(57)【要約】【課題】  ボビンを変形させることなく、射出成形により表面を絶縁被覆可能なモータステータを提案すること。【解決手段】  モータステータ１は、ボビン１１を介してコイル巻線６が巻き付けられた分割コア２を円環状に連結して構成したステータコア３および結線基板４からなるステータアセンブリ１０と、その表面を覆う絶縁被覆層７とを有している。ボビン１１の外周側フランジ１３は、外方に円弧状に張り出した外側面によって厚肉とされ面外剛性が高い。ボビン１１の内周側フランジ１４は平板状フランジ本体１４ａの外側面に補強リブ１４ｃを一体形成してあるので面外剛性が高い。ステータアセンブリ１０をキャビティ２２０にインサートして絶縁被覆層７を射出成形する際に、樹脂の注入圧力による外周側および内周側フランジの変形を防止でき、絶縁耐圧の高いモータステータ１が得られる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分割コアを円環状に連結することにより構成されたステータコア、前記ステータコアに対して同軸状態で隣接配置され、中心に開口部が形成されている円盤状の結線基板、および各分割コアに絶縁性樹脂からなるボビンを介して巻き付けたコイル巻線を備えたステータアセンブリと、
前記ステータアセンブリの前記ボビン、前記コイル巻線および前記結線基板の表面を覆っている絶縁被覆層とを有し、
前記絶縁被覆層は前記ステータアセンブリを射出成形用キャビティに挿入した状態で射出成形されたものであり、
前記ボビンは、前記コイル巻線が巻かれている筒状胴部と、前記筒状胴部における前記ステータコアの外周側の端部に形成された外周側フランジと、前記筒状胴部における前記ステータコアの内周側の端部に形成された内周側フランジとを備え、
前記外周側フランジは、前記筒状胴部の中心軸線に直交する平坦内側面と、外側に凸の円弧状外側面とによって規定される断面形状をしており、
前記内周側フランジは、前記筒状胴部の中心軸線に直交する平板状フランジ本体と、この平板状フランジ本体に一体形成された補強リブとを備えているモータステータ。
【請求項２】
請求項１において、
前記外周側フランジの前記円弧状外側面は、当該円弧状外側面が対峙する前記射出成形用キャビティの内周面部分に対応する円弧形状をしているモータステータ。
【請求項３】
請求項２において、
前記ステータアセンブリを前記射出成形用キャビティに挿入した状態において、前記円弧状外側面と、前記射出成形用キャビティの前記内周面部分の隙間が、０．０５〜０．１ｍｍとなるように、当該円弧状外側面の円弧形状が規定されているモータステータ。
【請求項４】
請求項１、２または３において、
前記ボビンの前記外周側フランジおよび前記内周側フランジの輪郭形状は、それぞれ、四角形の四隅を、前記コイル巻線が露出しない範囲で面取りした面取り部を備えた形状となっており、
前記面取り部によって、隣接する前記外周側フランジの間および隣接する前記内周側フランジの間には、前記絶縁被覆層の射出成形時に注入樹脂を円滑に流動させるための隙間が形成されているモータステータ。
【請求項５】
請求項１、２、３または４において、
前記ステータアセンブリを前記射出成形用キャビティに挿入した状態において、キャビティ内周面と前記外周側フランジの間に注入樹脂を円滑に流動させるための隙間を形成できるように、前記外周側フランジの前記結線基板からの高さが、前記内周側フランジの前記結線基板からの高さよりも低くなっているモータステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の分割コアを円環状に連結して構成されたステータコアを備えたモータステータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータやＡＣモータのステータとして、分割コアが円環状に連結された構成のステータコアを備えたものが知られており、図５（ａ）〜（ｄ）はかかるモータステータの一例を示す正面図、側面図、断面図および裏面図である。これらの図に示すように、モータステータ１００は、複数の分割コア２を円環状に連結した構成のステータコア３と、このステータコア３に同軸状態に取り付けた円盤状の結線基板４とを備えている。また、各分割コア２における突極部分２ａには絶縁性樹脂からなるボビン５を介してコイル巻線６が巻きつけられ、コイル巻線６が結線基板４の側に接続されている。さらに、ボビン５、コイル巻線６および結線基板４の表面が、破線で示すように、絶縁性樹脂からなる絶縁被覆層７によって被覆されている。
【０００３】
図６には、ボビン５を介してコイル巻線６が巻きつけられている分割コア２を示してあり、（ａ）はステータコア３の内周側から見た場合の内周側端面図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）はステータコア３の外周側から見た場合の外周側端面図であり、（ｄ）はステータコア３の中心軸線の方向から見た場合の正面図である。これらの図に示すように、分割コア２は、コア本体２ｂの内周面から突出している突極２ａにボビン５が嵌められ、ボビン５の筒状胴部５ａにコイル巻線６が巻きつけられている。筒状胴部５ａにおけるステータコア３の外周側端部には直交する方向に広がっている外周側フランジ５ｂが形成され、筒状胴部５ａにおけるステータコア３の内周側端部にも同じく直交する方向に広がっている内周側フランジ５ｃが形成されている。双方のフランジ５ｂ、５ｃは矩形の輪郭形状をしており、それらの結線基板４からの高さＨ（５ｂ）Ｈ（５ｃ）（ステータコア３の中心軸線方向の長さ）はほぼ同一であるが、直交する方向の幅Ｗ（５ｂ）、Ｗ（５ｃ）は、外周側フランジ５ｂの方が広くなっている。
【０００４】
次に、ステータコア３、ボビン５、コイル巻線６および結線基板４からなるステータアセンブリ１０の表面は、絶縁性樹脂によって絶縁被覆されている。すなわち、図７に示すように、射出成形用のキャビティ２２０内にステータアセンブリ１０をインサートし、この状態で、結線基板４の中心開口部４ａに対応する部位に配置したディスクゲート２２１からキャビティ内に絶縁性樹脂を注入する。注入された樹脂はキャビティ内を半径方向の内側から外側に向けて、結線基板４の絶縁被覆層を成形するための成形部分２２２を通って、ボビン５およびコイル巻線６の表面を覆う絶縁被覆層を成形するための成形部分２２３に流れ込む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、コイル巻線６の両側には、ボビン５の内周側フランジ５ｃおよび外周側フランジ５ｂが位置している。従って、キャビティ２２０内の成形部分２２３は、これらフランジ５ｂ、５ｃによって同心状に３つの円環状部分２３１、２３２、２３３に区画され、最も外側の円環状部分２３３は分割コア２のコア本体２ｂによって二分されている。このため、キャビティ２２０に注入した樹脂材料は、内周側フランジ５ｃの間あるいは内周側フランジ５ｃとキャビティ内周面との間、または外周側フランジ５ｂの間あるいは外周側フランジ５ｂとキャビティ内周面との間を通って、各区画部分に流れ込む必要がある。
【０００６】
しかしながら、これらの部分の隙間は狭いので、キャビティ２２０内を仕切っているボビン５の内周側フランジ５ｃおよび外周側フランジ５ｂには、絶縁被覆層を射出成形する際に大きな注入圧力が作用し、これらの部位が変形しやすい。ボビン５が変形したままの状態で絶縁被覆層７が形成されると、ステータ全体としての絶縁耐圧が低下するおそれがある。
【０００７】
ボビン５の変形を防止するために樹脂材料の注入圧力を低くすると、樹脂材料がキャビティ２２０内の成形部分２２３の隅々まで回りにくいという問題が発生する。特に、最も外側の円環状部分２３３におけるゲート２２１から遠い側の区画部分２３３ａには樹脂材料が回りにくくなる。樹脂材料が隅々まで充分に回り込むことができないと、絶縁被覆層７に欠損部分や厚さの不足した部分ができ、絶縁性能が低下してしまう。
【０００８】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、ボビンの変形を伴うことなく、欠損などの欠点のない絶縁被覆層を射出成形するのに適したモータステータを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明のモータステータは、
分割コアを円環状に連結することにより構成されたステータコア、前記ステータコアに対して同軸状態で隣接配置され、中心に開口部が形成されている円盤状の結線基板、および各分割コアに絶縁性樹脂からなるボビンを介して巻き付けたコイル巻線を備えたステータアセンブリと、
前記ステータアセンブリの前記ボビン、前記コイル巻線および前記結線基板の表面を覆っている絶縁被覆層とを有し、
前記絶縁被覆層は前記ステータアセンブリを射出成形用キャビティに挿入した状態で射出成形されたものであり、
前記ボビンは、前記コイル巻線が巻かれている筒状胴部と、前記筒状胴部における前記ステータコアの外周側の端部に形成された外周側フランジと、前記筒状胴部における前記ステータコアの内周側の端部に形成された内周側フランジとを備え、
前記外周側フランジは、前記筒状胴部の中心軸線に直交する平坦内側面と、外側に凸の円弧状外側面とによって規定される断面形状をしており、
前記内周側フランジは、前記筒状胴部の中心軸線に直交する平板状フランジ本体と、この平板状フランジ本体に一体形成された補強リブとを備えていることを特徴としている。
【００１０】
ここで、前記外周側フランジの前記円弧状外側面は、当該円弧状外側面が対峙する前記射出成形用キャビティの内周面部分に対応する円弧形状をしていることが望ましい。また、前記ステータアセンブリを前記射出成形用キャビティに挿入した状態において、前記円弧状外側面と、前記射出成形用キャビティの前記内周面部分の隙間が、０．０５〜０．１ｍｍと狭くなるように、当該円弧状外側面の円弧形状を規定しておくことが望ましい。
【００１１】
また、前記ボビンの前記外周側フランジおよび前記内周側フランジの輪郭形状を、それぞれ、四角形の四隅を、前記コイル巻線が露出しない範囲で面取りした面取り部を備えた形状とし、前記面取り部によって、隣接する前記外周側フランジの間および隣接する前記内周側フランジの間に、前記絶縁被覆層の射出成形時に注入樹脂を円滑に流動させるための隙間を形成することが望ましい
さらには、前記ステータアセンブリを前記射出成形用キャビティに挿入した状態において、キャビティ内周面と前記外周側フランジの間に注入樹脂を円滑に流動させるための隙間を形成できるように、前記外周側フランジの前記結線基板からの高さを、前記内周側フランジの前記結線基板からの高さよりも低くしておくことが望ましい。
【００１２】
このような隙間を形成しておくことにより、絶縁被覆層の射出成形時において、注入樹脂をキャビティ内の隅々まで充分に充填できると共に、ボビンの外周側フランジおよび内周側フランジに作用する注入圧力を低減して、それらの変形を防止できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、ステータアセンブリにおける各ボビンの外周側フランジの外側面を円弧形状に膨らませることにより厚肉として面外剛性を高め、平板状の内周側フランジに補強リブを一体形成することにより面外剛性を高めてある。従って、ステータアセンブリに絶縁被覆層を射出成形により形成する際に、これらのフランジが樹脂の注入圧力によって変形してしまうことを防止できる。
【００１４】
特に、外周側フランジの外側面の円弧形状を射出成形用キャビティの内周面部分に対応する円弧形状とし、それらの隙間を狭くすれば、キャビティ内周面によって機械的に外周側フランジの変形を確実に防止できる。
【００１５】
また、本発明では、ステータアセンブリにおける各ボビンの外周側フランジおよび内周側フランジの輪郭形状を、四角形の四隅に充分な大きさで面取りした面取り部分が形成された形状とすることで、隣接している外周側フランジの間、および隣接している内周側フランジの間に、絶縁被覆層の射出成形時に注入樹脂が円滑に流動可能な隙間を形成してある。また、外周側フランジの結線基板からの高さを内周側フランジよりも低くして、絶縁被覆層の射出成形時におけるゲートから最も離れているキャビティの隅まで充分に注入樹脂が回り込めるようにしてある。
【００１６】
したがって、本発明によれば、絶縁被覆層の成形時に、注入圧力を高めることなく、ステータアセンブリがインサートされているキャビティの隅々まで注入樹脂を確実に充填でき、また、ボビンのフランジに作用する樹脂の注入圧力を低減できる。よって、絶縁被覆層に欠損ができることがなく、絶縁被覆層の成形時にボビンが変形してモータステータ全体の絶縁耐圧が低下してしまうという弊害も発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した分割コア式モータステータの一例を説明する。
【００１８】
図１（ａ）ないし（ｄ）は、本例の分割コア式モータステータを示す正面図、側面図、断面図および裏面図である。これらの図に示すように、分割コア式モータステータ１の基本構造は図５に示すモータステータ１００と同一である。すなわち、複数の分割コア２を円環状に連結した構成のステータコア３と、このステータコア３に同軸状態に取り付けた円盤状の結線基板４とを備えている。また、各分割コア２における突極部分２ａには絶縁性樹脂からなるボビン１１を介してコイル巻線６が巻きつけられ、コイル巻線６が結線基板４の側に接続されている。さらに、コイル巻線６および結線基板４は破線で示すように、絶縁性樹脂からなる絶縁被覆層７によって絶縁被覆されている。
【００１９】
図２には、ボビン１１を介してコイル巻線６が巻きつけられている分割コア２を示してあり、（ａ）はステータコア内周側から見た場合の内周側端面図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）はステータコア外周側から見た場合の外周側端面図であり、（ｄ）はステータコア中心軸線の方向から見た場合の正面図であり、（ｅ）はステータコア中心軸線に沿った反対方向から見た場合の裏面図である。これらの図に示すように、分割コア２は、コア本体２ｂの内周面から突出している突極２ａにボビン１１が嵌められ、ボビン１１の筒状胴部１２にコイル巻線６が巻きつけられている。筒状胴部１２におけるステータコア外周側の端部には直交する方向に広がっている外周側フランジ１３が形成され、筒状胴部１２におけるステータコア内周側の端部にも同じく直交する方向に広がっている内周側フランジ１４が形成されている。
【００２０】
外周側フランジ１３は全体として四角形の輪郭形状をしており、結線基板４からの高さがＨ（１３）であり、直交する方向の幅がＷ（１３）である。外周側フランジ１３の結線基板４に取り付けられる下辺側の端面１３１からは位置決め用凸部１３２が突出しており、これらの凸部１３２が結線基板４に形成されている差込溝に差し込み固定される。また、外周側フランジ１３は、その四隅部分が三角形状に面取りされた面取り部分１３３〜１３６とされている。これらの面取り部分１３３〜１３６によって、隣接している外周側フランジ１３の間に大きな隙間が形成される。面取り量は、ボビン筒状胴部１２の中心軸線１２ａに沿った方向から見た場合に、コイル巻線６が外周側フランジ１３から外側に露出しない範囲とされている。
【００２１】
ここで、外周側フランジ１３の内側面１３ａは筒状胴部１２の中心軸線１２ａに直交する平坦面とされている。これに対してその外側面１３ｂは外方に突出した円弧面とされており、全体として外周側フランジ１３の中央部分の肉厚が厚くなっている。このように肉厚を厚くすることにより、外周側フランジ１３の面外剛性を高めてある。本例では、外側面１３ｂを規定している円弧面は、後述の図３に示す射出成形用キャビティにおける当該円弧面が対峙している内周面部分に対応する円弧形状とされ、これらの隙間が０．０１〜０．５ｍｍ程度に小さくなるように設定されている。
【００２２】
一方、内周側フランジ１４も全体として四角形の輪郭形状をしており、結線基板４からの高さは外周側フランジ１３よりも高いＨ（１４）とされ、その幅は外周側フランジ１３よりも狭いＷ（１４）とされている。この内周側フランジ１４の四隅にも面取りが施されており、結線基板４の側の下辺両側の隅は面取り部１４１、１４２とされ、反対側の上辺両側の隅も面取り部１４３、１４４とされている。これらの面取り部分１４１〜１４４も、隣り合う内周側フランジ１４の間に形成される隙間を大きくするためのものである。また、面取り量は、ボビン筒状胴部１２の中心軸線１２ａに沿った方向から見た場合に、コイル巻線６が内周側フランジ１４から外側に露出しない範囲とされている。
【００２３】
この内周側フランジ１４は、筒状胴部１２に直交する平板状フランジ本体１４ａと、この平板状フランジ本体１４ａの外側面１４ｂに一体形成された矩形断面の補強リブ１４ｃとを備えている。補強リブ１４ｃは内周側フランジ１４の中心をステータコア中心軸線の方向に延びている。補強リブ１４ｃを形成することにより、内周側フランジ１４の面外剛性を高めてある。
【００２４】
（絶縁被覆層の成形）
この構成のモータステータ１の製造に当たっては、まず、ボビン１１を介してコイル巻線６が巻き付けられた分割コア２を製作する。分割コア２を、結線基板４上において円環状に連結して固定することによりステータコア３を構成すると共に各コイル巻線６の結線を行う。次に、このようにして組み立てたステータアセンブリ１０の表面を絶縁被覆する。そのための絶縁被覆層７は射出成形により形成される。
【００２５】
図３に示すように、射出成形用のキャビティ２２０にステータアセンブリをインサートし、この状態で、結線基板４の中心開口部４ａに対応する部位に配置されているディスクゲート２２１を介して絶縁性樹脂をキャビティ２２０内に注入する。ここで、上型２１と下型２２の間に形成されるキャビティ２２０は円環形状をしており、結線基板４の表面を覆う絶縁被覆層７の部分を形成するための成形部分２２２と、ボビン１１およびコイル巻線６の表面を覆う絶縁被覆層７の部分を形成するための成形部分２２３とを備えている。
【００２６】
結線基板４を上にしてステータアセンブリ１０をキャビティ２２０内に挿入した状態では、ボビン１１の外周側フランジ１３よりも内周側フランジ１４の方が高さ寸法が大きいので、外周側フランジ１３と平坦なキャビティ底面２２４の間には、図４（ａ）に示すように、注入樹脂が速やかに流通可能な隙間２３が形成される。
【００２７】
また、ボビン１１の外周側フランジ１３および内周側フランジ１４の四隅にはそれぞれ面取り部１３３〜１３６、１４１〜１４４が形成されているので、隣接する外周側フランジ１３の間には図４（ａ）に示すように注入樹脂が速やかに流通可能な隙間２４ａ、２４ｂが形成される。また、隣接する内周側フランジ１４の間にも、図４（ｂ）に示すように、注入樹脂が速やかに流通可能な隙間２５ａ、２５ｂが形成される。
【００２８】
キャビティ２２０にステータアセンブリ１０を挿入すると、内周側フランジ１４および外周側フランジ１３によってキャビティ内が同心状態で３つの円環状部分２３１〜２３３に区画されるが、これらの隙間２３、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂによって、３つの円環状部分２３１〜２３３の間を注入樹脂が円滑に流通可能である。特に、ゲート２２１から最も離れている外側の円環状部分２３３における下側の区画部分２３３ａに対しては、外周側フランジ１３とキャビティ底面２２４の間の隙間２３を経由して注入樹脂を確実に充填できるようになっている。
【００２９】
この結果、ゲート２２１から注入された成形用の樹脂材料が、結線基板４、ボビン１１およびコイル巻線６の絶縁被覆部分を成形するための成形部分２２２、２２３に確実に充填され、これらの部分を確実に絶縁被覆した状態の絶縁被覆層７が成形される。また、注入圧力を高めることなく、注入樹脂をキャビティ２２０内の隅々まで行き渡らせることができるので、射出成形時にボビン１１が変形して、モータステータ１全体の絶縁耐力が低下してしまうという弊害も起きない。
【００３０】
さらに、ボビン１１の内周側フランジ１４および外周側フランジ１３はそれらの面外剛性が高いので、樹脂の注入圧力を受けて変形してしまうことを確実に回避できる。また、外周側フランジ１３の円弧状の外側面１３ｂと、これが対峙しているキャビティ内周面部分２３０との隙間が０．０１〜０．５ｍｍと狭い。よって、外周側フランジ１３の外側面１３ｂがキャビティ内周面部分２３０によって支持され、当該外周側フランジ１３の変形が機械的に阻止される。従って、外周側フランジ１３の変形を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）ないし（ｄ）は、本発明を適用した分割コア式ステータを示す正面図、側面図、断面図および裏面図である。
【図２】（ａ）ないし（ｅ）は、図１の分割コアを示す内周側端面図、側面図、外周側端面図、正面図および裏面図である。
【図３】ステータアセンブリの表面に絶縁被覆層を射出成形により形成する状態を示す説明図である。
【図４】射出成形用のキャビティ内に挿入されたステータアセンブリのボビンにおける外周側フランジおよび内周側フランジの間に形成された樹脂流通用の隙間を示す説明図である。
【図５】（ａ）ないし（ｄ）は、一般的な分割コア式ステータを示す正面図、側面図、断面図および裏面図である。
【図６】（ａ）ないし（ｄ）は、図５の分割コアを示す内周側端面図、側面図、外周側端面図および正面図である。
【図７】絶縁被覆層形成時の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    モータステータ
２    分割コア
２ａ  突極
２ｂ  コア本体
３    ステータコア
４    結線基板
５、１１  ボビン
５ａ、１２  筒状胴部
５ｂ、１３  外周側フランジ
１３ａ  内側面
１３ｂ  円弧状の外側面
１３３〜１３６  面取り部分
５ｃ、１４  内周側フランジ
１４ａ  平板状フランジ本体
１４ｂ  外側面
１４ｃ  補強リブ
１４１〜１４４  面取り部分
６    コイル巻線
７    絶縁被覆層
２３、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ  隙間
２２０  射出成形用のキャビティ
２２１  ゲート
２２２、２２３  成形部分
２３０  円弧状外側面に対峙しているキャビティ内周面部分
２３１、２３２、２３３  円環状部分
２３３ａ  区画部分
【図１】
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【図２】
2005143206.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005143206.tif 000006
【図５】
2005143206.tif 000007
【図６】
2005143206.tif 000008
【図７】
2005143206.tif 000009