(57)【要約】【課題】コイルとコアとを樹脂で一体成形することで、コイルとコアとの間に隙間が空くことがなく且つコイルやコアの寸法ばらつきを吸収することができ、放熱性を向上させることができると共に、製造効率の良いステータ及びステータの製造方法の提供を課題とする。【解決手段】コイル１０とコア２０を嵌め合わせてなるステータであって、少なくともコイル１０とコア２０との間及びコイルサイド端面１４を樹脂モールドすることでコイル１０とコア２０とを一体成形してある。またコイル１０とコア２０とを金型内で嵌め合わせた状態で少なくともコイル１０とコア２０との間及びコイルサイド端面１４に樹脂３０を注入することでコイル１０とコア２０とを一体成形するステータの製造方法である。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルとコアとを嵌め合わせてなるステータであって、少なくともコイルとコアとの間及びコイルサイド端面を樹脂モールドすることでコイルとコアとを一体成形してあることを特徴とするステータ。
【請求項２】
コイルは、コイル軸方向に密着されていることを特徴とする請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
コイル端子を樹脂モールドすることなくコイルを露出させたままのコイル露出部分としてあることを特徴とする請求項１又は２に記載のステータ。
【請求項４】
コイルエンド端面に施された樹脂面にバスバー嵌合用溝を形成してあることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のステータ。
【請求項５】
コアは、分割ステータコアであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のステータ。
【請求項６】
コアは、電磁鋼板で構成してあることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のステータ。
【請求項７】
コアは、圧粉磁心で構成してあることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のステータ。
【請求項８】
コイルとコアとを金型内で嵌め合わせた状態で少なくともコイルとコアとの間及びコイルサイド端面に樹脂を注入することでコイルとコアとを一体成形することを特徴とするステータの製造方法。
【請求項９】
コイルとコアとの一体成形は、少なくともコアを金型に配置するコア配置工程と、コイルを前記配置されたコアとの間に隙間が空くように金型に配置するコイル配置工程と、金型内に配置されたコイルとコアとの間及びコイルサイド端面に樹脂を注入する樹脂注入工程とにより行われることを特徴とする請求項８に記載のステータの製造方法。
【請求項１０】
コイルとコアとの一体成形に、コイルをコイル軸方向に密着させた状態とするコイル密着工程を用いることを特徴とする請求項８又は９に記載のステータの製造方法。
【請求項１１】
コイル配置工程は、金型に対するコイルの配置位置を位置決めするコイル位置決め手段を用いてコイルの配置を行うことを特徴とする請求項９又は１０に記載のステータの製造方法。
【請求項１２】
コイル位置決め手段によるコイルの位置決めは、コイルの四隅を規制することにより行うことを特徴とする請求項１１に記載のステータの製造方法。
【請求項１３】
コイル位置決め手段は、金型内におけるコイルの配置位置をバネ付勢する機構を備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のステータの製造方法。
【請求項１４】
コア配置工程は、金型に対するコアの配置位置を位置決めするコア位置決め手段を用いてコアの配置を行うことを特徴とする請求項９〜１３の何れか１項に記載のステータの製造方法。
【請求項１５】
コア位置決め手段は、金型内におけるコアの配置位置をバネ付勢する機構を備えることを特徴とする請求項１４に記載のステータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルとコアとを樹脂で一体成形してなるステータ及びステータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来コイルとコアとを嵌め合わせてなるステータにおいては、コイルとコアとの絶縁にインシュレータを用いるものがあった。このようなものとして下記特許文献１がある。下記特許文献１は、インシュレータ及び該インシュレータを備えたモータに関する発明で、インシュレータをコイルの巻崩れが生じない形状にした技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−７２９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に示す発明では、コイルの巻崩れを防止できるメリットがある。
しかし、ステータの放熱性に関する対策がなされていないという問題があった。つまり上記特許文献１に示す発明のように、コイルとコアとの絶縁にインシュレータを用いるステータにおいては、インシュレータの金型からの離型性を確保するためにインシュレータにテーパを設けるものが一般的であった。よってコアとインシュレータとの間に隙間が空き、ステータの放熱性が悪いという問題があった。またステータの占積率、放熱性の観点から、インシュレータは薄肉に成形されるものが一般的であった。よってインシュレータをコアに嵌め合わす際、薄肉のインシュレータにクラック等が入りコアの絶縁被膜を損傷することを防止するため、コアとインシュレータとの間には隙間が空けられ、ステータの放熱性が悪いという問題があった。
また従来、コアとしては薄肉の電磁鋼板を積層して構成するものが一般的であった。このようなコアは、電磁鋼板の厚みのばらつきや打抜き金型の切断刃の磨耗により寸法が一定にならず、コアとインシュレータとの間に隙間が空き、ステータの放熱性が悪いという問題があった。
【０００４】
そこで本発明は上記従来における問題点を解決し、コイルとコアとを樹脂で一体成形することで、コイルとコアとの間に隙間が空くことがなく且つコイルやコアの寸法ばらつきを吸収することができ、放熱性を向上させることができると共に、製造効率の良いステータ及びステータ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】
本発明のステータは、コイルとコアとを嵌め合わせてなるステータであって、少なくともコイルとコアとの間及びコイルサイド端面を樹脂モールドすることでコイルとコアとを一体成形してあることを第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、コイルとコアとを嵌め合わせてなるステータであって、少なくともコイルとコアとの間及びコイルサイド端面を樹脂モールドすることでコイルとコアとを一体成形してある構成としてあることから、コイルとコアとを樹脂モールドにより一体成形することで、ステータそのものを製造することができる。よって製造効率の良いステータとすることができる。またコイルとコアとの間を樹脂モールドすることで、コイルとコアとを絶縁できると共に、コイルとコアとの間を樹脂で埋めることができる。よってコイルとコアとの間に隙間が空くことがない。従ってステータの放熱性を向上させることができる。またコイルサイド端面を樹脂モールドすることで、隣接するコイル間の絶縁を確実に行うことができる。また樹脂を用いることで、コイルやコアに寸法ばらつきがある場合等、コイル端面やコア端面に凹凸が生じている場合でも、コイル端面やコア端面の形状に沿って樹脂が満遍なく広がることで、コイルやコアの寸法ばらつきを吸収することができる。
【０００７】
また本発明のステータは、上記本発明の第１の特徴に加えて、コイルは、コイル軸方向に密着されていることを第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、コイルは、コイル軸方向に密着されている構成としてあることから、コイルを構成する導線間に隙間が空くことがない。よってステータの放熱性を向上させることができる。
【０００９】
また本発明のステータは、上記本発明の第１又は第２の特徴に加えて、コイル端子を樹脂モールドすることなくコイルを露出させたままのコイル露出部分としてあることを第３の特徴としている。
【００１０】
上記本発明の第３の特徴によれば、上記本発明の第１又は第２の特徴による作用効果に加えて、コイル端子を樹脂モールドすることなくコイルを露出させたままのコイル露出部分としてある構成としてあることから、コイルにおいてコアと当接しない部分は絶縁が不要なところ、コアと当接せず樹脂モールドする必要のないコイル端子をコイル露出部分とすることで、樹脂の使用量を抑制することができ、コスト面に配慮したステータとすることができると共に、コイルへの電源供給を効果的に行うことができる。
【００１１】
また本発明のステータは、上記本発明の第１〜第３の何れか１項に記載の特徴に加えてコイルエンド端面に施された樹脂面にバスバー嵌合用溝を形成してあることを第４の特徴としている。
【００１２】
上記本発明の第４の特徴によれば、上記第１〜第３の何れか１項に記載の特徴による作用効果に加えて、コイルエンド端面に施された樹脂面にバスバー嵌合用溝を形成してある構成としてあることから、バスバーを接続する部品を別途設ける必要がない。よって製造コストを抑えることができると共に、ステータとバスバーとの接続を容易且つ確実に行うことができる。
【００１３】
また本発明のステータは、上記本発明の第１〜第４の何れか１項に記載の特徴に加えて、コアは、分割ステータコアであることを第５の特徴としている。
【００１４】
上記本発明の第５の特徴によれば、上記本発明の第１〜第４の何れか１項に記載の特徴による作用効果に加えて、コアは、分割ステータコアである構成としてあることから、ステータを構成するコアが分割されることで、製造工程を細分化することができると共に、コイルとコアとを樹脂モールドする一工程で分割ステータそのものを製造することができる。よって一段と製造効率の良いステータとすることができる。
【００１５】
また本発明のステータは、上記本発明の第１〜第５の何れか１項に記載の特徴に加えて、コアは、電磁鋼板で構成してあることを第６の特徴としている。
【００１６】
上記本発明の第６の特徴によれば、上記本発明の第１〜第５の何れか１項に記載の特徴による作用効果に加えて、コアは、電磁鋼板で構成してあることから、電磁鋼板は鋼板を打ち抜くことで容易に製造することができ、ステータの製造効率を向上させることができる。
【００１７】
また本発明のステータは、上記本発明の第１〜第５の何れか１項に記載の特徴に加えて、コアは、圧粉磁心で構成してあることを第７の特徴としている。
【００１８】
上記本発明の第７の特徴によれば、上記本発明の第１〜第５の何れか１項に記載の特徴による作用効果に加えて、コアは、圧粉磁心で構成してあることから、形状自由度が高く、熱伝導率が高い圧粉磁心を用いることで、ステータの製造効率及び放熱性を向上させることができる。また圧粉磁心は衝撃荷重をかけることで容易に破壊できるため、リサイクル可能なコスト面に配慮したステータとすることができる。
【００１９】
また本発明のステータの製造方法は、コイルとコアとを金型内で嵌め合わせた状態で少なくともコイルとコアとの間及びコイルサイド端面に樹脂を注入することでコイルとコアとを一体成形することを第８の特徴としている。
【００２０】
上記本発明の第８の特徴によれば、コイルとコアとを金型内で嵌め合わせた状態で少なくともコイルとコアとの間及びコイルサイド端面に樹脂を注入することでコイルとコアとを一体成形する構成としてあることから、コイルとコアとを金型内で樹脂により一体成形することで、ステータそのものを製造することができる。よって製造効率の良いステータの製造方法とすることができる。またコイルとコアとの間に樹脂を注入することで、コイルとコアとを絶縁できると共に、コイルとコアとの間を樹脂で埋めることができる。よってコイルとコアとの間に隙間が空くことがない。従って放熱性の良いステータとすることができる。またコイルサイド端面に樹脂を注入することで、隣接するコイル間の絶縁を確実に行うことができる。また樹脂を用いることで、コイルやコアに寸法ばらつきがある場合等、コイル端面やコア端面に凹凸が生じている場合でも、コイル端面やコア端面の形状に沿って樹脂が満遍なく広がることで、コイルやコアの寸法ばらつきを吸収することができる。
【００２１】
また本発明のステータの製造方法は、上記本発明の第８の特徴に加えて、コイルとコアとの一体成形は、少なくともコアを金型に配置するコア配置工程と、コイルを前記配置されたコアとの間に隙間が空くように金型に配置するコイル配置工程と、金型内に配置されたコイルとコアとの間及びコイルサイド端面に樹脂を注入する樹脂注入工程とにより行われることを第９の特徴としている。
【００２２】
上記本発明の第９の特徴によれば、上記本発明の第８の特徴による作用効果に加えて、コイルとコアとの一体成形は、少なくともコアを金型に配置するコア配置工程と、コイルを前記配置されたコアとの間に隙間が空くように金型に配置するコイル配置工程と、金型内に配置されたコイルとコアとの間及びコイルサイド端面に樹脂を注入する樹脂注入工程とにより行われる構成としてあることから、コア配置工程により金型にコアを確実に配置することができる。またコイル配置工程によりコイルとコアとの間に確実に隙間を空けた状態で金型にコイルを配置することができる。また樹脂注入工程により金型内に配置されたコイルとコアとの間及びコイルサイド端面に確実に樹脂を注入することができる。
【００２３】
また本発明のステータの製造方法は、上記本発明の第８又は第９の特徴に加えて、コイルとコアとの一体成形に、コイルをコイル軸方向に密着させた状態とするコイル密着工程を用いることを第１０の特徴としている。
【００２４】
上記本発明の第１０の特徴によれば、上記本発明の第８又は第９の特徴による作用効果に加えて、コイルとコアとの一体成形に、コイルをコイル軸方向に密着させた状態とするコイル密着工程を用いる構成としてあることから、コイルを構成する導線間に隙間が空くことがない。よって放熱性の良いステータとすることができる。
【００２５】
また本発明のステータの製造方法は、上記本発明の第９又は第１０の特徴に加えて、コイル嵌合工程は、金型に対するコイルの配置位置を位置決めするコイル位置決め手段を用いてコイルの配置を行うことを第１１の特徴としている。
【００２６】
上記本発明の第１１の特徴によれば、上記本発明の第９又は第１０の特徴による作用効果に加えて、コイル嵌合工程は、金型に対するコイルの配置位置を位置決めするコイル位置決め手段を用いてコイルの配置を行う構成としてあることから、コイル位置決め手段を用いることで金型に対するコイルの配置位置を確実に位置決めしてコイルを配置することができ、製造効率の良いステータの製造方法とすることができる。
【００２７】
また本発明のステータの製造方法は、上記本発明の第１１の特徴に加えて、コイル位置決め手段によるコイルの位置決めは、コイルの四隅を規制することにより行うことを第１２の特徴としている。
【００２８】
上記本発明の第１２の特徴によれば、上記本発明の第１１の特徴による作用効果に加えて、コイル位置決め手段によるコイルの位置決めは、コイルの四隅を規制することにより行う構成としてあることから、コイルの四隅を規制することで、金型に対するコイルの配置位置を一段と確実に位置決めすることができる。よって製造効率の良いステータの製造方法とすることができる。
【００２９】
また本発明のステータの製造方法は、上記本発明の第１１又は第１２の特徴に加えて、コイル位置決め手段は、金型内におけるコイルの配置位置をバネ付勢する機構を備えることを第１３の特徴としている。
【００３０】
上記本発明の第１３の特徴によれば、上記本発明の第１１又は第１２の特徴による作用効果に加えて、コイル位置決め手段は、金型内におけるコイルの配置位置をバネ付勢する機構を備える構成としてあることから、コイルに寸法ばらつきがある場合でも、金型に対するコイルの配置位置を柔軟に変化させて適正な位置に配置することができる。
【００３１】
また本発明のステータの製造方法は、上記本発明の第９〜第１３の何れか１項に記載の特徴に加えて、コア配置工程は、金型に対するコアの配置位置を位置決めするコア位置決め手段を用いてコアの配置を行うことを第１４の特徴としている。
【００３２】
上記本発明の第１４の特徴によれば、上記本発明の第９〜第１３の何れか１項に記載の特徴による作用効果に加えて、コア配置工程は、金型に対するコアの配置位置を位置決めするコア位置決め手段を用いてコアの配置を行う構成としてあることから、コア位置決め手段を用いることで金型に対するコアの配置位置を確実に位置決めしてコアを配置することができ、製造効率の良いステータの製造方法とすることができる。
【００３３】
また本発明のステータの製造方法は、上記本発明の第１４の特徴に加えて、コア位置決め手段は、金型内におけるコアの配置位置をバネ付勢する機構を備えることを第１５の特徴としている。
【００３４】
上記本発明の第１５の特徴によれば、上記本発明の第１４の特徴による作用効果に加えて、コア位置決め手段は、金型内におけるコアの配置位置をバネ付勢する機構を備える構成としてあることから、コアに寸法ばらつきがある場合でも、金型に対するコアの配置位置を柔軟に変化させて適正な位置に配置することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明のステータ及びステータの製造方法によれば、コイルとコアとを樹脂で一体成形することで、コイルとコアとの間に隙間が空くことがなく且つコイルやコアの寸法ばらつきを吸収することができ、放熱性を向上させることができると共に、製造効率の良いステータ及びステータ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】
【００３６】
以下の図面を参照して、本発明の実施の形態に係るステータ及びステータ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。
【００３７】
図１は本発明の実施形態に係るステータとバスバーの全体斜視図である。図２は図１の部分拡大図である。図３は本発明の実施形態に係るコイルの斜視図で、（ａ）は通常の状態を示し、（ｂ）は密着させた状態を示す。図４は図２の水平断面図である。図５は本発明の実施形態に係るステータの製造方法を示す分解斜視図で、コイルとコアとを金型内に配置した状態を示す図である。図６は本発明の実施形態に係るステータの製造方法を示す分解斜視図で、（ａ）はコイルとコイル型とを嵌め合わせた状態を示し、（ｂ）はコイル型と下型とを嵌め合わせた状態を示す。図７は本発明の実施形態に係るステータの製造方法を示す分解斜視図で、（ａ）はコイル密着型でコイルを軸方向に密着させた状態を示し、（ｂ）は金型が一体化された状態を示す。図８はコイル型と下型とを嵌め合わせた状態における平面図である。図９は図７（ｂ）におけるコイルの長手方向の垂直断面図である。
【００３８】
まず図１〜図４を参照して、本発明の実施形態に係るステータ１を説明する。ステータ１は、モータの分割ステータであり、側面同士で当接されてリング状に配置された複数の分割ステータ１００と締結リング２００とから構成される。またステータ１は電源供給用のバスバー３００と接続される。
【００３９】
前記分割ステータ１００は、ステータ１を構成する分割ステータであり、コイル１０と、コア２０と、樹脂３０とから構成される。
【００４０】
前記コイル１０は、平角線のエッジワイズ巻きコイルである。また図１、図２において詳細には図示していないが、コイル１０を構成する平角線が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、ステータ１の放熱性を向上させることができる。
つまり図３（ａ）に示すように、コイル１０は、隣接する平角線間に隙間１０ａが空いているところ、平角線をコイル軸方向に密着させることで、図３（ｂ）に示すように、隣接する平角線間を隙間なく密着させることができる。
【００４１】
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。
【００４２】
前記コア２０は、分割ステータコアである。このコア２０は、図２、図４に示すように、通常の分割ステータのステータコアと同様に、ヨーク部２１とティース部２２とから構成され、その外形を略Ｔ字状としてある。またティース部２２はステータ１が構成された状態で、図１には詳細には図示していないロータの外周面に配置された永久磁石と対向配置されるようになっている。このコア２０は、図１、図２に示すように、複数枚の薄い電磁鋼板を積層して形成されている。このようにコア２０として電磁鋼板を用いることで、電磁鋼板は鋼板を打ち抜くことで容易に製造することができ、ステータ１の製造効率を向上させることができる。
【００４３】
なおコア２０としては、必ずしも電磁鋼板を用いる必要はなく、モータのコアとして用いられるものであれば如何なるものであってもよい。例えば圧粉磁心を用いることができる。形状自由度が高く、熱伝導率が高い圧粉磁心を用いることで、ステータ１の製造効率及び放熱性を向上させることができる。また圧粉磁心は衝撃荷重をかけることで容易に破壊できるため、リサイクル可能なコスト面に配慮したステータ１とすることができる。
またコア２０は、必ずしもモータのコアである必要はなく、トランス、リアクトル等各種発電機のコアとしてもよい。
【００４４】
ここで図２に示すように、コイル１０の内周は、コイル１０とコア２０とを嵌め合わせた際にコイル１０の内周面とティース部２２の外周面との間に隙間Ｌが空くように、ティース部２２の外周よりも大きいものであることが必要である。また隙間Ｌの厚みは、樹脂３０でモールドされることで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十分な厚みとすることが望ましい。例えば０．３〜０．５ｍｍとすることができる。
【００４５】
また図２、図４に示すように、コイル軸方向に密着されたコイル１０の軸方向の全長は、コイル１０とコア２０とを嵌め合わせた際にコイル１０とヨーク部２１との間に隙間Ｍが空き、且つコイル１０のロータ側端面１２とティース部２２におけるロータ側端面２２ａとが面一となるような長さであることが望ましい。また隙間Ｍの厚みは、樹脂３０でモールドされることで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十分な厚みとすることが望ましい。例えば０．３〜０．５ｍｍとすることができる。
【００４６】
前記樹脂３０は、コイル１０とコア２０とをモールドすると共に一体化させるためのものである。
図２、図４に示すように、コイル１０におけるコイル端子１１とロータ側端面１２とを除き、コイルエンド端面１３と、コイルサイド端面１４と、隙間Ｌ、Ｍが樹脂３０で完全にモールドされている。このような構成とすることで、まずコイル端子１１とロータ側端面１２を除くコイル表面と樹脂３０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３０を経て速やかに外方に熱伝導し、放熱されていくことができる。よってステータ１の放熱性を向上させることができる。
【００４７】
またコイルサイド端面１４が樹脂モールドされることで、隣接するコイル間の絶縁を確実に行うことができる。またコア２０と当接せず、樹脂モールドする必要のないコイル端子１１とロータ側端面１２とをコイル露出部分とすることで、樹脂の使用量を抑制することができ、コスト面に配慮したステータ１とすることができる。勿論、樹脂３０でモールドされたコイル１０は、外部からの損傷から保護される。
【００４８】
更に図４に示すように、隙間Ｌ、Ｍを樹脂３０で完全に埋めることができる。よってコイル１０とコア２０とを樹脂３０を介して密着させることができる。よってコイル１０とコア２０とを確実に絶縁できる。またコイル１０に発生した熱は、軸方向に密着したコイル１０を容易に熱伝導し、またコイル１０からそれに密着する樹脂３０を経て速やかにコア２０に熱伝導し、このコア２０から外部に放熱されていくことができる。またコイル１０とコア２０とが樹脂３０で一体化されることとなり、コイル１０のがたつきを確実に防止できると共に、その後のモータの形成負担を軽減することができ、作業効率を向上させることができる。
またコイル１０やコア２０に寸法ばらつきがある場合等、コイル端面やコア端面に凹凸が生じている場合でも、コイル端面やコア端面の形状に沿って樹脂３０が満遍なく広がることで、コイル端面やコア端面の寸法ばらつきを吸収することができる。従って放熱性の良いステータ１とすることができる。
【００４９】
また図２、図４に示すように、隙間Ｌ、Ｎが樹脂３０でモールドされた際、ティース部２２のロータ側端面２２ａとコイル１０のロータ側端面１２とを含む分割ステータ１００のロータ側端面が面一となるような構成としてある。このような構成とすることで分割ステータ１００のロータ側端面に空気層が形成されることがない。よって放熱性に優れたステータ１とすることができる。
【００５０】
また図１、図２に示すように、２面あるコイルエンド端面１３の内、コイル端子１１側のコイルエンド端面１３に施された樹脂面３１に、後述するバスバー３００を接続するためのバスバー嵌合用溝３２を形成してある。このような構成とすることで、バスバー３００を接続する部品を別途設ける必要がない。よって製造コストを抑えることができる。またステータ１とバスバー３００との接続を容易且つ確実に行うことができる。
なおバスバー嵌合用溝３２の形状や本数は本実施例のものに限るものではなく、また必ずしも溝とする必要もなく、樹脂面３１に設けることでバスバー３００との接続を容易且つ確実に行うことができるものであれば適宜変更可能である。また必ずしも樹脂面３１に設ける必要はないし、バスバー３００を接続する部品を別途設ける構成とすることも可能であるが、製造コストや接続性を考慮すれば樹脂面３１に設けることが望ましい。
【００５１】
なお樹脂３０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、コイルエンド端面１３を樹脂３０でモールドし、ロータ側端面１２を樹脂３０でモールドしない構成としてある。しかし、これらの部分はコア２０及び隣接するコイル１０と当接しない部分であり、必ずしも樹脂３０でモールドする必要はない。よって必ずしも本実施例のような構成とする必要はなく、何れか若しくは何れをも樹脂３０でモールドする或いはモールドしない構成としてもよい。なおロータ側端面１２を樹脂３０でモールドする場合は、ステータ１の放熱性を考慮して分割ステータ１００のロータ側端面が面一となるようにモールドすることが望ましい。
【００５２】
前記締結リング２００は、図１に示すように、側面同士で当接した状態でリング状に配置された複数の分割ステータ１００を焼きバメにより一体化するためのリングである。締結リング２００の形状、材質等は焼きバメに使用されるリング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。
【００５３】
前記バスバー３００は、ステータ１への電源供給用ユニットである。このバスバー３００には、図２に示すように、樹脂面３１に設けられたバスバー嵌合用溝３２と同一形状の凸部３００ａが設けられている。このような構成とすることで、凸部３００ａをバスバー嵌合用溝３２に嵌め合わすだけでバスバー３００をステータ１に容易且つ確実に接続させることができる。また図示していないが、バスバー３００には電源供給用の電線及び出入力端子が設備されている。
なおバスバー３００の形状、大きさ等は、本実施例に示すものに限る必要はなく、ステータ１への電源供給を行うもの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。
【００５４】
次に図１、図５〜図９を参照して、本発明の実施形態に係るステータ１の製造方法を説明する。本発明の実施形態に係るステータ１は、モータのステータである。このステータ１は、コイル１０と、コア２０と、樹脂３０とから構成される分割ステータ１００を金型４００内で一体成形し、複数の分割ステータ１００を側面同士で当接した状態でリング状に配置し、締結リング２００で一体化することで製造される。
【００５５】
まずコイル１０とコア２０とを簡略化して示す金型４００内に配置する。
この金型４００は、図５に示すように、下型４１０と、コイル型４２０と、コイル密着型４３０と、上型４４０とから構成され、コイル型４２０は、更にそれぞれ２部材で構成されるコイル下型４２１と、コイル上型４２２とから構成される。
また図５に示すように、下型４１０と、コイル型４２０と、上型４４０には、それぞれの金型を嵌め合わすと共に最終的に下型４１０と、コイル型４２０と、上型４４０との全てを一体化するための嵌合凸部、嵌合凹部を設けている。
【００５６】
次に図５、図６を参照して、コア配置工程を説明する。コア配置工程は、コア２０を下型４１０に配置する工程である。
なお下型４１０には、図５、図６に示すように、コア２０を嵌合するコア嵌合凹部４１１とコイル１０を支持する支持片４１２とを設けている。
【００５７】
まず金型４００内にコア２０を配置した状態で図示していないコア位置決め手段が稼働し、コア２０の下型４１０に対する配置位置を決定する。コア位置決め手段としては、例えばコア２０の下型４１０に対する適正な配置位置を捕捉可能なセンサーを内蔵した把持具とすることができる。このような構成とすることで、コア２０の下型４１０に対する配置位置を確実に位置決めすることができる。よって製造効率の良いステータ１の製造方法とすることができる。
勿論、コア位置決め手段は必ずしもセンサーを内蔵した把持具とする必要はなく、コア２０の下型４１０に対する配置位置を位置決めすることができるものであれば如何なるものであってもよい。
【００５８】
またコア位置決め手段は、図示していないバネ付勢機構を備えている。このような構成とすることで、コア２０に寸法ばらつきがある場合でも下型４１０に対するコア２０の配置位置を柔軟に変化させて適正な位置に配置することができる。
そして図６（ａ）に示すように、コア２０とコア嵌合凹部４１１とを嵌め合わすことでコア２０を下型４１０に配置する。
【００５９】
次に図１、図２、図５〜図９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、下型４１０に配置されたコア２０との間に隙間が空くようにコイル型４２０を用いてコイル１０を下型４１０に配置する工程である。この工程によりコイル１０とコア２０とが嵌め合わされる。
なおコイル下型４２１には、図５、図６に示すように、コイル端子１１ａを嵌め合わすコイル端子嵌合溝部４２１ａとコイル１０の四隅を把持する把持凸部４２１ｂとを設けている。
またコイル上型４２２には、図５、図６に示すように、コイル端子１１ｂを嵌め合わすコイル端子嵌合溝部４２２ａとコイル１０の四隅を把持する把持凸部４２２ｂとを設けている。
【００６０】
まずコイル１０を金型４００内に配置させた状態で、コイル端子１１ａとコイル端子嵌合溝部４２１ａを備えるコイル下型４２１とを図５に示す黒塗り矢印方向に嵌め合わす。そしてその状態で、もう一方のコイル下型４２１を図５に示す黒塗り矢印方向に一体化させる。
なおコイル１０とコイル下型４２１とが嵌め合わされた状態を図６（ａ）に示す。
そしてコイル端子１１ｂとコイル端子嵌合溝部４２２ａを備えるコイル上型４２２とを図５に示す黒塗り矢印方向に嵌め合わす。そしてその状態で、もう一方のコイル上型４２２を図５に示す黒塗り矢印方向に一体化させる。
なおコイル１０とコイル上型４２２とが嵌め合わされた状態を図６（ａ）に示す。
【００６１】
このようにコイル下型４２１とコイル上型４２２とにそれぞれ把持凸部４２１ｂ、４２２ｂを設ける構成とすることで、図６、図８に示すように、コイル１０とコイル型４２０とが嵌め合わされた状態において、把持凸部４２１ｂと４２２ｂとでコイル１０の四隅を確実に把持することができる。また四隅を把持する構成とすることで、比較的僅かな力でもコイル１０にブレを生じさせることなく確実に把持して移動させることができる。またコイル１０を強い力で把持しないことで、コイル１０を損傷させることを防止できる。
なお図示していないが、この把持凸部４２１ｂ、４２２ｂは、それぞれ伸縮自在な機構を備えており、これによりコイル１０に対する把持力が調整される。
【００６２】
また凸部とすることで、図６、図７に示すように、コイル１０とコイル型４２０との間に隙間Ｎを空けることができる。よって図７に示すように、下型４１０と、コイル型４２０と、上型４４０との全てを一体化した際、この隙間Ｎが樹脂注入空間となり、隙間Ｎに樹脂３０を注入することで、コイル１０における隙間Ｎと当接する部分を樹脂３０でモールドすることができる。
【００６３】
またコイル上型４２２には、図５〜図７に示すように、バスバー嵌合用溝成形凸部４２２ｃを設けている。このような構成とすることで、コイル１０とコイル上型４２２との間には隙間Ｎが設けられ、この隙間Ｎが樹脂注入空間となるところ、コイルエンド端面１３に施された樹脂面３１にバスバー嵌合用溝３２を成形することができる。よってバスバー３００を接続する部品を別途設ける必要がない。よって製造コストを抑えることができると共にステータ１とバスバー３００との接続を容易且つ確実に行うことができる。
【００６４】
更にバスバー嵌合用溝成形凸部４２２ｃは、図５、図６に示すように、コイル端子１１ｂ側のコイルエンド端面１３と対面する位置に設けられている。このような構成とすることで、図１、図２に示すように、分割ステータ１００においてコイル端子１１とバスバー嵌合用溝３２とを同一面に設けることができる。よってステータ１とバスバー３００との接続を容易且つ確実に行うことができる。
【００６５】
そして前記把持凸部４２１ｂ、４２２ｂでコイル１０を把持した状態で図示していないコイル位置決め手段が稼働し、コイル１０の下型４１０に対する配置位置を決定する。より具体的には、図８に示すように、コイル１０の内周とコア２０の外周との間に隙間Ｌが空くようにコイル１０の下型４１０に対する配置位置を位置決めする。
コイル位置決め手段としては、例えばコイル１０の下型４１０に対する適正な配置位置を捕捉可能なセンサーを把持凸部４２１ｂ、４２２ｂに内蔵するもの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１０の四隅を規制した状態でコイル１０の下型４１０に対する配置位置を確実に位置決めすることができる。よって製造効率の良いステータ１の製造方法とすることができる。
【００６６】
隙間Ｌの厚みは、樹脂３０でモールドされることで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十分な厚みとすることが望ましい。例えば０．３〜０．５ｍｍとすることができる。
勿論、コイル位置決め手段は必ずしもセンサーを把持凸部４２１ｂ、４２２ｂに内蔵するものに限る必要はなく、コイル１０の内周とコア２０の外周との間に隙間Ｌが所定の厚みで空くように、コイル１０の下型４１０に対する配置位置を位置決めすることができるものであれば如何なるものであってもよい。
【００６７】
また把持凸部４２１ｂ、４２２ｂは、図示していないバネ付勢機構を備えている。このような構成とすることで、コイル１０に寸法ばらつきがある場合でも、下型４１０に対するコイル１０の配置位置を柔軟に変化させて適正な位置に配置することができる。
【００６８】
そしてコイル型４２０と下型４１０とを嵌め合わすことで、コイル１０を下型４１０に配置する。この際図６、図７、図９に示すように、コイル下型４２１と下型４１０とが嵌め合わされた状態においてコイル１０は、下型４１０に設けられた支持片４１２の上に載る状態となる。このような構成とすることで、図９に示すように、コイル１０の下端面と下型４１０の上端面との間に隙間Ｍを空けることができる。よってこの隙間Ｍが樹脂注入空間となり、樹脂３０が注入されることで、図２に示すように、コイル１０とコア２０との絶縁を確保すると共に、コイル１０とコア２０とを確実に一体化させることができる。また後述するコイル密着工程におけるコイル１０の密着は、図７に示すように、コイル１０を上方から下方に押圧するものであるところ、支持片４１２を押圧時におけるコイル１０の土台とすることができ、コイル１０を確実に下方に押圧させることができる。
【００６９】
次に図６、図７、図９を参照して、コイル密着工程を説明する。コイル密着工程は、コイル１０をコイル密着型４３０で軸方向に密着させる工程である。
なおコイル密着型４３０には、図６、図７、図９に示すように、ピン治具４３１を設けている。また上型４４０には、図６、図７、図９に示すように、ピン治具４３１を挿通させるピン治具挿通穴４４１を設けている。
【００７０】
まず図６（ａ）に示すように、コイル下型４２１を黒塗り矢印方向に下降させる。そして図６（ｂ）に示すように、コイル下型４２１と下型４１０とが嵌め合わされた状態でコイル密着型４３０と上型４４０とを黒塗り矢印方向に下降させる。ここで図６に示すように、ピン冶具４３１はピン治具挿通穴４４１により上型４４０の上部から下部へ進退自在に進出させることができるようにしている。そして図７に示すように、ピン冶具４３１を用いて、コイル１０を軸方向に押圧し、圧縮させて、コイル１０の各隣接する平面部が相互に密着するように保持する。図６、図７では、各ピン冶具４３１でコイル１０を上方から下方に垂直に押し下げるようにしている。より具体的には、４本のピン冶具４３１の下端面を、コイル１０の最上面にある平面部の４隅の各中央部分に当接して、押圧力を加えるようにしている。
【００７１】
また前記ピン冶具４３１には、押圧方向にコイル１０の弾性反発力よりも大きい弾性力を設備させるようにすることができる。これによって、コイル１０に対して均質な押圧力をもってコイル１０を圧縮状態に保持させることが可能となる。即ち、コイル１０の一部に偏った押圧力が不当に加わらないようにすることができる。
【００７２】
また図示しないが、ピン冶具４３１には、該ピン冶具４３１を進出させ、或いは退出させるための駆動手段が設けられている。更に前記駆動手段は、金型４００を用いたモールドにおいて、その一連の成形動作の中で一定のタイミングでピン冶具４３１を進出させ、また退出させることができるように、制御手段が付加されている。これらの駆動手段、制御手段は従来周知の技術手段を用いることができる。
【００７３】
なおピン治具４３１の数、コイル１０の押圧位置、太さ等は適宜変更可能である。
また本実施例においては、コイル１０をコイル軸方向に密着させる手段としてピン治具４３１を用いる構成としたが、必ずしもこれに限るものではなく、金型４００内でコイル１０をコイル軸方向に密着させることができるものであれば如何なるものであってもよい。
【００７４】
またコイル密着工程を設けず、コイル１０を金型４００内に配置する前に予めコイル１０を軸方向に密着させておくような構成であってもよい。そのようなものとして、例えばコイル１０を軸方向に密着させた状態で薄肉の耐熱テープを巻いて或いはクリップで固定する方法や、コイル１０として自己融着絶縁被膜を有するコイルを用いてコイル巻き後にコイル１０に熱風を当てたり、通電することで固定する方法などを用いることができる。
【００７５】
そしてコイル１０がピン治具４３１で軸方向に密着されることで、図７に示すように、コイル下型４２１とコイル上型４２２とが嵌め合わされて一体化される。
このようにコイル１０をコイル軸方向に密着させることで、コイル１０を構成する平角線間に隙間が生じることがない。よってステータ１の放熱性を向上させることができる。
【００７６】
次に図７〜図９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４００内に樹脂３０を注入することでコイル１０とコア２０とをモールドすると共に一体化させる工程である。
図７に示すように、コイル１０がピン治具４３１で軸方向に密着され且つコイル下型４２１とコイル上型４２２とが一体化された状態で、上型４４０を黒塗り矢印方向に下降させる。そして上型４４０とコイル上型４２２とを嵌め合わす。これにより下型４１０と、コイル型４２０と、上型４４０とが一体化された状態となる。そして図示しない注入通路を経て所定の温度下で樹脂３０が金型４００内に注入される。
【００７７】
ここで図９に示すように、コイル１０と上型４４０とが密着するような構成とされている。このような構成とすることで、ロータ側端面１２を樹脂３０でモールドされることのないコイル露出部分とすることができる。
勿論必ずしもこのような構成とする必要はなく、コイル１０と上型４４０とに隙間を空けるようにし、樹脂３０でモールドするような構成としてもよい。
【００７８】
また詳しくは図示していないが、コイル型４２０と下型４１０とが嵌め合わされた後、コイル把持凸部４２１ｂ、４２２ｂは、図８に示す把持凸部収縮線４２２ｄまで収縮する。これによりコイル１０におけるコイル把持凸部４２１ｂ、４２２ｂで把持されていた部分も樹脂３０でモールドすることができる。また図８に示すように、コイル型４２０の内周を平面とすることができる。よって隙間Ｎをモールドする樹脂３０の外周面を平面とすることができる。
【００７９】
なお本実施例における樹脂注入工程は、樹脂３０を金型４００内に圧入する、いわゆる射出成形により行う。勿論、必ずしも射出成形による必要はなく、例えばトランスファー成形やポッティング成形等、コイル１０とコア２０とを樹脂３０を用いて一体成形することが可能なものであれば如何なるものであってもよい。
【００８０】
以上の工程を経て分割ステータ１００が成形される。
そして複数の分割ステータ１００を側面同士で当接した状態でリング状に配置し、締結リング２００を用いて焼きバメすることでステータ１が成形される。
【００８１】
なお本実施例においては、ステータ１は複数の分割ステータ１００で構成されるものとしたが、必ずしも分割ステータで構成される必要はないし、金型４００を構成する下型４１０、コイル型４２０、コイル密着型４３０、上型４４０の形状、大きさ、数、嵌め合わせ順序、製造工程等も本実施例のものに限る必要はなく、最終的にステータ１を製造することができるものであれば適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、ステータとして、種々のステータを必要とするモータ、トランス、リアクトル等の各種電動機、発電機に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施形態に係るステータとバスバーの全体斜視図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】本発明の実施形態に係るコイルの斜視図で、（ａ）は通常状態を示し、（ｂ）は密着させた状態を示す。
【図４】図２の水平断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るステータの製造方法を示す分解斜視図で、コイルとコアとを金型内に配置した状態を示す。
【図６】本発明の実施形態に係るステータの製造方法を示す分解斜視図で、（ａ）はコイルとコイル型とを嵌め合わせた状態を示し、（ｂ）はコイル型と下型とを嵌め合わせた状態を示す。
【図７】本発明の実施形態に係るステータの製造方法を示す分解斜視図で、（ａ）はコイル密着型でコイルを軸方向に密着させた状態を示し、（ｂ）は金型が一体化された状態を示す。
【図８】コイル型と下型とを嵌め合わせた状態における平面図である。
【図９】図７（ｂ）におけるコイルの長手方向の垂直断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１        ステータ
１０      コイル
１０ａ    隙間
１１      コイル端子
１１ａ    コイル端子
１１ｂ    コイル端子
１２      ロータ側端面
１３      コイルエンド端面
１４      コイルサイド端面
２０      コア
２１      ヨーク部
２２      ティース部
２２ａ    ロータ側端面
３０      樹脂
３１      樹脂面
３２      バスバー嵌合用溝
１００    分割ステータ
２００    締結リング
３００    バスバー
３００ａ  凸部
４００    金型
４１０    下型
４１１    コア嵌合凹部
４１２    支持片
４２０    コイル型
４２１    コイル下型
４２１ａ  コイル端子嵌合溝部
４２１ｂ  把持凸部
４２２    コイル上型
４２２ａ  コイル端子嵌合溝部
４２２ｂ  把持凸部
４２２ｃ  バスバー嵌合用溝成形凸部
４２２ｄ  把持凸部収縮線
４３０    コイル密着型
４３１    ピン治具
４４０    上型
４４１    ピン治具挿通穴
Ｌ        隙間
Ｍ        隙間
Ｎ        隙間
【図１】
2009261086.tif 000003
【図２】
2009261086.tif 000004
【図３】
2009261086.tif 000005
【図４】
2009261086.tif 000006
【図５】
2009261086.tif 000007
【図６】
2009261086.tif 000008
【図７】
2009261086.tif 000009
【図８】
2009261086.tif 000010
【図９】
2009261086.tif 000011