JP2003134714A

JP2003134714A - アーマチュアコイルの樹脂成型装置

Info

Publication number: JP2003134714A
Application number: JP2001323409A
Authority: JP
Inventors: Minoru Isoda; 稔磯田; Kenichi Kanda; 健一神田; Naoo Kodaira; 直雄小平
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2001-10-22
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2003-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ウェッジや特殊な金型を用いることなく、コ
アスロットの中央部寄りにコイルを固定し得るアーマチ
ュアコイルの樹脂成型装置を提供する。【解決手段】樹脂成型装置１によって、コイルを巻装
したアーマチュアコアのコアスロット内に合成樹脂を注
入し、合成樹脂によりコイルをコアスロット内に固定さ
せる。樹脂成型装置１は、アーマチュアコアが収容され
るキャビティ１３をゆうする。キャビティ１３の内周面
には、周方向に沿って環状に樹脂流路１５ａ，１５ｂが
形成されている。樹脂流路１５ａ，１５ｂにはランナ１
４を介して合成樹脂が供給される。合成樹脂は環状の樹
脂流路１５ａ，１５ｂからキャビティ１３内に供給さ
れ、コアスロット内をアーマチュアコアの外側から中央
に向けて流動し、コアスロット内に巻装されたアーマチ
ュアコイルは合成樹脂の流動圧によって中央寄りに押し
込まれて固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アーマチュアコア
の外周面を合成樹脂にて被覆する樹脂成型装置に関し、
特に、コアスロット間にコイルを巻回した状態のアーマ
チュアコアを樹脂モールドしてスロット内のコイルを保
護・固定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、回転電機のアーマチュアコア
では、コアスロット間に巻回されたコイルを保護すると
共に、スロット外にコイルが飛び出してしまうのを防止
するため、アーマチュアコアの外側をコイルごと樹脂モ
ールドすることが広く行われている。例えば、特開昭63
-132016号公報には、アーマチュアの外部に樹脂パッケ
ージを施した自動車の燃料供給用ポンプが開示されてお
り、そこでは、アーマチュアを成型型のキャビティに収
容し、キャビティ内に配したゲートから樹脂を充填して
樹脂パッケージを形成している。そして、充填初期の樹
脂充填速度を複数ゲート間で略同一とすることにより、
樹脂モールド時における成型型内でのアーマチュアコア
の移動防止を図っている。

【０００３】一方、アーマチュアコアにコイルを巻装し
た状態で樹脂モールドを行う場合、コイルがその弾性復
元力によってスロット内から飛び出すおそれがある。こ
のため、スロット内にウェッジを挿入してコイルの飛び
出し防止する方式が従来より採られている。ところが、
この方式ではモールドに先立ちウェッジ挿入工程が必要
となるため、ウェッジ自体の部品コストも含め、アーマ
チュアコイルの製造コストが増大するという問題があ
る。また、ウェッジによってコイルを傷付けるおそれも
あるという問題もあった。

【０００４】そこで、特開平11-299190号公報には、金
型にコイル押さえ突部を設けることによりウェッジを廃
し、部品コストや組立コストを低減させた構成が開示さ
れている。そこでは、樹脂モールド時にはコイル押さえ
突部がコアスロット内に挿入され、ウェッジを用いるこ
となくコイルがスロット外に突出するのを防止できるよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
11-299190号公報のような装置では、金型内にコアスロ
ットに対応する突部を形成する必要があり、特に、スキ
ューされたスロットに合う突部を形成するのは非常に手
間を要し金型制作費が大幅に増大するという問題があ
る。また、スロット外周の開口部を突部にて閉鎖する方
式では、スロット内のコイルは確かに外部へは突出しな
いが、樹脂流動圧力によってコイルがスロット内を移動
することまでは防止できない。すなわち、樹脂圧により
コイルがスロット内にて泳動するおそれがあり、かかる
コイル動作は、コイル線被覆の損傷やコイルの偏在など
を招来するおそれがある。この場合、コイルが偏在しそ
の収容状態が各スロットごとにばらつくと、アーマチュ
アの重量バランスが崩れたり、イナーシャが悪化したり
するなどの問題があり、その改善が望まれていた。

【０００６】本発明の目的は、ウェッジ等の治具を用い
たり、金型に特殊な加工を施したりすることなく、コア
スロットの中央部寄りにコイルを容易かつ均一に固定し
得るアーマチュアコイルの樹脂成型装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のアーマチュアコ
イルの樹脂成型装置は、コイルを巻装したアーマチュア
コアのコアスロット内に合成樹脂を注入し、前記合成樹
脂により前記コイルを前記コアスロット内に固定させる
アーマチュアコイルの樹脂成型装置であって、前記アー
マチュアコアが収容されるキャビティと、前記キャビテ
ィ内周面に周方向に沿って環状に形成され、前記合成樹
脂を前記アーマチュアコアの外周から中心部に向けて送
給する樹脂流路とを有することを特徴とする。

【０００８】本発明にあっては、合成樹脂は環状の樹脂
流路からキャビティ内に供給され、コアスロット内をア
ーマチュアコアの外側から中央に向けて流動する。この
ため、コアスロット内に巻装されたアーマチュアコイル
は合成樹脂の流動圧によって中央寄りに押し込まれ、そ
の状態で固定される。従って、ウェッジを用いることな
くコイルをコアスロット中央寄りに樹脂固定でき、部品
点数や作業工数を削減できると共に、ウェッジによるコ
イル皮膜の損傷も防止できる。また、金型にコアスロッ
トに嵌合する突部などを設ける必要がないため、型構造
も簡単となる。さらに、アーマチュアコイルが中央部寄
りに固定されるため、アーマチュア自身のイナーシャも
低減される。

【０００９】また、本発明の他のアーマチュアコイルの
樹脂成型装置は、コイルを巻装したアーマチュアコアの
コアスロット内に合成樹脂を注入し、前記合成樹脂によ
り前記コイルを前記コアスロット内に固定させるアーマ
チュアコイルの樹脂成型装置であって、前記アーマチュ
アコアが収容されるキャビティと、前記キャビティ内周
面に前記コアスロットのそれぞれに対応して所定間隔を
おいて形成され、前記合成樹脂を前記アーマチュアコア
の外周から前記アーマチュアコアの中心部に向けて送給
する樹脂注入口とを有することを特徴とする。

【００１０】本発明にあっては、合成樹脂は各コアスロ
ットに対応して設けられた樹脂注入口からキャビティ内
に供給され、コアスロット内をアーマチュアコアの外側
から中央に向けて流動する。このため、コアスロット内
に巻装されたアーマチュアコイルは合成樹脂の流動圧に
よって中央寄りに押し込まれ、その状態で固定される。
従って、ウェッジを用いることなくコイルをコアスロッ
ト中央寄りに樹脂固定でき、部品点数や作業工数を削減
できると共に、ウェッジによるコイル皮膜の損傷も防止
できる。また、金型にコアスロットに嵌合する突部など
を設ける必要がないため、型構造も簡単となる。さら
に、アーマチュアコイルが中央部寄りに固定されるた
め、アーマチュア自身のイナーシャも低減される。加え
て、樹脂注入口がコアスロットごとに個別に設けられて
いるため、コアスロット内に中央に向けた樹脂流動を確
実に形成することができる。

【００１１】一方、前述のアーマチュアコイルの樹脂成
型装置において、前記合成樹脂としてバルクモールドコ
ンパウンドを用いても良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、本発明の
実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本
発明の実施の形態１であるアーマチュアコイルの樹脂成
型装置の構成を示す分解斜視図、図２は図１の装置にお
ける成型形態を模式的に示した概念図、図３は成型され
たアーマチュアの一部を破断して示した正面図、図４は
成型されたアーマチュアのアーマチュアコア部分の断面
拡大図である。

【００１３】本発明による樹脂成型装置１０は、図１に
示すように、互いに型合わせされる上型１１と下型１２
とから構成される。上下型１１，１２の間には、モータ
等の回転電機に使用されるアーマチュア１が装着され
る。この場合、アーマチュア１は、回転軸２と、回転軸
２に固定されたコンミテータ３と、同じく回転軸２に固
定されコアスロット４内にアーマチュアコイル５が巻装
されたアーマチュアコア６とから構成される。そして、
アーマチュア１を収容した状態で樹脂成型装置１０内に
合成樹脂を注入することにより、その外面に図３に示す
ような樹脂コーティング７が施される。

【００１４】樹脂成型装置１０の上型１１と下型１２の
合わせ面には、上下一対の凹所１３ａ，１３ｂが没設さ
れている。これらの凹所１３ａ，１３ｂは、互いに協働
してアーマチュア１の樹脂コーティング７を成型するた
めのキャビティ１３を形成する。また、下型１２の合わ
せ面には、合成樹脂をキャビティ１３内に供給するため
のランナ１４が設けられている。さらに、凹所１３ａ，
１３ｂの胴部には、このランナ１４に連通して、環状の
樹脂流路１５ａ，１５ｂが形成されている。

【００１５】樹脂流路１５ａ，１５ｂは、キャビティ１
３の内周面に周方向に沿って溝状に形成され、そのキャ
ビティ１３側は全周に亘って開口している。すなわち、
樹脂流路１５ａ，１５ｂは、図２に示すように、キャビ
ティ１３の外側を取り巻くように配設され、これにより
所謂リングゲートを構成している。また、樹脂流路１５
ａ，１５ｂは、キャビティ１３内にアーマチュア１を収
容すると、アーマチュアコア６と対向する位置に形成さ
れている。そして、ランナ１４から供給された合成樹脂
は、樹脂流路１５ａ，１５ｂを通って周方向に流動しつ
つ、アーマチュアコア６の中心部に向けて全周から注入
される。

【００１６】次に、当該樹脂成型装置１０を用いたアー
マチュアコイルの樹脂成型方法について説明する。ここ
では、まず下型１２にアーマチュア１を装着し、上型１
１をセットする。そして、図示しない樹脂供給源からラ
ンナ１４に対し、流動状態の合成樹脂を加圧供給する。
当該実施の形態では、合成樹脂材料として、不飽和ポリ
エステル樹脂にガラス繊維を配合した所謂ＢＭＣ（バル
クモールドコンパウンド）を用いている。このＢＭＣは
流動性に優れているため成型しやすく、また、熱伝導率
も高いことからコイルの放熱性が良く、アーマチュアコ
イルの樹脂成型には好適である。

【００１７】このＢＭＣをランナ１４に加圧供給する
と、ＢＭＣはランナ１４から樹脂流路１５ａ，１５ｂに
流入する。樹脂流路１５ａ，１５ｂでは、前述のように
ＢＭＣは周方向に流動すると共に、キャビティ１３側に
注入される。この際、ＢＭＣは、アーマチュアコア６の
外周からその中心部に向けて、アーマチュアコア６の全
周に亘って注入される。このため、コアスロット４内に
は加圧されたＢＭＣが外側から流入し、その流動圧力に
よりアーマチュアコイル５は中心部に押し込まれる。こ
の状態でＢＭＣが硬化すると、図４のようにアーマチュ
アコイル５が中央に押し込まれた状態で固定される。そ
して、ＢＭＣが硬化した後、上型１１を取り外し、樹脂
コーティング７が施されたアーマチュア１を取り出す。
これにより、図３のようにＢＭＣによってアーマチュア
コイル５がコアスロット４内に固定されたアーマチュア
１が得られ、樹脂成型工程が終了する。

【００１８】このように本発明の樹脂成型装置１０で
は、キャビティ１３にリング状の樹脂流路１５ａ，１５
ｂを形成したので、ＢＭＣをアーマチュアコア６の外周
から中央に向けて流動させ、その流動圧によってアーマ
チュアコイル５を中央寄りに押し込む形でコアスロット
４内に封止することができる。このため、コイル移動防
止用のウェッジが不要となり、樹脂成型における部品点
数や作業工数の削減を図ることができる。また、ウェッ
ジによりアーマチュアコイル５の皮膜を損傷するおそれ
もなく、製品品質や信頼性の向上も図られる。さらに、
金型にコアスロット４に嵌合する突部を設ける必要がな
く、しかも樹脂流路１５ａ，１５ｂは前記突部に比して
容易に形成できるため、型構造が簡素化され、型製作費
用の削減を図ることができる。

【００１９】一方、本発明の樹脂成型装置１０にて成型
したアーマチュア１は、アーマチュアコイル５が中央部
寄りに固定されるため、コイルが外周寄りに偏在する場
合に比して、アーマチュア１のイナーシャが低減され
る。ここで、アーマチュア１を電動パワーステアリング
用のモータに使用すると、電動パワーステアリングを搭
載した車両では、アーマチュア１が回転軸２側から強制
的に回される場合がある。例えば、整備時に車両を持ち
上げてタイヤを直接転舵したり、車両走行中にタイヤを
縁石にぶつけたり等して前輪が外部からの力により急激
に操舵されると、このような事態が生じる。この場合、
タイヤ自体は最大切れ角まで達するとストッパに当接す
るなどして止められる。ところが、アーマチュア１は慣
性力により回転し続けようとする。従って、アーマチュ
ア１の慣性力が大きいと、この回転し続けようとする力
が大きくなり、この結果、モータを構成する各部材や、
モータの動力をタイヤに伝達するための各部材に大きな
負荷が加わる。これに対し、当該アーマチュア１は、イ
ナーシャを小さく抑えることができるため、それにより
アーマチュア１に生じる慣性力も小さくなる。従って、
前述のような負荷を軽減でき、電動パワーステアリング
用モータのアーマチュアとして好適である。

【００２０】なお、アーマチュアコア６が軸方向に長い
場合には、合成樹脂の流動性を考慮して樹脂流路１５
ａ，１５ｂを複数形成することも可能である。図５は、
樹脂成型装置１０の変形例を模式的に示した概念図であ
る。図５に示すように、ここでは樹脂流路１５ａ，１５
ｂが軸方向に離れて２個形成されており、樹脂流路１５
ａ，１５ｂにはランナ１４が分岐して接続される。そし
て、ランナ１４から合成樹脂が２本の樹脂流路１５ａ，
１５ｂに供給され、アーマチュアコア６には両端側から
樹脂が注入される。従って、軸方向に長いアーマチュア
コア６であっても、コアスロット４内に均等に樹脂を注
入することができ、製品品質の安定化を図ることができ
る。

【００２１】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２である樹脂成型装置２０について説明する。図６
は、本発明の実施の形態２であるアーマチュアコイルの
樹脂成型装置の構成を示す分解斜視図である。なお、実
施の形態１と同様の部品、部材等については同一の番号
を付し、その説明は省略する。

【００２２】当該樹脂成型装置２０では、キャビティ１
３の内周面に複数個の樹脂注入口２１が設けられてお
り、これにより所謂多点ゲートを構成している。図７
は、樹脂成型装置２０における樹脂注入口２１の中心線
に沿った断面図である。図７に示すように、各樹脂注入
口２１には個別にランナ１４が接続されており、各ラン
ナ１４は、上下型１１，１２の端部に設けられた樹脂供
給口２２に連通している。

【００２３】一方、樹脂成型装置２０では、図７に示す
ように、キャビティ１３内にアーマチュア１を収容する
と、樹脂注入口２１がアーマチュアコア６のコアスロッ
ト４に対向する位置に配設されている。すなわち、ここ
では各コアスロット４の外周開口部に臨んで個別に樹脂
注入口２１が設けられている。そして、樹脂供給口２２
にＢＭＣ等の合成樹脂を供給すると、各ランナ１４を介
して樹脂注入口２１に合成樹脂が送給され、各コアスロ
ット４のそれぞれに合成樹脂が注入される。

【００２４】これにより、樹脂注入口２１から各コアス
ロット４内に合成樹脂が直接注入され、合成樹脂をコア
スロット４の外周側から中央に向けて送り込むことがで
きる。従って、アーマチュアコイル５を中央寄りに押し
込む形でコアスロット４内に封止することができ、実施
の形態１と同様、部品点数や作業工数の削減等を図るこ
とが可能となる。また、樹脂注入口２１がコアスロット
４ごとに個別に設けられているため、コアスロット４内
に中央に向けた樹脂流動を確実に形成することができ
る。

【００２５】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることは言うまでもない。例えば、実施の形態１の変
形例として、樹脂流路１５ａ，１５ｂを２個設けた例を
示したが（図５）、樹脂流路の設置個数は１個または２
個には限定されず、さらに多数の樹脂流路を設けること
も可能である。また、実施の形態１では、樹脂流路１５
ａ，１５ｂに対して１本のランナ１４にて樹脂を供給し
ているが、例えば図１のランナ１４に対向する位置にさ
らにランナを形成するなど、合成樹脂の流動性等を考慮
してランナを適宜増加させても良い。

【００２６】さらに、図４においては、アーマチュアコ
ア６の外周面全体を覆うように樹脂コーティング７が施
されているが、コアスロット４内のみを合成樹脂にて封
止するようにしても良い。特に、実施の形態２の方式で
は、容易にコアスロット４内のみに合成樹脂供給を行う
ことが可能である。また、実施の形態１では、合成樹脂
としてＢＭＣを用いた例を示したが、エポキシ樹脂等の
他の合成樹脂を用いることも可能である。

【００２７】

【発明の効果】本発明のアーマチュアコイルの樹脂成型
装置によれば、キャビティ内周面に周方向に沿って環状
の樹脂流路を設けたので、合成樹脂をこの樹脂流路から
キャビティ内に供給することにより、アーマチュアコア
の外側から中央に向けて合成樹脂を流動させることがで
きる。このため、コアスロット内に巻装されたアーマチ
ュアコイルを合成樹脂の流動圧によって中央寄りに押し
込みつつ固定することが可能となり、ウェッジ等の治具
を用いることなくコイルをコアスロット中央寄りに合成
樹脂にて固定できる。従って、樹脂成型における部品点
数や作業工数の削減を図ることができると共に、ウェッ
ジによりコイルの皮膜を損傷するおそれもなく、製品品
質や信頼性の向上も図られる。

【００２８】さらに、金型にコアスロットと嵌合する突
部などを設ける必要がなく、しかも樹脂流路は前記突部
に比して容易に形成できるため、型構造が簡素化され、
型製作費用の削減を図ることができる。加えて、本発明
の樹脂成型装置にて成型したアーマチュアは、アーマチ
ュアコイルが中央部寄りに固定されるため、アーマチュ
アのイナーシャを低減させることが可能となる。

【００２９】一方、本発明のアーマチュアコイルの樹脂
成型装置によれば、キャビティ内周面にコアスロットの
それぞれに対応して樹脂注入口を設けたので、合成樹脂
をこの樹脂注入口からキャビティ内に供給することによ
り、アーマチュアコアの外側から中央に向けて合成樹脂
を流動させることができる。このため、コアスロット内
に巻装されたアーマチュアコイルを合成樹脂の流動圧に
よって中央寄りに押し込みつつ固定することが可能とな
り、前述同様の効果を得ることができる。また、樹脂注
入口がコアスロットごとに個別に設けられているため、
スロット内に中央に向けた樹脂流動を確実に形成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１であるアーマチュアコイ
ルの樹脂成型装置の構成を示す分解斜視図である。

【図２】図１の装置における成型形態を模式的に示した
概念図である。

【図３】成型されたアーマチュアの一部を破断して示し
た正面図である。

【図４】成型されたアーマチュアのアーマチュアコア部
分の断面拡大図である。

【図５】図１の樹脂成型装置の変形例を模式的に示した
概念図である。

【図６】本発明の実施の形態２であるアーマチュアコイ
ルの樹脂成型装置の構成を示す分解斜視図である。

【図７】図６の樹脂成型装置における樹脂注入口の中心
線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１アーマチュア２回転軸３コンミテータ４コアスロット５アーマチュアコイル６アーマチュアコア７樹脂コーティング１０樹脂成型装置１１上型１２下型１３キャビティ１３ａ，１３ｂ凹所１４ランナ１５ａ，１５ｂ樹脂流路２０樹脂成型装置２１樹脂注入口２２樹脂供給口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２９Ｌ 31:00 Ｂ２９Ｌ 31:00 (72)発明者小平直雄群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地株式会社ミツバ内Ｆターム(参考） 4F202 AA41 AB25 AD18 AH81 CA11 CB12 CK02 4F206 AA41 AB25 AD18 AH81 JA07 JB12 JQ81 5H604 AA03 AA08 BB01 CC02 CC11 CC13 DA06 DA18 DB02 PB03 PE06 5H615 AA01 BB01 PP02 PP13 PP18 PP19 RR01 SS10 SS44 TT03 TT31 TT36

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コイルを巻装したアーマチュアコアのコ
アスロット内に合成樹脂を注入し、前記合成樹脂により
前記コイルを前記コアスロット内に固定させるアーマチ
ュアコイルの樹脂成型装置であって、前記アーマチュアコアが収容されるキャビティと、前記キャビティ内周面に周方向に沿って環状に形成さ
れ、前記合成樹脂を前記アーマチュアコアの外周から中
心部に向けて送給する樹脂流路とを有することを特徴と
するアーマチュアコイルの樹脂成型装置。
【請求項２】コイルを巻装したアーマチュアコアのコ
アスロット内に合成樹脂を注入し、前記合成樹脂により
前記コイルを前記コアスロット内に固定させるアーマチ
ュアコイルの樹脂成型装置であって、前記アーマチュアコアが収容されるキャビティと、前記キャビティ内周面に前記コアスロットのそれぞれに
対応して所定間隔をおいて形成され、前記合成樹脂を前
記アーマチュアコアの外周から前記アーマチュアコアの
中心部に向けて送給する樹脂注入口とを有することを特
徴とするアーマチュアコイルの樹脂成型装置。
【請求項３】請求項１または２記載のアーマチュアコ
イルの樹脂成型装置において、前記合成樹脂がバルクモ
ールドコンパウンドであることを特徴とするアーマチュ
アコイルの樹脂成型装置。