(57)【要約】【課題】ステータの強度を向上させるステータ製造装置を提供する。【解決手段】複数のコイル５が装着されたステータコア４を、成形部２、３により形成された空隙７に格納し、空隙７に複数のゲート８から封止材６を注入してステータ１２を製造するステータ製造装置１であって、封止材６を吐出するゲート８の吐出部１４は、コイル５の位置に設けられ、コイル５のゲート側端部１６に封止材６を注入可能に配置される。【選択図】図１
2018033222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコイルが装着されたステータコアを、成形部により形成された空隙に格納し、前記空隙に複数のゲートから封止材を注入してステータを製造するステータ製造装置であって、
前記封止材を吐出する前記ゲートの吐出部は、前記コイルの位置に設けられ、前記コイルのゲート側端部に前記封止材を注入可能に配置される、
ことを特徴とするステータ製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステータ製造装置であって、
前記吐出部は、ボビンの巻回部に巻線が巻回された前記コイルのゲート側端部を、前記ステータの中心軸方向に前記ゲートに向かい前記成形部に投影したときに形成される投影部と、前記コイルのゲート側端部との間に画成される空間部における前記ステータの円周方向の幅の中央を通る前記ステータの径方向の線上に配置される、
ことを特徴とするステータ製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載のステータ製造装置であって、
前記ステータコアに設けられる複数のティースは、前記コイルに対応して設けられ、前記ステータの円周方向に等間隔で配置され、前記ステータの径方向に前記ステータの中心軸に向かい形成され、
前記コイルを前記ティースに装着する前記巻回部に設けられるティース取付孔は、前記巻回部の前記ステータの外周側から前記ステータの径方向に前記ステータの中心軸に向かい形成され、
前記ティースと前記ティース取付孔との間に生じるクリアランスは前記ゲートと反対側に生じさせる、
ことを特徴とするステータ製造装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載のステータ製造装置であって、
前記成形部内壁の前記ゲートと反対側端部であるリード側端部から前記ステータの中心軸方向に前記成形部外壁に向かい形成されるエアベントは、前記成形部内壁の前記リード側端部の内径より大きい円周上において等間隔に形成される、
ことを特徴とするステータ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコアとコイルを一体成形してステータを製造するステータ製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
封止材を用いて環状のステータコアとコイルを一体成形してステータを製造する場合、ステータ製造装置に設けられる成形部により形成された空隙に、複数のコイルが装着されたステータコアを格納し、その空隙に連通する複数のゲートから封止材を注入し、空隙に充填された封止材を硬化させてステータを製造している。ところが、ステータを製造する場合、コイル間にゲートを配置し、封止材をゲートの吐出部から空隙に注入すると、封止材が合流してその先端がぶつかり合うことが原因で形成されるウェルドが、コイルのゲート側とコイルのゲートと反対側に、ステータの中心軸と同じ方向のコイルの中心軸を通るステータの径方向に形成されてしまう。更に、それらのウェルドがステータの中心軸方向に直線状に形成されると、封止材に含まれる補強材も中心軸方向に直線状に形成されるため、このウェルドに対する垂直方向に引く力に対して補強材が十分に効果を発揮できず、ステータの強度が低下する。そこで、封止材が合流してその先端がぶつかり合うときにウェルドがステータの中心軸方向に直線状に形成されないように、成形部に突起を設ける技術が知られている。特許文献１を参照。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７８１６３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、成形部内に突起を設ける加工は難しいため、成形部に突起を設けるなどの複雑な加工をせず、ステータの強度を向上させたい。
また、ウェルドの他にも、一体成形する際に封止材内に生じるボイドを成形部の外部に十分に逃がし切れないと、封止材が充填され硬化した後に封止材内に多くのボイドが残留するため、ステータの強度が低下する。
【０００５】
本発明の一側面に係る目的は、ステータの強度を向上させるステータ製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る一つの形態であるステータ製造装置は、複数のコイルが装着されたステータコアを、成形部により形成された空隙に格納し、空隙に複数のゲートから封止材を注入してステータを製造する。
【０００７】
封止材を吐出するゲートの吐出部は、コイルの位置に設けられ、コイルのゲート側端部に封止材を注入可能に配置される。また、吐出部は、ボビンの巻回部に巻線が巻回されたコイルのゲート側端部を、ステータの中心軸方向にゲートに向かい成形部に投影したときに形成される投影部と、コイルのゲート側端部との間に画成される空間部におけるステータの円周方向の幅の中央を通るステータの径方向の線上に配置される。
【０００８】
ステータコアに設けられる複数のティースは、コイルに対応して設けられ、ステータの円周方向に等間隔で配置され、ステータの径方向にステータの中心軸に向かい形成される。また、コイルをティースに装着する巻回部に設けられるティース取付孔は、巻回部のステータの外周側からステータの径方向にステータの中心軸に向かい形成され、ティースとティース取付孔との間に生じるクリアランスはゲートと反対側に生じさせる。
【０００９】
成形部内壁のゲートと反対側端部であるリード側端部からステータの中心軸方向に成形部外壁に向かい形成されるエアベントは、成形部内壁のリード側端部の内径より大きい円周上において等間隔に形成される。
【発明の効果】
【００１０】
ステータの強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ステータ製造装置の一実施例を示す概略図である。
【図２】ステータの一実施例を示す図である。
【図３】ゲートの吐出部の位置を説明するための図である。
【図４】封止材の流れる様子を示す図である。
【図５】ウェルドが形成された様子を示す図である。
【図６】ティースとティース取付孔との間に生じるクリアランスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、ステータ製造装置１の一実施例を示す概略図である。ステータ製造装置１は、ゲート側成形部２（２ａ、２ｂ）とエアベント側成形部３（３ａ、３ｂ）とから構成される成形部を有する。また、ゲート側成形部２とエアベント側成形部３とが接合されると、複数のコイル５が装着された環状のステータコア４を格納する空隙７が形成される。また、空隙７は複数のゲート８と連通し、空隙７に複数のゲート８の吐出部１４から封止材６が注入される。
【００１３】
ゲート側成形部２は、ポット９と連通するとともに、空隙７に連通する複数のゲート８を有する。ゲート側成形部２は、ポット９内の封止材６を、複数のゲート８から空隙７に注入する構造を有する。
【００１４】
エアベント側成形部３は、ボイドの形成を抑えるエアベント１０を有する。エアベント１０は、複数のゲート８の吐出部１４から空隙７に封止材６を注入するとき、封止材６内のボイドを逃がすことができる。
【００１５】
なお、封止材６は、例えば、樹脂材なのでガラス繊維や炭素繊維などの樹脂材補強用の繊維状フィラーを含む。
ステータ製造装置１を用いたステータの製造方法について説明をする。
【００１６】
ステップＳ１の工程では、複数のコイル５が装着されたステータコア４を、ゲート側成形部２とエアベント側成形部３とで形成される空隙７に格納する。
ステップＳ２の工程では、ポット９内の封止材６をプランジャで加圧し、封止材６を複数のゲート８から空隙７に注入する。
【００１７】
ステップＳ３の工程では、空隙７の封止材６が硬化した後に、ゲート側成形部２（２ａ、２ｂ）とエアベント側成形部３（３ａ、３ｂ）とを分離させる。
ステップＳ４の工程では、一体成形された製造物を取り出し、製造物からゲート８とエアベント１０により形成された不要部分の封止材６（ゲート８とエアベント１０に形成された封止材６）を除去する。このようにステップＳ１からステップＳ４の工程により、図２に示すステータ１２を製造することができる。
【００１８】
図２は、ステータの一実施例を示す図である。図２のＡは、ステータ１２の上面図（ゲート方向から見た場合の上面図）を示し、図２のＢは図２のＡに示すステータ１２のＡ−Ａ断面図を示している。ステータ１２は、環状に成形され、ステータコア４とステータコア４に等間隔で装着された複数のコイル５が、封止材６により封止されている構造である。なお、図２、３、５などに示す１０′はエアベント１０が形成されている位置を示している。
【００１９】
ゲート側成形部２のゲート８の位置について説明する。
図３は、ゲート８の吐出部１４の位置を説明するための図である。ただし、図３にはステータコア４及びティース取付孔５ｄに挿入されるティース４ａは便宜上図示していない。
【００２０】
ゲート側成形部２に形成される封止材６を吐出するゲート８の吐出部１４は、ボビン５ａの巻回部５ｂに巻線５ｃが巻回されたコイル５の位置に設けられ、コイルのゲート側端部１６に封止材６が注入可能に配置される。例えば、吐出部１４は、コイルのゲート側端部１６を、ステータ１２の中心軸方向にゲート８に向かい成形部（ゲート側成形部２（２ａ））に投影したときに形成される投影部１５と、コイルのゲート側端部との間に画成される空間部１３におけるステータ１２の円周方向の幅の中央を通るステータ１２の径方向のＬ１線上（一点鎖線）に配置される。
【００２１】
なお、図３に示す吐出部１４は、コイルのゲート側端部１６に平行で、吐出部１４の重心点と投影部１５の重心点とが一致する位置に配置されているが、吐出部１４の位置は図３の構成に限定されるものではない。例えば、吐出部１４の位置は、図３に示す空間部１３のステータ１２のステータ内周側の側面においてＬ１線に垂直なＬ２線上（一点鎖線）に配置してもよい。又は、吐出部１４の位置は、空間部１３のステータ外周側の側面においてＬ１線に垂直なＬ３線上（一点鎖線）に配置してもよい。また、吐出部１４の形状は円形でなくてもよく、例えば、多角形や楕円形であってもよい。
【００２２】
封止材６の流れと、封止材６の充填硬化後のウェルドの発生について説明する。
図４は、封止材の流れる様子を示す図である。図５は、ウェルドが形成される様子を示す図である。図４に示すように配置されたゲート８の吐出部１４から空隙７へ封止材６を注入すると、図４に示す矢印のように封止材６は流れる。すなわち、封止材６は、吐出部１４から空間部１３に注がれると、コイル５の間を通り投影部１７側に矢印の示す方向に流れる。そうすると、封止材６は破線部１９、２０で合流してその先端がぶつかり合うことになる。そのため成形部の空隙７に封止材６が充填された後に封止材６が硬化すると、封止材６がぶつかり合った箇所にウェルドが形成される。すなわち、図５に示すように破線部１９に対応する箇所にはウェルド２１が形成され、破線部２０に対応する箇所にはウェルド２２が形成される。なお、投影部１７とは、図３に示すように、コイルのリード側端部１８（ステータ１２の中心軸方向にコイルのゲート側端部１６と反対側の端部で、コイル５に設けられるリード１１が設けられている側の端部）を、ステータ１２の中心軸方向にゲート８と反対に向かい成形部（エアベント側成形部３（３ａ、３ｂ））に投影したときに形成される投影部である。
【００２３】
このように、ゲート８の吐出部１４をコイル５の位置に設け、コイルのゲート側端部１６に封止材６を注入可能に配置することで、ウェルド２１、２２を封止材６の肉厚な箇所に形成できるので、ステータ１２の強度を向上させることができる。
【００２４】
ウェルド２１は、図５に示すように、コイル５間のステータ１２において最も封止材６が肉厚な部分に、ゲート８側からステータ１２の中心軸方向に形成させることができるため、ステータ１２の強度を向上させることができる。
【００２５】
ウェルド２２は、コイル５のリード１１が配置されるために封止材６を肉厚にしなければならない部分に、図５に示すようにリード側端部２３側からステータ１２の中心軸方向に形成させることができるので、ステータの強度を向上させることができる。すなわち、空間部１３のステータ１２の中心軸方向の封止材６の厚みより肉厚な、図３に示す投影部１７とコイルのリード側端部１８との間に画成される空間部２４に、ステータ１２の中心軸方向にウェルド２２を形成できるので、ステータ１２の強度を向上させることができる。
【００２６】
更に、ゲート８の吐出部１４をコイル５の位置に設け、コイルのゲート側端部１６に封止材６を注入可能に配置するという簡単な構成で、従来のような複雑な形状の成形部を用いずに、ステータ１２の強度を向上させることができる。
【００２７】
なお、空間部２４のステータ１２の中心軸方向の封止材６の厚みと空間部１３のステータ１２の中心軸方向の封止材６の厚みとの肉厚比は、例えば、四倍以上であることが望ましい。
【００２８】
また、エアベント１０は、成形部を構成するエアベント側成形部３の内壁のゲートと反対側端部（図１のリード側端部２３）からステータ１２の中心軸方向にエアベント側成形部３の外壁に通じ、エアベント側成形部３の内壁のリード側端部２３の内径より大きい円周上において等間隔に形成される。すなわち、図２、３、５に示すエアベント１０の位置を示す１０′の円周上に１０′の円周に沿ってエアベント１０は形成される。例えば、エアベント１０は、複数の円形の孔を１０′の円周に沿って等間隔に形成してもよいし、複数の長孔を１０′の円周に沿って等間隔に形成してもよい。なお、エアベント側成形部３ａとエアベント側成形部３ｂとは分離しないようにする。
【００２９】
このようにエアベント１０を形成することで、封止材６を複数のゲート８の吐出部１４から空隙７に注入するとき、封止材６内のボイドを成形部の外部に十分に逃がすようにできるので、封止材６の充填後に封止材６内に多くのボイドが残留することを抑制できる。
【００３０】
更に、エアベント１０を円周１０′上に設けることで、封止材６内のボイドを一様に均一に逃がすことができるので、ステータ１２の強度を向上させることができるとともに、ウェルド２１、２２を所望の位置に精度よく形成させることができる。
【００３１】
なお、封止材６を注入する注入速度は、コイル５の位置ずれやボイドの発生回避などを考慮し、実験やシミュレーションにより決める。
また、上記においてコイル５の形状は図３に示すような略直方体としたが、図３の形状に限定されるものではなく、例えば、円柱形や楕円柱形などであってもよい。
【００３２】
変形例について説明する。
変形例では、空間部１３のステータ１２の中心軸方向の封止材６の厚みを、ティース４ａとティース取付孔５ｄとの間に生じるクリアランスを利用して肉厚にすることで、ステータ１２の強度を向上させる。
【００３３】
図６は、ティース４ａとティース取付孔５ｄとの間に生じるクリアランスを示す図である。ステータコア４に設けられる複数のティース４ａは、図１、２に示すように、コイル５に対応して設けられ、ステータの円周方向に等間隔で配置され、ステータ１２の径方向にステータ１２の中心軸に向かい形成される。また、ティース４ａにコイル５を装着するときに用いる巻回部５ｂに設けられているティース取付孔５ｄは、図３に示すように巻回部５ｂのステータ１２の径方向にステータ１２の中心軸に向かい形成される。
【００３４】
このように、ティース４ａとティース取付孔５ｄとの間に生じるクリアランスＷ１をゲート８と反対側に生じさせることで、コイル５は、ステータ１２の中心軸方向にＷ１だけリード側端部２３側へ寄せて配置できるため、投影部１５とコイルのゲート側端部１６との間の封止材６の厚みをＷ１だけ肉厚にできるので、ステータ１２の強度を向上させることができる。
【００３５】
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１    ステータ製造装置
２    ゲート側成形部
３    エアベント側成形部
４    ステータコア
４ａ    ティース
５    コイル
５ａ    ボビン
５ｂ    巻回部
５ｃ    巻線
５ｄ    ティース取付孔
６    封止材
７    空隙
８    ゲート
９    ポット
１０  エアベント
１１  リード
１２  ステータ
１３、２４  空間部
１４  吐出部
１５、１７  投影部
１６  コイルのゲート側端部
１８  コイルのリード側端部
２１、２２  ウェルド
２３  リード側端部
【図１】
2018033222.tif 000003
【図２】
2018033222.tif 000004
【図３】
2018033222.tif 000005
【図４】
2018033222.tif 000006
【図５】
2018033222.tif 000007
【図６】
2018033222.tif 000008