望の電気抵抗値に対し、この所望電気抵抗値の９
０−９５％の電気抵抗値を有する前記枠状コイルを、圧
縮によりほぼ所望電気抵抗値を有する空芯コイルに形成
するから、はぼ所望電気抵抗値を有する電機子コイルを
形成することができる。 第１１の発明による成形治具では、プレス下金型を外枠
金型、底金型及び芯金型の三部材から構成するとともに
、空芯コイルの下端部に設けられ、空芯コイルの中心側
又は外側に突出する凸部を形成すめための切り欠きを外
枠金型、或いは芯金型に形成し、この切り欠きを含む枠
状コイルの収納部に嵌合する形状のプレス上金型とを備
えているので、枠状コイルの圧縮加工と前記凸部を形成
する加工を一組の治具で同時に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の第１実施例を示し、第１図
はプレス金型の断面図、第２図はプレス上下金型の斜視
図、第３図はプレス下金型の分解斜視図、第４図（イ）
（ロ）は興なる空芯コイルの平面図、第５図は耐圧試験
の説明図である。 第６図乃至第９図は第２実施例を示し、第６図はプレス
下金型の平面図、第７図は第６図のＡＡ拡大断面図、第
８図は枠状コイル圧縮時のプレス上下金型の拡大断面図
、第９図は空芯コイルを有するプレス下金型の平面図で
ある。 第１０図乃至第１３図は第３実施例を示し、第１０図は
空芯コイルの下端部の部分拡大断面図、第１１図は空芯
コイルと回路基板の斜視図、第１２図は電機子コイルを
取り付けた回路基板の拡大断面図、第１３図は電機子コ
イルの変形例の斜視図である。 第１４図乃至第１８図は第４実施例を示し、第１４図は
電機子コイルの斜視図、第１５図は第１４図のＢ−Ｂ拡
大断面図、第１６図はプレス上下金型の一部破断せる斜
視図、第１７図は枠状コイルを収納したプレス下金型の
要部拡大断面図、第１８図は枠状コイル圧縮時のプレス
上下金型の要部拡大断面図である。 第１９図乃至第２１図は第５実施例を示し、第１９図は
電機子コイルの斜視図、第２０図は第１９図のＣ−Ｃ拡
大断面図、第２１図はプレス上下金型の一部破断せる斜
視図である。 第２２図乃至第２８図は従来例を示し、第２２図は電機
子コイルを備えたブラシレスモータの生新正面図、第２
３図は電機子コイルを備えたステータヨークの正面図、
第２４図は自己融着導線の拡大図、第２５図は巻線治具
の拡大断面図、第２６図は枠状コイルの斜視図、第２７
図は第２６図のＤ−Ｄ断面図、第２８図は従来の他の電
機子コイルの製造方法を示す図である。 １−−−−−−−一軸受ケーシング、２−−−−−−−
−フランジ、３−一ステータヨーク、３　ａ−−−−−
−−一回路基板、３ｂ、３ｃ　、−−−−−−−一回路
パターン、４−−−−−−−一電接子コイル、５ａ、５
　ｂ−−−−−−−一軸受、６〜−一一一一一一回転軸
、７−−−−−−一ロータヨーク、８−−−−−−−一
駆動マグネット、９−−−−−−一自己融着導線、９　
ａ−−−−−−−一芯線、９　ｂ−−−−−−−１ｆｆ
縁層、９　ｃ　−−−−−−−−融着層、１０−−−−
−−−一巻線治具、］５．１５　ｂ　−−−−−−−一
枠状コイル、１５　ａ−−−−−−−一隙間、１６　ａ
　％１６　ｂ　−−−−−−−−リード線、１６　ｃ−
−−−−−−−一巻始部、１６　ｄ　−−−−−一巻終
部、１７．１７　ａ−−−−一〜−−収納部、′１８．
１８　ａ　−−−−−−−−プレス下金型、１９．１９
ａ−−〜−−−−−プレス上金型、１９　ｂ−−−−−
−−一押圧面、１９　ｃ−−−−−−−一外周形状、］
、　９　ｄ−−−−−−−−−ｎ周形状、１９ｅ、１９
　ｆ−−−−−−−一突条部、２０．２０ａ、２０ｂ〜
−一一〜−−−空芯コイル、２１−−−−−−−一外枠
金型、２１　ａ−−−−−−−−貫通孔、２　ｌ　ｂ　
−−−−−−−一内周形状、２１　ｃ−−−−−−−一
上面、２１　ｄ−−−−−−−一切り欠き、２２−−一
一一一一一底金型、２２　ａ−−−−−−−一貫通孔、
２２ｂ・−−一一一−−外周形状、２２　ｃ−−−−−
−−一内周形状、２２　ｄ　、−−−−−−一上面、２
３−−−−−−−一芯會型、２３　ａ−−−−−−−−
−−−一外周形状、２３　ｂ　−一−−−上面、２３ｃ
ｍ−−〜−−−−切り欠き、２４−−−−−−一鉄板、
２５−−一一一〜−−葡縁物、２６・−一一一一一一一
接続部、２７−−−−−−−一耐圧計、２８ａ、２８　
ｂ−−−−−−−一接続電極部、２９．２９ａ、２９　
ｂ　−−−−−−−一凸部。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）自己融着導線を整列巻きして形成された空芯コイ
   ルであって、整列巻きされた自己融着導線が断面略六角
   形であることを特徴とするモータの電機子コイル。
2. （２）自己融着導線を多層に整列巻きして形成された空
   芯コイルであって、整列巻きされた自己融着導線の断面
   が、中心部では概ねこの空芯コイルの厚み方向に扁平な
   略六角形状であり、内外周部では前記厚み方向と直交方
   向で自己融着導線の前記厚み方向の長さ寸法より大きい
   長さ寸法を有する多角形状であることを特徴とするモー
   タの電機子コイル。
3. （３）前記自己融着導線の両端部が前記空芯コイルの下
   端平面上に位置され、前記自己融着導線の両端近傍にお
   ける前記空芯コイルの一部が切削されて芯線が露出され
   てなることを特徴とする請求項（１）又は（２）記載の
   モータの電機子コイル。
4. （４）前記空芯コイルの下端部における内周面又は外周
   面、或いは、内周面及び外周面に、空芯コイルの中心側
   又は外側に突出するように前記自己融着導線によって形
   成される凸部と、この凸部の一部が切削されて形成され
   た接続電極部とを有することを特徴とする請求項（１）
   又は（２）記載のモータの電機子コイル。
5. （５）断面丸形の自己融着導線を整列巻きして枠状コイ
   ルを形成する工程と、 この枠状コイルを、その内外周を保持した状態で厚み方
   向に圧縮して空芯コイルを形成する工程と、 を具備することを特徴とするモータの電機子コイルの製
   造方法。
6. （６）前記圧縮工程の後に、自己融着導線の融着層を溶
   融固化する工程を設けたことを特徴とする請求項（５）
   記載のモータの電機子コイルの製造方法。
7. （７）前記枠状コイルが収納保持される収納部の横断面
   が前記枠状コイルの横断面より僅かに大きく形成され、
   前記枠状コイルが前記収納部内にて厚み方向に圧縮され
   ることにより変形し、前記横断面と前記空芯コイルの横
   断面とが同一形状に成形されるとともに空芯コイルの内
   外周部において前記厚み方向と直交方向で自己融着導線
   の直径より大きい長さ寸法を有する多角形状に形成され
   ることを特徴とする請求項（５）記載のモータの電機子
   コイルの製造方法。
8. （８）断面丸形の自己融着導線を芯金に多層に整列巻き
   して枠状コイルを形成する工程と、この枠状コイルを、
   この枠状コイルが収納される収納部を有するプレス上下
   金型内にて厚み方向に圧縮して、前記自己融着導線の断
   面を略六角形状及び多角形状に変形させて空芯コイルを
   形成するとともに前記空芯コイルの下端部における内周
   面又は外周面、或いは、内周面及び外周面に空芯コイル
   の凸部を形成する工程と、 この凸部の一部を切削して接続電極部を形成する工程と
   、 を具備してなるモータの電機子コイルの製造方法。
9. （９）前記圧縮工程において、前記枠状コイルを加温し
   た状態で圧縮することを特徴とする請求項（５）又は（
   ８）記載のモータの電機子コイルの製造方法。
10. （１０）前記圧縮工程において、前記空芯コイルの所望
    の電気抵抗値に対し、この所望電気抵抗値の９０〜９５
    ％である前記枠状コイルを、圧縮して所望電気抵抗値が
    ほぼ１００％である前記空芯コイルにしてなることを特
    徴とする請求項（５）又は（８）記載のモータの電機子
    コイルの製造方法。
11. （１１）枠状コイルの外周形状より若干大きいほぼ同形
    状の内周形状の貫通孔を有する外枠金型と、 前記枠状コイルの横断面とほぼ同形状の横断面を有する
    中空筒状の底金型と、 前記枠状コイルの内周形状より若干小さいほぼ同形状の
    外周形状を有する柱状の芯金型と、前記枠状コイルを厚
    み方向に押圧するプレス上金型と、からなり、 前記外枠金型又は芯金型、或いは、この外枠金型及び芯
    金型には前記枠状コイルの下端部に枠状コイルの中心側
    又は外側に突出する凸部を形成するための切り欠きが前
    記外枠金型及び芯金型のそれぞれの上面部から所定の深
    さに設けられており、前記プレス上金型は、前記外枠金
    型の上面部分の内周形状と同形状の外周形状と、前記芯
    金型の上面部分の外周形状と同形状の内周形状を有する
    中空筒状であることと、前記外枠金型の前記貫通孔内に
    前記底金型が挿入され、この底金型の中空部に前記芯金
    型が挿入され、前記底金型の上面が前記外枠金型の上面
    及び前記芯金型の上面のいずれよりも低くなるように配
    置されて前記枠状コイルが収納される収納部が形成され
    ていること、を特徴とするモータの電機子コイルの成形
    治具。