JP2017118749A

JP2017118749A - ステータ

Info

Publication number: JP2017118749A
Application number: JP2015253648A
Authority: JP
Inventors: 山田　耕司; Koji Yamada; 耕司山田; 和樹浅田; Kazuki Asada
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-12-25
Filing date: 2015-12-25
Publication date: 2017-06-29
Anticipated expiration: 2035-12-25
Also published as: JP6502843B2

Abstract

【課題】樹脂モールドの際に外部に樹脂を漏れ出にくくする。
【解決手段】ステータの固定部材４０が、ステータコアの径方向の内側と外側とを連通する連通路４２ａ〜４２ｅを有し、その連通路４２ａ〜４２ｅの途中に、ステータコアの周方向における幅が拡張されると共に周方向における単位長さあたりの体積が異なる拡張部４５ａ〜４５ｅが設けられている。連通路４２ａ〜４２ｅのうち内側通路４３ａ〜４３ｅは、拡張部４５ａ〜４５ｅ内の体積が大きくなる部分に向かう向きで繋げられており、外側通路４４ａ〜４４ｅは、内側通路４３ａ〜４３ｅよりも拡張部４５ａ〜４５ｅ内の体積が小さくなる部分に繋げられている。このため、樹脂モールドする際に、拡張部４５ａ〜４５ｅ内に流入した樹脂が拡張部４５ａ〜４５ｅ内の体積が大きな部分で溜まりやすくすると共に、拡張部４５ａ〜４５ｅ内に流入した樹脂が流出しにくくすることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ステータに関する。

従来、この種のステータとしては、ステータコアに巻回された三相コイルと、三相の動力線（端子）をステータコアの軸方向の端面に固定する固定部材とが樹脂モールドされたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。固定部材には、ステータコアとの接触面に、ステータコアの径方向の内側と外側とを連通する連通部（溝）が設けられている。この連通部により、樹脂モールドの際に発生する気泡を外部に抜くことができるものとなっている。

特開２０１５−１３３８７３号公報

しかしながら、上述のステータでは、樹脂モールドの際に連通部内に樹脂が流入して外部に漏れ出る場合がある。その場合、外部に漏れ出た樹脂がステータコアの外周面に貼り付いて、除去するのに手間がかかることがある。また、外部に漏れ出た樹脂がステータの組付け時などに脱落すると、他の部品の損傷などの不具合を引き起こす要因となるため、好ましくない。

本発明のステータは、樹脂モールドの際に外部に樹脂を漏れ出にくくすることを主目的とする。

本発明のステータは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のステータは、
ステータコアに巻回されたコイルと、前記コイルからの複数の端子を前記ステータコアの軸方向の一端部に固定する固定部材とが樹脂モールドされているステータであって、
前記固定部材は、前記ステータコアとの接触面に前記ステータコアの径方向の内側と外側とを連通するための少なくとも１つの連通路を有し、前記連通路の途中に前記連通路よりも前記ステータコアの周方向における幅が拡張された拡張部が設けられており、
前記連通路は、前記ステータコアの径方向において、前記拡張部よりも内側の内側通路と前記拡張部よりも外側の外側通路とにより構成され、
前記拡張部は、前記ステータコアの周方向における単位長さあたりの体積が異なる部分があり、
１つの前記連通路を構成する前記内側通路と前記外側通路とは、前記拡張部内の体積が相対的に大きな部分に樹脂が流入するよう前記内側通路が前記拡張部に繋げられていると共に、前記拡張部内の体積が相対的に小さな部分から樹脂が流出するよう前記外側通路が前記拡張部に繋げられている
ことを特徴とする。

本発明のステータは、固定部材がステータコアとの接触面にステータコアの径方向の内側と外側とを連通するための少なくとも１つの連通路を有し、連通路の途中に連通路よりもステータコアの周方向における幅が拡張された拡張部が設けられている。拡張部は、ステータコアの周方向における単位長さあたりの体積が異なる部分がある。また、１つの連通路を構成する内側通路と外側通路とは、拡張部内の体積が相対的に大きな部分に樹脂が流入するよう内側通路が拡張部に繋げられていると共に、拡張部内の体積が相対的に小さな部分から樹脂が流出するよう外側通路が拡張部に繋げられている。このため、ステータコアに巻回されたコイルと固定部材とを樹脂モールドする際に、連通路に流入した樹脂は拡張部内で圧力が解放されて、拡張部内の体積が相対的に大きな部分で溜まりやすいものとすることができる。また、拡張部内に流入した樹脂は、拡張部内の体積が相対的に小さな部分まで流れてから拡張部外に流出することになるから、拡張部内により多くの樹脂を留まらせて拡張部から樹脂が流出しにくいものとすることができる。これらのことから、連通路から外部に樹脂が漏れ出るのを抑えることができる。なお、拡張部に流入した空気の流れは阻害しないから、連通路を介した空気の排出性が悪化することはなく、ボイドの形成を抑制することができる。

ここで、内側通路は、拡張部内の体積が相対的に大きな部分に繋げられているものとしてもよいし、拡張部内に流入した樹脂が拡張部内の体積が相対的に大きくなる方向に流れるような向きで拡張部に繋げられているものとしてもよい。また、外側通路は、拡張部内の体積が相対的に小さくなる方向に流れた樹脂が流出するよう拡張部に繋げられているものとしてもよい。また、固定部材が複数の連通路を有し、それらの複数の連通路に繋がる共用の拡張部が設けられているものなどとしてもよい。

ステータの三相コイル３４および固定部材４０を樹脂モールドする際の様子を示す説明図である。固定部材４０のステータコア３０との接触面４１（図１においてＡ−Ａ面）側の形状を示す説明図である。連通路４２ｃ〜４２ｅおよび拡張部４５ｃ〜４５ｅ内の樹脂の流れを示す説明図である。変形例の固定部材１４０の接触面１４１側の形状を示す説明図である。変形例の連通路１４２ｃ〜１４２ｅおよび拡張部１４５ｂ内の樹脂の流れを示す説明図である。変形例の固定部材２４０の接触面２４１側の形状を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのステータの三相コイル３４および固定部材４０を樹脂モールドする際の様子を示す説明図であり、図２は、固定部材４０のステータコア３０との接触面４１側の形状を示す説明図である。なお、図２中、二点鎖線は、ステータコア３０の外周を示す。

ステータコア３０は、電磁鋼板を打ち抜き加工などにより環状に形成したステータ部材３１を複数積層して構成されており、図示しないティースには、集中巻または分布巻により三相コイル３４が巻回されている。ステータコア３０には、三相コイル３４からのＵ相，Ｖ相，Ｗ相の３つのリード端子５０ｕ，５０ｖ，５０ｗを外部に引き出すための固定部材４０が取り付けられる。

固定部材４０は、樹脂材料で成形された部材である。この固定部材４０は、図１および図２に示すように、ステータコア３０との接触面４１に沿ってステータコア３０の径方向の内側と外側とを連通するための５つの溝状の連通路４２ａ〜４２ｅが形成されている。また、各連通路４２ａ〜４２ｅの途中には、連通路４２ａ〜４２ｅよりもステータコア３０の周方向における幅が拡張された拡張部４５ａ〜４５ｅが設けられている。各連通路４２ａ〜４２ｅは、拡張部４５ａ〜４５ｅに対しステータコア３０の径方向の内側で繋がる内側通路４３ａ〜４３ｅと、拡張部４５ａ〜４５ｅに対しステータコア３０の径方向の外側で繋がる外側通路４４ａ〜４４ｅとにより構成されている。また、接触面４１には、５つの連通路４２ａ〜４２ｅから離れた位置に、固定部材４０をステータコア３０に取り付ける際の位置決めを行なう２つの突起４６ａ，４６ｂが形成されている。なお、固定部材４０の位置決めは、突起４６ａ，４６ｂがステータコア３０に形成された図示しない位置決め用の凹部に嵌合することにより行なわれる。

各拡張部４５ａ〜４５ｅは、連通路４２ａ〜４２ｅの高さ（溝深さ）を超える所定高さに形成されており、ステータコア３０の径方向における長さ（奥行き）が周方向で異なる長さに形成されている。図２中の拡大図に示すように、拡張部４５ｅは、左端側の奥行きＷ１よりも右端側の奥行きＷ２の方が大きく、また、図２中左側から右側に向かうにつれて奥行きが徐々に大きくなっている。このため、拡張部４５ｅは、ステータコア３０の周方向において図２中左側から右側に向かうにつれて周方向における単位長さあたりの体積が大きくなるから、拡張部４５ｅ内の体積が異なるものとなる。拡張部４５ｃ，４５ｄは、拡張部４５ｅと同様な形状に形成されており、ステータコア３０の周方向において図２中左側から右側に向かうにつれて体積が大きなものとなる。また、拡張部４５ａ，４５ｂは、拡張部４５ｃ〜４５ｅの左右を反転したような形状に形成されている。このため、拡張部４５ａ，４５ｂは、図２中右側から左側に向かうにつれて奥行きが徐々に大きくなり、ステータコア３０の周方向において図２中右側から左側に向かうにつれて体積が大きなものとなる。このように、拡張部４５ａ〜４５ｅは、ステータコア３０の周方向において単位長さあたりの体積が異なるものとなっている。

また、内側通路４３ｅは図２中左下から右上に向かう向きに形成されており、拡張部４５ｅ内の体積が大きくなる部分に向かう向きで拡張部４５ｅに繋げられている。また、外側通路４４ｅは図２中右下から左上に向かう向きに形成されており、内側通路４３ｅが繋げられている部分（樹脂が流入する部分）よりも図２中左側となる部分に繋げられている。このため、外側通路４４ｅは、内側通路４３ｅが繋げられている部分よりも拡張部４５ｅ内の体積が小さくなる部分に繋げられていることになる。また、連通路４２ｅの内側通路４３ｅと外側通路４４ｅとは、同一直線上になく（段違い状であり）、互いに平行でない向きとなる。また、連通路４２ｃ，４２ｄは連通路４２ｅと同様に構成されており、連通路４２ａ，４２ｂは左右が反対となることを除いて連通路４２ｅと同様に構成されている。

三相コイル３４および固定部材４０の樹脂モールドは、図１に示すように、固定型１２と可動型１４とを有する成形型１０に、三相コイル３４が巻回されたステータコア３０および固定部材４０を収容し、成形型１０内に樹脂を注入することにより行なわれる。具体的には、固定型１２にステータコア３０をセットしてから可動型１４を取り付け、可動型１４によって固定部材４０をステータコア３０側に押圧しながら、成形型１０の図１中下側において固定型１２と可動型１４との隙間に形成される樹脂注入口１３から樹脂を注入することにより行なわれる。このとき、樹脂は、まず、ステータコア３０の図１中下側の端面と固定型１２との間に注入される。これによって、ステータコア３０と固定型１２との間の空気は、樹脂に押されてステータコア３０の内周面と可動型１４との隙間を通ってステータコア３０の図１中上側の端面と可動型１４との間に至り、連通路４２ａ〜４２ｅと拡張部４５ａ〜４５ｅとを介してステータコア３０の外部に排出される。ステータコア３０の図１中下側の端面と固定型１２との間への樹脂の注入が完了すると、樹脂は、ステータコア３０の内周面と可動型１４との隙間を通ってステータコア３０の図１中上側の端面と可動型１４との間に注入される。このときも、ステータコア３０と可動型１４との間の空気は、樹脂に押されて連通路４２ａ〜４２ｅと拡張部４５ａ〜４５ｅとを介してステータコア３０の外部に排出される。このように、ステータコア３０と固定型１２または可動型１４との間の空気（気泡）を連通路４２ａ〜４２ｅと拡張部４５ａ〜４５ｅとを介してステータコア３０の外部に排出することができるから、ステータコア３０と固定型１２または可動型１４との間に空気が残留することにより生じるボイドの形成を抑制することができる。

ステータコア３０の図１中上側の端面と可動型１４との間への樹脂の注入がほぼ完了すると、樹脂は連通路４２ａ〜４２ｅにも注入される。ここで、図３は、連通路４２ｃ〜４２ｅおよび拡張部４５ｃ〜４５ｅ内の樹脂の流れを示す説明図である。前述したように、内側通路４３ｃ〜４３ｅは、それぞれ拡張部４５ｃ〜４５ｅ内の体積が大きくなる部分に向かう向きで拡張部４５ｃ〜４５ｅに繋げられている。このため、連通路４２ｃ〜４２ｅの内側通路４３ｃ〜４３ｅを通った樹脂が拡張部４５ｃ〜４５ｅ内に流入すると（図３（１））、流入した樹脂は拡張部４５ｃ〜４５ｄ内の体積が大きくなる方向に流れることになる（図３（２））。このため、内側通路４３ｃ〜４３ｅは、拡張部４５ｃ〜４５ｅ内に流入した樹脂が拡張部４５ｃ〜４５ｄ内の体積が大きくなる方向に流れるような向きで拡張部４５ｃ〜４５ｄに接続されているものといえる。なお、拡張部４５ｃ〜４５ｅ内に流入した樹脂は、圧力が解放されて膨らむ傾向がある。また、内側通路４３ｃ〜４３ｅと外側通路４４ｃ〜４４ｅとは同一直線上になく、外側通路４４ｃ〜４４ｅは拡張部４５ｃ〜４５ｅ内の体積が小さくなる部分に繋げられている。これらのことから、拡張部４５ｃ〜４５ｅ内に流入した樹脂が、拡張部４５ｃ〜４５ｅ内の体積が相対的に大きな部分（図３中点線部分）で貯留しやすいものとすることができる。そして、拡張部４５ｃ〜４５ｅ内に流入した樹脂のうち体積が大きい部分から小さい部分に向かって流れた樹脂が（図３（３））、外側通路４４ｃ〜４４ｅを通って外部に流出することになる（図４（４））。このように、樹脂は拡張部４５ｃ〜４５ｅ内の体積が小さくなる方向に流れてから外側通路４４ｃ〜４４ｅに流出するから、拡張部４５ｃ〜４５ｅ内により多くの樹脂を留まらせて、樹脂が外部に流出しにくいものとすることができる。なお、連通路４２ａ，４２ｂおよび拡張部４５ａ，４５ｂ内においても、左右が反対となるものの連通路４２ｃ〜４２ｅおよび拡張部４５ｃ〜４５ｅ内と同様に樹脂が流れて貯留されるものとなる。

以上説明した実施例のステータは、ステータコア３０の径方向の内側と外側とを連通するための連通路４２ａ〜４２ｅの途中に、ステータコア３０の周方向における幅が拡張されると共に周方向における単位長さあたりの体積が異なる拡張部４５ａ〜４５ｅが設けられている。連通路４２ａ〜４２ｅのうち内側通路４３ａ〜４３ｅは、拡張部４５ｃ〜４５ｅ内の体積が大きくなる部分に向かう向きで繋げられており、外側通路４４ａ〜４４ｅは、拡張部４５ａ〜４５ｅ内の体積が相対的に小さな部分に繋げられている。このため、樹脂モールドする際に、拡張部４５ａ〜４５ｅ内に流入した樹脂は体積が大きな部分で溜まりやすくなる。また、拡張部４５ａ〜４５ｅ内に流入した樹脂は体積が小さくなる方向に流れてから外側通路４４ａ〜４４ｅに流出するから、樹脂が流出しにくくなる。これらのことから、連通路４２ａ〜４２ｅから外部への樹脂の流出を抑えることができる。このため、漏れ出た樹脂がステータの組付け時に脱落して組付け不良が生じたり、組付け後に脱落して他部品の損傷などを引き起こしたりするのを抑制することができる。また、樹脂の除去作業の負担を軽減することができる。なお、内側通路４３ａ〜４３ｅから拡張部４５ａ〜４５ｅを介して外側通路４４ａ〜４４ｅに流れる空気の流れは阻害しないから、連通路４２ａ〜４２ｅを介した空気の排出性が悪化することはなくボイドの形成を抑制することができる。

実施例のステータは、各連通路４２ａ〜４２ｅの途中にそれぞれ個別の拡張部４５ａ〜４５ｅが設けられるものとしたが、これに限られず、各連通路４２ａ〜４２ｅの途中に複数の連通路で共用される共用の拡張部が設けられるものとしてもよい。図４は、変形例の固定部材１４０の接触面１４１側の形状を示す説明図であり、図５は、変形例の連通路１４２ｃ〜１４２ｅおよび拡張部１４５ｂ内の樹脂の流れを示す説明図である。この変形例では、図４に示すように、連通路１４２ａ，１４２ｂで１つの拡張部１４５ａを共用しており、連通路１４２ｃ〜１４２ｅで１つの拡張部１４５ｂを共用している。拡張部１４５ａ，１４５ｂは、実施例の拡張部４５ａ〜４５ｅと同様に、ステータコア３０の周方向において体積が異なる部分を有している。また、各連通路１４２ａ〜１４２ｅは、実施例の連通路４２ａ〜４２ｅと同様に、内側通路１４３ａ〜１４３ｅと外側通路１４４ａ〜１４４ｅとがそれぞれ同一直線上になく互いに平行でない向きに設けられている。また、図５に示すように、連通路１４２ｃを構成する内側通路１４３ｃと外側通路１４４ｃとは、内側通路１４３ｃから拡張部１４５ｂ内に流入した樹脂が拡張部１４５ｂ内の体積が相対的に大きくなる方向に流れるよう内側通路１４３ｃが繋げられており、外側通路１４４ｃは内側通路１４３ｃが繋げられている部分よりも拡張部１４５ｂ内の体積が相対的に小さくなる部分に繋げられている。連通路１４２ｄ，１４２ｅも同様に構成されている。また、連通路１４２ａ，１４２ｂは左右が反対となるものの同様に構成されている。

このように、複数の連通路で１つの拡張部を共用する変形例においても、１つの連通路を構成する内側通路と外側通路（対となる内側通路と外側通路）とのうち、内側通路は拡張部内の体積が相対的に大きな部分に樹脂が流入するよう拡張部に繋げられており、外側通路は拡張部内の体積が相対的に小さな部分から樹脂が流出するよう拡張部に繋げられている。したがって、この変形例では、内側通路１４３ａ，１４３ｂから拡張部１４５ａ内に流入した樹脂はそれぞれの流入箇所よりも拡張部１４５ａ内の体積が相対的に大きくなる部分で溜まりやすくなり、内側通路１４３ｃ〜１４３ｅから拡張部１４５ｂ内に流入した樹脂はそれぞれの流入箇所よりも拡張部１４５ｂ内の体積が相対的に大きくなる部分で溜まりやすくなる（図５中（１），（２）、点線部分）。また、拡張部１４５ａ，１４５ｂ内に流入した樹脂は、拡張部１４５ａ，１４５ｂ内の体積が相対的に異なる部分まで流れてから外部に流出するから、拡張部１４５ａ，１４５ｂ内により多くの樹脂を留まらせて、流入した樹脂が流出しにくいものとすることができる（図５中（３），（４））。なお、拡張部１４５ａ，１４５ｂ内に流入して外側通路１４４ａ〜１４４ｅから流出する樹脂は、対となる内側通路１４３ａ〜１４３ｅが繋げられている部分からみると、拡張部１４５ａ，１４５ｂ内の体積が相対的に小さな部分から流出するものといえる。これらのことから、実施例と同様に、連通路１４２ａ〜１４２ｅから外部への樹脂の流出を抑えることができる。また、共用の拡張部１４５ａ，１４５ｂを設けることにより、共用の拡張部に接続される複数の外側通路のうちいずれかの外側通路が樹脂で塞がれていなければ、内側通路から拡張部内に流入した空気を外部に排出することができる。このため、拡張部を個別に設ける場合に比して、空気の排出性をよいものとすることができる。

実施例や変形例のステータでは、連通路のうち内側通路と外側通路とが同一直線上になく互いに平行でない向きに形成されているものとしたが、これに限られず、同一直線上にないものの互いに平行となる向き（同じ向き）に形成されているものとしてもよい。図６は、変形例の固定部材２４０の接触面２４１側の形状を示す説明図である。図示するように、連通路２４２ａ〜２４２ｅのうち内側通路２４３ａ〜２４３ｅと外側通路２４４ａ〜２４４ｅとが、同一直線上にないものの互いに平行となる向きに設けられている。この変形例においても、１つの連通路を構成する内側通路と外側通路とのうち、内側通路は拡張部内の体積が相対的に大きな部分に樹脂が流入するよう拡張部に繋げられており、外側通路は拡張部内の体積が相対的に小さな部分から樹脂が流出するよう拡張部に繋げられている。なお、図６では、図４と同様に共用の拡張部１４５ａ，１４５ｂが設けられるものを示すが、実施例のように個別の拡張部４５ａ〜４５ｅが設けられるものとしてもよい。

実施例や変形例のステータでは、拡張部内の体積が徐々に変化するものとしたが、これに限られず、拡張部内の体積が段階的に変化するものなどとしてもよい。また、ステータコア３０の周方向の一方側に向かうにつれて拡張部内の体積が大きくなるものとしたが、これに限られず、体積の大きな部分を挟んで体積の小さな部分があるものなど、ステータコア３０の周方向の一方側に向かうにつれて体積の大きな部分と体積の小さな部分とが交互に現れるものなどとしてもよい。また、拡張部の高さ（深さ）を一定としたが、ステータコア３０の周方向で高さ（深さ）が異なるものとしてもよい。

実施例や変形例のステータでは、固定部材４０が５つの連通路を有するものとしたが、少なくとも１つの連通路を有するものであればよく、４つ以下の連通路を有するものでもよいし、６つ以上の連通路を有するものでもよい。また、複数の連通路のうち一部の連通路の途中に個別の拡張部がそれぞれ設けられると共に、残りの連通路の途中に残りの連通路で共用される共用の拡張部が設けられるものなどとしてもよい。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ステータの製造産業などに利用可能である。

１０成形型、１２固定型、１３樹脂注入口、１４可動型、３０ステータコア、３１ステータ部材、３４三相コイル、４０，１４０，２４０固定部材、４１，１４１，２４１接触面、４２ａ〜４２ｅ，１４２ａ〜１４２ｅ，２４２ａ〜２４２ｅ連通路、４３ａ〜４３ｅ，１４３ａ〜１４３ｅ，２４３ａ〜２４３ｅ内側通路、４４ａ〜４４ｅ，１４４ａ〜１４４ｅ，２４４ａ〜２４４ｅ外側通路、４５ａ〜４５ｅ，１４５ａ，１４５ｂ拡張部、４６ａ，４６ｂ突起、５０ｕ，５０ｖ，５０ｗリード端子。

Claims

ステータコアに巻回されたコイルと、前記コイルからの複数の端子を前記ステータコアの軸方向の一端部に固定する固定部材とが樹脂モールドされているステータであって、
前記固定部材は、前記ステータコアとの接触面に前記ステータコアの径方向の内側と外側とを連通するための少なくとも１つの連通路を有し、前記連通路の途中に前記連通路よりも前記ステータコアの周方向における幅が拡張された拡張部が設けられており、
前記連通路は、前記ステータコアの径方向において、前記拡張部よりも内側の内側通路と前記拡張部よりも外側の外側通路とにより構成され、
前記拡張部は、前記ステータコアの周方向における単位長さあたりの体積が異なる部分があり、
１つの前記連通路を構成する前記内側通路と前記外側通路とは、前記拡張部内の体積が相対的に大きな部分に樹脂が流入するよう前記内側通路が前記拡張部に繋げられていると共に、前記拡張部内の体積が相対的に小さな部分から樹脂が流出するよう前記外側通路が前記拡張部に繋げられている
ことを特徴とするステータ。