(57)【要約】【課題】電機子を包んだ金型へ樹脂を注入する際、電機子が軸方向にずれることを抑制する。【解決手段】上型１２と下型１４とを組み合わせた状態では、外周側天面１２３と外周側底面１４３とが当接する。頂面１４２と内周側天面１２２とが、樹脂６を内壁１４９の内周側へ導く内周側通路７を構成する。外周面１４１と対向面１２１とが、樹脂６を導入面１２３ａから内周側通路７へ導く外周側通路８を構成する。射出成形を行うべく樹脂６を導入面１２３ａから金型へ流し込むと、樹脂６は外周側通路８を軸方向に沿って回転子側から反回転子側へと流れ、更に内周側通路７を内周側に向かって流れ、電機子２の上方および外周側の側方に到達する。よって金型に流し込まれた樹脂６は、電機子２を上方から押さえる方向にも分流する（白抜き矢印参照）。【選択図】図６
2018074770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸（Ｊ）を中心として環状に配置される複数のコイル（２ｃ）を有する電機子（２）をモールドする樹脂（６）を成形する金型であって、
上型（１２）と下型（１４）とを備え、
前記下型は、
前記電機子の前記複数のコイルを前記軸についての外周側から環状に囲むための内周面（１４５）と、前記内周面を前記外周側から環状に囲む外周面（１４１）と、前記内周面と前記外周面とを連結する頂面（１４２）とを有する環状の内壁（１４９）と、
前記頂面とは反対側で前記内周面と連結され、前記軸に平行な方向たる軸方向の一方から前記電機子に対向するための内周側底面（１４６）と、
前記内壁の前記外周側において環状に延在する外周側底面（１４３）と
を有し、
前記上型は、
前記外周面の径よりも大きな径を有し、前記外周面を環状に囲むための対向面（１２１）と、
前記内周側底面とともに前記電機子を前記軸方向で挟むための内周側天面（１２２）と、
前記対向面（１２１）の前記外周側において環状に延在し、前記外周側底面に対する合わせ面として機能する外周側天面（１２３）と、
前記対向面よりも前記外周側に少なくとも一つ設けられ、前記対向面を介して前記内周側天面と連結し、前記樹脂の前記金型への注入において前記樹脂を導入する導入面（１２３ａ）と
を有し、
前記外周側天面と前記外周側底面とが当接することで、
前記頂面と前記内周側天面とが、前記樹脂を前記内壁の内周側へ導く内周側通路（７）を構成し、
前記外周面と前記対向面とが、前記樹脂を前記導入面から前記内周側通路へ導く外周側通路（８）を構成する金型。
【請求項２】
前記複数のコイル（２ｃ）に前記軸（Ｊ）側で対向するための筒状面（１３３）を有する中芯（１３）
を更に備え、
前記内周側底面（１４６）は前記中芯を支持する凹部（１４０）を更に有する、請求項１記載の金型。
【請求項３】
前記導入面（１２３ａ）は、前記軸を中心とする周方向において複数が等配して設けられる、請求項１又は請求項２に記載の金型。
【請求項４】
前記外周側天面（１２３）は前記軸を中心とした周方向の少なくとも一箇所において、前記導入面（１２３ａ）を含む後退部（１２９）を有し、
前記後退部以外の前記外周側天面と前記外周側底面（１４３）とが当接することで、前記後退部と前記外周側底面とが前記樹脂を注入するためのゲート（９）を構成する、請求項１〜３のいずれか一つに記載の金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電機子を樹脂でモールドする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１〜３により、樹脂でモールドされた電機子を採用したモータが公知である。特許文献２，３は電機子たるステータを、射出成形用の金型を用いて樹脂ケーシングで覆う技術を開示する。二つの金型が形成する空洞に電機子が収容された状態で、当該空洞へ樹脂が流し込まれ、加熱あるいは冷却によって樹脂が硬化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２０７７１１号公報
【特許文献２】特開２０１５−１５４５１４号公報
【特許文献３】特開２０１５−１５４５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２，３でも図示されるように、空洞に流し込まれる樹脂は、重力により、鉛直下方から当該空洞を充填する。よって充填中の樹脂がステータを鉛直上方に押し上げる場合がある。この場合には、電機子が、その軸方向において樹脂に対してずれてモールドされる問題が発生する。
【０００５】
そこでこの発明は、電機子を包んだ金型へ樹脂を注入する際、電機子が軸方向にずれることを抑制する技術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】
この発明にかかる金型は、軸（Ｊ）を中心として環状に配置される複数のコイル（２ｃ）を有する電機子（２）をモールドする樹脂（６）を成形する。そしてその第１の態様は上型（１２）と下型（１４）とを備える。
【０００７】
前記下型は、前記電機子の前記複数のコイルを前記軸についての外周側から環状に囲むための内周面（１４５）と、前記内周面を前記外周側から環状に囲む外周面（１４１）と、前記内周面と前記外周面とを連結する頂面（１４２）とを有する環状の内壁（１４９）と；前記頂面とは反対側で前記内周面と連結され、前記軸に平行な方向たる軸方向の一方から前記電機子に対向するための内周側底面（１４６）と；前記内壁の前記外周側において環状に延在する外周側底面（１４３）とを有する。
【０００８】
前記上型は、前記外周面の径よりも大きな径を有し、前記外周面を環状に囲むための対向面（１２１）と；前記内周側底面とともに前記電機子を前記軸方向で挟むための内周側天面（１２２）と；前記対向面（１２１）の前記外周側において環状に延在し、前記外周側底面に対する合わせ面として機能する外周側天面（１２３）と；前記対向面よりも前記外周側に少なくとも一つ設けられ、前記対向面を介して前記内周側天面と連結し、前記樹脂の前記金型への注入において前記樹脂を導入する導入面（１２３ａ）とを有する。
【０００９】
前記外周側天面と前記外周側底面とが当接することで：前記頂面と前記内周側天面とが、前記樹脂を前記内壁の内周側へ導く内周側通路（７）を構成し、前記外周面と前記対向面とが前記樹脂を前記導入面から前記内周側通路へ導く外周側通路（８）を構成する。
【００１０】
この発明にかかる金型の第２の態様は、その第１の態様であって、前記複数のコイル（２ｃ）に前記軸（Ｊ）側で対向するための筒状面（１３３）を有する中芯（１３）を更に備える。前記内周側底面（１４６）は前記中芯を支持する凹部（１４０）を更に有する。
【００１１】
この発明にかかる金型の第３の態様は、その第１乃至第２の態様のいずれかであって、前記導入面（１２３ａ）は、前記軸を中心とする周方向において複数が等配して設けられる。
【００１２】
この発明にかかる金型の第４の態様は、その第１乃至第３の態様のいずれかであって、前記外周側天面（１２３）は前記軸を中心とした周方向の少なくとも一箇所において、前記導入面（１２３ａ）を含む後退部（１２９）を有する。前記後退部以外の前記外周側天面と前記外周側底面（１４３）とが当接することで、前記後退部と前記外周側底面とが前記樹脂を注入するためのゲート（９）を構成する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明にかかる金型の第１の態様によれば、電機子を包んだ金型へ樹脂を注入する際、電機子が軸方向にずれることが抑制される。下型の内壁を囲む樹脂は、電機子と共にモータを構成する回転子の界磁が貫通する空洞を形成する。
【００１４】
この発明にかかる金型の第２の態様によれば、中芯を囲む樹脂は、電機子と共にモータを構成する回転子のシャフトが貫通する孔を形成する。
【００１５】
この発明にかかる金型の第３の態様によれば、電機子を包んだ金型へ樹脂を注入する際、電機子が軸についての径方向にずれることが抑制される。
【００１６】
この発明にかかる金型の第４の態様によれば、樹脂を注入するゲートが容易に構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】モールドされた電機子の構成を示す断面図である。
【図２】モールドされた電機子を示す上面図である。
【図３】モールドされた電機子を示す側面図である。
【図４】モールドされた電機子を示す底面図である。
【図５】金型を示す断面図である。
【図６】金型と電機子との位置関係を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１はモールドされた電機子（以下「モールドステータ」と称す）１の構成を示す断面図である。図２、図３、図４は、それぞれモールドステータ１の上面図、側面図、底面図を示す。
【００１９】
図１を参照して、モールドステータ１は、電機子２と、これを覆う樹脂６（但し樹脂６は硬化後のもの）とを備える。図１にはモールドステータ１と共にアウターロータ型のモータを構成する回転子５をも、仮想線によって示す。
【００２０】
回転子５は、界磁５１とシャフト５２とを備える。界磁５１は例えば永久磁石によって実現され、シャフト５２と連結される。シャフト５２は軸Ｊを中心として回転自在に支持される。軸Ｊは電機子２にとっての軸として把握することができる。以下、軸Ｊから離れる方向を外周方向として、軸Ｊに平行な方向を軸方向として説明する。
【００２１】
界磁５１とシャフト５２とを連結する構成、シャフト５２を回転自在に支持する構成については周知技術を採用できるので、ここでは図示及び説明を省略する。
【００２２】
樹脂６は軸Ｊ近傍で電機子２に囲まれる空洞１０６を有する。モールドステータ１が回転子５と共にモータを構成するとき（以下、「モータ構成時」と称す）には、空洞１０６にシャフト５２が挿入される。図１ではシャフト５２が空洞１０６を貫通する態様が例示される。
【００２３】
樹脂６は、空洞１０６を囲む筒部１００，１０１を有する。筒部１００は、モータ構成時に軸方向において回転子５が配置される側（図中では下側：以下「回転子側」と称す）において空洞１０６を囲む。筒部１０１は、軸方向において回転子５が配置される側と反対側（図中では上側：以下「反回転子側」と称す）において空洞１０６を囲む。但し筒部１００は電機子２よりも回転子５が配置される側に、筒部１０１は電機子２よりも回転子５が配置される側とは反対側に、それぞれ位置する。
【００２４】
樹脂６は電機子２よりも外周方向の側（以下「外周側」と称す）においても存在する。樹脂６は当該部位において、軸Ｊを中心として環状を呈する空洞１０３を有する。空洞１０３は回転子側に開口し、モータ構成時においては界磁５１を収納する。
【００２５】
電機子２は、コイル２ｃ、インシュレータ２ｉ、配線基板２ｐ、ティース２ｔ、バックヨーク２ｂを有する。ティース２ｔは複数個が、軸Ｊを中心として環状に配置される。コイル２ｃは例えば集中巻きで、インシュレータ２ｉを介してティース２ｔに巻回される。よって、樹脂６は、軸Ｊを中心として環状に配置される複数のコイル２ｃを有する電機子２をモールドするといえる。
【００２６】
図１において、外周側のインシュレータ２ｉとコイル２ｃとの間に樹脂６のみが介在しているように示されるが、他の断面ではティース２ｔあるいはインシュレータ２ｉが現れる。バックヨーク２ｂは環状に配置された複数のティース２ｔに、軸Ｊに近い側（以下「内周側」と称す）で隣接する。配線基板２ｐは例えばプリント基板であり、コイル２ｃへの給電に供される。このような電機子２の構成それ自体は周知であるので、更なる説明は割愛する。
【００２７】
樹脂６は空洞１０３よりも外周側に取り付け孔１０４及び取り付け翼１０５を有する。取り付け孔１０４は軸Ｊを中心とする周方向において、一対の取り付け翼１０５に挟まれて軸Ｊに沿って貫通する。取り付け孔１０４及び取り付け翼１０５はモールドステータ１を他の部位に固定する締結部材の使用の便宜のための機構であり、本実施の形態とは関係が低いので、更なる説明は割愛する。
【００２８】
図２及び図４において示されるコネクタ口１０は、配線基板２ｐを介してコイル２ｃへ給電するための配線を接続する機能を有する。コネクタ口１０も本実施の形態とは関係が低いので、更なる説明は割愛する。
【００２９】
図５及び図６はモールドステータ１を製造するために樹脂６を成型する金型を示す断面図である。これらの断面図は、図２で示されたモールドステータ１の位置Ｃに対応する、金型の断面を示す。
【００３０】
図５は金型を構成する要素（以下「金型要素」）毎に分解して示し、図６は金型要素が組み合わされた状態（以下「組み合わせ状態」と称す）を示す。図５において二点鎖線は金型要素を組み合わせる方向に平行な仮想線を示す。
【００３１】
組み合わせ状態における金型が内包する空間に、樹脂６が流し込まれる。但し、図６において電機子２が、図示の煩雑を避けるために外形が仮想線で示される。
【００３２】
当該金型は、金型要素として上型１２と下型１４とを備える。組み合わせ状態において上型１２は下型１４に対して鉛直上方に配置される。
【００３３】
下型１４は、環状の内壁１４９と、内周側底面１４６と、外周側底面１４３とを有する。上型１２は、対向面１２１と、内周側天面１２２と、外周側天面１２３と、導入面１２３ａとを有する。
【００３４】
内壁１４９は、内周面１４５と、外周面１４１と、頂面１４２とを有する。内周面１４５は、モータ構成時にコイル２ｃを外周側から環状に囲むための面である。外周面１４１は、内周面１４５を外周側から環状に囲む面である。頂面１４２は、内周面１４５と外周面１４１とを反回転子側で連結する面である。実際には頂面１４２及び内周面１４５は、電源線を引き込むための構造を得るために、より複雑な形状を呈する。ただし本実施の形態との関連が薄く、図面を不要に複雑とすることを回避すべく、ここでは頂面１４２及び内周面１４５の形状を簡略化して示す。
【００３５】
内周側底面１４６は、軸方向の一方側、具体的には回転子側で内周面１４５と連結され、反回転子側から電機子２に対向するための面である。外周側底面１４３は、内壁１４９の外周側において環状に延在する面である。内周側底面１４６の形状はモールドステータ１の底面１０９の形状を規定する。ここでは外周側底面１４３、内周側底面１４６のいずれもが軸方向にほぼ直交するが、モールドステータ１に要求される回転子側の面の形状に依存して、軸方向に対して傾斜してもよい。
【００３６】
対向面１２１は、外周面１４１の径よりも大きな径を有し、組み合わせ状態で外周面１４１を環状に囲むための面である。内周側天面１２２は、電機子２を包んだ組み合わせ状態において、内周側底面１４６とともに電機子２を軸方向で挟むための面である。内周側天面１２２の形状は、モールドステータ１の上面１０２の形状を規定する。
【００３７】
外周側天面１２３は、対向面１２１の外周側において環状に延在し、組み合わせ状態において外周側底面１４３に対する合わせ面として機能する。
【００３８】
導入面１２３ａは、対向面１２１よりも外周側に少なくとも一つ設けられ、対向面１２１を介して内周側天面１２２と連結する。導入面１２３ａは、組み合わせ状態における樹脂６の注入において、樹脂６を導入する面である。
【００３９】
組み合わせた状態においては、以下のように説明される。外周側天面１２３と外周側底面１４３とが当接する。頂面１４２と内周側天面１２２とが、樹脂６を内壁１４９の内周側へ導く内周側通路７を構成する。外周面１４１と対向面１２１とが、樹脂６を導入面１２３ａから内周側通路７へ導く外周側通路８を構成する。
【００４０】
組み合わせ状態において射出成形を行うべく、樹脂６を導入面１２３ａから金型へ流し込む。樹脂６は白抜き矢印で示されるように、外周側通路８を軸方向に沿って回転子側から反回転子側へと流れ、更に内周側通路７を内周側に向かって流れ、電機子２の上方および外周側の側方に到達する。
【００４１】
よって金型に流し込まれた樹脂６は、電機子２を上方から押さえる方向にも分流する。これは電機子２の側方を経由して内周側底面１４６に到達する樹脂６が、電機子２を上方に押し上げる力を緩和、もしくは消滅させる。電機子２は内周側底面１４６によって軸方向に支持されるので、樹脂６の分流が電機子２を上方から押さえても、電機子２を軸方向にずれることはない。換言すれば、上述の金型を用いることにより、樹脂６を注入する際に電機子２が軸方向にずれることが抑制される。
【００４２】
金型が包む空間に流し込まれた樹脂６を公知の手法で硬化させ、金型を外すことによって図1に示されるモールドステータ１が得られる。内壁１４９を囲む樹脂６は空洞１０３を形成する。
【００４３】
金型は金型要素として中芯１３をも備えることが望ましい。内周側底面１４６は下型１４の中央に、組み合わせ状態において中芯１３を支持する凹部１４０をも有する。中芯１３は筒状面１３２，１３３及び頂面１３１を有する。筒状面１３２の径は筒状面１３３の径よりも大きく、組み合わせ状態において筒状面１３２は凹部１４０と嵌合する。頂面１３１は筒状面１３３に対し筒状面１３２と反対側に位置する。
【００４４】
組み合わせ状態において、筒状面１３３は筒状面１３２よりも凹部１４０から軸方向に沿って離れて位置する。中芯１３を囲む樹脂６は空洞１０６を形成する。凹部１４０の周辺の形状を適宜に設計することにより、所望の形状で筒部１００が得られる。電機子２を包んだ組み合わせ状態において、筒状面１３３は軸Ｊ側からコイル２ｃに対向する。
【００４５】
導入面１２３ａは、周方向において複数が等配して設けられることが望ましい。かかる構成は、金型へ樹脂６を注入する際、電機子２が径方向にずれることを抑制する。
【００４６】
外周側天面１２３は周方向の少なくとも一箇所において、導入面１２３ａを含む後退部１２９を有することが望ましい。かかる構成は、組み合わせ状態において後退部１２９と外周側底面１４３とが樹脂６を注入するためのゲート９を構成することを容易にする。
【００４７】
金型は金型要素として置きコマ１１をも備えることが望ましい。置きコマ１１は凹部１１０と、外周面１１１とを有する。凹部１１０は、組み合わせ状態において頂面１３１を覆う。外周面１１１の周辺の形状を適宜に設計することにより、所望の形状で筒部１０１が得られる。
【００４８】
上型１２は、凹部１２４，１２５をも有する。これらの形状を適宜に設計することにより、所望の形状でそれぞれ取り付け孔１０４及び取り付け翼１０５が得られる。
【００４９】
内周側天面１２２は凸部１２８を有する。凸部１２８の形状は、モールドステータ１の上面１０２に現れる凹部１０８（図２参照）の形状を規定する。凸部１２８の機能は本実施の形態とは関係が薄いので、その説明を割愛する。
【符号の説明】
【００５０】
２  電機子
２ｃ  コイル
６  樹脂
７  内周側通路
８  外周側通路
９  ゲート
１２  上型
１３  中芯
１４  下型
１２１  対向面
１２２  内周側天面
１２３  外周側天面
１２３ａ  導入面
１２９  後退部
１３３  筒状面
１４０  凹部
１４１  外周面
１４２  頂面
１４３  外周側底面
１４５  内周面
１４６  内周側底面
１４９  内壁
Ｊ  軸
【図１】
2018074770.tif 000003
【図２】
2018074770.tif 000004
【図３】
2018074770.tif 000005
【図４】
2018074770.tif 000006
【図５】
2018074770.tif 000007
【図６】
2018074770.tif 000008