JP2020070837A - 電動弁およびステータを製造する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モールド工程におけるステータの好適な位置決め構造を提供する。【解決手段】モールド樹脂Ｍにより被覆されたステータ３４０を備える電動弁であって、ステータは、内周面に沿って複数の溝３５１が設けられ、隣接する溝間に磁極３５０が形成されたコア３４２と、磁極をはさむ一対の溝に嵌合し、コアの径方向に軸線を有するように磁極に組み付けられたコイル３４６と、を含み、モールド樹脂は、複数の溝に充填されつつコアとコイルを被覆し、モールド樹脂において複数の溝のうち特定の溝を被覆する部分には、金型部品の位置決め部との当接痕である凹部３６２が形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、電動弁およびステータを製造する方法に関する。

電動弁のモータの一種として、ステータをモールド樹脂の内部に埋め込んだ構造の電動モータが知られている。この電動モータは、ステータをモールド用の金型にセットし、ステータと金型との間に樹脂を注入して固化させて製造されている。

金型に対するステータの位置決めは、ステータを構成する部品の一つであるコア自体に位置決め孔を設け位置決めピンを挿入して行っていた（特許文献１）。

特開２０１７−１５８３３９号公報

しかしながら、このような位置決め方法では、位置決め用のピンを必要とし、金型構造が複雑になってしまう。また、コア自体に孔を空ける必要があり、コアの磁気特性に影響を与えるおそれがあった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、電動弁の製造時におけるモールド工程において採用される、ステータの好適な位置決め構造を提供することにある。

本発明の電動弁は、モールド樹脂により被覆されたステータを備える電動弁であって、ステータは、内周面に沿って複数の溝が設けられ、隣接する溝間に磁極が形成されたコアと、磁極をはさむ一対の溝に嵌合し、コアの径方向に軸線を有するように磁極に組み付けられたコイルと、を含み、モールド樹脂は、複数の溝に充填されつつコアとコイルを被覆し、モールド樹脂において複数の溝のうち特定の溝を被覆する部分には、金型部品の位置決め部との当接痕である凹部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、モールド工程におけるステータの好適な位置決め構造を提供できる。

実施形態に係る電動弁の全体構成を表す断面図である。 図２（Ａ）はステータユニットを表す縦断面図である。図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。 図３（Ａ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。図３（Ｂ）は図２（Ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。 図４（Ａ）はステータの平面図である。図４（Ｂ）は積層コアの平面図である。図４（Ｃ）はボビンの正面図である。 図５（Ａ）はステータを金型に取り付けた構成を表す断面図である。図５（Ｂ）は図５（Ａ）の金型を分解した構成を表す断面図である。 図６（Ａ）はセンターピンの正面図である。図６（Ｂ）はセンターピンの平面図である。図６（Ｃ）はステータにセンターピンを取り付けた構成を表す正面図である。図６（Ｄ）はステータにセンターピンを取り付けた構成を表す平面図である。 図７（Ａ）は図２（Ｂ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。図７（Ｂ）は図２（Ｂ）のＥ−Ｅ矢視断面図である。 図８（Ａ）はステータユニットの縦断面図である。図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＦ−Ｆ矢視断面図である。 図９（Ａ）は図８（Ａ）におけるＧ−Ｇ矢視断面図である。図９（Ｂ）は図９（Ａ）におけるインロー嵌合部の分解図である。 図９におけるＸ部の拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。また、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。

［実施形態］
図１は、実施形態に係る電動弁１００の全体構成を表す断面図である。

図１に示すように、電動弁１００は膨張装置として機能する電動膨張弁であり、弁本体２００とモータユニット３００とを組み付けて構成されている。弁本体２００は、有底筒状の第１ボディ２２０と、円筒状の第２ボディ２４０と、円筒状の第３ボディ２６０と、を含む。第１ボディ２２０の上半部に、第２ボディ２４０が配設されている。第２ボディ２４０の下半部に、第３ボディ２６０が配設されている。第３ボディ２６０は、第１ボディ２２０の内方に位置する。第３ボディ２６０内部に弁部２０２が収容されている。第２ボディ２４０の上部中央には、ガイド部材２４２が立設されている。ガイド部材２４２の軸線方向中央部の外周面には雄ねじ部２４４が形成されている。ガイド部材２４２の下端部は大径となっており、その大径部２４５が第２ボディ２４０の上部中央に同軸状に固定されている。第２ボディ２４０の内方には、モータユニット３００のロータ３２０から延びるシャフト２４６が挿通されている。シャフト２４６の下端部は、弁部２０２を構成する弁体２０４を兼ねている。ガイド部材２４２はその内周面によりシャフト２４６を軸線方向に摺動可能に支持する一方、その外周面によりロータ３２０の回転軸３２６を回転摺動可能に支持する。

第１ボディ２２０の一方の側部には導入ポート２２２が設けられ、他方の側部には導出ポート２２４が設けられている。導入ポート２２２は流体を導入し、導出ポート２２４は流体を導出する。導入ポート２２２と導出ポート２２４は第３ボディ２６０内に形成される内部通路によって連通する。

第３ボディ２６０の側部には入口ポート２６２が設けられ、底部には出口ポート２６４が設けられている。入口ポート２６２は導入ポート２２２と連通し、出口ポート２６４は導出ポート２２４と連通する。入口ポート２６２と出口ポート２６４は、弁室２６６を介して連通している。第３ボディ２６０の内方には弁孔２０８が設けられ、その上端開口端縁により弁座２１０が形成されている。弁体２０４が弁座２１０に接離することで、弁部２０２の開度が調整される。

弁室２６６内部では、シャフト２４６の下部にＥリング２１２が嵌着されている。Ｅリング２１２の上方にはばね受け２１４が設けられる。ガイド部材２４２の下方にもばね受け２４８が設けられ、２つのばね受け２１４、２４８の間には弁体２０４を弁部２０２の閉弁方向へ付勢するスプリング２１６が弁体２０４と同軸状に挿入されている。本実施形態においては、シャフト２４６の下端部が弁体２０４を兼ねているから、スプリング２１６はシャフト２４６をも閉弁方向へ付勢する。

次に、モータユニット３００の構造を説明する。
モータユニット３００は、ロータ３２０とステータ３４０とを含む三相ステッピングモータとして構成されている。モータユニット３００は有底円筒状のキャン３０２を有し、そのキャン３０２の内方にロータ３２０、外方にステータ３４０を配置して構成される。

ステータ３４０は、積層コア３４２とボビン３４４とを含む。積層コア３４２は、板状のコアが軸線方向に積層されて構成される。製造過程において、積層コア３４２を成形する工程を「コア成形工程」という。ボビン３４４には、コイル３４６が巻回されている。コイル３４６と、そのコイル３４６が巻回されているボビン３４４とをまとめて「コイルユニット３４５」という。コイルユニット３４５は、積層コア３４２に組みつけられている。製造過程において、ステータ３４０を形成するこの工程を「組立工程」という。本実施形態では、三相電流を供給するための３つのコイルユニット３４５が、積層コア３４２の中心軸に対して１２０度ごとに設けられている。積層コア３４２およびコイルユニット３４５の構造の詳細は後述する。

ステータ３４０は、後述するモールド成形によってケース４００と一体に設けられている。ケース４００上端開口部には、蓋体４４０がインロー嵌合されている。ケース４００は、レーザ吸収性を有する樹脂材からなり、蓋体４４０は、レーザ透過性を有する樹脂材からなる。ケース４００と蓋体４４０とに囲まれた空間Ｓには、プリント配線基板４２０が配設される。コイル３４６は、プリント配線基板４２０と接続されている。ケース４００には端子カバー部４０２が設けられており、外部電源からの電力をプリント配線基板４２０へと供給するための端子４２２を保護する。以下、ステータ３４０、ケース４００、プリント配線基板４２０および蓋体４４０をまとめて「ステータユニット５２０」という。

第３ボディ２６０と第１ボディ２２０との間、第２ボディ２４０と第１ボディ２２０との間にはそれぞれ、環状のシール部材２０６、２０１が介装されている。この構成により、第１ボディ２２０と第３ボディ２６０との間のクリアランスおよび第２ボディ２４０と第１ボディ２２０との間のクリアランスを介した流体の漏れが防止される。また、第２ボディ２４０とケース４００との間には、環状のシール部材２０３が介装されている。この構成により、第２ボディ２４０とケース４００との間のクリアランスを介した外気（水分等）の侵入が防止される。

ロータ３２０は、円筒状のロータコア３２２と、ロータコア３２２の外周に沿って設けられたマグネット３２４を備える。ロータコア３２２は回転軸３２６に組み付けられている。マグネット３２４は、その円周方向に複数極に磁化されている。

回転軸３２６は、有底円筒状の円筒軸であり、その開口端を下にしてガイド部材２４２に外挿されている。回転軸３２６の内周面には雌ねじ部３２８が形成され、ガイド部材２４２の雄ねじ部２４４と噛合している。これらのねじ部によるねじ送り機構によって、ロータ３２０の回転運動がシャフト２４６の軸線方向への並進運動に変換され、シャフト２４６は軸線方向に移動（昇降）する。

シャフト２４６の上部は縮径され、その縮径部が回転軸３２６の底部を貫通している。縮径部の先端には、環状のストッパ３３０が固定されている。一方、縮径部の基端と回転軸３２６の底部との間には、シャフト２４６を下方（閉弁方向）に付勢するバックスプリング３３２が介装されている。このような構成により、弁部２０２の開弁時にはストッパ３３０が回転軸３２６の底部に係止される態様でシャフト２４６がロータ３２０と一体変位する。一方、弁部２０２の閉弁時には、弁体２０４が弁座２１０から受ける反力により、バックスプリング３３２が押し縮められる。この時のバックスプリング３３２の弾性反力により弁体２０４を弁座２１０に押し付けることができ、弁体２０４の着座性能（弁閉性能）を高められる。

モータユニット３００の駆動によりシャフト２４６が弁部２０２の開弁方向（図１の上方向）へ動き始めると、弁体２０４は弁座２１０から離脱する。これによりスプリング２１６は圧縮方向へ弾性変形する。弁体２０４が弁座２１０から離脱すると、導入ポート２２２から導入された流体が、入口ポート２６２、弁室２６６、弁部２０２、出口ポート２６４を順次通過し、導出ポート２２４から導出される。

［ステータユニット５２０の構造］
次に、ステータユニット５２０の構成およびその製造方法の詳細について説明する。
図２、３はステータユニット５２０の構成を表す図である。図２（Ａ）は縦断面図であり、（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。図３（Ａ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、（Ｂ）はＣ−Ｃ矢視断面図である。
図４はステータ３４０の構成を表す図である。（Ａ）はコイルユニット３４５を組み付けた積層コア３４２の平面図、（Ｂ）は積層コア３４２のみの平面図、（Ｃ）はボビン３４４のみの正面図である。

図２（Ａ）に示すように、ステータ３４０はケース４００と一体に設けられている。ケース４００は中空状となっている。ケース４００の内周部と、ステータ３４０の内周部（積層コア３４２の内周部）とは、共通の軸心を有する。

図２（Ｂ）、図４（Ａ）−（Ｂ）に示すように、積層コア３４２の内周部には、複数の第１溝３４８、第２溝３５２が設けられている。第１溝３４８は、積層コア３４２にコイルユニット３４５を組み付けるための溝である。隣り合う第１溝３４８を１セットとして、１セットの第１溝３４８に対して１つのコイルユニット３４５を嵌合させる。本実施形態におけるモータユニット３００は三相三極のモータである。そのため、積層コア３４２の中心軸に対してコイルユニット３４５が１２０度の間隔で組みつけられるよう、各セットの中心は互いに１２０度の間隔を有する。セットとなる２つの第１溝３４８間には、半径方向内向きに突出する第１磁極３５０が形成される。

第２溝３５２はセットとなっていない第１溝３４８の間に設けられる。第１溝３４８、第２溝３５２の形状や数によって積層コア３４２の磁気特性が決定される。本実施形態においては、第１溝３４８間につき２つの第２溝３５２が形成されている。第２溝３５２間には、半径方向内向きに突出する第２磁極３５３が形成される。また、第１溝３４８と第２溝３５２との間には、半径方向内向きに突出する第３磁極３６３が形成される。以下、第１溝３４８および第２溝３５２をまとめて溝３５１という。また、第１磁極３５０、第２磁極３５３および第３磁極３６３をまとめて磁極３５５という。

各磁極３５５の内周面３４３は、共通の内接円と同じ曲率を有する。この内周面３４３によって積層コア３４２の内周面３５７が形成される。

図２（Ｂ）、図３（Ａ）−（Ｂ）には、後述するモールド成形によって形成されたモールド樹脂Ｍについても示されている。図２（Ｂ）に示すとおり、モールド樹脂Ｍは積層コア３４２の外周を被覆する。また、モールド樹脂Ｍは第２溝３５２に充填される。第１溝３４８においては、コイルユニット３４５の周囲を覆うような態様でモールド樹脂Ｍが充填される。また、ボビン３４４の肉薄部３５８（後述）の内周面もモールド樹脂Ｍによって被覆される。溝３５１に充填されたモールド樹脂Ｍの表面は、磁極３５５と同じ曲率を有する。ただし、溝３５１に充填されたモールド樹脂Ｍの一部には、その表面に凹部３６２が設けられる。この凹部３６２は後述するモールド成形時において使用される金型の当接痕によって生じる。当接痕についてはモールド成形と同様に後述する。

図３（Ａ）−（Ｂ）に示すように、積層コア３４２はその上方および下方においてもモールド樹脂Ｍによって被覆される。積層コア３４２の上方および下方においてはそれぞれ、ボビン３４４の上部肉厚部３５４（後述）と下部肉厚部３５６（後述）が設けられている。上部肉厚部３５４の内周面３５９と下部肉厚部３５６の内周面３６１は被覆されず、それぞれむき出しのままとなっている。

図２（Ｂ）に示すように、積層コア３４２の内周部においては、ボビン３４４の内周面はモールド樹脂Ｍによって被覆される。一方、図３（Ａ）―（Ｂ）に示すように、積層コア３４２の上方および下方においては、ボビン３４４の内周面はむき出しのままである。以下、ボビン３４４の形状について説明し、モールド樹脂Ｍの被覆態様について詳説する。

図４（Ｃ）に示すように、ボビン３４４は上部肉厚部３５４、下部肉厚部３５６、肉薄部３５８、磁極用孔３６０を含む。上部肉厚部３５４は、積層コア３４２の上方に配設される部分である。モールド成形の際、上部肉厚部３５４の内周面は後述するセンターピン６５０と当接する。よって、成形後のステータユニット５２０において上部肉厚部３５４の内周面はモールド樹脂Ｍによって被覆されず、むき出しのままとなる。下部肉厚部３５６は、積層コア３４２の下方に配設される部分である。モールド成形の際、下部肉厚部３５６の内周面は後述する第３金型６３０と当接する。よって、成形後のステータユニット５２０において下部肉厚部３５６は被覆されずむき出しのままとなる。肉薄部３５８は積層コア３４２の内周部に配設される部分である。磁極用孔３６０に第１磁極３５０が挿入されることによって、ボビン３４４が積層コア３４２に対して組み付けられる。肉薄部３５８の厚さは第１磁極３５０の突出方向の高さより小さい。モールド成形の際、肉薄部３５８の内周面は後述するセンターピン６５０との間に隙間を有する。成形時には、モールド樹脂がこの隙間に導入される。したがって、成形後のステータユニット５２０において肉薄部３５８はモールド樹脂Ｍによって被覆される。

モールド成形が施されることにより、ステータ３４０はケース４００内に保持されている。以下、ステータ３４０に対するケース４００の被覆方法（モールド工程）の詳細について説明する。

図５はケース４００をモールド工程によって製造するための金型６００を表す図である。（Ａ）は金型ハウジング６０２内にステータ３４０をセットした状態を表す断面図、（Ｂ）は金型ハウジング６０２にステータ３４０をセットする前の状態を表す断面図である。なお、ケース４００の製造においては、ステータ３４０を図２（Ａ）の状態から上下さかさまにして金型６００にセットし、モールド樹脂を導入する。このため、図５においてはステータ３４０が上下さかさまに表されている。

図２（Ａ）に関連して説明したとおり、ケース４００は、ステータ３４０に対してモールド樹脂を射出成形（モールド成形）することによって製造される。製造過程において、モールド成形によるこの工程を「モールド工程」という。モールド成形時には、金型６００が使用される。金型６００は、第１金型６１０、第２金型６２０、第３金型６３０、第４金型６４０およびセンターピン６５０から構成される。第１金型６１０、第２金型６２０、第３金型６３０、第４金型６４０によってモールド成形時のチャンバが形成される。センターピン６５０を用いてチャンバ内にステータ３４０を位置決めし、チャンバにモールド樹脂Ｍを導入すると、ステータユニット５２０が得られる。以下、第１金型６１０、第２金型６２０、第３金型６３０、第４金型６４０をまとめて「金型ハウジング６０２」という。

第１金型６１０は、ケース４００の上半部の成形に用いられる。第１金型６１０は、その内方に凹部６１２を有する。凹部６１２は、後述するセンターピン６５０の角柱部６５２と勘合する。センターピン６５０はステータ３４０を金型ハウジング６０２に対して位置決めする際に用いられる。センターピン６５０の形状について詳細は後述する。第２金型６２０は、端子カバー部４０２の内周面の成形に用いられる。第３金型６３０はステータ３４０の下部に当接する。第３金型６３０によってケース４００の下部内周面が形成される。第４金型６４０は、ケース４００の下半部外周の成形に用いられる。第４金型６４０は、その内方に凹部６４２を有している。凹部６４２は第３金型６３０と嵌合する。

金型ハウジング６０２に対するステータ３４０とセンターピン６５０の組み付け方について説明する。
まず、第１金型６１０の凹部６１２にセンターピン６５０の角柱部６５２（後述）を嵌合させる。次に、センターピン６５０の外周面とステータ３４０の内周面とを当接させる形で、センターピン６５０にステータ３４０を嵌合させる。また、第１金型６１０に第２金型６２０を載置する。第４金型６４０の凹部６４２には、第３金型６３０を嵌合させる。第３金型６３０を嵌合させた第４金型６４０を第１金型６１０、センターピン６５０、ステータ３４０、第２金型６２０の上方に載置する。その後、第１金型６１０と第４金型６４０とを図示しない位置決め構造によって固定することで、ステータ３４０を金型ハウジング６０２、センターピン６５０に対して位置決めする。

図６はセンターピン６５０を含む構成を表す図である。（Ａ）はセンターピン６５０の正面図、（Ｂ）はセンターピン６５０の平面図、（Ｃ）はステータ３４０にセンターピン６５０を挿入した構成の正面図、（Ｄ）はステータ３４０にセンターピン６５０を挿入した構成の平面図である。

センターピン６５０は正六角柱状の角柱部６５２、円柱状の大径部６５３、円柱状の小径部６５４および位置決め嵌合部６５６からなる。位置決め嵌合部６５６は、２つの帯状の突起６５５によって構成される。角柱部６５２、大径部６５３、小径部６５４は同軸状に設けられる。角柱部６５２は、第１金型６１０の凹部６１２と嵌合する。これにより第１金型６１０に対してセンターピン６５０が位置決めされる。この位置決めは、第１金型６１０に対するセンターピン６５０の相対位置だけでなく、センターピン６５０の中心軸に対する回転方向への位置決めも含む。大径部６５３はボビン３４４の上部肉厚部３５４の内周面と当接し、上部肉厚部３５４を芯出しする。小径部６５４は積層コア３４２の内周面３５７（磁極３５５の内周面３４３）と当接する。小径部６５４の外周面と磁極３５５の内周面３４３とが当接することで、ステータ３４０が調心される。位置決め嵌合部６５６は、小径部６５４の軸線と並行に延びる２つの帯状の突起６５５からなる。２つの突起６５５の隙間は、第２磁極３５３の幅とほぼ等しい。突起６５５の高さは、小径部６５４に対する大径部６５３の高さと等しいか、それ以下である。複数の第２溝３５２のうち隣り合う２つの第２溝３５２に位置決め嵌合部６５６の突起６５５が嵌合される。

大径部６５３および小径部６５４によって、ステータ３４０とセンターピン６５０とが同軸状に配設される。第２溝３５２と嵌合している位置決め嵌合部６５６によって、ステータ３４０とセンターピン６５０とは回転方向に位置決めされる。角柱部６５２が第１金型６１０の凹部６１２と嵌合することで、第１金型６１０に対してセンターピン６５０が位置決めされるから、センターピン６５０に対して位置決めされているステータ３４０も第１金型６１０に対して位置決めされる。したがって、図５（Ａ）−（Ｂ）に関連して説明したとおり、金型ハウジング６０２の内部にステータ３４０が位置決めされる。

金型ハウジング６０２およびセンターピン６５０に対してステータ３４０が位置決めされた後、金型ハウジング６０２によって構成されたチャンバにモールド樹脂Ｍが導入されることによって、ステータユニット５２０が得られる。

図７はステータ３４０に対するモールド樹脂の被覆箇所について表す図である。（Ａ）は図２（Ｂ）のＤ−Ｄ矢視断面図、（Ｂ）は図２（Ｂ）のＥ−Ｅ矢視断面図である。
図２（Ｂ）に示すとおり、積層コア３４２とボビン３４４の周りはモールド樹脂Ｍにより被覆される。積層コア３４２の外周側は、第４金型６４０と積層コア３４２との間に流入されたモールド樹脂Ｍにより被覆される。積層コア３４２の内周側に設けられている溝３５１は、センターピン６５０と積層コア３４２またはセンターピン６５０とボビン３４４の間に流入されたモールド樹脂Ｍにより被覆される。

図６（Ａ）に関連して説明したとおり、センターピン６５０の小径部６５４は磁極３５５の内周面３４３と当接する。小径部６５４と内周面３４３との間には、センターピン６５０の挿入出のためのクリアランスが設けられているが、その隙間はモールド樹脂Ｍが流入しない程度に抑えられている。よって、図７（Ａ）に示すとおり、積層コア３４２の磁極３５５の表面はモールド樹脂Ｍによる被覆がなされず、むき出しのままとなっている。

図２（Ｂ）に関連して説明したとおり、センターピン６５０の小径部６５４と積層コア３４２の溝３５１との間には隙間が設けられており、モールド樹脂Ｍが流入する。また、センターピン６５０の小径部６５４とボビン３４４の肉薄部３５８との間にも隙間が設けられており、肉薄部３５８はモールド樹脂Ｍに被覆される。一方、センターピン６５０の位置決め嵌合部６５６が挿入されている第２溝３５２には、位置決め嵌合部６５６が当接したことで形成された凹部３６２を含む。この凹部３６２の詳細について説明する。

図６（Ａ）に関連して説明したとおり、センターピン６５０の位置決め嵌合部６５６は積層コア３４２の隣り合う第２溝３５２と嵌合する。２つの突起６５５はこれらの第２溝３５２間にある第２磁極３５３を挟む態様となる。この突起６５５と、第２磁極３５３との間には、センターピン６５０挿出入のためのクリアランスが設けられているが、その隙間はモールド樹脂Ｍが流入しない程度に抑えられている。一方、突起６５５間以外の、位置決め嵌合部６５６と第２溝３５２との間にはモールド樹脂Ｍが導入される。よって、図７（Ｂ）に示すとおり、射出成形後に金型６００から取り出されたケース４００は、位置決め嵌合部６５６が挿入されていた箇所に位置決め嵌合部６５６の当接痕による凹部３６２を有する。

本実施形態においては、位置決め嵌合部６５６をステータ３４０の第２溝３５２に嵌合させることで、ステータ３４０を金型ハウジング６０２に対してその回転方向に位置決めした。積層コア３４２に予め設けられている溝３５１を、ステータ３４０の金型ハウジング６０２に対する位置決めに使用するため、積層コア３４２に位置決めのための孔を設ける必要がない。よって、積層コア３４２の磁気特性を変化させることなく、ステータ３４０を金型ハウジング６０２に対して位置決めできる。また、積層コア３４２に挿入して金型ハウジング６０２に位置決めするためのピンが不要となり、金型構造を簡略化できる。

［ケース４００と蓋体４４０のレーザ溶着］
上述のように、ケース４００上端開口部を閉止するように蓋体４４０がインロー嵌合されている。以下、そのインロー嵌合部の構造および固定方法について説明する。
図８はインロー嵌合部の構造を説明するための図である。（Ａ）はステータユニット５２０の縦断面図、（Ｂ）は図８（Ａ）のＦ−Ｆ矢視断面図である。図９はインロー嵌合部の組付構造の詳細を表す図である。（Ａ）は図８（Ａ）におけるＧ−Ｇ矢視断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるインロー嵌合部の分解図である。

図８（Ａ）、（Ｂ）に示すとおり、本実施形態では、ケース４００の端部４０３と蓋体４４０とが環状にインロー嵌合される。このため、端部４０３の上面と蓋体４４０の下面との間に環状の当接面が形成される。その当接面に沿ってレーザが照射されることにより、ケース４００と蓋体４４０とが溶着される。以下、ケース４００と蓋体４４０とのインロー嵌合構造について詳細を説明する。

図８（Ｂ）に示すとおり、ケース４００は、端部４０３と２つの位置決め突部４０６（「位置決め体」として機能する）を含む。端部４０３は、ケース４００の上部に位置する筒形状の部分である。端部４０３の内方には、プリント配線基板４２０をケース４００に対して位置決めするための位置決め突部４０６が設けられている。

図９（Ａ）、（Ｂ）に示すとおり、蓋体４４０は、上記当接面を有する当接部４４２と、断面矩形状の突部４４４と、凹部４４６とを含む。当接部４４２は、蓋体４４０の底面において、その周縁部全体にわたって設けられている。突部４４４は、蓋体４４０の底面において、当接部４４２の内側に沿って環状に設けられている。凹部４４６は、蓋体４４０の底面において突部４４４よりも内側に２つ設けられている。

当接部４４２は、ケース４００の端面４０４（端部４０３における上面）に沿って当接する。突部４４４は、その外周面が端部４０３の内周面と対向する。突部４４４と端部４０３によってインロー嵌合部４４８が形成される。

図９（Ａ）に示すとおり、ケース４００と蓋体４４０とにより形成される空間Ｓには、プリント配線基板４２０が格納される。プリント配線基板４２０には２つの位置決め用孔４２４が設けられている。２つの位置決め突部４０６が２つの位置決め用孔４２４にそれぞれ挿入されることで、プリント配線基板４２０はケース４００に対して位置決めされる。また、蓋体４４０の２つの凹部４４６にも、それら２つの位置決め突部４０６がそれぞれ嵌合される。この構造によって蓋体４４０はケース４００に対して位置決めされる。すなわち、位置決め突部４０６は、ケース４００に対するプリント配線基板４２０の位置決めと、ケース４００に対する蓋体４４０の位置決めの両方の機能を有する。以下、プリント配線基板４２０の位置決め用孔４２４における嵌合構造を「嵌合部４６０」という。また、凹部４４６における嵌合構造を「位置決め嵌合部４５０」という。

位置決め突部４０６は、凹部４４６に圧入されて固定されている。これにより、蓋体４４０は位置決め嵌合部４５０においてケース４００と位置決めされ、突部４４４の外周面とケース４００の内周面との間（インロー嵌合部４４８の隙間）は、その全周にわたって均一に保持される。なお、位置決め突部４０６の外周面と凹部４４６の内周面との間にクリアランス（位置決め嵌合部４５０における隙間）を設けて位置決め突部４０６を凹部４４６に嵌合させてもよい。この場合においても、位置決め嵌合部４５０の隙間をインロー嵌合部４４８の隙間より小さくすることで、蓋体４４０は位置決め嵌合部４５０においてケース４００と位置決めされる。

次にケース４００と蓋体４４０との溶着について説明する。
図１０は図９におけるＸ部の拡大断面図である。

上記のとおり、ケース４００の内周面と蓋体４４０の突部４４４とによってインロー嵌合部４４８が形成されている。蓋体４４０の当接部４４２はケース４００の端面４０４に沿って当接している。蓋体４４０はレーザ透過性の樹脂材からなり、ケース４００はレーザ吸収性の樹脂材からなる。当接部４４２に対して、蓋体４４０側からレーザを照射することで、レーザは蓋体４４０を透過し、ケース４００の端面４０４に吸収される。吸収されたレーザから発生する熱によりケース４００の端面４０４の一部が溶融する。図１０に示すとおり、溶融した樹脂材Ｒはインロー嵌合部４４８の隙間に溜まり、蓋体４４０の突部４４４の外周面とケース４００の内周面とを架橋する態様で固着する。

本実施形態においては、インロー嵌合部４４８の隙間に溶融した樹脂材Ｒを流入させ、蓋体４４０の突部４４４の外周面とケース４００の内周面とにわたって架橋する態様で樹脂材Ｒを固着させた。これにより、蓋体４４０とケース４００とは当接部４４２だけでなくインロー嵌合部４４８においても溶着されるから、その溶着性を高めることができる。

インロー嵌合部４４８の隙間に溶融した樹脂材Ｒを流入させるため、レーザの照射位置は端面４０４の中央よりケース４００内方側が溶融するように調節される。この位置にレーザを照射することで、蓋体４４０とケース４００の端面４０４との溶着部位が当接部４４２の中央よりも内側に偏らせられる。よって、溶融した樹脂材Ｒが当接部４４２より外周面側に流出することを防止でき、ケース４００と蓋体４４０の外周側にバリが発生することを防止できる。

インロー嵌合部４４８の隙間ａは、ケース４００内周面とプリント配線基板４２０の端縁との隙間ｂより小さい。このような構造とすることで、レーザ照射位置がプリント配線基板４２０の端縁よりも外側となり、レーザがプリント配線基板４２０に照射されることを防止できる。また、レーザ照射により発生する熱を蓋体４４０の突部４４４によって吸収させることができ、プリント配線基板４２０に伝熱するのを防止できる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。

上記実施形態では、図２（Ｂ）に示したように、センターピンの位置決め嵌合部を第２溝３５２に挿入する例を示した。変形例においては、第１溝３４８に挿入してもよい。第１溝３４８に挿入する場合には、第１磁極３５０の先端とボビン３４４の内周面とにより形成される段差を利用して嵌合できる。また、隣り合う第１溝３４８と第２溝３５２の間を位置決め嵌合部が嵌合する態様でもよいし、隣り合わない任意の溝３５１に挿入される態様でもよい。位置決め嵌合部は１箇所に限らず複数設けてもよいし、帯状の突起が１本でも３本以上でもよい。位置決め嵌合部は、ステータの金型ハウジングに対する位置決めがなされる態様であればよい。

上記実施形態では、センターピンの位置決め嵌合部を帯状とし、小径部の軸線方向全域にわたって設ける例を示した。位置決め嵌合部の形状についてはこれに限らず、積層コアの内周面に設けられる溝と嵌合可能な形状であればよい。例えば、小径部の軸線方向の上半部など一部分にのみ設ける態様でもよい。モールド成形後にセンターピンを引き抜けることを条件とし、突起等その他の形状であってもよい。

上記実施形態では、ステータのコアとして積層コアを例示した。変形例においては、圧粉コアその他のコアを採用してもよい。この場合においても、コア内周側の溝を利用できるため、コアの磁気特性を変えることなく金型に対するコアの位置決めが可能となる。

上記実施形態では、モータユニットを三相モータとしたが、二相、四相、五相などのその他のモータとしてもよい。ステータにおける電磁コイルの数も３つに限らず、モータの相数にあわせて適宜設定してよい。

上記実施形態では、位置決め突部（位置決め体）を２つとし、２箇所の位置決め嵌合部および嵌合部によって蓋体とプリント配線基板とをケースに位置決めした。変形例においては、位置決め嵌合部や嵌合部の数をそれぞれ３箇所以上としてもよい。また、蓋体とケースとの位置決めが正確であり、かつ、プリント配線基板がレーザ溶着の影響を受けない位置に位置決めできればよく、位置決め嵌合部と嵌合部とを異なる場所に構成してもよい。位置決め体は、位置決めピン等ケースとは別体の部材にしてもよい。位置決め体は、ケースと蓋体、ケースとプリント配線基板またはケースと蓋体とプリント配線基板のいずれかの組み合わせを位置決めする態様であればよい。

上記実施形態では、上記電動弁を膨張弁として構成したが、膨張機能を有しない開閉弁や流量制御弁として構成してもよい。また、ケースと蓋体との溶着構造については電動弁に限らず、可変容量圧縮機用制御弁等のインロー嵌合部を有する部材の溶着構造に適用してもよい。

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

１００ 電動弁、２００ 弁本体、２０１ シール部材、２０２ 弁部、２０４ 弁体、２０６ シール部材、２０８ 弁孔、２１０ 弁座、２１２ Ｅリング、２１４ ばね受け、２１６ スプリング、２２０ 第１ボディ、２２２ 導入ポート、２２４ 導出ポート、２４０ 第２ボディ、２４２ ガイド部材、２４４ 雄ねじ部、２４５ 大径部、２４６ シャフト、２４８ ばね受け、２６０ 第３ボディ、２６２ 入口ポート、２６４ 出口ポート、２６６ 弁室、３００ モータユニット、３０２ キャン、３２０ ロータ、３２２ ロータコア、３２４ マグネット、３２６ 回転軸、３２８ 雌ねじ部、３３０ ストッパ、３３２ バックスプリング、３４０ ステータ、３４２ 積層コア、３４３ 内周面、３４４ ボビン、３４５ コイルユニット、３４６ コイル、３４８ 第１溝、３５０ 第１磁極、３５１ 溝、３５２ 第２溝、３５３ 第２磁極、３５４ 上部肉厚部、３５５ 磁極、３５６ 下部肉厚部、３５７ 内周面、３５８ 肉薄部、３５９ 内周面、３６０ 磁極用孔、３６１ 内周面、３６２ 凹部、３６３ 第３磁極、４００ ケース、４０２ 端子カバー部、４０３ 端部、４０４ 端面、４０６ 位置決め突部、４２０ プリント配線基板、４２２ 端子、４２４ 位置決め用孔、４４０ 蓋体、４４２ 当接部、４４４ 突部、４４６ 凹部、４４８ インロー嵌合部、４５０ 位置決め嵌合部、４６０ 嵌合部、５２０ ステータユニット、６００ 金型、６０２ 金型ハウジング、６１０ 第１金型、６１２ 凹部、６２０ 第２金型、６３０ 第３金型、６４０ 第４金型、６４２ 凹部、６５０ センターピン、６５２ 角柱部、６５３ 大径部、６５４ 小径部、６５５ 突起、６５６ 位置決め嵌合部、Ｍ モールド樹脂、Ｒ 樹脂材、Ｓ 空間、ａ 隙間、ｂ 隙間。

Claims (7)

1. モールド樹脂により被覆されたステータを備える電動弁であって、
   前記ステータは、
   内周面に沿って複数の溝が設けられ、隣接する溝間に磁極が形成されたコアと、
   前記磁極をはさむ一対の溝に嵌合し、前記コアの径方向に軸線を有するように前記磁極に組み付けられたコイルと、
   を含み、
   前記モールド樹脂は、前記複数の溝に充填されつつ前記コアと前記コイルを被覆し、
   前記モールド樹脂において前記複数の溝のうち特定の溝を被覆する部分には、金型部品の位置決め部との当接痕である凹部が形成されていることを特徴とする電動弁。
2. 前記特定の溝は、前記複数の溝のうち前記コイルが嵌合していない溝であることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
3. 前記凹部は、前記金型部品としてのセンターピンの側面に突設された位置決め嵌合部との当接痕であることを特徴とする請求項１または２に記載の電動弁。
4. 各磁極の内周面が、共通の内接円と同じ曲率を有することを特徴とする請求項３に記載の電動弁。
5. 前記モールド樹脂は、前記磁極の内周面には被覆されないことを特徴とする請求項１−４のいずれかに記載の電動弁。
6. 電動弁用ステータの製造方法であって、
   コアを成形するコア成形工程と、
   前記コアにコイルを組み付け、ステータを形成する組立工程と、
   金型に前記ステータをセットし、モールド樹脂を射出成形するモールド工程と、
   を備え、
   前記金型が、金型ハウジングとセンターピンとによりチャンバを形成するものであり、
   前記センターピンの外周面に軸線と並行に延びる位置決め嵌合部が突設され、
   前記コアは、内周面に沿って複数の溝が設けられ、隣接する溝間に磁極が形成され、
   前記モールド工程は、
   前記金型ハウジングに前記ステータをセットする工程と、
   前記ステータの軸線に沿って前記センターピンを導入し、前記コアにおける複数の溝のうち特定の溝に前記位置決め嵌合部を嵌合させることで、前記金型ハウジングと前記ステータとの位置関係を固定する工程と、
   を含むことを特徴とするステータの製造方法。
7. 複数の前記磁極の内周面と前記センターピンの外周面とが当接することにより前記ステータの調心がなされることを特徴とする請求項６に記載のステータの製造方法。

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