(57)【要約】【課題】コア外周部にインサート成形によりインシュレータを形成するようにしたステータにおいて、成形時のバリ発生の影響を受けることなく常に安定して精度よくコイルを巻くことができるステータ構造及びその製造方法を提供する。【解決手段】ステータコアを分割した分割コア１及び分割コアの外周部に樹脂製のインシュレータ２を介してコイル３を巻回するモータ用ステータであって、インシュレータ２は、分割コア１の外周部にインサート成形により形成されていると共に、インサート成形時のパーティングライン（ＰＬ）を含む箇所に設けられたバリ逃げ用窪み部２３や２８等を有している構成である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアを分割した分割コア及び前記分割コアの外周部に樹脂製のインシュレータを介してコイルを巻回するモータ用ステータであって、
前記インシュレータは、前記分割コアの外周部にインサート成形により形成されていると共に、インサート成形時のパーティングラインを含む箇所に設けられたバリ逃げ用窪み部を有している、ことを特徴とするモータ用ステータ。
【請求項２】
前記インシュレータは、前記コイルを巻回する巻き面が断面略矩形の外周であり、前記窪み部が前記多角形の各角部に位置していることを特徴とする請求項１に記載のモータ用ステータ。
【請求項３】
前記インシュレータは、前記コイルを巻回する巻き面と、前記巻き面の前後端より立ち上がるフランジ部とを有し、前記窪み部は前記巻き面と共に前記フランジ部の内周面の一部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のモータ用ステータ。
【請求項４】
前記フランジ部に設けた前記窪み部は、前記フランジ部の角部に位置していることを特徴とする請求項３に記載のモータ用ステータ。
【請求項５】
前記インシュレータは、前記巻き面である断面略矩形の外周にあって、前記多角形の角部を挟んだ外周部分に形成されて前記コイルを巻回方向に案内するガイド溝を有していることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のモータ用ステータ。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載のモータ用ステータの製造方法であって、
前記分割コアの外周部に樹脂製のインシュレータをインサート成形する場合に用いられる成形金型は、前記分割コアを上下から挟み込む上下型と、前記インシュレータのうち、左右側面を形成するための２つのスライド型と、前後端面を形成するための２つのスライド型とを少なくとも有していると共に、前記スライド型同士が当接する箇所に設けられた突出形成部により、前記バリ逃げ用の窪み部を形成することを特徴とするモータ用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、モータ（回転電機）を構成しているステータに関し、特に分割コアの外周部にインサート成形により形成されたインシュレータ（樹脂の絶縁体）を有するモータ用ステータ及びその製造方法。
【背景技術】
【０００２】
図８は特許文献１に開示のモータを径方向に断面した図である。同（ａ）において、ハウジング２０には、ステータ（固定子）３１が内周側に設けられ、その内側に回転軸４３を介して回転されるロータ（回転子）４０が配置されている。ロータ４０はステータ３１からの回転磁界を受けて回転される。ここで、ステータ３１は、ヨーク部及びティース部を分割したタイプである。ヨーク部は、複数の円環状磁性体を軸方向に積層した円筒状ヨークコア３３から構成されている。ティース部は、ヨークコア３３と分割されており、周方向に所定の間隔を保って複数配置されると共に、径方向一端側をヨークコア３３の内周部に嵌合したティースコア３４から構成されている。各ティースコア３４は、ヨークコア３３と同じく複数の磁性体を積層した構成であり、同（ｂ）に示されているごとく外周部に樹脂製のインシュレータ（スロット絶縁）３６を介して巻回されたコイル（固定子巻線）３２を有している。
【０００３】
以上の構造において、インシュレータ３６はティースコア３４の外周部にインサート成形により形成される。この構造では、インシュレータ３６の厚さとして、コイル３６を巻く箇所つまり巻線巻回部３６ａの厚さを、先端側フランジ部（先端部側巻線枠部）３６ｂ、後端側フランジ部（ヨークコア締結部側枠部）３６ｃよりも薄く、好ましく０．２〜０．３ｍｍ程度の厚さに形成することにより、熱抵抗を小さくなるようにする。また、ティースコアの巻線巻回部３４Ｉにおいて、コイルが巻かれる部位にあたる表面で対向する２つの面には、一方の面と他方の面とで径方向の位置を異ならせる溝部３４ｎを設けることにより、樹脂のインサート成形の際に樹脂のショートショットや膨れを防止可能にしたものである。
【０００４】
同（ｃ）は前記のインサート成形方法に用いられる成形金型を示している。この構造では、上型５０、下型５３、２つのスライド型５１，５２を少なくとも有しており、ティースコア３４を下型５３に固定し、ティースコア３４を両側から挟み込むようにスライド型５１，５２を設置し、スライド型５１，５２を上型５０で下型方向に押し付け、スライド型５１，５２を互いに近接するよう押し付け方向に対して直交する方向に移動させ、上型５０，下型５３及びスライド型５１，５２が密接してこれらとティースコア３４との間に形成された隙間に絶縁性樹脂を注入し、絶縁性樹脂を硬化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３７９１４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したインサート成形では、特にスライド型同士がティースコアの巻線巻回部との間に所定の隙間を保って密接された状態で、前記隙間つまりキャビティにゲートから溶融樹脂が設定流入速度及び圧力で充填されるが、溶融樹脂がパーティング隙間（クリアランス）に流入しバリ発生の虞がある。バリがコイルの接触面に形成されると、コイルを精度よく巻けなくなり巻線時に位置ずれし易くなる。
【０００７】
この対策としては、バリ発生が主として成形圧力、金型温度、射出速度に影響されるため、例えば、樹脂温度を高めに設定したり射出圧（保圧）を低めに設定することでバリ発生を極力生じないようにしている。しかし、このバリは、成形条件の変動や金型の長期使用に起因した摩耗や歪み発生などにより発生する関係で完全に防ぐことは難しい。製造現場では、成形後にバリ発生の有無を検査してバリ取り修正作業も行われているが、高精度のステータではバリ取り不可とされることもある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、コア外周部にインサート成形により形成されたインシュレータを有するステータにおいて、成形時のバリ発生の影響を受けることなく常に安定して精度よくコイルを巻くことができるステータ及びその製造方法を提供することにある。他の目的は、以下の内容説明のなかで明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために請求項１の本発明は、ステータコアを分割した分割コア及び前記分割コアの外周部に樹脂製のインシュレータを介してコイルを巻回するモータ用ステータであって、前記インシュレータは、前記分割コアの外周部にインサート成形により形成されていると共に、インサート成形時のパーティングライン（ＰＬ）を含む箇所に設けられたバリ逃げ用窪み部を有していることを特徴としている。
【００１０】
以上の本発明は、以下のように更に具体化されることがより好ましい。
（ア）、前記インシュレータは、前記コイルを巻回する巻き面が断面略矩形の外周であり、前記窪み部が前記矩形の角部に位置している構成である（請求項２）。
（イ）、前記インシュレータは、前記コイルを巻回する巻き面と、前記巻き面の前後端より立ち上がる前後のフランジ部とを有し、前記窪み部は前記巻き面と共に前記フランジ部の内周面の一部に設けられている構成である（請求項３）。
【００１１】
（ウ）、前記フランジ部に設けた前記窪み部は、前記フランジ部の矩形の角部に位置している構成である（請求項４）。
（エ）、前記インシュレータは、前記巻き面である断面略矩形の外周にあって、前記矩形の角部を挟んだ外周部分に形成されて前記コイルを巻回方向に案内するガイド溝を有している構成である（請求項５）。このガイド溝は、コイルを径方向に受け入れて位置決めし易い形状であり、少なくとも巻き面の角部を挟んだ両側に設けられる。また、場合によっては、図３（ｂ）に例示されるごとくガイド溝を角部と角部の間にも設けることが好ましい。
【００１２】
一方、請求項６の発明は、請求項１から５の何れかに記載のモータ用ステータの製造方法であって、前記分割コアの外周部に樹脂製のインシュレータをインサート成形する場合に用いられる成形金型は、前記分割コアを上下から挟み込む上下型と、前記インシュレータのうち、左右側面を形成するための２つのスライド型と、前後端面を形成するための２つのスライド型とを少なくとも有していると共に、前記スライド型同士が当接する箇所に設けられた突出形成部により、前記バリ逃げ用の窪み部を形成することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明では、コア外周部にインサート成形によりインシュレータを形成するようにしたモータ用ステータにおいて、仮にインサート成形でバリが発生したとしても、バリ発生箇所であるＰＬを含む箇所をコイル巻き面から一段下げた窪み部、つまり段差部ないしは凹部に形成してバリエッジをコイル巻き面から遠ざけることにより、成形時のバリ発生の影響を受けることなく常に安定して精度よくコイルを巻くことが可能となり、歩留まり向上、更にはモータ出力向上に寄与できる。
【００１４】
請求項２の発明では、コイル巻き面を断面略矩形の外周にした構造において、インシュレータが窪み部を矩形の角部に形成していると、図７から推察されるごとく成形金型におけるスライド型構成を簡明化し易く、コイル巻回操作を良好に行えるようにする。
【００１５】
請求項３の発明では、コイルが図４（ｂ）及び（ｃ）のごとく巻き面及び前後のフランジ部の間の区画部に収まるよう巻かれるが、窪み部が巻き面と共にフランジ部の内周面の一部に設けられることにより、仮にインサート成形でバリがフランジ部内周面に発生したとしても、フランジ部内周面の一段低くなった窪み部でコイルがバリエッジに接しないよう吸収して精度よく巻回操作可能となる。
【００１６】
請求項４の発明では、窪み部がコイルを巻回する巻き面と共にフランジ部の矩形角部に形成されていると、図７から推察されるごとく成形金型におけるスライド型構成を簡易化できる。
【００１７】
請求項５の発明では、インシュレータが矩形の角部を挟んだ外周部分に形成されてコイルを巻回方向に案内するガイド溝を有しているため、コイルの巻回操作においてコイルの巻きずれを確実に防止できるようにする。
【００１８】
請求項６の発明では、以上の請求項１から５のモータ用ステータの製造方法として、インシュレータをインサート成形するときに用いられる成形金型に形状追加するだけでよく、簡易であり実施容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）と（ｂ）は発明形態の分割コア（コイルを省略）の外観を異なる方向から見た概略斜視図である。
【図２】（ａ）は図１の分割コアにおいてバリ逃げ用窪み部にハッチングを付した状態で示す部分拡大図、（ｂ）は（ａ）を天地逆転した状態で示す部分拡大図である。
【図３】上記分割コアの細部を示し、（ａ）は後端面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は先端面図である。
【図４】（ａ）は図３の分割コアの左端面図であり、（ｂ）と（ｃ）はコイルを巻回する際の作用を説明するための模式図である。
【図５】（ａ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図３（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は図３（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】インサート成形に使用される成形金型を図５（ａ）の断面に対応して模式的に示す説明図である。
【図７】（ａ）は図６のＤ−Ｄ線に沿った模式矢視断面図である。
【図８】（ａ）は特許文献１に開示されているモータ構造を示し、（ｂ）は分割コアを示し、（ｃ）はインサート成形に用いられた成形金型を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の形態を添付図面を参照して説明する。図１から図５は本発明形態のモータ用ステータを構成している分割コアを示し、図６及び図７は分割コアにインシュレータを形成するための成形金型を示している。以下の説明では、モータ用ステータ構造を明らかにした後、その成形方法と利点に言及する。
【００２１】
（ステータ構造）図１から図５において、モータ用ステータは、図８（ａ）と同様にステータコアが分割された複数の分割コア１により構成されている。各分割コア１は、図４及び図５に示されるごとくティース部１０及びヨーク部１１を一体に有したタイプであり、ティース部１０の外周部に樹脂製のインシュレータ２を介してコイル３が巻回される。
【００２２】
また、分割コア１は、磁性鋼板を略Ｔ字形に打ち抜くことによりティース対応部及びヨーク対応部を有したコア素材を用い、前記コア素材の所定枚数を積層した状態でレーザー溶接などの接合手段により一体に結合されて作製される。各図ではそのコア素材の輪郭ないしは積層構成を省いている。なお、分割コア１において、不図示のロータと対向する方向にある二面を先端面又は後端面と称し、該先後端面と交差する方向（ロータの回転方向）にある二面を左側面又は右側面と称し、残りの対向している二面を上面又は下面と称する。
【００２３】
まず、ティース部１０は、ロータ（不図示）側に突出した先端面１２が略平坦面に形成されていると共に、先端面１２の手前側周囲に形成された張出部１３を有している。張出部１３は、不図示のロータ回転方向である左及び右方向に突出している。
【００２４】
ヨーク部１１は、外周である後端面が緩い円弧面であり、その円弧面の中間に設けられた凹部１４と、左右側面のうち、一方（この例では右側）に設けられた凹部１５、及び他方（この例では左側）に設けられ凸部１６とを有している。凹部１４は、後述するインシュレータ用の成形金型に分割コア１を配置するときや、不図示のモータハウジングの内側に分割コア１を配置するときに利用される。凹部１５及び凸部１６は、図４（ｃ）に示されるごとく互いに係合可能な形状であり、分割コア１同士を連結する場合に利用される。
【００２５】
インシュレータ２は、高絶縁性及び耐熱性に優れたＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂などにより、分割コア１を構成している外周部、つまりティース部１０の外周及びヨーク部１１の内側端面にインサート成形により形成されており、インサート成形時のパーティングライン（ＰＬ）を含む箇所に設けられたバリ逃げ用窪み部２３と、窪み部２３を挟んだ両側に設けられたコイル用ガイド溝２４を有している。
【００２６】
詳述すると、インシュレータ２は、図５に示されるごとくコイル３を巻回する箇所である巻き面２０が断面矩形状の筒形外周であり、巻き面２０の前後端より立ち上がる前後のフランジ部２２，２１を有し、コイル巻回用の空間、つまりボビンに相当する巻き空間を巻き面２０と前後フランジ部２２，２１とで区画している。なお、前後のフランジ部２２，２１は、通常、図５（ｂ）に例示されるごとく各フランジ部が巻き面２０の厚さよりも厚く形成されている。また、図４（ｃ）に例示されるごとく巻き面２０におけるコイル３の巻回数や巻回分布から前フランジ部２２が後フランジ部２１より径小に形成されている。
【００２７】
ここで、巻き面２０において、四つの角部には、図５（ｃ）に表れるごとくインサート成形時にＰＬを含む箇所ないしは大きさからなる略Ｖ形の窪み部２３が形成されている。各窪み部２３の深さは、インサート成形時にバリが発生したとしても、コイル３を巻くときに巻回操作に影響しない寸法、つまりコイル３がバリに接しないよう設定されている。
【００２８】
後フランジ部２１は、図３に示されるごとく右側が連続した板部分に二つの角部２１ａ，２１ａを形成しているのに対し、左側が二つの角部２１ａ，２１ａの間が切り欠かれると共に外面側を厚肉部２６に形成している。一方、前フランジ部２２は、左右が同形であり、何れもが二つの角部２２ａ，２２ａの間を切り欠いている。
【００２９】
各角部２１ａ及び角部２２ａにおいて、互いに対向している内面には、図２に表れるごとくインサート成形時にＰＬを含む箇所ないしは大きさからなる一段低い窪み部２８，２９が形成されている。各窪み部２８，２９の深さないしは段差は、インサート成形時にバリが発生したとしても、コイル３を巻くときに巻回操作に影響しない寸法、つまりコイル３がバリに接しないよう設定されている。
【００３０】
また、インシュレータ２は、巻き面２０である断面略矩形の外周にあって、各角部を挟んだ両側部分に多数のガイド溝２４を形成している。各ガイド溝２４は、コイル３を巻回方向に案内する箇所であり、図４（ｂ）に示した拡大図から分かるようにコイル３を径方向に受け入れて位置決めし易い断面半円弧状に形成されている。加えて、このインシュレータ２では、上・下面にあって左右中間にもガイド溝２４よりも長いガイド溝２５が形成されている。
【００３１】
コイル３は、銅等の高導電材料にエナメル等にて絶縁皮膜を施した構成であり、縦断面が略丸形である。但し、コイルとしては、例えば、四角形断面の平角線であってもよい。その場合は、ガイド溝２４，２５の形状もその平角線を位置決めし易い形状に変更されることになる。
【００３２】
（成形方法）図６及び図７は、以上の分割コア１の外周部にインシュレータ２をインサート成形により形成する場合に用いられる成形金型の一例を示している。この例では、上型４と、下型５と、対向配置された長いスライド型６，７と、スライド型６，７と交差する方向に配置された短いスライド型８，９との合計６つの成形型からなる。なお、図６は図５（ａ）の断面に対応した箇所の金型構成を示し、図７は図６のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【００３３】
分割コア１は、上型４及び下型５の対応部に挟み込まれた状態で位置決め固定されている。上型４と下型５の間には、対向配置されて主にインシュレータ２の左右側面を形成するためのスライド型６，７と、対向配置されて主にインシュレータ２の前後端面を形成するためのスライド型８，９とが設けられている。また、スライド型６〜９は、スライド型６とスライド型８の当接部であるＰＬ、スライド型６とスライド型９の当接部であるＰＬ、スライド型７とスライド８の当接部であるＰＬ、スライド型７とスライド型９の当接部であるＰＬがインシュレータ２の四つの角部に対応し設定されている。
【００３４】
スライド型６〜９と分割コア１の間には、上記した矩形の外周である巻き面２０を形成可能にするクリアランスが設けられている。また、スライド型６〜９と上型４及びヨーク部１１の内側端面との間には、後フランジ部２１を形成可能にするクリアランスが設けられている。同じく、スライド型６〜９と下型４及び上記ティース部１０の先端面との間には、前フランジ部２２を形成可能にするクリアランスが設けられている。
【００３５】
また、各スライド型６〜９は、図７に示されるごとくＰＬを形成している箇所にあって、巻き面２０を形成可能にするクリアランスのうち、四箇所の角部を形成する空間に向けて突出して窪み部２３を形成する突出形状部６ａ〜９ａと、その窪み部２３形成用の各突出形状部６ａ〜９ａに隣接して設けられてガイド溝２４を形成する不図示の突出形状部と、スライド型６，７に設けられてガイド溝２５を形成する不図示の突出形状部と、上フランジ部２１の四箇所の角部２１ａと、下フランジ部２２の四箇所の角部２２ａとの各対向内面に段差となった窪み部２８又は２９を形成可能にする不図示の突出形状部とを有している。
【００３６】
従って、インサート成形では、絶縁性の溶融樹脂が不図示のゲートから上記クリアランスつまりキャビティに溶融樹脂が設定流入速度及び圧力で充填されると共に硬化された後、離型されることによりインシュレータ２を一体に有した分割コア１が得られる。
【００３７】
（利点）以上の分割コア１は、コイル３が外周の巻き面２０に所定回数だけ巻回操作されてモータ用ステータとして作成される。このコイルの巻回操作は、従来と同様にコイル巻線装置により自動で行われる。この操作では、仮にインシュレータ２を形成するインサート成形においてバリが発生していたとしても、バリ発生箇所であるＰＬを含む箇所をコイル巻き面２０から一段下げた窪み部２３、つまり段差部ないしは凹部に形成してバリエッジをコイル巻き面２０から遠ざけるようにしたため、成形時のバリ発生の影響を受けることなく常に安定して精度よくコイルを巻くことが可能となる。
【００３８】
また、この構造では、コイル巻き面２０を断面略矩形の外周のうち、インシュレータ２が窪み部２３を矩形の角部に形成していることから、図６及び図７から推察されるごとく成形金型におけるスライド型６〜９を簡明化できる。加えて、この構造では、コイル３が巻き面２０と前後フランジ部２２，２１の間の区画部に収まるよう巻かれる。その際は、巻き面の窪み部２３と共にフランジ部内周面の窪み部２８，２９により、仮にインサート成形でバリがフランジ部内周面に発生していたとしても、フランジ部内周面の一段低くなった窪み部２８，２９にてコイル３がバリエッジに接しないよう吸収して精度よく巻回可能となる。
【００３９】
しかも、この構造では、インシュレータ２が矩形の角部を挟んだ外周部分に形成されてコイル３を巻き方向に案内するガイド溝２４、更に角部と角部との間に設けられたガイド溝２５を有しているため、コイル３の巻回操作においてコイルの巻きずれを確実に防止できる点でも優れている。
【００４０】
なお、本発明のモータ用ステータは、請求項１で特定される構成を備えておればよく、細部は以上の説明を参考にして変更したり展開可能なものである。その一例として、分割コアはティース部及びヨーク部を一体に有した形態を示したが、特許文献１のように円環状のヨークコアに後付けするタイプであってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・・分割コア
２・・・・インシュレータ
３・・・・コイル
４・・・・上型
５・・・・下型
６・・・・スライド型（６ａは窪み部形成用の突出形状部）
７・・・・スライド型（７ａは窪み部形成用の突出形状部）
８・・・・スライド型（８ａは窪み部形成用の突出形状部）
９・・・・スライド型（９ａは窪み部形成用の突出形状部）
１０・・・ティース部
１１・・・ヨーク部
２０・・・コイル巻回部
２１・・・後フランジ部（２１ａは角部）
２２・・・前フランジ部（２２ａは角部）
２３・・・窪み部
２４・・・ガイド溝
２５・・・ガイド溝
２８・・・窪み部
２９・・・窪み部
ＰＬ・・・パーテイングライン
【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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