(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切替可能な第１上型と第２上型、及び下型を有する成形金型において、分割コアを前記下型内にセットし、前記第１上型及び下型を用いて、ティース側の分割コア上にインシュレータを樹脂成形した後、前記第１上型を前記第２上型に切り替え、所定の形状に巻回された成形済みコイルを前記分割コアのティース部に嵌め込み、前記第２上型及び下型を用いて、前記成形済みコイルを樹脂モールドすることを特徴とする分割固定子製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載する分割固定子製造方法において、
前記第１上型及び下型の型締め前に前記分割コアのティース部の回りを囲むように前記下型内に樹脂を注入し、前記第１上型及び下型を型締め圧縮してインシュレータを成形し、
前記第１上型及び下型を型開きして、
次に前記第１上型を前記第２上型に切り替え、
前記分割コアのティース部に前記成形済みコイルを嵌め込み、前記第２上型及び下型の型締め前に前記下型内に樹脂を注入し、
前記第２上型及び下型を型締め圧縮して前記成形済みコイルを樹脂モールドすることを特徴とする分割固定子製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載する分割固定子製造方法において、
環状に形成した第１の固形樹脂体を前記第１上型及び下型の型締め前に前記分割コアのティース部の回りを囲むように前記下型内に配置して、前記第１上型及び下型を型締めし、加熱圧縮してインシュレータを形成し、
前記第１上型及び下型を型開きして、
次に前記第１上型を前記第２上型に切り替え、
前記分割コアのティース部に前記成形済みコイルを圧縮しながら嵌め込み、環状に形成した第２の固形樹脂体を前記第２上型及び下型の型締め前に前記下型内に配置し、
前記第２上型及び下型を型締めし、加熱圧縮して前記成形済みコイルを樹脂モールドすることを特徴とする分割固定子製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３に記載する分割固定子製造方法のいずれか１つにおいて、
前記第１上型と第２上型とを同一の固定ベースに配するとともに、一対の下型を可動プラテン上に配し、一回の成形金型の型締めでインシュレータ成形と樹脂モールド成形を、異なる前記分割コアに対して、同時に行い、その後、前記可動プラテンの回転により、前記一対の下型の位置を入れ替えてインシュレータ成形と樹脂モールド成形を、異なる前記分割コアに対して、同時に行うことを特徴とする分割固定子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、製造に適したモータの分割固定子、及び分割固定子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プレス加工で打ち抜いた鋼板を積層して固定子コアを構成し、巻線を組み付けた状態で樹脂を射出成形することにより、固定子コアを製造する方法が知られている。
一方、固定子コアを複数個に分割して、巻線を組み付ける分割コアも固定子コアの製造方法として知られている。分割コアの場合には、焼きバメリングで複数の分割コアを一体的に組み立てることが行われている。
分割コアに対して、樹脂をモールドして分割固定子を製造する方法が、特許文献１に記載されている。
１つのティースを備える分割コアに、巻線をティースに巻きつけて、プレス型で巻きつけたコイルをティースの中心軸に向けて押圧成形すると同時に、プレス型が兼用する射出成形金型内に樹脂を射出することにより、モールドすることが記載されている。
この技術は、コイルの占積率を高めることができる利点がある。また、コイルの回りのみ樹脂モールドすれば良いので、使用する樹脂量を減らすことができる利点がある。    
【０００３】
【特許文献１】特開2007-143324号公報
【発明の開示】
【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に開示された発明では、次のような問題があった。
（１）プレス型でコイルを押圧成形しているときには、プレス型とコイルとは当接した状態であり、プレス型とコイルの当接した部分には空間がないため樹脂が入らず、成形終了後コイルが直接露出した状態となり、絶縁上問題となる。また、絶縁を確保するため、コイル外側に絶縁インシュレータを設ける場合には、コストアップする問題がある。
【０００５】
（２）一方、ハイブリッド自動車の駆動用モータにおいては、樹脂モールドの目的が、絶縁性の確保になく、コイルの発熱の伝熱・放熱にあるため、コイルが露出すること自体、絶縁性の点からは問題ではない。
しかし、コイルが露出している近くの樹脂層はきわめて薄く形成され、それらが後で剥離してロータ周囲に付着する問題がある。
特に、特許文献１の技術では、プレスしているときに、同時に樹脂射出成形を行っているが、プレス加工では、プレス金型を開放したときに、材料内の残留応力によるスプリングバックによりコイルが外側に広がるため、樹脂層が破壊され、破壊された樹脂の切れ端が飛散する問題がある。これらの点から、特許文献１の技術を実用化するためには、技術の改良を必要としていた。
【０００６】
（３）また、ティースの中心軸に向けて周囲から均一にプレス型で押圧しつつ、樹脂モールドを同時に行うには、プレス技術と射出成形技術とを融合する高度な製造技術が要求され、製造設備が高価となり、製造コストが高くなる問題があった。
【０００７】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、製造コストを低下させ、かつ実用的な製造技術で製造可能な分割固定子、及びその製造方法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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る分割固定子製造方法は、次の工程を有している。
（１）切替可能な第１上型と第２上型、及び下型を有する成形金型において、分割コアを前記下型内にセットし、前記第１上型及び下型を用いて、ティース側の分割コア上にインシュレータを樹脂成形した後、前記第１上型を前記第２上型に切り替え、所定の形状に巻回された成形済みコイルを前記分割コアのティース部に嵌め込み、前記第２上型及び下型を用いて、前記成形済みコイルを樹脂モールドすることを特徴とする。
（２）（１）に記載する分割固定子製造方法において、前記第１上型及び下型の型締め前に前記分割コアのティース部の回りを囲むように前記下型内に樹脂を注入し、前記第１上型及び下型を型締め圧縮してインシュレータを成形し、前記第１上型及び下型を型開きして、次に前記第１上型を前記第２上型に切り替え、前記分割コアのティース部に前記成形済みコイルを嵌め込み、前記第２上型及び下型の型締め前に前記下型内に樹脂を注入し、前記第２上型及び下型を型締め圧縮して前記成形済みコイルを樹脂モールドすることを特徴とする。
（３）（１）に記載する分割固定子製造方法において、環状に形成した第１の固形樹脂体を前記第１上型及び下型の型締め前に前記分割コアのティース部の回りを囲むように前記下型内に配置して、前記第１上型及び下型を型締めし、加熱圧縮してインシュレータを形成し、前記第１上型及び下型を型開きして、次に前記第１上型を前記第２上型に切り替え、前記分割コアのティース部に前記成形済みコイルを圧縮しながら嵌め込み、環状に形成した第２の固形樹脂体を前記第２上型及び下型の型締め前に前記下型内に配置し、前記第２上型及び下型を型締めし、加熱圧縮して前記成形済みコイルを樹脂モールドすることを特徴とする。
（４）（１）乃至（３）に記載する分割固定子製造方法のいずれか１つにおいて、前記第１上型と第２上型とを同一の固定ベースに配するとともに、一対の下型を可動プラテン上に配し、一回の成形金型の型締めでインシュレータ成形と樹脂モールド成形を、異なる前記分割コアに対して、同時に行い、その後、前記可動プラテンの回転により、前記一対の下型の位置を入れ替えてインシュレータ成形と樹脂モールド成形を、異なる前記分割コアに対して、同時に行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
次に、上記構成を有する本発明の分割固定子の作用・効果について説明する。
本発明の分割固定子は、分割コアのティース側にインシュレータを介して成形済みコイルが嵌め込まれ、該コイルの端子部を残して樹脂モールドされるので、従来技術のように、コイルのスプリングバックが少ないため、樹脂モールドの厚みを管理することができ、コイルの絶縁性を確実にすることができる。
また、コイルは成形済みで形が既に整い、外径寸法が設計値内にあるため、成形用金型とコイルとの間の、樹脂が流入する隙間を設計値で管理でき、樹脂モールドの厚みを適切に管理できるため、樹脂モールド層が破損され、破損された樹脂片が飛散することがない。また、コイルは成形済みであり、コイルのスプリングクバックが生じることが少なく、薄い樹脂モールド層が破壊される恐れがない。
【００１２】
また、プレスによる同時成形を必要としないため、射出成形用金型で囲んで射出成形するだけなので、通常の射出成形技術で対応することができるため、製造コストを低減できる。
また、分割コアのティース側にインシュレータを介して、成形済みコイルを装着しているが、プレス加工されないため、コイルを介してインシュレータに無理な荷重が加わり、インシュレータが傷付くことがなく、インシュレータの絶縁性が確保される。インシュレータは、厚みが０．２〜０．３ｍｍの樹脂製で傷や、割れ、ピンホール等の欠陥があってはならないものである。
【００１３】
また、バスバーホルダの環部品の上部に樹脂モールドすることなく、コイルの巻線部の空間のみに樹脂を成形することができるため、射出成形に使用する樹脂量を減少させることができる。コイルとコア、または分割固定子コアとバスバーコイル線とは、各々十分な距離を取ることにより絶縁性を確保しているので、コイル両端部とバスバーコイル線は、元々絶縁に関しては、樹脂モールドを必要としていなかった。従来は、固定子コア全体に対して、特に、１８箇所のコイル部を含めて、成形用金型を固定子コアに当接させ、成形キャビティを形成していたため、コイル巻線部の空間のみに樹脂を成形しようとすると、成形用金型を極めて複雑な形状にしなければならず、技術的に困難であった。すなわち、１８個のコイル部に各２個ある端子、合計３６本の端子の周囲をシールしなければならず、装置が複雑となり、実現できなかった。
本発明の分割固定子では、１８箇所の成形済みコイル部の１つずつを樹脂モールドするものであり、成形金型を分割固定子コアに当接させ、キャビティを形成するときに、２本の端末をシールすればすむため、成形金型を比較的自由に設計できるようになり、コイル巻線部の空間のみに樹脂モールドを行うことが可能となったのである。これにより、樹脂量を４０％以上削減することが可能となった。
【００１４】
また、従来の固定子コア全体を樹脂モールドする製造方法では、大きな外形寸法に応じて直径方向に成形収縮が生じ、また、線膨張率の歪を受け、樹脂部に残留応力として残り、割れの発生等で、モータ性能に悪影響を与える恐れがあった。
それに対して、本発明の分割固定子によれば、分割固定子の隣同士が繋がっていないので、分割毎の小さな外径寸法に応じただけ一様に成形収縮し、また、その分の線膨張率の歪を受けるだけなので残留応力が小さくて済む。
【００１５】
また、固定子コア全体を同時に樹脂モールドするのと比較して、金型の設計自由度が大きくなり、金型コストを低減することができる。
また、１回の射出成形で行う成形キャビティの大きさが小さいため、流動性の悪い樹脂を、そのまま使用することができる。ハイブリッド自動車駆動用モータは、高トルクを必要とし、比較的高電圧を流し発熱量も大きいため、樹脂モールドの伝熱性を高める必要がある。そのため、樹脂に添加物を入れており、流動性が低下して成形キャビティ内の隅々、特にコイルの巻線部の内部空間に樹脂を隙間なく充填することが、技術的に困難であった。
本発明の分割固定子によれば、樹脂の射出ゲート配置により、流動長を短くでき、コイルの巻線部の内部空間の隅々まで樹脂を確実に充填することができる。
【００１６】
また、上記インシュレータが、分割コアに樹脂成形により固着されているので、分割コアにインシュレータを樹脂成形した後、成形済みコイルを型内にセットし、樹脂モールドすることにより、樹脂モールド金型に分割固定子コアを装着した後、一連の工程により、連続的に分割固定子を製造することができる。  
【００１７】
また、型締め前に分割コアのティース側に樹脂を注入し、型締め圧縮してインシュレータを成形し、型開きして、次に樹脂モールド用上型に切り替え、型締め前に樹脂を注入し、前記成形済みコイルを嵌め込み、型締め圧縮して前記成形済みコイルを樹脂モールドするので、インシュレータの成形と、樹脂モールドとを１つの固定型で行えるため、ワークの移動をなくして製造効率を高めることができる。
すなわち、事前に加熱した分割固定子コアを２面、３面、あるいは４面のスライドコアで固定するものの内、４方向から下型スライドコアで挟み込み、分割固定子コアのインシュレータ形成部の底面に液状の樹脂を注入し、その後、上型内を上下移動する上型スライドコアを下降させ、インシュレータを圧縮成形する。次に、樹脂モールド用上型に切り替え、型締め前に樹脂を注入し、成形済みコイルを圧縮しながら嵌め込む。次に、上型スライドコアを下降させて、注入されている樹脂を、更に圧縮成形して、コイル空間内に樹脂モールドを充填する。
【００１８】
また、環状の固形樹脂を型締め前に分割コアのティース側に嵌め込んで加熱圧縮してインシュレータを形成し、型開きして、次に樹脂モールド用上型に切り替え、環状の固形樹脂を型締め前に下型に嵌め込んで、成形済みコイルを圧縮しながら嵌め込み、型締めで加熱圧縮して成形済みコイルを樹脂モールドするので、固形樹脂体を嵌め込むだけで済むため、射出成形ユニットを必要とせず、また、樹脂加熱圧縮するため、上型圧縮に大きな力を必要とせず、製造設備のコストを低減できる。
すなわち、インシュレータの材料も、樹脂モールドの材料も、環状に形成された固形樹脂体を嵌め込むだけのため、射出及び圧縮装置、注入のための樹脂吐出装置を必要としない。また、材料は各々、加熱して溶融させるので、上型で圧縮するのに、大きな力を必要としない。
【００１９】
また、インシュレータ成形用型と、樹脂モールド用型との各々一方を同一形状とし、その同じ型の方を可動プラテン上に配し、一回の可動型の型締めでインシュレータ成形と樹脂モールドを並行して行い、その後、可動型を入れ替えて新たなインシュレータ成形と、インシュレータ成形が終わった方に樹脂モールドを同時に行うので、大量生産に適した製造方法を提供できる。特に、従来の固定子が、大型設備を用いて、多くの時間をかけて１回の樹脂モールドで完成していたのに比較して、１つのモータで十数個の分割固定子を必要とするため、分割固定子を効率よく、小型設備で、短いサイクルタイムで成形し、大量生産する必要がある。その場合に有効な手段である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明における分割固定子、及び分割固定子製造方法を具体化した一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１に、分割固定子の製造手順を示す。分割固定子コア１０は、成形済みのコイルが装着されるティース部１１を備えている。分割固定子コア１０は、プレス打ち抜きで製造された鋼板を積層して構成している。ここでは、分割固定子コア１０は、１８個組み合わさることにより、環状の完成した固定子コアになる構造とする。分割固定子コア１０を（ａ）に示す。次に、分割固定子コア１０のティース部１１に、インシュレータ１２が装着された状態を図１の（ｂ）に示す。インシュレータ１２は、ティース部１１を覆う筒部１２ｂ、分割固定子コア１０のティース部１１が突き出した以外の内面部分を覆い、上下方向に延設されたカバー部１２ａ、筒部１２ｂの上下に突き出した２箇所の突起部１２ｃを備えている。特に、インシュレータ１２ｂの側面の厚みは、０．２〜０．３ｍｍである。
【００２１】
図１の（ｃ）に、成形済みのエッジワイズコイル１３をインシュレータ１２の筒部１２ｂを介して、ティース部１１に装着した図を示す。エッジワイズコイル１３は、断面が平角（矩形状）のコイル線をティース部１１の形状に内径を合わせて成形したものである。
エッジワイズコイル１３は、カバー部１２ａを介して、分割固定子コア１０に密着している。また、エッジワイズコイル１３は、左右方向は筒部１２ｂを介してティース部１１により位置決めされている。また、上下方向は、インシュレータ１２の突起部１２ｃにより位置決めされている。これにより、エッジワイズコイル１３は、分割固定子コア１０に対して、定位置に位置決めされている。エッジワイズコイル１３には、カバー部１２ａ近くで上に突き出ている長端末１３ａと、ティース部１１先端付近で上に突き出ている長端末１３ｂが備えられている。
本実施例では、成形済みコイルとして、エッジワイズコイル１３について説明するが、断面が丸形でも、角形でも、成形されて形状が確定しているものであれば、他の種類のコイルでも同じである。
【００２２】
図１の（ｄ）に、樹脂モールドされた分割固定子１８を示す。（ｃ）のエッジワイズコイル１３部分が樹脂モールド１４されている。樹脂モールドの成形方法については、後で詳細に説明する。分割固定子１８の樹脂モールド１４からは、一対の長端末１３ａ，１３ｂが外部に突き出ている。樹脂モールドされた分割固定子１８の断面図を図３に示す。こ
の断面図は、エッジワイズコイル１３と樹脂モールド１４との位置関係を示すものである。
分割固定子コア１０にインシュレータ１２を介して、エッジワイズコイル１３が装着され、エッジワイズコイル１３のコイル部分を囲む部分にのみ樹脂モールド１４が形成されている。図３は、分割固定子コア１０の上にバスバー１７を保持する樹脂製のバスバーホルダ１６が取り付けられている状態を示している。バスバー１７に対して、長端末１３ａ，１３ｂが曲げられて、接続される。
【００２３】
図２に、分割固定子１８を１８個組み合わせた固定子１９を示す。図３に、分割固定子１８の断面図を示す。
１８個の分割固定子１８が環状に組み合わされ、外側に加熱され、膨張して内径が大きくなっている外筒１５が嵌め込まれる。その後、常温に冷却されることにより、外筒１５の内径が縮小して、１８個の分割固定子１８が締りバメされ、一体化され固定子１９となる。いわゆる外筒の焼きバメである。
次の工程において、図示していないが、分割固定子１８の長端末１３ａは、左側に２つの分割固定子を越えた３つ目の分割固定子１８の長端末１３ｂと、バスバーホルダ１６内のバスバー１７により接続される。このように、１８個の長端末は、順次バスバーホルダ１６内のバスバー１７により接続され、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのモータコイルを構成される。
【００２４】
次に、分割固定子１８を製造するための本発明の分割固定子製造方法について説明する。図４に、インシュレータを成形するための成形金型の構造を示す。図５に、樹脂モールドを成形するための成形金型の構造を示す。断面図であるが、見やすいようにハッチングを省略している。
図４に示すように、分割固定子コア１０が、下型２１に４方向で保持され、２面、３面、あるいは４面のスライドコアで固定するものの内、この図では、一対の下型スライドコア２１ａ，２１ｂに挟まれて固定される。その状態で、上型２２が下降する。上型２２は、ガイド型２２ａによりガイドされ上下方向にスライド移動する上型スライドコア２２ｂを備えている。下型２１と上型２２との間には、退避可能な注入装置２４が保持されている。
【００２５】
次に、インシュレータ成形工程を説明する。
（１）下型スライドコア２１ａ，２１ｂが左右に開いた状態で、分割固定子コア１０が置かれ、下型スライドコア２１ａ，２１ｂが内側に閉じて分割固定子コア１０を左右から位置決め保持する。ここで、分割固定子コア１０は、事前に加熱されている。
（２）上型２２が、開いた状態で注入装置２４がティース部１１の周りを１周することにより、インシュレータ用材料２５であるエポキシ高熱伝導材をキャビティＫ１内に必要量注入する。図４は、インシュレータ用材料２５を注入した状態を示している。注入が終了すると、注入装置２４は、退避する。
【００２６】
（３）上型２２が下降して、先ず上型スライドコア２２ｂがティース部１１の先端と当接する。この状態で、分割固定子コア１０、下型２１ａ，２１ｂ、ガイド型２２ａ及び上型スライドコア２２ｂにより、キャビティＫ１が構成されている。
（４）その後、ガイド型２２ａがさらに下降して、インシュレータ１２を形成するためのキャビティＫを形成する。これにより、インシュレータ用材料２５は、図１の（ｂ）のインシュレータ１２の形状に成形される。
（５）インシュレータ用材料２５が固化するのを待って、上型２２が上昇する。
【００２７】
次に、樹脂モールドを成形する成形金型構造について説明する。図５に示すように、下
型２１、下型スライドコア２１ａ，２１ｂの構造は、図４と全く同じである。また、上型のガイド型２６ａの構造も、図４と全く同じである。ガイド型２６ａによりガイドされ上下方向にスライド移動する上型スライドコア２６ｂの、キャビティを形成する下側の面の構造が図４とは相違している。下型２１と上型２６との間には、退避可能な注入装置２７が保持されている。
【００２８】
樹脂モールド工程においては、キャビティＫ２内にエッジワイズコイル１３がインサートされた状態で成形を行うため、エッジワイズコイル１３の長端末１３ａ，１３ｂのシール構造が問題となる。図１０にシール構造を示す。本発明では、分割樹脂モールド型内にエッジワイズコイル１３を自動組み付け可能とするために、コイル端子である長端末１３ａ，１３ｂを成形型でシールして、その根元までモールドで仕切る型構造としている。
下型２１のキャビティＫ２から、エッジワイズコイル１３の長端末１３ａが突き出ている位置に対応して、下型２１に深い溝２１ｄが形成され、上型２６に長い凸部２６ｅが形成されている。深い溝２１ｄと長い凸部２６ｅとで、長端末１３ａの外周をシールしている。
【００２９】
また、長端末１３ｂが突き出ている位置に対応して、下型２１に浅い溝２１ｃが形成され、上型２６に短い凸部２６ｄが形成されている。浅い溝２１ｃと短い凸部２６ｄとで、長端末１３ｂの外周をシールしている。コイルの表層の傷付き防止のため、型の接触面には必要に応じてエラストマー等の緩衝体を用いている。
図１１に、シール構造の別の例を示す。図１１では、図１０の一点鎖線で示した部分についてのみ、図示している。この方法は、上型２６と下型２１とを分離するパーティングライン２９を平面とせずに、段差付のパーティングライン２９とすることにより、長い凸部２６ｅを形成しないで、長端末１３ａ，１３ｂの外周をシールすることができる。
【００３０】
次に、樹脂モールド成形工程を説明する。
（１）下型スライドコア２１ａ，２１ｂが左右に開いた状態で、インシュレータ１２が成形された分割固定子コア１０が置かれ、下型スライドコア２１ａ，２１ｂが内側に閉じて分割固定子コア１０を左右から保持する。ここで、分割固定子コア１０は、事前に加熱されている。この状態で、成形済みのエッジワイズコイル１３がインサートされる。
（２）上型２６が、開いた状態で注入装置２７がティース部１１の周りを１周することにより、樹脂モールド材料２８をキャビティＫ２内に必要量注入する。図５は、樹脂モールド材料２８を注入した状態を示している。注入が終了すると、注入装置２７は、退避する。
【００３１】
（３）上型２６が下降して、上型スライドコア２６ｂがティース部１１の先端と当接する。この状態で、分割固定子コア１０、下型２１ｃ、２１ｄ、ガイド型２６ａ、及び上型スライドコア２６ｂにより、キャビティＫ２が構成されている。
（４）その後、ガイド型２６ａがさらに下降して、樹脂モールド１４を形成するためのキャビティＫ２を形成する。キャビティＫ２は、エッジワイズコイル１３を含むものであり、キャビティＫ１と比較して、大きなキャビティである。樹脂モールド材料２８をキャビティＫ２内に注入することにより、樹脂モールド材料２８は、図１の（ｄ）の樹脂モールド１４の形状に成形される。
（５）が固化するのを待って、上型２６が上昇する。
【００３２】
以上詳細に説明したように、本実施例の分割固定子１８によれば、分割固定子コア１０のティース１１側にインシュレータ１２を介して成形済みエッジワイズコイル１３が嵌め込まれ、エッジワイズコイル１３の長端末１３ａ，１３ｂを残して樹脂モールド１４されるので、コイルの絶縁性を確実にすることができる。
また、エッジワイズコイル１３は成形済みで形が既に整い、外径寸法が設計値内にある
ため、樹脂が流入する成形用金型とコイルとの隙間を設計値で管理できるため、成形用金型とコイルが当接することがなく、樹脂モールドの厚みが極端に薄い部分をなくし、樹脂モールド層が破損され、破損された樹脂片が飛散することがない。
また、エッジワイズコイル１３は成形済みであり、成形によりコイル内部に発生する残留応力を熱処理等により取り除いてあるので、コイルのスプリングバックが生じることがなく、薄い樹脂モールド層が破壊される恐れがない。
【００３３】
また、プレスによる同時成形を必要としないため、射出成形用金型で囲んで射出成形するだけなので、通常の射出成形技術で対応することができるため、製造コストを低減できる。
また、分割コアのティース側にインシュレータを介して、成形済みコイルを装着しているが、プレス加工されないため、コイルを介してインシュレータに無理な荷重が加わり、インシュレータが傷付くことがなく、インシュレータの絶縁性が確保される。
【００３４】
また、コイルの巻線部の空間のみに樹脂を成形することができるため、射出成形に使用する樹脂量を減少させることができる。コイルの両端部とバスバーコイル線とは、十分な距離を取ることにより絶縁性を確保しているので、コイル両端部とバスバーコイル線とは、元々樹脂モールドを必要としていなかった。従来は、固定子コア全体に対して、特に、１８箇所のコイル部を含めて、成形用金型を固定子コアに当接させ、成形キャビティを形成していたため、コイル巻線部の空間のみに樹脂を成形しようとすると、３６箇所でコイル端子のシールを行わなければ成らず、成形用金型を極めて複雑な形状にしなければならず、技術的に困難であった。
本発明の分割固定子では、１８箇所のコイル部の１つずつを樹脂モールドするものであり、コイル端子のシールも２箇所で済むため、コイル巻線部の空間のみに樹脂モールドを行うことが可能となったのである。これにより、樹脂量を４０％以上削減することが可能となった。
すなわち、図１５に従来の樹脂モールドの状態を断面図で示す。従来の樹脂モールド１４は、エッジワイズコイル１３の巻線空間のみならず、バスバーコイル線１７まで取り囲んでまとめて樹脂モールドしていたのである。図１５と図３とを比較すると、樹脂モールド材料を４０％以上低減できたことが示している。
【００３５】
また、１回の射出成形で行う成形キャビティの大きさが小さいため、流動性の悪い樹脂を、そのまま使用することができる。ハイブリッド自動車駆動用モータは、高トルクを必要とし、比較的高電圧を流し発熱量も大きいため、樹脂モールドの伝熱性を高める必要がある。そのため、樹脂に添加物を入れており、流動性が低下して成形キャビティ内の隅々、特にコイルの巻線部の内部空間に樹脂を隙間なく充填することが、技術的に困難であった。
本発明の分割固定子によれば、成形キャビティの容積が小さくなるため、コイルの巻線部の内部空間の隅々まで樹脂を確実に充填することができる。これにより、コイルで発生した熱を、樹脂モールドを介して外部に放熱する効率を高くすることができる。
【００３６】
また、固定子コア全体を同時に樹脂モールドするのと比較して、コイル端子をシールするのが２本のみとなるため、金型の設計が容易となり、金型コストを低減することができる。
また、インシュレータ１２が、分割固定子コア１０に樹脂成形により固着されているので、分割固定子コア１０にインシュレータ１２を樹脂成形した後、エッジワイズコイル１３をティース１１に嵌め込んで、樹脂モールドすることにより、下型２１に分割固定子コア１０を装着した後、一連の工程により、連続的に分割固定子１８を製造することができる。  
【００３７】
次に、インシュレータ成形工程と樹脂モールド成形工程を同時に行う第２の実施例である全体システムについて説明する。図６に第２の実施例のシステムの構成を示す。
固定ベース３０に、インシュレータ用上型セット３３（上型２２を備える。）と、樹脂モールド用上型セット３４（上型２６を備える。）が、多数個取りを行うため、各々複数セット配置されている。固定ベース３０は、可動プラテン３７に対して近づき離れる方向に、移動可能である。
インシュレータ用材料を注入するための注入装置２４、及び樹脂モールド用材料を注入するための注入装置２７は、図示を省略している。
【００３８】
図４に示すインシュレータ成形と、図５に示す樹脂モールド成形とで、同じ下型２１、下型スライドコア２１ａ，２１ｂ（これらのセットを下型セット３１と呼ぶ。）を用いているので、一対の下型セット３１，３２が、中心軸を中心にして１８０度回転可能な可動プラテン３７に付設されている。
また、下型セット３１に分割固定子コア１０をチャックして供給するための搬送機３６が、付設されている。また、下型セット３２に成形済みのエッジワイズコイル１３をチャックして供給し、分割固定子１８をチャックして搬出するための搬送機３５が付設されている。
【００３９】
図７に、図６のシステムの稼動方法を示す。
可動プラテン３７に対して、固定ベースが離れているとき、すなわち、型が開いた状態のときに、搬送機３６が、下型セット３１に分割固定子コアをセットする（Ｓ１）。同じタイミングで、搬送機３５が、下型セット３２にエッジワイズコイル１３を型内組み付け（インサート）する（Ｓ２）。
次に、固定ベース３０が可動プラテン３７に近づいて型を閉じて（Ｓ３）、下型セット３１と上型セット３３とは、図４で説明したインシュレータ成形を行う（Ｓ４）。同じタイミングで、下型セット３２と上型セット３４とは、図５で説明した樹脂モールド成形を行う（Ｓ５）。両成形が終了すると、固定ベース３０が可動プラテン３７から離れて型を開く（Ｓ６）。搬送機３５が下型セット３２から、完成した分割固定子１８を取り出す（Ｓ７）。
次に、可動プラテン３７が１８０度回転して（Ｓ８）、下型セット３１が上型セット３４に対応する位置に、下型セット３２が上型セット３３に対応する位置に移動する。
【００４０】
この状態で、下型セット３１は、インシュレータ成形された分割固定子コア１０を保持しているので、それに対して、搬送機３５が、エッジワイズコイル１３を型内組付けする。一方、下型セット３２は、空の状態であり、それに対して、搬送機３６が分割固定子コア１０をセットする。そして、同じ作業を繰り返す。
【００４１】
以上詳細に説明したように、第２の実施例によれば、インシュレータ成型用の上型２２を用いて、型締め前に分割固定子コア１０のティース１１側に樹脂を注入し、型締め圧縮してインシュレータ１２を成形し、型開きして、次に樹脂モールド用の上型２６に切り替え、型締め前に樹脂を注入し、エッジワイズコイル１３を嵌め込み、型締め圧縮してエッジワイズコイル１３を樹脂モールドするので、インシュレータ１２の成形と、樹脂モールド１４とを１つの同じ下型２１で行えるため、ワークの移動をなくして製造効率を高めることができる。
すなわち、事前に加熱した分割固定子コア１０を両側から一対の下型スライドコア２１ａ，２１ｂで挟み込み、分割固定子コア１０のインシュレータキャビティＫ１に液状の樹脂を注入し、その後、上型ガイド型２２ａ及び上型スライドコア２２ｂを下降させ、インシュレータ１２を成形する。
次に、エッジワイズコイル１３をインシュレータ１２の上に嵌め込む。そして、エッジ
ワイズコイル１３の周囲に液状の樹脂モールドを注入する。次に、共通形状の上型２６が下降して、注入されている樹脂モールド材料により、コイル空間内に樹脂モールドを行う。これらの工程により、製造効率を高くすることができる。
【００４２】
また、一対の下型セット３１，３２を同一の可動プラテン３７上に配し、一回の固定ベース３０の型締めでインシュレータ成形と樹脂モールドを同時に行い、その後、下型セット３１，３２を入れ替えてインシュレータ成形された方に樹脂モールドを行うことと、新たなインシュレータ成形とを、同時に行うので、大量生産に適した製造方法を提供できる。特に、従来の固定子が、１回の樹脂モールドで完成していたのに比較して、１つのモータで１８個の分割固定子を必要とするため、分割固定子を効率よく大量生産する必要がある。その場合に有効な手段である。
【００４３】
次に、第３の実施例について説明する。第３の実施例は、基本的には、第１実施例と同じなので、異なる点のみ詳細に説明し、同じ点は説明を割愛する。
図１３に、インシュレータ成形の工程を示す。第１実施例と相違しているのは、注入装置２４がなく、環状のインシュレータ用固形樹脂５１が、分割固定子コア１０の内周部に置かれる点である。固定樹脂５１は、インシュレータ用材料が、予めロの字状に成形された材料タブレットである。
この固形樹脂５１は、事前に加熱された分割固定子コア１０に置かれることにより、加熱溶融される。同時に、上型スライドコア２２ｂ及び上型ガイド型２２ａが下降して、インシュレータ用のキャビティＫ１を形成するときに、樹脂を圧縮成形して、インシュレータ１２の形状に成形する。
【００４４】
図１４に、樹脂モールド成形工程を示す。第１実施例と相違しているのは、注入装置２７がなく、環状の樹脂モールド用固形樹脂５２が、分割固定子コア１０のインシュレータ１２の上に置かれる点である。また、エッジワイズコイル１３が分割固定子コア１０に搭載された後、環状の樹脂モールド固形樹脂５２が、エッジワイズコイル１３の外側に置かれる点である。固定樹脂５２は、樹脂モールド用材料が、予めロの字状に成形された材料タブレットである。
この固形樹脂５２は、加熱溶融される。すなわち、エッジワイズコイル１３が、外部で加熱された状態で、圧縮しながらティース部１１に嵌め込まれる。このときに、固定樹脂５２は、加熱溶融される。
次に、上型スライドコア２２ｂ及び上型ガイド型２６ａが下降して、樹脂モールド用のキャビティＫ２を形成するときに、樹脂を圧縮成形して、エッジワイズコイル１３の巻線内の空間に樹脂を押し込んで樹脂モールド１４の形状に成形する。
【００４５】
第３の実施例においても、インシュレータ成形工程と樹脂モールド成形工程を同時に行うシステムが採用される。そのシステムの構成を示す図を図１２に示す。
基本構成は、図６と同じなので相違する点のみ説明する。
インシュレータ用固形樹脂体５１が、搬送機３６により分割固定子コア１０に供給される。また、樹脂モールド用固形樹脂体５２が、搬送機３５により分割固定子コア１０に供給する。
【００４６】
第３の実施例の効果を説明する。
第３の実施例の分割固定子製造方法によれば、環状の固形樹脂５１を型締め前に分割固定子コア１０のティース１１側に嵌め込んで加熱圧縮してインシュレータ１２を形成し、型開きしてエッジワイズコイル１３を上型に嵌め込み、環状の固形樹脂５２を型締め前に嵌め込み、加熱圧縮してエッジワイズコイル１３を樹脂モールドするので、固形樹脂５１，５２を嵌め込むだけのため、加圧注入装置２４，２７を必要とせず、また、加熱圧縮しているため、上型駆動に大きな力を必要とせず、製造設備のコストを低減できる。
すなわち、インシュレータ１２の材料も、樹脂モールド１４の材料も、環状に形成された固形樹脂体５１，５２を嵌め込むだけのため、注入装置２４，２７、注入のために樹脂材料を加圧する加圧装置等を必要としない。
【００４７】
次に、第４の実施例について説明する。第４の実施例は、樹脂モールド材料１８として、熱可塑性樹脂を使用する点が第１実施例と相違するのみで、他の点は同じなので、相違点のみ詳細に説明する。
樹脂モールド工程においては、従来、熱硬化性樹脂材料を使用している。熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂と比較して、一般に成形粘度が１０〜１００倍程度高く、流動性が悪いため、固定子コア全体を樹脂モールドする従来の方法では、全く検討の対象にさえならなかったのである。
しかしながら、本発明の分割固定子によれば、キャビティの容積が１／１０以下となるため、熱可塑性樹脂を使用できる可能性がある。本発明者は、熱可塑性樹脂を使用するために、さらに、工夫を重ねた。
【００４８】
図８に、樹脂モールド成形時に樹脂を射出するゲート数を多数とする場合を示す。金型は省略している。エッジワイズコイル１３に対して、外周に８箇所、内周の角部に４箇所、計１２箇所の直径が２ｍｍのゲートを設置している。従来困難であった射出成形による、厚み０．３ｍｍ以下薄肉、かつ３０ＭＰａ以下低圧成形を両立させる基本工法である。ゲート数を大幅に増加することにより、１点当たりの流動長を短くでき、同時に、流動長を短くできる分、流動抵抗が減るため型内圧を下げることができる。
これによれば、キャビティ内の圧力を３０ＭＰａ以下で樹脂モールド材料を供給可能である。これにより、金型に必要な押圧力を低減して、成形機を小型化できる利点がある。
使用する熱可塑性樹脂は、ＰＰＳ，ＬＣＰ，ＰＢＴ，ＰＥＮ，ＰＥＥＫ，フッ素樹脂，芳香族ポリアミド樹脂等である。特に、耐熱性、熱伝導性、成形性、耐クラック性等を考慮して選定する。
【００４９】
図９に、ゲート数を増やした場合の別の実施例を示す。図９では、外周に４箇所ゲートを配置している。薄肉、かつ低圧成形を両立させるため、射出圧縮成形を用いた工法である。一般に、射出位置は、圧縮時に材料流動距離が均等最短になるように、ほぼ製品中央から１点ゲートで行う。しかし、固定子の分割モールドでは、樹脂材料を充填させる形状は、分割コア周状のロ字状の範囲である。そのため、４辺と４立ち面方向の充填を保証するため、４方向に最低１箇所のゲート配置を型構造と併用する構成としている。
この場合、図８と比較して、熱可塑性樹脂を供給するのに困難がある。しかし、樹脂射出時に、上型を開いて型内圧力をより低下させれば、４箇所のゲートでも熱可塑性樹脂の注入が可能である。そして、注入後、高速型締めを行い、樹脂モールド材料を圧縮することにより、樹脂モールド成形が可能となる。また、ゲート数は、４辺中対角する２方向の２ゲートでも、型開き量を更に拡げることで、流動性が確保できる。
【００５０】
第４の実施例によれば、熱可塑性樹脂を用いて、モータの固定子を製造できるため、熱硬化性樹脂のように、型内での反応硬化時間を必要とせず、超ハイサイクル成形ができ、高生産性を実現できる。
【００５１】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
例えば、本実施例では、１つのエッジワイズコイル１３を有する分割固定子１０について説明したが、２つのティース部１１を備える分割固定子コアに、２つのエッジワイズコイル１３を各々装着して、全体を樹脂モールドしても良い。また、３つのティース部１１を備える分割固定子コアに、３つのエッジワイズコイル１３を各々装着して、全体を樹脂モールドしても良い。
また、実施例の説明でも記載したが、本実施例では、エッジワイズコイルについて説明したが、コイル巻線の断面が丸や正方形等であっても、コイルとして成形されておれば、本発明が適用できることは、明解である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】分割固定子１８の製造手順を示す図面である。
【図２】分割固定子１８を１８個組み合わせ、外筒１５により焼きバメされた固定子１９を示す図である。
【図３】分割固定子１８の断面図である。
【図４】インシュレータを成形するための成形金型の構造を示す図である。
【図５】樹脂モールドを成形するための成形金型の構造を示す図である。
【図６】第２の実施例であるインシュレータ成形工程と樹脂モールド成形工程を同時に行うシステムの構成を示す図である。
【図７】図６のシステムの稼動方法を示す図である。
【図８】樹脂モールド成形時に樹脂を注入するゲート数を多数とする場合を示す図である。
【図９】ゲート数を増やした場合の別の実施例を示す図である。
【図１０】長端末１３ａ，１３ｂのシール構造を示す図である。
【図１１】長端末１３ａ，１３ｂの別のシール構造を示す図である。
【図１２】第３実施例のインシュレータ成形工程と樹脂モールド成形工程を同時に行うシステムの構成を示す図である。
【図１３】第３実施例のインシュレータ成形の工程を示す図である。
【図１４】第３実施例の樹脂モールド成形工程を示す図である。
【図１５】従来の固定子の断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  分割固定子コア
１１  ティース部
１２  インシュレータ
１３  エッジワイズコイル
１５  外筒
１８  分割固定子
２１  下型
２１ａ，２１ｂ  下型スライドコア
２２    インシュレータ成形用の上型
２２ａ  ガイド型
２２ｂ  インシュレータ用上型スライドコア
２６    樹脂モールド成型用の上型
２６ａ  ガイド型
２６ｂ  樹脂モールド用上型スライドコア
３１    下型セット
３３    インシュレータ用上型セット
３４    樹脂モールド用上型セット
３５，３６  搬送機
【図１】
0004730367.tif 000002
【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】
0004730367.tif 000008
【図８】
0004730367.tif 000009
【図９】
0004730367.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0004730367.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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