(57)【要約】【課題】モールド部材のボイドが低減されたステータを提供する。【解決手段】ステータ１０であって、鉄心部１２の両端１２ａ、１２ｂ側において、コイルエンド１４の外周部１４ａ側を囲う第１外装部材２０と、第１外装部材２０に連接し、コイルエンド１４の軸方向での端部１４ｃ側を囲う第２外装部材２２と、コイルエンド１４を被覆し、且つ第１外装部材２０および第２外装部材２２に接したモールド部材１８と、を備え、一方の端１２ａ側の第２外装部材２２には孔２４が形成され、一方の端１２ａ側の第２外装部材２２のモールド部材１８側の表面は、厚みが孔２４に向かって連続的に薄くなるように傾斜している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機が有するステータであって、
鉄心部と、
前記電動機の軸方向での前記鉄心部の両端側の各々において、コイルエンドを有するように前記鉄心部に設けられたコイルと、
前記両端側の各々について、前記コイルエンドの外周部側を囲うように設けられた第１外装部材と、
前記両端側の各々について、前記第１外装部材に連接し、前記コイルエンドの軸方向での端部側を囲うように設けられた第２外装部材と、
前記両端側の各々について、前記コイルエンドを被覆し、且つ前記第１外装部材および前記第２外装部材に接したモールド部材と、
を備え、
前記両端の一方の端側の前記第２外装部材には、前記第２外装部材を貫通する孔が形成されており、
前記一方の端側の前記第２外装部材の前記モールド部材側の表面は、前記一方の端側の前記第２外装部材の厚みが前記孔に向かって連続的に薄くなるように傾斜している、ステータ。
【請求項２】
請求項１に記載のステータであって、
前記第１外装部材および前記第２外装部材の熱伝導率は、前記モールド部材の熱伝導率以上である、ステータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のステータであって、
前記モールド部材の材料は、絶縁性の樹脂を含む、ステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モールド部材のボイドが低減されたステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ケーシング１と端部部材７とで形成された空間にモールド樹脂（モールド部材）を充填することが開示されている。このように、モールド部材をコイルに充填した構成を有するステータは、「モールドステータ」とも呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−５０１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ステータの品質の観点では、コロナ放電といった意図しない異常の発生を抑制するために、コイルに充填されたモールド部材に気泡が含まれないことが理想的である。気泡は「ボイド」とも呼ばれる。しかしながら、特許文献１のモールドステータは、端部部材７が平面であるため、上記空間いっぱいにモールド部材を充填しようとしたときに、上記空間の隅に空気が閉じ込められてしまう。したがって、特許文献１の構成では、製造時にボイドが生じることを抑制することができない。
【０００５】
そこで、本発明は、モールド部材のボイドが低減されたステータ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】
【０００６】
発明の一つの態様は、電動機が有するステータであって、鉄心部と、前記電動機の軸方向での前記鉄心部の両端側の各々において、コイルエンドを有するように前記鉄心部に設けられたコイルと、前記両端側の各々について、前記コイルエンドの外周部側を囲うように設けられた第１外装部材と、前記両端側の各々について、前記第１外装部材に連接し、前記コイルエンドの前記軸方向での端部側を囲うように設けられた第２外装部材と、前記両端側の各々について、前記コイルエンドを被覆し、且つ前記第１外装部材および前記第２外装部材に接したモールド部材と、を備え、前記両端の一方の端側の前記第２外装部材には、前記第２外装部材を貫通する孔が形成されており、前記一方の端側の前記第２外装部材の前記モールド部材側の表面は、前記一方の端側の前記第２外装部材の厚みが前記孔に向かって連続的に薄くなるように傾斜している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、モールド部材のボイドが低減されたステータが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１Ａは、実施の形態のステータの断面図である。図１Ｂは、ステータの上面図である。
【図２】変形例１のステータの上面図である。
【図３】変形例２のステータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に記載する各方向は、各図面に示された矢印に従う。
【００１０】
［実施の形態］
図１Ａは、実施の形態のステータ１０の断面図である。図１Ｂは、ステータ１０の上面図である。なお、図１Ａは、図１ＢのＩＡ−ＩＡ線断面図である。
【００１１】
本実施の形態のステータ１０は、ロータやシャフトとともに電動機を構成するパーツの１つである。ステータ１０は、鉄心部１２と、電動機の軸方向（上下方向）での鉄心部１２の両端１２ａ、１２ｂ側の各々において、コイルエンド１４を有するように鉄心部１２に設けられたコイル１６と、前記コイルエンド１４を被覆したモールド部材１８と、を備える。上記の「軸方向」とは、電動機の回転主軸であるシャフトの長手方向に沿った方向である。
【００１２】
鉄心部１２の形状は、本実施の形態では、当該鉄心部１２を軸方向で貫通する軸穴Ｘを有した円筒状とする。軸穴Ｘには、上記した電動機においてロータやシャフトが配置される。なお、筒状であれば、鉄心部１２の形状は円筒状に限定されない。
【００１３】
コイル１６は、導電性を有する線材からなる。導電性を有する線材とは、例えばエナメル線である。コイル１６のコイルエンド１４は、外周部１４ａと、内周部１４ｂと、軸方向での端部１４ｃと、を有する。
【００１４】
コイル１６には、本実施の形態のステータ１０を有する電動機において、当該電動機のロータにトルクを生じさせる際に電流が流れる。電流が流れるとき、コイル１６には熱が生じる。この熱は、コイルエンド１４を被覆したモールド部材１８により吸収される。
【００１５】
モールド部材１８は、本実施の形態ではエポキシ樹脂を材料に含む部材である。モールド部材１８は、コイルエンド１４の外周部１４ａ、内周部１４ｂ、および端部１４ｃを表面的に被覆するのみならず、コイルエンド１４を形成した線材の異相間に充填されている。このように、本実施の形態ではコイルエンド１４とモールド部材１８との接触面積が十分に確保されているため、コイル１６の熱をモールド部材１８によって効率的に吸収することができる。
【００１６】
また、モールド部材１８には、エポキシ樹脂のような絶縁性の材料が含まれている。したがって、仮にコイル１６およびモールド部材１８の周囲に導電性の物体（例えば金属など）が存在したとしても、当該導電性の物体とコイル１６との意図しない接触および短絡が防止される。これにより、本実施の形態のステータ１０を有する電動機の信頼性が向上する。
【００１７】
なお、モールド部材１８の材料は上記に限定されない。例えば、モールド部材１８の材料にエポキシ以外の樹脂が含まれてもよい。あるいは、モールド部材１８には、樹脂に加えて充填剤が含まれてもよい。充填剤とは例えばアルミナ（酸化アルミニウム）である。アルミナを含むことにより、モールド部材１８の熱伝導性が向上する。
【００１８】
ステータ１０は、両端１２ａ、１２ｂ側の各々について、コイルエンド１４を囲うように設けられた第１外装部材２０と、第２外装部材２２と、をさらに備える。第１外装部材２０は、図１Ａのように、鉄心部１２に接し、且つコイルエンド１４およびモールド部材１８を外周部１４ａ側から囲うように設けられる部材である。第１外装部材２０は、本実施の形態ではアルミ（アルミニウム）を含む合金からなる。
【００１９】
第２外装部材２２は、図１Ａのように、コイルエンド１４およびモールド部材１８を端部１４ｃ側から囲うように設けられる部材である。第１外装部材２０と第２外装部材２２とは、互いに一体的に連接した一つの部材として構成されてもよいし、互いに別々の部材として構成されてもよい。本実施の形態では、図１Ａのように、第１外装部材２０と第２外装部材２２とは一体的に連接していることとして説明する。第２外装部材２２の形状は、鉄心部１２の軸穴Ｘにロータおよびシャフトを配置することを阻害しないように、第２外装部材２２を軸方向で貫通する外装軸穴Ｙを有した環状である。第２外装部材２２は、第１外装部材２０と同様に、本実施の形態ではアルミを含む合金からなる。以下、区別のために、両端１２ａ、１２ｂのうちの一方の端１２ａ側（上方向側）の第２外装部材２２を指して「第２外装部材２２Ａ」と記載し、他方の端１２ｂ側（下方向側）の第２外装部材２２を指して「第２外装部材２２Ｂ」と記載することがある。
【００２０】
第２外装部材２２Ａには、鉄心部１２よりも上方向側、且つ外装軸穴Ｙとは異なる位置に、第２外装部材２２Ａを軸方向で貫通する孔２４が形成されている。そして、第２外装部材２２Ａのモールド部材１８側の表面は、第２外装部材２２Ａの厚みが孔２４に向かって連続的に薄くなるように傾斜している。孔２４は、図１Ｂのように、上方向側から見てアーチ状であり、少なくとも２つ形成される。なお、上方向側から見たときの孔２４の形状は図１Ｂに限定されず、適宜変更されてもよい。
【００２１】
第１外装部材２０および第２外装部材２２は、図１Ａのように、コイルエンド１４を被覆したモールド部材１８に密着している。これにより、第１外装部材２０および第２外装部材２２は、モールド部材１８の熱を吸収する。また、第１外装部材２０および第２外装部材２２は、吸収した熱を外気に放出する。このようにして、本実施の形態では、コイル１６の熱がステータ１０の外へと排出される。
【００２２】
一般によく知られているように、アルミの熱伝導率は、エポキシ樹脂の熱伝導率以上である。したがって、第１外装部材２０および第２外装部材２２は、モールド部材１８の熱を効率的に吸収することができる。
【００２３】
なお、第１外装部材２０および第２外装部材２２の材料は、必ずしもアルミを含まなくてもよい。また、本実施の形態では第１外装部材２０および第２外装部材２２の材料を合金としたが、例えば金属を材料とする場合に、第１外装部材２０および第２外装部材２２は合金ではなく単体金属からなってもよい。ただし、第１外装部材２０および第２外装部材２２の材料は、上記した熱伝導の観点で見れば、モールド部材１８以上の熱伝導率を少なくとも有する材料であることが好ましい。また、第１外装部材２０および第２外装部材２２とコイルエンド１４とは、図１Ａのように直接的に接触していないことがステータ１０としての品質的に理想であるが、直接接触していてもよい。
【００２４】
以上が、本実施の形態のステータ１０の全体構成である。ステータ１０は、モールド部材１８のボイドが低減されている。したがって、上記のステータ１０を有する電動機は、コロナ放電といった意図しない異常が発生するおそれが最小限に抑えられており、良好な信頼性を有する。
【００２５】
［変形例］
以上、本発明の一例として実施の形態が説明されたが、上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることはもちろんである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００２６】
（変形例１）
図２は、変形例１のステータ１０の上面図である。
【００２７】
孔２４の数は、２つに限定されないことを実施の形態で説明した。本変形例は、その具体的な一例を示すものである。例えば、図２のように、３つの孔２４が第２外装部材２２Ａに形成されてもよい。また、本変形例は図２に限定されず、例えば４つ以上の孔２４が第２外装部材２２Ａに形成されてもよい。
【００２８】
（変形例２）
図３は、変形例２のステータ１０の断面図である。
【００２９】
第２外装部材２２Ａは、複数の部材を積層して構成されてもよい。例えば、第２外装部材２２Ａは、図３のように、モールド部材１８に接触する内側部材２６と、モールド部材１８とは反対側で内側部材２６に積層された外側部材２８と、を有してもよい。この場合において、第２外装部材２２Ａに形成される孔２４は、内側部材２６と外側部材２８とを連通する。
【００３０】
本変形例では、内側部材２６のモールド部材１８側の表面が、孔２４に向かって内側部材２６の厚みが薄くなるように傾斜していれば、外側部材２８の表面は傾斜していなくてもよい。また、外側部材２８が第１外装部材２０と連接していれば、内側部材２６は第１外装部材２０と連接していなくてもよい。なお、本変形例は図３に限定されず、例えば、内側部材２６および外側部材２８とともに積層されるさらに別の部材を、第２外装部材２２Ａが有してもよい。
【００３１】
（変形例３）
上記の実施の形態、および各変形例は、矛盾の生じない範囲内で適宜組み合わされてもよい。
【００３２】
［実施の形態から得られる発明］
上記実施の形態および変形例から把握しうる発明について、以下に記載する。
【００３３】
電動機が有するステータ（１０）であって、鉄心部（１２）と、前記電動機の軸方向での前記鉄心部（１２）の両端（１２ａ、１２ｂ）側の各々において、コイルエンド（１４）を有するように前記鉄心部（１２）に設けられたコイル（１６）と、前記両端（１２ａ、１２ｂ）側の各々について、前記コイルエンド（１４）の外周部（１４ａ）側を囲うように設けられた第１外装部材（２０）と、前記両端（１２ａ、１２ｂ）側の各々について、前記第１外装部材（２０）に連接し、前記コイルエンド（１４）の軸方向での端部（１４ｃ）側を囲うように設けられた第２外装部材（２２）と、前記両端（１２ａ、１２ｂ）側の各々について、前記コイルエンド（１４）を被覆し、且つ前記第１外装部材（２０）および前記第２外装部材（２２）に接したモールド部材（１８）と、を備え、前記両端（１２ａ、１２ｂ）の一方の端（１２ａ）側の前記第２外装部材（２２）には、前記第２外装部材（２２）を貫通する孔（２４）が形成されており、前記一方の端（１２ａ）側の前記第２外装部材（２２）の前記モールド部材（１８）側の表面は、前記一方の端（１２ａ）側の前記第２外装部材（２２）の厚みが前記孔（２４）に向かって連続的に薄くなるように傾斜している。
【００３４】
これにより、モールド部材（１８）のボイドが低減されたステータ（１０）が提供される。
【００３５】
前記第１外装部材（２０）および前記第２外装部材（２２）の熱伝導率は、前記モールド部材（１８）の熱伝導率以上であってもよい。これにより、第１外装部材（２０）および第２外装部材（２２）は、モールド部材（１８）の熱を効率的に吸収することができる。
【００３６】
前記モールド部材（１８）の材料は、絶縁性の樹脂を含んでもよい。これにより、コイル（１６）と外部との意図しない接触による短絡が防止される。
【符号の説明】
【００３７】
１０…ステータ                          １２…鉄心部
１２ａ…一方の端                        １２ｂ…他方の端
１４…コイルエンド                      １４ａ…外周部
１４ｂ…内周部                          １４ｃ…端部
１６…コイル                            １８…モールド部材
２０…第１外装部材
２２（２２Ａ、２２Ｂ）…第２外像部材    ２４…孔
２６…内側部材                          ２８…外側部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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