JP2009261220A - 固定子製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インシュレータと巻線との間に残留する空気層を確実に排除できる分割固定子製造方法を提供すること。
【解決手段】金型内にインサートされた、分割固定子コアにインシュレータ１２を介して装着されたエッジワイズコイルの周囲に、樹脂をモールド成形する分割固定子製造方法において、インシュレータ１２をガラス転移温度Ｔｇ以上に予熱した状態で、樹脂モールド材料２５によりエッジワイズコイルの外周を押圧してインシュレータ１２外周表面に押し込んで、インシュレータ１２を０．０５から０．１ｍｍ変形させている。
【選択図】図７

Description

この発明は、コイルから固定子コアへの熱伝導率を高めたモータの固定子製造方法に関するものである。

プレス加工で打ち抜いた鋼板を積層して固定子コアを構成し、巻線を組み付けた状態で、巻線部等に樹脂を射出成形することにより、固定子を製造する方法が知られている。
一方、固定子コアを複数個に分割して、巻線を組み付けた分割固定子を用いる方法も、固定子の製造方法として知られている。分割固定子の場合には、焼きバメリングで複数の分割固定子を一体的に組み立てることが行われている。
分割コアに対して、樹脂をモールドして分割固定子を製造する方法が、特許文献１に記載されている。
１つのティースを備える分割コアに、巻線をティースに巻きつけて、プレス型で巻きつけたコイルをティースの中心軸に向けて押圧成形すると同時に、プレス型が兼用する射出成形金型内に樹脂を射出することにより、樹脂モールドすることが記載されている。
この技術は、コイルの占積率を高めることができる利点がある。また、コイルの回りのみ樹脂モールドすれば良いので、従来の固定子と比較して、使用する樹脂量を減らすことができる利点がある。

特開2007-143324号公報

しかしながら、特許文献１に開示された発明では、次のような問題があった。
（１）特許文献１には、インシュレータに関する記載がないが、分割コアと巻線との間にインシュレータが装着されていたと仮定すると、巻線がプレス型により押圧されているため、インシュレータと巻線との間には、射出成形のときに、樹脂が進入することは困難であり、完成した固定子は、インシュレータと巻線とが直接接触し、インシュレータと巻線との間に形成された隙間に空気層が残留する状態となる可能性が高い。
一方、ハイブリッド自動車のモータは、小型化が進み、使用電流域を増加する傾向にある。その場合、巻線の発熱量が増加することから、放熱の重要性が高まっている。その理由は、巻線のエナメル被覆には耐熱温度があるからである。
そのためには、インシュレータと固定子コアを密着させると共に、特に、インシュレータと巻線との間に残留する空気層を排除することが必須となっている。樹脂モールド、及びインシュレータを介して、固定子コア側に放熱する必要があるからである。

樹脂モールド材として、熱硬化性樹脂を使用する場合には、硬化させるのに数分かかるため、射出する樹脂を加圧することにより、インシュレータと巻線との間に樹脂を進入させることも可能である。
しかしながら、タクトタイムを短くして生産効率を上げるために、例えば、３００℃に加熱溶融した熱可塑性樹脂を使用すると、１３０℃程度に加熱された金型により冷却され、数秒で硬化してしまう。一方、熱可塑性樹脂は、粘性が１００Ｐａ・ｓｅｃと、熱硬化性樹脂の２０〜１００倍高いので、数秒では、狭い隙間まで溶融した樹脂が十分進入する時間がないため、インシュレータと巻線との間に樹脂の充填不良が発生する問題があった。

（２）また、後で詳細に説明するように、本発明では、固定子コアにインサートしたインシュレータを均一に加熱している。しかし、一体型固定子コアをインサート成形する場合には、加熱源である金型の円筒部が抜きテーパを備えており、金型と固定子コアとの間の隙間が均一でないため、固定子コアの両端部で温度差が生じてしまい、インシュレータを均一に加熱することができない問題があった。
インシュレータが均一に加熱できないと、インシュレータの一部が柔らかくなりすぎて、成形済みコイルが固定子コアとの絶縁抵抗が不十分となる問題があった。

この発明は上記問題点を解決するためのものであって、インシュレータと巻線との間に残留する空気層を確実に排除できる固定子製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の固定子製造方法は、次の構成を有している。
（１）金型内に固定子コア、インシュレータ、及び成形済みコイルをインサートした状態で、成形済みコイルの周囲に、樹脂を成形する固定子製造方法において、インシュレータをガラス転移温度以上に予熱した状態で、樹脂により成形済みコイルの外周を押圧することにより、成形済みコイルの内周面を、インシュレータ外周表面に押し込んで、インシュレータを変形させる。
（２）（１）に記載する固定子製造方法において、前記固定子コアが分割固定子コアであり、前記金型内に前記分割固定子コア、インシュレータ、及び集中巻き成形済みコイルをインサートした状態で、成形済みコイルの周囲に、樹脂を成形することを特徴とする。
（３）（１）に記載する固定子製造方法において、前記固定子コアが一体型固定子コアであり、前記固定子コアの内周面に接触する前記金型の円筒部を膨張させることにより、前記固定子コアの内周面と、前記金型の円筒部の外周面とを密着させた状態で、前記インシュレータを予熱することを特徴とする。

（４）（１）乃至（３）に記載する固定子製造方法のいずれか１つにおいて、前記成形済みコイルの外周に、融着層または接着剤層が形成されていることを特徴とする。
（５）（１）乃至（４）に記載する固定子製造方法のいずれか１つにおいて、前記成形済みコイルがエッジワイズコイルであり、前記インシュレータの変形量が、０．０５から０．１ｍｍであることを特徴とする。

次に、上記構成を有する本発明の固定子の製造方法の作用・効果について説明する。始めに、分割固定子の製造方法の作用・効果について説明する。
本発明の分割固定子製造方法の第１工程においては、第１金型（例えば、固定型）に分割コアをセットし、さらに分割コアにインシュレータをセットし、さらに成形済みコイル（例えば、成形済みエッジワイズコイル）をインシュレータの上にセットする。インシュレータ材料としては、例えば、ガラス繊維フィラを５０％程度含有する熱可塑性樹脂であるＰＰＳ樹脂を用いている。
次に、第２金型（例えば、可動型）を第１金型に当接させて、キャビティを構成する。そして、第１金型を介して分割コアを加熱する。従来、熱可塑性樹脂を使用する場合、樹脂を急冷させないで樹脂の流動性を確保して、キャビティの端部まで樹脂が流れるようにするために、金型を１３０℃程度に加熱している。しかし、この程度の加熱では、上記インシュレータ材料は、射出成形開始までにガラス転移温度までは上昇しない。本発明では、金型を１５０℃以上になるまで加熱することにより、射出成形開始までに、分割コアにセットされたインシュレータの温度が、インシュレータ材料のガラス転移温度を越える。

インシュレータの温度が、インシュレータ材料のガラス転移温度を越えると、インシュレータは柔らかくなる。このときに、５０ＭＰａという強い圧力で樹脂モールド用の樹脂を射出する。樹脂は始めに、大きな空間が形成されている成形済みコイルの外周に回り込み、成形済みコイルの外周を押圧する。そのため、成形済みコイルが内周方向に押圧され、成形済みコイルの内周面がインシュレータの外周面を強く押圧する。
ここで、インシュレータはガラス転移温度以上に予熱されているため、成形済みコイルは、インシュレータの外周表面に押し込まれて、インシュレータは、０．０５〜０．１ｍｍ程度変形する。すなわち、成形済みコイルの外周面は、凹凸が存在するが、凸部がインシュレータの外周面に押し込まれ、押し出されたインシュレータ材料が成形済みコイルの凹部に入り込むことにより、インシュレータ表面が、成形済みコイルの外形線と一致するように変形する。

インシュレータの厚みは、０．２ｍｍ以上であるので、インシュレータが０．０５〜０．１ｍｍ変形しても、エッジワイズコイルと分割コアとが直接接触することはない。実際には、インシュレータの変形量が０．０５〜０．１ｍｍとなって、インシュレータの厚みの半分以下の変形に収まるように、インシュレータの加熱温度、及び樹脂モールド用樹脂の加圧条件を設定している。
これにより、インシュレータと成形済みコイルとの間に空間がなくなり、インシュレータと成形済みコイルとの間に空気層が存在しなくなる。

インシュレータと成形済みコイルとの間の空気層をなくすことにより、成形済みコイルからインシュレータへの熱伝導率を大幅に向上させることができる。
特に、樹脂が熱可塑性樹脂である場合には、流動性が悪いため、インシュレータと成形済みコイルの小さな隙間に樹脂を確実に充填することが困難であるが、上記発明によれば、インシュレータと成形済みコイルとの間に樹脂を充填する必要がないため、熱可塑性樹脂を使用する場合に有効である。
すなわち、熱可塑性樹脂の場合は、その溶融粘度が熱硬化性樹脂に比較して高いため、金型内の成形空間が狭くなっている部分に充填が完了する前に固化してしまう恐れがある。
したがって、熱可塑性樹脂を材料とした場合に、インシュレータとコイルの小さな隙間に、樹脂を確実に充填することは、従来の製造方法では不可能であった。
それに対して、本発明によれば、熱可塑性樹脂を材料として用いても、インシュレータとコイルの小さな隙間の空気層を確実になくすことができる。

また、成形済みコイルの外周に、融着層または接着剤層が形成されているので、成形済みコイルをインシュレータに押し付けて、インシュレータを変形させたときに、成形済みコイルとインシュレータとの間の融着層または接着層が加熱されて溶融して、成形済みコイル表面とインシュレータ表面とを、融着または接着する。
ハイブリッド自動車のモータ部品として固定子を使用すると、自動車の振動や経年変化等により、成形済みコイルがインシュレータ表面から剥がれる恐れがあり、それにより空気層が生じて成形済みコイルからインシュレータへの熱伝導率が低下する恐れがあった。
しかし、本発明によれば、成形済みコイルとインシュレータとが融着または接着されているので、自動車の振動や経年変化により、成形済みコイルがインシュレータから剥がれる恐れを大幅に減少させることができる。

次に、一体型固定子コアの製造方法の作用・効果について説明する。基本的な内容は、分割コアの場合と同じなので、相違する点についてのみ説明する。
一体型固定子コアを金型内にインサートした状態で、一体型固定子コアに装着されたインシュレータを加熱するときに、金型のうち、一体型固定子コアの中心に形成された中空部に挿入される金型の円筒部により加熱が行われる。円筒部は、抜きテーパを備えており、金型と固定子コアとの間の隙間が均一でなく一部に空気層が存在するため、固定子コアの両端部で温度差が生じてしまい、インシュレータを均一に加熱することができない問題があった。
本発明では、固定子コアの内周面に接触する金型の円筒部を膨張させることにより、固定子コアの内周面と、金型の円筒部の外周面とを密着させた状態で、インシュレータを予熱するので、固定子コアの両端部で温度差が生じることがなく、インシュレータを均一に加熱できるため、インシュレータを均一に変形させることができ、過度に変形させる恐れがない。

金型の円筒部を膨張させる具体的方法としては、例えば、円筒部を中空形状として、中空部に高温高圧の油を、油圧ポンプを用いて供給することにより、円筒部を膨張させ、円筒部の外周面と一体型固定子コアの内周面とを密着させ空気層を排除することができる。また、高温の油を用いることにより、同時にインシュレータの加熱を均一に行うことができる。
インシュレータを所定の温度に加熱し、モールド成形後、油圧を低下させれば、円筒部と一体型固定子コアの内周面との間に隙間が生じるため、金型を分離して円筒部を抜くときに問題はない。

以下、本発明における分割固定子、及び分割固定子製造方法を具体化した一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１に、分割固定子の製造手順を示す。分割固定子コア１０は、成形済みのコイルが装着されるティース部１１を備えている。分割固定子コア１０は、プレス打ち抜きで製造された鋼板を積層して構成している。ここでは、分割固定子コア１０は、１８個組み合わさることにより、環状の完成した固定子コアになる構造とする。分割固定子コア１０を（ａ）に示す。次に、分割固定子コア１０のティース部１１に、インシュレータ１２が装着された状態を図１の（ｂ）に示す。インシュレータ１２は、ティース部１１を覆う筒部１２ｂ、分割固定子コア１０のティース部１１が突き出した以外の内面部分を覆い、上下方向に延設されたカバー部１２ａ、筒部１２ｂの上下に突き出した２箇所の突起部１２ｃを備えている。ここで、インシュレータ１２ｂの側面の厚みは、０．２〜０．４ｍｍである。

図１の（ｃ）に、成形済みのエッジワイズコイル１３をインシュレータ１２の筒部１２ｂを介して、ティース部１１に装着した図を示す。エッジワイズコイル１３は、断面が平角（矩形状）のコイル線をティース部１１の形状に内径を合わせて成形したものである。
エッジワイズコイル１３は、カバー部１２ａを介して、分割固定子コア１０に密着している。また、エッジワイズコイル１３は、左右方向は筒部１２ｂを介してティース部１１により位置決めされている。また、上下方向は、インシュレータ１２の突起部１２ｃにより位置決めされている。これにより、エッジワイズコイル１３は、分割固定子コア１０に対して、定位置に位置決めされている。エッジワイズコイル１３には、カバー部１２ａ近くで上に突き出ている長端末１３ａと、ティース部１１先端付近で上に突き出ている長端末１３ｂが備えられている。
本実施例では、成形済みコイルとして、エッジワイズコイル１３について説明するが、断面が丸形でも、角形でも、成形されて形状が確定しているものであれば、他の種類のコイルでも同じである。

図１の（ｄ）に、樹脂モールドされた分割固定子１８を示す。（ｃ）のエッジワイズコイル１３部分が樹脂モールド１４されている。樹脂モールドの成形方法については、後で詳細に説明する。分割固定子１８の樹脂モールド１４からは、一対の長端末１３ａ，１３ｂが外部に突き出ている。樹脂モールドされた分割固定子１８の断面図を図３に示す。この断面図は、エッジワイズコイル１３と樹脂モールド１４との位置関係を示すものである。
分割固定子コア１０にインシュレータ１２を介して、エッジワイズコイル１３が装着され、エッジワイズコイル１３のコイル部分を囲む部分にのみ樹脂モールド１４が形成されている。図３は、分割固定子コア１０の上にバスバー１７を保持する樹脂製のバスバーホルダ１６が取り付けられている状態を示している。バスバー１７に対して、長端末１３ａ，１３ｂが曲げられて、接続される。

図２に、分割固定子１８を１８個組み合わせた固定子１９を示す。１８個の分割固定子１８が環状に組み合わされ、外側に加熱され、膨張して内径が大きくなっている外筒１５が嵌め込まれる。その後、常温に冷却されることにより、外筒１５の内径が縮小して、１８個の分割固定子１８が締りバメされ、一体化され固定子１９となる。いわゆる外筒の焼きバメである。
次の工程において、図示していないが、分割固定子１８の長端末１３ａは、左側に２つの分割固定子を越えた３つ目の分割固定子１８の長端末１３ｂと、バスバーホルダ１６内のバスバー１７により接続される。このように、１８個の長端末は、順次バスバーホルダ１６内のバスバー１７により接続され、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのモータコイルを構成される。

次に、分割固定子１８を製造するための本発明の分割固定子製造方法について説明する。図４から図７に、本発明の分割固定子製造方法の工程を示す。また、図８に、固定型２１に装着された、分割固定子コア１０のティース部１１と、インシュレータ１２と、エッジワイズコイル１３との位置関係を示す。
樹脂モールドを成形する成形金型構造について説明する。図４及び図８に示すように、第１金型である固定型２１は、固定型本体２１ｄ、分割固定子コア１０を左右から挟みこむ一対のスライド型２１ａ、固定型本体２１ｄから突出した一対のガイド部２１ｃ、一対のガイド部２１ｃにガイドされて摺動するスライド型２１ｂを備えている。
分割固定子コア１０は、両側から一対のスライド型２１ａにより挟まれ、かつスライド型２１ａが挟む方向と直交する方向でスライド型２１ｂにより固定されている。分割固定子コア１０のティース部１１には、インシュレータ１２が装着されている。インシュレータの厚みは、本実施例では、０．３ｍｍであるが、図中見やすくするため、厚く記載している。

一方、成形済みエッジワイズコイル１３の形状を図８に示す。図８は、コイル把持ブロック２０によるエッジワイズコイル１３を保持する構造を示す斜視図である。
図８に示すように、エッジワイズコイル１３は、２つの長端末１３ａ、１３ｂを備えている。略立方体形状のコイル把持ブロック２０には、エッジワイズコイル１３の長端末１３ａ、１３ｂの端部を挿入して嵌合する保持孔２０ａ、２０ｂが形成されている。また、コイル把持ブロック２０には、一辺に傾斜部が形成されている。
図８に、コイル把持ブロック２０の保持孔２０ａ、２０ｂに、エッジワイズコイル１３の長端末１３ａ、１３ｂの端部が挿入して嵌合されている状態を示す。製造工程においては、コイル把持ブロック２０は、多数個用意されており、予め、エッジワイズコイル１３を図８の状態にして準備しておく。そして、成形モールドが終了すると、コイル把持ブロック２０は回収され、何度でも治具として利用される。
図１２に示すように、エッジワイズコイル１３のコイルの断面は、長円形状であり、外周表面に５μｍ程度の厚さの融着層３０（または接着層）が形成されている。融着層３０の材質は、エポキシ樹脂、ワニスを用いている。本実施例では、エッジワイズコイル１３の表面に融着層３０を形成しているが、インシュレータ１２の、エッジワイズコイル１３と接触する面側に融着層３０（または接着層）を形成しても良い。

本実施例の固定型２１及び可動型２２は、可動型が水平方向に移動する横締めタイプの金型である。
図４に示すように、固定型２１に分割固定子コア１０が固定された状態で、上型である可動型２２が全開した状態で、コイル把持ブロック２０を、固定型２１に装着する。これにより、コイル把持ブロック２０は固定型２１の一部を構成する。その状態を図９に斜視図で示す。
一方、可動型は、ガイド型２６及びスライド型２２より構成されている。スライド型２２には、固定型２１のスライド型２１ａの内周面に対応して、突状部２２ａが形成されている。
図５に、ガイド型２６がティース部１１の上面に当接し、スライド型２２がスライド型２１ａに当接した、型が閉まった状態を示す。ガイド型２６の幅は、ティース部１１の上面と同じ幅を備えており、ティース部１１の上面全体に対して、スライド型２６の下面が当接している。
ガイド型２６の機能は、分割固定子コア１０の寸法のばらつきにより、分割固定子コア１０の高さが高い場合、上型を閉じたときに、分割固定子コア１０を破損しないようにするためである。また、分割固定子コア１０の高さが低い場合、ティース部１１の上面にバリが差し込むのを防止するためである。
ティース部１１の外周に装着されたインシュレータ１２の外周面、固定型本体２１ｄ、突状部２２ａの内周面、スライド型２２により、キャビティ空間が形成されている。この状態では、未だ樹脂モールド用樹脂の注入を開始していない。

図５に示す状態においても従来、樹脂の流動性を高めるために、固定型２１を加熱している。しかし、本実施例では、固定型２１の加熱温度を従来の加熱温度より高くしている。すなわち、本実施例で使用しているインシュレータ１２の温度が、インシュレータ１２の材料のガラス転移温度Ｔｇよりも高くなるまで、固定型２１を加熱している。
固定型２１を介して分割固定子コア１０を加熱する。従来、熱可塑性樹脂を使用する場合、樹脂を急冷させないで樹脂の流動性を確保して、キャビティの端部まで樹脂が流れるようにするために、固定型２１を１３０℃程度に加熱している。しかし、この程度の加熱では、インシュレータ１２の材料は、射出成形開始までにガラス転移温度Ｔｇまでは上昇しない。本実施例では、固定型２１を１５０℃以上になるまで加熱することにより、射出成形開始までに、分割固定子コア１０にセットされたインシュレータ１２の温度が、インシュレータ１２の材料のガラス転移温度Ｔｇを越える。
インシュレータ材料としては、例えば、ガラス繊維フィラを５０％程度含有する熱可塑性樹脂であるＰＰＳ樹脂を用いている。

ガラス転移とは、高分子物質を加熱した場合に、ガラス状の硬い状態からゴム状に変わる現象をいい、ガラス転移がおこる温度をガラス転移温度という。ガラス転移温度の決定方法としては、ＴＭＡ法、ＤＳＣ法、ＤＭＡ法があるが、本実施例では、ＤＳＣ法を採用している。
図１１に、ＤＳＣ法のデータ図を示す。試験片を室温から２０℃／分の割合で昇温させ、示差走査熱量計にて発熱量を測定し、図１１を作成する。作成した吸熱曲線（発熱曲線）に２本の延長線を引き、延長線間の１／２直線と吸熱曲線（発熱曲線）の交点から、ガラス転移温度Ｔｇを求める。本実施例のインシュレータ材料のガラス転移温度は、Ｔｇ＝８０〜９０℃である。
インシュレータ１２の温度が、インシュレータ材料のガラス転移温度を越えると、インシュレータ１２は柔らかくなる。

固定型２１を加熱して、インシュレータ１２の温度が８０℃を十分越えた時点で、樹脂モールド材料２５を注入する。図１０は、固定型２１と可動型２２とが型締めされたときの状態を示す部分断面図である。
本実施例の金型は横締めタイプであるので、２箇所の樹脂モールド注入口２１ｅから注入された樹脂モールド材料２５は、エッジワイズコイル１３の外周に沿って、エッジワイズコイル１３の長手方向に流動する。エッジワイズコイル１３の各巻線間には、ほとんど隙間がなく、エッジワイズコイル１３の外周には、十分な空間があるため、樹脂モールド材料２５は、始めにエッジワイズコイル１３の内周部に回り込むことがなく、エッジワイズコイル１３の外周に形成されている空間を満たす。

図６に、キャビティ内に収納されているインシュレータ１２とエッジワイズコイル１３とを示す。この状態では、樹脂モールド材料２５が注入されているが、未だ、エッジワイズコイル１３の外周空間を満たしていない時点を示している。この状態では、インシュレータ１２は、ガラス転移温度以上に加熱されているが、エッジワイズコイル１３がインシュレータ１２を押圧していないので、エッジワイズコイル１３がインシュレータ１２に押し込まれておらず、インシュレータ１２は変形していない。
図７に、エッジワイズコイル１３の外周に樹脂モールド材料２５が満たされて、樹脂モールド材料２５が、エッジワイズコイル１３をインシュレータ１２に対して押圧している状態を示す。
樹脂モールド材料は、５０ＫＰａという強い圧力で注入されているので、エッジワイズコイル１３の外周空間が樹脂モールド材料２５で満たされると、インシュレータ１２を強く押圧する。そのため、エッジワイズコイル１３が図中矢印で示すように、内周方向に押圧され、エッジワイズコイル１３の内周面がインシュレータ１２の外周面を強く押圧する。

ここで、インシュレータ１２はガラス転移温度以上に予熱されているため、エッジワイズコイル１３は、インシュレータ１２の外周表面に押し込まれて、インシュレータは、０．０５〜０．１ｍｍ程度変形する。すなわち、エッジワイズコイル１３の外周面は、凹凸が存在するが、凸部がインシュレータ１２の外周面に押し込まれ、押し出されたインシュレータ材料が成形済みコイルの凹部に入り込むことにより、インシュレータ１２の表面が、エッジワイズコイル１３の外形線の一致するように変形する。
本実施例では、インシュレータの厚みは、０．３ｍｍであるので、インシュレータが０．０５〜０．１ｍｍ変形しても、エッジワイズコイルと分割コアとが直接接触することはない。実際には、インシュレータの変形量が０．０５〜０．１ｍｍとなって、インシュレータの厚みの半分以下の変形に収まるように、インシュレータの厚み、インシュレータの加熱温度、及び樹脂モールド用樹脂の加圧条件を設定している。

これにより、図７に示すように、インシュレータと成形済みコイルとの間に空間がなくなり、インシュレータと成形済みコイルとの間に空気層が存在しなくなる。インシュレータ１２とエッジワイズコイル１３との間の空気層をなくすことにより、エッジワイズコイル１３からインシュレータ１２への熱伝導率を大幅に向上させることができる。
そのデータを図１３に示す。縦軸は、エッジワイズコイル１３とインシュレータ１２との間の熱抵抗である。単位は、ｍ^２・ｋ／Ｗである。
通常の樹脂モールド成形の場合と比較して、Ａに示すように、エッジワイズコイル１３とインシュレータ１２との間の熱抵抗が、１０％以下となっている。すなわち、熱伝導率は、１０倍以上になっている。
次に、ＰＰＳ樹脂２５が固化するのを待って、可動型２２が上昇する。

樹脂モールド材料２５を注入したときに、樹脂モールド材料２５の熱により、エッジワイズコイル１３の表面に形成されている融着層３０が、インシュレータ１２の材料である樹脂と反応して、界面で接着する。すなわち、エッジワイズコイル１３とインシュレータ１２とが、変形して密着した状態で接着される。
また、樹脂モールド材料２５とエッジワイズコイル１３との間でも、エッジワイズコイル表面に形成された融着層３０が、樹脂モールド材料２５の熱により反応して、エッジワイズコイル１３と樹脂モールド材料２５との間を接着する。
このように、エッジワイズコイル１３の表面に融着層３０を形成することにより、図１３のＢに示すように、Ａと比較してさらに、エッジワイズコイル１３とインシュレータ１２との間の熱抵抗を低減することができる。
また、インシュレータ１２とエッジワイズコイル１３との熱膨張係数の違いから、従来経年変化により、エッジワイズコイル１３がインシュレータ１２から剥がれる恐れがあったが、本実施例では、インシュレータ１２とエッジワイズコイル１３とを融着層により接着しているので、経年変化により、エッジワイズコイル１３がインシュレータ１２から剥がれる恐れがない。

以上詳細に説明したように、本実施例の分割固定子製造方法によれば、金型内にインサートされた、分割固定子コア１０にインシュレータ１２を介して装着されたエッジワイズコイル１３の周囲に、樹脂をモールド成形する分割固定子製造方法において、インシュレータ１２をガラス転移温度Ｔｇ以上に予熱した状態で、樹脂モールド材料２５によりエッジワイズコイル１３の外周を押圧してインシュレータ１２外周表面に押し込んで、インシュレータ１２を０．０５から０．１ｍｍ変形させているので、インシュレータ１２の内周面と、エッジワイズコイル１３の外周面との間に空間がなくなり、インシュレータ１２とエッジワイズコイル１３との間に空気層が存在しなくなる。インシュレータ１２とエッジワイズコイル１３との間の空気層をなくすことにより、エッジワイズコイル１３からインシュレータ１２への熱伝導率を大幅に向上させることができる。

また、エッジワイズコイル１３の外周に、融着層または接着剤層が形成されているので、エッジワイズコイル１３をインシュレータ１２に押し付けて、インシュレータ１２を変形させたときに、エッジワイズコイル１３とインシュレータ１２との間の融着層または接着層が加熱されて溶融して、エッジワイズコイル１３の表面とインシュレータ１２の表面とを、融着または接着する。
ハイブリッド自動車のモータ部品として固定子を使用すると、自動車の振動や経年変化等により、エッジワイズコイル１３がインシュレータ１２の表面から剥がれる恐れがあり、それにより空気層が生じてエッジワイズコイル１３からインシュレータ１２への熱伝導率が低下する恐れがあった。
しかし、本発明によれば、エッジワイズコイル１３とインシュレータ１２とが融着または接着されているので、自動車の振動や経年変化により、エッジワイズコイル１３がインシュレータ１２から剥がれる恐れを大幅に減少させることができる。

次に、本発明の第２実施例について説明する。第２実施例は、分割固定子コアを用いるのではなく、一体型固定子コアを用いて、固定子コアを一体的に成形する点で第１実施例と相違している。しかし、本発明を構成する基本的な技術は同じなので、相違する点のみ詳細に説明し、同じ部分については、説明を割愛する。

図１４に、この実施形態における樹脂成形装置５１の主要構成を断面図により示す。この樹脂成形装置５１は、モータの固定子５２をワークとして樹脂モールドするために互いに型閉め及び型開きする上型５３及び下型５４（図１４は型閉じ状態を示す。）と、下型５４に対応して設けられたベース５５及び上下二枚のエジェクト板５６，５７とを備える。固定子５２は、予め一体型固定子コアである固定子コア５８に、図示しないインシュレータを介して、成形済みコイルである巻線５９を装着することで作製されている。
下型５４は、固定子コア５８の内周に装着される円筒部７５を有している。

上型５３は、所定のアクチュエータ（図示略）により上下方向に移動可能に設けられる。アクチュエータとして、例えば、油圧シリンダやエアシリンダ等が使用される。上型５３は、厚板状の基枠６０と、基枠６０に組み付けられた型部材６１とを備える。基枠６０は、互いに組み合わされた二つの金属ブロック６２，６３より構成される。型部材６１の下側には、キャビティＫを構成する凹部６４が形成される。型部材６１の中心には、キャビティＫに樹脂を注入するための樹脂注入口６５が固定子５２の軸芯位置に対応して形成される。樹脂注入口６５は、凹部６４に開口し、凹部６４に対して垂直に形成され、略円錐形をなしている。基枠６０には、樹脂注入口６５に通じる樹脂通路６６が設けられる。樹脂通路６６には、外部から樹脂が高圧で供給されるようになっている。樹脂通路６６に供給された樹脂は樹脂注入口６５からキャビティＫに注入される。

図１５に円筒部７５の詳細図を断面図で示す。図では、中心にある押出棒等を省略して記載している。また、図１５は、図１４と天地が逆転している。円筒部７５は、中空形状であり、直径が約１５０ｍｍである。円筒部７５の外径は、固定子コア５８の内径よりわずかに小さい。
油圧ポンプを用いて、内部に高温高圧の油７６を供給することにより、円筒部の外周直径を約０．４ｍｍ膨張させることができる。これにより、図１５に示すように、固定子コア５８の上端から下端まで全ての部位において、円筒部７５の外周面を、固定子コア５８の内周面に密着させることができ、円筒部７５と固定子コア５８の間の空気層をなくすことができる。
この状態で、高温の油７６により固定子コア５８を加熱できるため、インシュレータを所定の温度に均一に加熱することができる。その結果を図１６に示す。固定子コア５８の全ての部位Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおいて、ねらい値よりわずかに高い温度となるように、固定子コア５８及びインシュレータを加熱することができている。

以上説明したように、本発明の第２の実施例によれば、固定子コア５８が一体型固定子コアであり、固定子コア５８の内周面に接触する金型の円筒部７５を膨張させることにより、固定子コア５８の内周面と、金型の円筒部７５の外周面とを密着させた状態で、インシュレータ１２を予熱するので、固定子コア５８の両端部で温度差が生じることがなく、インシュレータ１２を均一に加熱できるため、インシュレータ１２を均一に変形させることができ、過度に変形させる恐れがない。

なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
例えば、本実施例では、１つのエッジワイズコイル１３を有する分割固定子１０について説明したが、２つのティース部１１を備える分割固定子コアに、２つのエッジワイズコイル１３を各々装着して、全体を樹脂モールドしても良い。また、３つのティース部１１を備える分割固定子コアに、３つのエッジワイズコイル１３を各々装着して、全体を樹脂モールドしても良い。
また、実施例の説明でも記載したが、本実施例では、エッジワイズコイルについて説明したが、コイル巻線の断面が丸や正方形等であっても、コイルとして成形されておれば、本発明が適用できることは、明解である。
また、本実施例では、熱可塑性樹脂を使用する場合について説明したが、熱硬化性樹脂を用いた場合についても、本発明を利用することは可能である。

分割固定子１８の製造手順を示す図面である。 分割固定子１８を１８個組み合わせ、外筒１５により焼きバメされた固定子１９を示す図である。 分割固定子１８の断面図である。 本発明の分割固定子製造方法の実施例の第１工程を示す図である。 本発明の分割固定子製造方法の実施例の第２工程を示す図である。 図５の拡大図である。 本発明の分割固定子製造方法の実施例の第３工程を示す拡大図である。 固定型２１に装着された、分割固定子コア１０とインシュレータ１２と、エッジワイズコイル１３との関係を示す図である。 エッジワイズコイル１３が固定型２１に装着された状態を示す図である。 樹脂モールドの注入口を示す部分断面図である。 ガラス転移温度Ｔｇのデータ図である。 エッジワイズコイル１３のコイルの断面図である。 エッジワイズコイル１３とインシュレータ１２との間の熱抵抗を示すデータ図である。 本発明の第２実施例である一体型固定子コア製造方法の金型を示す断面図である。 第２実施例の金型円筒部７５の構造を示す断面図である。 第２実施例の結果を示すデータ図である。

符号の説明

１０ 分割固定子コア
１１ ティース部
１２ インシュレータ
１３ エッジワイズコイル
１３ａ、１３ｂ 長端末
１８ 分割固定子
２０ コイル把持ブロック
２１ 固定型
２１ａ、２１ｂ スライド型
２１ｄ 固定型本体
２２ 可動型
２２ａ 突状部
３０ 融着層
５８ （一体型）固定子コア
７５ 円筒部
７６ 油
Ｔｇ ガラス転移温度

Claims (5)

1. 金型内に固定子コア、インシュレータ、及び成形済みコイルをインサートした状態で、成形済みコイルの周囲に、樹脂を成形する固定子製造方法において、
   前記インシュレータをガラス転移温度以上に予熱した状態で、前記樹脂により前記成形済みコイルの外周を押圧することにより、前記成形済みコイルの内周面を、前記インシュレータ外周表面に押し込んで、前記インシュレータを変形させることを特徴とする固定子製造方法。
2. 請求項１に記載する固定子製造方法において、
   前記固定子コアが分割固定子コアであり、
   前記金型内に前記分割固定子コア、インシュレータ、及び集中巻き成形済みコイルをインサートした状態で、成形済みコイルの周囲に、樹脂を成形することを特徴とする固定子製造方法。
3. 請求項１に記載する固定子製造方法において、
   前記固定子コアが一体型固定子コアであり、
   前記固定子コアの内周面に接触する前記金型の円筒部を膨張させることにより、前記固定子コアの内周面と、前記金型の円筒部の外周面とを密着させた状態で、前記インシュレータを予熱することを特徴とする固定子製造方法。
4. 請求項１乃至請求項３に記載する固定子製造方法のいずれか１つにおいて、
   前記成形済みコイルの外周に、融着層または接着剤層が形成されていることを特徴とする固定子製造方法。
5. 請求項１乃至請求項４に記載する固定子製造方法のいずれか１つにおいて、
   前記成形済みコイルがエッジワイズコイルであり、
   前記インシュレータの変形量が、０．０５から０．１ｍｍであることを特徴とする固定子製造方法。

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