JP2014007801A - モールド型ステータ、モータ、およびモールド型ステータの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ステータ本体を放熱性の高い樹脂でモールドした場合でも、軸線方向からみたときのサイズが大きく変化することのないモールド型ステータの製造方法、モールド型ステータ、および該モールド型ステータを備えたモータを提供すること。
【解決手段】樹脂充填予定空間36においてステータ本体30の一方側L1の端部が配置される一方側空間360に充填材357を充填しておき、次に、ステータ本体30の他方側L2の端部から充填材357を含む樹脂材358を供給し、ステータ本体30のスロット13sを介して一方側空間360に樹脂材358を充填する。その結果、一方側空間360も、充填材357を含む樹脂材358を充填することができる。
【選択図】図3
【解決手段】樹脂充填予定空間36においてステータ本体30の一方側L1の端部が配置される一方側空間360に充填材357を充填しておき、次に、ステータ本体30の他方側L2の端部から充填材357を含む樹脂材358を供給し、ステータ本体30のスロット13sを介して一方側空間360に樹脂材358を充填する。その結果、一方側空間360も、充填材357を含む樹脂材358を充填することができる。
【選択図】図3
Description
本発明は、ステータコアの突極にコイルが巻回されたステータ本体を樹脂によりモールドするモールド型ステータの製造方法、該製造方法により製造されたモールド型ステータ、および該モールド型ステータを備えたモータに関するものである。
モータ等に用いるステータは、ステータコアの突極にコイルが巻回された構造を有しており、かかるステータは、放熱性を高めることを目的に、ステータコアおよびコイルからなるステータ本体を樹脂によりモールドしたモールド型ステータとして構成されている。また、樹脂材中に充填材を含有させて樹脂材の放熱性を高めた構造が提案されている(特許文献1、2参照)。
ここで、特許文献1に記載の技術では、樹脂材中に充填材を含有させた未硬化のモールド樹脂をステータ本体の周りに充填している。また、特許文献2に記載の技術では、ステータ本体の周りに充填材を充填しておき、その後、ステータ本体の周りに樹脂を充填している。
樹脂材中に充填材を含有させると、樹脂材の粘度が上昇するため、ステータ本体の片側から樹脂材を供給しても、ステータ本体の反対側まで樹脂材が回り込まないという問題点がある。
一方、特許文献1に記載の技術のように、樹脂材中に充填材を分散させたモールド樹脂をステータ本体の外側を回り込ませる構成では、ステータ本体の周りにモールド樹脂が通る広い空間を必要とする。このため、モールド型ステータが大径化してしまう。
また、特許文献2に記載の技術のように、ステータ本体の周りに充填材を充填しておき、その後、ステータ本体の周りに樹脂を充填する方法でも、特許文献1に記載の技術と同様、ステータ本体の周りにモールド樹脂が通る広い空間を必要とする。このため、モールド型ステータが大径化してしまう。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ステータ本体を放熱性の高い樹脂でモールドした場合でも、軸線方向からみたときのサイズが大きく変化することのないモールド型ステータの製造方法、モールド型ステータ、および該モールド型ステータを備えたモータを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明は、径方向に突出する複数の突極が周方向に配列されたステータコア、および該複数の突極の各々に巻回されたコイルを備えたステータ本体と、熱硬化性の樹脂材中に該樹脂材より高い熱導電率を有する充填材を含有して前記ステータ本体を覆う樹脂部と、を有するモールド型ステータの製造方法であって、前記ステータ本体に対して軸線方向の一方側に位置する一方側空間に前記充填材を充填する充填材充填工程と、前記ステータ本体の軸線方向の他方側から未硬化の前記樹脂材を供給し、前記ステータ本体において周方向で隣り合う前記突極に巻回された前記コイルにより挟まれたスロットを介して前記一方側空間に前記樹脂材を供給する樹脂充填工程と、前記樹脂材を熱硬化させる硬化工程と、を有することを特徴とする。
本発明では、充填材充填工程においてステータ本体に対して軸線方向の一方側に充填材を充填しておき、樹脂充填工程では、ステータ本体の他方側から樹脂材を供給し、ステータ本体において周方向で隣り合う突極に巻回されたコイルにより挟まれたスロットを介して一方側空間に樹脂材を充填する。このため、充填材を含有させた樹脂材の粘度が高い場合でも、ステータ本体の一方側を、充填材を含有する樹脂材でモールドすることができる。従って、ステータ本体からの放熱性を高めることができるので、ステータ本体での温度上昇を低く抑えることができる。また、ステータ本体のスロットを介して一方側空間に樹脂材を充填するため、ステータ本体の外側(あるいは内側)に樹脂材を通す広い空間を必要としない。それ故、本発明によれば、ステータ本体を放熱性の高い樹脂でモールドする場合でも、軸線方向からみたときのサイズが大きく変化することがない。
本発明において、軸線方向からみたときのサイズは、前記樹脂部と前記ステータ本体とにおいて同一であることが好ましい。本発明における同一とは、サイズが略同一である場合も含む意味であり、ステータ本体の内周側あるいは外周側が、樹脂を一方側空間に充填するのに利用されていないことを意味する。
本発明において、前記充填材の粒径は、前記スロットにおいて軸線方向で開口する開口部の周方向のサイズより大であることが好ましい。かかる構成によれば、スロット内が充填材で詰まって樹脂が充填されない部分が発生することを防止することができる。
本発明において、前記充填材は、粒径が1mm〜3mmの球体であることが好ましい。かかる構成まで充填材の粒径を大きくすれば、放熱性を著しく高めることができる。また、粒径が3mmを超えると、充填材の間に発生する隙間が大きくなって放熱性が低下する虞がある。
本発明において、前記充填材は、粒径が異なる複数種類の球体からなることが好ましい。かかる構成によれば、大きな充填材の間に発生する隙間を小さな充填材が埋めるので、放熱性が高い。
本発明において、前記樹脂充填工程において前記樹脂材を充填する空間は、少なくとも一部が、前記モールド型ステータが収容されるモータケースにより区画形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、樹脂を充填する空間を構成する部分をそのままモータケースの一部として利用することができるので、モータを効率よく製造することができる。
本発明において、前記樹脂充填工程では、前記樹脂材として、前記充填材を含む樹脂材を供給することが好ましい。かかる構成でも、充填材を含有する樹脂材の充填は、ステータ本体の他方側が位置する側から1回行えばよいので、充填材を含有する樹脂材の粘度が高い場合でも、モールドの際の作業性が大きく低下することがない。
本発明は、径方向に突出する複数の突極が周方向に配列されたステータコア、および該複数の突極の各々に巻回されたコイルを備えたステータ本体と、熱硬化性の樹脂材中に該樹脂材より高い熱導電率を有する充填材を含有して前記ステータ本体を覆う樹脂部と、を有するモールド型ステータであって、前記樹脂部は、前記ステータ本体の軸線方向の一方側端部を覆う第1樹脂部分と、前記ステータ本体の軸線方向の他方側端部を覆う第2樹脂部分と、前記ステータ本体において周方向で隣り合う前記突極に巻回された前記コイルにより挟まれたスロット内に充填された第3樹脂部分と、を備え、前記第3樹脂部分において前記充填材が分布する密度は、前記第1樹脂部分および前記第2樹脂部分において前記充填材が分布する密度より低いことを特徴とする。
本発明においては、ステータ本体に対して軸線方向の一方側に充填材を充填しておき、ステータ本体の他方側から樹脂材を供給し、ステータ本体において周方向で隣り合う突極に巻回されたコイルにより挟まれたスロットを介して、ステータ本体の一方側に樹脂材を充填する。このため、充填材を含有させた樹脂材の粘度が高い場合でも、ステータ本体の一方側を、充填材を含有する樹脂材でモールドすることができる。従って、ステータ本体からの放熱性を高めることができるので、ステータ本体での温度上昇を低く抑えることができる。また、ステータ本体のスロットを介して一方側に樹脂材を充填するため、ステータ本体の外側(あるいは内側)に樹脂材を通す広い空間を必要としない。それ故、本発明によれば、ステータ本体を放熱性の高い樹脂でモールドする場合でも、軸線方向からみたときのサイズが大きく変化することがない。この場合、スロット内には充填材が入り込みにくい状態、あるいは充填材が入り込まない状態となるが、ステータ本体の軸線方向の両側(一方側および他端側)を覆う樹脂部分(第1樹脂部分および第2樹脂部分)の放熱性が高いので、ステータ本体での温度上昇を低く抑えることができる。
本発明に係るモールド型ステータにおいて、軸線方向からみたときのサイズは、前記樹脂部と前記ステータ本体とにおいて同一であることが好ましい。
本発明に係るモールド型ステータにおいて、前記充填材の粒径は、前記スロットにおいて軸線方向で開口する開口部の周方向のサイズより大であることが好ましい。
本発明に係るモールド型ステータを備えたモータは、前記モールド型ステータを内側に収容する金属製のモータケースと、該モータケースの内側で前記モールド型ステータの内周面および外周面のうちの一方に対向するロータと、を有していることを特徴とする。
本発明に係るモータにおいて、前記モータケースは、前記第1樹脂部分に接する金属製の端板部、および前記第2樹脂部分に接する金属製の端板部のうちの少なくとも一方を有していることが好ましい。かかる構成によれば、ステータ本体で発生した熱をモータケースに逃がしやすい。
本発明では、ステータ本体に対して軸線方向の一方側に充填材を充填しておき、ステータ本体の他方側から樹脂材を供給し、ステータ本体において周方向で隣り合う突極に巻回されたコイルにより挟まれたスロットを介して一方側空間に樹脂材を充填する。このため、充填材を含有させた樹脂材の粘度が高い場合でも、ステータ本体の一方側を、充填材を含有する樹脂材でモールドすることができる。従って、ステータ本体からの放熱性を高めることができるので、ステータ本体での温度上昇を低く抑えることができる。また、ステータ本体のスロットを介して一方側空間に樹脂材を充填するため、ステータ本体の外側(あるいは内側)に樹脂材を通す広い空間を必要としない。それ故、本発明によれば、ステータ本体を放熱性の高い樹脂でモールドする場合でも、軸線方向からみたときのサイズが大きく変化することがない。この場合、スロット内には充填材が入り込みにくい状態、あるいは充填材が入り込まない状態となるが、ステータ本体の軸線方向の両側(一方側および他端側)を覆う樹脂部分(第1樹脂部分および第2樹脂部分)の放熱性が高いので、ステータ本体での温度上昇を低く抑えることができる。
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明をインナーロータ型のモータに適用した場合を中心に説明する。
(モータの全体構成)
図1は、本発明を適用したモータの縦断面図である。図2は、本発明を適用したモータのE−E断面図である。
図1は、本発明を適用したモータの縦断面図である。図2は、本発明を適用したモータのE−E断面図である。
図1に示すモータ1は、インナーロータ型のモータであり、ロータ2と、ロータ2の外周側に配置されるモールド型ステータ3と、モータケース4とを備えている。なお、以下の説明では、モータ1の径方向(すなわち、ロータ2の径方向およびモールド型ステータ3の径方向)を「径方向」、モータ1の周方向(すなわち、ロータ2の周方向およびモールド型ステータ3の周方向)を「周方向」、モータ1の軸線方向(すなわち、ロータ2の軸線方向およびモールド型ステータ3の軸線方向)を「軸線方向L」とする。また、軸線方向Lのうち、回転軸6が大きく突出している側を一方側L1(出力側)とし、その反対側を他方側L2(反出力側)とする。
モータケース4は、モールド型ステータ3の周りに配置された金属製の筒状部材21と、筒状部材21の軸線方向Lの他方側L2に固定された金属製の端板23(端板部)とを備えている。筒状部材21は、円筒部221と、円筒部221の軸線方向Lの一方側L1に設けられた端板部22とを備えており、端板部22および端板23の各々に軸受9、10が保持されている。本形態において、端板部22は、円環状の底板部222と、円環状の底板部222の内周縁から軸線方向Lの一方側L1に突出した円筒部223と、円筒部223の軸線方向Lの一方側L1の端部に繋がる円環状の底板部224とを有している。また、底板部224には、軸線方向Lの他方側L2に突出した円筒状の筒部225が形成されており、かかる筒部225の内側に軸受9が保持されている。
ロータ2は、回転軸6と、回転軸6の外周面に固定された積層コア7と、積層コア7の外周面に固定される複数の永久磁石8とを備えており、回転軸6は、モータケース4に固定された軸受9、10によって回転可能に支持されている。積層コア7は、回転軸6の外周面に焼き嵌め等の方法によって固定されている。本形態において、永久磁石8は計16個の磁石片からなる。かかる永久磁石8(磁石片)は、円周方向で隣接するように、かつ、円周方向に略一定の間隔で積層コア7の外周面に接着等の方法によって固定されている。
モールド型ステータ3は、ステータ本体30と、ステータ本体30を覆う樹脂部35とを有しており、樹脂部35の詳細な説明は後述する。
(ステータ本体30の構成)
ステータ本体30は、径方向に突出する複数の突極13aが周方向に等角度間隔に配列されたステータコア13と、複数の突極13aの各々に巻回されたコイル14とを備えている。また、ステータコア13は、複数の突極13aに加え、ステータコア13の外周側部分を構成する外周部13bを備えている。外周部13bは、略円筒状に形成されており、複数の突極13aは、外周部13bから径方向の内側へ突出している。本形態において、突極13aの数は18個であり、外周部13bは、突極13aの基端同士を繋いだ構成になっている。また、突極13aの先端面13eは、軸線方向から見たときの形状が円弧状となる曲面状に形成されており、先端面13eは、径方向における永久磁石8の外側面に対向している。
ステータ本体30は、径方向に突出する複数の突極13aが周方向に等角度間隔に配列されたステータコア13と、複数の突極13aの各々に巻回されたコイル14とを備えている。また、ステータコア13は、複数の突極13aに加え、ステータコア13の外周側部分を構成する外周部13bを備えている。外周部13bは、略円筒状に形成されており、複数の突極13aは、外周部13bから径方向の内側へ突出している。本形態において、突極13aの数は18個であり、外周部13bは、突極13aの基端同士を繋いだ構成になっている。また、突極13aの先端面13eは、軸線方向から見たときの形状が円弧状となる曲面状に形成されており、先端面13eは、径方向における永久磁石8の外側面に対向している。
ここで、ステータコア13は、円周方向において、1個の突極13aごとに分割可能な複数の分割コア15によって構成されている。すなわち、ステータコア13は、円周方向に組み合わされて一体化される複数の分割コア15によって構成されており、複数の分割コア15の各々が、突極13aと、外周部13bの一部を構成する円弧部15aとを備えている。分割コア15は、複数の磁性板が積層されて形成された積層コアである。
分割コア15は、その一部分を除いて、インシュレータ16で覆われている。インシュレータ16は、絶縁性を有する樹脂によって形成されている。本形態では、インサートモールドによって、分割コア15の表面にインシュレータ16が形成されている。インシュレータ16には、突極13aの先端側(すなわち、径方向の内側)へのコイル14の巻崩れを防止するための巻崩れ防止部16aが形成されており、インシュレータ16において突極13aの基端側を覆う部分と巻崩れ防止部16aとの間には、環状の凹部16bが形成されている。コイル14は、円弧部15aと巻崩れ防止部16aとの間でインシュレータ16を介して突極13aに巻回されている。なお、円周方向で隣接するコイル14の間には絶縁紙が配置されることもある。
分割コア15は、インシュレータ16を介してコイル14が巻回された後に、図2に示すように、円周方向に組み合わされた状態で、モータケース4の筒状部材21の内周側に焼き嵌めされて一体化されている。この状態で、ステータ本体30において、周方向で隣り合う突極13aの間に形成されたスロット13sは、突極13aに巻回されたコイル14によって、極めて狭くなっている。
(ステータ本体30に対する樹脂モールド構造)
図1に示すように、本形態のモータ1では、ステータ本体30で発生した熱を効率よくモータケース4に逃がすことができるように、ステータ本体30を樹脂部35で覆ったモールド型ステータ3が用いられている。さらに、本形態では、樹脂部35には、熱硬化性の樹脂材中に、樹脂材より高い熱導電率を有する充填材を含有したモールド樹脂が用いられている。かかる充填材としては、アルミナ粒子等を用いることができる。本形態では、充填材として、粒径が1mm〜3mmのアルミナ球体が用いられている。かかる充填材は、図2に示すスロット13sにおいて軸線方向で開口する開口部のサイズより大である。ここで、「サイズが大である」とは、充填材のサイズが、スロット13sの開口部からスロット13s内に入り込まないサイズのことをいう。より具体的には、本形態のモータ1において、スロット13sは径方向に延在する溝状に形成されており、充填材の粒径は、スロット13sの径方向の寸法(長さ方向)より小さいが、スロット13sの周方向の寸法(幅方向)より大である。このように本形態では、樹脂部35に、粒径の大きな充填材を、樹脂材を含有させたモールド用樹脂を用いているため、樹脂部35は、ステータ本体30で発生した熱を効率よくモータケース4に逃がすことができる。ここで、充填材としては、粒径が異なる複数種類の球体を用いることが好ましい。かかる構成によれば、大きな充填材の間に発生する隙間を小さな充填材が埋めるので、充填材の充填率を高めることができ、放熱性が高い。
図1に示すように、本形態のモータ1では、ステータ本体30で発生した熱を効率よくモータケース4に逃がすことができるように、ステータ本体30を樹脂部35で覆ったモールド型ステータ3が用いられている。さらに、本形態では、樹脂部35には、熱硬化性の樹脂材中に、樹脂材より高い熱導電率を有する充填材を含有したモールド樹脂が用いられている。かかる充填材としては、アルミナ粒子等を用いることができる。本形態では、充填材として、粒径が1mm〜3mmのアルミナ球体が用いられている。かかる充填材は、図2に示すスロット13sにおいて軸線方向で開口する開口部のサイズより大である。ここで、「サイズが大である」とは、充填材のサイズが、スロット13sの開口部からスロット13s内に入り込まないサイズのことをいう。より具体的には、本形態のモータ1において、スロット13sは径方向に延在する溝状に形成されており、充填材の粒径は、スロット13sの径方向の寸法(長さ方向)より小さいが、スロット13sの周方向の寸法(幅方向)より大である。このように本形態では、樹脂部35に、粒径の大きな充填材を、樹脂材を含有させたモールド用樹脂を用いているため、樹脂部35は、ステータ本体30で発生した熱を効率よくモータケース4に逃がすことができる。ここで、充填材としては、粒径が異なる複数種類の球体を用いることが好ましい。かかる構成によれば、大きな充填材の間に発生する隙間を小さな充填材が埋めるので、充填材の充填率を高めることができ、放熱性が高い。
このように構成したモールド型ステータ3において、樹脂部35の内周面は、径方向において、ステータ本体30の内周面(ステータコア13の内周面およびインシュレータ16の内周面)と同一の位置にある。また、樹脂部35の外周面は、径方向において、ステータ本体30の外周面(ステータコア13の外周面)と同一の位置にある。このため、軸線方向Lからみたときのサイズ(外径寸法および内径寸法)は、樹脂部35とステータ本体30とにおいて同一である。言い換えれば、ステータコア13(ステータ本体30)の外周側および内周側には樹脂部35が設けられておらず、ステータコア13の外周面および内周面は、樹脂部35から露出している。このため、ステータコア13の外周面は樹脂部35から露出し、モータケース4の筒状部材21の内周面に直接接している。従って、ステータ本体30の熱は、ステータ本体30の外周面から直接、モータケース4に逃がすことができる。
このように構成したモータ1およびモールド型ステータ3において、樹脂部35は、ステータ本体30の軸線方向Lの一方側L1の端部を覆う第1樹脂部分351と、ステータ本体30の軸線方向Lの他方側L2の端部を覆う第2樹脂部分352と、ステータ本体30において周方向で隣り合う突極13aに巻回されたコイル14により挟まれたスロット13s内に充填された第3樹脂部分353とからなる。
本形態において、第3樹脂部分353において充填材が分布する密度は、第1樹脂部分351および第2樹脂部分352において充填材が分布する密度より低い。特に本形態では、樹脂によるモールドが、図3を参照して後述する方法により行われ、かつ、充填材の粒径は、スロット13sの開口部の周方向の寸法(スロット13sの周方向の寸法)より大である。このため、第3樹脂部分353には、充填材が含まれていない。
ここで、第1樹脂部分351の外周面は、金属製のモータケース4の円筒部221に当接し、軸線方向Lの一方側L1の端面は、金属製の端板部22の底板部222に当接している。このため、ステータ本体30の熱を、第1樹脂部分351を介してモータケース4の端板部22に効率よく逃がすことができる。
また、第2樹脂部分352の外周面も、第1樹脂部分351の外周面と同様、モータケース4の円筒部221に当接し、軸線方向Lの他方側L2の端面は、モータケース4の端板23(端板部)に当接している。このため、ステータ本体30の熱を、第2樹脂部分352を介してモータケース4の筒状部材21および端板23に効率よく逃がすことができる。
(モールド型ステータ3の製造方法)
図3は、本発明の実施の形態に係るモータ1およびモールド型ステータ3の製造工程のうち、ステータ本体30を樹脂でモールドする工程を示す説明図である。
図3は、本発明の実施の形態に係るモータ1およびモールド型ステータ3の製造工程のうち、ステータ本体30を樹脂でモールドする工程を示す説明図である。
本発明を適用したモータ1およびモールド型ステータ3では、熱硬化性の樹脂材中に、樹脂材より高い熱導電率を有する充填材を含有したモールド樹脂が用いられており、かかるモールド樹脂は粘度が高い。そこで、本形態では、図3を参照して以下に説明する方法により、ステータ本体30を樹脂モールドする。
本形態では、まず、図3(a)に示すように、筒状部材21の内側にステータ本体30を固定する。この状態で、ステータ本体30と端板部22とは、軸線方向で離間しており、ステータ本体30に対して軸線方向の一方側に位置する部分(一方側空間360)、および軸線方向の他方側に位置する部分が樹脂充填予定空間36となる。
次に、図3(b)に示す充填材充填工程においては、ステータ本体30の軸線方向Lの一方側L1の端部の内縁(インシュレータ16の軸線方向Lの一方側L1の端部の内縁)と、筒状部材21の端板部22との間から、矢印Aで示すように、ステータ本体30の軸線方向Lの一方側L1の端部と筒状部材21の端板部22との間(一方側空間360)にアルミナ球体からなる充填材357を充填する。ここで、充填材357は、粒径が1mm〜3mmであるため、一方側空間360に充填した充填材357が外部にこぼれ出ることはない。
次に、図3(c)に示すようにステータ本体30の内側に型材39を配置する。その結果、ステータ本体30、円筒部221、端板部22の底板部222、および型材39によって樹脂充填予定空間36が区画される。
次に、図3(d)に示す樹脂充填工程では、ステータ本体30の他方側L2の端部が位置する側から、アルミナ球体からなる充填材357を含む樹脂材358を供給する。その結果、ステータ本体30のスロット13sを介して一方側空間360に樹脂材358が流入する。その際、充填材357は、スロット13sを通過することはできず、ステータ本体30の他方側L2に留まったままである。このため、ステータ本体30の他方側L2では、充填材357を含有する樹脂材358が充填される。また、スロット13sを通過してステータ本体30の一方側L1に流入した樹脂材358は、ステータ本体30の軸線方向Lの一方側L1に充填された充填材357の隙間に流入し、ステータ本体30の一方側L1には、充填材357を含有する樹脂材358が充填される。これに対して、スロット13sには、充填材357を含まない樹脂材358が充填される。
しかる後に、真空脱泡処理を行った後、硬化工程において、樹脂材358を熱硬化させれば、ステータ本体30は樹脂モールドされた状態となる。従って、図1に示すように、ステータ本体30の軸線方向Lの他方側L2の端部を覆う第2樹脂部分352が形成され、かかる第2樹脂部分352は、充填材357を含んでいる。また、ステータ本体30の軸線方向Lの一方側L1の端部を覆う第1樹脂部分351が形成され、かかる第1樹脂部分351は、充填材357を含んでいる。さらに、スロット13sには第3樹脂部分353が形成され、かかる第3樹脂部分353は、充填材357を含んでいない。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、充填材充填工程において、樹脂充填予定空間36のうち、ステータ本体30の一方側L1の端部が位置する一方側空間360に充填材357を充填しておき、その後、樹脂充填工程において、ステータ本体30の他方側L2の端部から、充填材357を含む樹脂材358を供給する。その結果、樹脂材358は、ステータ本体30において周方向で隣り合う突極13aに巻回されたコイル14により挟まれたスロット13sを介して一方側空間360に供給される。このため、充填材357を含有させた樹脂材358の粘度が高い場合でも、ステータ本体30の一方側L1を、充填材357を含有する樹脂材358でモールドすることができる。また、ステータ本体30の他方側L2も、充填材357を含有する樹脂材358でモールドされる。従って、ステータ本体30からの放熱性を高めることができるので、ステータ本体30での温度上昇を低く抑えることができる。また、ステータ本体30のスロット13sを介して一方側空間360に樹脂材358を充填するため、ステータ本体30の外側(あるいは内側)に樹脂材358を通す広い空間を必要としない。それ故、本形態によれば、ステータ本体30を放熱性の高い樹脂でモールドする場合でも、軸線方向Lからみたときのサイズが大きく変化することがない。それ故、軸線方向Lからみたとき、樹脂部35とステータ本体30とではサイズが同一である。
以上説明したように、本形態では、充填材充填工程において、樹脂充填予定空間36のうち、ステータ本体30の一方側L1の端部が位置する一方側空間360に充填材357を充填しておき、その後、樹脂充填工程において、ステータ本体30の他方側L2の端部から、充填材357を含む樹脂材358を供給する。その結果、樹脂材358は、ステータ本体30において周方向で隣り合う突極13aに巻回されたコイル14により挟まれたスロット13sを介して一方側空間360に供給される。このため、充填材357を含有させた樹脂材358の粘度が高い場合でも、ステータ本体30の一方側L1を、充填材357を含有する樹脂材358でモールドすることができる。また、ステータ本体30の他方側L2も、充填材357を含有する樹脂材358でモールドされる。従って、ステータ本体30からの放熱性を高めることができるので、ステータ本体30での温度上昇を低く抑えることができる。また、ステータ本体30のスロット13sを介して一方側空間360に樹脂材358を充填するため、ステータ本体30の外側(あるいは内側)に樹脂材358を通す広い空間を必要としない。それ故、本形態によれば、ステータ本体30を放熱性の高い樹脂でモールドする場合でも、軸線方向Lからみたときのサイズが大きく変化することがない。それ故、軸線方向Lからみたとき、樹脂部35とステータ本体30とではサイズが同一である。
また、充填材357を含有する樹脂材358の充填は、ステータ本体30の他方側L2の端部が位置する側から1回行えばよいので、充填材357を含有する樹脂材358の粘度が高い場合でも、モールドの際の作業性が大きく低下することがない。
また、本形態の方法により製造したモータ1およびモールド型ステータ3において、樹脂部35は、ステータ本体30の軸線方向Lの一方側L1の端部を覆う第1樹脂部分351と、ステータ本体30の軸線方向Lの他方側L2の端部を覆う第2樹脂部分352と、ステータ本体30において周方向で隣り合う突極13aに巻回されたコイル14により挟まれたスロット13s内に充填された第3樹脂部分353とからなる。また、第3樹脂部分353において充填材が分布する密度は、第1樹脂部分351および第2樹脂部分352において充填材が分布する密度より低くなる。それでも、ステータ本体30の軸線方向Lの両側に位置する第1樹脂部分351および第2樹脂部分352は充填材357を含有しているので、ステータ本体30からの放熱性が高い。
また、充填材357の粒径は、1mm〜3mmであり、スロット13sにおいて軸線方向で開口する開口部のサイズより大である。このため、かかるサイズの充填材357によれば、放熱性を著しく高めることができる。また、スロット13s内で充填材357が詰まることがないので、樹脂が充填されない部分が発生しにくい。
また、図3に示す樹脂充填予定空間36の少なくとも一部は、モールド型ステータ3が収容されるモータケース4の端板部22および筒状部材21により区画形成されている。このため、樹脂充填予定空間36を構成する部分をそのままモータケース4の一部として利用することができるので、モータ1を効率よく製造することができる。
(他の実施の形態)
上記実施の形態では、反出力側から樹脂材を充填したが、出力側から樹脂材を充填する場合に本発明を適用してもよい。また、充填材357としてはアルミナの他、ジルコニアを用いてもよい。上記実施の形態では、ステータ本体30を配置した後、一方側空間360に充填材357を充填したが、一方側空間360に充填材357を充填した後、ステータ本体30を配置してもよい。また、上記実施の形態では、樹脂充填工程において、充填材357を含む樹脂材358を充填したが、ステータ本体30の他方側に充填材357を充填した後、充填材357を含まない樹脂材358を充填してもよい。
上記実施の形態では、反出力側から樹脂材を充填したが、出力側から樹脂材を充填する場合に本発明を適用してもよい。また、充填材357としてはアルミナの他、ジルコニアを用いてもよい。上記実施の形態では、ステータ本体30を配置した後、一方側空間360に充填材357を充填したが、一方側空間360に充填材357を充填した後、ステータ本体30を配置してもよい。また、上記実施の形態では、樹脂充填工程において、充填材357を含む樹脂材358を充填したが、ステータ本体30の他方側に充填材357を充填した後、充填材357を含まない樹脂材358を充填してもよい。
上記実施の形態では、インナーロータ型のモータを例示したが、ロータがステータ本体の外周面に対向するアウターロータ型のモータに本発明を適用してもよい。
1 モータ
2 ロータ
3 モールド型ステータ
4 モータケース
13a 突極
13s スロット
14 コイル
21 筒状部材
22 端板部
23 端板(端板部)
30 ステータ本体
35 樹脂部
36 樹脂充填予定空間
357 充填材
358 樹脂材
2 ロータ
3 モールド型ステータ
4 モータケース
13a 突極
13s スロット
14 コイル
21 筒状部材
22 端板部
23 端板(端板部)
30 ステータ本体
35 樹脂部
36 樹脂充填予定空間
357 充填材
358 樹脂材
Claims (12)
- 径方向に突出する複数の突極が周方向に配列されたステータコア、および該複数の突極の各々に巻回されたコイルを備えたステータ本体と、
熱硬化性の樹脂材中に該樹脂材より高い熱導電率を有する充填材を含有して前記ステータ本体を覆う樹脂部と、
を有するモールド型ステータの製造方法であって、
前記ステータ本体に対して軸線方向の一方側に位置する一方側空間に前記充填材を充填する充填材充填工程と、
前記ステータ本体の軸線方向の他方側から未硬化の前記樹脂材を供給し、前記ステータ本体において周方向で隣り合う前記突極に巻回された前記コイルにより挟まれたスロットを介して前記一方側空間に前記樹脂材を供給する樹脂充填工程と、
前記樹脂材を熱硬化させる硬化工程と、
を有することを特徴とするモールド型ステータの製造方法。 - 軸線方向からみたときのサイズは、前記樹脂部と前記ステータ本体とにおいて同一であることを特徴とする請求項1に記載のモールド型ステータの製造方法。
- 前記充填材の粒径は、前記スロットにおいて軸線方向で開口する開口部の周方向のサイズより大であることを特徴とする請求項1または2に記載のモールド型ステータの製造方法。
- 前記充填材は、粒径が1mm〜3mmの球体であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のモールド型ステータの製造方法。
- 前記充填材は、粒径が異なる複数種類の球体からなることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のモールド型ステータの製造方法。
- 前記樹脂充填工程において前記樹脂材を充填する空間は、少なくとも一部が、前記モールド型ステータが収容されるモータケースにより区画形成されていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載のモールド型ステータの製造方法。
- 前記樹脂充填工程では、前記樹脂材として、前記充填材を含む樹脂材を供給することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載のモールド型ステータの製造方法。
- 径方向に突出する複数の突極が周方向に配列されたステータコア、および該複数の突極の各々に巻回されたコイルを備えたステータ本体と、
熱硬化性の樹脂材中に該樹脂材より高い熱導電率を有する充填材を含有して前記ステータ本体を覆う樹脂部と、
を有するモールド型ステータであって、
前記樹脂部は、前記ステータ本体の軸線方向の一方側端部を覆う第1樹脂部分と、前記ステータ本体の軸線方向の他方側端部を覆う第2樹脂部分と、前記ステータ本体において周方向で隣り合う前記突極に巻回された前記コイルにより挟まれたスロット内に充填された第3樹脂部分と、を備え、
前記第3樹脂部分において前記充填材が分布する密度は、前記第1樹脂部分および前記第2樹脂部分において前記充填材が分布する密度より低いことを特徴とするモールド型ステータ。 - 軸線方向からみたときのサイズは、前記樹脂部と前記ステータ本体とにおいて同一であることを特徴とする請求項8に記載のモールド型ステータ。
- 前記充填材の粒径は、前記スロットにおいて軸線方向で開口する開口部の周方向のサイズより大であることを特徴とする請求項8または9に記載のモールド型ステータ。
- 請求項8乃至10の何れか一項に記載の前記モールド型ステータを備えたモータであって、
前記モールド型ステータを内側に収容する金属製のモータケースと、該モータケースの内側で前記モールド型ステータの内周面および外周面のうちの一方に対向するロータと、を有していることを特徴とするモータ。 - 前記モータケースは、前記第1樹脂部分に接する金属製の端板部、および前記第2樹脂部分に接する金属製の端板部のうちの少なくとも一方を有していることを特徴とする請求項11に記載のモータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012140287A JP2014007801A (ja) | 2012-06-22 | 2012-06-22 | モールド型ステータ、モータ、およびモールド型ステータの製造方法 |
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JP (1) | JP2014007801A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11418093B2 (en) | 2019-01-25 | 2022-08-16 | Fanuc Corporation | Electric motor with improved heat dissipation and productivity and method for manufacturing same |
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2012
- 2012-06-22 JP JP2012140287A patent/JP2014007801A/ja active Pending
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