(57)【要約】【課題】金型に配置されたコイルを押圧し、形状を修正した後にコイルの表面を樹脂モールドすることで、占積率及び放熱性を低下させることがないと共に、製造効率の良いモールドコイルの製造方法の提供を課題とする。【解決手段】コイル１０を金型１００に配置するコイル配置工程と、金型１００に配置されたコイル１０の外側からコイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃを押圧することでコイル形状を修正するコイル形状修正工程と、金型１００に配置されたコイル１０の表面に樹脂を注入する樹脂注入工程とを有し、コイル形状修正工程によりコイル形状を修正した後、樹脂注入工程によりコイル１０の表面に樹脂を注入することで製造されるモールドコイルである。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを配置した成形型内に樹脂を注入することで、コイルの表面が樹脂モールドされてなるモールドコイルを製造する方法であって、少なくともコイルを金型に配置するコイル配置工程と、金型に配置されたコイルの内側又は外側の何れか一方からコイル側面を押圧することでコイル形状を修正するコイル形状修正工程と、金型に配置されたコイルの表面に樹脂を注入する樹脂注入工程とを有することを特徴とするモールドコイルの製造方法。
【請求項２】
コイル形状修正工程におけるコイル側面の押圧は、金型内における樹脂注入空間に対して進退自在な機構を備えたコイル押圧手段により行われることを特徴とする請求項１に記載のモールドコイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型に配置されたコイルの形状を修正した後にコイルの表面が樹脂モールドされてなるモールドコイルを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コイルを構成する導線間のズレを防止する発明として、例えば下記特許文献１に示すものがあった。特許文献１は、電動機の巻線構造とその巻線方法及びその巻線装置に関する発明であり、導線の巻線時のズレを抑制できるメリットがある。
【特許文献１】特開２００７−２４４１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記特許文献１で示す電動機の巻線構造とその巻線方法及びその巻線装置に関する発明は、コアのティース部に巻回する導線を精度良く巻回することで導線間のズレを防止するものであり、巻回されたコイル自体の形状を一体的に修正して導線間のズレを防止する構成とはなっておらず、製造効率面に問題があった。
【０００４】
そこで本発明は上記従来における問題点を解決し、金型に配置されたコイルを押圧し、形状を修正した後にコイルの表面を樹脂モールドすることで、占積率及び放熱性を低下させることがないと共に、製造効率のよいモールドコイルの製造方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のモールドコイルの製造方法は、コイルを配置した成形型内に樹脂を注入することで、コイルの表面が樹脂モールドされてなるモールドコイルを製造する方法であって、少なくともコイルを金型に配置するコイル配置工程と、金型に配置されたコイルの内側又は外側の何れか一方からコイル側面を押圧することでコイル形状を修正するコイル形状修正工程と、金型に配置されたコイルの表面に樹脂を注入する樹脂注入工程とを有することを第１の特徴としている。
【０００６】
上記本発明の第１の特徴によれば、少なくともコイルを金型に配置するコイル配置工程と、金型に配置されたコイルの内側又は外側の何れか一方からコイル側面を押圧することでコイル形状を修正するコイル形状修正工程と、金型に配置されたコイルの表面に樹脂を注入する樹脂注入工程とを有する構成としてあることから、コイル配置工程により、金型にコイルを確実に配置することができる。またコイル形状修正工程により、確実にコイル側面を押圧してコイル形状を修正することができる。また樹脂注入工程により、確実にコイルの表面に樹脂を注入することができる。
【０００７】
また本発明のモールドコイルの製造方法は、上記本発明の第１の特徴に加えて、コイル形状修正工程におけるコイル側面の押圧は、金型内における樹脂注入空間に対して進退自在な機構を備えたコイル押圧手段により行われることを第２の特徴としている。
【０００８】
上記本発明の第２の特徴によれば、上記本発明の第１の特徴による作用効果に加えて、コイル形状修正工程におけるコイル側面の押圧は、金型内における樹脂注入空間に対して進退自在な機構を備えたコイル押圧手段により行われる構成としてあることから、コイル押圧手段によるコイル側面の押圧後に樹脂注入空間からコイル押圧手段を後退させることが可能となり、コイル押圧手段による押圧部分にも樹脂を注入することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のモールドコイルの製造方法によれば、金型に配置されたコイルを押圧し、形状を修正した後にコイルの表面を樹脂モールドすることで、占積率及び放熱性を低下させることがないと共に製造効率のよいモールドコイルの製造方法とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下の図面を参照して、本発明の実施形態に係るモールドコイルの製造方法を説明し、本発明の理解に供する。しかし、以下の説明は本発明の実施形態であって、特許請求の範囲に記載の内容を限定するものではない。
【００１１】
図１は本発明の実施形態に係るモールドコイルの製造方法で製造されるモールドコイルの全体斜視図である。図２は本発明の実施形態に係るコイル配置工程を示す図で、コイルを金型に配置する状態を示す。図３は本発明の実施形態に係るコイル配置工程を示す図で、コイルと下型とを嵌め合わせた状態を示す。図４はコイル形状修正工程を示す平面図で、（ａ）はコイル形状修正前の状態を示し、（ｂ）はコイル形状修正後の状態を示す。図５はコイル押圧手段の変形例を示す図である。図６は図５に示すコイル押圧手段を用いてのコイル形状修正工程を示す平面図で、（ａ）はコイル形状修正前の状態を示し、（ｂ）はコイル形状修正後の状態を示す。
【００１２】
まず図１〜図４を参照して、本発明の実施形態に係るモールドコイルの製造方法を説明する。
【００１３】
図１を参照して、本発明の実施形態に係るモールドコイル１は、コイルの表面が樹脂モールドされたコイルであり、コイル１０と、樹脂２０とから構成される。このモールドコイル１は、図１に示すモータの分割ステータコア３０と嵌め合わされることで、分割ステータを構成する。勿論、コアはモータの分割ステータコアに限る必要はなく、変圧トランスやリアクトルを構成するコア等、如何なるコアであってもよい。
【００１４】
前記コイル１０は、図２に示すように、平角線のエッジワイズ巻きコイルである。また図２に詳細には図示されていないが、コイル１０を構成する平角線はコイル軸方向に密着されている。このような構成とすることで、隣接する平角線に隙間が空くことがない。よって平角線同士の熱伝導を向上させることができる。従って、モールドコイル１の放熱性を向上させることができる。
【００１５】
なおコイル１０を構成する平角線は、例えば銅、アルミ、銀、金、これらの合金等線材として通常用いられるものであれば如何なるものであってもよい。また平角線は、複数本の素線で構成される集合線でも、１本の素線で構成されるものでも、何れであってもよい。また必ずしも平角線である必要はなく、丸線、六角線、矩形線等コイルを構成する線材として通常用いられるものであれば、その形状、材質、導径等は適宜変更可能である。
【００１６】
前記樹脂２０は、コイル１０の表面をモールドするためのものである。
図１に示すように、ロータ側端面１０ａを除くコイル１０の表面が樹脂２０でモールドされている。このような構成とすることで、ロータ側端面１０ａを除くコイル表面と樹脂２０との間に隙間を生じることがない。よってコイル１０に発生した熱は、コイル１０から空気層を経ることなく密着した樹脂２０を経て速やかに外方に熱伝導し、放熱されていく。よってモールドコイル１の放熱性を向上させることができる。
【００１７】
また図１に示すように、コイルサイドの側面１０ｂが樹脂モールドされることで、モールドコイル１をリング状に配置された複数個の分割ステータコア３０と嵌め合わす場合に、隣接するコイル１０間の絶縁を確実に行うことができると共に、分割ステータコア３０との絶縁を確実に行うことができる。またコア１０と当接せず、樹脂モールドする必要のないロータ側端面１０ａをコイル露出部分とすることで、樹脂２０の使用量を抑制することができ、コスト面に配慮したモールドコイル１とすることができる。勿論、樹脂２０でモールドされたコイル１０は、外部よりの損傷から保護される。
【００１８】
なおコイル１０の表面をモールドする樹脂２０の厚みは、印加電圧や結線方式に応じた線間電圧に対する絶縁を満たす必要があると共に、占積率、放熱性を考慮すれば、少なくとも０．１５ｍｍ以上であることが望ましい。
【００１９】
なお樹脂２０としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等、モールド樹脂として通常使用されるものであれば如何なるものであってもよい。
また本実施例においては、ロータ側端面１０ａを樹脂２０でモールドしない構成としてあるが、勿論、樹脂２０でモールドする構成であってもよい。
【００２０】
次に図２〜図４を参照して、本発明の実施形態に係るモールドコイル１の製造方法を説明する。
本発明の実施形態に係るモールドコイル１は、表面が樹脂モールドされてなるコイルである。このモールドコイル１は、簡略化して示す金型１００内にコイル１０を配置し、コイル形状修正後に樹脂２０を金型内に注入することで製造される。
ここで図２に示すように、金型１００は、下型１１０と、上型１２０とから構成される。また下型１１０は、図２に示すように、コイル１０を嵌め合わせる嵌合凹部１１１と該嵌合凹部１１１の中央にコア型１１２を備え、更にコイル形状を修正するコイル押圧手段１１３を備える。
【００２１】
まず図２、図３を参照してコイル配置工程を説明する。
コイル配置工程は、コイル１０を金型１００内に配置する工程である。具体的にはコイル１０と下型１１０とを嵌め合わす工程である。
【００２２】
まず図２に示すように、軸方向に密着された状態のコイル１０を金型１００内に配置する。
そして図示していない把持手段と位置決め手段によりコイル１０を把持した状態で嵌合凹部１１１及びコア型１１２との位置決めがなされ、図３に示すように、コイル１０と下型１１０とが嵌め合わされる。これにより図３に示すように、嵌合凹部１１１に樹脂注入空間Ｌ、Ｍが形成される。
【００２３】
次に、図２〜図４を参照してコイル形状修正工程を説明する。
コイル形状修正工程は、下型１１０に配置されたコイル１０のコイルサイド及びコイルエンドの側面の形状を、コイル押圧手段１１３を用いて押圧することで修正する工程である。
つまり図４（ａ）に示すように、エッジワイズ巻きされてなるコイル１０のコイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃの形状は、通常平角線間にズレが生じる等の原因により面一な形状とはなっておらず、凹凸が生じている。従って面一な状態で樹脂２０をモールドする場合に比べて占積率が低下すると共に、放熱性も悪く、更に使用する樹脂量が多くなって製造効率が悪いというデメリットが生じる。そこでコイル形状修正工程によりコイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃの形状を面一な形状へと修正することで、上述したデメリットを解消することができる。
【００２４】
具体的には、図３に示すように、コイル１０と下型１１０とが嵌め合わされた状態で、図４（ａ）に黒塗り矢印で示すように、コイル押圧手段１１３が樹脂注入空間Ｌへとせり出す。
ここでコイル押圧手段１１３は、図２に示すように、立方体形状からなり、通常はその端面１１３ａのみが嵌合凹部１１１における４つの側面１１１ａのそれぞれの一部を構成した状態で下型１１０の内部に配置されている。また詳しくは図示していないが、コイル押圧手段１１３は、図３に黒塗り矢印で示すように、樹脂注入空間Ｌに対して進退自在な機構を備えている。
【００２５】
そして図４（ｂ）に示すように、コイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃをコイル押圧手段１１３が外側から押圧する。
ここでコイル押圧手段１１３は、立方体形状からなることから、コイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃとの接触箇所を面接触とすることができ、コイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃを構成する導線を一体的に面で押圧することができる。更にコイル押圧手段１１３は、図４に示すように、コイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃの外側四方にそれぞれ配置される構成としてあることから、コイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃを同時に押圧することができる。よってコイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃを面一な形状へと修正することができる。従って占積率の低下、放熱性の悪化、製造効率の低下を防止することができる。
【００２６】
そして図４（ｂ）に示すように、コイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃをコイル押圧手段１１３が外側四方から押圧した状態で樹脂注入工程が開始される。
【００２７】
次に図４を参照して、樹脂注入工程を説明する。
樹脂注入工程は、金型１００内に樹脂２０を注入することでコイル１０の表面をモールドするための工程である。
【００２８】
まず図４（ｂ）に示すように、コイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃをコイル押圧手段１１３が外側四方から押圧し面一とした状態で、図示していない樹脂注入経路から樹脂２０が樹脂注入空間Ｌ、Ｍに注入される。そして面一とされたコイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃの形状が樹脂２０により固定される状態となった後、コイル押圧手段１１３を元の位置、つまり端面１１３ａのみが嵌合凹部１１１における４つの側面１１１ａのそれぞれの一部を構成する位置まで後退させる。その後、更に樹脂注入空間Ｌに樹脂２０を注入する。このような構成とすることで、樹脂注入空間Ｌにおいてコイル押圧手段１１３がせり出していた部分が樹脂モールドされる。
以上の工程を経て図１に示すモールドコイル１が成形される。
【００２９】
なお、コイル押圧手段１１３の形状、個数、コイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃに対する押圧位置等は本実施例のものに限る必要はなく、適宜変更可能であるが、少なくともコイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃを構成する導線と面接触した状態で一体的に押圧できるものであることが望ましい。
【００３０】
次に図５、図６を参照して、コイル押圧手段の変形例及び該変形例を用いてのコイル形状修正工程について説明する。
図５、図６に示すように、コイル押圧手段１１４は、上述したコイル押圧手段１１３がコイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃを外側から押圧するものであることに対して、コイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃを内側から押圧するものである。
上述したコイル押圧手段１１３を用いてのコイル形状修正工程と同一機能、同一部材には同一番号を付し、以下の説明を省略する。
【００３１】
図６に示すように、コイル１０とコア型１１２とが嵌め合わされた状態でコア型１１２における４つの側面１１２ａのそれぞれの一部を構成する立方体形状からなるコイル押圧手段１１４が樹脂注入空間Ｍへとせり出す。
なおコイル押圧手段１１４は、図５、図６に詳しくは図示していないが、樹脂注入空間Ｍに対して進退自在な機構を備える。
そしてコイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃをコイル押圧手段１１４が内側から押圧する。
【００３２】
ここでコイル押圧手段１１４は、立方体形状からなることから、コイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃとの接触箇所を面接触とすることができ、コイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃを構成する導線を一体的に面で押圧することができる。更にコイル押圧手段１１４は、図５に示すように、コイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃの内側四方にそれぞれ配置される構成としてあることから、コイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃを同時に押圧することができる。よってコイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃを面一な形状へと修正することができる。従って占積率の低下、放熱性の悪化、製造効率の低下を防止することができる。
【００３３】
なお本実施例においては、コイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃの外側又は内側の何れか一方からコイル押圧手段を用いてコイル１０を押圧する構成としたが、必ずしもこのような構成に限る必要はなく、コイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃの外側及び内側の両方からコイル押圧手段を用いてコイル１０を押圧するような構成としてもよい。またコイル押圧手段１１３、１１４を構成する４つのコイル押圧手段はコイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃを同時に押圧する構成としたが、それぞれが別々に押圧するような構成であってもよい。
【００３４】
また面一とされたコイルサイド及びコイルエンドの側面１０ｂ、１０ｃの形状が樹脂２０により固定される状態となった後、コイル押圧手段１１３を元の位置、つまり端面１１３ａのみが嵌合凹部１１１における４つの側面１１１ａのそれぞれの一部を構成する位置まで後退させる構成としてあるが、必ずしもこのような構成に限る必要はない。例えば樹脂注入工程においてコイルエンドの側面１０ｃを押圧するコイル押圧手段１１３を後退させることなく、押圧させたままの状態とする構成とすることができる。このような構成とすることで、コイルエンドの側面１０ｃに施された樹脂面に凹部を形成することができる。よってモールドコイル１をリング状に配置されたステータコアに嵌め込むことでステータを構成する場合に、この凹部をリング状のバスバーフォルダ嵌合用溝として用いることができ、ステータ１とバスバーとの接続を容易なものとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、モールドコイル及び該モールドコイルを用いたステータとして、モータ、トランス、リアクトル等各種電動機、発電機に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係るモールドコイルの製造方法で製造されるモールドコイルの全体斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るコイル配置工程を示す図で、コイルを金型に配置する状態を示す。
【図３】本発明の実施形態に係るコイル配置工程を示す図で、コイルと下型とを嵌め合わせた状態を示す。
【図４】コイル形状修正工程を示す平面図で、（ａ）はコイル形状修正前の状態を示し、（ｂ）はコイル形状修正後の状態を示す。
【図５】コイル押圧手段の変形例を示す図である。
【図６】図５に示すコイル押圧手段を用いてのコイル形状修正工程を示す平面図で、（ａ）はコイル形状修正前の状態を示し、（ｂ）はコイル形状修正後の状態を示す。
【符号の説明】
【００３７】
１        モールドコイル
１０      コイル
１０ａ    ロータ側端面
１０ｂ    側面
１０ｃ    側面
２０      樹脂
３０      分割ステータコア
１００    金型
１１０    下型
１１１    嵌合凹部
１１１ａ  嵌合凹部側面
１１２    コア型
１１２ａ  側面
１１３    コイル押圧手段
１１３ａ  端面
１１４    コイル押圧手段
１２０    上型
Ｌ        樹脂注入空間
Ｍ        樹脂注入空間
【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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