(57)【要約】【課題】組立工程及び部品点数を削減できるのみならず、高い放熱性を備えるモールドコイルを提供する。【解決手段】環状に配置されてステータを構成する分割ステータ用モールドコイル１であって、円弧に沿って配列された複数のコイル３と、上記コイルを埋め込むとともに接合するように形成された樹脂モールド部２と、上記樹脂モールド部から露出して設けられる接続端子部２１，２２と、上記各コイルの内周側に形成されて磁性体コアが挿入される穴部４とを備えて構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に配置されてステータを構成する分割ステータ用のモールドコイルであって、
円弧に沿って配列された複数のコイルと、
上記コイルを埋め込むとともに接合するように形成された樹脂モールド部と、
上記樹脂モールド部から露出して設けられる接続端子部と、
上記各コイルの内周側に形成されて磁性体コアが挿入される穴部とを備える、分割ステータ用モールドコイル。
【請求項２】
上記樹脂モールド部内に、上記各コイルの端子部間を接続する配線及び／又は上記各コイルの端子部と上記接続端子部とを接続する配線を設けた、請求項１に記載の分割ステータ用モールドコイル。
【請求項３】
上記コイルの巻線が断面略長方形状の平角線である、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の分割ステータ用モールドコイル。
【請求項４】
上記配線が、上記コイルを構成する巻線又はこの巻線と同じ断面形態の導体によって形成されている、請求項２又は請求項３のいずれか１項に記載の分割ステータ用モールドコイル。
【請求項５】
ステータ用モールドコイルの製造方法であって、
円弧状に配列された複数のコイル挿入部を備える金型内に、対応する数量のコイルを配置するコイル配置工程と、
上記金型内にモールド樹脂を注入するモールド樹脂注入工程と、
樹脂モールドされたコイル成形体を取り出す離型工程とを含む、ステータ用モールドコイルの製造方法。
【請求項６】
上記各コイルの端子部間を接続し、及び／又は各コイルの端子部と一部が露出して設けられる接続端子部との間を接続する配線工程を含む、請求項５に記載のステータ用モールドコイルの製造方法。
【請求項７】
各コイル軸方向に隣接する巻線間に所定の隙間を開けた状態で各コイルを金型内に位置決めするコイル位置決め工程と、
モールド樹脂注入工程直後又はモールド樹脂注入工程の途中において、上記コイルを少なくとも軸方向に押圧して、上記巻線を近接させるコイル整形工程とを含む、請求項５又は請求項６のいずれかに記載のステータ用モールドコイルの製造方法。
【請求項８】
上記コイル整形工程は、各コイル軸に対して直角方向の力を作用させて、各巻線を所定のモールド位置に位置決めする、請求項７に記載のステータ用モールドコイルの製造方法。
【請求項９】
上記コイル整形工程は、金型内周部から金型成形空間内に延出して、上記巻線の所定位置に作用させられる押圧部材によって行われる、請求項７又は請求項８のいずれかに記載のステータ用モールドコイルの製造方法。
【請求項１０】
上記コイル端子部及び／又は上記コイル端子部に接続された接続端子部の一部を成形空間外に延出させた状態で上記各工程が行われる、請求項５から請求項９のいずれか１項に記載のステータ用モールドコイルの製造方法。
【請求項１１】
複数のコイルを円弧に沿って収容できる成形空間と、
上記コイル端子部及び／又は上記コイル端子部に接続された接続端子部を上記成形空間外に延出させて保持できる端子部保持手段とを備えるステータ用モールドコイル成形用金型装置。
【請求項１２】
モールド樹脂注入工程の直後又はモールド樹脂注入工程の途中において、各コイルの巻線を整形する整形手段を備える、請求項１１に記載のステータ用モールドコイル成形用金型装置。
【請求項１３】
上記整形手段は、各コイルの巻線をコイル軸方向に押圧する軸方向押圧手段を備える、請求項１２に記載のモールドコイル成形用金型装置。
【請求項１４】
上記整形手段は、各コイルの巻線をコイル軸直角方向に押圧あるいは保持して、上記巻線を所定位置に位置決めできる径方向押圧手段を備える、請求項１２又は請求項１３のいずれかに記載のステータ用モールドコイル成形用金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ステータ用モールドコイル、その製造方法及びその製造用金型装置に関する。詳しくは、ステータの組み付け工程を簡略化できるとともに、各コイルの占積率を向上させ、さらに、放熱性を高めたステータ用モールドコイル及びその製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家電用や自動車用の電動機は、高出力・高効率のみならず、小型軽量化が求められ。このため、種々の改良、開発が行われている。
【０００３】
電動機においては、磁性材料から形成されたステータのコアに、導体からなる巻線を巻き回してコイルが形成されるが、高い出力でより小型化を実現するために、上記巻線の占積率を極限まで向上させることが求められる。また、同時に、部品点数及び製造工程の削減が求められる。
【０００４】
従来、各ステータにコイルを巻き回す工程が非常に複雑であったため、ステータの生産効率が阻害されていた。これを解決するため、コイルを樹脂モールドしたモールドコイルを採用し、ステータ組立工程を簡略化する提案がなされている。
【特許文献１】特開２００７−１９５３３３号
【０００５】
上記特許文献１では、上記モールドコイルを環状の内側から放射状に外向きに突き出る環状配置ステータティースを形成して、上記モールドコイルをこの環状配置ステータティースに挿入することにより、ステータを容易に組み立てることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載された発明では、各コイル部の組み付けを容易に行うことができる。しかしながら、ティース部に組み付けられた後に、各コイル端子部を、従来と同様の工程で接続しなければならない。また、ステータを構成する部品を削減することもほとんどできない。したがって、組立工程や部品点数を削減するにも限度がある。
【０００７】
また、磁力を高めて大きな出力を得るためには、上記巻線に大きな電流を流す必要があり、放熱量もそれだけ大きくなる。したがって、放熱性の高いコイルを構成するのが好ましい。ところが、コイルは巻線を巻き回して形成されるが、各巻線間にモールド樹脂を隙間なく充填するのは困難である。特に、渦電流の発生を抑えて効率を高めるために細い巻線を採用する場合があるが、このような細い巻線間にモールド樹脂を隙間なく充填するのはきわめて困難である。このため、従来のモールドコイルを採用した場合、内部に空気層が形成されて放熱性が低下するといった問題が生じる。
【０００８】
本願発明は、上記従来問題を解決し、組立工程及び部品点数を削減できるのみならず、高い放熱性を備えるモールドコイルを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明は、環状に配置されてステータを構成する分割ステータ用モールドコイルであって、円弧に沿って配列された複数のコイルと、上記コイルを埋め込むとともに接合するように形成された樹脂モールド部と、上記樹脂モールド部から露出して設けられる接続端子部と、上記各コイルの内周側に形成されて磁性体コアが挿入される穴部とを備えて構成される。
【００１０】
本願発明では、複数のコイルを一体的にモールドすることにより、複数のコアティース部が組み付けられる分割ステータ用コイルが形成される。上記構成によって、ステータを組み立てる際に必要なコイルの数がその分減少する。したがって、ステータを構成する部品点数を大幅に削減することができる。
【００１１】
また、上記分割ステータにコアのティース部を挿入するだけで複数のコイルを備える分割ステータを一体構成できるばかりでなく、これら複数のコア及びコイルを一体的に備える上記分割ステータを環状に組み付けるだけでステータを構成できる。したがって、製造工程を大幅に削減できる。
【００１２】
さらに、接続端２部以外の部分がモールド樹脂によって被覆されるため、搬送や組み付け時に、コイルが傷む恐れがない。このため、部品の取り扱い性や搬送性も向上する。
【００１３】
上記モールド樹脂として種々の樹脂材料を採用することができる。たとえば、液晶ポリマー樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、エポキシ樹脂等の耐熱性のあるモールド樹脂を採用するのが好ましい。また、放熱性を高めるために、上記樹脂に熱伝導性のあるフィラー、たとえばアルミナ粉等が混入される。
【００１４】
上記接続端子部は、コイルに外部から電力を供給するために、樹脂モールド部から一部が露出した状態で設けられる。上記各コイルの端子部から直接各コイルに電力を供給する場合には、上記各コイルの端子部を樹脂モールド部から露出させて、上記接続端子部とすることができる。
【００１５】
請求項２に記載した発明のように、上記樹脂モールド内に、上記各コイル端子部間を接続する配線及び／又は上記各コイル端子部と上記接続端子部とを接続する配線を設けることができる。
【００１６】
請求項２に記載した発明では、コイル端子部及び接続端子部を接続する配線を樹脂モールド内に設ける。上記接続端子部は、各コイル端子部と別途に設けることができる。電動機の種類等によっては、一部のコイル端子部間を接続する配線と、一部が露出させられて接続端子部として機能するコイル端子部と、コイル端子部とは別途に設けられて上記コイル端子部と配線を介して接続される接続端子部とを一つのモールドコイルに設けることができる。
【００１７】
樹脂モールド部の内部に配線を設けることにより、分割ステータ組み付け後の各コイル間の接続工程を大幅に削減できるばかりでなく、上記各配線がモールドされるため、組み付け時等にこれら配線を傷つけたり、誤って切断する恐れもなくなる。
【００１８】
また、上記接続端子部を他のモールドコイル等に対する接続が好適な位置に設けることができる。したがって、分割ステータを組み付ける工程を簡略化し、あるいは接続部材を削減することも可能となる。
【００１９】
さらに、接続端子部をコイル端子部と別途に設けることにより、接続端子部を所望の位置に設定することが可能となる。これにより、上記接続端子部を金型製作あるいは成形性を阻害しない位置に設けることが可能となり、金型の製作が容易になるとともに、各コイル端子部の延出位置や、コイルの配置形態によって樹脂モールド部の成形性が阻害される恐れもなくなる。
【００２０】
採用されるコイルの形態及び巻線の断面形態は特に限定されることはない。たとえば、円筒状のコイルや、円錐台形状、角錐台形状のコイルに本願発明を適用することができる。また、断面円形の巻線からなるコイルのみならず、請求項３に記載した発明のように、断面略長方形状の平角線を巻線として採用して、大電流を流すことができるように構成したコイルを採用することもできる。また、断面の小さい複数の巻線からなるコイル部材を組み合わせて構成されるコイルを採用することもできる。  
【００２１】
また、請求項４に記載した発明のように、請求項３に記載した配線を、上記コイルを構成する巻線又はこの巻線と同じ断面形態の導体によって行うことができる。たとえば、コイルの端子間を、別部材を用いることなく巻線を延出させて配線することができる。また、コイル巻線を上記モールド部内に延出させて配線し、所要の部位において上記モールド部から延出させて、接続端子部とすることもできる。なお、抵抗等の増加を防ぐため、少なくとも巻線に採用したと同じ断面積の導体によって上記配線を行うのが好ましい。
【００２２】
請求項５に記載した発明は、ステータ用モールドコイルの製造方法であって、円弧状に配列された複数のコイル挿入部を備える金型内に、対応する数量のコイルを配置するコイル配置工程と、上記金型内にモールド樹脂を注入するモールド樹脂注入工程と、樹脂モールドされたコイル成形体を取り出す離型工程とを含んで構成される。
【００２３】
本願発明は、種々の成形法に適用することができる。たとえば、射出成形法や注型成形法を用いて本願発明に係るモールドコイルを製造することができる。
【００２４】
コイル配置工程において、金型装置内にコイルを配置する手法も特に限定されることはない。一つ一つを別々に金型装置内に配置することもできるし、全てのコイルを治具等に所定間隔及び角度で保持しておき、同時に金型内へ配置することもできる。
【００２５】
請求項６に記載した発明のように、上記各コイル端子部間を接続し、及び／又は各コイル端子部と一部が露出して設けられる接続端子部との間を接続する配線工程を含ませることができる。
【００２６】
上記配線工程は、コイルを金型装置内に配置する前に行うことができる。この場合、接続した複数のコイルを金型装置内へ同時に挿入することができる。また、複数のコイルを金型装置内に挿入し、その後に必要な配線を行うこともできる。
【００２７】
上記接続形態は特に限定されることはない。電動機の種類やステータの形態等に応じて、種々の配線形態を採用することができる。
【００２８】
請求項１０に記載した発明のように、上記コイル端子部及び／又は上記コイル端子部に接続された接続端子部の一部を成形空間外に延出させた状態で上記各工程を行うことができる。モールド樹脂が上記各端子部を被覆しないようにすればよく、上記端子部を金型内の成形空間外に延出させて保持してもよいし、金型装置外へ延出させてもよい。
【００２９】
上記接続端子部として、コイル端子部をそのまま採用することができる。また、コイル端子部に接続された接続部材の一部を露出させて接続端子部とすることができる。さらに、コイル端子部から離れた位置に別途接続端子部を設け、モールド樹脂内で配線を介して接続することもできる。
【００３０】
上記構成を採用することにより、モールドコイル製造工程において、ステータの配線工程の一部を行うことが可能となり、ステータの組み付け工程を削減し、あるいは簡略化することが可能となる。
【００３１】
請求項７に記載した発明は、各コイル軸方向に隣接する巻線間に所定の隙間を開けた状態で各コイルを金型内に位置決めするコイル位置決め工程と、モールド樹脂注入工程直後又はモールド樹脂注入工程の途中において、上記コイルを少なくとも軸方向に押圧して、上記巻線を近接させるコイル整形工程とを含むものである。
【００３２】
本願発明では、コイルを各巻線間に所定の隙間を開けた状態で位置決めする。すなわち、コイルを軸方向に拡開した状態で位置決めする。上記隙間は、コイルの寸法形状や、採用するモールド樹脂の流動性に応じて設定することができる。たとえば、上記隙間を、０．３〜１ｍｍに設定するのが好ましい。
【００３３】
各巻線間に上記隙間を開けた状態で各コイルが位置決めされ、その後に、モールド樹脂が金型装置内に注入される。
【００３４】
コイルの巻線間に隙間を開けた状態でモールド樹脂を注入することにより、上記巻線間の隙間に樹脂を行き渡らせることができる。一方、そのまま硬化してしまうと占積率が低下する。本願発明では、モールド樹脂が硬化する前に、上記コイル成形工程が行われる。通常、上記モールド樹脂注入工程直後が好ましく、射出成形法等を採用する場合には、上記形成材料注入工程の途中で行うこともできる。
【００３５】
上記コイル整形工程は、上記コイルを少なくとも軸方向に圧縮して、コイル位置決め工程において拡開させられた上記巻線を近接させることにより行われる。すなわち、上記巻線間に充填されたモールド樹脂を押し出すようにして、巻線が圧縮近接させられることによりコイル整形工程が行われる。
【００３６】
上記コイル整形工程を行う具体的に手法は特に限定されることはない。たとえば、コイルの軸方向に位置する金型面をコイル軸に向けて変位させることにより行うことができる。また、請求項９に記載した発明のように、金型内周部から金型成形空間内に延出して、上記巻線の所定位置に作用させられる押圧部材によって行うことができる。たとえば、金型内面に押圧部材としてのピンを出没可能に保持し、このピンを上記コイルの所定部位に作用させることにより、上記コイルを軸方向に圧縮してコイル整形工程を行うことができる。
【００３７】
上記押圧部材の形態も特に限定されることはなく、コイル巻線の少なくとも一部に当接させられて、巻線を押圧できるものであればよい。なお、上記押圧部材は、種々の手法を用いて金型内に出没可能に設けることができる。たとえば、油圧、空気圧、あるいはバネ力等によって出没させることができる。
【００３８】
請求項８に記載した発明のように、上記コイル整形工程を、各コイル軸に対して直角方向の力を作用させて、各巻線を所定のモールド位置に位置決めするように行うことができる。
【００３９】
巻線の保形性が低い場合、コイル位置決め工程において、コイル半径方向の巻線列が乱れたり、モールド樹脂を充填する際に巻線の一部が流動圧によって変位する恐れがある。また、コイルの軸方向に押圧力を作用させる場合に、金型内で硬度が上がった樹脂が横方向に流動し、これにより、巻線が軸直角方向に変位することも考えられる。特に、円錐台形状や角錐台形状のコイルを採用する場合、上記コイル整形工程を行って、各巻線を軸直角方向位置に精度高く位置決めすることによりコイルを、成形体の所定位置に精度高くモールドすることが可能となる。
【００４０】
上記各コイル軸に対して直角方向の力を作用させる機構も特に限定されることはない。軸方向に巻線を圧縮する押圧部材と同様に、コイルの軸直角方向に成形空間内に延出する押圧部材を採用することができる。また、対向する型面の一部に凸部あるいは凸条を設けて押圧部材とすることもできる。
【００４１】
請求項１１に記載した発明は、複数のコイルを円弧に沿って収容できる成形空間と、上記コイル端子部及び／又は上記コイル端子部に接続された接続端子部を上記成形空間外に延出させて保持できる端子部保持手段とを備えるモールドコイル成形用金型装置に関する。
【００４２】
種々の成形法に対応して、上記金型装置を構成することができる。たとえば、射出成形法用の金型装置や、注型成形法用の金型装置に本願発明を適用できる。      
【００４３】
収容されるコイルの数も特に限定されることはない。また、配列される円弧の曲率半径は、製造されるステータの半径に応じて設定することができる。
【００４４】
また、４以上のコイルをモールドする金型装置の場合には、配列の中間部に配置される１又は２以上のコイルをモールドする金型部と、両端部に配置されるコイルをモールドする金型部にと分割した複数の金型部を形成しておき、コイルの数に対応した金型部を組み合わせて所要の数のコイルをモールドする金型装置を構成することもできる。
【００４５】
端子部を成形空間外に保持する手法として、種々の手法を採用することができる。たとえば、充填樹脂に触れることがないように、金型内で型部材等に挟持させたり、成形後に取り外されるキャップ等を嵌めておく手法を採用できる。
【００４６】
また、コイルの両端子部を金型から露出させた状態で金型に位置決めして、上記モールド樹脂注入工程及びコイル整形工程を行うこともできる。コイル端子部は後に電気的接続がなされるものであるため、モールド樹脂から隔離した状態で各工程を行うのが望ましい。
【００４７】
請求項１２に記載した発明は、モールド樹脂注入工程の直後又はモールド樹脂注入工程の途中において、各コイルの巻線を整形する整形手段を備えるものである。
【００４８】
上記整形手段は特に限定されることはない。たとえば、モールド樹脂注入工程直後、あるいはモールド樹脂注入工程と同時に金型の一部を変位させる装置を設けることにより構成することができる。また、金型内に出没する押圧手段を設けて構成することができる。
【００４９】
上記整形手段の形態、機構も特に限定されることはない。たとえば、請求項１３に記載した発明のように、上記整形手段を、巻線をコイル軸方向に押圧する軸方向押圧手段を備えて構成することができる。また、請求項１４に記載した発明のように、上記整形手段を、巻線をコイル軸直角方向に押圧あるいは保持して、各巻線を所定位置に位置決めする径方向押圧手段を備えて構成することができる。
【００５０】
上記押圧手段の構成も特に限定されることはなく、たとえば、金型内部に出没可能に保持されるピン等の押圧部材を設けて構成することができる。
【発明の効果】
【００５１】
本願発明によって、ステータの組み付け部品及び組み付け工程を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、本願発明の実施形態を図に基づいて具体的に説明する。
【００５３】
図１は、本願発明に係るモールドコイルの一例を示す全体斜視図である。また、図６は、上記モールドコイルの平面図である。
【００５４】
本実施形態に係るモールドコイル１は、円弧に沿って配列された同一形態の３つのコイル３ａ，３ｂ，３ｃとこれらコイルをモールド樹脂で埋め込んで接合するように形成された樹脂モールド部２とを備えて構成されている。
【００５５】
各コイル３ａ，３ｂ，３ｃが埋め込まれた部位の内周側には、図示しないステータコアのティース部を挿入する穴部４がそれぞれ形成されている。また、コイルエンド側の上記樹脂モールド部表面から、各コイル３ａ，３ｂ，３ｃの端子部２１，２２の一部が延出させられている。
【００５６】
図２に上記樹脂モールド部２に埋め込まれた上記コイル３ａの全体斜視図を示す。本実施形態に係る上記コイル３ａは、全体が略四角錐台形状に形成されている。上記コイル３ａは、巻線５ａ，６ａ，７ａ，８ａを各々巻き回して形成される４つの略矩形状の筒状コイル部材５，６，７，８を入れ子状に組み付けて形成されている。上記各巻線５ａ，６ａ，７ａ，８ａとして、図３及び図４に示すように、に示すように、略長方形状の断面を備える銅線が採用されているとともに、各巻線には、図示しない絶縁被覆が施されている。
【００５７】
上記コイル３ａは、コイルエンドヨーク部側から延出させられた４本の巻線端部を接合してコイル端子部２１が形成されているとともに、ティース部側から延出する４本の巻線端部を接合してコイル端子部２２が形成されている。上記径方向に配置された４つの筒状コイル部材５，６，７，８の巻線端部を接合することにより、断面長方形状の太線平角コイルをエッジワイズ巻きしたと同様の機能を発揮するように構成している。
【００５８】
上記構成を採用することにより、従来の長方形断面の太線平角コイルをエッジワイズ巻きした場合に問題であった渦電流の発生を抑制することが可能となり、コイルの性能を向上させることができる。しかも、上記各巻線に長方形断面の銅線を採用するとともに、これら巻線が隙間なく対接するように構成しているため、コイルの占積率が低下することもない。
【００５９】
本実施形態では、１８個が組み付けられてステータを構成するコイルに本願発明を適用している。また、一体的にモールドされた３個のコイル３ａ，３ｂ，３ｃを備える分割ステータを６個環状に連結することにより、環状のステータを構成するように設定している。
【００６０】
３個のコイル３ａ，３ｂ，３ｃを一体的にモールドすることにより、ステータを組み立てる際に必要なコイルの数がその分減少する。したがって、ステータを構成する部品点数を大幅に削減することができる。
【００６１】
また、３つのコア及びコイルを一体的に備える上記分割ステータ６つを環状に組み付けるだけでステータを構成できる。したがって、製造工程を大幅に削減できる。
【００６２】
さらに、各コイル３ａ，３ｂ，３ｃの接続端子部２１，２２以外の部分が樹脂モールド部２に埋め込まれているため、搬送や組み付け時に、コイルが傷む恐れがない。このため、部品の取り扱い性や搬送性も向上する。
【００６３】
上記モールド樹脂は特に限定されることはなく、種々の樹脂を採用することができる。たとえば、液晶ポリマー樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、エポキシ樹脂等の耐熱性のある樹脂材料に、熱伝導性を高めるためのアルミナ粉等を混練したものを採用することができる。また、成形手法も特に限定されることはない。本実施形態は、射出成形法による製造方法及び金型装置に本願発明を適用したものであるが、モールドコイルを成形する手法は射出成形に限定されることはなく、たとえば、注型成形法等の種々の手法を採用することができる。
【００６４】
本実施形態に係るコイル３ａ，３ｂ，３ｃは、細い巻線を束ねた形態を備えるため、従来の手法で樹脂モールドする場合、内部の巻線間の隙間まで、モールド樹脂を充填するのは困難である。
【００６５】
図７から図１０に、本実施形態に係る上記モールドコイル１を製造するための金型装置３０の一例を示す。
【００６６】
図７は図５に示す断面に対応する金型装置３０の断面図であり、図８は下型３２の平面図であり、図９は上型３１の平面図である。また、図１０は、図９におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。本願実施形態に係るモールドコイル１の製造方法によって、上記のように構成されたコイル３ａの内側に配列されるコイル部材の各巻線間に、モールド樹脂をすきまなく充填することが可能となった。
【００６７】
図７に示すように、金型装置３０は、上型３１と下型３２とを備えて構成される。なお、各コイル３ａ，３ｂ，３ｃに対応する３つの上型部は同様の形態を備えるため、コイル３ａに対応する型部について以下に説明する。
【００６８】
上記上型３１は、図１０に示すように、基部３３から下方に延出形成されるとともにコイル３ａの穴部４及び上面に対応した型部３４と、上記コイル３ａの一方の端子部２１を金型内で位置決め保持するための第１の端子部保持手段４０の各部４１，４２，４３と、上記コイル３ａの他方の端子部２２を金型内で位置決め保持するための第２の端子部保持手段５０を構成する挟圧部５１と、コイル３ａの巻線を圧縮する押圧手段２６を構成する各部２４，２５と、上記型部３４の下方に一体延出して、下型３２の嵌合穴部３７と嵌合する延出部３５とを備えて構成される。
【００６９】
一方、上記下型３２は、図８及び図１０に示すように、３個の上記コイル３を収容できる収容空間Ａを備えるとともに、これらコイル３の外周形態に対応した外周型部３６を備える。また、上記コイル３ａの一方の端子部２１を金型内で収容保持する第１の端子部保持機構４０の各部４４、４５，４６，４７と、他方の端子部２２を金型内で収容保持する第２の端子部保持機構５０の端子部挿入溝５４及び底面５５と、モールド樹脂注入路７０及び吐出孔７１とを備える。なお、本実施例では、理解を容易にするため、モールド樹脂注入路７１を下型３２に設けたが、モールド樹脂の注入及び離型が容易な部位に設ければよい。
【００７０】
図１０に示すように、上記第１の端子部保持機構４０は、上型３１に設けられた摺動穴４２に摺動可能に保持されるとともに上記端子部２１の上面に対接させられる挟圧部材４１と、下型３２に設けられた挟圧部材収容溝４５に、コイルバネ４４によって上方に弾力付勢された状態で摺動可能に保持された挟圧部材４６とを備えて構成されている。図示はしないが、上記挟圧部材４６の上面４７は、コイル３ａの巻線間に所定の隙間が形成される底面からの高さ位置に設定される。上記挟圧部材４１及び４６は、上記端子部２１を挟んでこれを位置決め保持できるとともに、モールド樹脂が端子部表面に付着しないように構成されている。
【００７１】
上記第２の端子部保持機構５０は、上型３１に一体延出形成された挟圧部５１と、上記下型３２に形成され、端子部２２及び上記挟圧部５１を上記型部３６の底部まで導く案内溝５４とを備える。上記挟圧部５１は、モールド樹脂注入工程において、上記端子部２２を上記案内溝５４の底面５５との間で挟圧して位置決め保持できるとともに、モールド樹脂が端子部表面に付着しないように構成されている。
【００７２】
上記押圧手段２６は、コイル上面幅に対応する長手方向断面幅を備える押圧部材２４を、成形空間上部から上型の上面にまで貫通する摺動穴２５に摺動可能に保持して構成されている。本実施形態では、上記押圧手段２６が４箇所に設けられており、コイル３ａの上面４箇所を押圧できるように構成されている。
【００７３】
以下、上記金型装置３０を用いたモールドコイル１の製造工程を、図１０から図１２を用いて説明する。３つのコイルについて、同時に同様の工程が行われるため、以下に、コイル３ａをモールドする部位について説明する。
【００７４】
図１０は、成形空間Ａにコイル３ａを挿入した場合における、図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。上記コイル３ａは、一方の端子部２１が、上記挟圧部材４６の上面４７に載置されるとともに、他方の端子部２２が上記案内溝５４の底面５５に位置させられる。なお、この状態ではコイル３は位置決めされておらず、コイルの各端子部は、上記各部位から離間していてもよい。
【００７５】
次に、上記状態で上型３１と下型３２とを近接させて、図１１に示す状態となるまで嵌合させる。この状態で、上記一方の端子部２１は、上記挟圧部材４１の下面４３と挟圧部材４６の上面４７とに挟持されて位置決めされる。また、上記他方の端子部２２は、上記案内溝５４の底面５５と上記挟圧部５１の下面５２との間で挟圧されて位置決めされる。上記両端子部２１，２２の位置決め部位は、上記コイル３ａの巻線間に所定の軸方向隙間が形成されるように設定されている。これにより、コイル軸方向に隣接する巻線間に所定の隙間を開けた状態で、金型内３０内にコイル３ａが位置決め保持される。
【００７６】
次に、図８に示す上記モールド樹脂注入路７０及び吐出孔７１から、コイル１が位置決めされた成形空間Ａ内にモールド樹脂が注入される。上記コイル３ａの巻線間に隙間を開けた状態でモールド樹脂が型内に注入されるため、これら巻線間にまでモールド樹脂を充填することができる。
【００７７】
図１２に示すように、上記モールド樹脂注入工程を行った直後、モールド樹脂が硬化する前に、上記上型３１に摺動可能に保持された上記挟圧部材４１と上記押圧部材２４とが、油圧機構等の駆動機構によって成形空間Ａ内に押し込まれる。このとき、図１２に示すように、上記押圧部材２４が、上記コイル３ａの巻線上部の４箇所を押圧して、コイル３ａを軸方向に圧縮する。また、上記挟圧部材４１と上記押圧部材２４とは同じ量だけ金型内へ押し込まれる。このため、コイル端子部２１を挟む挟圧部材４１及び挟圧部４６は、コイル端子部２１を挟んだ状態で、上記押圧部材２４の変位量だけ下方に変位させられる。
【００７８】
これにより、コイル３ａの全体が圧縮され、各巻線間を上下方向に近接させて、巻線間の隙間を減少させることができる。
【００７９】
図１３の（ａ）にモールド樹脂注入工程直後の、上記コイル３の断面を模式的に示す。この図に示すように、コイル軸方向に隣接する巻線間に隙間が形成されているため、この隙間にモールド樹脂Ｍが充填されている。この状態で、上記コイル３ａをコイル軸方向に圧縮すると、図１３の（ｂ）に示すように、上下方向の各巻線が近接させられ、巻線間の余分な樹脂が排除される。また、図１に示すように、モールドコイル１の上面に、上記押圧部材２４によって形成された凹溝２３が形成される。
【００８０】
上記実施形態に係る製造方法によって、コイルの巻線間にモールド樹脂を隙間なく充填して放熱性を高めることができるとともに、巻線を近接させて占積率を高めることが可能となる。
【００８１】
なお、上記の実施形態では、コイルの両端子部２１，２２を金型装置３０の内部に保持してモールド樹脂注入工程及びコイル整形工程を行ったが、端子部２１，２２を金型外に露出させて上記工程を行うこともできる。
【００８２】
本実施形態では、コイル３ａをコイル軸方向に圧縮したが、コイル軸と直交する方向から力を作用させて、コイルの巻線の配列等の乱れ等を矯正することができる。
【００８３】
たとえば、上型３１の内周型部３４と下型３２の外周型部に、コイル１の内周部及び外周部に当接してコイルの半径方向への変位を規制する凸条を設けることができる。上記凸条によって、コイル３ａの形状及び姿勢を型内で保持し、あるいは矯正することが可能となる。これにより、コイル３ａの周囲に均等なモールド樹脂被覆層を形成することができる。このため、コイル成形体を高い精度で形成することができ、モールドコイルの寸法を削減することも可能となる。
【００８４】
図１４に、本願発明の第２の実施形態を示す。この実施形態は、第１の実施形態における上記樹脂モールド部内に、上記各コイルの端子部間を接続する配線と、上記各コイルの端子と別途に設けた接続端子部とを接続する配線とを設けて分割３つのコイルを備える分割ステータを構成し、これら分割ステータを組み付けることにより、環状のステータを構成する場合の一例である。
【００８５】
本実施形態に係るステータ１０１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相として機能する各々６つの複数のコイルを備えて構成される３相交流電動機に本願発明を適用したものである。上記電動機のステータは、各相に対応する各々３つのコイルを一体的に埋め込んで形成される６つの分割ステータ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆを環状に組み付けて構成される。それぞれの相では、６つのコイルが直列接続され、各コイル間に接続配線が設けられる。従来、上記接続配線は、ステータのコイルエンド側に延出する各コイル端子部と、これら端子部間を接続するバスバー等を用いて行われていた。このため、各コイル端子部と上記バスバーとを、コイルを組み付けた後に接続しなければならず、製造工程が増加するばかりでなく、配線作業性が良いとはいえなかった。
【００８６】
本実施形態では、各相に対応する３つのコイルをモールドして構成されるコイル成形体の樹脂モールド部に、上記配線の一部を埋め込み形成している。この構成により、上記バスバー等による配線工程を削減できるとともに、配線作業等を簡略化することができる。なお、上記各分割ステータ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆは、上述した第１の実施形態に係る製造方法によって製造することができる。以下、分割ステータ１ａについて説明する。
【００８７】
モールドコイル１ａにおいては、コイルエンド側（ステータの軸方向側面）の周方向縁部に、一部が樹脂モールド部から露出する接続端子部１０２ａ，１０３ａ，１０４ａが設けられている。上記接続端子部１０２ａ，１０３ａ，１０４ａは、上述した金型装置に、樹脂モールド部から露出するように端子部材を保持して成形することにより設けることができる。
【００８８】
上記接続端子部１０２ａとＵ相コイル端子部１２１ａとの間に接続配線１０２が、上記接続端子部１０３ａとＶ相コイル端子部１２１ｂとの間に接続配線１０３が、上記接続端子部１０４ａとＷ相コイル端子部１２１ｃとの間に接続配線１０４がそれぞれ形成されている。また、Ｕ相コイル端子部１２２ａと、Ｖ相コイル端子部１２２ｂと、Ｗ相コイル端子部１２２ｃには、接続配線１０５が掛け渡し状に設けられており、これら端子部を短絡させている。上記各コイルの端子部及び上記各接続配線は、樹脂モールド内に埋め込まれた状態で形成されている。また、他のモールドコイルにおける接続端子部及び接続配線も同様にして、樹脂モールド内に埋め込まれている。
【００８９】
上記構成を採用することにより、モールドコイル製造工程において、ステータの接続配線工程の一部を行うことが可能となり、ステータの組み付け工程における配線作業を削減し、あるいは簡略化することが可能となる。
【００９０】
また、上記接続端子部１０２ａ，１０３ａ，１０４ａは、隣接して組み付けられるモールドコイル１ｂの接続端子部１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂに近接した位置に設けられている。このため、隣接するモールドコイル１ａと１ｂとの配線作業が簡略化されるとともに、接続部材を削減することもできる。
【００９１】
さらに、各接続端子部１０２ａ，１０３ａ，１０４ａ以外の端子部及び配線がモールド樹脂によって被覆されるため、搬送や組み付け時に、コイルが傷む恐れがない。このため、部品の取り扱い性や搬送性も向上する。
【００９２】
また、各コイルの端子部をモールド樹脂から露出させて接続端子部とする場合、金型が非常に複雑化する恐れがある。また、各コイルの端子部の位置が金型の製作や成形性に制限を加える場合もある。上記接続端子部を金型製作あるいは成形性を阻害しない位置に設けると、上記の問題が緩和され、金型の製作が容易になる。また、各コイル端子部の延出位置や、コイルの配置形態に応じて接続端子部を設定することにより、樹脂モールド部の成形性を阻害する恐れもなくなる。
【００９３】
各接続配線１０２，１０３，１０４，１０５及び各接続端子部１０２ａ，１０３ａ，１０４ａは、各コイル３ａ，３ｂ、３ｃを金型内へ挿入する前に設けておくこともできるし、金型内へ挿入した後に設けることもできる。
【００９４】
金型内に挿入する前に上記各配線を設けておくと、３つのコイルを一つの部品として取り扱うことが可能となり、製造工程及び部品点数を削減することが可能となる。
【００９５】
なお、上記配線の接続形態は一例であり、電動機の種類やステータの形態等応じて、種々の配線形態を採用することができる。
【００９６】
上記実施形態では、コイル整形工程において、コイルの端子部をコイルの圧縮量に応じて変位させるように構成したが、これに限定されることはない。たとえば、一方の端子部のみ固定して成形工程を行うこともできる。また、たとえば、コイル圧縮量が小さい場合には、両端子部を固定して巻回部分のみ圧縮するように構成することもできる。
【００９７】
本願発明は、上述の実施形態に限定されることはない。今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本願発明の範囲は、上記説明した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
組立工程及び部品点数を削減できるのみならず、高い放熱性を備えるモールドコイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本願発明係るモールドコイルの全体斜視図である。
【図２】図１に示すモールドコイルに埋め込まれたコイルの全体斜視図である。
【図３】図２における III−III 線に沿う断面図である。
【図４】図２におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図１におけるＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図１に示すモールドコイルの平面図である。
【図７】本願発明に係る金型装置の概略構造を示す図であり、図５に示すモールドコイル断面に対応する断面図である。
【図８】図７に示す下型の平面図である。
【図９】図７に示す上型の平面図である。
【図１０】本願発明に係る金型装置の構造及び作用を示す図であり、図９におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】図１０において、上型と下型とを近接嵌合させて樹脂を注入する状態を示す断面図である。
【図１２】図１１図に示す状態かは、上型と下型をさらに近接させて、コイルを圧縮した状態を示す断面図である。
【図１３】本願発明に係る製造方法途中におけるコイル断面変化の状態を示す説明図である。
【図１４】本願発明に係る第２の実施形態に係るモールドコイル及びこのモールドコイルを用いてステータを構成した例を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１  モールドコイル
２  樹脂モールド部
３  コイル
２１  接続端子部（コイル端子部）
２２  接続端子部（コイル端子部）
４  穴部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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