(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアバック部と該コアバック部の外周に延設された複数のティース部とを有する固定子鉄心が該ティース部の先端部を露出させ、かつ、両端面および外周面を覆うように絶縁性樹脂からなるインサートカバーに内装され、コイルが該インサートカバーの上からスロット部に巻回され、モールド樹脂により該固定子鉄心、該インサートカバーおよび該コイルを完全に覆うようにモールドしてなるモールド固定子と、
回転子鉄心が上記固定子鉄心の外周に所定間隙を持って位置するように上記モールド固定子の軸心周りに回転可能に配設された回転子とを備え、
上記固定子鉄心の各ティース部の先端部外周端面には溝が設けられている
ことを特徴とするモールド電動機。
【請求項２】
上記溝は、上記固定鉄心の軸心と平行に設けられていることを特徴とする請求項１記載のモールド電動機。
【請求項３】
複数のティース部がコアバック部の外周に延設され、かつ、溝が各ティース部の先端部外周端面に形成された固定子鉄心を形成する工程と、
絶縁性樹脂からなるインサートカバーにより上記固定子鉄心の上記ティース部の先端部を露出させ、かつ、両端面および外周面を覆うよう上記固定子鉄心を内装し、コイルを該インサートカバーの上から上記固定子鉄心のスロット部に巻回する工程と、
射出成形機により上記固定子鉄心、上記インサートカバーおよび上記コイルを完全に覆うようにモールドする工程
とを備えたことを特徴とするモールド電動機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モールド電動機およびその製造方法に関し、特にモールド樹脂の鉄心を覆う部分の樹脂割れを抑えて電気的な性能の悪化を防止するモールド電動機およびその製造方法するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来のモールド電動機を示す断面図、図９は従来のモールド電動機のモールド前の固定子を示す斜視図である。
図８および図９において、モールド電動機１１は、固定子鉄心３がインサートカバー２に内装され、コイル４がインサートカバー２に内装された固定子鉄心３に巻回され、さらに、インサートカバー２、固定子鉄心３およびコイル４がモールド樹脂５により一体にモールドされて構成されたモールド固定子１と、モールド固定子１の軸心位置に設けられた孔の両端部に嵌装された一対の軸受９と、一端がモールド固定子１の一側に延出するように一対の軸受９に軸支されたシャフト１０と、鉄心７がＵ字状断面のアルミダイキャスト８に一体に成形され、シャフト８の一端に固着されて、回転子鉄心７が固定子鉄心３の外周に所定間隙を持って位置するように配設された回転子６とから構成されている。
なお、固定子鉄心３は、ティース部とコアバック部とを有するように打ち抜かれた薄い鉄心片が多数枚積層されて構成され、ティース部の外周端面(磁極面）が円弧状の曲面に形成されている。また、インサートカバー２は絶縁性樹脂製であり、少なくともティース部の外周端面を除くように固定子鉄心３を内装し、巻回されるコイル４と固定子鉄心３との電気的な絶縁を確保している。
【０００３】
このように構成されたモールド電動機１１は、回転子６が外周側に配置された外転形電動機であり、コイル４に電流を流して回転磁界を発生させ、この回転磁界により回転子６を回転駆動するものである。
【０００４】
つぎに、このモールド電動機１１の製造方法について説明する。
まず、一方のインサートカバー２にティース部とコアバック部とを有するように打ち抜かれた所定枚数の薄い鉄心片を順次装着し、さらに他方のインサートカバー２を装着して、図９に示されるように、一対のインサートカバー２により鉄心片が積層された固定子鉄心３を内装してなるモールド前の固定子を作製する。このモールド前の固定子は、ティース部の外周端面を除いてインサートカバー２に覆われている。
ついで、巻き線機（図示せず）により、このモールド前の固定子のスロット部に導線を巻回してコイル４を形成する。そして、コイル４が巻装されたモールド前の固定子を射出成形機の金型（図示せず）に入れ、射出成形機内の液状樹脂を金型内に注入し、液状樹脂がインサートカバー２、固定子鉄心３およびコイル４を完全に覆った後、樹脂を硬化させ、図８に示されるようなモールド固定子１を作製する。
そして、このモールド固定子１の軸心位置に設けられた孔の両端部に軸受９を嵌装し、シャフト１０を軸受９に軸支させ、シャフト１０の一端に回転子６を固着して、モールド電動機１１を製造する。
【０００５】
ここで、モールド固定子１は、出荷試験において品質を保証するために、結露試験（湿度１００％で７５０時間）や熱負荷試験（‐２０℃を１時間、１２０℃を１時間）が実施される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のモールド電動機のモールド固定子１は以上のように構成されているので、熱負荷試験において、固定子鉄心３の外周端面である磁極面上のモールド樹脂５の部位に破損が発生してしまい、結露試験において、モールド樹脂５の破損部から水が侵入し、固定子鉄心３などから錆が発生するという課題があった。
このような課題を解決するために、固定子鉄心３の磁極面を覆うモールド樹脂５の部位の厚みを厚くすることが考えられるが、モールド樹脂５の厚みを厚くすると、回転子鉄心７と固定子鉄心３との間の電気的なギャップが長くなり、回転子鉄心７と固定子鉄心３とに流れる磁束の漏れが増加し、同一の発生トルクを得るのに、余分な入力電流をモールド電動機１１に流さなければならなくなるという新たな課題が生じてしまう。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、熱負荷試験におけるモールド樹脂の破損がモールド工程におけるウエルドの部位に発生すること、さらにはウエルドが固定子鉄心の磁極面と金型との間（金型と被モールド材との間隙が少ない部位）に発生することに着目し、固定子鉄心の磁極面に溝を設け、金型と磁極面との間隙が少ない領域を溝により分断して、ウエルドの発生を抑えるようにし、電気的な特性を損ねることなく、固定子鉄心の磁極面を覆うモールド樹脂の部位における破損を抑えることができるモールド電動機およびその製造方法を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るモールド電動機は、コアバック部と該コアバック部の外周に延設された複数のティース部とを有する固定子鉄心が該ティース部の先端部を露出させ、かつ、両端面および外周面を覆うように絶縁性樹脂からなるインサートカバーに内装され、コイルが該インサートカバーの上からスロット部に巻回され、モールド樹脂により該固定子鉄心、該インサートカバーおよび該コイルを完全に覆うようにモールドしてなるモールド固定子と、回転子鉄心が上記固定子鉄心の外周に所定間隙を持って位置するように上記モールド固定子の軸心周りに回転可能に配設された回転子とを備え、上記固定子鉄心の各ティース部の先端部外周端面には溝が設けられているものである。
【０００９】
また、上記溝は、上記固定鉄心の軸心と平行に設けられているものである。
【００１０】
また、この発明に係るモールド電動機の製造方法は、複数のティース部がコアバック部の外周に延設され、かつ、溝が各ティース部の先端部外周端面に形成された固定子鉄心を形成する工程と、絶縁性樹脂からなるインサートカバーにより上記固定子鉄心の上記ティース部の先端部を露出させ、かつ、両端面および外周面を覆うよう上記固定子鉄心を内装し、コイルを該インサートカバーの上から上記固定子鉄心のスロット部に巻回する工程と、射出成形機により上記固定子鉄心、上記インサートカバーおよび上記コイルを完全に覆うようにモールドする工程とを備えたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るモールド電動機の固定子に適用される固定子鉄心の構造を説明する図であり、図１の（ａ）はその正面図、図１の（ｂ）はその側面図である。図２はこの発明の実施の形態１に係るモールド電動機の固定子に適用されるインサートカバーの構造を説明する図であり、図２の（ａ）はその正面図、図２の（ｂ）はその一部断面側面図、図２の（ｃ）はその背面図である。図３および図４はそれぞれこの発明の実施の形態１に係るモールド電動機のモールド前の固定子を示す斜視図および側面図、図５はこの発明の実施の形態１に係るモールド電動機のモールド固定子の構造を示す破断側面図である。
【００１２】
図１において、固定子鉄心２０は、ティース部２１ａとコアバック部２１ｂとを有するように打ち抜かれた薄い鉄心片２１がティース部２１ａ同士およびコアバック部２１ｂ同士を重ね合わせて多数枚積層されて構成されている。そして、鉄心片２１はティース部２１ａの外周端面が円弧状の曲面に形成され、凹部２１ｃが各ティース部２１ａの外周端面の周方向中央に設けられている。そこで、鉄心片２１が積層された固定子鉄心２０の磁極面には、鉄心片２１の凹部２１ｃが連なって構成された溝２２が軸方向と平行して（鉄心片２１の積層方向と直交して）形成されている。なお、隣り合うティース部２１ａ間に構成される凹部がスロット部２３となる。
【００１３】
図２において、インサートカバー３０は、絶縁性樹脂の成形品であり、円筒部３１、この円筒部３１の後端から径方向外方に延設され、鉄心片２１の外径形状に略一致する外径形状を有するフランジ部３２およびこのフランジ部３２の外周縁部から軸心と平行に後方に延設された側壁部３３から構成されている。なお、フランジ部３２の先端外周縁部（ティース部２１ａの先端部に相当）には側壁部３３が設けられていない。また、位置あわせのための凹部３２ａが１つのフランジ部３２の先端外周部に設けられている。
【００１４】
図３および図４において、モールド前の固定子１００は、鉄心片２１を所定枚数積層してなる固定子鉄心２０が両側から挟み込まれるようにして一対のインサートカバー３０により内装されて構成されている。そして、一方のインサートカバー３０は、そのフランジ部３２が固定子鉄心２０の一端側の鉄心片２１の端面に密接し、側壁部３３が固定子鉄心２０のティース部の側面およびコアバック部の外周面に密接している。また、他方のインサートカバー３０は、そのフランジ部３２が固定子鉄心２０の他端側の鉄心片２１の端面に密接し、側壁部３３が一方のインサートカバー３０の側壁部３３にオーバーラップしている。そこで、固定子鉄心２０は、ティース部の先端外周面を除いてインサートカバー３０により覆われ、巻装されるコイル４との間の電気的絶縁が確保される。
図５において、モールド固定子１０１は、コイル４０が固定子１００のスロット部２３に巻装され、さらにモールド樹脂４１により固定子１００およびコイル４０を覆うようにモールドされて構成されている。
なお、図示していないが、この実施の形態１によるモールド電動機は、モールド固定子１に代えてモールド固定子１０１を用いている点を除いて、図７に示されるモールド電動機と同様に構成されている。
【００１５】
このように構成されたモールド固定子１０１を熱負荷試験（‐２０℃を１時間、１２０℃を１時間）および結露試験（湿度１００％で７５０時間）したところ、固定子鉄心２０に錆が発生することもなく、磁極面上のモールド樹脂４１の部位に破損が発生することもなかった。
これは、固定子鉄心２０の磁極面に溝２２を設けることにより、ウェルドの発生が抑えられたことに起因するものと考えられる。つまり、固定子１００のモールド工程において、固定子１００を金型内に入れ、不飽和ポリエステルなどの液状樹脂を注入すると、液状樹脂は磁極面と金型とで構成される微小間隙を有する空間に四方から流れ込み、該空間内で合流してウェルドが形成される。この時、この固定子１００には溝２２が設けられているので、液状樹脂は溝２２内に流れ込み、溝２２内からも該空間に流れ込むことになる。そこで、ウェルドが形成される空間は溝２２のない場合に比べて約半分となっているので、モールド樹脂４１の破損の原因となるウェルドの形成が抑制されることになる。
【００１６】
また、磁極面に幅、深さが０．５ｍｍの溝２２を軸心と平行に１本設けた直径が４５ｍｍの固定子鉄心２０を用いてモールド電動機を作製し、電気的な特性を測定したところ、溝２２を設けていない固定子鉄心を用いて作製したモールド電動機に比べて、入力電流はほとんど増加せず、回転数、騒音値ともに変化しない結果が得られた。
これは、固定子鉄心２０と回転子鉄心との間の電気的なギャップが一様に長くなることがなく、溝２２を設けることによる磁束量の減少が抑えられ、同一の発生トルクを得るのに余分な入力電流を流す必要がなくなったことに起因するものと考えられる。
【００１７】
この実施の形態１によれば、固定子鉄心２０の磁極面に溝２２を設けているので、モールド工程におけるウェルドの発生が抑えられ、電気的な特性を損ねることなく、熱負荷試験を実施しても固定子鉄心２０を覆うモールド樹脂４１に破損が発生しにくいモールド電動機が得られるという効果が得られる。
また、溝２２が設けられているので、溝２２の部位のモールド樹脂４１の厚みが厚くなり、モールド樹脂４１の強度が増加できるとともに、溝２２によりモールド樹脂４１と固定子鉄心２０との接触面積が増大して、密着強度が増加でき、その分熱負荷試験におけるモールド樹脂４１の破損を抑えることができる。
また、溝２２が軸心と平行に設けられているので、溝２２の方向がモールド樹脂４１の流れ方向に略一致し、モールド性が向上し、成形性が向上される。
【００１８】
つぎに、このモールド電動機の製造方法について説明する。
まず、ティース部２１ａ、コアバック部２１ｂおよび凹部２１ｃを有するように打ち抜かれた所定枚数の薄い鉄心片２１を側壁部３３を案内にして一方のインサートカバー３０に順次装着し、さらに他方のインサートカバー３０を側壁部３３を他方のインサートカバー３０の側壁部３３にオーバーラップするように装着して、図３および図４に示されるように、一対のインサートカバー３０により鉄心片２１が積層された固定子鉄心２０を内装してなるモールド前の固定子１００を作製する。このモールド前の固定子１００は、ティース部２１ａの外周端面を除いてインサートカバー３０に覆われている。
ついで、巻き線機（図示せず）により、このモールド前の固定子１００のスロット部２３に導線を巻回してコイル４０を形成する。そして、コイル４０が巻装されたモールド前の固定子１００を射出成形機の金型（図示せず）に入れ、射出成形機内の液状樹脂を金型内に注入し、液状樹脂がインサートカバー３０、固定子鉄心２０およびコイル４０を完全に覆った後、樹脂を硬化させ、図５に示されるようなモールド固定子１０１を作製する。
そして、このモールド固定子１０１の軸心位置に設けられた孔の両端部に軸受を嵌装し、シャフトを軸受に軸支させ、シャフトの一端に回転子を固着して、モールド電動機を製造する。
【００１９】
このように、この実施の形態１の製造方法によれば、電気的な特性を損ねることなく、熱負荷試験を実施しても固定子鉄心２０を覆うモールド樹脂４１に破損が発生しにくいモールド電動機を簡易に製造することができる。
【００２０】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２に係るモールド電動機に適用される固定子鉄心のティース部先端を示す模式図であり、図６の（ａ）はその正面図、図６の（ｂ）はその側面図である。
図６において、固定子鉄心２４は、ティース部とコアバック部とを有するように打ち抜かれた薄い鉄心片がティース部同士およびコアバック部同士を重ね合わせて多数枚積層されて構成され、ティース部の外周端面が円弧状の曲面に形成され、軸心と平行な溝２５が各ティース部の外周端面に周方向に３本設けられている。尚、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００２１】
この実施の形態２においても、軸心と平行な溝２５が固定子鉄心２４の各ティース部の外周端面に周方向に３本設けられているので、上記実施の形態１と同様に、結露試験および熱負荷試験を実施しても、固定子鉄心２４に錆が発生せず、固定子鉄心２４を覆うモールド樹脂が破損あるいは剥離することがないモールド電動機が得られる。
また、幅、深さが共に０．５ｍｍの溝２５を３本設けた直径４５ｍｍの固定子鉄心２４を用いてモールド電動機を作製し、電気的な特性を測定したところ、上記実施の形態１によるモールド電動機に比べて、入力電流が１％増加したが、回転数、騒音値は共にほどんど変化がない結果が得られた。
【００２２】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３に係るモールド電動機に適用される固定子鉄心のティース部先端を示す模式図であり、図７の（ａ）はその正面図、図７の（ｂ）はその側面図である。
図７において、固定子鉄心２６は、ティース部とコアバック部とを有するように打ち抜かれた薄い鉄心片がティース部同士およびコアバック部同士を重ね合わせて多数枚積層されて構成され、ティース部の外周端面が円弧状の曲面に形成され、軸心に対して斜めの溝２７が各ティース部の外周端面に周方向に３本設けられている。尚、他の構成は上記実施の形態２と同様に構成されている。
【００２３】
この実施の形態３においても、軸心に対して斜めの溝２７が固定子鉄心２６の各ティース部の外周端面に周方向に３本設けられているので、上記実施の形態２と同様の効果が得られた。
【００２４】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２５】
この発明によれば、コアバック部と該コアバック部の外周に延設された複数のティース部とを有する固定子鉄心が該ティース部の先端部を露出させ、かつ、両端面および外周面を覆うように絶縁性樹脂からなるインサートカバーに内装され、コイルが該インサートカバーの上からスロット部に巻回され、モールド樹脂により該固定子鉄心、該インサートカバーおよび該コイルを完全に覆うようにモールドしてなるモールド固定子と、回転子鉄心が上記固定子鉄心の外周に所定間隙を持って位置するように上記モールド固定子の軸心周りに回転可能に配設された回転子とを備え、上記固定子鉄心の各ティース部の先端部外周端面には溝が設けられているので、電気的な特性を損ねることなく、固定子鉄心を覆うモールド樹脂部の破損を抑えることができるモールド電動機が得られる。
【００２６】
また、上記溝は上記固定鉄心の軸心と平行に設けられているので、モールドする際に、溝方向がモールド樹脂の流れ方向に略一致し、成形性を向上させることができる。
【００２７】
また、この発明によれば、複数のティース部がコアバック部の外周に延設され、かつ、溝が各ティース部の先端部外周端面に形成された固定子鉄心を形成する工程と、絶縁性樹脂からなるインサートカバーにより上記固定子鉄心の上記ティース部の先端部を露出させ、かつ、両端面および外周面を覆うよう上記固定子鉄心を内装し、コイルを該インサートカバーの上から上記固定子鉄心のスロット部に巻回する工程と、射出成形機により上記固定子鉄心、上記インサートカバーおよび上記コイルを完全に覆うようにモールドする工程とを備えたので、電気的な特性を損ねることなく、固定子鉄心を覆うモールド樹脂部の破損を抑えることができるモールド電動機を簡易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係るモールド電動機の固定子に適用される固定子鉄心の構造を説明する図である。
【図２】  この発明の実施の形態１に係るモールド電動機の固定子に適用されるインサートカバーの構造を説明する図である。
【図３】  この発明の実施の形態１に係るモールド電動機のモールド前の固定子を示す斜視図である。
【図４】  この発明の実施の形態１に係るモールド電動機のモールド前の固定子を示す側面図である。
【図５】  この発明の実施の形態１に係るモールド電動機のモールド固定子の構造を示す破断側面図である。
【図６】  この発明の実施の形態２に係るモールド電動機に適用される固定子鉄心のティース部先端を示す模式図である。
【図７】  この発明の実施の形態３に係るモールド電動機に適用される固定子鉄心のティース部先端を示す模式図である。
【図８】  従来のモールド電動機を示す断面図である。
【図９】  従来のモールド電動機のモールド前の固定子を示す斜視図である。
【符号の説明】
６  回転子、７  回転子鉄心、２０、２４、２６  固定子鉄心、２１ａ  ティース部、２１ｂ  コアバック部、２２、２５、２７  溝、２３  スロット部、３０  インサートカバー、４０  コイル、４１  モールド樹脂、１０１  モールド固定子。
【図１】
0003639130.tif 000002
【図２】
0003639130.tif 000003
【図３】
0003639130.tif 000004
【図４】
0003639130.tif 000005
【図５】
0003639130.tif 000006
【図６】
0003639130.tif 000007
【図７】
0003639130.tif 000008
【図８】
0003639130.tif 000009
【図９】
0003639130.tif 000010