JP2000134834A - モールド電動機およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、電気的の特性を損なわずに、固
定子鉄心を覆うモールド樹脂部の破損を抑えることがで
きるモールド電動機及びその製造方法を得る。 【解決手段】 固定子鉄心２０の各ティース部の先端外
周端面には、軸心と平行な溝２２が設けられている。こ
の固定子鉄心２０がティース部の先端部を露出させ、両
端面及び外周面を覆うようにインサートカバー３０によ
り内装され、コイル４０がインサートカバー３０の上か
らスロット部に巻回され、モールド樹脂４１によりモー
ルドされて、モールド固定子１０１が作製されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、モールド電動機
およびその製造方法に関し、特にモールド樹脂の鉄心を
覆う部分の樹脂割れを抑えて電気的な性能の悪化を防止
するモールド電動機およびその製造方法するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来のモールド電動機を示す断面
図、図９は従来のモールド電動機のモールド前の固定子
を示す斜視図である。図８および図９において、モール
ド電動機１１は、固定子鉄心３がインサートカバー２に
内装され、コイル４がインサートカバー２に内装された
固定子鉄心３に巻回され、さらに、インサートカバー
２、固定子鉄心３およびコイル４がモールド樹脂５によ
り一体にモールドされて構成されたモールド固定子１
と、モールド固定子１の軸心位置に設けられた孔の両端
部に嵌装された一対の軸受９と、一端がモールド固定子
１の一側に延出するように一対の軸受９に軸支されたシ
ャフト１０と、鉄心７がＵ字状断面のアルミダイキャス
ト８に一体に成形され、シャフト８の一端に固着され
て、回転子鉄心７が固定子鉄心３の外周に所定間隙を持
って位置するように配設された回転子６とから構成され
ている。なお、固定子鉄心３は、ティース部とコアバッ
ク部とを有するように打ち抜かれた薄い鉄心片が多数枚
積層されて構成され、ティース部の外周端面(磁極面）
が円弧状の曲面に形成されている。また、インサートカ
バー２は絶縁性樹脂製であり、少なくともティース部の
外周端面を除くように固定子鉄心３を内装し、巻回され
るコイル４と固定子鉄心３との電気的な絶縁を確保して
いる。

【０００３】このように構成されたモールド電動機１１
は、回転子６が外周側に配置された外転形電動機であ
り、コイル４に電流を流して回転磁界を発生させ、この
回転磁界により回転子６を回転駆動するものである。

【０００４】つぎに、このモールド電動機１１の製造方
法について説明する。まず、一方のインサートカバー２
にティース部とコアバック部とを有するように打ち抜か
れた所定枚数の薄い鉄心片を順次装着し、さらに他方の
インサートカバー２を装着して、図９に示されるよう
に、一対のインサートカバー２により鉄心片が積層され
た固定子鉄心３を内装してなるモールド前の固定子を作
製する。このモールド前の固定子は、ティース部の外周
端面を除いてインサートカバー２に覆われている。つい
で、巻き線機（図示せず）により、このモールド前の固
定子のスロット部に導線を巻回してコイル４を形成す
る。そして、コイル４が巻装されたモールド前の固定子
を射出成形機の金型（図示せず）に入れ、射出成形機内
の液状樹脂を金型内に注入し、液状樹脂がインサートカ
バー２、固定子鉄心３およびコイル４を完全に覆った
後、樹脂を硬化させ、図８に示されるようなモールド固
定子１を作製する。そして、このモールド固定子１の軸
心位置に設けられた孔の両端部に軸受９を嵌装し、シャ
フト１０を軸受９に軸支させ、シャフト１０の一端に回
転子６を固着して、モールド電動機１１を製造する。

【０００５】ここで、モールド固定子１は、出荷試験に
おいて品質を保証するために、結露試験（湿度１００％
で７５０時間）や熱負荷試験（-２０℃を１時間、１２
０℃を１時間）が実施される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のモールド電動機
のモールド固定子１は以上のように構成されているの
で、熱負荷試験において、固定子鉄心３の外周端面であ
る磁極面上のモールド樹脂５の部位に破損が発生してし
まい、結露試験において、モールド樹脂５の破損部から
水が侵入し、固定子鉄心３などから錆が発生するという
課題があった。このような課題を解決するために、固定
子鉄心３の磁極面を覆うモールド樹脂５の部位の厚みを
厚くすることが考えられるが、モールド樹脂５の厚みを
厚くすると、回転子鉄心７と固定子鉄心３との間の電気
的なギャップが長くなり、回転子鉄心７と固定子鉄心３
とに流れる磁束の漏れが増加し、同一の発生トルクを得
るのに、余分な入力電流をモールド電動機１１に流さな
ければならなくなるという新たな課題が生じてしまう。

【０００７】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、熱負荷試験におけるモールド樹
脂の破損がモールド工程におけるウエルドの部位に発生
すること、さらにはウエルドが固定子鉄心の磁極面と金
型との間（金型と被モールド材との間隙が少ない部位）
に発生することに着目し、固定子鉄心の磁極面に溝を設
け、金型と磁極面との間隙が少ない領域を溝により分断
して、ウエルドの発生を抑えるようにし、電気的な特性
を損ねることなく、固定子鉄心の磁極面を覆うモールド
樹脂の部位における破損を抑えることができるモールド
電動機およびその製造方法を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係るモールド
電動機は、コアバック部と該コアバック部の外周に延設
された複数のティース部とを有する固定子鉄心が該ティ
ース部の先端部を露出させ、かつ、両端面および外周面
を覆うように絶縁性樹脂からなるインサートカバーに内
装され、コイルが該インサートカバーの上からスロット
部に巻回され、モールド樹脂により該固定子鉄心、該イ
ンサートカバーおよび該コイルを覆うようにモールドし
てなるモールド固定子と、回転子鉄心が上記固定子鉄心
の外周に所定間隙を持って位置するように上記モールド
固定子の軸心周りに回転可能に配設された回転子とを備
え、上記固定子鉄心の各ティース部の先端部外周端面に
は溝が設けられているものである。

【０００９】また、上記溝は、上記固定鉄心の軸心と平
行に設けられているものである。

【００１０】また、この発明に係るモールド電動機の製
造方法は、複数のティース部がコアバック部の外周に延
設され、かつ、溝が各ティース部の先端部外周端面に形
成された固定子鉄心を形成する工程と、絶縁性樹脂から
なるインサートカバーにより上記固定子鉄心の上記ティ
ース部の先端部を露出させ、かつ、両端面および外周面
を覆うよう上記固定子鉄心を内装し、コイルを該インサ
ートカバーの上から上記固定子鉄心のスロット部に巻回
する工程と、射出成形機により上記固定子鉄心、上記イ
ンサートカバーおよび上記コイルを覆うようにモールド
する工程とを備えたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係るモ
ールド電動機の固定子に適用される固定子鉄心の構造を
説明する図であり、図１の（ａ）はその正面図、図１の
（ｂ）はその側面図である。図２はこの発明の実施の形
態１に係るモールド電動機の固定子に適用されるインサ
ートカバーの構造を説明する図であり、図２の（ａ）は
その正面図、図２の（ｂ）はその一部断面側面図、図２
の（ｃ）はその背面図である。図３および図４はそれぞ
れこの発明の実施の形態１に係るモールド電動機のモー
ルド前の固定子を示す斜視図および側面図、図５はこの
発明の実施の形態１に係るモールド電動機のモールド固
定子の構造を示す破断側面図である。

【００１２】図１において、固定子鉄心２０は、ティー
ス部２１ａとコアバック部２１ｂとを有するように打ち
抜かれた薄い鉄心片２１がティース部２１ａ同士および
コアバック部２１ｂ同士を重ね合わせて多数枚積層され
て構成されている。そして、鉄心片２１はティース部２
１ａの外周端面が円弧状の曲面に形成され、凹部２１ｃ
が各ティース部２１ａの外周端面の周方向中央に設けら
れている。そこで、鉄心片２１が積層された固定子鉄心
２０の磁極面には、鉄心片２１の凹部２１ｃが連なって
構成された溝２２が軸方向と平行して（鉄心片２１の積
層方向と直交して）形成されている。なお、隣り合うテ
ィース部２１ａ間に構成される凹部がスロット部２３と
なる。

【００１３】図２において、インサートカバー３０は、
絶縁性樹脂の成形品であり、円筒部３１、この円筒部３
１の後端から径方向外方に延設され、鉄心片２１の外径
形状に略一致する外径形状を有するフランジ部３２およ
びこのフランジ部３２の外周縁部から軸心と平行に後方
に延設された側壁部３３から構成されている。なお、フ
ランジ部３２の先端外周縁部（ティース部２１ａの先端
部に相当）には側壁部３３が設けられていない。また、
位置あわせのための凹部３２ａが１つのフランジ部３２
の先端外周部に設けられている。

【００１４】図３および図４において、モールド前の固
定子１００は、鉄心片２１を所定枚数積層してなる固定
子鉄心２０が両側から挟み込まれるようにして一対のイ
ンサートカバー３０により内装されて構成されている。
そして、一方のインサートカバー３０は、そのフランジ
部３２が固定子鉄心２０の一端側の鉄心片２１の端面に
密接し、側壁部３３が固定子鉄心２０のティース部の側
面およびコアバック部の外周面に密接している。また、
他方のインサートカバー３０は、そのフランジ部３２が
固定子鉄心２０の他端側の鉄心片２１の端面に密接し、
側壁部３３が一方のインサートカバー３０の側壁部３３
にオーバーラップしている。そこで、固定子鉄心２０
は、ティース部の先端外周面を除いてインサートカバー
３０により覆われ、巻装されるコイル４との間の電気的
絶縁が確保される。図５において、モールド固定子１０
１は、コイル４０が固定子１００のスロット部２３に巻
装され、さらにモールド樹脂４１により固定子１００お
よびコイル４０を覆うようにモールドされて構成されて
いる。なお、図示していないが、この実施の形態１によ
るモールド電動機は、モールド固定子１に代えてモール
ド固定子１０１を用いている点を除いて、図７に示され
るモールド電動機と同様に構成されている。

【００１５】このように構成されたモールド固定子１０
１を熱負荷試験（-２０℃を１時間、１２０℃を１時
間）および結露試験（湿度１００％で７５０時間）した
ところ、固定子鉄心２０に錆が発生することもなく、磁
極面上のモールド樹脂４１の部位に破損が発生すること
もなかった。これは、固定子鉄心２０の磁極面に溝２２
を設けることにより、ウェルドの発生が抑えられたこと
に起因するものと考えられる。つまり、固定子１００の
モールド工程において、固定子１００を金型内に入れ、
不飽和ポリエステルなどの液状樹脂を注入すると、液状
樹脂は磁極面と金型とで構成される微小間隙を有する空
間に四方から流れ込み、該空間内で合流してウェルドが
形成される。この時、この固定子１００には溝２２が設
けられているので、液状樹脂は溝２２内に流れ込み、溝
２２内からも該空間に流れ込むことになる。そこで、ウ
ェルドが形成される空間は溝２２のない場合に比べて約
半分となっているので、モールド樹脂４１の破損の原因
となるウェルドの形成が抑制されることになる。

【００１６】また、磁極面に幅、深さが０．５ｍｍの溝
２２を軸心と平行に１本設けた直径が４５ｍｍの固定子
鉄心２０を用いてモールド電動機を作製し、電気的な特
性を測定したところ、溝２２を設けていない固定子鉄心
を用いて作製したモールド電動機に比べて、入力電流は
ほとんど増加せず、回転数、騒音値ともに変化しない結
果が得られた。これは、固定子鉄心２０と回転子鉄心と
の間の電気的なギャップが一様に長くなることがなく、
溝２２を設けることによる磁束量の減少が抑えられ、同
一の発生トルクを得るのに余分な入力電流を流す必要が
なくなったことに起因するものと考えられる。

【００１７】この実施の形態１によれば、固定子鉄心２
０の磁極面に溝２２を設けているので、モールド工程に
おけるウェルドの発生が抑えられ、電気的な特性を損ね
ることなく、熱負荷試験を実施しても固定子鉄心２０を
覆うモールド樹脂４１に破損が発生しにくいモールド電
動機が得られるという効果が得られる。また、溝２２が
設けられているので、溝２２の部位のモールド樹脂４１
の厚みが厚くなり、モールド樹脂４１の強度が増加でき
るとともに、溝２２によりモールド樹脂４１と固定子鉄
心２０との接触面積が増大して、密着強度が増加でき、
その分熱負荷試験におけるモールド樹脂４１の破損を抑
えることができる。また、溝２２が軸心と平行に設けら
れているので、溝２２の方向がモールド樹脂４１の流れ
方向に略一致し、モールド性が向上し、成形性が向上さ
れる。

【００１８】つぎに、このモールド電動機の製造方法に
ついて説明する。まず、ティース部２１ａ、コアバック
部２１ｂおよび凹部２１ｃを有するように打ち抜かれた
所定枚数の薄い鉄心片２１を側壁部３３を案内にして一
方のインサートカバー３０に順次装着し、さらに他方の
インサートカバー３０を側壁部３３を他方のインサート
カバー３０の側壁部３３にオーバーラップするように装
着して、図３および図４に示されるように、一対のイン
サートカバー３０により鉄心片２１が積層された固定子
鉄心２０を内装してなるモールド前の固定子１００を作
製する。このモールド前の固定子１００は、ティース部
２１ａの外周端面を除いてインサートカバー３０に覆わ
れている。ついで、巻き線機（図示せず）により、この
モールド前の固定子１００のスロット部２３に導線を巻
回してコイル４０を形成する。そして、コイル４０が巻
装されたモールド前の固定子１００を射出成形機の金型
（図示せず）に入れ、射出成形機内の液状樹脂を金型内
に注入し、液状樹脂がインサートカバー３０、固定子鉄
心２０およびコイル４０を完全に覆った後、樹脂を硬化
させ、図５に示されるようなモールド固定子１０１を作
製する。そして、このモールド固定子１０１の軸心位置
に設けられた孔の両端部に軸受を嵌装し、シャフトを軸
受に軸支させ、シャフトの一端に回転子を固着して、モ
ールド電動機を製造する。

【００１９】このように、この実施の形態１の製造方法
によれば、電気的な特性を損ねることなく、熱負荷試験
を実施しても固定子鉄心２０を覆うモールド樹脂４１に
破損が発生しにくいモールド電動機を簡易に製造するこ
とができる。

【００２０】実施の形態２．図６はこの発明の実施の形
態２に係るモールド電動機に適用される固定子鉄心のテ
ィース部先端を示す模式図であり、図６の（ａ）はその
正面図、図６の（ｂ）はその側面図である。図６におい
て、固定子鉄心２４は、ティース部とコアバック部とを
有するように打ち抜かれた薄い鉄心片がティース部同士
およびコアバック部同士を重ね合わせて多数枚積層され
て構成され、ティース部の外周端面が円弧状の曲面に形
成され、軸心と平行な溝２５が各ティース部の外周端面
に周方向に３本設けられている。尚、他の構成は上記実
施の形態１と同様に構成されている。

【００２１】この実施の形態２においても、軸心と平行
な溝２５が固定子鉄心２４の各ティース部の外周端面に
周方向に３本設けられているので、上記実施の形態１と
同様に、結露試験および熱負荷試験を実施しても、固定
子鉄心２４に錆が発生せず、固定子鉄心２４を覆うモー
ルド樹脂が破損あるいは剥離することがないモールド電
動機が得られる。また、幅、深さが共に０．５ｍｍの溝
２５を３本設けた直径４５ｍｍの固定子鉄心２４を用い
てモールド電動機を作製し、電気的な特性を測定したと
ころ、上記実施の形態１によるモールド電動機に比べ
て、入力電流が１％増加したが、回転数、騒音値は共に
ほどんど変化がない結果が得られた。

【００２２】実施の形態３．図７はこの発明の実施の形
態３に係るモールド電動機に適用される固定子鉄心のテ
ィース部先端を示す模式図であり、図７の（ａ）はその
正面図、図７の（ｂ）はその側面図である。図７におい
て、固定子鉄心２６は、ティース部とコアバック部とを
有するように打ち抜かれた薄い鉄心片がティース部同士
およびコアバック部同士を重ね合わせて多数枚積層され
て構成され、ティース部の外周端面が円弧状の曲面に形
成され、軸心に対して斜めの溝２７が各ティース部の外
周端面に周方向に３本設けられている。尚、他の構成は
上記実施の形態２と同様に構成されている。

【００２３】この実施の形態３においても、軸心に対し
て斜めの溝２７が固定子鉄心２６の各ティース部の外周
端面に周方向に３本設けられているので、上記実施の形
態２と同様の効果が得られた。

【００２４】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２５】この発明によれば、コアバック部と該コア
バック部の外周に延設された複数のティース部とを有す
る固定子鉄心が該ティース部の先端部を露出させ、か
つ、両端面および外周面を覆うように絶縁性樹脂からな
るインサートカバーに内装され、コイルが該インサート
カバーの上からスロット部に巻回され、モールド樹脂に
より該固定子鉄心、該インサートカバーおよび該コイル
を覆うようにモールドしてなるモールド固定子と、回転
子鉄心が上記固定子鉄心の外周に所定間隙を持って位置
するように上記モールド固定子の軸心周りに回転可能に
配設された回転子とを備え、上記固定子鉄心の各ティー
ス部の先端部外周端面には溝が設けられているので、電
気的な特性を損ねることなく、固定子鉄心を覆うモール
ド樹脂部の破損を抑えることができるモールド電動機が
得られる。

【００２６】また、上記溝は上記固定鉄心の軸心と平行
に設けられているので、モールドする際に、溝方向がモ
ールド樹脂の流れ方向に略一致し、成形性を向上させる
ことができる。

【００２７】また、この発明によれば、複数のティース
部がコアバック部の外周に延設され、かつ、溝が各ティ
ース部の先端部外周端面に形成された固定子鉄心を形成
する工程と、絶縁性樹脂からなるインサートカバーによ
り上記固定子鉄心の上記ティース部の先端部を露出さ
せ、かつ、両端面および外周面を覆うよう上記固定子鉄
心を内装し、コイルを該インサートカバーの上から上記
固定子鉄心のスロット部に巻回する工程と、射出成形機
により上記固定子鉄心、上記インサートカバーおよび上
記コイルを覆うようにモールドする工程とを備えたの
で、電気的な特性を損ねることなく、固定子鉄心を覆う
モールド樹脂部の破損を抑えることができるモールド電
動機を簡易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係るモールド電動
機の固定子に適用される固定子鉄心の構造を説明する図
である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係るモールド電動
機の固定子に適用されるインサートカバーの構造を説明
する図である。

【図３】 この発明の実施の形態１に係るモールド電動
機のモールド前の固定子を示す斜視図である。

【図４】 この発明の実施の形態１に係るモールド電動
機のモールド前の固定子を示す側面図である。

【図５】 この発明の実施の形態１に係るモールド電動
機のモールド固定子の構造を示す破断側面図である。

【図６】 この発明の実施の形態２に係るモールド電動
機に適用される固定子鉄心のティース部先端を示す模式
図である。

【図７】 この発明の実施の形態３に係るモールド電動
機に適用される固定子鉄心のティース部先端を示す模式
図である。

【図８】 従来のモールド電動機を示す断面図である。

【図９】 従来のモールド電動機のモールド前の固定子
を示す斜視図である。

【符号の説明】

６ 回転子、７ 回転子鉄心、２０、２４、２６ 固定
子鉄心、２１ａ ティース部、２１ｂ コアバック部、
２２、２５、２７ 溝、２３ スロット部、３０ イン
サートカバー、４０ コイル、４１ モールド樹脂、１
０１ モールド固定子。

フロントページの続き (72)発明者 出口 学 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4F206 AD19 AH04 AH33 JA07 JB12 JF05 5H002 AA00 AC07 5H615 AA01 BB01 BB14 PP01 PP02 PP06 PP10 PP13 QQ02 QQ19 RR01 SS03 SS05 SS44 TT26

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コアバック部と該コアバック部の外周に
   延設された複数のティース部とを有する固定子鉄心が該
   ティース部の先端部を露出させ、かつ、両端面および外
   周面を覆うように絶縁性樹脂からなるインサートカバー
   に内装され、コイルが該インサートカバーの上からスロ
   ット部に巻回され、モールド樹脂により該固定子鉄心、
   該インサートカバーおよび該コイルを覆うようにモール
   ドしてなるモールド固定子と、 回転子鉄心が上記固定子鉄心の外周に所定間隙を持って
   位置するように上記モールド固定子の軸心周りに回転可
   能に配設された回転子とを備え、 上記固定子鉄心の各ティース部の先端部外周端面には溝
   が設けられていることを特徴とするモールド電動機。
2. 【請求項２】 上記溝は、上記固定鉄心の軸心と平行に
   設けられていることを特徴とする請求項１記載のモール
   ド電動機。
3. 【請求項３】 複数のティース部がコアバック部の外周
   に延設され、かつ、溝が各ティース部の先端部外周端面
   に形成された固定子鉄心を形成する工程と、 絶縁性樹脂からなるインサートカバーにより上記固定子
   鉄心の上記ティース部の先端部を露出させ、かつ、両端
   面および外周面を覆うよう上記固定子鉄心を内装し、コ
   イルを該インサートカバーの上から上記固定子鉄心のス
   ロット部に巻回する工程と、 射出成形機により上記固定子鉄心、上記インサートカバ
   ーおよび上記コイルを覆うようにモールドする工程とを
   備えたことを特徴とするモールド電動機の製造方法。