(57)【要約】【課題】強アルカリ性の液体がコイルの絶縁層を浸食するのを防止する。【解決手段】電動機（１０）がスロット（１２）が形成されているステータコア（１１）と、スロットに挿入されたコイル（２０）とを含む。スロットには絶縁性樹脂（３０）が充填されており、コイルの表面はコーティング層、例えばフェノール系エポキシ粉体塗料またはフェノール系ワニス材料により被覆されている。コーティング層の厚さを絶縁紙の厚さに概ね等しくするのが好ましい。さらに、コーティング層の厚さは絶縁紙の厚さに概ね等しいか、またはそれより大きい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットが形成されているステータコアと、
絶縁層により囲まれた導電性線材から形成されていて前記スロットに挿入されるコイルとを具備し、前記スロットには絶縁性樹脂が充填されており、
前記コイルの表面はコーティング層により被覆されている、電動機。
【請求項２】
前記コーティング層はフェノール系エポキシ粉体塗料またはフェノール系ワニス材料から形成されている請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
さらに、コーティング層の厚さは絶縁紙の厚さに概ね等しいか、またはそれより大きいようにした請求項１または２に記載の電動機。
【請求項４】
前記コイルは自己融着線により形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の電動機。
【請求項５】
前記コイルは樹脂製ボビン周りに形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の電動機。
【請求項６】
絶縁層により囲まれた導電性線材によって形成されたコイルの表面をコーティング層により被覆し、
ステータコアに形成されたスロットに前記コイルを挿入し、
前記スロットに絶縁性樹脂を充填する、電動機製造方法。
【請求項７】
前記コーティング層はフェノール系エポキシ粉体塗料またはフェノール系ワニス材料から形成されている請求項６に記載の電動機製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にリニアモータなどの電動機およびそのような電動機を製造する電動機製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、永久磁石と電機子コイルとを相対的に移動させ、直線的な移動と位置決めとを行うリニアモータが使用されている。リニアモータは例えばステッパまたは精密工作機械などで使用されている。
【０００３】
このような電動機は、ステータコアのスロット内に絶縁紙を配置した後で、コイルをスロット内に挿入し、次いで、絶縁性樹脂によってスロットを充填することにより作成される。スロット内に挿入されるコイルは絶縁層で周囲が被覆された導電性線材を巻回することにより形成されるが、コイル作成時などに導電性線材の絶縁層が部分的に剥離してピンホールが形成される場合がある。
【０００４】
そのようなコイルを備えた電動機が、水が比較的多い環境、例えば水溶性切削液が使用されている環境下で使用される場合、またはコイルを水中で冷却する場合には、水がピンホールから浸入して絶縁破壊することがある。
【０００５】
このため、特許文献１には、コイルを作成した後で、コイルの表面にシリコーン樹脂の被膜を形成することが開示されている。これにより、コイルに水が浸入することはなく、従って、絶縁が劣化するのが回避される。
【特許文献１】特開２００４−２９７８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年では、例えばｐＨ９の強アルカリ性の水溶性切削液が常時飛散している環境下で電動機がサイクルタイムが短い状態でかつ高稼働率で使用されることも少なくない。このような場合には、飛散した強アルカリ性の切削液が電動機保護用の絶縁性樹脂をアタックし、それにより、わずかな隙間が絶縁性樹脂および境界部に形成されるようになる。そして、強アルカリ性の切削液はこの隙間を通じてコイルまで到達する。
【０００７】
コイル２０を形成する導電性線材の絶縁層は通常は例えばアミドイミド樹脂から形成されており、耐薬品性は比較的高い。しかしながら、強アルカリ性の切削液はこのような絶縁層を浸食できるので、絶縁が劣化して、絶縁破壊が発生する可能性がある。
【０００８】
また、引用文献１に開示されるコイルのようにシリコーン樹脂がコイル表面を被覆している場合であっても、強アルカリ性の切削液はシリコーン樹脂の被膜を浸食しうる。従って、この場合には、シリコーン樹脂の被膜が浸食された後で絶縁層が浸食され、その結果、絶縁破壊が同様に生じる。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、強アルカリ性の液体が使用される環境下においても絶縁層が浸食されるのを防止できる電動機およびそのような電動機の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、スロットが形成されているステータコアと、絶縁層により囲まれた導電性線材から形成されていて前記スロットに挿入されるコイルとを具備し、前記スロットには絶縁性樹脂が充填されており、前記コイルの表面はコーティング層により被覆されている、電動機が提供される。
２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記コーティング層はフェノール系エポキシ粉体塗料またはフェノール系ワニス材料から形成されている。
【００１１】
すなわち１番目および２番目の発明においては、強アルカリ性の液体に対する耐性が比較的高いフェノール系エポキシ粉体塗料またはフェノール系ワニス材料をコーティング層として使用している。このため、強アルカリ性の液体が使用される環境下において絶縁性樹脂が浸食されたとしても、強アルカリ性の液体はコーティング層の表面までしか到達せず、コーティング層およびコイルを形成する導電性線材の絶縁層は浸食されない。このため、強アルカリ性の液体が使用される環境下においても絶縁層が浸食されるのを防止できる。それゆえ、絶縁が劣化して絶縁破壊が生じるのを防止することもできる。
【００１２】
３番目の発明によれば、１番目または２番目の発明において、さらに、コーティング層の厚さは絶縁紙の厚さに概ね等しいか、またはそれより大きいようにした。
すなわち３番目の発明においては、ステータコアとコイルとの間に配置されるべき絶縁紙を排除することができる。好ましいコーティング層の厚さは約０．１ｍｍから約０．５ｍｍである。絶縁紙の厚さが例えば０．２ｍｍである場合には、コーティング層の厚さを約０．２ｍｍ以上にするのが好ましい。
【００１３】
４番目の発明によれば、１番目から３番目のいずれかの発明において、前記コイルは自己融着線により形成されている。
すなわち４番目の発明においては、コイルを形成する導線の線間を固着できる。
【００１４】
５番目の発明によれば、１番目から４番目のいずれかの発明において、前記コイルは樹脂製ボビン周りに形成されている。
すなわち５番目の発明においては、コイルを容易に形成することができる。
【００１５】
６番目の発明によれば、絶縁層により囲まれた導電性線材によって形成されたコイルの表面をコーティング層により被覆し、ステータコアに形成されたスロットに前記コイルを挿入し、前記スロットに絶縁性樹脂を充填する、電動機製造方法が提供される。
７番目の発明によれば、６番目の発明において、前記コーティング層はフェノール系エポキシ粉体塗料またはフェノール系ワニス材料から形成されている。
【００１６】
すなわち６番目および７番目の発明においては、強アルカリ性の液体に対する耐性が比較的高いフェノール系エポキシ粉体塗料またはフェノール系ワニス材料をコーティング層として使用している。このため、強アルカリ性の液体が使用される環境下において絶縁性樹脂が浸食されたとしても、強アルカリ性の液体はコーティング層の表面までしか到達せず、コーティング層およびコイルを形成する導電性線材の絶縁層は浸食されない。このため、強アルカリ性の液体が使用される環境下においても絶縁層が浸食されるのを防止できる。それゆえ、絶縁が劣化して絶縁破壊が生じるのを防止することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明の第一の実施形態に基づく電動機の断面図である。図２（ａ）から図２（ｃ）は図１に示される電動機の製造手法を示す図である。図１に示されるように、リニアモータ１０用のステータコア１１には複数、例えば二つのスロット１２が形成されている。
【００１８】
電動機１０を作成する際には、はじめに、図２（ａ）に示されるように、絶縁紙１５をスロット１２の内面に沿って挿入する。絶縁紙１５はスロット１２の内面に対応した形状であり、絶縁紙１５の厚さは例えば約０．２ｍｍである。次いで、図２（ｂ）に示されるように、絶縁紙１５の内側の空間に、予め作成したコイル２０を挿入する。その後、図２（ｃ）に示されるように、絶縁性樹脂３０をスロット１２内に充填してモールドする。なお、図示されるように、絶縁性樹脂３０はスロット１２の入口とコイル２０との間にもモールドされるものとする。
【００１９】
図３は図１に示される電動機のコイルを示す断面図である。コイル２０は、絶縁層、例えばエナメル層により囲まれた導電性線材を巻回することにより形成されている。そして、図３および図１などに示されるように、本発明においては、コイル２０の形成後に、特定材料から形成されたコーティング層２５によってコイル２０の表面が被覆される。従って、図１に示されるようにコイル２０をステータコア１１に組付けると、コイル２０と絶縁性樹脂３０との間にコーティング層２５が位置することになる。
【００２０】
コーティング層２５は、流動浸漬などの手法によって形成される。具体的には、所定温度まで加熱されたコイル２０をコーティング層２５のための材料内に通過させることにより、コーティング層２５がコイル２０の表面に形成される。本発明におけるコーティング層２５は、強アルカリ性の液体、例えば切削液に対して比較的高い耐性を有する材料から形成される。
【００２１】
図４は、強アルカリ性の液体、この場合にはｐＨ１０の切削液にコイル２０を浸漬させた浸漬時間と絶縁抵抗との間の関係を示す図である。図４においては縦軸はコイル２０の絶縁抵抗を示しており、横軸はコイル２０の浸漬時間を示している。なお、迅速な評価を得るために、図４で用いた切削液の温度は通常の使用温度よりも高い温度、この場合には約８０度まで上昇されている。
【００２２】
図４における破線Ｘ０はコーティング層２５が形成されていない場合を示している。また、実線Ｘ１はコーティング層２５がフェノール系エポキシ粉体塗料から形成されている場合、実線Ｘ２はコーティング層２５がエポキシ粉体から形成されている場合、および実線Ｘ３はコーティング層２５がエポキシエステルワニスから形成されている場合をそれぞれ示している。
【００２３】
図４の破線Ｘ０から分かるように、コーティング層２５が形成されていない場合の当初の絶縁抵抗は約１００ＭΩであり、絶縁抵抗は時間の経過と共に徐々に低下する。エポキシエステルワニスによりコーティング層２５を形成している場合を示す実線Ｘ３の絶縁抵抗は当初は破線Ｘ０の場合よりもかなり大きいが、浸漬時間が１０時間を越えると、実線Ｘ３の絶縁抵抗は破線Ｘ０の場合よりも低下する。
【００２４】
これに対し、エポキシ粉体によりコーティング層２５を形成している実線Ｘ２の絶縁抵抗は、破線Ｘ０および実線Ｘ１の場合よりもかなり大きく、浸漬時間が１０時間程度まではそれほど低下しない。そして、この場合の絶縁抵抗は浸漬時間が１０時間を越えると急激に低下する。
【００２５】
さらに、フェノール系エポキシ粉体塗料によりコーティング層２５を形成した実線Ｘ１の絶縁抵抗は、当初から１０００ＭΩ以上であり、浸漬時間が１００時間においても１０００ＭΩを維持している。
【００２６】
このため、本発明においてはコーティング層２５の材料として、フェノール系エポキシ粉体塗料を採用している。このような場合には、本発明の電動機１０が強アルカリ性の液体が飛散する環境下で使用されて絶縁性樹脂３０が浸食された場合であっても、強アルカリ性の液体はコーティング層２５の表面までしか到達せず、コーティング層２５は浸食されない。このため、強アルカリ性の液体はコイル２０の絶縁層まで到達せず、従って、コイル２０の絶縁層が浸食されることはない。それゆえ、本発明においては、絶縁が劣化して絶縁破壊が生じるのを防止することが可能である。なお、図面には示さないものの、フェノール系ワニス材料からコーティング層２５を形成した場合にも、同様な効果が得られることが分かるであろう。
【００２７】
また、実線Ｘ２について説明したように、エポキシ粉体からコーティング層２５を形成した場合にも強アルカリ性の液体に対して或る程度の耐性が備わる。このため、エポキシ粉体によりコーティング層２５を形成するようにしてもよく、そのような場合も本発明の範囲に含まれる。
【００２８】
前述したように導電性線材を巻回してコイル２０を形成する際には、導電性線材の絶縁層が部分的に剥離してピンホールが形成される場合がある。しかしながら、本発明においては、前述したコーティング層２５をコイル２０の表面に被覆しているので、ピンホールはコーティング層２５によって充填される。このため、本発明においては、ピンホールが形成されている場合であっても、絶縁層が浸食されるのを防止できるようになる。
【００２９】
ところで、コイル２０を形成する導電性線材は自己融着線であるのが好ましい。自己融着線は絶縁性の自己融着層を備えた導電性線材である。このような場合には、自己融着線からコイル２０を形成した後で、コイル２０自体を所定温度まで加熱する。これにより、自己融着線の自己融着層が融着して、隣接する自己融着線の自己融着層に接着する。このような接着作用はコイル２０全体で生ずるので、自己融着線を使用した場合には、コイル２０の線間が固着され、より堅固なコイル２０を形成することが可能となる。
【００３０】
図５（ａ）および図５（ｂ）は本発明に基づく電動機のコイルをボビンに適用した場合のそれぞれ正面図および断面図である。これら図面に示されるように、ボビン５０の二つのフランジ５１の間に位置するスリーブ５２の周面にはコイル２０が巻回されている。そして、コイル２０の表面にはコーティング層２５が同様に形成されている。図示されるように、コーティング層２５の厚さはフランジ５１の縁部に到達しない程度に十分に小さい。このようなボビンを用いる場合にも前述したのと同様な効果が得られるのは明らかであろう。
【００３１】
また、図６は本発明に基づく電動機のコイルを回転形のステータコアに適用した場合を示す図である。図６においては、環状のステータコア１１の内周面に複数のスロット１２が等間隔で形成されている。前述した場合と同様に絶縁紙１５をスロット１２に配置した後で、コーティング層２５を備えたコイル２０が挿入され、その後、スロット１２は絶縁性樹脂３０によってモールドされる。このような場合にも図１等を参照して説明したのと同様な効果が得られるのは明らかであろう。
【００３２】
図７（ａ）から図７（ｃ）は本発明の第二の実施形態に基づく電動機の製造手法を示す図である。これら図面から分かるように、第二の実施形態においては、ステータコア１１のスロット１２に絶縁紙１５を配置していない。つまり、コーティング層２５を備えたコイル２０はスロット１２内に直接的に挿入され、次いで絶縁性樹脂３０をスロット１２内に充填している。
【００３３】
第二の実施形態においては絶縁紙１５を排除する代わりに、コイル２０上におけるコーティング層２５の厚さをその分だけ厚くしている。コーティング層の厚さは約０．１ｍｍから約０．５ｍｍである。前述したように絶縁紙の厚さが例えば０．２ｍｍである場合には、コーティング層の厚さを約０．２ｍｍ以上にするのが好ましい。このように絶縁紙１５を排除することによって、作業時間の短縮を図ると共に絶縁紙１５に要する費用を削減することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第一の実施形態に基づく電動機の断面図である。
【図２】（ａ）図１に示される電動機の製造手法を示す第一の図である。（ｂ）図１に示される電動機の製造手法を示す第二の図である。（ｃ）図１に示される電動機の製造手法を示す第三の図である。
【図３】図１に示される電動機のコイルを示す断面図である。
【図４】浸漬時間と絶縁抵抗との間の関係を示す図である。
【図５】本発明に基づく電動機のコイルをボビンに適用した場合のそれぞれ（ａ）正面図および（ｂ）断面図である。
【図６】本発明に基づく電動機のコイルを回転形のステータコアに適用した場合を示す図である。
【図７】（ａ）本発明の第二の実施形態に基づく電動機の製造手法を示す第一の図である。（ｂ）本発明の第二の実施形態に基づく電動機の製造手法を示す第二の図である。（ｃ）本発明の第二の実施形態に基づく電動機の製造手法を示す第三の図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０    電動機
１１    ステータコア
１２    スロット
１５    絶縁紙
２０    コイル
２５    コーティング層
３０    絶縁性樹脂
５０    ボビン
５１    フランジ
５２    スリーブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008017639.tif 000008
【図７】
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