JP5942966B2 - 固定子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は固定子の製造方法、固定子及びモータに関する。

複数枚の電磁鋼板を積層させて、これらと樹脂とを一体化させて得られる固定子がある。電磁鋼板との樹脂とを一体化させるために、射出成形法が用いられる。

例えば、特許文献１では、真空引き装置を用いて、金型の空気を強制的に排出させて、樹脂を金型内に射出する射出成形法が開示されている。このような射出成形法を用いると、欠陥の少ない樹脂成形部が得られる。このような射出成形は、上記した固定子の製造方法として利用することができる。

特開２００６−０２１３２９号公報

ところで、より簡易な装置を用いて、欠陥の少ない樹脂成形部を有する固定子の製造方法が求められている。特許文献１で開示される製造方法では、欠陥の少ない樹脂成形部が得られるものの、真空引き装置を用いる必要があった。

そこで、本発明は、上記した事情を背景としてなされたものであり、より簡易な装置を用いて、欠陥の少ない樹脂成形部を有する固定子を製造する製造方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる固定子の製造方法は、
端子部と電磁鋼板とを有する固定子本体と樹脂成形部が一体化された固定子を、金型を用いて製造する固定子の製造方法であって、
前記端子部が前記金型の上部に位置するように、前記固定子本体を配置するステップと、
前記金型のキャビティに樹脂を充填するステップを備え、
前記端子部は、前記金型のキャビティ内から当該キャビティ外にガスを排出するガス排出口を有する。

このような構成によれば、より簡易な装置を用いて、欠陥の少ない樹脂成形部を有する固定子を製造することができる。

また、前記ガス排出口は、前記電磁鋼板と接する、前記端子部の面の一部に形成された凹部により構成されることを特徴としてもよい。また、前記ガス排出口は、前記端子部を貫通するパイプにより構成されることを特徴としてもよい。

他方、本発明にかかる固定子は、上記した製造方法により製造された固定子である。他方、本発明にかかるモータは、上記した製造方法により製造された固定子を備えるモータである。

このような構成によれば、欠陥の少ない樹脂成形部を有する固定子が得られる。また、欠陥の少ない樹脂成形部を有する固定子を有するモータが得られる。

本発明によれば、より簡易な装置を用いて、欠陥の少ない樹脂成形部を有する固定子を製造する製造方法を提供することができる。

実施の形態１にかかる成形体の側面図である。 実施の形態１にかかる成形体の要部の側面図である。 実施の形態１にかかる成形体の要部の正面図である。 実施の形態１にかかる成形体の要部の側面図である。 実施の形態１にかかる成形体の要部の上面図である。 実施の形態１にかかる成形体の要部の正面図である。 実施の形態１にかかる製造方法のフローチャートである。 実施の形態１にかかる製造方法の模式図である。 実施の形態１にかかる製造方法の模式図である。 実施の形態１にかかる製造方法の模式図である。 実施の形態２にかかる成形体の要部の側面図である。 実施の形態２にかかる成形体の要部の上面図である。 実施の形態２にかかる製造方法の模式図である。 端子部及びコアの一例の模式図である。 樹脂部の外観を示す写真である。 樹脂部の外観を示す写真である。

実施の形態１．
図１〜６を参照して実施の形態１にかかる成形体について説明する。図１は、実施の形態１にかかる成形体の側面図である。図２及び４は、実施の形態１にかかる成形体の要部の側面図である。図３及び６は、実施の形態１にかかる成形体の要部の正面図である。図５は、実施の形態１にかかる成形体の要部の上面図である。

図１に示すように、成形体９は、樹脂部１と、コア２と、端子部３と、を含む。成形体９は、モータの固定子として使用される。

樹脂部１は、内周面１１を有する略円筒状体である。樹脂部１は、射出成形により得られる。

図２に示すように、コア２は、複数枚の電磁鋼板２１を積層した構造を有する。図３に示すように、電磁鋼板２１は、中心Ｃ１に向かって突き出す歯２２を内周面に複数有する環状板である。コア２では、歯２２が積層するように、複数枚の電磁鋼板２１の向きが固定されている。再び図２を参照すると、積層した歯２２には、コイル４がそれぞれ巻き付けられている。樹脂部１（図１参照）は、歯２２とコイル４とを覆うように形成されている。また、樹脂部１は、端子３の一部を覆うように形成されている。コア２と端子部３とコイル４とは、樹脂部１により、接合されており、一体化している。

図４及び５に示すように、端子部３は、端子３１と、端子３１を保持するベース部３２とを含む。ベース部３２の面３３がコア２に接触する。再び図２を参照すると、コイル４に電気的に接続されている。再び図４及び５を参照すると、面３３には、スリット３４が形成されている。スリット３４は、例えば、コア２と接する、ベース部３２の面３３の一部に形成された凹部である。コア２とスリット３４との間の間隙の長さｔは、ガスを通過させる程度の大きさを少なくとも有する。間隙の長さｔの範囲は、０．０１〜０．２ｍｍであると好ましい。ここで、ガスが、端子部３の下方から上方に向かう方向Ｇ１に流れるとする。すると、ガスは、スリット３４とコア２との間隙を通過して、さらに端子部３の上側から上方に向かう方向Ｇ２に流れる。また、コア２とスリット３４との間の間隙に、樹脂部１が入り込んでいてもよい。端子３１が導電性を有する材料、例えば、銅又は銅合金からなる。ベース部３２は、例えば、樹脂からなる。

図６に示すように、スリット３４はジグザグ状に延びる。スリット３４は、上方に向かって直線状に延びるスリットと比較して、同一サイズ及び形状の面において長い流路を有する。

次に、図７〜１０を参照して実施の形態１にかかる製造方法について説明する。図７は、実施の形態１にかかる製造方法のフローチャートを示す。図８〜１０は、実施の形態１にかかる製造方法の模式図である。

図８に示すように、端子部３と、コイル４を巻き付けられたコア２と、を可動型７に配置する（配置ステップＳ１）。ここで、端子部３及びコア２の少なくとも一部は、可動型７の上部に位置するように配置される。ここで、可動型７の上部は、可動型７の中心よりも高い位置であればよく、例えば、可動型７のキャビティの最も高い部分と同じ高さの位置であるとより好ましい。コア２とスリット３４との間には、間隙が形成される。この間隙は、ガスが通過する程度の大きさを有する。なお、端子部３は、接着や嵌合などにより、コア２の上部に保持させておいてもよい。可動型７と固定型８とは、図示しない射出成形装置に組み付けられており、射出成形に必要な動力を与えられる。

続いて、図９に示すように、可動型７を固定型８に向かって移動させ、コア２と端子部３とを可動型７と固定型８との間に挟み込む（型締ステップＳ２）。コア２と端子部３とは、可動型７と固定型８とにより、所定の面圧で挟み込まれている。ここで、可動型７と固定型８とコア２と端子部３とにより、金型内部の空間が閉鎖され、キャビティが形成される。なお、スリット３４とコア２との間に形成された間隙は、ガスが通過する程度の大きさを維持している。

続いて、図１０に示すように、樹脂Ｌを固定型８のゲート８１からキャビティに充填し、凝固させる（充填ステップＳ３）。詳細には、樹脂Ｌは、キャビティの固定型８側に流入し、歯２２の間等を通過して、キャビティの可動型７側に流入する。この間、キャビティ内部のガスがコア２とスリット３４との間隙を通過してキャビティの外部へ排出される。端子部３のスリット３４とコア２との間隙は、ガス排出口として機能する。続いて、樹脂Ｌが、固定型８の上側、特に端子部３とコア２とを残して、キャビティへ充填された状態となる。ここで、樹脂Ｌの面Ｌｓが、端子部３とコア２との近傍にまで到達する。この間、キャビティに残存する空気がスリット３４とコア２との間隙を通過してキャビティの外部へ排出され続ける。さらに、樹脂Ｌが、スリット３４とコア２との間隙に流入するものの、硬化して、停止する。ここで、スリット３４はジグザグ状に延びるため（図６参照）、樹脂Ｌがスリット３４を通過することなく、スリット３４において硬化し、停止する。これにより、キャビティの外部から漏れることを抑制することができる。また、樹脂Ｌとして粘度の低い樹脂を使用しても、キャビティの外部から漏れることを抑制することができる。

以上より、キャビティ内部の空気が順次、キャビティの外部へ排出されるため、樹脂Ｌは、空気をあまり巻き込むことなく、キャビティを充填する。これにより、エアダマリなどの外観不良やボイドなどの欠陥の発生が抑制される。その後、樹脂Ｌが硬化し、樹脂部１が形成する。

最後に、可動型７を固定型８から離れる方向に移動させる（型開ステップＳ４）。成形体９（図１参照。）を固定型８から取り出す。必要に応じて、成形体９から、バリやランナーなどの不要な箇所をトリミングしてもよい。

以上、実施の形態１にかかる製造方法によれば、最も樹脂が最後に充填される金型の上側にガス排出口を有するので、ガスを順次排出させることができる。また、真空引き装置を使用することなく、スリットとコアとの間隙からキャビティ内の空気を排出し、欠陥の少ない成形体を製造することができる。また、成形体を構成する端子部とコアとの間にスリットを設けているので、成形する度に、新しいスリットからキャビティ内のガスを排出させることができる。これにより、成形を繰り返すことによるスリット詰まりを防止し、スリット自体の清掃作業を省略するとともに、スリット詰まりによる成形体の不具合品の発生を防止することができる。

さらに、実施の形態１にかかる製造方法によれば、欠陥の少ない成形体を有する固定子を得ることができる。また、この固定子を有するモータを得ることができる。

実施の形態２．
次に、図１１〜１２を参照して実施の形態２にかかる成形体について説明する。図１０及び図１１は、実施の形態２にかかる成形体の要部の模式図である。図１２は、実施の形態２にかかる成形体の要部の模式図である。実施の形態２にかかる製造方法は、実施の形態１にかかる製造方法と、端子部のみについて異なる。その他の共通する構成については説明を省略する。

図１１及び１２に示すように、成形体の端子部３は、端子３１に加えて、パイプ３５も保持する。パイプ３５は、その下端３６がキャビティへ突き出るように、取り付けられている。ベース部３２からパイプ３５の下端３６までの長さは、適宜調整される。パイプ３５は、四角形状の断面形状を有するパイプである。なお、パイプ３５は、丸形状の断面形状を有するパイプであってもよい。パイプ３５の開口部の間隙の長さｔの範囲は、０．０１〜０．２ｍｍであると好ましい。ここで、ガスが、パイプ３５の下方から上方に向かう方向Ｇ１に流れるとする。すると、ガスは、パイプ３５の下端３６から開口部の間隙を通過して、さらに端子部３の上側から上方に向かう方向Ｇ２に流れる。またパイプ３５の開口部の間隙に、樹脂部１が挿し込んでいてもよい。

次に、図１３を参照して実施の形態２にかかる製造方法について説明する。図１３は、実施の形態２にかかる製造方法の模式図である。

まず、実施の形態１にかかる製造方法と同様に、配置ステップＳ１、及び、型締ステップＳ２（図７参照）を経る。

続いて、樹脂を固定型８のゲート８１からキャビティに充填し、凝固させる（充填ステップＳ２３）（図１０参照）。充填ステップＳ３と同様に、樹脂Ｌがキャビティに流入し、固定型８の上側、特に端子部３とコア２とを残して、キャビティへ充填された状態となる。ここで、樹脂の面が、端子部３とコア２との近傍にまで到達する。この間、キャビティに残存する空気がパイプ３５を通過してキャビティの外部へ排出され続ける。パイプ３５は、ガス排出口として機能する。

さらに、樹脂がパイプ３５に流入しようとするものの、キャビティ内部のガスが順次排出される。図１３に示すように、これは、例えば、パイプ３５がベース部３２から突き出ているため、樹脂がパイプ３５の内側には流入しにくくなる、又は、圧力が樹脂にかかりにくいためと考えられる。続いて、樹脂がパイプ３５に流入し、パイプ３５の内側で凝固して、停止する。つまり、パイプ３５からキャビティの外部に漏れない。以上より、キャビティ内部の空気が順次、キャビティの外部へ排出されるため、樹脂は、空気を巻き込むことなく、キャビティを充填され、エアダマリなどの外観不良やボイドなどの欠陥の発生が抑制される。その後、樹脂が凝固し、樹脂部１が形成する。

最後に、実施の形態１にかかる製造方法と同様に、型開ステップＳ４を経ると、成形体２０９が得られる。

以上、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、最も樹脂が最後に充填される金型の上側にガス排出口を有するので、ガスを順次排出させることができる。真空引き装置を使用することなく、キャビティ内の空気を排出し、欠陥の少ない成形体を製造することができる。また、成形体を構成する端子部に、ガス排出口としてパイプを設けているので、成形する度に、新しいパイプからキャビティ内のガスを排出させることができる。これにより、成形を繰り返すことによるパイプ詰まりを防止し、ガス排出口自体の清掃作業を省略するとともに、ガス排出口詰まりによる成形体の不具合品の発生を防止することができる。

さらに、実施の形態２にかかる製造方法によれば、実施の形態１にかかる製造方法と同様に、欠陥の少ない成形体を有する固定子を得ることができる。また、この固定子を有するモータを得ることができる。

試作実験．
次に、図１４〜１６を用いて、実施の形態１にかかる製造方法により製造した実施例を外観観察した結果について説明する。比較のため、スリットの無い端子部を用いたことを除いて、実施の形態１にかかる製造方法と同じ製造方法により製造した比較例を外観観察した結果についても説明する。図１４は、端子部及びコアの一例の模式図である。図１５及び１６は、樹脂部の外観を示す写真である。

実施の形態１にかかる製造方法により、実施例を製造した。実施例では、図１４に示すように、スリット３４とコア２との間隙の厚みｔが０．２ｍｍである。

図１５に示すように、実施例では、樹脂部の表面には、エアダマリ等の欠陥が確認されず、金型形状がしっかりと転写されている。ここで、エアダマリとは、キャビティのガスを良好に排出できないことにより成形体の表面に発生する凹みを意味する。つまり、実施例では、樹脂部の外観は良好であり、樹脂部では欠陥が少なかった。

一方、図１６に示すように、比較例では、樹脂部の表面には、エアダマリが随所に確認された。比較例では、樹脂部に外観不良があり、欠陥が確認された。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１ 樹脂部、 ２ コア、 ３ 端子部、 ４ コイル、
７ 可動型、 ８ 固定型、 ９ 成形体、１１ 内周面、
２１ 電磁鋼板、 ２２ 歯、 ３１ 端子、 ３２ ベース部、
３３ 面、 ３４ スリット、 ３５ パイプ、 ３６ 下端、
Ｓ１ 配置ステップ、 Ｓ２ 型締ステップ、 Ｓ３ 充填ステップ、
Ｓ４ 型開ステップ。

Claims (2)

1. 端子部と電磁鋼板とを有する固定子本体と樹脂成形部が一体化された固定子を、金型を用いて製造する固定子の製造方法であって、
   前記端子部が前記金型の上部に位置するように、前記固定子本体を配置するステップと、
   前記金型のキャビティに樹脂を充填するステップを備え、
   前記端子部は、前記金型のキャビティ内から当該キャビティ外にガスを排出するガス排出口を有し、
   前記ガス排出口は、前記電磁鋼板と接する、前記端子部の面の一部に形成された凹部により構成される、
   固定子の製造方法。
2. 端子部と電磁鋼板とを有する固定子本体と樹脂成形部が一体化された固定子を、金型を用いて製造する固定子の製造方法であって、
   前記端子部が前記金型の上部に位置するように、前記固定子本体を配置するステップと、
   前記金型のキャビティに樹脂を充填するステップを備え、
   前記端子部は、前記金型のキャビティ内から当該キャビティ外にガスを排出するガス排出口を有し、
   前記ガス排出口は、前記端子部を貫通するパイプにより構成される、
   固定子の製造方法。