(57)【要約】  ステータ（１００）は、インシュレータ（４）と、巻線（７）と、ステータコア（２）と、ステータ（１００）の電気的接続が行われる筒状の中空端子（３）と、ステータコア（２）と中空端子（３）の外周面とを覆う樹脂性の成形材（５）と、を備える。中空端子（３）の内周面は、成形材（５）から露出し、中空端子（３）の一端から成形材（５）の外部へ開口している。ステータ（１００）によれば、配線を中空端子（３）と電気的に接続するための作業が簡素化され、生産性を向上させることができる。
2019146108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアを備えるステータであって、
前記ステータの電気的接続が行われる筒状の中空端子と、
前記ステータコアと前記中空端子の外周面とを覆う成形材と、
を備え、
前記中空端子の内周面は、前記成形材から露出し、前記中空端子の一端から前記成形材の外部へ開口していることを特徴とするステータ。
【請求項２】
前記中空端子の他端は、前記他端が開口した状態で半田付けによりプリント基板に固定されることを特徴とする請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
前記ステータコアに設けられるインシュレータと、
前記インシュレータを介して前記ステータコアに巻かれる巻線と、
を備え、
前記中空端子の他端は、前記インシュレータに固定され、
前記中空端子には、前記巻線の端部が巻かれることを特徴とする請求項１に記載のステータ。
【請求項４】
前記中空端子の他端は、前記他端が開口した状態で前記インシュレータに固定されることを特徴とする請求項３に記載のステータ。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか一項に記載のステータとロータとを備えることを特徴とするモータ。
【請求項６】
ステータコアを備えるステータの製造方法であって、
前記ステータの電気的接続が行われる有底筒状端子と、前記ステータコアとを、成形材で覆う工程と、
前記成形材で覆われた前記有底筒状端子の底部を前記成形材と共に除去する工程と、
を含むことを特徴とするステータの製造方法。
【請求項７】
筒状部材の端部を押し潰して前記筒状部材の端部の開口部を閉塞することにより、前記有底筒状端子を製造する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載のステータの製造方法。
【請求項８】
筒状部材の端部を溶かして前記筒状部材の端部の開口部を閉塞することにより、前記有底筒状端子を製造する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載のステータの製造方法。
【請求項９】
筒状部材の端部の開口部を閉塞する閉塞部材を、前記筒状部材の端部に設けることにより、前記有底筒状端子を製造する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載のステータの製造方法。
【請求項１０】
筒状部材の内部に充填剤を充填して前記筒状部材の端部の開口部を閉塞することにより、前記有底筒状端子を製造する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載のステータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコアを備えるステータ、ステータとロータを備えるモータ及びステータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるステータは、ステータコアと、ステータコアに巻かれる巻線と、ステータコアの外周部からステータコアの径方向外側に突出する突出部と、突出部に固定されると共に巻線と電気的に接続される導電性の端子とを備える。このように構成された従来のステータには、ステータコア、巻線、端子などを金型に収めた後に樹脂を射出することによって、ステータコア、巻線、端子などが成形材で覆われるモールドステータと呼ばれるものがある。この種のステータでは、ステータの外部の機器から伸びる配線とステータに設けられる端子とを電気的に接続するために、ステータの端子の先端を成形材の外部に露出させて、成形材から露出した端子に配線を接続する構造が採用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２８７５６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１に開示されるステータでは、成形材から露出した端子に配線を接続する際、溶接、半田付け、圧着などの作業が発生するため、手間がかかりステータの生産性が低下するという課題がある。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、生産性を向上させることができるステータを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のステータは、ステータコアを備えるステータであって、ステータの電気的接続が行われる筒状の中空端子と、ステータコアと中空端子の外周面とを覆う成形材と、を備え、中空端子の内周面は、成形材から露出し、中空端子の一端から成形材の外部へ開口していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のステータは、生産性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係るステータの断面図
【図２】図１に示す中空端子の拡大図
【図３】図１に示す中空端子の斜視図
【図４】図１に示すステータの製造工程を示す図
【図５】図１に示すステータコアなどにより構成されるステータ組立体を上型及び下型に収めた状態を示す図
【図６】図５に示す上型及び下型内に樹脂を注入した状態を示す図
【図７】図６に示す上型が取り外された直後の中空端子の拡大図
【図８】図７に示す突状成形材の一部と共に底部が除去された後の中空端子の拡大図
【図９】図８に示す中空端子に端子を挿入した状態を示す図
【図１０】図５に示す中空端子の第１の製造方法を説明するための図
【図１１】図５に示す中空端子の第２の製造方法を説明するための図
【図１２】図５に示す中空端子の第３の製造方法を説明するための図
【図１３】図５に示す中空端子の第４の製造方法を説明するための図
【図１４】本発明の実施の形態に係るモータの断面図
【図１５】本発明の実施の形態の変形例に係るステータの断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態に係るステータ、モータ及びステータの製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は本発明の実施の形態に係るステータの断面図である。図２は図１に示す中空端子の拡大図である。図３は図１に示す中空端子の斜視図である。図１、図２及び図３を用いて実施の形態に係るステータ１００の構造を説明する。図１に示すようにステータ１００は、フレーム１、ステータコア２、中空端子３、インシュレータ４、成形材５、プリント基板６及び巻線７を備える。ステータコア２の中心軸ＡＸが伸びる方向である軸方向は、図１中に矢印Ｄ１で示される。以下では、中心軸ＡＸの軸方向Ｄ１を単に軸方向と称する場合がある。
【００１１】
フレーム１は筒状の部材である。フレーム１の材料は銅合金、鋳鉄、鋼、鉄合金、アルミニウム合金、又はオーステナイト系ステンレス合金を例示できる。フレーム１の内側に設けられるステータコア２は、電磁鋼板母材から環状に打ち抜かれた複数の薄板を、軸方向に積層して構成される。複数の薄板は、かしめ、溶接又は接着で相互に固定される。ステータコア２は、筒状のコアバックとコアバックの内側から中心軸ＡＸに向けて伸びる複数のティースとで構成される。なお、ステータコア２は、電磁鋼板母材から環状に打ち抜かれた複数の薄板を積層して構成されたものに限定されず、軸方向と直交する断面がＴ字形状に打ち抜かれた薄板を積層した積層体を、中心軸ＡＸの回転方向に環状に配列したものでもよい。
【００１２】
ステータコア２の周囲には、インシュレータ４が設けられる。インシュレータ４の材料には、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド又は液晶ポリマーといった絶縁性の樹脂を例示できる。インシュレータ４を介してステータコア２へマグネットワイヤをコイル状に巻き付けることにより、巻線７が得られる。マグネットワイヤは、導電性の電線と、当該電線の表面に設けられる絶縁体とで構成される。当該電線の材料には銅又は銅合金を例示できる。図１では、マグネットワイヤの内、プリント基板６に接続される一端部のみを巻線７として示している。プリント基板６は、インシュレータ４から軸方向に一定間隔離れた位置に設けられている。プリント基板６の形状は、中心軸ＡＸの回転方向に連なる環状でもよいし、四角の板形状でもよい。図２に示すようにプリント基板６の一方の基板面６２はインシュレータ４側に配置され、プリント基板６の他方の基板面６１は、プリント基板６のインシュレータ４側とは逆側に配置される。インシュレータ４には、不図示の絡げピンが設けられており、巻線７の端部は、絡げピンに巻き付けられた上で、図２に示すプリント基板６上のパターン配線６１ａに接続される。絡げピンは、マグネットワイヤをステータコア２へ巻き始めるときにマグネットワイヤの巻き始め部分を縛り束ねるための巻き始め用絡げピン、ステータコア２に巻き付けられたマグネットワイヤの巻き終わり部分を縛り束ねるための巻き終わり用絡げピンなどである。マグネットワイヤの巻き始め部分とマグネットワイヤの巻き終わり部分とは、巻線７の端部に相当する。パターン配線６１ａには、巻線７へ電力を供給するための配線を例示できるが、パターン配線６１ａはこれに限定されず、例えば、ステータ１００の温度を検出するためにプリント基板６上に設けられるサーミスタに接続されるもの、ステータ１００に組み込まれるロータの回転位置を検出するホール素子に接続されるものでもよい。図２では、パターン配線６１ａがプリント基板６のインシュレータ４側とは逆側の基板面６１に設けられているが、パターン配線６１ａは、中空端子３と巻線７とを電気的に接続することができれば、プリント基板６のインシュレータ４側の基板面６２に設けてもよい。中空端子３の構成の詳細は後述する。
【００１３】
図２及び図３に示すように、中空端子３は、ステータ１００の外部との電気的接続が行われる内周面３２を有する円筒状の導電性部材である。中空端子３の内部には空洞３１が形成される。空洞３１は、中空端子３の内周面３２により形成される空間である。空洞３１の軸方向と直交する断面形状は、円形である。なお、中空端子３の形状は、円筒状に限定されず、多角筒状でもよい。空洞３１の軸方向と直交する断面は、後述する導電性の端子を挿入可能であり、かつ、空洞３１に挿入される当該端子の表面の少なくとも一部が中空端子３の内周面３２に接触可能な大きさとされる。中空端子３の材料には、銅合金、鋳鉄、鋼、又は鉄合金を例示できる。
【００１４】
図２に示すように、中空端子３の他端である軸方向の端部３３は、プリント基板６の基板面６１に接している。中空端子３の端部３３は、中空端子３のプリント基板６側の先端である。中空端子３の端部３３は、端部３３が開口した状態で半田付けによりプリント基板６に固定される。具体的には、中空端子３の端部３３をプリント基板６に突き当てた状態で、中空端子３の端部３３寄りの外周面３９とプリント基板６との間に、半田８を設ける半田付けにより、中空端子３がプリント基板６に固定される。これにより、中空端子３が半田８及びパターン配線６１ａを介して、図１に示す巻線７と電気的に接続される。
【００１５】
なお、パターン配線６１ａへの中空端子３の接続は、パターン配線６１ａと中空端子３とが電気的に接続されるのであれば、半田付け以外にも、ろう付け又は溶接によって行われてもよい。また図１では、中空端子３の端部３３がプリント基板６の基板面６１に接しているが、中空端子３の端部３３をプリント基板６に形成される貫通孔に挿入することにより、中空端子３をプリント基板６に固定してもよい。中空端子３をプリント基板６の貫通孔に挿入することにより、中空端子３の位置ずれ、特に軸方向と直交する方向への中空端子３の位置ずれが抑制されるため、半田付け、ろう付け又は溶接によってパターン配線６１ａへ中空端子３を接続する際の作業が容易化される。
【００１６】
また、中空端子３の端部３３には、中空端子３の端部３３から径方向に伸びる張出部を設けてもよい。張出部を設けることにより、張出部が無い場合に比べて、中空端子３の端部３３とプリント基板６との接触面積が大きくなり、プリント基板６へ中空端子３を安定して置くことができるため、半田付けの作業性が向上する。
【００１７】
中空端子３の一端である軸方向の端部３４は、後述する導電性の端子を挿入できるように、開口している。中空端子３の内周面３２は、突状成形材５１から露出し、中空端子３の端部３４から突状成形材５１の外部へ開口している。中空端子３の端部３４は、中空端子３のプリント基板６側とは逆側の先端であり、突状成形材５１の表面に露出する。なお、中空端子３の端部３４が突状成形材５１の表面に露出していることが望ましいが、中空端子３の端部３４に突状成形材５１の切り残しなどが付着している場合でも、中空端子３の内周面３２の少なくとも一部が成形材５で覆われていなければ、後述する導電性の端子と中空端子３との電気的接続は可能である。
【００１８】
なお、中空端子３の数は１つに限定されず、複数でもよい。例えば、ステータ１００には、巻線７へ電力を供給するための中空端子３と、不図示のサーミスタで検出された温度情報をステータ１００の外部の機器へ送信するための中空端子３と、不図示のホール素子で検出された位置情報をステータ１００の外部の機器へ送信するための中空端子３とを設けてもよい。中空端子３が複数の場合、中空端子３の数に対応した複数のパターン配線６１ａがプリント基板６に設けられる。また、中空端子３が伸びる方向は、軸方向と平行な方向に限定されず、軸方向に対して、一定角度で傾いていてもよい。
【００１９】
成形材５は、ステータコア２と、中空端子３と、半田８と、プリント基板６上のパターン配線６１ａと、プリント基板６の基板面６１と、プリント基板６の基板面６２と、インシュレータ４とを覆う熱硬化性樹脂により形成される。成形材５の材料は、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂又はフェノール樹脂、ワニス樹脂又はシリコーン樹脂を例示できる。
【００２０】
次に、ステータ１００の製造方法を説明する。図４は図１に示すステータの製造工程を示す図である。図５は図１に示すステータコアなどにより構成されるステータ組立体を上型及び下型に収めた状態を示す図である。図６は図５に示す上型及び下型内に樹脂を注入した状態を示す図である。図７は図６に示す上型が取り外された直後の中空端子の拡大図である。図８は図７に示す突状成形材の一部と共に底部が除去された後の中空端子の拡大図である。図９は図８に示す中空端子に端子を挿入した状態を示す図である。図１に示すステータ１００を製造する場合、ステップ１において、導電性の有底筒状端子３Ａと、ステータコア２と、フレーム１とが製造される。有底筒状端子３Ａの製造方法の詳細は後述する。ステップ２において、有底筒状端子３Ａの端部３３をプリント基板６に接触させた状態で、半田付けにより有底筒状端子３Ａがプリント基板６に固定される。またステップ２において、ステータコア２にインシュレータ４が組み付けられる。ステップ３において、インシュレータ４を介してステータコア２へマグネットワイヤをコイル状に巻き付けることにより巻線７が形成される。ステップ４において、巻線７の形成されたステータコア２がフレーム１へ圧入、焼嵌め又は冷嵌めされることにより、ステータコア２及びフレーム１が一体化する。
【００２１】
図４のステップ５において、一体化したステータコア２及びフレーム１に下型２００が嵌め込まれる。このとき、図５に示すように、下型２００の下型芯棒２０１がステータコア２に挿入され、フレーム１の軸方向の一端１１が下型２００の取付け板２０２に接したところで、ステータコア２及びフレーム１への下型２００の嵌め込みが完了する。ステータコア２及びフレーム１へ下型２００が嵌め込まれた後、図４のステップ６において、インシュレータ４と対向するようにプリント基板６が設置される。プリント基板６の設置方法には、金属製又は樹脂製の台座部品を予め製造しておき、台座部品をインシュレータ４又はステータコア２に組み付け、インシュレータ４又はステータコア２に組み付けられた台座部品にプリント基板６を設置する方法を例示できる。図４のステップ７において、プリント基板６が設置された後、図２に示すプリント基板６上のパターン配線６１ａに巻線７が接続される。これによりステータ組立体１０１が得られる。
【００２２】
次に、図４のステップ８において、ステータ組立体１０１に上型３００が嵌め込まれる。上型３００には、有底筒状端子３Ａの先端が入り込む窪み形状のゲート３０１と、ゲート３０１と連通し樹脂５Ａを注入するためのゲート３０２とが形成される。ゲート３０１の形状は、ステータ組立体１０１への上型３００の嵌め込みが完了したときに有底筒状端子３Ａの先端が上型３００へ接触することがなく、かつ、有底筒状端子３Ａの先端を覆う樹脂５Ａが突形状となる形状であればよい。ここで述べる有底筒状端子３Ａの先端とは、有底筒状端子３Ａの底部に相当する。有底筒状端子３Ａの底部の詳細については後述する。
【００２３】
ステータ組立体１０１に上型３００が嵌め込まれた後、図４のステップ９において、図６に示すようにゲート３０２に樹脂５Ａが注入される。ゲート３０２に注入された樹脂５Ａは、ゲート３０１を経て、有底筒状端子３Ａと、プリント基板６と、ステータコア２の上型３００側に設けられるインシュレータ４とに達する。さらに樹脂５Ａは、ステータコア２を構成する複数のティースの内、中心軸ＡＸの回転方向に隣接するティース同士の間の隙間を通過し、ステータコア２の下型２００側に設けられるインシュレータ４に達する。これにより、有底筒状端子３Ａと、図２に示す半田８と、図２に示すプリント基板６上のパターン配線６１ａと、図２に示すプリント基板６の基板面６１と、図２に示すプリント基板６の基板面６２と、インシュレータ４とが樹脂５Ａで覆われる。樹脂５Ａが硬化することにより、図７に示す成形材５及び突状成形材５１が形成される。なお、有底筒状端子３Ａのプリント基板６側の端部の周囲には半田８が設けられているため、半田８によって、有底筒状端子３Ａのプリント基板６側の端部とプリント基板６との間の隙間が閉塞される。また有底筒状端子３Ａのプリント基板６側とは反対側の端部は閉塞されている。従って、ステップ９の樹脂注入の工程において、樹脂５Ａが、有底筒状端子３Ａの両端部から有底筒状端子３Ａの内部に浸入することを防止できる。なお、有底筒状端子３Ａのプリント基板６側の端部を開口させた状態にすることで、有底筒状端子３Ａの製造時に、有底筒状端子３Ａの片側だけ閉塞する加工を行えば済むため、有底筒状端子３Ａの両側を閉塞する場合に比べて、有底筒状端子３Ａの製造時間を短縮できる。
【００２４】
図４のステップ１０において、図６に示す上型３００が取り外される。上型３００が取り外された直後の有底筒状端子３Ａの形状は、図７に示すように有底筒状である。有底筒状端子３Ａは、中空の筒状部３６と、筒状部３６の一方の端部に設けられる底部３５とにより構成され、例えば金属の薄板を絞り加工で形成したものである。このように構成される有底筒状端子３Ａは、図７に示すように、半田８に覆われる部分以外の箇所が成形材５及び突状成形材５１で覆われる。図７では、有底筒状端子３Ａの筒状部３６の外周面３９が成形材５及び突状成形材５１で覆われ、有底筒状端子３Ａの底部３５の表面が突状成形材５１で覆われている。突状成形材５１は、図６に示すゲート３０１と有底筒状端子３Ａとの間の隙間に充填された樹脂５Ａの一部が硬化したものである。
【００２５】
図６に示す上型３００が取り外された後、図４のステップ１１において、図７に示す突状成形材５１の一部と底部３５とが切削加工により除去される。すなわち、突状成形材５１で覆われた有底筒状端子３Ａの底部３５が突状成形材５１と共に除去される。図８示す破線で示す部分が切削加工される箇所である。その結果、除去されずに残った突状成形材５１の表面に中空端子３の端部３４が露出し、露出した中空端子３の端部３４に開口部３４ａが形成される。中空端子３の端部３４の端面と、突状成形材５１の外周面の一部とが、同一の平坦面を構成する。中空端子３の端部３４に開口部３４ａが形成されることにより、中空端子３の内周面３２により形成される空洞３１が突状成形材５１の外側と繋がる。これにより、図１に示すステータ１００が完成する。ステータ１００には、ロータと、ロータに設けられるシャフトを回転可能に支持するための複数のベアリングと、複数のベアリングのそれぞれの外輪が嵌め込まれると共にフレーム１に固定されるフランジとが、順に組み付けられる。
【００２６】
中空端子３の空洞３１には、図９に示すように導電性の端子１０が挿入される。端子１０の材料には銅又は銅合金を例示できる。端子１０の形状は、円柱状でも多角柱状でもよい。端子１０には、ステータ１００の外部に設けられる機器から伸びる配線１２が接続される。当該機器は、例えば、ステータ１００の巻線７に電力を供給する電力変換装置である。中空端子３に端子１０が挿入されることにより、配線１２は、端子１０と中空端子３と半田８とパターン配線６１ａとを介して、図１に示す巻線７と電気的に接続される。
【００２７】
なお、本実施の形態では、外部の機器から伸びる配線１２が端子１０を介して中空端子３と電気的に接続されるが、端子１０を用いる代わりに、配線１２を直接中空端子３へ挿入してもよい。例えば、配線１２が単線の場合、単線の配線１２の断面は、図８に示す中空端子３の空洞３１に挿入可能であり、かつ、配線１２の外周面の少なくとも一部が中空端子３の内周面３２に接触可能な大きさとされる。このような配線１２を中空端子３へ挿入することで、配線１２は、中空端子３と半田８とパターン配線６１ａとを介して、図１に示す巻線７と電気的に接続される。
【００２８】
これにより、電力変換装置から出力される電圧が巻線７に印加され、巻線７に電流が流れて、ロータと図１に示すステータコア２との間に磁界が発生する。ロータに永久磁石が用いられている場合、この永久磁石で生じた磁界と前述した磁界との相互作用により電磁力が発生し、この電磁力によりロータが回転する。
【００２９】
従来のステータでは、ステータの外部の機器から伸びる配線を接続するための端子が中空構造ではないため、当該端子の一部を、樹脂が硬化して形成される成形材の外部に露出させて配線を接続するためには、金型に樹脂を充填する前に、置きこま、入れ子などを用いて当該端子を封止する必要がある。この場合、金型へ置きこまなどを設置する作業と、樹脂の充填が完了した後に置きこまなどを取り外す作業とが発生するだけでなく、置きこまなどを設置するための空間を確保するために金型の形状が複雑になる。また従来のステータでは、置きこまなどを用いる代わりに、当該端子にシール剤を貼り付けて、樹脂の充填が完了した後にシール剤を除去することにより、当該端子の一部を、樹脂が硬化して形成される成形材の外部に露出させる方法が採用される場合がある。この場合、当該端子にシール剤を貼り付ける作業と、樹脂の充填が完了した後にシール剤を除去する作業が発生する。また従来のステータでは、樹脂が硬化して形成される成形材の外部に露出した当該端子にステータの外部の機器から伸びる配線を接続するためには、溶接、半田付け、圧着などの作業が発生する。このように従来のステータでは、ステータの外部の機器から伸びる配線を、ステータに設けられる端子と電気的に接続するために多くの作業が必要となり、手間がかかりステータの生産性が低下するという課題がある。
【００３０】
これに対して、本実施の形態に係るステータ１００では、図６に示すように有底筒状端子３Ａが用いられる。樹脂５Ａの充填時に置きこまなどを用いて有底筒状端子３Ａを封止しなくて、樹脂５Ａが硬化して形成される成形材５に覆われた有底筒状端子３Ａの先端を突状成形材５１と共に除去するだけで、成形材５の外部に中空端子３の空洞３１を露出させることができる。そのため、溶接などの作業をしなくとも、配線１２又は端子１０を中空端子３の空洞３１に挿入するだけで、配線１２と中空端子３とを電気的に接続することができる。従って、配線１２を中空端子３と電気的に接続するための作業が簡素化され、ステータ１００の生産性が向上する。また、溶接などを行う場合に比べて、接続不良の発生頻度が低減されるため、ステータ１００の製造時に接続不良が発生して歩留まりが低下するというリスクを軽減できる。また、接続不良の発生頻度が低減されることにより、ステータ１００を備えたモータの動作中に配線１２が中空端子３から外れてモータが停止するというリスクを軽減できる。また、本実施の形態に係るステータ１００では、溶接などを行う装置が不要となり、ステータ１００の製造コストを低減できる。また、本実施の形態に係るステータ１００では、成形材５で覆われた有底筒状端子３Ａの先端を突状成形材５１と共に除去するだけで、成形材５の外部に中空端子３の空洞３１を露出させることができるため、中空端子３と配線１２又は端子１０との接続部を容易に形成できる。また、本実施の形態に係るステータ１００では、置きこまなどの形状に合わせて金型を加工しなくても、中空端子３の先端が入り込む単純な形状の窪み形状のゲート３０１を金型に設ければよいため、金型の形状を簡素化できる。
【００３１】
また、中空構造ではない中実の導電性端子を用いた場合、外部の機器から伸びる配線１２を中実の導電性端子の先端に押し当てた状態で溶接などを行う必要がある。中実の導電性端子は、内部に導体が詰まった柱状端子である。従って、配線１２を中実の導電性端子の先端に押し当てた状態を保持するための保持機構が必要になる。この保持機構は、ステータと一体化させてもよいし、ステータから取外し可能な構造としてもよいが、何れの場合でも、保持機構の製造、接続前のステータへの保持機構の取付け作業などが必要なため、ステータの生産性が低下し、またステータの製造コストが上昇する。また保持機構がステータと一体化した構造の場合、保持機構を備えていない本実施の形態に係るステータ１００に比べて、ステータの外郭寸法が大きくなり、ステータの設置場所が制限される可能性がある。本実施の形態に係るステータ１００によれば、上記の保持機構を用いなくとも、中空端子３の空洞３１に配線１２又は端子１０を挿入するだけで、配線１２又は端子１０を中空端子３に接続できるため、ステータ１００の生産性を向上でき、ステータ１００の製造コストを低減できる。
【００３２】
なお、従来のステータの製造方法には、中実の導電性端子に予めリード線を接続しておき、そのリード線を金型の外部に引き出した状態で樹脂を充填する方法もある。この方法では、手作業で中実の導電性端子にリード線を接続し、さらに手作業でリード線を金型の外部に引き出した後に、ステータ組立体を金型内に設置する必要がある。そのため、このようなステータの製造方法では、ステータの製造時間に長時間を要し、ステータの生産性が低下するという課題がある。本実施の形態に係るステータ１００によれば、成形材５で覆われた中空端子３の先端を突状成形材５１と共に除去した後、成形材５の外部に露出した中空端子３の空洞３１に配線１２又は端子１０を接続すればよい。そのため、中実の導電性端子に予めリード線を接続する場合に比べて、ステータ１００の製造時間を短縮できる。
【００３３】
以下では、図４に示すステップ１における有底筒状端子３Ａの製造方法を説明する。なお有底筒状端子３Ａは、金型に注入された樹脂５Ａが有底筒状端子３Ａの内部へ浸入しない構造であればよく、有底筒状端子３Ａの製造方法には以下に示す複数の方法を例示できる。
【００３４】
図１０は図５に示す中空端子の第１の製造方法を説明するための図である。図１０に示す筒状部材３０は導電性の中空パイプであり、筒状部材３０の端部をヘッダ加工、プレス加工などで押し潰すことにより、筒状部材３０の端部に形成される開口部が閉塞され、閉塞部３０ａを備えた有底筒状端子３Ａが製造される。閉塞部３０ａは、図７に示す底部３５に相当する。閉塞部３０ａを設けることにより、金型に注入された樹脂５Ａが筒状部材３０の内部に浸入することを防止できる。図１０に示す製造方法によれば、既存の加工装置を用いて容易に有底筒状端子３Ａを製造可能である。なお、図７に示すように有底筒状端子３Ａの端部３３が半田付けによりプリント基板６に固定される場合、閉塞部３０ａは、筒状部材３０の片側のみに設けてもよい。
【００３５】
図１１は図５に示す中空端子の第２の製造方法を説明するための図である。図１１に示す筒状部材３０は導電性の中空パイプである。筒状部材３０の端部を高温になるまで熱して溶かすことにより、筒状部材３０の端部に形成される開口部が閉塞され、溶断部３７を備えた有底筒状端子３Ａが製造される。溶断部３７は、図７に示す底部３５に相当する。溶断部３７を設けることにより、金型に注入された樹脂５Ａが筒状部材３０の内部に浸入することを防止できる。なお溶断部３７は、筒状部材３０の端部をレーザで切断することにより形成してもよい。図１１に示す製造方法によれば、ヘッダ加工などを行う装置を用いることなく、筒状部材３０の端部を溶かすだけで有底筒状端子３Ａを製造できる。なお、図７に示すように有底筒状端子３Ａの端部３３が半田付けによりプリント基板６に固定される場合、溶断部３７は、筒状部材３０の片側のみに設けてもよい。
【００３６】
図１２は図５に示す中空端子の第３の製造方法を説明するための図である。図１２に示す筒状部材３０は導電性の中空パイプである。筒状部材３０の端部に、閉塞部材３８を設けることにより、有底筒状端子３Ａが製造される。閉塞部材３８は、筒状部材３０の端部に形成される開口部を閉塞する部材であり、図７に示す底部３５に相当する。閉塞部材３８の材料は、金型に注入された樹脂５Ａの熱で熔解しない材料であればよく、閉塞部材３８の材料には、接着剤、テープ、金属片又は樹脂片を例示できる。金属片又は樹脂片は、例えばステータ１００の製造工程で生じる切れ端などでもよい。閉塞部材３８を設けることにより、金型に注入された樹脂５Ａが筒状部材３０の内部に浸入することを防止できる。図１２に示す製造方法によれば、ヘッダ加工などを行う装置、筒状部材３０の端部を溶かす道具などを用いることなく、筒状部材３０の端部に閉塞部材３８を設けるだけで有底筒状端子３Ａを製造できる。なお、図７に示すように有底筒状端子３Ａの端部３３が半田付けによりプリント基板６に固定される場合、閉塞部材３８は、筒状部材３０の片側のみに設けてもよい。
【００３７】
図１３は図５に示す中空端子の第４の製造方法を説明するための図である。図１３に示す筒状部材３０は導電性の中空パイプである。筒状部材３０の内部に形成される空洞を閉塞するように、筒状部材３０の内部に充填剤４０を充填することにより、有底筒状端子３Ａが製造される。図１３に示す筒状部材３０では、筒状部材３０の一端側のみに充填剤４０が充填されている。充填剤４０の材料は、シリコーン樹脂などであるが、金型に注入された樹脂５Ａの熱で熔解せず、かつ、図９に示す配線１２又は端子１０を挿入する際に有底筒状端子３Ａの外部に排出される流動性のある材料であればよく、シリコーン樹脂に限定されない。充填剤４０は、図７に示す底部３５に相当する。充填剤４０を設けることにより、金型に注入された樹脂５Ａが筒状部材３０の一端側から筒状部材３０の内部に浸入することを防止できる。図１３に示す製造方法によれば、ヘッダ加工などを行う装置、筒状部材３０の端部を溶かす道具などを用いることなく、筒状部材３０の内部に充填剤４０を充填するだけで有底筒状端子３Ａを製造できる。なお、図１３に示す筒状部材３０では、筒状部材３０の一端側のみに充填剤４０が充填され、筒状部材３０の他端には充填剤４０が充填されていない。このように構成した場合でも、図１３に示す筒状部材３０の他端は、図７に示すプリント基板６に接して、半田８により覆われる。これにより、樹脂５Ａが筒状部材３０の他端から筒状部材３０の内部に浸入することを防止できる。
【００３８】
図１４は本発明の実施の形態に係るモータの断面図である。図１４に示すモータ５００は、図１に示すステータ１００と、ロータ４００とを備える。モータ５００は同期モータ又は誘導モータである。ロータ４００は、円筒状のロータコア４０１と、軸方向にロータコア４０１を貫通するシャフト４０２とを備える。ロータ４００は、ロータコア４０１及びシャフト４０２以外にも、シャフト４０２を回転可能に支持する複数のベアリングと、フランジとを備える。図１４では、ベアリング及びフランジの図示を省略している。フランジはフレーム１の端部に固定される環状部材である。ベアリングの外周部は、フランジの径方向の中心部に固定される。これにより、ロータ４００は、ステータ１００の内側に回転可能に支持される。
【００３９】
中実の導電性端子を用いた場合、当該導電性端子の端部付近に配線１２又は端子１０の端部が接続されるため、接触面積が小さい。中空端子３を備える本実施の形態に係るモータ５００では、中実の導電性端子を用いた場合に比べて、中空端子３の内周面と、中空端子３に挿入された配線又は端子の外周面との接触面積が広くなる。従って、接触部分での電気抵抗が低減され、モータ効率及びモータ出力が向上する。
【００４０】
なお図１から図１３に示す中空端子３又は有底筒状端子３Ａは、前述した絡げピンとして利用することもできる。図１５は本発明の実施の形態の変形例に係るステータの断面図である。図１５に示すステータ１００Ａでは、中空端子３のインシュレータ４側の端部を、圧入などによりインシュレータ４へ挿入することで、中空端子３がインシュレータ４に固定されている。その他の構成については、図１に示すステータ１００の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。なお図１５では図１に示すプリント基板６の図示が省略されている。
【００４１】
中空端子３をインシュレータ４へ圧入することで、中空端子３のインシュレータ４側の端部が開口している場合でも、インシュレータ４により当該開口が閉塞される。従って、金型に注入された樹脂５Ａが中空端子３のインシュレータ４側の開口部から中空端子３の内部に浸入することを防止できる。また、中空端子３の製造時に中空端子３の片側だけ閉塞する加工を行えば済むため、中空端子３の両側を閉塞する場合に比べて、中空端子３の製造時間を短縮できる。また図１５に示すように、巻線７の端部が中空端子３に巻かれることにより、図１に示すステータ１００に比べて絡げピンの数を低減できる。
【００４２】
なお、図９に示す端子１０には、端子１０の外部の機器から伸びる配線１２に予め接続されたものを利用してもよいし、予めステータ１００，１００Ａに設けたものを利用してもよい。
【００４３】
なお、中空端子３又は有底筒状端子３Ａは、プリント基板６の径方向外側寄りの位置に設けられているが、中空端子３又は有底筒状端子３Ａが設けられる位置は、底部３５の表面を樹脂５Ａで覆うことができ、かつ、底部３５の表面を覆う成形材５を底部３５と共に除去可能な位置であれば、これに限定されない。例えば、中空端子３又は有底筒状端子３Ａは、プリント基板６の径方向内側寄りの位置に設けてもよいし、インシュレータ４の径方向内側寄りの位置に設けてもよい。
【００４４】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  フレーム、２  ステータコア、３  中空端子、３Ａ  有底筒状端子、４  インシュレータ、５  成形材、５Ａ  樹脂、６  プリント基板、７  巻線、８  半田、１０  端子、１１  一端、１２  配線、３０  筒状部材、３０ａ  閉塞部、３１  空洞、３２  内周面、３３，３４  端部、３４ａ  開口部、３５  底部、３６  筒状部、３７  溶断部、３８  閉塞部材、３９  外周面、４０  充填剤、５１  突状成形材、６１，６２  基板面、６１ａ  パターン配線、１００，１００Ａ  ステータ、１０１  ステータ組立体、２００  下型、２０１  下型芯棒、２０２  取付け板、３００  上型、３０１，３０２  ゲート、４０１  ロータコア、４０２  シャフト、５００  モータ。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年12月12日(2018.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアを備えるステータであって、
前記ステータの電気的接続が行われる筒状の中空端子と、
前記ステータコアと前記中空端子の外周面とを覆う成形材と、
を備え、
前記中空端子の内周面は、前記成形材から露出し、前記中空端子の一端から前記成形材の外部へ開口し、
前記中空端子の他端は、前記他端が開口した状態で半田付けによりプリント基板に固定されていることを特徴とするステータ。
【請求項２】
ステータコアを備えるステータであって、
前記ステータの電気的接続が行われる筒状の中空端子と、
前記ステータコアと前記中空端子の外周面とを覆う成形材と、
前記ステータコアに設けられるインシュレータと、
前記インシュレータを介して前記ステータコアに巻かれる巻線と、
を備え、
前記中空端子の内周面は、前記成形材から露出し、前記中空端子の一端から前記成形材の外部へ開口し、
前記中空端子の他端は、前記インシュレータに固定され、
前記中空端子には、前記巻線の端部が巻かれ、
前記中空端子の他端は、前記他端が開口した状態で前記インシュレータに固定されていることを特徴とするステータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のステータとロータとを備えることを特徴とするモータ。
【請求項４】
ステータコアを備えるステータの製造方法であって、
前記ステータの電気的接続が行われる有底筒状端子と、前記ステータコアとを、成形材で覆う工程と、
前記成形材で覆われた前記有底筒状端子の底部を前記成形材と共に除去する工程と、
を含むことを特徴とするステータの製造方法。
【請求項５】
筒状部材の端部を押し潰して前記筒状部材の端部の開口部を閉塞することにより、前記有底筒状端子を製造する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載のステータの製造方法。
【請求項６】
筒状部材の端部を溶かして前記筒状部材の端部の開口部を閉塞することにより、前記有底筒状端子を製造する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載のステータの製造方法。
【請求項７】
筒状部材の端部の開口部を閉塞する閉塞部材を、前記筒状部材の端部に設けることにより、前記有底筒状端子を製造する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載のステータの製造方法。
【請求項８】
筒状部材の内部に充填剤を充填して前記筒状部材の端部の開口部を閉塞することにより、前記有底筒状端子を製造する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載のステータの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のステータは、ステータコアを備えるステータであって、ステータの電気的接続が行われる筒状の中空端子と、ステータコアと中空端子の外周面とを覆う成形材と、を備え、中空端子の内周面は、成形材から露出し、中空端子の一端から成形材の外部へ開口し、中空端子の他端は、他端が開口した状態で半田付けによりプリント基板に固定されていることを特徴とする。
【国際調査報告】
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