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    公开号:WO1986003351A1
    申请号:PCT/JP1985/000662
    申请日:1985-11-29
    公开日:1986-06-05
    发明作者:Shigeaki Oyama
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:H02K15-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 交流モータのディ スク形ステータ とその製造方法 技術分野
    [0003] 本発明は交流 （A C ) モータに関し、 特に回転軸上に永久 磁石を取付けたロータを有したブラ シレス A Cモータにおけ る上記ロータと軸方向に対設して設けられる無鉄心ディ スク 形ステータの構造とそのステ—タの励磁用コ イ ルの形成に鍍 金固着方法を用いた ¾造方法とに関する。 従来技術
    [0004] ディ スク形ステータを軸方向に 1 ないし複数個、 適当な間 隔を保って静止設置し、 それぞれのディ スク形ステータの間 に永久磁石からなる ロータを回転軸上に取付けて配した構造 を有するブラ シレス A Cサーボモータ等の A Cモータは上記 各デイ スク形ステータが鉄心を有しない構造であるため永久 磁石の磁束を効率良く 通し、 高い磁束密度が得られるからス テータの励磁用コイルの導体を高密度化すれば高 トルクのブ ラ シレス A Cモータを形成できるこ とが従来から周知である , そして、 音響機器又はフロ ッ ピディ スク形磁気記録装置の駆 動用モータ として従来から使用されているディ スク形ステー タを有した A Cサ一ボモータの場合には、 ディ スク形ステー タの形成に当って薄い綢板を铯緣層を介して相互に接着し、 該銅板表面にバタ一ンを写真法やシルクスク リ ー ン印刷によ り焼き付けてからエ ッチングにより非コ イ ル部を除去し、 励 磁コ イ ルパター ンを得るようにする方法が一般的に採用され ている。
    [0005] しかしながら、 このような従来の銅板にエツチ ングを施す ことによってコイル部を形成したものでは、 かかる一層の励 磁コ イ ルパター ンを多層に積層して多層導体構造によるター ン数の増加を図る際に層間のコィルパタ ー ン、 つまり導体部 の接繞は各層の外周において電気抵抗熔接又は半田付を行う 等の後処理により行なわざるを得ない。 従って接続強度が十 分でなかったり、 接続される部分の表面が汚染されている場 合には十分な電気的導通を得ることが困難になる問題がある 更に層間の接続部分は作業性の点から、 適度の接繞スペース を要し、 このことから非常に微細なコ イ ルパター ンの場合に は接続が困難な場合がある。 発明の開示
    [0006] 依って、 本発明の百的は、 上述の問題点の解決を図るべく 各層の励磁用コ イ ルの形成と積層時の層間接続とを共に鍍金 固着による導体盛付方法によつて達成した A Cモータのディ スク形ステータを提供せんとするものである。
    [0007] 上述の目的に鑑みて、 本発明は、 回転轴上に取付けられた 永久磁石形ロータと、 励磁用の導体コイルを有したディ スク 形ステータとを軸方向に対設配置した交流モータにおいて、 前記デイ スク形ステータは鍍着形成された各電気相別の平面 コィル層を順次に複数積層した積層構造を具備すると共に同 一電気相を有した平面コィル層が相互に同じく鍍着形成によ つて導通接続されている ことを特徴としたものであり、 この ようなディ スク形ステータの製造に当っては、 一枚の絶縁基 板面に触媒処理を施してから感光性のフ ィ ルムを張設し、 該 感光性のフ ィ ルムにフ ォ ト ェ ツチングを施してコ ィ ルパター ン部の触媒処理基板面を露出させ、 該露出基板面に無電解镀 金によつて前記コ ィ ルを平面層状に形成し、 次いで形成され た平面コイ ル層の上に前記触媒処理、 感光フ ィ ルム張設、 フ ォ トエ ッチング、 無電解鍍金を 1 サイ ク ルとして複数サイ ク ルにより各電気相別に複数の平面コ イ ル層を積層し、 かつ同 電気相間も鍍金接続させたこ とを特徴とする所の A Cモータ のディ スク形ステ—タ製造方法を提供する ものであり、 触媒 処理は無電解镀金又は化学鍍金の進行を促進させる ものであ る。 図面の簡単な説明
    [0008] 第 1 図は本発明によるディ ス ク形ステータを具備した A C モ一タの実施例を示す縦断面図、 第 2図は第 1 図の ]! - Π線 による、 一部を破断図示した断面図、 第 3図は本発明による ディ スク形ステータ の製造工程の 1 実施例を示す断面模式図 発明を実施するための最良の態様
    [0009] 第 1 図， 第 2図において、 ブラ シレス A Cモータ 1 0 は回 転軸 1 2 を有し、 この回転軸 1 2上に永久磁石 1 4による磁 極を具備した板状のロータ 1 6が回転軸 1 2 とー锗に回転可 能に取付けられている。 本実施例では、 3 つの板状ロータ 1 6が設けられている。 また各ロータ 1 6 の永久磁石 1 4か らなる磁極は ドーナツ形をしたディ スク形ステータ 1 8 と軸 方向に対設配置されており、 各ディ スク形ステータ 1 8 は口 ータ 1 6 の磁極から生ずる磁束と相互作用する回転磁界を形 成するための複数電気相、 例えば 3相の励磁コ イ ルを内蔵し. 外部から励磁電流を供給されると、 ロータ 1 6 に回転 トルク を付与し、 回転轴 1 2から面転 トルクが取り出されるよう に 構成されている。 本実施例では軸方向に 3つ設けられた板状 ロータ 1 6 と対応して 3 つのディ スク形スチータ 1 8 がロ ー タ 1 6 と軸方向に交互に配設されており、 本例では最左端に 磁性材料からなる磁気枠 2 0 が設けてある。 勿論、 単一の板 状ロータ 1 6 と単一のデイ スク形ステータ 1 8 との組合せに よっても A C モータを形成する こ とは可能であるが、 軸方向 にロータ 1 6 とディ スク形ステータ 1 8 とを複数段に配置す れば出力 トルクを増大させる こ とができる。
    [0010] さて、 各ディ スク形ステ一タ 1 8 は積層体として形成され 各層 2 2 は単一電気相の励磁コ イ ル 2 4が渦巻状に一つの平 面内において周方向に連設された構成で配置されている。 こ こで本発明による と、 平面励磁コ イ ル 2 4は以下に詳述のよ うに無電解鍍金法又は該無電解鍍金法と電解鍍金法との結合 によつて形成されているものであり、 各層 2 2 の間には図示 されていない絶緣層が介在して隣接した層間を電気的に絶縁 している。
    [0011] 第 3図を参照して、 鍍金法を用いた上記ディ スグ形ステー タ 1 8 の製造方法を説明する。 すなわち、 第 3図は 3相の励 磁コ イ ルを有したディ スク形ステータ 1 8 の製造方法を説明 するための模式断面図である。 同第 3図において、 2 6 は予 め無電解鍍金 （化学鍍金） に必要な触媒処理 2 8 (説明の便 宜上から層として図示してあるが実際には面が処理されてい こ とを図示しているものである。 ） を表面に施した絶緣基板 であり、 樹脂薄板、 セラ ミ ッ ク薄板からなり、 この铯緣基板
    [0012] 2 6 の上に感光性のフ ィ ルム 3 0 を貼着し、 このフ ィ ルム
    [0013] 3 0 に写真方式とエ ッチングとによって単一の電気相 （例え ば U相） の励磁コ イ ル 24 a を形成するための凹状パター ンを 形成する。 このよう な写真方式とエ ッチングとによる所請フ オ トエ ッチングによれば極めて微細なパター ンの形成が可能 であるこ とは周知の通り である。 こ う して感光性フ ィ ルム 3 0 にコ イ ル形成用の凹状パター を形成する と、 触媒処理
    [0014] 2 8 が施された絶縁基板 2 6 の表面が露出する。 従って、 そ こに無電解鍍金法によって銅材を圻出させ得る。 镀金処理時 間を充分にとれば、 凹状パタ ー ン部分に銅材を充満させ、 隣 接した非鍍金のフ ィ ルム表面と略同一の厚さまで鍍金して平 面状の励磁コ イ ル 24 a を形成する こ とができる。 なお、 無電 解鍍金時間を短縮するには一旦鋼材の圻出後に電気镀金法を 併用すれば、 銅の圻出速度を向上させる こ とが可能である。 こ う して励磁コ イ ル 24 a が形成された第 1 の層 2 2 の表面に 再び触媒処理 2 8 を施した後に第 2層用の感光性フ ィ ルム
    [0015] 3 0 を貼着し、 他の単一電気相 （例えば V相） を有する励磁 コ イ ル 24 bを形成するための凹状パター ンを形成する。 そし て前述と同様に無電解鍍金又はこれと電解鍍金との併用で銅 材、 つまり導体を折出させれば、 励磁コ イ ル 24 b の平面コィ ルを形成することができる。 その後、 同様の工程によって第 3層 2 2に例えば W相の励磁コィル 24 cを形成することがで きる。 次に第 4層 2 2に再び第 1層 2 2 と同一の U相の励磁 コィル 24 aを形成し、 第 5層 2 2には第 2層 2 2 と同一の V 相の励磁コィル 24 を形成し、 また第 6層 2 2には第 3層 2 2 と同一の W相の励磁コイル 24 cを形成してゆく。 こ の場 合に、 第 1層と第 4層、 第 2層と第 5層、 第 3層と第 6層と に形成された同一電気相の励磁コ イ ル 24 a , 24 b , 24 cを相 互に接続する個所では、 積層方向に孔状のパター ンを各工程 のフ ォ トエ ッ チ ング毎に形成して順次に導体 （鋼材） の折出 を垂直に積み上げて行けば、 鍍金処理によつて同相の励磁コ ィル間をコィル形成の工程間に容易に接続することができる しかも半田法や電気抵抗熔接法による接続方法に比較して、 確実かつ信頼性が高いことは言うまでも無い。
    [0016] 上述の第 3図の模式例では合計 6層の積層構造としたが、 上述した鍍金による平面コイル形成を繰り返すことにより、 層数を更に増数して各電気相毎の励磁コ イ ル 2 4の密度、 つ まり導体密度を向上させ、 ロータ 1 6 の永久磁石 1 4による 磁極との相互作用によって癸生する回転 トルクを増大させる ことが可能であることは容易に理解できょう。 なお、 第 3図 において各層 2 2 の感光性フイ ルム 3 0 はその上 ，下の他層 2 2 との間の電気絶緣層をも形成しており、 従って、 この感 光性フ ィ ルム 3 0 は絶緣特性が良好で、 かつ第 1層から最終 層までの励磁コィル形成工程が完了した後に熱プレス作業に より、 積層体を加圧加熱して所望の寸法精度と耐熱特性とを 確保するためにフ ィ ルム自体の耐熱性と接着強度が必要とさ れる。
    [0017] 更に、 第 3図に示したディ スク形ステータ 1 8 の形成例で は 3相の電気相をもつ励磁コィ ル 2 4を U , V , W , U , V , W……、 と繰り返して同一電気相を離散させて積層する構成 としたが、 こ のよ う にすれば、 各相コ イ ル 2 4がロータ 1 6 の永久磁石 1 4による静止磁界から略同一の磁気的効果を受 けるから常に円滑均一な回転 トルクを発生して A Cモータの 回転特性を良好に保つことができる。 上記のよう に同一電気 相を積層方向、 つまり、 第 1図の回転軸 1 2 の軸方向に離散 させて配設する構成と しては上述の配列に替え'て、 例えば U U , V V , W W , U U , V V , W W , 等のよう に離 散させた配列と しても上述と同様に円滑均一な回転 トルク の 発生を実現することができ る。 つま り、 同一電気相 （例えば U相） の層を全数一群に積層して U相群と し、 次いで他の電 気相 （例えば V相） の層を V相群と して全数一群にし、 更に 他の電気相 （W相） の層を全数一群に積層して W相群を形成 し、 これら各相群を最終的に蚰方向に順次積層する構成では ロータ 1 6 の永久磁石 1 4による磁極から各電気相が同一の 磁気的効果を受けるこ とが不可能となり、 トルクむらを発生 するから、 このよう な積層配列は避けなければならない。 以上、 本発明の実施例に就いて説明したが、 本発明によれ ば、 以下に列記するよう な種々の効果を得る こ とができる。 従来の銅板にエ ッチング法で形成したディ スク形ステータ に比較して同一電気相を形成する層簡のコィル接続を镀金工 程の間に同じく镀金によつて達成できるから、 各層に鍍 固 着されるコィルパタ ー ンはフォ トエッチングの特性を生かし て微細なパター ンにするこ とが可能であり、 故に導体密度の 向上に寄与することができる。
    [0018] また、 導体のパター ン数、 つまり平面コ イ ルを有した層数 の制限が銅板の接着重ね合せに比較して緩和され、 增数が可 能であるから、 あらゆる電圧のモータを実現することができ る。
    [0019] コ イ ルの接続が上述のように鍍金法で実現できるから、 ス テータの製造工程の簡素化が実現できる。
    [0020] 同一電気相の層の平面コィルは積層方向に離散配置したか らロータとステータとの磁気的相互作用が各電気相間で均一 し、 従って円滑なモータ回転を有したすぐれた性能の A Cモ 一タを実現できる。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1. 回転軸上に取付けら ήた永久磁石形ロータ と、 励磁用 の導体コ イ ルを有したディ スク形ステータ とを軸方向に対設 配置した交流モータにおいて、 前記ディ スク形ステータは镀 着形成された各電気相別の平面コ ィ ル層 順次に複数積層し た積層構造を具備する と共に同一電気相を有した平面コイ ル 層が相互に同じ く镀着形成によって導通接続されている こと を特徴とした交流モータのディ スク形スチータ。
    2. 同一電気相の平面コ ィ ル層が前記積層体の軸方向に他 電気相の平面コ イ ル層を介在して一定の順序で離散配置され ている請求の範囲第 1 項に記載の交流モータのディ スク形ス テータ。
    3. 前記各平面コ イ ル層間は铯縁薄層によって軸方向に相 互に電気絶緣されている請求の範囲第 1 項に記載の交流モー タ のデ ィ スク形ステータ。
    4. 前記絶縁薄層は感光フ ィ ルムによって形成されている 請求の範囲第 3項に記載の交流モータのディ スク形ステータ ,
    5. 前記平面コ イ ル層の厚さが前記感光フ ィ ルム厚と略等 厚に形成されている請求の範囲第 4項に記載の交流モータの デ ィ スク形ステ一タ。
    6. 回転軸上に取付けられた永久磁石形ロータ と軸方向に 対設される と共に励磁用のコ イ ルを有した交流モータのディ ス ク形ステータを製造する方法において、 一枚の絶縁基板面 に触媒処理を施してから感光フ ィ ルムを張設し、 該感光フ ィ ルムにフ ォ ト エ ッ チ ングを施してコ イ ルパター ン部の触媒処 理基扳面を露出させ、 該露出基板面に無電解鍍金によって前 記コィルを平面層状に形成し、 次いで形成された平面コィル 層の上に前記触媒処理、 感光フ イ ルム張設、 フォ ト エ ツチ ン グ、 無電解镀金を 1 サイ クルとして複数 ィ ク ルにより各電 気相別に複数の平面コィル層を積層し、 かつ同電気相間も镀 金接繞させたことを特徴とする交流モータのディ スク形ステ ータ製造方法。
    7. 前記の 1 サイ クルにおける無電解鍍金後に電解鍍金に より前記平面コィ ルの厚さを前記感光フ ィ ルム厚と略同厚ま で盛り上げるようにした請求の範囲第 6項に記載の交流モー タのディ スク形ステータ製造方法。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    EP0203204A1|1986-12-03|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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    JPS569842U|1979-07-02|1981-01-28|||
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    法律状态:
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    1986-07-17| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1985906088 Country of ref document: EP |
    1986-12-03| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1985906088 Country of ref document: EP |
    1988-05-31| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1985906088 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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