(57)【要約】【課題】本発明は、金型構造を複雑化させることなく、樹脂材がベント溝を通って端子台の外部に流出することを抑制するようにしたステータ及びステータの樹脂封止方法を提供する。【解決手段】ステータ１において、端子台４に形成されたベント溝２０内を、成形時に樹脂材３０が流動する。その際、端子台４の載置面４ａには、ベント溝２０の断面積をベント溝２０の途中で拡張するように形成した樹脂溜まり部２１が設けられているので、樹脂溜まり部２１で樹脂材３０を滞留させることができる。その結果、樹脂材３０が、ベント溝２０を通って端子台４の外部に流出することが抑制される。ベント溝２０から外部に流出した樹脂材３０が固化してできた樹脂漏れ部分がモータの使用中に脱落すると、他の機器に悪影響を与えるので、ベント溝２０の途中に設けられた樹脂溜まり部２１は、樹脂材３０の流出防止に効果的に作用する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアに装着したコイルが樹脂材によって封止され、ステータコアの外周面に端子台が当接して配置されているステータであって、
前記端子台は、前記ステータコアに当接する載置面を有し、
この載置面には、
前記ステータコアの内側から外側に向かって延在するベント溝と、
前記ベント溝の断面積を前記ベント溝の途中で拡張した樹脂溜まり部と、が設けられている、
ステータ。
【請求項２】
前記樹脂溜まり部は、前記ベント溝の溝幅方向に拡張されている、
請求項１記載のステータ。
【請求項３】
前記樹脂材は、ガラス繊維を含有し、前記樹脂溜まり部は、前記ベント溝の溝深さ方向に拡張されている、
請求項１又は２記載のステータ。
【請求項４】
前記樹脂溜まり部の幅は、前記ベント溝の溝幅より広い、
請求項１〜３の何れか一項に記載のステータ。
【請求項５】
前記ベント溝は、前記樹脂溜まり部を境にして、内側に位置する第１のベント部と、外側に位置する第２のベント部と、からなり、前記第２のベント部は、前記第１のベント部の延長線上から側方に位置ズレさせている、
請求項１〜４の何れか一項に記載のステータ。
【請求項６】
複数本の前記ベント溝は、前記樹脂溜まり部で連通している、
請求項１〜４の何れか一項に記載のステータ。
【請求項７】
金型のキャビティ内に前記コイルを配置させると共に、端子台をステータコアの端面に当接させた状態で前記端子台を前記金型から露出させるステータコアセット工程と、
前記キャビティ内に樹脂材を充填して前記コイルを前記樹脂材で封止する充填工程と、
前記端子台に設けられたベント溝から前記キャビティ内の残留空気を外部に排出する排気工程と、を備えたステータの樹脂封止方法であって、
前記端子台は、前記ステータコアに当接する載置面を有し、この載置面には、前記ステータコアの内側から外側に向かって延在する前記ベント溝と、前記ベント溝の断面積を前記ベント溝の途中で拡張した樹脂溜まり部と、が設けられ、
前記排気工程中に、前記ベント溝内に流入する前記樹脂材を前記樹脂溜まり部内に滞留させる、
ステータの樹脂封止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコアに装着したコイルが樹脂材によって封止され、ステータコアの外周面に端子台が当接して配置されるステータ及びこのステータの樹脂封止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、コイルが装着されたステータを樹脂材で封止するに際して、樹脂充填用のキャビティを有する金型が利用される。製品自体に空気溜まりの発生を抑制するために、キャビティ内の空気を効率良く排出させることが必要である。このような金型として、特開２０１３−４９２５３号公報が開示されている。この公報に記載された金型は、電子部品を製造する金型ではあるが、モータを製造する際にも応用することができる。そして、この金型には、キャビティ内の空気を効率良く外部に排出させるためのエアベントが形成されている。このエアベントは、キャビティ内に充填される樹脂材がエアベントを通って外部に流出しないような開閉制御が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−４９２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような金型を利用して、キャビティ内の空気抜きを行う場合、樹脂材がエアベントを通って外部に流出しないようにするために、金型に設けられたエアベントは開閉の制御が必要である。その結果、金型構造が複雑化するといった課題が生じる。
【０００５】
本発明は、金型構造を複雑化させることなく、樹脂材がベント溝を通って端子台の外部に流出することを抑制するようにしたステータ及びステータの樹脂封止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】
【０００６】
本発明は、ステータコアに装着したコイルが樹脂材によって封止され、ステータコアの外周面に端子台が当接して配置されているステータであって、
前記端子台は、前記ステータコアに当接する載置面を有し、
この載置面には、
前記ステータコアの内側から外側に向かって延在するベント溝と、
前記ベント溝の断面積を前記ベント溝の途中で拡張した樹脂溜まり部と、が設けられている。
【０００７】
このステータにおいては、端子台に形成されたベント溝を、成形時に樹脂材が流動する。その際、端子台の載置面には、ベント溝の断面積をベント溝の途中で拡張するように形成した樹脂溜まり部が設けられている。そして、この樹脂溜まり部でベント溝内の樹脂材を滞留させることができる。その結果、樹脂材が、ベント溝を通って端子台の外部に流出することが抑制される。ベント溝から外部に流出した樹脂材が固化してできた樹脂漏れ部分がモータの使用中に脱落すると、他の機器に悪影響を与えるので、ベント溝の途中に設けられた樹脂溜まり部は、樹脂材の流出防止に効果的に作用する。その結果、開閉機構のような複雑な構成を追加することなしに、樹脂材の流出を防止することが可能になるため、金型構造を複雑化させることがない。
【０００８】
また、前記樹脂溜まり部は、前記ベント溝の溝幅方向に拡張されている。
このような構成により、樹脂材を樹脂溜まり部で確実に捕捉することができる。
【０００９】
また、前記樹脂材は、ガラス繊維を含有し、前記樹脂溜まり部は、前記ベント溝の溝深さ方向に拡張されている。
コイルをモールドする樹脂材にガラス繊維が利用されている場合、何らかの原因で、ベント溝の出口から樹脂漏れが発生すると、ベント溝の出口で漏れて固まった樹脂材にガラス繊維が含まれることになる。この樹脂漏れ部分が脱落して他の機器に付着すると、ガラス繊維が機器の不具合を発生させる虞がある。よって、例え、ベント溝の出口で樹脂漏れ部分が発生した場合でも、この樹脂漏れ部分にガラス繊維Ｇが含まれないことが好ましい。そこで、樹脂溜まり部を、ベント溝の溝深さの方向に拡張することで、ベント溝内でバラス効果を確実に発生させ、樹脂溜まり部で確実にガラス繊維Ｇを捕捉させることができる。その結果、ベント溝の出口で樹脂漏れ部分が発生した場合でも、この樹脂漏れ部分にガラス繊維が含まれ難い。
【００１０】
また、前記樹脂溜まり部の幅は、前記ベント溝の溝幅より広い。
このようにすることで、樹脂材を樹脂溜まり部で確実に捕捉させることができる。
【００１１】
また、前記ベント溝は、前記樹脂溜まり部を境にして、内側に位置する第１のベント部と、外側に位置する第２のベント部と、からなり、前記第２のベント部は、前記第１のベント部の延長線上から側方に位置ズレさせている。
このような構成を採用すると、ベント溝を通る樹脂材が、第１のベント部から第２のベント部に行き難くできるので、樹脂溜まり部で樹脂材を滞留させ易くして、ベント溝の出口からの樹脂漏れを確実に抑制することができる。
【００１２】
また、複数本の前記ベント溝は、前記樹脂溜まり部で連通している。
【００１３】
本発明は、金型のキャビティ内に前記コイルを配置させると共に、端子台をステータコアの端面に当接させた状態で前記端子台を前記金型から露出させるステータコアセット工程と、
前記キャビティ内に樹脂材を充填して前記コイルを前記樹脂材で封止する充填工程と、
前記端子台に設けられたベント溝から前記キャビティ内の残留空気を外部に排出する排気工程と、を備えたステータの樹脂封止方法であって、
前記端子台は、前記ステータコアに当接する載置面を有し、この載置面には、前記ステータコアの内側から外側に向かって延在する前記ベント溝と、前記ベント溝の断面積を前記ベント溝の途中で拡張した樹脂溜まり部と、が設けられ、
前記排気工程中に、前記ベント溝内に流入する前記樹脂材を前記樹脂溜まり部内に滞留させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、金型構造を複雑化させることなく、樹脂材がベント溝を通って端子台の外部に流出することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るステータの一実施形態を示す正面図である。
【図２】ステータを成形するための樹脂封止用の金型を示す断面図である。
【図３】端子台を載置面の側から見た底面図である。
【図４】図３の拡大図である。
【図５】ベント溝を拡大して示す断面図である。
【図６】ステータの樹脂封止方法を示すブロック図である。
【図７】ベント溝の変形例を示す要部拡大底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るステータ及びステータの樹脂封止方法の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１に示される電動機用ステータ１は、ハイブリッド車両を駆動するためのモータやジェネレータに利用される。なお、ハイブリッド車両以外にも、電動自動車や燃料電池車にも利用される。
【００１８】
このステータ１のステータ本体Ｆは、環状のステータコア２と、ステータコア２の内周側から径方向に突出して周方向で等間隔に配置されたティース部に装着されるコイル３と、ステータコア２の外周面に当接して配置された端子台４と、端子台４から突出するターミナル５と、で構成されている。コイル３は、樹脂モールド部６によって覆われている。この樹脂モールド部６により、コイル３は、樹脂材３０（例えば、熱硬化性の不飽和ポリエステル樹脂）により封止されると共に、ステータコア２に固定される。ステータ１には、ロータを収容するための中空部７が形成されている。この中空部７は回転軸線Ｌ方向で貫通している。
【００１９】
端子台４はステータコア２の環状な平らな端面２ａに当接されている。端子台４にはステータコア２の端面２ａに当接される載置面４ａが設けられている。端子台４は、ステータコア２の周方向に沿って延在し、端子台４から３本のターミナル５が延び出ている。ターミナル５の先端には丸形端子５ａが設けられている。
【００２０】
図２に示されるように、前述した構成のステータ１に樹脂モールド部６を成形する場合、樹脂封止用の金型１０が利用される。この樹脂封止用の金型１０は、昇降自在な上金型１１と、基台上に設置した下金型１２とを備えている。上金型１１の合わせ面１１ｃは、ステータコア２の一方の環状な平らな端面２ａに当接する。下金型１２の合わせ面１２ｃはステータコア２の他方の環状な平らな端面２ｂに当接する。
【００２１】
上金型１１は、ステータ１の中空部７の上半分を形成するための第１の中子１１ａを有する。下金型１２は、ステータ１の中空部７の下半分を形成するための第２の中子１２ａを有する。第１の中子１１ａの下端面と第２の中子１２ａの上端面とは当接可能である。上金型１１内には、ドーナツ状の第１のキャビティＣ１が設けられている。下金型１２内には、ドーナツ状の第２のキャビティＣ２が設けられている。
【００２２】
また、上金型１１の合わせ面１１ｃには、端子台４が挿入される切欠き部１１ｂが形成されている。切欠き部１１ｂを形成する壁面は、端子台４の外周面４ｂにシール材１５を介して圧着されている。端子台４の載置面４ａは、ステータコア２の上側の端面２ａに圧着されている。
【００２３】
上金型１１の切欠き部１１ｂは、端子台４を避けるように形成されている。切欠き部１１ｂを形成する壁面と端子台４の外壁面との間は、シールされた状態になっている。切欠き部１１ｂによって上金型１１から端子台４を外部に露出させている。よって、端子台４の全体が、コイル３を封止するための樹脂材３０で覆われることはない。
【００２４】
このような金型１０を利用するにあたって、上金型１１が上昇して型開きが行われている。型開き後、ステータ本体Ｆのコイル３を下金型１２の第２のキャビティＣ２内に挿入させる。このとき、ステータコア２の下側の端面２ｂを下金型１２の合わせ面１２ｃに当接させる。その後、上金型１１を降下させて、ステータ本体Ｆのコイル３を上金型１１の第２のキャビティＣ１内に挿入させる。そして、ステータコア２の上側の端面２ａに上金型１１の合わせ面１１ｃを当接させる。このとき、上金型１１の切欠き部１１ｂ内に端子台４が挿入される。その後、型締めが行われ、第１及び第２のキャビティＣ１，Ｃ２内に樹脂材３０が充填される。コイル３は、樹脂モールド部６（図１参照）によって覆われる。
【００２５】
第１及び第２のキャビティＣ１，Ｃ２内に樹脂材３０が充填される際に、キャビティＣ１，Ｃ２内の空気を外部に排出する必要がある。キャビティＣ１，Ｃ２内の空気は、上金型１１の合わせ面１１ｃとステータコア２の端面２ａとの間の隙間や、下金型１２の合わせ面１２ｃとステータコア２の端面２ｂとの間の隙間から外部に徐々に排出される。しかしながら、端子台４の外周面４ｂには、シール材１５が適用されているので、キャビティＣ１，Ｃ２内の空気が、端子台４によって逃げ場を失って、端子台４の背面４ｃに沿って空気溜まりが発生する虞がある。
【００２６】
そこで、図３及び図４に示されるように、端子台４の載置面４ａには、ステータコア２の内側から外側すなわち端子台４の背面４ｃから前面４ｄに向かって延在するベント溝２０が形成されている。このベント溝２０の途中には、ベント溝２０の断面積を拡張した樹脂溜まり部２１が設けられている。複数本（例えば２本又は３本）のベント溝２０は樹脂溜まり部２１に連通している。
【００２７】
ベント溝２０は、樹脂溜まり部２１を境にして、内側に位置する第１のベント部２０ａと、外側に位置する第２のベント部２０ｂとからなる。第１のベント部２０ａと第２のベント部２０ｂとは、一直線状に整列している。この樹脂溜まり部２１は、複数本のベント溝２０を架け渡すようにして、溝幅Ｒの方向に拡張されている。このような構成により、樹脂材３０を樹脂溜まり部２１で確実に捕捉することができる。載置面４ａにおいて、図４の右側に位置するベント溝２０は、同じ幅で延在し、図４の左側に位置するベント溝２０は、外側（図４の左側）に向かって徐々に幅が広がるように延在する。また、樹脂溜まり部２１の幅Ｐは、ベント溝２０の溝幅Ｒより広く形成されている。このようにすることで、樹脂材３０を樹脂溜まり部２１で確実に捕捉させることができる。
【００２８】
さらには、図５に示されるように、樹脂溜まり部２１は、ベント溝２０の溝深さＵの方向で上側に向かって拡張されている。なお、図４の右側に位置する樹脂溜まり部２１の深さＤと図４の左側に位置する樹脂溜まり部２１の深さＤとは、同じであっても異なっていてもよい。
【００２９】
第１及び第２のキャビティＣ１，Ｃ２内に充填される樹脂材３０内にはガラス繊維Ｇが含有されている。コイル３をモールドする樹脂材３０にガラス繊維Ｇが利用されている場合、何らかの原因で、ベント溝２０の出口２０Ａから樹脂漏れが発生すると、ベント溝２０の出口２０Ａで漏れて固まった樹脂材３０にガラス繊維Ｇが含まれることになる。モータの使用時に、この樹脂漏れ部分が脱落して他の機器に付着すると、ガラス繊維Ｇが他の機器の不具合を発生させる虞がある。よって、例え、ベント溝２０の出口２０Ａで樹脂漏れ部分が発生した場合でも、この樹脂漏れ部分にガラス繊維Ｇが含まれないことが好ましい。
【００３０】
そこで、樹脂溜まり部２１を、ベント溝２０の溝深さＵ方向（回転軸線Ｌの延在方向）で上方向に拡張させることで、ベント溝２０内でバラス効果を確実に発生させ、樹脂溜まり部２１でガラス繊維Ｇの向きを上向きに変えることができる。これによって、樹脂溜まり部２１内で確実にガラス繊維Ｇを捕捉させ、樹脂溜まり部２１内でガラス繊維Ｇを封じ込めることができる。その結果、ベント溝２０の出口２０Ａで樹脂漏れ部分が発生した場合でも、この樹脂漏れ部分にガラス繊維Ｇが含まれ難い。
【００３１】
前述したベント溝２０の溝幅Ｒは１ｍｍ程度、溝深さＵは０．１〜０．３ｍｍ程度である。樹脂溜まり部２１の深さは、０．５〜２ｍｍ程度である。各値は、適宜に設計変更可能である。
【００３２】
このステータ１において、端子台４に形成されたベント溝２０内を、成形時に樹脂材３０が流動する。その際、端子台４の載置面４ａには、ベント溝２０の断面積をベント溝２０の途中で拡張するように形成した樹脂溜まり部２１が設けられているので、樹脂溜まり部２１で樹脂材３０を滞留させることができる。その結果、樹脂材３０が、ベント溝２０を通って端子台４の外部に流出することが抑制される。ベント溝２０から外部に流出した樹脂材３０が固化してできた樹脂漏れ部分がモータの使用中に脱落すると、他の機器に悪影響を与えるので、ベント溝２０の途中に設けられた樹脂溜まり部２１は、樹脂材３０の流出防止に効果的に作用する。
【００３３】
次に、ステータ１の樹脂封止方法について簡単に説明する。
【００３４】
図６の符合Ａで示される「ステータコアセット工程」について説明する。まず、下金型１２の第２のキャビティＣ２内にコイル３を配置させる。このとき、ステータコア２の端面２ｂを下金型１２の合わせ面１２ｃに当接させる。その後、金型１０の型締めを行う。このとき、端子台４を金型１０から露出させる。
【００３５】
図６の符合Ｂで示される「樹脂充填工程」について説明する。第１及び第２のキャビティＣ１，Ｃ２内に樹脂材３０を充填してコイル３を樹脂材３０で封止する。
【００３６】
図６の符合Ｃで示される「排気行程」について説明する。第１及び第２のキャビティＣ１，Ｃ２内の残留空気をベント溝２０の出口２０Ａから外部に排出する。このとき、ベント溝２０内に流入する樹脂材３０を樹脂溜まり部２１に滞留させる。
【００３７】
第１及び第２のキャビティＣ１，Ｃ２に樹脂材３０が完全に充填された後、金型１０を冷却し、金型１０を開いてステータコア２を取り出す。
【００３８】
本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、下記のような種々の変形が可能である。
【００３９】
図７（ａ）に示されるように、ベント溝４０は、樹脂溜まり部４１を境にして、内側に位置する第１のベント部４０ａと、外側に位置する第２のベント部４０ｂと、からなる。第２のベント部４０ｂと第１のベント部４０ａとは、樹脂溜まり部４１の基準軸線（樹脂溜まり部４１の延在方向に沿った軸線）Ｌ３に沿って側方に位置ズレさせている。第１のベント部４０ａと第２のベント部４０ｂは、樹脂溜まり部４１の基準軸線Ｌに対して直交している。第１のベント部４０ａの溝軸線Ｌ１と第２のベント部４０ｂの溝軸線Ｌ２とは平行に延在している。このようなベント溝４０を採用することで、ベント溝４０を通る樹脂材３０を、第１のベント部４０ａから第２のベント部４０ｂに行き難くできる。その結果、樹脂溜まり部４１で樹脂材３０を滞留させ易くして、ベント溝４０から樹脂漏れを確実に抑制することができる。
【００４０】
図７（ｂ）に示されるように、ベント溝５０は、樹脂溜まり部５１を境にして、内側に位置する第１のベント部５０ａと、外側に位置する第２のベント部５０ｂと、からなる。第２のベント部５０ｂと第１のベント部５０ａとは、樹脂溜まり部５１の基準軸線Ｌ３に沿って側方に位置ズレさせている。第１のベント部５０ａと第２のベント部５０ｂは、樹脂溜まり部５１に沿って延在する基準軸線Ｌ３対して９０度未満の角度α，βで延在している。第１のベント部５０ａの溝軸線Ｌ１と第２のベント部５０ｂの溝軸線Ｌ２とは、樹脂溜まり部５１の基準軸線Ｌ３に対して鋭角をなす。このようなベント溝５０を採用することで、ベント溝５０を通る樹脂材３０を、第１のベント部５０ａから第２のベント部５０ｂに行き難くできる。その結果、樹脂溜まり部５１で樹脂材３０を滞留させ易くして、ベント溝５０から樹脂漏れを確実に抑制することができる。
【００４１】
第１のベント部と第２のベント部との配置関係は、前述したものに限定されず、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１…ステータ  ２…ステータコア  ２ａ，２ｂ…ステータコアの端面  ３…コイル  ４…端子台  ４ａ…載置面  ４ｂ…外周面  ４ｃ…端子台の背面  ４ｄ…端子台の前面  ６…樹脂モールド部  ７…中空部  １０…金型  １１…上金型  １１ｂ…切欠き部  １１ｃ…合わせ面  １２…下金型  １２ｃ…合わせ面  ２０，４０，５０…ベント溝  ２０ａ，４０ａ，５０ａ…第１のベント部  ２０ｂ，４０ｂ，５０ｂ…第２のベント部  ２１，４１，５１…樹脂溜まり部  ３０…樹脂材  Ｃ１，Ｃ２…キャビティ
【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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