(57)【要約】【課題】  高温化で使用しても、インシュレータに亀裂を発生させる恐れのない分割固定子、固定子を提供すること。【解決手段】  ティース部１０ａを備える分割コア１０を金型２０にインサートして、インシュレータ１１を分割コア１０に対して直接成形し、インシュレータ１１の上にコイル３１を配置した分割固定子において、インシュレータ１１が、ティース部１０ａのコイルエンド部に対応する位置にリブ部２１を有すること、リブ部２１に、成形用ゲート２５が形成されていること、リブ２１が、ティース部１０ａに近い部分にくびれ部キャビティ２２を備える。【選択図】  図１
2010252612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ティースを備える分割コアを金型にインサートして、インシュレータを前記分割コアに対して直接成形し、前記インシュレータの上にコイルを配置した分割固定子において、
前記インシュレータが、ティースのコイルエンド部に対応する位置にリブを有すること、
前記リブに、成形用ゲートが形成されていること、
前記リブが、ティースに近い部分にくびれ部を備えることを特徴とする分割固定子。
【請求項２】
請求項１に記載する分割固定子において、
前記インシュレータの材料が、繊維フィラが配合された樹脂であることを特徴とする分割固定子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する分割固定子において、
前記リブの断面積が、前記成形用ゲートに近いほど、小さいことを特徴とする分割固定子。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３に記載するいずれか１つの分割固定子を複数有することを特徴とする固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ティースを備える分割コアを金型にインサートして、インシュレータを前記分割コアに対して直接成形し、前記インシュレータの上にコイルを配置した分割固定子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ティースを備える分割コアを金型にインサートして、絶縁のためのインシュレータを該分割コアに対して直接成形し、インシュレータの上にコイルを配置した分割固定子が提案されている。
コイルで発生する熱をコアに伝熱するために、インシュレータの厚みは、通常、数百μｍ程度である。さらに、インシュレータの伝熱性を高くするために、繊維フィラが配合された樹脂を用いることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2008-160938号公報
【特許文献２】特開2008-278682号公報
【特許文献３】特開2008-278684号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の分割固定子には、次のような問題点があった。
図７に、コイルエンド部にリブ部１０１ａを有するインシュレータ１０１が、鋼板が積層された分割コア１０７のティース部１０７ａの外周に形成された状態を示す。
この形状を成形しようとする場合には、リブ部１０１ａの断面積が大きいので、インシュレータ１０１全体に樹脂が行き渡り易いように、リブ部１０１ａの下端に成形用ゲート１０２を設けることが考えられる。
一方、インシュレータ用の繊維フィラ配合の樹脂を、金型内に射出した場合には、細長い形状である繊維フィラは、流動抵抗のため金型内において、樹脂の流れの方向に長手方向に配置される傾向が強い。
図８に、図７のＡＡ断面図を示す。ゲート１０２が形成されたリブ部１０１ａからインシュレータの端面キャビティ１０３への樹脂の流れを図８（ａ）に示す。ゲート１０２から射出された樹脂１０４は、リブ部１０１ａから端面キャビティ１０３に流入する。このとき、リブ部１０１ａの断面積が大きいため、樹脂１０４は、図８（ａ）に示すように、流入先端が傾斜面を形成して流れる。
【０００５】
このため、図８（ｂ）に菱形１０６の方向として示すように、繊維フィラは、約４５度の傾斜角度を持って配置される傾向が強い。菱形１０６は、繊維フィラの配向の向き及び配向の疎密を表している。すなわち、細長になる程、配向度が密であることを表している。
一方、鉄製のコアの線膨張係数は、１２×１−６（１／Ｋ）であり、繊維フィラの繊維方向での線膨張係数は、２０×１−６（１／Ｋ）であり、繊維フィラの繊維方向と直交する方向での線膨張係数は、３６×１−６（１／Ｋ）である。
図９に、固定子の使用状態を示す。積層されたコア１０７のティース部１０７ａの外周にインシュレータ１０１が形成されている。
【０００６】
コイルが高温状態になるとティース部１０７ａが図９に矢印Ｘで示す左右方向に線膨張する。インシュレータ１０１も線膨張するが、繊維フィラが図８（ｂ）のような配向を有しているため、図の左右方向における繊維フィラの線膨張係数は、繊維方向での線膨張係数と繊維方向と直交する方向での線膨張係数との平均値である、２８×１−６（１／Ｋ）程度となる。
繊維フィラとティースの線膨張の相違により、コイルエンド面の端部において、インシュレータ１０１に亀裂１０８が発生する恐れがある。特に、モータが高温状態と常温状態とが多数回繰り返されると、亀裂１０８が発生する可能性が高くなる。インシュレータ１０１に亀裂１０８が発生すると、絶縁性が確保できず問題である。
【０００７】
この発明は上記問題点を解決するためのものであって、高温化で使用しても、インシュレータに亀裂を発生させる恐れのない分割固定子、固定子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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の分割固定子は、次の構成を有している。
（１）ティースを備える分割コアを金型にインサートして、インシュレータを前記分割コアに対して直接成形し、前記インシュレータの上にコイルを配置した分割固定子において、インシュレータが、ティースのコイルエンド部に対応する位置にリブを有すること、リブ部に、成形用ゲートが形成されていること、リブが、ティースに近い部分にくびれ部を備えることを特徴とする。
（２）（１）に記載する分割固定子において、前記インシュレータの材料が、繊維フィラが配合された樹脂であることを特徴とする。
また、本発明の固定子は、次の構成を有している。
【０００９】
（３）（１）または（２）に記載する分割固定子において、前記リブの断面積が、前記成形用ゲートに近いほど、小さいことを特徴とする。
また、本発明の固定子は、次の構成を有している。
（４）（１）乃至（３）に記載するいずれか１つの分割固定子を複数有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
次に、上記構成を有する本発明の分割固定子、固定子の作用及び効果について説明する。
ティースを備える分割コアを金型にインサートして、インシュレータを前記分割コアに対して直接成形し、前記インシュレータの上にコイルを配置した分割固定子において、インシュレータが、ティースのコイルエンド部に対応する位置にリブを有すること、リブ部に、成形用ゲートが形成されていること、リブが、ティースに近い部分にくびれ部を備えるので、ゲートから射出された樹脂が、リブ部キャビティからインシュレータの端面部キャビティに流入するときに、くびれ部キャビティが流動抵抗となるため、樹脂が先にリブ部キャビティ内に充満し、リブ部キャビティ内に充満した樹脂が、インシュレータの端面部キャビティに流入する。そのため、インシュレータの端面部キャビティ内で樹脂は、ほぼ真横に流れ、繊維フィラは、長手方向がティースの幅方向と平行方向に配向される。
【００１１】
これにより、インシュレータのティースの幅方向における線膨張係数が、ほぼ繊維方向の、２０×１−６（１／Ｋ）となる。これにより、コアの線膨張係数１２×１−６（１／Ｋ）との差が、従来の、２８×１−６（１／Ｋ）程度と比べて小さくできるため、コアが高温になっても、インシュレータとコアの膨張する長さの差が、従来と比べて小さくでき、インシュレータに亀裂が発生する恐れを低減できる。
さらに、リブの断面積が、前記成形用ゲートに近いほど、小さいことを特徴とするので、くびれ部から端面部に流れ出す樹脂の流れを、さらに真横方向にすることができ、より繊維フィラを、長手方向がティースの幅方向と平行方向に配向することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】分割コア１０のティース部１０ａの周囲にインシュレータ１１が一体成形された図である。
【図２】射出成形用の金型２０の水平方向の部分断面図である。
【図３】射出成形による樹脂の流れを説明する図である。
【図４】固定子３３の構成を示す図である。
【図５】第２実施例の射出成形用の金型２０の水平方向の部分断面図である。
【図６】第３実施例の射出成形用の金型２０の水平方向の部分断面図である。
【図７】コイルエンドにリブ部１０１ａを有するインシュレータ１０１が、鋼板が積層された分割コア１０７のティース部１０７ａの外周に形成された状態を示す図である。
【図８】図７のＡＡ断面図である。
【図９】固定子の使用状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の１実施例である分割固定子について図面を用いて詳細に説明する。
図１に、分割コア１０のティース部１０ａの周囲にインシュレータ１１が一体成形されたものを示す。インシュレータ１１は、両端のコイルエンド部にリブ部１１ａが形成されている。リブ部１１ａのティース部１０ａに近い部分にくびれ部１１ｂが形成されている。また、インシュレータ１１は、分割コア１０のティース部１０ａが突出した以外の内周面に、フランジ部１１ｃを備えている。
図２（ａ）に、図１のＣＣ面における断面図である、射出成形用の金型２０の水平方向の部分断面図を示す。（ｂ）に（ａ）のＢＢ断面図を示す。金型２０には、分割コア１０がインサートされ成形されるため、分割コア１０の一部（ティース部１０ａ等）がキャビティを構成している。
【００１４】
金型２０には、リブ部キャビティ２１、分割コア１０のティース部１０ａの周囲に側面部キャビティ２４、ティース部１０ａのコイルエンド部端面に端面部キャビティ２３、リブ部キャビティ２１と端面部キャビティ２３とを接続するくびれ部キャビティ２２が形成されている。リブ部キャビティ２１、側面部キャビティ２４、端面部キャビティ２３、及びくびれ部キャビティ２２は、インシュレータを形成するインシュレータキャビティの構成部分である。側面部キャビティ２４の厚みは、数百μｍである。また、端面部キャビティ２３の厚みは、１ｍｍである。端面部キャビティ２３の厚みを厚くしているのは、コイルエンド部では、コイルの熱が外部に発散できるため、インシュレータの伝熱性を低下させても問題がないからである。
くびれ部キャビティ２２の幅は、０．５ｍｍであり、端面部キャビティ２３の厚みの半分としている。くびれ部キャビティ２２の長さは、１．０ｍｍである。リブ部キャビティ２１の図２（ａ）における横方向の幅は、２．４ｍｍであり、縦方向の幅は２．８ｍｍである。
【００１５】
図３（ａ）に、射出成形による樹脂の流れを説明する図を示す。（ａ）に示すように、リブ部キャビティ２１の下面に樹脂注入口である成形用ゲート２５が設けられている。成形用ゲート２５は、断面が直径３ｍｍの円形状である。
図３（ａ）に示すように、繊維フィラ入りの樹脂Ｋが成形用ゲート２５から射出されると、樹脂Ｋの主たる流れは、くびれ部キャビティ２２が流動抵抗となるため、断面積が大きく流動抵抗の小さいリブ部キャビティ２１内を上昇する。そして、リブ部キャビティ２１の下部においては、図３（ａ）に示すように、少しずつくびれ部キャビティ２２を通過して端面部キャビティ２３に一部の樹脂Ｋが流れ込む。
次に、リブ部キャビティ２１が満たされると、図３（ａ）の上から下までの各部で、リブ部キャビティ２１からくびれ部キャビティ２２を通過して、樹脂Ｋが端面部キャビティ２３に流れ込む。
【００１６】
そのため、インシュレータキャビティ内で樹脂は、図３（ｂ）において真横に流れ、繊維フィラは、長手方向がティースの幅方向と平行方向に配向される。すなわち、樹脂Ｋ内の繊維フィラは図３（ｂ）に菱形Ｓで示すように、上下に直線形状であるくびれ部キャビティ２２に対して、直交する方向に配向される。ここで、菱形Ｓは、繊維フィラの配向の向き及び配向の疎密を表している。すなわち、細長になる程、配向度が密であることを表している。
一方、鉄製のコアの線膨張係数は、１２×１−６（１／Ｋ）であり、繊維フィラの繊維方向での線膨張係数は、２０×１−６（１／Ｋ）であり、繊維フィラの繊維方向と直交する方向での線膨張係数は、３６×１−６（１／Ｋ）である。
図３（ｂ）に示すように、本実施例によれば、繊維フィラが、上下に直線形状であるくびれ部キャビティ２２に対して、直交する方向に配向されているため、インシュレータのティースの幅方向における線膨張係数が、ほぼ繊維方向の、２０×１−６（１／Ｋ）となる。
【００１７】
これにより、コアの線膨張係数１２×１−６（１／Ｋ）との差が、従来の、２８×１−６（１／Ｋ）程度と比べて小さくできるため、コアが高温になっても、インシュレータとコアの膨張する長さの差が、従来と比べて小さくでき、インシュレータに亀裂が発生する恐れを低減できる。
図４に、固定子３３の構成を示す。本実施例で製造した分割固定子のティース外周に、コイル３１を装着し、８個を１組として円周状に配置し、外周に焼き嵌めリング３２を焼き嵌めする。そして、配線することにより、固定子３３が完成する。
【００１８】
以上、詳細に説明したように、本実施例の分割固定子、固定子によれば、ティース部１０ａを備える分割コア１０を金型２０にインサートして、インシュレータ１１を分割コア１０に対して直接成形し、インシュレータ１１の上にコイル３１を配置した分割固定子において、インシュレータ１１が、ティース部１０ａのコイルエンド部に対応する位置にリブ部２１を有すること、リブ部２１に、成形用ゲート２５が形成されていること、リブ２１が、ティース部１０ａに近い部分にくびれ部キャビティ２２を備えるので、成形用ゲート２５から射出された樹脂Ｋが、リブ部キャビティ２１から端面部キャビティ２３に流入するときに、くびれ部キャビティ２２が抵抗となるため、樹脂Ｋが先にリブ部キャビティ２１内に充満し、リブ部キャビティ２１内に充満した樹脂Ｋが、端面部キャビティ２３に流入する。そのため、端面部キャビティ２３内で樹脂は、真横に流れ、繊維フィラは、長手方向がティース部１０ａの幅方向と平行方向に配向される。これにより、インシュレータ１１の端面部の、ティースの幅方向における線膨張係数が、ほぼ繊維方向の、２０×１−６（１／Ｋ）となる。これにより、分割コア１０の線膨張係数１２×１−６（１／Ｋ）との差が、従来の、２８×１−６（１／Ｋ）程度と比べて小さくできるため、コアが高温になっても、インシュレータとコアの膨張する長さの差が、従来と比べて小さくでき、インシュレータ１１に亀裂が発生する恐れを低減できる。
【００１９】
次に、本発明の第２実施例について説明する。第２実施例については、概略の構成は第１実施例と同じなので、相違する点のみ詳細に説明し、同じ部分については、説明を割愛する。図５（ａ）に、射出成形用の金型２０の水平方向の部分断面図を示す。（ｂ）に（ａ）のＤＤ断面図を示す。金型２０には、分割コア１０がインサートされ成形されるため、分割コア１０の一部（ティース部１０ａ等）がキャビティを構成している。
（ａ）に示すように、リブ部キャビティ４１の断面を円形としている。リブ部キャビティ４１の断面形状を円形とすることにより、リブ部キャビティ４１内での樹脂の流動を滑らかにすることができる。
【００２０】
次に、本発明の第３実施例について説明する。第３実施例については、概略の構成は第１実施例と同じなので、相違する点のみ詳細に説明し、同じ部分については、説明を割愛する。図６（ａ）に、射出成形用の金型２０の水平方向の部分断面図を示す。（ｂ）に（ａ）のＥＥ断面図を示す。金型２０には、分割コア１０がインサートされ成形されるため、分割コア１０の一部（ティース部１０ａ等）がキャビティを構成している。
（ｂ）に示すように、リブ部キャビティ４２の側面に傾斜角度を持たせることにより、リブ部キャビティ４２の水平方向における断面積を、成形用ゲート２５に近いほど小さくしている。
第３実施例によれば、リブ部キャビティ４２の断面積が、成形用ゲート２５に近いほど、小さいことを特徴とするので、くびれ部キャビティ２２から端面部キャビティ２３に流れ出す樹脂の流れを、さらに真横方向にすることができ、より繊維フィラを、長手方向がティースの幅方向と平行方向に配向することができる。
【００２１】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
例えば、第３実施例では、リブ部キャビティ４２の横方向の幅を変化させているが、くびれ部キャビティ２２の幅を、成形用ゲート２５に近いほど、狭くしても良い。
【符号の説明】
【００２２】
１０    分割コア
１０ａ  ティース部
１１    インシュレータ
１１ａ  リブ部
１１ｂ  くびれ部
２０    金型
２１    リブ部キャビティ
２２    くびれ部キャビティ
２３    端面部キャビティ
２４    側面部キャビティ
２５    成形用ゲート
【図１】
2010252612.tif 000003
【図２】
2010252612.tif 000004
【図３】
2010252612.tif 000005
【図４】
2010252612.tif 000006
【図５】
2010252612.tif 000007
【図６】
2010252612.tif 000008
【図７】
2010252612.tif 000009
【図８】
2010252612.tif 000010
【図９】
2010252612.tif 000011