(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子コアの端部を樹脂モールドする固定子のモールド成形方法において、
支持部穴が形成されたインサート部品を、前記固定子コアの端部に配置し、
固定型と可動型で前記固定子コアを挟むことで形成されるキャビティ内に、前記固定型又は前記可動型から押さえピンを突出させ、
前記押さえピンの先端で、前記支持部穴を覆うことで、前記インサート部品の前記支持部穴の外周を前記押さえピンで押圧し、
前記キャビティ内に樹脂を充填することで、前記固定子コアの端部を樹脂モールドし、
前記支持部穴が前記インサート部品であるバスバアッシの中性極付近に形成され、
前記押さえピンの先端で前記中性極付近を押圧しつつ樹脂モールドすることを特徴とする固定子のモールド成形方法。
【請求項２】
固定子コアの端部を樹脂モールドする固定子のモールド成形装置において、
前記固定子コアの端部を挟み込むことで、前記固定子コアの端部にキャビティを形成する固定型及び可動型と、
前記可動型または前記固定型に前記キャビティ内に突出する押さえピンと、を備え、
前記固定子コアの端部にインサート部品を配置し、
前記インサート部品に形成された支持部穴を、前記押さえピンの先端で覆い、
前記支持部穴の外周を前記押さえピンの先端で押圧して、前記固定子コアの端部を樹脂モールドし、
前記支持部穴が前記インサート部品であるバスバアッシの中性極付近に形成され、
前記キャビティ内に突出する前記押さえピンの先端で、前記中性極付近を押圧しつつ、樹脂モールドすることを特徴とする固定子のモールド成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子の樹脂モールド成形における、部品の位置ズレや変形を防止するための技術である。
【背景技術】
【０００２】
モータの固定子のコイルエンドをモールドする方法として、絶縁性樹脂を用いてモールドする方法が近年提案されている。従来行われていた、モータのコイルエンドをワニスで絶縁する代わりに、コイルエンドを樹脂モールドすることによって、コイルエンドの絶縁性を確保すると共に、外部からコイルエンドを保護することができる。
樹脂を射出成形する技術については、様々な分野に於いて利用されてきている。これらの技術を用いて、モータのコイルエンドを樹脂モールドすることに利用することが考えられる。
【０００３】
樹脂モールドする際の問題として考えられるのは、インサート成形する場合における部品のズレの問題である。
特許文献１には、成形金型装置及びその装置により成形されるインサート成形部品についての技術が開示されている。
金型に押さえピンを備え、バネ等の弾性体によって押さえピンに付勢することで、インサート部品を押さえピンによって押さえ、樹脂成形の際の樹脂の圧力によってインサート部品が移動することを防ぐ技術である。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１０９１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される技術を固定子の樹脂モールド成形に適用する場合には、以下のような課題があると考えられる。
特許文献１の方法を適用して、押さえピンを用いて単純にインサート部品を押さえた場合、押さえた部分の面圧の関係で、インサート部品と押さえピンとの間に樹脂が入り込んで薄膜やバリを形成してしまう虞がある。
こうした薄膜やバリは、回転電機使用中に脱落する虞がある。
車載する回転電機の固定子は、熱サイクルの影響を受けたり振動の影響を受けたりと、過酷な環境下で使用される。このため、このような薄膜やバリが脱落する虞は大きい。
エンジンルーム内での異物発生要因は極力避けることが好ましく、冷却のために回転電機にオイルを吹き付けているような場合には、異物の発生によってオイル配管の経路内の詰まりの原因となる虞がある。
【０００６】
そこで、本発明はこのような課題を解決するために、インサート部品を保持し異物の発生要因を低減させることが可能な固定子のモールド成形方法、及び固定子のモールド成形装置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】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明による固定子のモールド成形方法は以下のような特徴を有する。
（１）固定子コアの端部を樹脂モールドする固定子のモールド成形方法において、
支持部穴が形成されたインサート部品を、前記固定子コアの端部に配置し、固定型と可動型で前記固定子コアを挟むことで形成されるキャビティ内に、前記固定型又は前記可動型から押さえピンを突出させ、前記押さえピンの先端で、前記支持部穴を覆うことで、前記インサート部品の前記支持部穴の外周を前記押さえピンで押圧し、前記キャビティ内に樹脂を充填することで、前記固定子コアの端部を樹脂モールドし、前記支持部穴が前記インサート部品であるバスバアッシの中性極付近に形成され、前記押さえピンの先端で前記中性極付近を押圧しつつ樹脂モールドすることを特徴とする。
【０００９】
また、前記目的を達成するために、本発明による固定子のモールド成形装置は以下のような特徴を有する。
（２）固定子コアの端部を樹脂モールドする固定子のモールド成形装置において、
前記固定子コアの端部を挟み込むことで、前記固定子コアの端部にキャビティを形成する固定型及び可動型と、前記可動型または前記固定型に前記キャビティ内に突出する押さえピンと、を備え、前記固定子コアの端部にインサート部品を配置し、前記インサート部品に形成された支持部穴を、前記押さえピンの先端で覆い、前記支持部穴の外周を前記押さえピンの先端で押圧して、前記固定子コアの端部を樹脂モールドし、前記支持部穴が前記インサート部品であるバスバアッシの中性極付近に形成され、前記キャビティ内に突出する前記押さえピンの先端で、前記中性極付近を押圧しつつ、樹脂モールドすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
このような特徴を有する本発明による固定子のモールド成形方法により、以下のような作用、効果が得られる。
まず、（１）に記載される発明は、固定子コアの端部を樹脂モールドする固定子のモールド成形方法において、支持部穴が形成されたインサート部品を、固定子コアの端部に配置し、固定型と可動型で固定子コアを挟むことで形成されるキャビティ内に、固定型又は可動型から押さえピンを突出させ、押さえピンの先端で、支持部穴を覆うことで、インサート部品の支持部穴の外周を押さえピンで押圧し、キャビティ内に樹脂を充填することで、固定子コアの端部を樹脂モールドし、支持部穴がインサート部品であるバスバアッシの中性極付近に形成され、押さえピンの先端で中性極付近を押圧しつつ樹脂モールドするものである。
【００１２】
したがって、支持部穴の外周に押さえピンの先端が当接してインサート部品を保持することで、樹脂モールド中に樹脂の圧力によってインサート部品が動くことを防止することができる。その結果、固定子に対するインサート部品の位置決め精度を向上させ、製作精度向上に貢献する。
また、支持部穴の外周が押さえピンの先端に当接することで、押さえピンの先端とインサート部品との接触面は環状に形成される。つまり、押さえピンの接触する部分に支持部穴が設けられることで、同じ押圧力でインサート部品を押さえても、インサート部品に対する押さえピンの面圧を上げることができる。
【００１３】
インサート部品に支持部穴を形成することは、押さえピンとインサート部品のシール力を高めることができる。そして、支持部穴への樹脂の侵入は押さえピンによって防がれることとなる。
このように、インサート部品に対する押さえピンの面圧向上を図ることができ、インサート部品と押さえピンとの間への樹脂の侵入を防ぐことができるので、異物である薄膜やバリを発生しにくい状態を作り出すことができる。
すなわち、固定子製造時において、インサート部品を押さえることにより、異物の発生要因を低減可能な固定子のモールド成形方法を提供することができる。
【００１４】
固定子を樹脂モールドする際に、バスバアッシを押さえる押さえピンを用いると、形成された樹脂モールド部には、押さえピンが存在した部分の穴が形成されてしまう。
しかし、中性極付近に支持部穴が形成されているので、押さえピンによる樹脂モールドされない部分は、固定子の中性極付近となる。
中性極は、樹脂モールドされるインサート部品のうち最も電位差が少なくなる部分であり、理論的には電位差は０となる。つまり、中性極は固定子において最も絶縁負担の軽い部分となる。
したがって、押さえピンによる穴が樹脂モールド部に形成され、絶縁している樹脂の厚みが薄くなったとしても、漏電する虞を最小限に抑えることが可能となる。
【００１５】
また、このような特徴を有する本発明による固定子のモールド成形装置により、以下のような作用、効果が得られる。
まず、（２）に記載される発明は、固定子コアの端部を樹脂モールドする固定子のモールド成形装置において、固定子コアの端部を挟み込むことで、固定子コアの端部にキャビティを形成する固定型及び可動型と、可動型または固定型にキャビティ内に突出する押さえピンと、を備え、固定子コアの端部にインサート部品を配置し、インサート部品に形成された支持部穴を、押さえピンの先端で覆い、支持部穴の外周を押さえピンの先端で押圧して、固定子コアの端部を樹脂モールドし、支持部穴がインサート部品であるバスバアッシの中性極付近に形成され、キャビティ内に突出する押さえピンの先端で、中性極付近を押圧しつつ、樹脂モールドするものである。
【００１６】
したがって、支持部穴の外周に押さえピンの先端が当接してインサート部品を保持することで、樹脂モールド中に樹脂の圧力によってインサート部品が動くことを防止することができる。その結果、固定子に対するインサート部品の位置決め精度を向上させ、製作精度向上に貢献する。
また、支持部穴の外周が押さえピンの先端に当接することで、押さえピンの先端とインサート部品との接触面は環状に形成される。つまり、押さえピンの接触する部分に支持部穴が設けられることで、同じ押圧力でインサート部品を押さえても、インサート部品に対する押さえピンの面圧を上げることができる。
【００１７】
インサート部品に支持部穴を形成することは、押さえピンとインサート部品のシール力を高めることができる。そして、支持部穴への樹脂の侵入は押さえピンによって防がれることとなる。
このように、インサート部品に対する押さえピンの面圧向上を図ることができ、インサート部品と押さえピンとの間への樹脂の侵入を防ぐことができるので、異物である薄膜やバリを発生しにくい状態を作り出すことができる。
すなわち、固定子製造時において、インサート部品を押さえることにより、異物の発生要因を低減可能な固定子のモールド成形装置を提供できる。
【００１８】
よって、（１）に記載の固定子のモールド形成方法同様に、押さえピンによって樹脂モールド部に形成される穴は、固定子において最も絶縁負担の軽い部分に配置することが可能となる固定子のモールド成形装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１に、本実施形態の固定子１０の斜視図を示す。
図２に、固定子１０の上面視図を示す。図２は部分的に内部を見せている。
固定子１０は、固定子コア１１の両端部に樹脂モールド部１５が形成され、固定子１０のコイルエンド部分の絶縁を確保している。また、固定子１０の片側端部にはコネクタ１３が設けられている。コネクタ１３は樹脂モールド部１５と一体的に成形されている。
固定子コア１１は複数の電磁鋼板を積層して形成されたものである。固定子コア１１の中心にはドーナツ状に中央孔１１ｂが形成されている。また固定子コア１１の外周部には、ボルト孔１１ａが３カ所設けられている。
【００２０】
樹脂モールド部１５には熱可塑性樹脂を用いている。この樹脂モールド部１５によって、コイル１２及びバスバアッシ２０の絶縁を確保している。したがって、樹脂モールド部１５の厚みは一定以上ある方が望ましい。なお、図１に示すように樹脂モールド部１５の外形に凹凸があるのは、使用する樹脂量を減らすためである。樹脂モールド部１５の凸部の下にはコイル１２がある。
また、図２に示すように樹脂モールド部１５の内部には、バスバアッシ２０がインサート成形される。このバスバアッシ２０がインサート部品に相当する。
固定子コア１１には、コイル１２が備えられている。コイル１２は、樹脂製のインシュレータに巻線を巻回したものである。
【００２１】
図３には、バスバアッシ２０の斜視図を示す。図４には、バスバアッシ２０の上面視図を示す。
バスバアッシ２０は、複数のバスバ溝２１ａが多角形環状に形成された絶縁ガイド２１と、バスバ溝２１ａに挿入されているバスバ２２、及び端子２３からなる。バスバ２２の材質は絶縁性の確保でき、固定子１０の使用時にコイル１２の発生する熱に耐えうる材質であればよい。本実施形態ではそのような樹脂を用いている。
そして、バスバアッシ２０には中性極部２０ａが設けられている。図４に示されるように中性極部２０ａはコネクタ１３と対向する位置に設けられている。この中性極部２０ａの中心には支持部穴２１ｂが形成されている。
バスバ２２はコネクタ１３に接続される。バスバ２２の材質は、銅やアルミニウムなどの導電性の良い金属が用いられている。
【００２２】
バスバアッシ２０は、固定子コア１１の端部の片側に配置され、コイル１２から引き出された配線と、端子２３に接続されて電気回路を形成する。
本実施形態の固定子１０は４極であり、Ｕ極１３Ｕ、Ｖ極１３Ｖ、Ｗ極１３Ｗの他に中性極１３Ｎが設けられている。したがって、コネクタ１３からは４つの端子が突出している。
図５に、モールド成形装置５０の断面図を示す。
モールド成形装置５０は、固定型５１と可動型５２及びスライド型６０を備えている。固定型５１にはセンタポスト５１ａと位置決めピン５５が備えられている。
位置決めピン５５は固定型５１の３カ所に設けられている。センタポスト５１ａは、固定子コア１１の中央孔１１ｂに挿入される。また、位置決めピン５５はボルト孔１１ａに挿入される。
【００２３】
次に、固定子１０を樹脂モールドする手順について説明を行う。
図６に、モールド成形装置５０の型が開いた状態の模式図を示す。
図７に、モールド成形装置５０にセットされたコネクタ１３のバスバアッシ２０周りの拡大図を示す。
図８に、バスバアッシ２０を押さえピン５３で押さえる様子の模断面式図を示す。
モールド成形装置５０で固定子１０の樹脂モールド部１５を形成するためには、図６に示すように、まず、固定型５１に固定子コア１１をセットする。
【００２４】
この際の固定子コア１１には、既にバスバアッシ２０がセットされており、コイル１２から引き出される導線と端子２３は接続されており、固定子１０の電気回路が完成しているものとする。
固定子コア１１に形成された中央孔１１ｂにはセンタポスト５１ａが挿入され、ボルト孔１１ａは位置決めピン５５が挿入される。
固定子コア１１の位置決めは位置決めピン５５によって行われる。
固定子コア１１には、バスバアッシ２０が固定されており、固定型５１に挿入される際には、バスバアッシ２０が可動型５２側になるように挿入される。
【００２５】
その後、可動型５２を固定型５１に近接させ、固定型５１と可動型５２で固定子コア１１を挟み込む。
そして、スライド型６０の備えるスライドブロック６１をコネクタ１３側に近接させると共に、可動型５２に備えられた押さえピン５３をバスバアッシ２０側に降下させる。
スライドブロック６１の先端には、コネクタ１３を押圧するピンが備えられており、コネクタ１３を固定する。一方、押さえピン５３はバスバアッシ２０が浮き上がらないように押圧する。
押さえピン５３とバスバアッシ２０の関係は、図８に示す通り、中性極部２０ａに設けられた支持部穴２１ｂを押さえピン５３で塞ぐようにしてバスバアッシ２０を押圧する。
【００２６】
支持部穴２１ｂは、押さえピン５３の外径よりも小さな径の穴である。このため、押さえピン５３で支持部穴２１ｂの形成された部分の外周を押すこととなる。つまり、バスバアッシ２０の中性極部２０ａは、押さえピン５３によって、円環状に押圧されることになる。
そして、スライド型６０及び押さえピン５３を所定の位置に移動させた後に、最後に可動型５２を更に加圧し、閉じたキャビティ３０を形成する。
キャビティ３０は、固定子コア１１の両端に設けられる。
【００２７】
固定型５１及び可動型５２を所定温度に昇温した状態で、キャビティ３０に図示しない材料供給装置から送られた半溶融状体の熱可塑性樹脂が充填される。そして、樹脂が硬化して、固定子１０の樹脂モールド部１５を形成する。
樹脂モールド部１５を形成するにあたり、押さえピン５３はバスバアッシ２０を押圧したままなので、可動型５２を移動させて型開きした後は、固定子１０に押さえピン穴１５ａが形成されることになる。
このようにして、図１に示すような固定子１０が形成される。
【００２８】
本実施形態では、上記構成を示すので、以下に説明するような作用及び効果を奏する。
第１の効果として、インサート部品であるバスバアッシ２０を保持することが可能となる点が挙げられる。
固定子コア１１の端部を樹脂モールドする固定子１０のモールド成形方法において、支持部穴２１ｂが形成されたバスバアッシ２０を、固定子コア１１の端部に配置し、固定型５１と可動型５２で固定子コア１１を挟むことで形成されるキャビティ３０内に、固定型５１又は可動型５２から押さえピン５３を突出させ、押さえピン５３の先端で、支持部穴２１ｂを覆うことで、バスバアッシ２０の支持部穴２１ｂの外周を押さえピン５３で押圧し、キャビティ３０内に樹脂を充填することで、固定子コア１１の端部を樹脂モールドするものである。
【００２９】
支持部穴２１ｂの外周に押さえピン５３の先端が当接してバスバアッシ２０を保持するために、樹脂モールド中に樹脂の圧力によってバスバアッシ２０が動くことを防止することができる。
バスバアッシ２０のうちコネクタ１３に関してはスライド型６０によって押さえられるので、位置がずれるといった心配はない。しかし、それ以外の部分は動いてしまう可能性がある。キャビティ３０に流入する樹脂の圧力は、粘度のある状態の樹脂をキャビティ３０内に充填する関係で高めてある。また、樹脂の流速も樹脂の温度が上がり、硬化してしまうことを防ぐために、高めている。
【００３０】
このような事情から、バスバアッシ２０をコネクタ１３だけで固定していると、バスバアッシ２０が樹脂の充填によって動いてしまう虞がある。
しかし、バスバアッシ２０のコネクタ１３に対向する位置に中性極部２０ａを設け、押さえピン５３で押圧することで、バスバアッシ２０のズレを抑制することが可能となる。
そして、バスバアッシ２０のズレを防ぐことができることで、固定子１０の製作精度の向上を図ることができる。
【００３１】
また、第２の効果として、押さえピン５３で中性極部２０ａを押さえた際に、異物となるバリや薄膜を生じにくいという点が挙げられる。
支持部穴２１ｂの外周が押さえピン５３の先端に当接することで、バスバアッシ２０に対する押さえピン５３の面圧を上げることができる。これは、以下に説明する作用によって実現される。
バスバアッシ２０に形成された中性極部２０ａを単純に押さえピン５３で押圧するだけでは、バスバアッシ２０の製作精度によっては樹脂の薄膜や、バリを生じてしまう虞がある。押さえピン５３と中性極部２０ａの隙間に、充填した樹脂が入ってくる可能性があるためである。
【００３２】
バスバアッシ２０は、絶縁性を確保するために樹脂で形成されているため、中性極部２０ａの面精度や寸法精度を確保することは困難である。よって、薄膜やバリを生じる虞は十分にあると考えられる。課題に記載した通り、薄膜やバリは車載モータとして稼働中に剥落してポンプに詰まるなどの問題を起こすことも考えられるので、極力削減するのが望ましい。
本実施形態では、中性極部２０ａに支持部穴２１ｂを設けてあることで、押さえピン５３は環状の部分を押圧することになる。押さえピン５３の押圧力が小さくても、押さえる必要のある面積が減ることで、押さえピン５３のシール力を高めることができる。
こうして、中性極部２０ａに対するシール力を高めることができ、支持部穴２１ｂへの樹脂の侵入は押さえピン５３によって防がれることとなる。
バスバアッシ２０は樹脂成形品であるため、中性極部２０ａの精度はあまり期待できない点から考えても、このような構成で薄膜やバリを低減できることは望ましい。
【００３３】
また、第３の効果として、漏電の虞を最小限に抑えることができる点が挙げられる。
支持部穴２１ｂがインサート部品であるバスバアッシ２０の中性極部２０ａ付近に形成され、押さえピン５３の先端で中性極部２０ａ付近を押圧しつつ樹脂モールドする。
中性極部２０ａは、理論的には電位差がゼロとなる部分である。この部分の樹脂モールド部１５に押さえピン穴１５ａが形成されても、電位差が極めて低いために、樹脂の厚みが薄くなっても漏電の虞を最小限に抑えることが可能である。
【００３４】
バスバアッシ２０に保持されるバスバ２２には、高圧の電流が流れるため、樹脂モールド部１５は一定の厚みを確保することが重要である。
しかし、押さえピン５３でバスバアッシ２０を押さえると、どうしても押さえピン穴１５ａの様な部分を生じてしまう。このため、中性極部２０ａに支持部穴２１ｂを設けることで、押さえピン穴１５ａが形成されても、上記理由から漏電の虞を極力抑えることができる。
この他の効果として、固定子１０を形成した際に、樹脂モールド部１５に押さえピン５３が形成する押さえピン穴１５ａが出来上がるので、固定子１０に使用する樹脂の量を低減することに貢献する。この結果、固定子１０の若干の軽量化にも寄与する。
【００３５】
以上、本実施形態に則して発明を説明したが、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することにより実施することもできる。
例えば、本実施形態の固定子１０には線材を巻回したコイル１２を用いているが、エッジワイズ曲げ加工のコイルに適用することを妨げない。
また、モールド成形装置５０の形状等に関しても適宜設計変更することを妨げない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施形態の、固定子１０の斜視図を示している。
【図２】本実施形態の、固定子１０の上面視図を示している。
【図３】本実施形態の、バスバアッシ２０の斜視図を示している。
【図４】本実施形態の、バスバアッシ２０の上面視図を示している。
【図５】本実施形態の、モールド成形装置５０の断面図を示している。
【図６】本実施形態の、モールド成形装置５０の型が開いた状態の模式図を示している。
【図７】本実施形態の、モールド成形装置５０にセットされたコネクタ１３のバスバアッシ２０周りの拡大図を示している。
【図８】本実施形態の、バスバアッシ２０を押さえピン５３で押さえる様子の模式図を示している。
【符号の説明】
【００３７】
１０      固定子
１１      固定子コア
１２      コイル
１３      コネクタ
１５      樹脂モールド部
１５ａ      押さえピン穴
２０      バスバアッシ
２０ａ      中性極部
２１      絶縁ガイド
２１ａ      バスバ溝
２１ｂ      支持部穴
２２      バスバ
２３      端子
３０      キャビティ
５０      モールド成形装置
５１      固定型
５１ａ      センタポスト
５２      可動型
５３      押さえピン
５５      位置決めピン
６０      スライド型
６１      スライドブロック
【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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