JP2014195345A - モータ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】インシュレータの製造時に用いる金型の耐久性の低下を抑制する。
【解決手段】モータ１００は、径方向に突設された複数のティース２５が周方向に所定の間隔で配置される円環状のステータコア２１と、ティース２５に巻回される巻線２２と、ステータコア２１と巻線２２との間に介装されてステータコア２１と巻線２２との間を絶縁する、ポリアミド樹脂にて成形されるインシュレータ２３と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】モータ１００は、径方向に突設された複数のティース２５が周方向に所定の間隔で配置される円環状のステータコア２１と、ティース２５に巻回される巻線２２と、ステータコア２１と巻線２２との間に介装されてステータコア２１と巻線２２との間を絶縁する、ポリアミド樹脂にて成形されるインシュレータ２３と、を備える。
【選択図】図１
Description
本発明は、モータ及びその製造方法に関する。
モータのステータは、円環状のステータコアと、ステータコアの内径側に延設されるティースに巻回されるコイルと、ティースとコイルとの間に介装される絶縁性部材のインシュレータと、から構成される。
特許文献１には、インシュレータをＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂によって射出成形することが開示されている。
しかし、ＰＰＳ樹脂は硫黄成分を含むため、射出成形のためにＰＰＳ樹脂を溶融させると、硫黄を含む腐食性のガスが発生する。これにより、インシュレータの製造時に用いる金型が腐食して耐久性が低下する可能性がある。
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、インシュレータの製造時に用いる金型の耐久性の低下を抑制することを目的とする。
本発明は、モータであって、径方向に突設された複数のティースが周方向に所定の間隔で配置される円環状のステータコアと、ティースに巻回される巻線と、ステータコアと巻線との間に介装されてステータコアと巻線との間を絶縁する、ポリアミド樹脂にて成形されるインシュレータと、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、インシュレータがポリアミド樹脂にて成形されるので、インシュレータの製造時に腐食性のガスが発生することを防止でき、金型の耐久性の低下を抑制することができる。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態におけるモータ１００を軸に垂直な方向に切断した断面を示す断面図である。
モータ１００は、回転可能なロータ１と、ロータ１の外周側にロータ１と所定の空隙を介して配設されるステータ２と、を備える。
ロータ１は、軸心部に配置されるシャフト１１と、シャフト１１の外周に固定されてシャフト１１とともに回転するロータコア１２と、ロータコア１２の外周面に等間隔で配設される永久磁石１３と、を備える。
ステータ２は、ロータ１と所定の空隙を介してロータ１を取り囲むように配設される円環状のステータコア２１と、ステータコア２１に巻装される巻線２２と、ステータコア２１と巻線２２との間に介装されるインシュレータ２３と、を備える。
ステータコア２１は、環状のヨーク部２４と、ヨーク部２４から径方向内側に向けて突設され周方向に所定の間隔で配置される複数のティース２５と、隣接するティース２５によってヨーク部２４の内周側に画成されるスロット２６と、を有する。
巻線２２は、ステータコア２１のティース２５に巻回され、各ティース２５にはコイル２７が形成される。巻線２２の端末は、ステータ２に設けられる電極（図示せず）に接続される。電極を介してコイル２７に電力が供給されるとステータコア２１が磁化し、ロータ１の永久磁石１３との作用によってロータ１がシャフト１１を軸として回転する。
インシュレータ２３は、巻線２２が巻回される前のステータコア２１の各ティース２５に装着される。インシュレータ２３を装着後のティース２５に巻線２２を巻回すると、ステータコア２１と巻線２２との間がインシュレータ２３によって絶縁される。
図２は、インシュレータ２３の斜視図である。図３は、図２のインシュレータ２３を矢印Ａ方向から見た場合の断面図である。
図２に示すように、インシュレータ２３は、略Ｕ字状の胴部２３１と、胴部２３１の両側端から延設される顎部２３２と、を有する絶縁性部材である。図３に示すように、胴部２３１は、Ｕ字状の中央に位置する基端部２３１ａと、基端部２３１ａの両端から延設される延設部２３１ｂと、を有する。
インシュレータ２３は２つで１組であり、１組のインシュレータ２３が各ティース２５にステータ２の軸方向両側から嵌装される。すなわち、胴部２３１の開口部にティース２５を収容するとともに、胴部２３１がティース２５に隣接する両側のスロット２６に挿入される。これにより、胴部２３１の内周面はティース２５の外周面に当接し、顎部２３２の外面はスロット２６の内面の一部に当接する。
ステータ２の軸方向両側からティース２５に嵌装された１組のインシュレータ２３は、互いの両端部が重なり合うように配置される。これにより、１組のインシュレータ２３間に隙間が生じることが防止される。
ステータコア２１に嵌装されたインシュレータ２３に巻線２２が巻回されると、胴部２３１によって巻線２２とティース２５との接触が防止され、顎部２３２によって巻線２２とヨーク部２４との接触が防止される。
図３に示すように、胴部２３１の延設部２３１ｂの厚さは、０．３ｍｍ〜１．５ｍｍに設定される。これにより、巻線２２をインシュレータ２３に巻回する際に、巻線２２の応力によってインシュレータ２３にクラックが生じることを防止できる程度の厚みを確保しながら、スロット２６の容積の低下を抑制することができる。
インシュレータ２３は、ポリアミド樹脂を原材料として金型によって成形される。ポリアミド樹脂としては、例えば、ザイテル（登録商標）等が用いられることが好ましい。
次に、インシュレータ２３の製造方法について説明する。インシュレータ２３は射出成形によって成形される。
初めに、繊維状無機強化材又は無機充填剤（例えば、ガラス繊維等）を１０〜５０重量％程度含有するポリアミド樹脂を加熱溶融させて金型に射出する。
次に、金型内に充填されたポリアミド樹脂を所定の保圧力によって保持する。所定の保圧力は、成形後の成形品の表面粗さが１０μｍＲｚ以下となるように設定される。
続いて、金型内を冷却した後、成形品を金型から取り出すことで、成形品としてのインシュレータ２３が完成する。
図４は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）又はＰＡ（ポリアミド樹脂）を１２０〜１３０℃に加熱した場合の腐食性ガスの発生量を示す表である。
ＰＰＳを１２０〜１３０℃に加熱した場合、金型腐食の原因となるガスであるＨ２Ｓ（硫化水素）の発生量は、０．２１ｐｐｂ（ｗ／ｗ）である。
一方、本実施形態のインシュレータ２３の原材料であるＰＡを１２０〜１３０℃に加熱した場合、金型腐食の原因となるガスであるＨ２Ｓ（硫化水素）の発生量は、０．０１ｐｐｂ（ｗ／ｗ）未満である。
したがって、本実施形態のインシュレータ２３は、製造時に腐食性のガスが生じることを抑制でき金型の腐食を防止することができる。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
インシュレータ２３がポリアミド樹脂によって成形されるので、インシュレータ２３の製造時に腐食性のガスが発生することを防止でき、インシュレータ２３を製造するための金型の耐久性の低下を抑制することができる。
さらに、金型内に充填されたポリアミド樹脂を、成形後の成形品の表面粗さが１０μｍＲｚ以下となるような保圧力によって保持するので、インシュレータ２３が嵌装されたティース２５に巻線２２を巻回した際に巻線２２の被覆が破損して絶縁性が低下することを防止することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
例えば、上記実施形態では、インシュレータ２３をティース２５毎に嵌装してモータ１００を構成しているが、これに代えて、ステータコア２１を金型に投入し、射出成形によってすべてのティース２５の外周面を覆う一体化した樹脂成形品を成形してもよい。この場合、インシュレータ２３をティース２５毎に嵌装する工程を省略することができるので、生産性を向上させることができる。
さらに、上記実施形態では、ステータコア２１を一部材として説明したが、複数のコア片をモータ１００の周方向に連結するとともにモータ１００の軸方向に積層してステータコア２１を形成してもよい。
さらに、上記実施形態では、電力の供給を受けてロータ１が回転駆動されるモータ１００のインシュレータ２３について例示したが、ロータ１を介して外部から入力される回転駆動力によって発電するジェネレータのインシュレータに適用してもよい。
２１ ステータコア
２２ 巻線
２３ インシュレータ
２５ ティース
１００ モータ
２２ 巻線
２３ インシュレータ
２５ ティース
１００ モータ
Claims (2)
- 径方向に突設された複数のティースが周方向に所定の間隔で配置される円環状のステータコアと、
前記ティースに巻回される巻線と、
前記ステータコアと前記巻線との間に介装されて前記ステータコアと前記巻線との間を絶縁する、ポリアミド樹脂にて成形されるインシュレータと、
を備えることを特徴とするモータ。 - 径方向に突設された複数のティースが周方向に所定の間隔で配置される円環状のステータコアと、
前記ティースに巻回される巻線と、
前記ステータコアと前記巻線との間に介装されて前記ステータコアと前記巻線との間を絶縁するインシュレータと、
を備えるモータの製造方法であって、
前記インシュレータはポリアミド樹脂にて成形され、
前記製造方法は、
ポリアミド樹脂を加熱溶融させ金型に射出する工程と、
前記金型内に充填されたポリアミド樹脂を成形品の表面粗さが１０μｍＲｚ以下となる保圧力によって保持する工程と、
前記インシュレータとして成形された成形品を前記金型から取り出す工程と、
を含むことを特徴とするモータの製造方法。
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|---|---|---|---|---|
| JP2006180698A (ja) * | 2006-03-17 | 2006-07-06 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機、冷凍・空調装置、電動機の製造方法、電動機の金型装置 |
| US20090167101A1 (en) * | 2007-10-26 | 2009-07-02 | Yuji Saga | Over-mold stator assembly and process for preparation thereof |
| JP2009278839A (ja) * | 2008-05-19 | 2009-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | 回転電機の固定子 |
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