JP2007020321A - ステータコア位置決め装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】位置決め用のピンを用いたり、接着剤等を用いた仮止めによりステータコアの固定を行うことなく、ステータコアとステータヨークの間の絶縁性能を確保しつつ、樹脂モールドによるステータ成形時にステータコアの正確な位置決めができるステータコア位置決め装置及び方法を提供する。
【解決手段】樹脂モールドによりステータを形成するステータ成形金型１０の、ステータ２０に組み込まれるステータコア２１を配置するステータコア配置場所に設けられ、ステータコア２１をステータ成形金型１０のキャビティ内面に押し付けた状態に保持する方向にステータコア２１に荷重を付加する付勢部材１３を有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ステータコア位置決め装置及び方法に関し、特に、樹脂モールドによりステータコアを形成する際のステータコア位置決め装置及び方法に関する。

従来、金型を用いた成型方法である樹脂モールドによりステータを形成するステータ成型方法が知られている。このような樹脂モールドによる成型方法として、例えば、「発泡体層をもつ成形品及びその製造方法」（特許文献１参照）がある。

樹脂モールドによる成型方法においては、予め金型内にセットしておき成型後にプラスチック成型品に埋め込まれる部品であるインサートがある場合、一般的には、インサートをピンで金型に押し付けて位置決めを行っている。この位置決め用のピンは、樹脂を流し込む迄の仮止めとして用いられるため、樹脂を流し込んでいる間はインサートを位置決め保持することができない。従って、インサートを成型品に精度良く配置することが困難だった。
特開平９−２７７３００号公報

しかしながら、位置決め用のピンを用いないで、例えば、カシメによりインサートを位置決めする方法もあるが、インサートであるステータコアとステータヨークの間の絶縁性能を確保しつつステータコアの位置決めを行うことは、カシメによっては困難である。従って、樹脂モールドによりステータを成形する際、ステータコアが成形圧で動いてしまうことが懸念されるため、組み立て工程においてステータシェルに接着剤等を用いた仮止めを行ってステータコアを固定していた。

この発明の目的は、位置決め用のピンを用いたり、接着剤等を用いた仮止めによりステータコアの固定を行うことなく、ステータコアとステータヨークの間の絶縁性能を確保しつつ、樹脂モールドによるステータ成形時にステータコアの正確な位置決めができるステータコア位置決め装置及び方法を提供することである。

上記目的を達成するため、この発明に係るステータコア位置決め装置は、樹脂モールドによりステータを形成する金型の、前記ステータに組み込まれるステータコアを配置するステータコア配置場所に設けられ、前記ステータコアを前記金型のキャビティ内面に押し付けた状態に保持する方向に前記ステータコアに荷重を付加する付勢部材を有している。
また、この発明に係るステータコア位置決め方法は、樹脂モールドによりステータを形成する金型の、前記ステータに組み込まれるステータコアを配置するステータコア配置場所に配置した付勢部材により、前記ステータコアを前記金型のキャビティ内面に押し付けた状態に保持する方向に前記ステータコアに荷重を付加し、樹脂注入に際し前記ステータコアを位置決めする。

この発明によれば、樹脂モールドによりステータを形成する金型の、ステータに組み込まれるステータコアを配置するステータコア配置場所に設けられた付勢部材により、ステータコアに、ステータコアを金型のキャビティ内面に押し付けた状態に保持する方向に荷重が付加される。これにより、位置決め用のピンを用いたり、接着剤等を用いた仮止めによりステータコアの固定を行うことなく、ステータコアとステータヨークの間の絶縁性能を確保しつつ、樹脂モールドによるステータ成形時にステータコアの正確な位置決めができる。
また、この発明に係るステータコア位置決め方法は、上記ステータコア位置決め装置により実現することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
（第１実施の形態）
図１は、この発明の第１実施の形態に係るステータ成形金型の断面図である。図１に示すように、ステータ成形金型１０は、ステータ（固定子）２０を樹脂モールドにより成形する際にインサートであるステータコア２１に荷重を加えて位置決め固定するコア荷重部（ステータコア位置決め装置）１１を有している。

コア荷重部１１は、後述するステータコア２１の配置場所に合わせて複数箇所設けられており、ステータコア２１に直接接触する接触部材１２と、接触部材１２を所定方向に付勢する、例えば、圧縮スプリング等の付勢部材１３からなる。
このステータ成形金型１０により成形されるステータ２０は、アキシャルギャップ型ステータであり、ステータ成形金型１０のキャビティ上面側、即ち、接触部材１２の付勢方向に対向する面が、エアギャップ面２０ａとなる。従って、コア荷重部１１により、付勢部材１３に付勢された接触部材１２に載置したステータコア２１には、キャビティ上面側に向かって荷重（Ｌｏａｄ）がかかる（図中、白抜き矢印参照）ことになり、ステータコア２１のエアギャップ面２０ａ側の端面は、キャビティ上面に押し付けられたまま保持されることになる。

図２は、図１のステータを形成するステータコアとバックコアを示す斜視図である。図２に示すように、ステータ２０は、複数（１個のみ図示する）のステータコア２１と、各ステータコア２１を位置決め配置するバックコア２２を有している。バックコア２２は、円環部２２ａの外周面と、外周面の外側に外周面と略直交する放射状に配置された複数（この例では、１２個）のアーム部２２ｂを有している。隣接するアーム部２２ｂの間に形成される複数（この例では、１２個）の空間のそれぞれには、空間形状に合わせた略扇形の平面形状を有するステータコア２１が隙間無く嵌め込まれる。各ステータコア２１には、コイル（図示しない）が巻回される。

このステータ成形金型１０を用いた樹脂モールドによりステータ２０を成形する場合、ステータ成形金型１０の各コア荷重部１１にそれぞれステータコア２１を配置した後、ステータ成形金型１０のステータコア２１内側に位置する注入口１４からキャビティに樹脂（ｒｅｓｉｎ）を注入する。このとき、各ステータコア２１は、コア荷重部１１によりキャビティ上面に押し付けられた状態のまま固定されるので、ステータコア２１が成形圧で動いてしまうことが無い。従って、ステータコア２１のエアギャップ面を基準とすることができるので、樹脂モールド成形されたステータ２０のエアギャップ面２０ａの面精度を高めることができる。

（第２実施の形態）
図３は、この発明の第２実施の形態に係るステータ成形金型の断面図である。図３に示すように、ステータ成形金型３０は、接触部材１２にステータコア２１に挿入係止するテーパピン３１を設けた、コア荷重部３２を有している。その他の構成及び作用は、ステータ成形金型１０と同様である。

このステータ成形金型３０を用いた樹脂モールドによりステータ２０を成形する場合、コア荷重部３２により、ステータコア２１のエアギャップ面２０ａ側の端面をキャビティ上面に押し付けた状態に保持しつつ、テーパピン３１でステータコア２１の位置決めが行われる。これにより、付勢部材１３の付勢力により付加される荷重でエアギャップ面ａの面精度を高めつつ、ステータコア２１の位置決めをテーパピン３１で行うことができ、ステータコア２１の回転軸方向、半径方向及び周方向の各方向における位置精度を高めることができる。

（第３実施の形態）
図４は、この発明の第３実施の形態に係るステータ成形金型の断面図である。図４に示すように、ステータ成形金型３５は、接触部材１２と付勢部材１３に加えて、接触部材１２とステータコア２１の間に配置する楔形のテーパ部材３６を有するコア荷重部３７を有している。その他の構成及び作用は、ステータ成形金型１０と同様である。

そして、ステータコア２１の下端面、即ち、テーパ部材３６に接触する面を、ステータ２０の外周面から中心に向かって下降傾斜するテーパ面２１ａにより形成している。従って、ステータ２０の中心側が尖端となる楔形のテーパ部材３６を、接触部材１２とステータコア２１の間にステータ２０の外周面側から挿入した状態に配置することで、付勢部材１３の付勢力により、ステータコア２１には、キャビティ上面側に加えてステータ２０の中心側に向かう荷重（Ｌｏａｄ）がかかる（図中、白抜き矢印参照）ことになる。

このため、ステータコア２１は、エアギャップ面２０ａ側の端面をキャビティ上面に押し付けた状態のまま、ステータコア２１全体をステータ２０の中心側に押し付けた状態に保持しつつ、位置決めが行われる。なお、ステータコア２１の下端面は、傾斜方向を逆向きにした、ステータ２０の中心側から外周面に向かって下降傾斜するテーパ面により形成しても良く、この場合、テーパ部材３６を、接触部材１２とステータコア２１の間にステータ２０の中心側から挿入した状態に配置する。

このステータ成形金型３５を用いた樹脂モールドによりステータ２０を成形する場合、コア荷重部３７により、ステータコア２１のエアギャップ面２０ａ側の端面をキャビティ上面に押し付けつつ、ステータコア２１をステータヨーク等のステータ構成部材に押し付けた状態に保持して、ステータコア２１の位置決めが行われる。これにより、ステータコア２１の面精度を高めつつ、半径方向のコア位置決めを行うことができる。

（第４実施の形態）
図５は、この発明の第４実施の形態に係るステータ成形金型の断面図である。図５に示すように、ステータ成形金型４０は、コア荷重部１１を設けておらず、ステータコア２１の下端面を、ステータ２０の外周面から中心に向かって下降傾斜するテーパ面２１ａにより形成している。そして、ステータ成形金型４０には、ステータコア２１の外側に位置して、キャビティに樹脂（ｒｅｓｉｎ）を注入する注入口４１が形成されている。その他の構成及び作用は、ステータ成形金型１０と同様である。

ステータコア２１の下端面を、ステータ２０の外周面から中心に向かって下降傾斜するテーパ面２１ａにより形成したことで、ステータコア２１の下方には、ステータコア２１外周面に開口し尖端がステータ２０中心に向かう楔形の空間ａが形成される。また、キャビティに樹脂（ｒｅｓｉｎ）を注入する注入口４１がステータコア２１の外側に位置している。このため、注入口４１からキャビティ内に注入された樹脂は、ステータコア２１外周面から空間ａに押し込まれることになる。

従って、このステータ成形金型４０を用いた樹脂モールドによりステータ２０を成形する場合、樹脂注入時の樹脂モールド圧力により、ステータコア２１は、エアギャップ面２０ａ側の端面をキャビティ上面に押し付けつつ、ステータヨーク等のステータ構成部材に押し付けた状態に保持されて、位置決めが行われる。つまり、ステータコア２１には、キャビティ上面側に加えてステータ２０の中心側に向かう荷重（Ｌｏａｄ）がかかる（図中、白抜き矢印参照）ことになる。これにより、コア荷重部を用いることなく、ステータコア２１を樹脂モールド圧で加圧することができ、ステータ２０のエアギャップ面２０ａの面精度を高めつつ、半径方向のコア位置決めも行うことができる。

（第５実施の形態）
図６は、この発明の第５実施の形態に係るステータ成形金型の断面図である。図６に示すように、ステータ成形金型４５は、コア荷重部１１を構成する接触部材１２と付勢部材１３（図１参照）、及びステータコア２１の下方に楔形の空間ａ（図５参照）を形成する空間形成部材４６からなり、ステータコア２１に荷重を付加して位置決め固定する、コア荷重部４７を有している。その他の構成及び作用は、ステータ成形金型４０と同様である。

空間形成部材４６は、例えば、２個の平板状部材４６ａ，４６ｂと１個の楔形のテーパ部材４６ｃを記載順に積み重ねて構成され、テーパ部材４６ｃをステータ２０の外周面側から挿入した状態に接触部材１２に載置されて、空間ａ内に配置される。このため、付勢部材１３の付勢力により、ステータコア２１には、キャビティ上面側に加えてステータ２０の中心側に向かう荷重（Ｌｏａｄ）がかかる（図中、白抜き矢印参照）ことになる。

このステータコア２１への荷重付加状態において、空間形成部材４６は、接触部材１２の上面がキャビティ底面と同一面になるように、その厚みが調整される。なお、空間形成部材４６は、２個の平板状部材４６ａ，４６ｂと１個のテーパ部材４６ｃから構成するものに限るものではなく、テーパ形状を有する１個或いは２個以上の部材により形成しても良い。

このように、ステータコア２１を、コア荷重部４７により保持することにより、キャビティ内に注入した樹脂をテーパ面２１ａの下方の空間ａに確実に回り込ませることができる。また、コア荷重部４７を、モールド樹脂と同じ熱可塑性樹脂とすることで、コア荷重部４７をステータコア２１と共に一体成形してステータコア２１の一部とすることができる。このため、コア荷重部４７とステータコア２１の界面もなくなるので、ＬＬＣ（Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅ Ｃｏｏｌａｎｔ）等の液状物が染み込むことによる絶縁不良を防ぐことができる。

（第６実施の形態）
図７は、この発明の第６実施の形態に係るステータ成形金型の断面図である。図７に示すように、ステータ成形金型５０は、センターステータタイプのステータ２５を成形する場合に用いられるものである。ステータ成形金型５０には、コア荷重部３７（図４参照）が備えられており、ステータコア２６は、コア荷重部３７が接触する下端面側に、後述する削り代分となるように、ステータ２５の外周面から中心に向かって下降傾斜するテーパ面２６ａを有している。その他の構成及び作用は、ステータ成形金型３５（図４参照）と同様である。

従って、このステータ成形金型５０を用いた樹脂モールドによりステータ２５を成形する場合、ステータコア２１内側に位置する注入口５１から樹脂を注入したときの樹脂モールド圧力により、ステータコア２６は、テーパ面２６ａの反対側の端面をキャビティ上面に押し付けつつ、ステータ構成部材であるバスバー２７側に押し付けた状態に保持されて、位置決めが行われる。

つまり、ステータコア２６には、キャビティ上面側に加えてステータ２５の中心側に向かう荷重（Ｌｏａｄ）がかかる（図中、白抜き矢印参照）ことになる。これにより、ステータコア２６の回転軸方向、半径方向及び周方向の各方向における位置精度を高めることができる。
なお、ステータ２５は、成形後、ステータコア２６のテーパ面２６ａ部分を削って、コア荷重部３７が接触する端面も、キャビティ上面側と同様の平坦面に形成する。

（第７実施の形態）
図８は、この発明の第７実施の形態に係るステータ成形金型の断面図である。図８に示すように、ステータ成形金型５５は、コア荷重部３７を設けておらず、ステータコア２１内側に位置する注入口５１に代えて、ステータコア２６の外側に、キャビティに樹脂（ｒｅｓｉｎ）を注入する注入口５６を設けている。その他の構成及び作用は、ステータ成形金型５０（図７参照）と同様である。

このため、注入口５６からキャビティ内に注入された樹脂は、ステータコア２６外周面から、ステータコア２６の下方に形成された、ステータコア２６外周面に開口し尖端がステータ２５中心に向かう楔形の空間ａに押し込まれることになる。

従って、このステータ成形金型５５を用いた樹脂モールドによりステータ２５を成形する場合、樹脂注入時の樹脂モールド圧力により、ステータコア２６は、テーパ面２６ａの反対側の端面をキャビティ上面に押し付けつつ、ステータ構成部材であるバスバー２７側に押し付けた状態に保持されて、位置決めが行われる。つまり、ステータコア２６には、キャビティ上面側に加えてステータ２５の中心側に向かう荷重（Ｌｏａｄ）がかかる（図中、白抜き矢印参照）ことになる。これにより、ステータコア２６の回転軸方向、半径方向及び周方向の各方向における位置精度を高めることができる。

（第８実施の形態）
図９は、この発明の第８実施の形態に係るステータ成形金型の断面図である。図９に示すように、ステータ成形金型６０は、コア荷重部１１を構成する接触部材１２と付勢部材１３（図１参照）、及びステータコア２６外周面に開口し尖端がステータ２５中心に向かう楔形の空間ａ（図５参照）を形成する空間形成部材６１からなり、ステータコア２６に荷重を付加して位置決め固定する、コア荷重部６２を有している。その他の構成及び作用は、ステータ成形金型５５（図８参照）と同様である。

このため、注入口５６からキャビティ内に注入された樹脂は、ステータコア２６外周面から、ステータコア２６の下方に形成された楔形の空間ａに押し込まれることになる。
従って、このステータ成形金型６０を用いた樹脂モールドによりステータ２５を成形する場合、樹脂注入時の樹脂モールド圧力により、ステータコア２６は、テーパ面２６ａの反対側の端面をキャビティ上面に押し付けつつ、ステータ構成部材であるバスバー２７側に押し付けた状態に保持されて、位置決めが行われる。つまり、ステータコア２６には、キャビティ上面側に加えてステータ２５の中心側に向かう荷重（Ｌｏａｄ）がかかる（図中、白抜き矢印参照）ことになる。これにより、ステータコア２６の回転軸方向、半径方向及び周方向の各方向における位置精度を高めることができる。

上述したように、この発明に係るコア荷重部（ステータコア位置決め装置）１１は、樹脂モールドによりステータを形成するステータ金型１０の、ステータ２０に組み込まれるステータコア２１を配置するステータコア配置場所に設けられ、ステータコア２１をステータ金型１０のキャビティ内面に押し付けた状態に保持する方向にステータコア２１に荷重を付加する付勢部材１３を有する。

また、ステータコア位置決め方法は、樹脂モールドによりステータ２０を形成するステータ金型１０の、ステータ２０に組み込まれるステータコア２１を配置するステータコア配置場所に配置した付勢部材１３により、ステータコア２１をステータ金型１０のキャビティ内面に押し付けた状態に保持する方向にステータコア２１に荷重を付加し、樹脂モールドに際しステータコア２１を位置決めする。
つまり、この発明に係るステータコア位置決め装置及び方法では、ステータコアの位置決めをモールド樹脂のみで行うことができるため、絶縁性能を確保しつつ樹脂モールドによるステータ成形作業の簡略化を図ることができる。

このように、この発明によれば、樹脂モールドによりステータを形成する金型の、ステータに組み込まれるステータコアを配置するステータコア配置場所に設けられた付勢部材により、ステータコアに、ステータコアを金型のキャビティ内面に押し付けた状態に保持する方向に荷重が付加されるので、位置決め用のピンを用いたり、接着剤等を用いた仮止めによりステータコアの固定を行うことなく、ステータコアとステータヨークの間の絶縁性能を確保しつつ、樹脂モールドによるステータ成形時にステータコアの正確な位置決めができる。
また、この発明に係るステータコア位置決め方法は、上記ステータコア位置決め装置により実現することができる。

この発明の第１実施の形態に係るステータ成形金型の断面図である。 図１のステータを形成するステータコアとバックコアを示す斜視図である。 この発明の第２実施の形態に係るステータ成形金型の断面図である。 この発明の第３実施の形態に係るステータ成形金型の断面図である。 この発明の第４実施の形態に係るステータ成形金型の断面図である。 この発明の第５実施の形態に係るステータ成形金型の断面図である。 この発明の第６実施の形態に係るステータ成形金型の断面図である。 この発明の第７実施の形態に係るステータ成形金型の断面図である。 この発明の第８実施の形態に係るステータ成形金型の断面図である。

符号の説明

１０，３０，３５，４０，４５，５０，５５，６０ ステータ成形金型
１１，３２，３７，４７，６２ コア荷重部
１２ 接触部材
１３ 付勢部材
１４，４１，５１，５６ 注入口
２０，２５ ステータ
２０ａ エアギャップ面
２１，２６ ステータコア
２１ａ，２６ａ テーパ面
２２ バックコア
２２ａ 円環部
２２ｂ アーム部
２７ バスバー
３１ テーパピン
３６，４６ｃ テーパ部材
４６，６１ 空間形成部材
４６ａ，４６ｂ 平板状部材
ａ 空間

Claims (9)

1. 樹脂モールドによりステータを形成する金型の、前記ステータに組み込まれるステータコアを配置するステータコア配置場所に設けられ、前記ステータコアを前記金型のキャビティ内面に押し付けた状態に保持する方向に前記ステータコアに荷重を付加する付勢部材を有するステータコア位置決め装置。
2. 前記ステータコアと前記付勢部材の間に、前記ステータコアに挿入係止するテーパピンを設けた接触部材を有する請求項１に記載のステータコア位置決め装置。
3. 前記ステータコアのステータコア配置場所側端面を、前記ステータの中心側に向かって下がり傾斜となるテーパ形状に形成し、前記ステータコアと前記付勢部材の間に、前記付勢部材の付勢力により、前記ステータコアに前記キャビティ内面側に加えて前記ステータの中心側に向かって荷重を付加する、前記ステータの中心側が尖端となる楔形のテーパ部材を配置した請求項１に記載のステータコア位置決め装置。
4. 前記ステータコアのステータコア配置場所側に、注入された樹脂が押し込まれることによって生じる樹脂モールド圧力により、前記ステータコアに前記キャビティ内面側に加えて前記ステータの中心側に向かって荷重を付加する、前記ステータの中心側が尖端となる楔形の空間を形成した請求項１に記載のステータコア位置決め装置。
5. 前記ステータコアのステータコア配置場所側端面を、前記ステータの中心側に向かって下がり傾斜となるテーパ形状に形成し、前記ステータコアと前記付勢部材の間に、前記付勢部材の付勢力により、前記ステータコアに前記キャビティ内面側に加えて前記ステータの中心側に向かって荷重を付加する、前記ステータの中心側が尖端となる楔形のテーパ部材を配置し、
   前記ステータコアのステータコア配置場所側に、注入された樹脂が押し込まれることによって生じる樹脂モールド圧力により、前記ステータコアに前記キャビティ内面側に加えて前記ステータの中心側に向かって荷重を付加する、前記ステータの中心側が尖端となる楔形の空間を形成した請求項１に記載のステータコア位置決め装置。
6. 樹脂モールドによりステータを形成する金型の、前記ステータに組み込まれるステータコアを配置するステータコア配置場所に配置した付勢部材により、前記ステータコアを前記金型のキャビティ内面に押し付けた状態に保持する方向に前記ステータコアに荷重を付加し、樹脂注入に際し前記ステータコアを位置決めするステータコア位置決め方法。
7. 前記ステータコアのステータコア配置場所側端面を、前記ステータの中心側に向かって下がり傾斜となるテーパ形状とし、前記ステータコアと前記付勢部材の間に前記ステータの中心側が尖端となる楔形のテーパ部材を配置し、前記付勢部材の付勢力により、前記ステータコアに前記キャビティ内面側に加えて前記ステータの中心側に向かって荷重を付加する請求項６に記載のステータコア位置決め方法。
8. 前記ステータコアのステータコア配置場所側に、前記ステータの中心側が尖端となる楔形の空間を形成し、注入された樹脂が前記空間に押し込まれることにより生じる樹脂モールド圧力により、前記ステータコアに前記キャビティ内面側に加えて前記ステータの中心側に向かって荷重を付加する請求項６に記載のステータコア位置決め方法。
9. 前記ステータコアのステータコア配置場所側端面を、前記ステータの中心側に向かって下がり傾斜となるテーパ形状とし、前記ステータコアと前記付勢部材の間に前記ステータの中心側が尖端となる楔形のテーパ部材を配置すると共に、前記ステータコア配置場所側に、前記ステータの中心側が尖端となる楔形の空間を形成し、
   前記付勢部材の付勢力、及び注入された樹脂が前記空間に押し込まれることにより生じる樹脂モールド圧力により、前記ステータコアに前記キャビティ内面側に加えて前記ステータの中心側に向かって荷重を付加する請求項６に記載のステータコア位置決め方法。

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