JP2002051491A - モールドモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイル線で発熱した熱をインシュレータを介
し効率よくステータコアに伝え、さらにはハウジングを
介して外部への放熱性を向上させた高性能なモールドモ
ータを低コストで提供する。 【解決手段】 スロット１１を備えたステータコア２
と、前記スロット１１の内周面に沿うように挿入された
インシュレータ１２と、前記スロット１１間に設けられ
たティース１０に前記インシュレータ１２を介して巻装
されたコイル線３と、該コイル線３と前記ステータコア
２を覆うように封止材を成形固化したモールド部５とが
設けられ、前記インシュレータ１２が前記モールド部５
成形時の応力、熱の少なくとも一方により変形する材料
で形成されていることを特徴とするモールドモータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はモールドモータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】モールドモータにおいて、ステータコア
とコイルの絶縁を確実にするために、あるいはコイル線
巻き付け時およびモールド部の成形時にステータコアの
角部との接触によりコイル先が傷が付くのを防止するた
めにインシュレータが用いられている。

【０００３】従来技術１として、一般的に剛性を高めた
樹脂で形成されたインシュレータをステータコアのスロ
ットに嵌合したのち、コイルを巻き、モールド部を成形
してモールドモータを製造していた。

【０００４】従来技術２として、粉体塗装によりステー
タコアを被覆したのち、コイル線を巻き、モールド部を
成形してモールドモータを製造する方法が報告されてい
る。

【０００５】従来技術３として、特開平０９−１７２７
４８公報には、ステータコアを金型内にインサートし、
あらかじめステータコア表面を被覆するように樹脂をア
ンダーモールドして被覆したのち、コイル線を巻き、モ
ールド部を成形してモールドモータを製造する方法が開
示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術１は、インシュレータとステータコア間の隙間をなく
すことができず、またモールド部成形によってもインシ
ュレータとステータコア間の隙間にモールド部の樹脂が
充分に充填されずにエアが残り、放熱性を損なう恐れが
ある。放熱性が悪いと、コイルで発生した熱が逃げず、
コイルの温度が高くなってコイルの抵抗値が高くなるの
で、通電効率が低下し、高負荷時のモータの性能・信頼
性が低下する。

【０００７】また、従来技術２は、粉体塗装工程が必要
となるため、塗装費、塗装から焼き付けの工程費がかか
るので、コストアップする問題点がある。また角部に塗
料がのりにくく、ステータコアの角部が露出しコイルを
傷つける恐れがある。

【０００８】従来技術３は、ステータコアを金型内にセ
ットする成形が２度（被覆成形とコイル巻き後のモール
ド成形）必要となるためコストアップする問題点があ
る。

【０００９】本発明は上記課題を解決したもので、コイ
ル線で発熱した熱をインシュレータを介し効率よくステ
ータコアに伝え、さらにはハウジングを介して外部への
放熱性を向上させた高性能かつ高信頼性のモールドモー
タを低コストで提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために、本発明の請求項１において講じた技術的手段
（以下、第１の技術的手段と称する。）は、スロットを
備えたステータコアと、前記スロットの内周面に沿うよ
うに挿入されたインシュレータと、前記スロット間に設
けられたティース部に前記インシュレータを介して巻装
されたコイル線と、該コイル線と前記ステータコアを覆
うように封止材を成形固化したモールド部とが設けら
れ、前記インシュレータが前記モールド部成形時の応
力、熱の少なくとも一方により変形する材料で形成され
ていることを特徴とするモールドモータである。

【００１１】上記第１の技術的手段による効果は、以下
のようである。

【００１２】すなわち、インシュレータがモールド部成
形時の応力、熱の少なくとも一方により変形してインシ
ュレータとステータコア間の隙間をなくすことができる
ので、コイル線で発熱した熱をインシュレータを介し効
率よくステータコアに伝え、さらにはハウジングを介し
て外部への放熱性を向上させた高性能かつ高信頼性のモ
ールドモータができる。またコイル線の一部がモールド
部成形時の応力、熱の少なくとも一方により変形するイ
ンシュレータに嵌入し、インシュレータとコイル線間の
隙間をなくすことができるので、コイル線で発熱した熱
をインシュレータを介し効率よくステータコアに伝え、
さらにはハウジングを介して外部への放熱性を向上させ
た高性能かつ高信頼性のモールドモータができる。イン
シュレータの材質を変えるだけで従来と同じ工程で製造
できるので、コストアップせずに高性能かつ高信頼性の
モールドモータができる。

【００１３】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項２において講じた技術的手段（以下、第２の技
術的手段と称する。）は、前記インシュレータの内部に
補強材が設けられていることを特徴とする請求項１記載
のモールドモータである。

【００１４】上記第２の技術的手段による効果は、以下
のようである。

【００１５】すなわち、補強材により必要な剛性を有す
ることができ、かつインシュレータ自身はモールド部成
形時の応力、熱の少なくとも一方により変形できるの
で、コイル線を巻くときの作業性が確保できるととも
に、インシュレータとステータコア間、インシュレータ
とコイル線間の隙間をなくすことができる。

【００１６】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項３において講じた技術的手段（以下、第３の技
術的手段と称する。）は、前記モールド部が射出成形で
成形されることを特徴とする請求項１または２記載のモ
ールドモータである。

【００１７】上記第３の技術的手段による効果は、以下
のようである。

【００１８】すなわち、モールド部を形成する工程が簡
単であるとともに、射出成形の圧力と熱をインシュレー
タの変形に有効に活用することができるので、高性能か
つ高信頼性の低コストなモールドモータができる。

【００１９】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項４において講じた技術的手段（以下、第４の技
術的手段と称する。）は、前記インシュレータがゴム弾
性材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載のモールドモータである。

【００２０】上記第４の技術的手段による効果は、以下
のようである。

【００２１】すなわち、モールド部を形成するときの圧
力によりインシュレータがゴム弾性変形するので、イン
シュレータとステータコア間、インシュレータとコイル
線間の隙間をなくすことができる。

【００２２】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項５において講じた技術的手段（以下、第５の技
術的手段と称する。）は、前記インシュレータが前記モ
ールド部の成形時の熱により軟化変形する材料で形成さ
れていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
載のモールドモータである。

【００２３】上記第５の技術的手段による効果は、以下
のようである。

【００２４】すなわち、モールド部の成形時の熱により
インシュレータが軟化変形するので、インシュレータと
ステータコア間、インシュレータとコイル線間の隙間を
なくすことができる。

【００２５】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項６において講じた技術的手段（以下、第６の技
術的手段と称する。）は、前記インシュレータの熱変形
温度が５０〜１００℃であることを特徴とする請求項５
記載のモールドモータである。

【００２６】上記第６の技術的手段による効果は、以下
のようである。

【００２７】すなわち、インシュレータの熱変形温度が
モールド部の成形時の温度より低いので、モールド部の
成形時の圧力によりインシュレータが変形され、インシ
ュレータとステータコア間、インシュレータとコイル線
間の隙間をなくすことができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面に基づいて説明する。

【００２９】（実施例１）図１は本発明の実施例１のモ
ールドモータ構成部品である固定子アセンブリ部の断面
図である。モールドモータは、この固定子アセンブリ部
とその内部に軸受で保持されたシャフトに固定された回
転子で構成されている。図２は実施例１のステータ鋼板
の平面図である。

【００３０】ステータ鋼板１は珪素鋼板を打ち抜いて作
製する。外周部８から内径側に８つのティース部６が突
出している。ティース部６間の空間によりスロット部７
を形成している。ステータ鋼板１を複数枚積層してカシ
メてステータコア２を製造する。このときティース部６
がステータ鋼板１間で互いに一致するように積層され、
ティース部６はティース１０を形成し、スロット部７は
連通してステータコア２のスロット１１を形成する。な
お、本実施例ではティース１０、スロット１１はそれぞ
れ８つ設けられているが、その数や形状には特に限定さ
れず、設計により任意に設定できる。また本実施例では
ステータコア２は複数枚のステータ鋼板１を積層して形
成されているが、鋼材から加工したり、燒結金属で製造
するなど一体で形成されたものでもよい。

【００３１】スロット１１にインシュレータ１２を嵌合
し、スロット１１にコイル線３を通してインシュレータ
１２を介してティース１０にコイル線３を巻装する。こ
のコイル線３の端はターミナル４を介して端子４０に結
合されている。端子４０はコイル線３に通電するため外
部の電源と連通するために設けられている。ステータコ
ア２、コイル線３、ターミナル４、インシュレータ１２
が絶縁性の封止材によりモールドされる。５が封止材モ
ールド部である。

【００３２】インシュレータ１２の材質として天然ゴム
やＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）などや、オレ
フィン系、ポリエステル系などのエラストマー、さらに
は可塑材等の添加により軟質化した塩化ビニルなどの応
力、熱の少なくとも一方により変形する変形性を有する
材料から構成されているものであり、少なくともインシ
ュレータ形状の内でステータコアとコイル線の間に位置
する部分がこれらの材質で構成されているものである。

【００３３】材料構成として、好ましくは変形性を損な
わない程度に熱伝導性を向上させるために無機フィラー
（アルミナ、炭化珪素、窒化珪素など）や金属フィラー
などが添加されたものである。

【００３４】図３は封止材モールド前の実施例１のコイ
ルアセンブリ部ＡＡ断面図である。ステータコア２のス
ロット１１にインシュレータ１２を嵌合させる。インシ
ュレータ１２は、あらかじめ非強化のポリプロピレン
（以後ＰＰと称する）樹脂（出光石油化学社製ＴＩ３０
００）を射出成形して製造したものである。ＰＰ樹脂の
融点は１６５℃、熱変形温度は５５℃（１．８２ＭＰａ
時）、硬度はロックウェルＲで８７である。

【００３５】次に所定の被覆銅線（φ１．２）を用い
て、インシュレータ１２を介してティース１０に必要回
数コイル線３を巻装し、コイルアッセンブリ１３を作製
する。

【００３６】インシュレータ１２の外周面とスロット１
１の内面の形状を完全に一致させることはできないの
で、インシュレータ１２とスロット１１の内面の間には
隙間１４ができる。隙間１４は、特にスロット１１のコ
ーナー部とインシュレータ１２のコーナー部の間にが生
ずる。コイル線の巻数を多くするためにコーナー部が一
般的に鋭角になっているため、これらのコーナー部に隙
間１４がさらに生じやすくなっている。またコイル線３
とインシュレータ１２の間にも隙間１５ができている。

【００３７】続いて、コイルアッセンブリ１３を金型内
にセッティングし、絶縁性の熱可塑性樹脂であるポリフ
ェニレンサルファイド（以後ＰＰＳと称する）樹脂（ポ
リプラスチックス社製フォートロンＦ２１０Ｃ）により
射出成形を行い、封止材モールド部５を形成して固定子
アセンブリ部を製造する。ＰＰＳ樹脂の熱変形温度は２
７０℃（１．８２ＭＰａ時）である。射出成形条件は樹
脂温度３３０℃、金型温度１４０℃、射出圧力１２０Ｍ
Ｐａ、射出速度１５０ｃｍ／ｓｅｃで行った。コイルア
ッセンブリ１３は金型内にセッティングされているの
で、金型温度と同じ１４０℃になっている。固定子アセ
ンブリ部に回転子を取り付けて自動車用のモールドモー
タを製造した。

【００３８】評価は、固定子アセンブリ部を製造した段
階で、図２のＡＡ断面でカットし、その断面を観察し
た。またコイル線３に２０Ａの電流を流す通電試験を実
施し、固定子アセンブリ部の封止材モールド部５外部Ｂ
点の温度を測定し、Ｂ点の温度が上昇後飽和する飽和温
度を測定した。

【００３９】（実施例２）インシュレータ１２の材質と
してエチレン・エチレンプロピレン（以後ＥＰＤＭと称
する）ゴムを使用した以外実施例１と同様にモールドモ
ータを製造した。ＥＰＤＭゴムはＮＯＫ社製Ｅ９４６を
使用した。ＥＰＤＭゴムはゴム弾性材料で、その硬度は
ＪＩＳ Ａ８５である。評価は実施例１と同じ方法で行
った。

【００４０】（実施例３）インシュレータ１２の材質と
してアクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体
（以後ＡＢＳと称する）樹脂を使用した以外実施例１と
同様にモールドモータを製造した。ＡＢＳ樹脂は三菱レ
ーヨン社製ＧＭ−１Ｋを使用した。ＡＢＳ樹脂の熱変形
温度は９５℃（１．８２ＭＰａ時）、硬度はロックウェ
ルＲで４５である。評価は実施例１と同じ方法で行っ
た。

【００４１】（比較例）インシュレータ１２の材質とし
て、従来技術１で一般的に使用されているポリアミド
（以後ＰＡ６６と称する）樹脂を使用した以外実施例１
と同様にモールドモータを製造した。ＰＡ６６樹脂は東
レ社製ＣＭ３００１Ｇ１５を使用した。ＰＡ６６樹脂の
融点は２６５℃、熱変形温度は２４５℃（１．８２ＭＰ
ａ時）、硬度はロックウェルＭで３０である。

【００４２】（評価結果）表１に実施例１〜３および比
較例のインシュレータと封止材の材質、封止材の成形条
件および評価結果を示す。

【００４３】

【表１】 図４は封止材モールド後の実施例１の固定子アセンブリ
部ＡＡ断面図である。封止材モールド前に存在していた
隙間１４、１５がなくなっている。隙間１４がなくなっ
たのは、金型温度がインシュレータ１２の熱変形温度よ
り高く、かつ金型温度と封止材の熱によりインシュレー
タ１２の温度がその融点近くになるので、射出圧力によ
り直接あるいはコイル線３を介して、インシュレータ１
２が軟化変形されスロット１１の内面に押し当てられス
ロット１１の内面形状に沿うように変形されたためであ
る。封止材モールド後のインシュレータ１２の外周面は
ステータ鋼板１の積層断面をきれいに転写していた。

【００４４】一方、隙間１５がなくなったのは、射出圧
力によりコイル線３がインシュレータ１２の内面に押し
当てられ、金型温度と封止材の熱により熱変形温度より
高く、融点近くに加熱されたインシュレータ１２にコイ
ル線３の一部が嵌入したためである。封止材モールド後
のインシュレータ１２内周面はコイル線３により山形状
に変形させられていた。

【００４５】実施例２、３も実施例１と同様に隙間１
４、１５がなくなっていた。実施例２で隙間１４がなく
なったのは、インシュレータ１２にゴム弾性があるた
め、射出成形時の圧力によりインシュレータ１２が押圧
され、スロット１１の内面に押し当てられスロット１１
の内面形状に沿うように変形されたためである。また実
施例２で隙間１５がなくなったのは、射出成形時の圧力
によりコイル線３がインシュレータ１２の内面に押し当
てられ、インシュレータ１２にゴム弾性があるため、イ
ンシュレータ１２にコイル線３の一部が嵌入したためで
ある。

【００４６】実施例３で隙間１４がなくなったのは、金
型温度がインシュレータ１２の熱変形温度より高いの
で、射出圧力により直接あるいはコイル線３を介して、
インシュレータ１２が軟化変形されスロット１１の内面
に押し当てられスロット１１の内面形状に沿うように変
形されたためである。実施例３で隙間１５がなくなった
のは、射出圧力によりコイル線３がインシュレータ１２
の内面に押し当てられ、金型温度と封止材の熱により軟
化したインシュレータ１２にコイル線３の一部が嵌入し
たためである。

【００４７】図５は封止材モールド後の比較例の固定子
アセンブリ部ＡＡ断面図である。

【００４８】比較例ではインシュレータ１２の変形がほ
とんどないために、隙間１４、１５をなくすことができ
ない。特にスロット１１のコーナー部とインシュレータ
１２のコーナー部に隙間１４が生じていた。この対策す
るために封止材の成形圧力を最大限に高めたが隙間１４
を解消することはできなかった。またインシュレータ１
２とコイル線３の間においては封止材樹脂の未充填から
生ずる隙間１５が生じていた。特にコイル線３が密接し
た部分に隙間１５が目立っていた。隙間１４の場合と同
様、封止材の成形圧力を最大限に高めたが隙間１５を解
消することはできなかった。また封止材の材質を流動性
の良い材料に変更しても充分な改善は得られなかった。

【００４９】実施例１〜３の飽和温度は１２６〜１２８
℃で、比較例の飽和温度１４１℃よりかなり低くなって
いる。これは実施例１〜３では隙間１４、１５がなくな
ったため、コイル線３で発生した熱が効率よくステータ
コア２に伝達できるからである。これにより性能・信頼
性に優れたモールドモータを提供できる。

【００５０】また、本発明のモールドモータは、放熱性
を向上できるだけでなく、成形時に変形しやすかったコ
イルもインシュレータの変形により吸収しているため、
従来ほど低圧で成形する必要もなくなるという効果も奏
する。

【００５１】実施例１〜３のインシュレータ１２では補
強材がない場合について示したが、インシュレータ１２
の内部に補強材を入れても同じ効果を奏する。補強材が
設けられているインシュレータとしては、例えば、図６
のように芯材部２０ａとして剛性を有する材料を用い、
その芯材部２０ａを覆う表面部２０ｂとしてモールド部
成形時の応力、熱の少なくとも一方により変形する材料
で構成されているインシュレータ２０がある。モールド
部成形時の応力、熱の少なくとも一方により表面部２０
ｂが変形できるので、インシュレータとステータコア
間、インシュレータとコイル線間の隙間をなくすことが
できる。しかも補強材により必要な剛性が確保できるの
で、コイル線を巻くときの作業性も確保できる。芯材部
２０ａの材料としてガラス繊維入りのポリアミド樹脂な
どがある。

【００５２】なお、本発明に用いることができる封止材
としては、熱伝導性が高い樹脂や液状樹脂、ゴムなどを
挙げることができる。例えば、不飽和ポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、シリコーン樹脂、フェ
ノール樹脂などが挙げられ、好ましくは配合時、成形時
の樹脂粘度が低いものである。さらに、ポリプロピレン
樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネ
イト樹脂など、種々の一般的な熱可塑性樹脂を選定する
ことができる。好ましくは低分子量で溶融時粘度が低い
ものがよい。また、封止材中には、内部離型剤、分散
剤、難燃剤、硬化触媒、着色剤など一般的に樹脂に配合
される成分を本発明を損なわない範囲で添加することが
できる。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、本発明は、スロットを備
えたステータコアと、前記スロットの内周面に沿うよう
に挿入されたインシュレータと、前記スロット間に設け
られたティース部に前記インシュレータを介して巻装さ
れたコイル線と、該コイル線と前記ステータコアを覆う
ように封止材を成形固化したモールド部とが設けられ、
前記インシュレータが前記モールド部成形時の応力、熱
の少なくとも一方により変形する材料で形成されている
ことを特徴とするモールドモータであるので、コイル線
で発熱した熱をインシュレータを介し効率よくステータ
コアに伝え、さらにはハウジングを介して外部への放熱
性を向上させた高性能なモールドモータを低コストで提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のモールドモータ構成部品で
ある固定子アセンブリ部の断面図

【図２】実施例１のステータ鋼板の平面図

【図３】封止材モールド前の実施例１のコイルアセンブ
リ部ＡＡ断面図

【図４】封止材モールド後の実施例１の固定子アセンブ
リ部ＡＡ断面図

【図５】封止材モールド後の比較例の固定子アセンブリ
部ＡＡ断面図

【図６】補強材を設けたインシュレータの断面図

【符号の説明】

２…ステータコア ３…コイル線 ５…封止材モールド部（モールド部） １０…ティース １１…スロット １２、２０…インシュレータ ２０ａ…芯材部（補強材）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H002 AA10 AB01 5H603 AA03 AA04 AA09 AA11 BB01 BB09 BB12 CA01 CA05 CB02 CB26 CC11 CC17 CD01 CD04 CD14 CD21 CE01 EE10 EE11 EE12 EE13 FA02 FA16 FA24 FA26 FA29 FA30 5H604 AA03 BB01 BB10 BB14 CC01 CC05 CC16 DA14 DA15 DA16 DA18 DA19 DA25 DB02 DB26 PB03 5H615 AA01 BB01 BB07 BB14 BB16 PP01 PP13 QQ02 QQ09 RR02 RR07 SS44 TT26 TT31 TT32 TT34 TT36 TT39

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットを備えたステータコアと、前記
   スロットの内周面に沿うように挿入されたインシュレー
   タと、前記スロット間に設けられたティース部に前記イ
   ンシュレータを介して巻装されたコイル線と、該コイル
   線と前記ステータコアを覆うように封止材を成形固化し
   たモールド部とが設けられ、前記インシュレータが前記
   モールド部成形時の応力、熱の少なくとも一方により変
   形する材料で形成されていることを特徴とするモールド
   モータ。
2. 【請求項２】 前記インシュレータの内部に補強材が設
   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
   モータ。
3. 【請求項３】 前記モールド部が射出成形で成形される
   ことを特徴とする請求項１または２記載のモールドモー
   タ。
4. 【請求項４】 前記インシュレータがゴム弾性を有する
   材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜３の
   いずれかに記載のモールドモータ。
5. 【請求項５】 前記インシュレータが前記モールド部の
   成形時の熱により軟化変形する材料で形成されているこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモール
   ドモータ。
6. 【請求項６】 前記インシュレータの熱変形温度が５０
   〜１００℃であることを特徴とする請求項５記載のモー
   ルドモータ。