(57)【要約】【課題】回転子コイルの重量バランスの偏りを無くして、振動の低いコアレスモータを実現する。【解決手段】コアレスモータ１は、円筒状の回転子コイル１２を備え、回転子コイル１２は、複数のコイルセグメントからなる平帯体１２Ａ，１２Ｂの繋ぎ部分Ｐ１，Ｐ２が、回転子コイル１２の回転軸に対して軸対称位置に配置されている。【選択図】図３
2018166366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の回転子コイルを備えたコアレスモータであって、
前記回転子コイルは、複数のコイルセグメントからなる平帯体の繋ぎ部分が、前記回転子コイルの回転軸に対して軸対称位置に配置されていることを特徴とするコアレスモータ。
【請求項２】
前記回転子コイルは、３個のコイルセグメントからなる平帯体を２つ繋ぎ合わせたことを特徴とする請求項１記載のコアレスモータ。
【請求項３】
円筒状の回転子コイルを備えたコアレスモータの製造方法であって、
前記回転子コイルは、複数のコイルセグメントからなる平帯体を複数個繋ぎ合わせ円筒状に成形し、前記平帯体の繋ぎ部分を前記回転子コイルの回転軸に対して軸対象位置に配置したことを特徴とするコアレスモータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コアレスモータ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コアレスモータは、回転体にコア（鉄心）が無いことで、慣性モーメントが小さく応答性が高い、巻線部のインダクタンスが小さく、整流時に発生する火花を抑えることで、ブラシの摩耗が少なく、モータ寿命が長い、コギングトルクが発生せず、滑らかな回転が得られる、といった長所を有することが一般に知られている。
【０００３】
コアレスモータは、回転軸に回転板を介して円筒状の回転子コイルを片持ち支持して回転子（電機子）を構成し、回転子を覆い回転軸を軸支するケース（ヨーク）を備えている。そして、インナーロータ型では回転子を覆うケース（ヨーク）に磁石が固定され、アウターロータ型では回転軸の軸受ハウジングに磁石が固定されて固定子を構成している。回転軸に取り付けられる回転板には、回転子コイルの端子が接続される整流子が設けられ、ブラシを介して回転子側の整流子と固定子側の給電線（リード線）が電気的に接続されている。
【０００４】
コアレスモータの回転子コイルは、所定の巻回数だけ巻かれたコイルセグメントを複数形成し、複数のコイルセグメントを直線部分が平行に配列するように並べた状態で固定して、各コイルセグメントをデルタ結線などで結線して端子部を引き出している（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３０７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、回転子コイルの製造は、六角形の断面を有する柱状の巻線治具にコイルの線材を一方向巻きすることで、独立で巻回幅の等しい６個（複数）の巻線が形成される。そして、治具に巻回した状態で、各巻線の周面の対向する２つの面に接着剤を塗布して固化させ、治具から巻線を離脱させて、筒状の巻線の内側に接着剤を塗布し、巻線が平面的な六角形状になるようにプレス成形して平帯状にする。この際、平帯状の両端部と中間部分とでは線材の重なりが半分になっているが、両端部を互いに重ねて円筒状に成形して繋ぎ合わせることで、円筒状の回転子コイルを得ている。
【０００７】
このように製造される回転子コイルは、線材が多層に重ねられた状態になっている。そして、巻線が平面的な六角形状に巻かれている平帯体を円筒状に成形する際に、内側の層の線材の端部を隙間無く突き合わせると、内側の層の円周長に対して外側の層の円周長が長くなるので、外側の層の線材端部の突き合わせ部には、若干の隙間が生じることになる。このような隙間は、回転子コイルの重量バランスの偏りになり、これによってモータ駆動時に不要な振動が生じてしまう問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、回転子コイルの重量バランスの偏りを無くして、振動の低いコアレスモータを実現すること、などを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するために、本発明によるコアレスモータは、以下の構成を具備するものである。
【００１０】
円筒状の回転子コイルを備えたコアレスモータであって、前記回転子コイルは、複数のコイルセグメントからなる平帯体の繋ぎ部分が、前記回転子コイルの回転軸に対して軸対称位置に配置されていることを特徴とするコアレスモータ。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】コアレスモータの基本構成を示した断面図である。
【図２】回転子コイルの平帯体を示す説明図である。
【図３】回転子コイルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態にコアレスモータとその製造方法を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。
【００１３】
図１に示すように、コアレスモータ１は、回転子（電機子）１Ａとして、回転軸（出力軸）１０、回転板１１、回転子コイル１２を備えている。回転板１１は、その中心部に回転軸１０が取り付けられており、回転板１１には、円筒状の回転子コイル１２の一端側が片持ち支持されている。
【００１４】
また、コアレスモータ１は、固定子１Ｂとして、回転子１Ａを覆うカバー２０、回転軸１０を軸支する軸受２１を保持する軸受ハウジング２２、軸受ハウジング２２に固定される磁石２３などを備えている。カバー２０は、その一端側が軸受ハウジング２２に取り付けられ、他端側には後カバー２４が取り付けられている。カバー２０と軸受ハウジング２２は、磁石２３のヨークとして機能するものであり、磁石２３とカバー２０との間のエアギャップに回転子コイル１２が配置されている。
【００１５】
回転子コイル１２の端子（図示省略）は、回転板１１に設けられる整流子１３に接続されており、整流子１３はブラシ２５を介して固定子１Ｂ側のリード線（図示省略）と接続している。
【００１６】
回転子コイル１２は、従来技術と同様に、六角巻きなどで巻かれたコイルセグメントを平プレス成形して固定し、円筒状に成形したものである。図２は、平プレス成形されたコイルセグメントの平帯体１２Ａ，１２Ｂを示している。図示の例では、平帯体１２Ａは、３つのコイルセグメントＣ１，Ｃ２，Ｃ３を結線したものであり、平帯体１２Ｂは、３つのコイルセグメントＣ４，Ｃ５，Ｃ６を結線したものである。
【００１７】
平帯体１２Ａは、Ｘ−Ｘ断面において、コイルセグメントＣ１，Ｃ２，Ｃ３の線材が、外側の層のみの部分ｍ１、外側の層と内側の層を有する部分ｍ２、内側の層のみの部分ｍ３とを有しており、平帯体１２Ｂは、Ｙ−Ｙ断面において、コイルセグメントＣ４，Ｃ５，Ｃ６の線材が、外側の層のみの部分ｍ４、外側の層と内側の層を有する部分ｍ５、内側の層のみの部分ｍ６とを有している。
【００１８】
そして、平帯体１２Ａ，１２Ｂをそれぞれ円筒状に成形すると、図３（ａ），（ｂ）に示すようになり、これを結合すると図３（ｃ）に示すような断面の回転子コイル１２を得ることができる。
【００１９】
回転子コイル１２は、２つの平帯体１２Ａ，１２Ｂを繋いで、円筒状に成形したものであり、６つのコイルセグメントＣ１〜Ｃ６を備えている。平帯体１２Ａ，１２Ｂの結合は、平帯体１２Ａの外側の層のみの部分ｍ１を平帯体１２Ｂの内側の層のみの部分ｍ６に重ね、平帯体１２Ａの内側の層のみの部分ｍ３を平帯体１２Ｂの外側の層のみの部分ｍ４に重ねて、全てのコイルセグメントＣ１〜Ｃ６の線材が、内側の層と外側の層を重ねた状態になっている。
【００２０】
ここで、回転子コイル１２は、複数のコイルセグメントＣ１〜Ｃ３からなる平帯体１２Ａと複数のコイルセグメントＣ４〜Ｃ６からなる平帯体１２Ｂとの繋ぎ部分Ｐ１，Ｐ２が、回転子コイル１２の回転軸Ｏに対して軸対称位置に配置されている。２つの平帯体１２Ａ，１２Ｂを繋ぎ合わして円筒状に成形する場合、外側の繋ぎ部分Ｐ１，Ｐ２には若干の隙間が生じることになるが、この隙間を回転軸Ｏに対して軸対称位置に配置することで、回転子コイル１２の重量バランスの偏りを無くすことができる。
【００２１】
前述の説明では、回転子コイル１２を６つのコイルセグメントＣ１〜Ｃ６からなるものとし、３セグメントの２つの平帯体１２Ａ，１２Ｂを繋ぎ合わせる構成にしているが、コイルセグメントの数や、分割される平帯体の数は、この例に限られるものではなく、繋ぎ部分が軸対称位置に配置できるものであれば、どのような形態であってもよい。
【００２２】
以上説明したように、本発明の実施形態係るコアレスモータ１は、回転子コイル１２が軸対称の位置に繋ぎ部分Ｐ１，Ｐ２を備えることで、回転子１Ａの重量バランスの偏りを無くすことができる。これによって、回転時、特に高速回転時の振動を抑制することができ、低振動で静穏な駆動が可能なコアレスモータ１を得ることができる。
【００２３】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１：コアレスモータ，１Ａ：回転子（電機子），１Ｂ：固定子，
１０：回転軸，１１：回転板，
１２：回転子コイル，１２Ａ，１２Ｂ：平帯体，１３：整流子，
２０：カバー，２１：軸受，２２：軸受ハウジング，２３：磁石，
２４：後カバー，２５：ブラシ，
Ｃ１〜Ｃ６：コイルセグメント，Ｐ１，Ｐ２：繋ぎ部分
【図１】
2018166366.tif 000003
【図２】
2018166366.tif 000004
【図３】
2018166366.tif 000005