CN105984088B - 定子和用树脂密封定子的方法 - Google Patents

定子和用树脂密封定子的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及定子和用树脂密封定子的方法。在模制时，在定子中，树脂材料在形成于端子板上的排气槽道内流动。此时，由于通过使排气槽道的横截面部分地扩张而形成的树脂储存部设置在端子板的安装表面上，树脂材料能够保持在树脂储存部中。因此，这防止树脂材料通过排气槽道流动到端子板外部。当树脂泄漏部分在使用电动马达的同时掉落时，对其他装置有不利影响，所述树脂泄漏部分是已经从排气槽道泄漏到外部并且已经固化的树脂材料。因此，在排气槽道中形成的树脂储存部在防止树脂材料流动到外部方面有效地作用。

Description

定子和用树脂密封定子的方法
技术领域
本发明涉及一种定子以及用树脂密封定子的方法，在所述定子中，安装在定子芯上的线圈用树脂材料密封并且定子设置成使得端子板与定子芯的周面接触。
背景技术
通常，当安装有线圈的定子用树脂材料密封时，使用具有腔的模具，其中，所述腔将被填充树脂。为了防止在将被模制的产品中产生气穴，必须有效地排出腔内的空气。日本未经审查的特许公开No.2013-49253公开了这样的模具。
日本未经审查的特许公开No.2013-49253中公开的模具是用于制造电子元器件的模具并且能够应用于制造马达。而且，在模具中形成有用于将腔内的空气有效地排出到外部的排气孔。排气孔的打开和关闭被控制成使得注入到腔中的树脂材料将不会通过排气孔流动到外部。
当使用这种模具排出腔内的空气时，必须对设置在模具上的排气孔的打开和关闭进行控制，以使得树脂材料不会通过该排气孔流动到外部。因此，这导致使模具的结构复杂化的问题。
本发明的目的是提供一种防止树脂材料通过排气槽道流动到端子板外部而不使模具的结构复杂化的定子以及用树脂密封该定子的方法。
发明内容
本发明的一个方面是一种定子，该定子包括：线圈，线圈安装在定子芯上并且用树脂材料密封；以及端子板，端子板设置成接触定子芯的周面。
端子板包括定子芯接触的安装表面，并且该安装表面包括：
排气槽道，排气槽道从所述定子芯的内侧延伸到外侧；以及
树脂储存部，树脂储存部通过部分地扩张排气槽道的横截面而形成。
在该定子中，树脂材料在模制时流动通过在端子板上形成的排气槽道。此时，通过使排气槽道的横截面部分地扩张而形成的树脂储存部形成在端子板的安装表面上。因而，排气槽道中的树脂材料保持在树脂储存部中。因此，这防止树脂材料通过排气槽道流动到端子板外部。当树脂泄漏部分在使用马达时掉落时，对于其他装置有不利影响，其中，树脂泄漏部分是已经从排气槽道泄漏到外部并且已经固化的树脂材料。因而，在排气槽道的一部分处形成的树脂储存部在防止树脂材料流动到外部方面有效地起作用。因此，定子能够防止树脂材料流动而不需要增加诸如打开和关闭机构的复杂结构。另外，能够在不使模具结构复杂化的情况下制造定子。
而且，树脂储存部在排气槽道的槽道宽度的方向上扩张。
通过这种构造，能够在制造定子时可靠地将树脂材料捕获在树脂储存部中。
而且，树脂材料含有玻璃纤维，并且树脂储存部在排气槽道的槽道深度的方向上扩张。
玻璃纤维用于用以模制线圈的树脂材料。当树脂因为某种原因而从排气槽道的出口泄漏时，在排气槽道的出口处泄漏且固化的树脂材料含有玻璃纤维。当树脂泄漏部分掉落并且附着到其他装置时，玻璃纤维可能导致该装置的故障。因此，即使当树脂泄漏部分在排气槽道的出口处形成，也优选玻璃纤维不包含在树脂泄漏部分中。因而，树脂储存部在排气槽道的槽道深度的方向上向上扩张。因而，能够可靠地使Barus(巴拉斯)效应在排气槽道内发生并且使玻璃纤维的取向改变为在树脂储存部中向上。因此，即使当树脂泄漏部分在排气槽道的出口处形成时，玻璃纤维也将难以包含在树脂泄漏部分中。
另外，树脂储存部的宽度大于排气槽道的槽道宽度。
由此，能够可靠地将树脂材料捕获在树脂储存部中。
排气槽道包括自树脂储存部向内侧定位的第一排气部和自树脂储存部向外侧定位的第二排气部，并且第二排气部自第一排气部的延伸线横向错位。
这种构造能够使得流动通过排气槽道的树脂材料难以从第一排气部流动到第二排气部。因此，这使得容易将树脂材料保持在树脂储存部中，从而可靠地防止树脂从排气槽道泄漏。
而且，多个排气槽道与树脂储存部连通。
本发明的另一方面是用树脂密封定子的方法，该方法包括以下步骤：
定子芯设置步骤，定子芯设置步骤包括：将线圈放置在模具的腔中，并且在使端子板接触定子芯的端面的同时，使端子板从模具露出；
注入步骤，注入步骤包括将树脂材料注入到腔中并且用树脂材料密封线圈；以及
排出步骤，排出步骤包括将腔内的残留空气从在端子板上形成的排气槽道排出到外部，其中，
端子板包括与定子芯接触的安装表面，并且在安装表面上形成有从定子芯的内侧延伸到外侧的排气槽道和通过部分地扩张排气槽道的横截面而形成的树脂储存部，以及
流动到排气槽道中的树脂材料在排出步骤期间被保持在树脂储存部内。
本发明能够防止树脂材料通过排气槽道流动到端子板外部，而不会使模具的结构复杂化。
根据下文给出的详细描述以及附图，将更全面地理解本发明的上述和其他目的、特征以及优点，附图仅仅通过示例的方式给出并且因而不被认为限制本发明。
附图说明
图1是示出根据本发明的定子的实施方式的正视图；
图2是示出用于树脂密封的模具的横截面图，所述模具用于模制定子；
图3是从安装表面观察的端子板的仰视图；
图4是图3的放大图；
图5是示出放大的排气槽道的横截面图；
图6是示出用树脂密封定子的方法的方框图；以及
图7A是示出排气槽道的修改示例的相关部分的放大仰视图，
图7B是示出排气槽道的修改示例的相关部分的放大仰视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细地说明根据本发明的定子以及用树脂密封定子的方法的优选实施方式。
图1所示的用于电动马达的定子1用于用以驱动混合动力车辆的马达和发电机。应注意的是，用于电动马达的定子1不仅用于混合动力车辆，而且还用于电动车辆和燃料电池车辆。
定子1的定子本体F包括环形定子芯2、线圈3、端子板4以及端子5，其中，线圈3安装在齿形部上，该齿形部设置成从定子芯2的内周侧朝向径向方向突出并且在圆周方向上以相等间距设置；端子板4设置成与定子芯2的周向表面接触；端子5从端子板4突出。线圈3由树脂模制部6覆盖。借助于树脂模制部6，线圈3用树脂材料30(例如，热固性不饱和聚酯树脂)密封并且固定到定子芯2。在定子1中形成有用于容纳转子的中空部7。中空部7在旋转轴线L的方向上穿过定子1。
使端子板4接触定子芯2的环形平坦端面2a。在端子板4上设置有安装表面4a，使安装表面4a与定子芯2的端面2a接触。端子板4沿着定子芯2的圆周方向延伸。三个端子5从端子板4延伸。在端子5的稍端处形成有圆形端子5a。
如图2所示，当树脂模制部6被模制以用于具有上述构造的定子1时，使用用于树脂密封的模具10。用于树脂密封的模具10包括可上升且可下降的上模具11以及设置在固定基部上的下模具12。使上模具11的接触表面11c接触定子芯2的一个环形平坦端面2a。使下模具12的接触表面12c接触定子芯2的另一环形平坦端面2b。
上模具11包括第一芯11a，第一芯11a用于形成定子1的中空部7的上半部分。下模具12包括第二芯12a，第二芯12a用于形成定子1的中空部7的下半部分。第一芯11a的下端面与第二芯12a的上端面可以相互接触。在上模具11内形成环形的第一腔C1。在下模具12内形成环形的第二腔C2。
而且，在上模具11的接触表面11c上形成有切口11b，端子板4将插入切口11b中。形成有切口11b的壁面压接到端子板4的周向表面4b，在该壁面与周向表面4b之间插有密封材料15。端子板4的安装表面4a压接到定子芯2的上端面2a。
形成上模具11的切口11b以避开端子板4。形成有切口11b的壁面和端子板4的外壁面被密封。端子板4通过切口11b从上模具11露出到外部。因此，整个端子板4将不会被用于密封线圈3的树脂材料30覆盖。
当使用具有上述结构的模具10时，上模具11被提升以打开模具。在模具打开之后，定子本体F的线圈3插入下模具12的第二腔C2中。此时，使定子芯2的下端面2b接触下模具12的接触表面12c。然后，上模具11被降低以将定子本体F的线圈3插入上模具11的第一腔C1中。然后，使上模具11的接触表面11c接触定子芯2的上端面2a。此时，端子板4插入上模具11的切口11b中。然后，模具被合模，并且第一腔C1和第二腔C2被填充树脂材料30。线圈3由树脂模制部6覆盖(见图1)。
当第一腔C1和第二腔C2被填充树脂材料30时，腔C1和腔C2内的空气需要排出到外部。腔C1和腔C2内的空气从上模具11的接触表面11c与定子芯2的端面2a之间的间隙以及下模具12的接触表面12c与定子芯2的端面2b之间的间隙逐渐排出到外部。然而，密封材料15施加到端子板4的周面4b上。因此，腔C1和腔C2内的空气可能被端子板4捕获，从而沿着端子板4的背面4c产生气穴。
因而，如图3和图4所示，在端子板4的安装表面4a上形成有用于排气的排气槽道20。排气槽道20形成为从定子芯2的内侧延伸到定子芯2的外侧，具体地，从端子板4的背面4c延伸到端子板4的正面4d。在排气槽道20的一部分处设置有树脂储存部21，树脂储存部21通过使排气槽道20的横截面扩张而形成。多个(例如，两个或三个)排气槽道20与树脂储存部21连通。
排气槽道20由从树脂储存部21向内侧定位的第一排气部20a和从树脂储存部21向外侧定位的第二排气部20b构成。第一排气部20a和第二排气部20b在直线上对准。树脂储存部21在槽道宽度R的方向上穿过多个排气槽道20扩张。通过这种构造，树脂材料30能够被可靠地捕获在树脂储存部21中。在安装表面4a上，定位在图4的右侧的排气槽道20延伸成使得排气槽道20的宽度保持不变，而定位在图4的左侧的排气槽道20延伸成使得排气槽道20的宽度向外逐渐增大(排气槽道20的宽度朝向图4的左侧增大)。而且，树脂储存部21的宽度P形成为使得宽度P将大于排气槽道20的槽道宽度R。由此，树脂材料30能够被可靠地捕获在树脂储存部21中。
另外，如图5所示，树脂储存部21在排气槽道20的槽道深度U的方向上向上扩张。应注意的是，定位在图4的右侧的树脂储存部21的深度D可以与定位在图4的左侧的树脂储存部21的深度D相同或者上述二者可以彼此不同。
注入到第一腔C1和第二腔C2中的树脂材料30含有玻璃纤维G。玻璃纤维G用于用以模制线圈3的树脂材料30。当树脂由于某种原因而从排气槽道20的出口20A泄漏时，在排气槽道20的出口20A处泄漏且固化的树脂材料30含有玻璃纤维G。当树脂泄漏部分在使用马达时掉落并附着到其他装置时，玻璃纤维G可能导致该装置的故障。因此，即使当树脂泄漏部分在排气槽道20的出口20A处形成时，也优选玻璃纤维G不包含在树脂泄漏部分中。
因而，树脂储存部21在排气槽道20的槽道深度U的方向(旋转轴线L延伸的方向)上向上扩张。因而能够可靠地使得Barus(巴拉斯)效应在排气槽道20内发生并且将玻璃纤维G的取向改变为在树脂储存部21中向上。这使得树脂储存部21能够可靠地捕获玻璃纤维G并且将玻璃纤维G限制在树脂储存部21内。因此，即使当树脂泄漏部分在排气槽道20的出口20A处形成时，玻璃纤维G也将难以包含在树脂泄漏部分中。
关于排气槽道20，上述槽道宽度R为大约1mm，并且上述槽道深度U为大约0.1至0.3mm。树脂储存部21的深度为大约0.5至2mm。这些值可以适当改变。
在模制时，在定子1中，树脂材料30在形成于端子板4上的排气槽道20内流动。此时，由于通过部分地使排气槽道20的横截面扩张而形成的树脂储存部21设置在端子板4的安装表面4a上，树脂材料30能够被保持在树脂存储部21中。因此，这防止了树脂材料30通过排气槽道20流动到端子板4外部。当树脂泄漏部分在使用马达时掉落时，对其他装置有不利影响，其中，树脂泄漏部分是已经从排气槽道20泄漏到外部并且已经固化的树脂材料30。因而，在排气槽道20的一部分处形成的树脂储存部21在防止树脂材料30流动到外部方面有效地起作用。
然后，将简单地说明用树脂密封定子1的方法。
如下将说明由图6中的附图标记A表示的“定子芯设置步骤”。首先，线圈3放置在下模具12的第二腔C2内。此时，使定子芯2的端面2b接触下模具12的接触表面12c。然后，模具10被合模。此时，端子板4从模具10露出。
如下将说明由图6中的附图标记B表示的“树脂注入步骤”。树脂材料30被注入到第一腔C1和第二腔C2中，并且线圈3用树脂材料30密封。
如下将说明由图6中的附图标记C表示的“排出步骤”。在第一腔C1和第二腔C2内的残留空气从排气槽道20的出口20A排出到外部。此时，已经流入排气槽道20中的树脂材料30被保持在树脂储存部21中。
在树脂材料30完全注入到第一腔C1和第二腔C2中之后，模具10被冷却，并且然后模具10被打开以取出定子芯2。
本发明不局限于上述实施方式，并且能够作出如在下文说明的各种变型而不脱离本发明的范围。
如图7A所示，排气槽道40包括从树脂储存部41向内侧定位的第一排气部40a和从树脂储存部41向外侧定位的第二排气部40b。第二排气部40b和第一排气部40a沿着树脂储存部41的基准轴线(沿着树脂储存部41延伸所沿的方向的轴线)L3横向地错位。第一排气部40a相对于树脂储存部41的基准轴线L3彼此正交，第二排气部40b相对于树脂储存部41的基准轴线L3彼此正交。第一排气部40a的槽道轴线L1和第二排气部40b的槽道轴线L2彼此平行地延伸。具有上述结构的排气槽道40能够使得流动通过排气槽道40的树脂材料30难以从第一排气部40a流动到第二排气部40b。因此，这使得容易将树脂材料30保持在树脂储存部41中，从而可靠地防止树脂从排气槽道40泄漏。
如图7B所示，排气槽道50包括从树脂储存部51向内侧定位的第一排气部50a和从树脂储存部51向外侧定位的第二排气部50b。第二排气部50b和第一排气部50a沿着树脂储存部51的基准轴线L3横向地错位。第一排气部50a和第二排气部50b分别相对于沿着树脂储存部51延伸的基准轴线L3以小于90度的角度α和β延伸。第一排气部50a的槽道轴线L1和第二排气部50b的槽道轴线L2相对于树脂储存部51的基准轴线L3形成锐角。具有上述结构的排气槽道50能够使得流动通过排气槽道50的树脂材料30难以从第一排气部50a流动到第二排气部50b。因此，这使得容易将树脂材料30保持在树脂储存部51中，从而可靠地防止树脂从排气槽道50泄漏。
第一排气部与第二排气部之间的位置关系不局限于上述，并且能够做出各种变型。
根据已经描述的发明，明显的是，本发明的实施方式可以以许多方式修改。这种修改不认为背离本发明的主旨和范围，并且对于本领域技术人员而言明显的所有这种修改意在包括在所附权利要求的范围内。

Claims (7)

1.一种定子，所述定子包括：线圈，所述线圈安装在定子芯上并且用树脂材料密封；以及端子板，所述端子板设置成与所述定子芯的周向表面接触，其中，
所述端子板包括与所述定子芯接触的安装表面；
所述安装表面包括：
排气槽道，所述排气槽道从所述定子芯的内侧延伸到外侧；以及
树脂储存部，所述树脂储存部通过部分地扩张所述排气槽道的横截面而形成；以及
所述排气槽道包括自所述树脂储存部向内侧定位的第一排气部和自所述树脂储存部向外侧定位的第二排气部。
2.根据权利要求1所述的定子，其中，
所述树脂储存部在所述排气槽道的槽道宽度的方向上扩张。
3.根据权利要求1或2所述的定子，其中，
所述树脂材料含有玻璃纤维，以及
所述树脂储存部在所述排气槽道的槽道深度的方向上扩张。
4.根据权利要求1或2所述的定子，其中，
所述树脂储存部的宽度大于所述排气槽道的槽道宽度。
5.根据权利要求1或2所述的定子，其中，
所述第二排气部自所述第一排气部的延伸线横向地错位。
6.根据权利要求1或2所述的定子，其中，
多个所述排气槽道与所述树脂储存部连通。
7.一种用树脂密封定子的方法，所述方法包括以下步骤：
定子芯设置步骤，所述定子芯设置步骤包括将线圈放置到模具的腔中，并且在使端子板接触定子芯的端面的同时，使所述端子板从所述模具露出；
注入步骤，所述注入步骤包括将树脂材料注入到所述腔中并且用所述树脂材料密封所述线圈；以及
排出步骤，所述排出步骤包括将所述腔内的残留空气从在所述端子板上形成的排气槽道排出到外部，其中，
所述端子板包括与所述定子芯接触的安装表面，并且在所述安装表面上形成有从所述定子芯的内侧延伸到外侧的所述排气槽道和通过部分地扩张所述排气槽道的横截面而形成的树脂储存部，所述排气槽道包括自所述树脂储存部向内侧定位的第一排气部和自所述树脂储存部向外侧定位的第二排气部；以及
流入所述排气槽道中的树脂材料在所述排出步骤期间被保持在所述树脂储存部内。
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