(57)【要約】【課題】レアショートおよび耐圧不良の発生を防止できるモールドモータを提供すること。【解決手段】ステータ６には第１のモールド層１５および第２のモールド層１９が形成されている。これら第１のモールド層１５および第２のモールド層１９はステータ６を気密状態にモールドするものであり、当該順序で別工程で成形される。この構成の場合、第１のモールド層１５を成形した後にステータコア７の内周面に切削加工を施し、円周面のエッジを除去することができる。この切削加工時にはステータコア７のスロット内に第１のモールド層１５が形成されており、切削粉がスロット内に侵入することがなくなるので、ステータコイル８の通電時にレアショートが発生したり、ステータコイル８間の耐圧不良が発生することを防止できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアのスロット内に充填された第１のモールド層と、
前記ステータコアの周面を覆う第２のモールド層とを備え、
前記第１のモールド層および前記第２のモールド層は、機械的に別個の樹脂層から構成されていることを特徴とするモールドモータ。
【請求項２】
第１のモールド層および第２のモールド層は、異種の樹脂材料から構成されていることを特徴とする請求項１記載のモールドモータ。
【請求項３】
第１のモールド層および第２のモールド層の一方には、被係合部が設けられ、
第１のモールド層および第２のモールド層の他方には、被係合部に係合する係合部が設けられていることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載のモールドモータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のモールドモータを製造する方法において、
第１のモールド層を成形する第１のモールド工程と、
ステータコアの周面に切削加工を施す切削工程と、
第２のモールド層を成形する第２のモールド工程と
を当該順序で行うことを特徴とするモールドモータの製造方法。
【請求項５】
第２のモールド工程を第１のモールド工程に比べて高い成形圧力で行うことを特徴とする請求項４記載のモールドモータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステータコアをモールドするモールド層を有するモールドモータおよびモールドモータの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記モールドモータの従来構成を図６および図７に基いて説明する。モータフレーム３０内には、図６に示すように、ステータ３１が固定されている。このステータ３１はステータコア３２に複数のステータコイル３３を巻装してなるものであり、ステータコア３２は複数枚の打抜鋼板３４（図７参照）を積層することに基いて形成されている。また、モータフレーム３０内には、図６に示すように、モールド層３５が形成されている。このモールド層３５はステータ３１の外周面を除く全域を気密状態に覆うものであり、ステータ３１の組付状態でモータフレーム３０内に溶融樹脂を注入することに基いて成形される。
【０００３】
【特許文献】
特許第３０５０９９４号（図５参照）
上記構成の場合、ステータコア３２の製造時に打抜鋼板３４の積層位置が径方向にばらつき、ステータコア３２の内周面に突状のエッジ３６（図７参照）が発生することがある。このステータコア３２とモールド層３５との間には線膨張係数に大きな違いがあり、特に低温環境下での使用時に収縮量の差に起因してエッジ３６に大きなせん断応力が発生するので、モールド層３５にエッジ３６を起点とする亀裂３７（図７参照）が生じることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来では、ステータコア３２の内周面に切削加工を施すことに基いてエッジ３６を除去した後にモールド層３５を成形することで亀裂３７の発生を防止していた。このため、切削加工時に切削粉がステータコア３２のスロット内に侵入することがあるので、ステータコイル３３の通電時にレアショートが発生したり、ステータコイル３３間の耐圧不良が発生する虞れがある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、レアショートおよび耐圧不良の発生を防止できるモールドモータおよびモールドモータの製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
＜請求項１に係る発明について＞
請求項１に係る発明はステータコアに第１のモールド層および第２のモールド層を設けるところに特徴を有するものであり、用語の意義は下記の通りである。
「ステータコア」：磁気回路の静止部を構成する芯材を総称するものであり、アウタロータ形モータ・インナロータ形モータのいずれに適用されるものであっても良い。このステータコアは打抜板を積層することに基いて構成される積層コアに限定解釈されるものではなく、非積層コアをも含む用語である。
「スロット」：ステータコイルが挿入される空間部を総称するものであり、開放スロット（開口部の幅寸法がスロット自体の幅寸法以上であるスロット）・半閉スロット（開口部の幅寸法がスロット自体の幅寸法より小さいスロット）・閉鎖スロット（開口部を持たない完全閉鎖されたスロット）のいずれであっても良い。
「第１のモールド層」：ステータコアのスロット内に充填された樹脂部を称するものであり、充填とはスロット内に切削粉等の異物が侵入しない充填度で樹脂が詰まっていることを称する。
「第２のモールド層」：ステータコアの周面を覆う樹脂部を称するものである。ここで周面とはステータコアの内周面および外周面を総称する用語であり、第２のモールド層のモールド箇所はステータコアの内周面・外周面・これらの組合せのいずれかである。この第２のモールド層はステータコアの内周面の全て・外周面の全て・これらの組合せを覆うものに限定解釈されるものではなく、内周面の一部・外周面の一部・これらの組合せのいずれかを覆うものをも含む用語である。
「機械的に別個」：第１のモールド層および第２のモールド層が基材の混合状態で存在する態様は機械的に別個に該当せず、接触の有無を問わず基材の非混合状態で存在する態様が機械的に別個に該当する。例えば一体成形された２つのモールド層は第１のモールド層および第２のモールド層としての適格性がなく、時間的に先後して成形された２つのモールド層は第１のモールド層および第２のモールド層としての適格性を有する。
請求項１に係る発明によれば、第１のモールド層を成形した後にステータコアの周面に切削加工を施し、周面のエッジを除去することができる。この切削加工時にはステータコアのスロット内に樹脂が充填されている。このため、切削粉がスロット内に侵入することがなくなるので、ステータコイルの通電時にレアショートが発生したり、ステータコイル間の耐圧不良が発生することを防止できる。しかも、エッジの除去後に第２のモールド層を成形することができるので、エッジと共に切削されたモールド層を修復することができる。
【０００６】
＜請求項２に係る発明について＞
請求項２に係る発明は第１のモールド層および第２のモールド層を異種の樹脂材料から構成するところに特徴を有する。この異種の樹脂材料とは種類が異なる樹脂材料を総称するものであり、硬化速度が異なる樹脂材料・熱伝導率が異なる樹脂材料等の物理的性質が相違する樹脂材料が含まれるのは勿論である。
請求項２に係る発明によれば、第１のモールド層および第２のモールド層として硬化速度が相手側に比べて速い樹脂材料および遅い樹脂材料を用いることができる。このため、第１のモールド層の成形から第２のモールド層の成形に至る待機時間が第１のモールド層および第２のモールド層を同一の低硬化速度材料から構成する場合に比べて早くなるので、成形効率が向上する。また、第１のモールド層および第２のモールド層としてコスト的に相違する樹脂材料を用いることができるので、両者を同一の高コスト材料から構成する場合に比べてコストが安くなる。
【０００７】
＜請求項３に係る発明について＞
請求項３に係る発明は第１のモールド層および第２のモールド層の一方に係合部を設け、相手側に被係合部を設けるところに特徴を有する。これら係合部および被係合部は凹凸等の形状に限定されるものではなく、相手側に機械的に係合する部分を総称するものである。この係合は相手側の動きを全方向に対して拘束する態様であることが好ましいが、少なくとも一方向に対して拘束する態様であれば良い。
請求項３に係る発明によれば、第１のモールド層および第２のモールド層間が機械的に結合するので、第１のモールド層および第２のモールド層のステータコアに対する耐剥離性が高まる。
【０００８】
＜請求項４に係る発明について＞
請求項４に係る発明は第１のモールド層を成形する第１のモールド工程とステータコアの周面に切削加工を施す切削工程と第２のモールド層を成形する第２のモールド工程とを当該順序で行うところに特徴を有する。この切削工程はエッジの除去目的で行われる工程に限定解釈されるものではなく、例えば周面の真円度を高める等の目的で行われる工程をも含む用語である。
請求項４に係る発明によれば、＜請求項１に係る発明について＞で説明したように、切削粉がスロット内に侵入することがなくなるので、ステータコイルの通電時にレアショートが発生したり、ステータコイル間の耐圧不良が発生することを防止できる。
【０００９】
＜請求項５に係る発明について＞
請求項５に係る発明は第２のモールド工程を第１のモールド工程に比べて高い成形圧力で行うところに特徴を有する。この成形圧力はモールド層の表面の気密性に影響を及ぼすものであり、成形圧力を高くすれば気密性が高まる。
請求項５に係る発明によれば、第２のモールド層の気密性が第１のモールド層に比べて高くなる。この第２のモールド層はステータコアの周面をモールドするものであり、特に周面の気密性を高めることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例を図１〜図４に基いて説明する。取付台１には、図１に示すように、金属製のステータフレーム２が固定されている。このステータフレーム２は負荷側端面が開放された円筒状をなすものであり、ステータフレーム２の反負荷側端部には貫通孔状の注入口３が形成されている。また、ステータフレーム２の負荷側端部には円環状のフランジ４が形成されている。このフランジ４には複数の貫通孔５が形成されており、モータフレーム２は複数の貫通孔５を通して取付台１にネジを締込むことに基いて固定される。尚、負荷側および反負荷側とは取付台１と同一側および反対側を称する用語である。
【００１１】
モータフレーム２内にはステータ６が固定されている。このステータ６はステータコア７に複数のステータコイル８を装着してなるものであり、ステータ６の詳細構成は次の通りである。
＜ステータ６について＞
モータフレーム２の内周面には円筒状のステータコア７が固定されている。このステータコア７は複数の打抜鋼板を積層することに基いて構成されたものであり、ステータコア７には、図２に示すように、複数のティース９が形成されている。また、ステータコア７には複数のスロット１０が形成されている。これら各スロット１０はステータコア７の内周面側に開口部１１を有する半閉状をなすものであり、各スロット１０の内周面にはスロット絶縁体１２が装着されている。
【００１２】
ステータコア７には、図１に示すように、複数のステータコイル８が装着されている。これら各ステータコイル８はティース９にスロット絶縁体１２の上から巻装されたものであり、ステータコイル８には電源コード１３が電気的に接続されている。この電源コード１３はステータコイル８に駆動電源を供給するものであり、電源コード１３の先端部にはステータフレーム２の外部に位置してコネクタ１４が電気的に接続されている。ステータ６は以上のように構成されている。
【００１３】
モータフレーム２内には熱硬化性の合成樹脂からなる第１のモールド層１５が形成されている。このモールド層１５はモータフレーム２内に溶融樹脂を注入することに基いて成形されたものであり、溶融樹脂はモータフレーム２内にステータ６を組付けた状態で反負荷側の注入口３を通して注入され、全てのスロット１０内の隙間を通して負荷側にまで充填される。即ち、モールド層１５はステータコア７の負荷側および反負荷側に成形された円筒状の負荷側エンド部１６および反負荷側エンド部１７に加え、各スロット１０内に充填されたスロット閉鎖部１８（図２参照）を有するものである。
【００１４】
モータフレム２内には、図１に示すように、第２のモールド層１９が形成されている。この第２のモールド層１９は第１のモールド層１５およびモータフレーム２と共同してステータ６の全領域を気密状態にモールドするものであり、モータフレーム２の注入口３を塞ぐ円筒容器状の栓部２０とステータコア７の内周面を覆う円筒状の内周壁部２１と負荷側エンド部１６の端面を覆う円筒状の負荷側被覆部２２とを有している。この第２のモールド層１９は第１のモールド層１５の成形後に注入口３を通してモータフレーム２内に溶融樹脂を注入することに基いて成形されたものであり、第２のモールド層１９の成形材料および成形圧力は第１のモールド層１５と同一に設定されている。
【００１５】
モータフレーム２内にはロータ室２３が形成されている。このロータ室２３は第２のモールド層１９の内周側の空間部を称するものであり、第１のモールド層１５および第２のモールド層１９はステータ６をロータ室２３に対して気密状態に遮断隔離する機能を有している。また、ロータ室２３内にはモータフレーム２の負荷側開口部を通してロータシャフト２４が挿入されている。このロータシャフト２４はモータフレーム２の外部で軸受（図示せず）に回転可能に支持されたものであり、ロータシャフト２４にはステータコア７の内周部に位置してロータ２５が固定されている。このロータ２５はロータコアに複数の永久磁石を固定することに基いて構成されたものであり、複数の永久磁石は第２のモールド層１９の内周壁部２１にエアギャップを介して対向している。
【００１６】
モールドモータはステータ装着工程，第１のモールド工程，切削工程，清掃工程，第２のモールド工程を当該順序で行うことに基いて製造される。ステータ装着工程はモータフレーム２の内周面にステータコア７を固定することに基いてステータ６をモータフレーム２に対して拘束する工程であり、電源コード１３の先端部はステータ装着工程でモータフレーム２の外部に引出される。
【００１７】
第１のモールド工程は、図３に示すように、モータフレーム２をステータ６の装着状態で成形型２６にセットし、モータフレーム２内に注入口３を通して溶融樹脂を注入する工程である。この成形型２６はロータ室２３に一致する表面形状をなすものであり、溶融樹脂はモータフレーム２と成形型２６との間のキャビティ空間に充填される。即ち、第１のモールド工程では第１のモールド層１５が第２のモールド層１９を包含した形状に成形される。
【００１８】
切削工程はモータフレーム２内に切削工具を挿入し、ステータコア７の内周面のエッジを切削工具により切削する工程である。このエッジは打抜鋼板の積層時に位置ずれが生じることに起因して発生するものであり（従来技術参照）、切削工程では、図４に示すように、第１のモールド層１５の内周面と負荷側端部と反負荷側端部とがステータコア７のエッジと共に切削され、第１のモールド層１５が本来の形状に加工される。
【００１９】
清掃工程はモータフレーム２内から切削粉を除去する工程である。この切削粉とは第１のモールド層１５の切削粉およびエッジの切削粉の双方を称するものであり、清掃工程はモータフレーム２内に清掃具を挿入することで行われる。
第２のモールド工程はモータフレーム２を成形型２６にセットし、モータフレーム２内に注入口３を通して溶融樹脂を注入する工程である。この成形型２６は第１のモールド工程用のものと同一の表面形状をなすものであり、第２のモールド工程では溶融樹脂が第１のモールド層１５と成形型２６との間のキャビティ空間に充填されることに基いて第２のモールド層１９が成形される。
【００２０】
上記第１実施例によれば、第１のモールド層１５を成形した後にステータコア７の内周面に切削加工を施し、円周面のエッジを除去した。この切削加工時にはステータコア７のスロット１０内に樹脂が充填されており、切削粉がスロット１０内に侵入することがなくなるので、ステータコイル８の通電時にレアショートが発生したり、ステータコイル８間の耐圧不良が発生することを防止できる。しかも、切削加工後に第２のモールド層１９を成形したので、エッジと共に切削されたモールド層を修復することができる。
【００２１】
また、第１のモールド層１５に樹脂材料の品質のばらつき、樹脂材料の物性の経時変化、成形条件（成形圧力・成形温度・成形湿度・成形時間等）のばらつき等に起因する気密不良が発生したときには第１のモールド層１５に切削加工を施し、第２のモールド層１９を成形することで気密不良を修復できる。このため、ステータフレーム２およびステータ６を廃棄することなく使用することができるので、不良発生率が極めて低くなり、歩留まりが大幅に高まる。
【００２２】
次に本発明の第２実施例を図５に基いて説明する。第１のモールド層１５には被係合部に相当する複数の凹部２７が形成されている。これら各凹部２７は切削工程の終了後に第１のモールド層１５に切削加工を施すことに基いて形成されたものであり、各凹部２７内には係合部に相当する凸部２８が密着状態で係合している。これら各凸部２８は第２のモールド工程で第２のモールド層１９に一体成形されたものであり、第１のモールド層１５および第２のモールド層１９が相手側に対して全ての方向に動くことを防止している。
【００２３】
上記第２実施例によれば、第１のモールド層１５および第２のモールド層１９に凹部２７および凸部２８を設け、凹部２７および凸部２８間を係合させた。このため、第１のモールド層１５および第２のモールド層１９間が機械的に結合し、第１のモールド層１５および第２のモールド層１９のステータ６に対する耐剥離性が高まるので、モールドモータを振動等の外部応力が作用する劣悪な環境下で使用することが可能になる。
【００２４】
尚、上記第２実施例においては、第１のモールド層１５および第２のモールド層１９に複数の凹部２７および複数の凸部２８を設けたが、これに限定されるものではなく、例えば１個の凹部２７および１個の凸部２８を設けても良い。
また、上記第２実施例においては、第１のモールド層１５および第２のモールド層１９に凹部２７および凸部２８を設けたが、これに限定されるものではなく、例えば凸部２８および凹部２７を設けても良く、要は相手側に係合する係合部および被係合部を設ければ良い。
【００２５】
また、上記第１および第２実施例においては、第１のモールド層１５および第２のモールド層１９を同一の樹脂材料から構成したが、これに限定されるものではなく、例えば異種の樹脂材料から構成しても良い。この場合、第１のモールド層１５および第２のモールド層１９の収縮度の相違に起因して密着度が低下するので、特に凹部２７および凸部２８を設けることで顕著な剥離防止効果が得られる。以下、異種の樹脂材料について具体的に説明する。
【００２６】
▲１▼第１のモールド層１５および第２のモールド層１９として硬化速度が相手側に比べて速い樹脂材料および遅い樹脂材料を用いる。この構成の場合、第１のモールド層１５の成形から第２のモールド層１９の成形に至る待機時間が同一の低硬化速度材料を用いる場合に比べて短縮されるので、成形効率が向上する。
【００２７】
▲２▼第１のモールド層１５および第２のモールド層１９として熱伝導率が相手側に比べて高い樹脂材料および低い樹脂材料を用いる。この構成の場合、ステータコイル７の放熱性が同一の低熱伝導材料を用いる場合に比べて高まるので、冷却効率が向上する。
▲３▼第１のモールド層１５および第２のモールド層１９としてコストが相違する樹脂材料を用いる。この構成の場合、同一の高コスト材料を用いる場合に比べてコストが安くなる。
【００２８】
また、上記第１および第２実施例においては、第１のモールド層１５および第２のモールド層１９を同一の圧力で成形したが、これに限定されるものではなく、例えば異なる圧力で成形しても良い。この成形圧力はモールド層の表面の気密性に影響を及ぼすものであり、成形圧力を高くすれば気密性が高まる。従って、第２のモールド層１９の成形圧力を第１のモールド層１５に比べて高く設定するときにはステータ６の外気面側の気密性が特に高くなるので、ステータ６の外気遮断性が向上する。
【００２９】
また、上記第１および第２実施例においては、モータフレーム２内の切削粉を清掃具によって清掃したが、これに限定されるものではなく、例えばエアブローすることによって吹飛ばしても良い。
また、上記第１および第２実施例においては、本発明をインナロータ形のモールドモータに適用したが、これに限定されるものではなく、例えばアウタロータ形のモールドモータに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す図（モータフレームの内部構成を示す断面図）
【図２】モールドモータを示す断面図（図１のＸ線に沿う断面図）
【図３】モールドモータの製造方法を説明するための図１相当図（第１のモールド層が成形された状態を示す図）
【図４】モールドモータの製造方法を説明するための図１相当図（ステータコアの内周面に切削加工が施された状態を示す図）
【図５】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図６】従来例を示す図１相当図
【図７】打抜鋼板の積層状態を示す図
【符号の説明】
７はステータコア、１０はスロット、１５は第１のモールド層、１９は第２のモールド層、２７は凹部（被係合部）、２８は凸部（係合部）を示している。
【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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