JP2020089059A - 電機子モールド構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電機子モールド構造において、強度の確保を図るとともに、トルクの低下を抑制する。【解決手段】隣り合う磁極の内周側先端部を連結する連結部を有する第１のコアシートと隣り合う磁極の内周側先端部が連結されていない非連結部を有する第２のコアシートとが前記連結部と前記非連結部が重なるように積層されて前記鉄芯を形成する積層コアと前記積層コアに巻回された巻線とが樹脂によりモールド成形されたモータの電機子構造であって、前記第２のコアシートを積層方向に連続して複数積層することにより前記積層コアの内周面に前記非連結部により形成された開口窓部を有し、前記開口窓部に前記樹脂が充填されている電機子モールド構造。【選択図】図１

Description

本発明は、モータの電機子モールド構造に関する。

樹脂成形により電機子モールド構造を形成する技術が知られている。例えば、特許文献１においては、電機子を構成する鉄芯の内面側である磁極先端部に樹脂が流し込まれている。

特開２０１６−１３５０２２号公報

しかしながら、モータの電機子と回転子との間の空隙の距離は、電機子コアの内周に対して一定の距離で確保するのが好ましいが、磁極先端部に樹脂を流し込むため、内接する円に対して一定の距離を確保する必要があり、トルクの低下につながるという問題がある。

本発明は、電機子モールド構造において、内接する円に対して一定の距離を確保しつつ、樹脂の充填性を良くすることで、強度の確保を図るとともに、トルクの低下を抑制することを目的とする。

本発明の一観点によれば、モータ電機子のモールド構造に用いられる円筒状の鉄芯を積層により構成するコアシートにおいて、円筒の周方向に沿って隣り合う磁極の前記円筒の内周側先端部を連結する連結部を有する第１のコアシートと隣り合う磁極の内周側先端部が連結されていない非連結部を有する第２のコアシートとが前記連結部と前記非連結部が重なるように積層されて前記鉄芯を形成する積層コアと前記積層コアに巻回された巻線とが樹脂によりモールド成形されたモータの電機子構造であって、前記第２のコアシートを積層方向に連続して複数積層することにより前記積層コアの内周面に前記非連結部により形成された開口窓部を有し、前記開口窓部に前記樹脂が充填されている電機子モールド構造が提供される。

前記積層コアの積層方向の両端には、前記第１のコアシートの積層により形成されたリング状の樹脂モールド端部がそれぞれ設けられており、前記樹脂モールド端部の内周面に凹凸構造が形成され、前記凹凸構造の凹部により前記開口窓部に樹脂を流し込む流動経路が形成されていることが好ましい。
前記凹凸構造は、前記樹脂モールド端部の内周面に周方向に断続的に設けられていることが好ましい。

本発明によれば、電機子モールド構造において、強度の確保を図るとともに、トルクの低下を抑制することができる。

本発明の一実施の形態によるモータ電機子のモールド構造に用いられる鉄芯を構成するコアシートの一例を示す図であり、図１（ａ）は第１のコアシート、図１（ｂ）は第２のコアシートの一構成例を示す平面図である。 積層コアシートにより形成された鉄芯の構成例を示す斜視図である。 図２に示す鉄芯に対する巻線の組立て状態を示す斜視図である。 図３の構造を形成した後に、モールド成形を行った後の構造例を示す斜視図である。 図４と同様にモールド成形後の構造を示す斜視図である。 本実施の形態によるモールド成形後の電機子モールド構造の一構成例を示す断面図であり、軸方向の断面を示す図である。 本実施の形態の電機子モールド構造の径方向断面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す隙間を拡大させた図である。図７（ｃ）は、第２のコアシートを積層させた部分の径方向断面図である。 本実施の形態による樹脂流動経路を例示的に示すための斜視図である。

以下において、本発明の一実施の形態によるモータ電機子のモールド構造について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態によるモータ電機子（固定子）のモールド構造に用いられる鉄芯を構成するコアシートの一例を示す図であり、図１（ａ）は第１のコアシート、図１（ｂ）は第２のコアシートの一構成例を示す平面図である。図２は、積層コアシートにより形成された鉄芯の構成例を示す斜視図である。モータの電機子は、例えば、その内周側に回転する回転子（可動子）を配置する円筒状の電機子である。

図１（ａ）に示すように、第１のコアシート１は、回転軸の周方向に沿って隣り合う磁極１ａの内周側先端部を連結する連結部１ｂを有する。磁極の内周側端部と連結部により、円筒状の内周端部が画定される。
図１（ｂ）に示すように、第２のコアシート３は、回転軸の周方向に沿って隣り合う磁極３ｂの内周側先端部が連結されていない非連結部（開口部）３ｂとなっている。
第１のコアシート１の連結部１ｂと第２のコアシート３の非連結部３ｂの位置が重なるように位置合わせして、第１のコアシート１と第２のコアシート３とを積層して、図２のように鉄芯１１を形成することができる。鉄芯１１は、上記の１のコアシート１と第２のコアシート３との積層により内側に中空部を有する円筒状に構成される。

第１のコアシート１、第２のコアシート３は、所定の配分で一方のコアシートを積層し、次いで、所定の配分で他方のコアシートを積層する工程を繰り返すことで、図２に示すように、コアシート２の積層部は、位置合わせされた非連結部（開口部）３ｂの連続積層により形成された開口窓部（内周１１ａと外周１１ｂとを貫通する窓形状に貫通孔が形成されている部分）１５が形成される。

図３は、図２に示す鉄芯１１に対する巻線２３の組立て状態を示す斜視図であり、図４は、図３の構造を形成した後に、モールド成形を行った後の構造例を示す斜視図である。
図３に示すように、磁極１ａに巻線２３が巻回されたボビン２５を積層コアに挿入し、ヨーク２７を外周側に嵌めている。図４に示すように、その後に樹脂モールド３３により図３に示す構造を一体成形している。

図５は、図４と同様にモールド成形後の構造を示す斜視図である。樹脂モールド３３は電機子コアのインサート成形となる。この際、インサート物となるコアの基準位置を何らかの形で決める必要がある。そこで図５に示すように、樹脂モールド（端部）３３の内周面３３ａ側に凸部３３ｂを周方向に断続的に形成しておくことで、内周面３３ａにおいて周方向に連続した凹凸形状を設けることができる、このように、凹凸形状を周方向に断続的に設けることで、凹み部分には鉄芯１１の内周１１ａの端部が露出する。ここで、鉄芯１１の内周１１ａの端部を、モールド成形時に用いる金型内に突き当てることで成形時の基準位置を確保し、モールド成形をしやすくすることができる。

図６は、本実施の形態によるモールド成形後の電機子モールド構造の一構成例を示す断面図であり、軸方向の断面を示す図である。第１のコアシート１および第２のコアシート３は、前述のように積層されて、モータの鉄芯１１を形成している。この際、第１のコアシート１と第２のコアシート３とのいずれか一方を所定の枚数だけ連続させて積層しているため、鉄芯１１の内周面１１ａには、第１のコアシート１が連続して積層された部分１と第２のコアシート３が連続して積層された部分３とが形成される。第２のコアシート３が連続して積層された部分３には、前述のように、開口窓部１５に示すように内周部１１ａに外周部１１ｂまで貫通する貫通孔が形成されている。

図３に示すように、モータを巻線組立した後に、樹脂成形によりコイルエンド部からコイル内部まで樹脂モールド３３により、図５に示すように一体成形する。このとき、図２に示すように、鉄芯１１を構成する積層コアの軸方向端部には、一方側の端部には第１のコアシート１が積層されており、一方側の端部から例えば等間隔に同じく第１のコアシート１が連続して積層されている。他方側の端部においても同様である。従って、このコアシ−トの連結された連結部１ｂが軸方向のモールド樹脂の流れを阻害し、図６に示す開口窓部１５には、樹脂が回りづらくなり、完全に封止することができないという課題がある。
そこで、開口窓部１５にも樹脂が充填されるようにするため、図６に示す凸部（突起）３３ｂを内径端部に設けている。巻線端部の樹脂は、この凸部３３ｂの間から鉄芯１１の端面に流れ込もうとする。

図７は、本実施の形態の電機子モールド構造の径方向断面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す隙間を拡大させた図である。図７（ｃ）は、第２のコアシートを積層させた部分の径方向断面図である。図７（ａ）から図７（ｃ）までに示すように、モールド用の樹脂は凸部（突起）３３ｂ（図６参照）からコア１ａ，１ｂと巻線２３・ボビン２５の間にできた隙間５１を通って、図６に示す開口窓部１５まで流れていく。従って、開口窓部１５内を樹脂により充填することが容易である。開口窓部１５を樹脂により充填することで、電機子モールド構造の強度を向上させることができる。

図８は、本実施の形態による樹脂流動経路を例示的に示すための斜視図である。図８に矢印で示すように、モールド樹脂はコア３１の軸方向端面から注入され、流路Ｌ１のように積層コアの方向に向かって流れていく。さらに、上記において説明したように、樹脂の一部が流路Ｌ２のように凸部（突起）３３ｂの方向（Ｌ２）に向かっても流れていく。積層されたコアは図２に示したように、端部が第１のコアシート１の積層により構成されているため、内周の開口窓部１５までは届かないが、凸部（突起）３３ｂを回り込んで凹部（内周面）３３ａに沿って流動した樹脂は、図７（ａ）から（ｃ）までに断面で示した隙間５１を通って、開口窓部１５まで到達することができる。
従って、開口窓部１５内に樹脂を充填させることができる。

以上に説明したように、連結部１ｂにより連結された第１のコアシート１と非連結部３ｂを有する第２のコアシート３とを混合して所定の割合で一方を連続して積層することにより、モータのトルク向上、コギングトルク低減につながる。加えて、開口窓部１５が形成されることコア剛性も低下してしまうという課題を、上記のような樹脂の流路を形成することで解決することができる。

すなわち、本実施の形態の電機子モールド構造によれば、モータの電機子構造において、磁極の先端部が連結部によりブリッジのように連結されている第１のコアシートと、少なくとも１種類以上（非連結部を有する第２のコアシートを１種類に限定しない）の非連結部（開口部）を有する第２のコアシートとを混合して積層し、巻線作業後に樹脂にて成形をするモータにおいて、非連結部（開口部）を有する第２のコアシートが積層されて形成される内周の開口窓部に、樹脂を流し込む流動経路をコア端面に設けたモールド構造とすることで、開口窓部にも樹脂モールドを十分に充填することができる。従って、モールド構造の強度の向上を図ることができる。

上記の実施の形態において、図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。

本発明は、電機子モールド構造に利用可能である。

１ 第１のコアシート
１ａ 磁極
１ｂ 連結部（ブリッジ部）
３ 第２のコアシート
３ａ 磁極
３ｂ 非連結部（開口部）
１１ 鉄芯
１１ａ 内周（鉄芯）
１１ｂ 外周（鉄芯）
１５ 開口窓部（貫通孔）
２３ 巻線
２５ ボビン
２７ ヨーク
３３ 樹脂モールド（端部）
３３ａ 内周面（端部樹脂モールド）
３３ｂ 凸部（端部樹脂モールド）
５１ 隙間

Claims (3)

1. モータ電機子のモールド構造に用いられる円筒状の鉄芯を積層により構成するコアシートにおいて、
   円筒の周方向に沿って隣り合う磁極の前記円筒の内周側先端部を連結する連結部を有する第１のコアシートと隣り合う磁極の内周側先端部が連結されていない非連結部を有する第２のコアシートとが前記連結部と前記非連結部が重なるように積層されて前記鉄芯を形成する積層コアと前記積層コアに巻回された巻線とが樹脂によりモールド成形されたモータの電機子構造であって、
   前記第２のコアシートを積層方向に連続して複数積層することにより前記積層コアの内周面に前記非連結部により形成された開口窓部を有し、
   前記開口窓部に前記樹脂が充填されている
   電機子モールド構造。
2. 前記積層コアの積層方向の両端には、前記第１のコアシートの積層により形成されたリング状の樹脂モールド端部がそれぞれ設けられており、
   前記樹脂モールド端部の内周面に凹凸構造が形成され、前記凹凸構造の凹部により前記開口窓部に樹脂を流し込む流動経路が形成されている
   請求項１に記載の電機子モールド構造。
3. 前記凹凸構造は、前記樹脂モールド端部の内周面に周方向に断続的に設けられている
   請求項２に記載の電機子モールド構造。

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