JPH041573B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、デイスク状ロータとデイスク状ステ
ータを有するデイスク型同期電動機のデイスク状
ステータの製造方法に関する。

従来の技術 デイスク状のロータとデイスク状のステータと
を微小な間隙をもつて向き合せて軸線方向に配列
した永久磁石式のデイスク型同期電動機は、デイ
スク状ロータの永久磁石とデイスク状ステータの
巻線部が近接していることから磁気装荷を高める
ことができ、かつ、デイスク状の巻線部の導線の
密度を上げることによりさらに電気的装荷を高め
ることによつて、薄型で高性能で、かつ大きな出
力トルクを得ることができる。

しかしながら、このデイスク型同期電動機のデ
イスク状ステータの巻線部を高密度化するために
従来採用されているデイスク状ステータの製造方
法は、フオトエツチングや蒸着等の科学的応用手
段につて行われており、これらの手段では大きな
デイク状ステータを得ることができず、さらに、
巻線間の耐電圧が大きく、耐熱性に強く、巻線に
大電流を通電させることのできるデイスク状ステ
ータの巻線部を得ることができず、従来から開発
されているデイスク型同期電動機は小型のものに
限られていた。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、上記従来技術の欠点を改善し、巻線
間の耐電圧が大きく、同時に耐熱性に強く、大電
流を通電させることができるデイスク状ステータ
を得ることを目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明のデイスク型同期電動機のステータの製
造方法は、デイスク状ステータの巻線部を構成す
る薄い円形銅板を等分した扇形のセグメントを作
成し、該セグメントに切目を入れて該切目の溝間
で形成される銅板の導体により２つの渦巻きを形
成し両渦巻きの外終端が接続されているような第
１のセグメントと、外終端が各々該セグメントの
外周辺に導かれ端子を形成するよう切られた第２
のセグメントを作成し、該第１、第２のセグメン
トに高耐電圧、高耐熱性のワニスを含浸させ上記
第１、第２のセグメントの上記切目の溝に上記ワ
ニスを満たし、高耐熱絶縁性の第１のフイルムで
上記第２のセグメント１個と上記第１のセグメン
ト複数個を円板状で配列接着し、巻線ユニツトを
作成し、次に、上記２つの巻線ユニツト表面の各
セグメントの導体の渦巻きの中心部と上記第２の
セグメントの外周辺部に設けられた一方の端子の
銅板を露出させ電気的結合部とし、該各電気的結
合部にハンダを盛り、該各電気的結合部位置に対
応する位置のみ窓が設けられた高耐熱絶縁性の第
２のフイルムを介して上記２つの巻線ユニツトの
同一表面間を接着加熱し上記ハンダを溶解させ２
つの巻線ユニツトの対応する各電気的結合部を電
気的に結合させ、デイスク状のステータの巻線部
を製造するものである。

作 用 銅板に切目を入れて渦巻き状に形成された導体
間の上記切目の溝には高耐電圧、高耐熱性のワニ
スが満たされて導体間は絶縁され、コイルを形成
し、かつ上記巻線ユニツトの表面及び接合された
２つの巻線ユニツト間には高耐熱絶縁性のフイル
ムが接着され、電気的結合部のハンダはワニス及
び上記耐熱絶縁性のフイルムで密封される形とな
るから電気的結合部以外の導体に接触することは
なく、大電流を該巻線部に通電することが可能と
なる。

実施例 以下、本発明の一実施例について詳説する。ま
ず、本発明で製造されるデイスク状ステータの巻
線部の構造を概説する。

第１図は、本発明で製造されるデイスク状ステ
ータの巻線部の１巻線ユニツトＡを示す図で、該
巻線ユニツトＡは中央部に孔を有する銅製の薄い
円板で形成され、該円板は第２図、第３図に示す
ような渦巻きの導体が形成された第１、第２のセ
グメントＳ，S′を複数（本実施例では６枚）円形
に配列して（第１図においては、第１のセグメン
トＳを５つ配列していることから、Ｓ１，Ｓ２，
Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５と表示し、また、各セグメント
の範囲を明確にするために中央部の孔の位置に各
セグメントの符号S′，Ｓ１〜Ｓ５を付してその範
囲を明確にしている）、１つの巻線ユニツトＡを
形成しているもので、該巻線ユニツトＡを重ね合
せて接続し、デイスク状ステータの最小単位の巻
線部を形成するものである。以下、この巻線部の
製造方法について詳述する。

［工程１］ まず、0.1mm〜１mm程度の薄い銅板から作成し
ようとするデイスク状ステータの大きさに応じた
巻線ユニツトの大きさの第１図に示すような中央
に孔が設けられた円板を６等分した第１、第２の
セグメントＳ，S′をワイヤカツト放電加工機によ
るワイヤカツトや、その他レーザーカツト、ウオ
ータージエツト、エアジエツト、電子ビーム等で
製造する。次に、この第１、第２のセグメント
Ｓ，S′にワイヤカツト等で２つの渦巻きを作成す
る。

第１のセグメントＳについて説明すると、第１
のセグメントＳを２等分し、その２等分された第
１のセグメントＳをさらに２等分する線上に後述
する接続部としての電気的結合部Sa，Sbを設け、
該電気的結合部Sa，Sbを中心に同方向の導体を
渦巻き（第２図においては左向きの渦巻き）を形
成するようワイヤカツト等で切目を入れ、この切
目の溝１を入れることによつて銅板に渦巻き状の
導体２、すなわちコイル２を形成し、かつ、両渦
巻き状コイルの端部は各々接続されている状態に
カツトする。すなわち、電気的結合部Saから切
目の溝１によつて形成された導体２の渦巻きは点
Ｐ１からＰ２に入り、電気的結合部Sbに連続し
ている。なお、第２図、第３図中、３は銅板がカ
ツトされ切り落された空間部である。

第３図に示す第２のセグメントS′は第２図に示
す第１のセグメントと同様同方向の導体の渦巻き
をワイヤカツト等で形成しコイル２を作るもので
あるが、第２のセグメントS′には電気的結合部
S′a，S′b以外にも第２のセグメントS′を２等分し
た一方（第３図においては左方）の中心線上の第
２のセグメントS′の外周辺部に電気的結合部Ｔ
１，Ｔ２を設け、薄巻きの中心の電気的結合部
S′aで始まる導体２の渦巻きの終端が周辺部の電
気的結合部Ｔ２で終わり、電気的結合部S′bで始
まる導体２の渦巻きは電気的結合部Ｔ２より外側
に配置された電気的結合部Ｔ１で終わるようカツ
トする。すなわち、電気的結合部Ｔ１から電気的
結合部S′bは連続しており導通し、電気的結合部
Ｔ２から電気的結合部S′aは連続し導通するもの
である。

［工程２］ 次に、上述したようにカツトされた第１、第２
のセグメントＳ，S′にポリイミド系の高耐電圧、
高耐熱性のワニス４を含浸させ、第４図に示す第
１、第２のセグメントＳ，S′の断面拡大図に示す
ようにセグメントＳ，S′の表面に高耐電圧、高耐
熱性絶縁被膜を形成させると共に、渦巻きを形成
させた切目の溝１に該ワニス４を満たす。これに
よつて、第１、第２のセグメントＳ，S′に設けら
れた渦巻き状の導体２間は絶縁され、短絡し通電
することはなくなる。

［工程３］ 次に、上述のようにして成形された第１、第２
のセグメントＳ，S′を、第１図に示すように第２
のセグメントS′と第１のセグメントＳからなる５
枚の第１のセグメントＳ１〜Ｓ５を円板状に配列
し、高耐熱絶縁性の第１のフイルム５（例えばポ
リイミドフイルム）の片面にエポキシ樹脂等を塗
工し、プリプレグ状態に仕上げ、上記第１、第２
のセグメントＳ，S′6枚で形成された第１図に示
すような円板状の巻線ユニツトＡの素材の表裏に
上記高耐熱絶縁性の第１のフイルム５を第５図に
示すように加熱加圧して接着し、１つの巻線ユニ
ツトＡを作成する。こうして、渦巻き状の導体、
すなわちコイル２が形成された第２のセグメント
S′1枚と第２のセグメントS5枚が円板状に配列さ
れ、高耐熱絶縁性のフイルム５で互いに第１図の
ように接着固定され、かつ、渦巻き状の導体２間
の切目の溝１には高耐電圧、高耐熱性のワニスが
満たされている巻線ユニツトＡが形成される。

［工程４］ 次に、上述したようにして作成された巻線ユニ
ツトＡを２枚用意し（以下、一方の巻線ユニツト
をＡ１、他方の巻線ユニツトをＡ２という）、こ
れらの巻線ユニツトＡ１，Ａ２の表面（第１図中
紙面に表わされた面を表面と呼ぶ）の各電気的結
合部Sa，Sb，S′a，S′b，Ｔ１，Ｔ２のうち巻線
ユニツトＡ１，Ａ２の周辺部に設けられた外側の
電気的接合部Ｔ１以外の各電気的結合部Sa，Sb，
S′a，S′b，Ｔ２の第１のフイルム５及びワニス４
を第６図に示すように研削して取除き、各電気的
結合部Sa，Sb，S′a，S′b，Ｔ２の銅面を露出さ
せる（なお、この電気的結合部に貫通する孔をあ
けてもよい）。

［工程５］ 次に、上記巻線ユニツトＡ１，Ａ２の銅面を露
出させた各電気的結合部Sa，Sb，S′a，S′b，Ｔ
２に高温ハンダ７を盛る。そして、ポリイミドフ
イルム等の高耐熱絶縁性の第２のフイルム６に対
して、上記各電気的結合部Sa，Sb，S′a，S′b，
Ｔ２位置に対応する位置に窓８を設け、該第２の
フイルム６の両面にエポキシ樹脂を塗工してプリ
プレグ状態にして、該第２のフイルム６を介して
両巻線ユニツトＡ１，Ａ２の表面を加熱加圧して
接合させる。その結果、第７図に示すように、巻
線ユニツトＡ１の電気的結合部Ｔ２と巻線ユニツ
トＡ２の電気的結合部Ｔ２及び各対面する電気的
結合部Sa，Sb，S′a，S′bは窓８内のハンダ７を
介して導通するように接着され、さらにハンダ７
は加熱して溶かし、電気的結合部を相互に電気的
に結合する。

その結果、巻線ユニツトＡ１の電気的結合部Ｔ
２は他方の巻線ユニツトＡ２の電気的結合部Ｔ２
に電気的に結合され、巻線ユニツトＡ１の第２の
セグメントS′の電気的結合部S′aは他方の巻線ユ
ニツトＡ２の第２のセグメントS′の電気的結合部
S′aに電気的に結合され、巻線ユニツトＡ１，Ａ
２の表面が互いに接合されていることから、巻線
ユニツトＡ１の第２のセグメントS′の電気的結合
部S′bは他方の巻線ユニツトＡ２の第１のセグメ
ントＳ５の電気的結合部Ｓ５ｂに電気的に結合さ
れる。以下同様であるが、説明を簡潔明瞭にする
ために、巻線ユニツトＡ１，Ａ２のＳ１〜Ｓ５の
第１のセグメントの各々の２つの電気的結合部を
各々Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ｂ，Ｓ２ａ…Ｓ５ａ，
Ｓ５ｂと表示し、巻線ユニツトＡ１側の各電気的
結合部を以下Ａ１−S′a，Ａ１−S′b，Ａ１−Ｓ１
ａ，Ａ１−Ｓ１ｂ…Ａ１−Ｓ５ａ，Ａ１−Ｓ５
ｂ、巻線ユニツトＡ２側の各電気的結合部をＡ２
−S′a，Ａ２−S′b，Ａ２−Ｓ１ａ，Ａ２−Ｓ１ｂ
…Ａ２−Ｓ５ａ，Ａ２−Ｓ５ｂとを表示し、これ
らの電気的結合部の電気的結合関係をこれらの記
号のみで表示すると、前述したように、Ａ１−
S′aはＡ２−S′a，Ａ１−S′bはＡ２−Ｓ５ｂ，Ａ
１−Ｓ１ａはＡ２−Ｓ５ａ，Ａ１−Ｓ１ｂはＡ２
−Ｓ４ｂ，Ａ１−Ｓ２ａはＡ２−Ｓ４ａ，Ａ１−
Ｓ２ｂはＡ２−Ｓ３ｂ，Ａ１−Ｓ３ａはＡ２−Ｓ
３ａ，Ａ１−Ｓ３ｂはＡ２−Ｓ２ｂ，Ａ１−Ｓ４
ａはＡ２−Ｓ２ａ，Ａ１−Ｓ４ｂはＡ２−Ｓ１
ｂ，Ａ１−Ｓ５ａはＡ２−Ｓ１ａ，Ａ１−Ｓ５ｂ
はＡ２−S′bに各々電気的に結合されることとな
る。

こうして、デイスク状ステータの最小単位の巻
線部が成形されたことになり、このまま同期電動
機の１相分のステータの巻線部として使用するこ
とも可能であるが、さらに、巻線部を増加すると
きには前述したように２つの巻線ユニツトＡ１，
Ａ２を接合した１単位の巻線部の電気的結合部Ｔ
１の一方の面のみ銅板を露出させ、第７図に示す
ように、高耐熱絶縁性の第２のフイルム６を介し
て該第２のフイルム６に設けた窓８を通して前述
同様２つの巻線部間の電気結合部Ｔ１間をハンダ
７で接合し、電気的に結合させる。このようにし
て、２つの巻線ユニツトＡ１，Ａ２を接合して形
成された巻線部の一方の電気的結合部Ｔ１間を相
互に電気的に接合することによつて幾相にも積層
したデイスク状ステータの巻線部を得ることがで
きる。そして、積層した巻線部の両端の電気的結
合部Ｔ１の外面だけフイルム５及びワニス４を研
削して電気的結合部Ｔ１の銅板を露出させ該巻線
部の入力端子とする。

以上のようにして製造されたデイスク状ステー
タの巻線部の導体２の渦巻きで形成されたコイル
の導通状態を一方の入力端子である電気的結合
部、例えば巻線ユニツトＡ１の電気的結合部Ｔ１
から順次前述した記号によつてのみ述べると、Ａ
１−Ｔ１→Ａ１→S′b→Ａ２−Ｓ５ｂ→Ａ２−Ｓ
５ａ→Ａ１−Ｓ１ａ→Ａ１−Ｓ１ｂ→Ａ２−Ｓ４
ｂ→Ａ２−Ｓ４ａ→Ａ１−Ｓ２ａ→Ａ１−Ｓ２ｂ
→Ａ２−Ｓ３ｂ→Ａ２−Ｓ３ａ→Ａ１−Ｓ３ａ→
Ａ１−Ｓ３ｂ→Ａ２−Ｓ２ｂ→Ａ２−Ｓ２ａ→Ａ
１−Ｓ４ａ→Ａ１−Ｓ４ｂ→Ａ２−Ｓ１ｂ→Ａ２
−Ｓ１ａ→Ａ１−Ｓ５ａ→Ａ１−Ｓ５ｂ→Ａ２−
S′b→Ａ２−Ｔ１となり、両端子である巻線ユニ
ツトＡ１の電気的結合部Ｔ１と巻線ユニツトＡ２
の電気的結合部Ｔ１間は１本の導体で結合され、
その間に各セグメントS′，Ｓ１〜Ｓ５に形成され
た多数の渦巻きのコイルを形成し、デイスク状ス
テータの巻線部を形成することとなる。なお、さ
らに巻線部を積層する場合も、一方の巻線部の出
力端子としての電気的結合部Ｔ１が他方の巻線部
の入力端子としての電気的結合部Ｔ１に電気的に
結合されるから、同様に多数のコイルを形成し最
終巻線部の出力端子としての電気的結合部Ｔ１へ
１本の導体によつて接続されることとなる。

なお、工程３で第５図に示すように、巻線ユニ
ツトＡの両面に高耐熱絶縁性の第１のフイルム５
を接着したが、一方の面にのみ該第１のフイルム
５を接着し、他方の面すなわち２つの巻線ユニツ
トを張合せる面には該フイルム５を接着せず、高
耐熱絶縁性の第２のフイルム６を介して互いの巻
線ユニツトＡのワニス４で被覆された面を前述同
様電気的結合部Sa，Sb，S′a，S′b，Ｓ１ａ〜Ｓ
５ａ，Ｓ１ｂ〜Ｓ５ｂ，Ｔ２間をハンダ７で導通
させるようにして接着させてもよい。

すなわち、この場合第７図において、２つの巻
線ユニツトの張合せ面には第１のフイルム５，５
が存在せず、第２のフイルム６のみが存在するこ
ととなる。

以上のようにして、デイスク状ステータの巻線
部が構成され、コイルを形成する巻線ユニツトの
渦巻きの導体２間の切目の溝には高耐電圧、高耐
熱性のワニス４が満たされ、かつ、巻線ユニツト
の表面には該ワニス４により高耐熱絶縁性の第
１，第２のフイルム５，６が接着されているの
で、耐電圧が高く、耐熱性に強い巻線部を形成で
き、大電流を通電させることができる。また、電
気的結合部に電気的結合として用いられた高温ハ
ンダ７が、熱により溶解したとしても、該高温ハ
ンダ７はワニス４及び第１、第２のフイル５，６
によつて封じ込められ、電気的結合部以外では付
着しないので、信頼性の高いデイスク状の巻線部
を得ることができる。

発明の効果 以上述べたように、本発明によつて製造された
デイスク状ステータの巻線部は導体間には高耐熱
絶縁性のワニスが含浸され、デイスク状の巻線部
の表面は上記高耐熱絶縁性のワニスの被覆がさ
れ、かつ高耐熱絶縁性のフイルムが接着されてい
るから、絶縁性、耐熱性の優れたデイスク状ステ
ータの巻線部を得ることができ、さらに、巻線部
を構成する巻線ユニツト間を電気的に結合するた
めに用いられた高温ハンダが溶解しても、該ハン
ダは上記ワニス及びイルムによつて封じ込められ
て電気的結合部以外で付着することがないので信
頼性の高い巻線部が得られ、絶縁性、耐熱性が優
れていることから該巻線部に大電流を通電させる
ことができ、大出力のデイスク型同期電動機を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法で製造されるデイス
ク状ステータの巻線部の巻線ユニツトの説明図、
第２図は巻線ユニツトを構成する第１のセグメン
トの説明図、第３図は巻線ユニツトを構成する第
２のセグメントの説明図、第４図は第１、第２の
セグメントにワニスを含浸させたときの第１、第
２のセグメントの一部断面図、第５図はワニスを
含浸された第１、第２のセグメントをフイルムに
接着し、巻線ユニツトを形成したときの該巻線ユ
ニツトの一部断面図、第６図は巻線ユニツトの電
気的結合部の導体を露出させたときの説明図、第
７図は２つの巻線ユニツトを張合せデイスク状ス
テータの巻線部を形成したときの巻線部の一部断
面図である。 Ａ……巻線ユニツト、Ｓ，Ｓ１〜Ｓ５……第１
のセグメント、S′……第２のセグメント、Sa，
Sb，S′a，S′b，Sa１〜Sa５，Sb１〜Sb５……電
気的結合部、１……切目の溝、２……導体、３…
…空間、４……ワニス、５，６……フイルム、７
……ハンダ、８……窓。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ デイスク状ステータとロータを有するデイス
   ク型同期電動機のステータの製造方法において、
   デイスク状ステータの巻線部を構成する薄い円形
   銅板を等分した扇形のセグメントを作成し、該セ
   グメントに切目を入れて該切目の溝間で形成され
   る銅板の導体により２つの渦巻きを形成し両渦巻
   きの外終端が接続されているような第１のセグメ
   ントと、外終端が各々該セグメントの外周辺に導
   かれ端子を形成するよう切られた第２のセグメン
   トを作成し、該第１、第２のセグメントを高耐電
   圧、高耐熱性のワニスで含浸させ上記第１、第２
   のセグメントの上記切目の溝に上記ワニスを満た
   し、高耐熱絶縁性の第１のフイルムで上記第２の
   セグメント１個と上記第１のセグメント複数個を
   円板状で配列接着し、巻線ユニツトを作成し、次
   に、２つの上記巻線ユニツト表面の各セグメント
   の導体の渦巻きの中心部の銅板を露出させ電気的
   結合部とし、該各電気的結合部にハンダを盛り、
   該各電気的結合部位置に対応する位置のみ窓が設
   けられた高耐熱絶縁性の第２のフイルムを介し
   て、上記２つの巻線ユニツトの第２のセグメント
   の位置を合わせ同一表面間を接着加熱し上記ハン
   ダを溶解させ、２つの巻線ユニツトの対応する各
   電気的結合部を電気的に結合させデイスク状のス
   テータの巻線部を製造するデイスク型同期電動機
   のステータ製造方法。 ２ 上記巻線部の２つの巻線ユニツトが有する第
   ２のセグメントの２つの端子の内、上記電気的結
   合部を介して各巻線ユニツトの第１のセグメント
   の渦巻きと直列に接続される端子の銅板を露出さ
   せた複数の巻線部を作成し、銅板を露出した該端
   子位置に対応する位置に窓が設けられた高耐熱絶
   縁性の第３のフイルムを介して、順次上記複数の
   巻線部を接着し、上記銅板が露出した端子間は上
   記第３のフイルムに設けられた窓を介してハンダ
   により電気的に結合し、積層された巻線部を形成
   する特許請求の範囲第１項記載のデイスク型同期
   電動機のステータ製造方法。 ３ 上記巻線ユニツトを形成するために高耐熱絶
   縁性の第１のフイルムを該巻線ユニツトの両面に
   接着し、上記巻線ユニツトの表面に接着する上記
   第１のフイルムには上記電気的接合部に窓が設け
   られている特許請求の範囲第１項または第２項記
   載のデイスク型同期電動機のステータ製造方法。 ４ 上記巻線ユニツトを形成するために該巻線ユ
   ニツトの裏面にのみ高耐熱絶縁性の第１のフイル
   ムを接着する特許請求の範囲第１項または第２項
   記載のデイスク型同期電動機のステータ製造方
   法。