JP3392235B2 - 回転電機の固定子組立構造および組立方法 - Google Patents

回転電機の固定子組立構造および組立方法

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JP3392235B2 JP25298094A JP25298094A JP3392235B2 JP 3392235 B2 JP3392235 B2 JP 3392235B2 JP 25298094 A JP25298094 A JP 25298094A JP 25298094 A JP25298094 A JP 25298094A JP 3392235 B2 JP3392235 B2 JP 3392235B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転電機の固定子組立
構造およびその組立方法に関し、特にステッピングモー
タの固定子組立構造およびその組立方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ステッピングモータは、OA機器、コン
ピュータの周辺機器その他の産業機器などに使用されて
おり、ステッピングモータはいまやこれ等の機器と切っ
ても切れないものとなっている。ステッピングモータ
は、回転子の構造によって、PM型、VR型、HB型に
分類されるが、いずれにしてもコイルが捲回された固定
磁極の内側で回転する回転子を軸承する構造をもってい
る。
【0003】図8は従来から用いられているステッピン
グモータの分解斜視図である。同図において、51は固
定子組立体である。該固定子組立体51は有底円筒状に
形成されており、内部の詳細は後に述べる。該固定子組
立体51の側部には、端子部53が設けられる。この端
子部53には、後に外部回路と接続するための導線が半
田付けされるが、導線は図には示されていない。固定子
の外周部分は導磁性金属板からなるヨーク55となって
いる。57は固定子組立体51の内筒部に表出している
上固定磁極であり、59は同じく下固定磁極である。固
定子組立体51の側面には位置決め用の複数個の位置決
め突起61が設けられている。
【0004】63は固定子組立体51の内部で回転する
回転子であり、その外周部の周囲はN極とS極に着磁さ
れている。65は固定子組立体51の側面に固定される
側面板である。側面板65の中央には、回転子63の回
転軸67を軸承する軸受69が固定されている。該軸受
69を中心とした円周上であって固定子組立体51の側
面に設けられた位置決め突起61に対応する位置には位
置決め穴71が貫設されている。該位置決め穴71の外
周であって軸受69側には、抵抗溶接用の突起73が固
定子組立体51方向すなわち下側方向に突出されてい
る。
【0005】図9は前述のようなステッピングモータの
側断面図である。図9において、75は上固定子コイ
ル、77は下固定子コイルである。なお、この固定子組
立体51は、その組み立てに当たって、固定磁極を形成
したカップ状のヨーク55の2個の組み合わせ体の内部
に上固定子コイル75を組み込んだものと、固定磁極を
形成したカップ状のヨーク55の2個の組み合わせ体の
内部に下固定子コイル77を組み込んだものとを射出成
型金型の型内で重ねた後、固定子組立体51の内部に合
成樹脂を注入してこれで満たす。この時、位置決め突起
61を合成樹脂にて形成する。なお、79は合成樹脂注
入時の注入口に残った残留樹脂であり、81は注入され
合成樹脂83部分により保持される軸承である。なお、
図8、図9に示すように固定子組立体51は上側固定子
部分Aと下側固定子部分Bとが合体して構成されている
がその詳細は後に述べる。
【0006】図10は、固定子組立体51を分解して示
した分解斜視図である。上側固定子部分Aと下側固定子
部分Bは同形に形成されており、これらは対称に重ねら
れて一体成型される。これら固定子部分は、分解斜視図
である図10から分かるように、内側に上向きの下固定
磁極59aが複数個設けられている下カップ60の内側
に下固定子コイル77が挿入され、その上から下向きの
下固定磁極59bを有するヨーク板55aを被せ、突部
59cを下カップ60の切欠60aに嵌め込み、また突
部59dを下カップ60の凹欠60bに嵌め込む。この
時、下コイル77に付属する端子部53は切欠60aの
中央の深い部分60cにはまり込む。なお、ヨーク板5
5aには位置決め用の穴55bと突起55cが設けられ
ている。また上側固定子部分Aも下側固定子部分Bと同
様にして組立られる。なお、図11は下側固定子磁極B
を上部から見た上面図である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の回
転電機は、下カップ60にヨーク板55aを位置決めし
て嵌め込む場合、該ヨーク板55aの突部59cを下カ
ップ60の切欠60aに嵌合し、さらに該ヨーク板55
aの突部59dを下カップ60の深い部分60cに嵌合
する。また、上側固定子部分Aと下側固定子部分Bとを
位置決めして重ね合せる場合、上側固定子部分Aのヨー
ク板に設けた突起55cと下側固定子部分Bのヨーク板
に設けた穴55bとを嵌合し、さらに上側固定子部分A
のヨーク板に設けた穴55bと下側固定子部分Bのヨー
ク板に設けた突起55cとを嵌合する。
【0008】このように、下カップ60にヨーク板55
aを位置決めして嵌め込む場合、該ヨーク板55aの突
部59cと下カップ60の切欠60aを嵌合する時に両
者間には公差があり、さらに該ヨーク板55aの突部5
9dを下カップ60の深い部分60cに嵌合する場合、
両者間には公差がある。また、上側固定子部分Aと下側
固定子部分Bとを位置決めして重ね合せる場合、上側固
定子部分Aのヨーク板に設けた突起55cと下側固定子
部分Bのヨーク板に設けた穴55bとを嵌合しさらに上
側固定子部分Aのヨーク板に設けた穴55bと下側固定
子部分Bのヨーク板に設けた突起55cとを嵌合する
が、これまた上下側固定子部分の位置合せの時にも両者
間に公差が生じる。結果的に、上下側固定子部分を合成
樹脂モールドで一体化した時、上記の公差の積み重ねに
より固定磁極の配置に大きな誤差が生じて、位置合せ精
度が低下し、結果的に回転電機の性能の低下に繋るとい
う欠点がある。
【0009】本発明は、上述のような従来の欠点を改善
しようとするものであり、その目的は、簡単な構造の部
品を用い、かつ簡単な組立工程だけで固定磁極の位置精
度が従来のものより向上する回転電機の固定子組立構造
および組立方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願の請求項1に記載の
発明は、複数個の固定磁極を持ったヨークとヨーク板と
で固定子コイルを囲んだ複数の組立体を重ねて合成樹脂
モールドにて一体化した回転電機の固定子組立構造にお
いて、 ヨーク板(55a)の中央に設けられた穴(5
5d)と嵌合する円盤台(3)と、ヨーク板(55a)
に設けられた位置決めのための切り欠き(55f)と嵌
合し、先端がとがった位置決めピン(4a、4b)と、
を所定位置に設けた固定の台盤(1)と、ヨーク(5
5)の中央に設けられた穴(55e)と嵌合する円盤台
(6)と、ヨークに設けられた位置決めのための切欠
(55g)と嵌合し、先端がとがった位置決め(7a、
7b)と、を 前記位置決めピン(4a、4b)と対向
する所定位置に設けた上下自在な加圧板(5)と、を有
し、加圧板(5)の下降で加圧板(5)と共に下降する
ヨーク(55)内側を台盤(1)上に載置されたヨーク
板(55a)の外縁に強嵌合させてヨークにヨーク板を
填め込んでこれらを一体化する治具と、 前記治具にて
一体化されたヨークとヨーク板を収容し、ヨーク板(5
5a)の切り欠き(55f)と嵌合する位置決めピン
(8c、8d)と、重ねた前記一体化されたヨークとヨー
ク板の穴に嵌合する円柱(8b)とを内部に有するダイ
型を有する下型と、前記重ねた上側の組立体の切り欠き
(55g)と嵌合する位置決めピン(9c、9d)を有
する上型と有し、上型が下型方向に上下自在で、前記ダ
イ型内に収容された前記組立体に合成樹脂を射出して複
数の組立体を合体する射出成形金型と、 を具備するこ
とを特徴とする回転電機の固定子組立構造を提供する。
本願の請求項2に係る発明は、請求項1に記載の発明に
加えて、前記固定子組立構造は、複数個の固定磁極を持
ったヨークとヨーク板とで固定子コイルを囲んだ固定子
構造を2個組み合わせたものであることを特徴とする回
転電機の固定子構造を提供する。本願の請求項3に記載
の発明は、請求項1に記載の発明に加えて、ヨークの相
隣る固定磁極の間に位置決 は、請求項1に記載の発明
に加えて、ヨーク板の相隣る固定磁極の間に位置決め用
の切欠を形成したことを特徴とする回転電機の固定子構
造を提供する。本願にの請求項5に記載の発明は、複数
個の固定磁極を持ったヨークとヨーク板とで固定子コイ
ルを囲み、これらを合成樹脂モールドにて一体化した回
転電機の固定子組立方法において、ヨークとヨーク板の
組合せて組立体を形成する治具に設けた位置決めピン
と、ヨークとヨーク板に設けた位置決め部分とをそれぞ
れ嵌合してヨークの内側にヨーク板を強嵌合して一体化
し固定子部分を組み立てる工程と、組み立てられたヨー
クとヨーク板の組立体を治具から取り外す工程と、ヨー
クとヨーク板とを組み合わせて構成した固定子部分のヨ
ークに設けられた前記位置決め部分に射出成型金型の型
内に設けた位置決めピンを位置合せした後、該型内に合
成樹脂を射出注入してヨークとヨーク板とを合成樹脂に
て一体化する工程と、を具備してなる回転電機の固定子
組立方法を提供する。上記請求項6に記載の発明は、ヨ
ークとヨーク板とを合体するジグの加圧板にヨーク板を
吸着する磁石板を取り付けたことを特徴とする上記請求
項5に記載の回転電機の固定子組立方法に使用するジグ
を提供する。本願の請求項7に記載の発明は、、固定子
部分を合体する射出成型金型の該固定子部分を位置決め
する位置決めピンの先端は尖頭であることを特徴とする
上記請求項5に記載の回転電機の固定子組立方法に使用
する射出成型金型提供する。
【0011】
【作用】ヨークとヨーク板の組合せ治具に設けた位置決
めピンと、ヨークとヨーク板に設けた位置決め部分とを
それぞれ嵌合してヨークとヨーク板とを一体化し固定子
部分を組み立てた後、このようにヨークとヨーク板とを
組み合わせて構成した固定子部分のヨークに設けられた
前記位置決め部分に射出成型金型の型内に設けた位置決
めピンを位置合せした後、該型内に合成樹脂を射出注入
してヨークとヨーク板とを合成樹脂にて一体化する。
【0012】
【実施例】次に本発明の一実施例を、図面を用いて詳細
に説明する。なお、従来例と同一部分には同一符号を付
し、その詳細な説明は省略する。図1は回転電機の上側
および下側の固定子コイルを含むヨーク55とヨーク板
55aとを組み合わせる治具を示す斜視図である。同図
において、1は治具の台盤である。台盤1の四隅にはガ
イドポール2が立設されている。台盤1の中央にはヨー
ク板55aの中央にあけられた穴55dが挿通できる円
盤台3が固定されている。円盤台3の外周には、2本の
位置決めピン4a、4bが台盤1から立設されている。
5はガイドポール2に沿って上下動する加圧板である。
加圧板5の裏面であって、円盤台3と対向する位置に、
ヨーク55の中央にあけられた穴55eが挿通できる円
盤台6が固定されている。円盤台6の外周には、2本の
位置決めピン7a,7bが加圧板5から立設されてい
る。加圧板5は図に示されていない動力源により上下動
される。
【0013】図2はヨーク板55aの正面図であり、該
ヨーク板55aの相隣る2つの下固定磁極59bと下固
定磁極59bとの間には位置決め用の切欠55fが半円
形に設けられている。この切欠55fは穴55dを隔て
た対向位置にも設けられている。図3はヨーク55の正
面図であり、該ヨーク55の相隣る2つの下固定磁極5
9aと下固定磁極59aとの間には位置決め用の切欠5
5gが半円形に設けられている。この切欠55gは穴5
5eを隔てた対向位置にも設けられている。なお、55
hおよび55iは樹脂挿通穴である。
【0014】下側固定子部分Bの組立に当たって、図1
に示す治具の台盤1上の円盤台3にヨーク板55aの穴
55dが挿通するように載置する。勿論この時下固定磁
極59bは上を向いている。また、ヨーク55の中には
予め下固定子コイル77が嵌め込まれる。図1では、該
下固定子コイル77に付属する端子部53が描かれてい
る。このように下固定子コイル77が組み込まれたヨー
ク55は、その穴55eが加圧板5の中央に設けられた
円盤台6に挿通するように組付けられる。なおこの時加
圧板5のヨーク55が当接する部分に永久磁石を嵌め込
んでおくと、ヨーク55が加圧板5に安定して固定され
る。なお、ヨーク板55aが台盤1に組みつけされる
時、位置決めピン4a,4bはそれぞれヨーク板55a
の位置決め用の切欠55fに嵌合し、ヨーク55が加圧
板55に組みつけされる時、位置決めピン7a,7bは
それぞれヨークの位置決め用の切欠55gに嵌合する。
【0015】上記のように、台盤1にヨーク板55aが
組付けられ、加圧板5にヨーク55が組付けられると加
圧板5が降下し、ヨーク55はヨーク板55aの上に押
し付けられる。この動作でヨーク板55aの外縁は図4
に示すようにヨーク55の内側に強嵌合され、この嵌め
込み工程によりこれらは一体化される。このようにして
下側固定子部分Bが組立られるが、同様な方法で上側固
定子部分Aも組立られる。
【0016】図5は上側固定子部分Aと下側固定子部分
Bとを合成樹脂にて一体化する射出成型金型の一部を示
す斜視図である。図において、8は下型である。下型8
の中央には上側固定子部分Aと下側固定子部分Bを収容
するダイ型8aが設けられている。ダイ型8aの中央に
は、下側固定子部分Bと上側固定子部分Aの中央に明け
られた穴に挿通する円柱8bが設けられている。該円柱
8bの外周には、2本の位置決めピン8c,8dが立設
されている。8eは端子部53が嵌合する溝である。9
は上型である。上型9の下面四隅からガイドポール10
が下向きに設けられており、これら4本のガイドポール
10は下型8の四隅に設けられた軸受8fに移動自在に
挿通されており、成型動作の折には、上型9は下型8方
向に降下する。上型9の裏面中央であって、ダイ型8a
と対向する位置には、溶解した合成樹脂を射出する射出
口9aが設けられているほか、これから組立られる回転
電機の軸受81を保持する合成樹脂部分83を形成する
空洞部分9bが穿設されている。該空洞部分9b内には
上側固定子部分Aのヨーク55に設けられた位置決め用
の切欠55gと嵌合する位置決めピン9c,9dが立設
されている。なお、これら位置決めピン9c、9dの先
端は尖っている。
【0017】次に上側固定子部分Aと下側固定子部分B
とを射出成型金型内で合成樹脂にて一体に合体する過程
を説明する。まず、下側固定子部分Bをダイ型8a内に
挿入する。この時、位置決めピン8cと8dが下側固定
子部分Bのヨーク55に設けられた位置決め用の切欠5
5gに嵌合し、この位置決めピンの切欠への嵌合により
下側固定子部分Bはダイ型8a内に正確に位置決めされ
て挿入される。次に下側固定子部分Bの上に上側固定子
部分Aを重ねる。この時上側固定子部分Aの端子部53
が溝8e内に挿入され、上側固定子部分Aのおおよその
位置決めがなされる。この状態から上型9を降下させ、
下型8の上に重ねる。この動作において、位置決めピン
9c、9dは上側固定子部分Aの切欠55gに嵌合し、
上側固定子部分Aを正確な位置にセットする。
【0018】この状態を保持しながら、上型9に設けら
れた射出口9aから溶融合成樹脂を射出すると、溶融し
た合成樹脂は上側および下側固定子部分に設けられた樹
脂挿通口を介してこれらの中に満たされる。そして、射
出成型金型の型が冷却されると内部の合成樹脂が硬化
し、上側固定子部分Aと下側固定子部分Bの内部は合成
樹脂により満たされると共に、これらは合成樹脂により
一体に固定化される。図6は射出成型金型から取り出し
た固定子組立体51’を示す斜視図である。図6からも
分かるように、本発明に係る固定子組立体51’は合成
樹脂成型時に位置決めピンにより、切欠部分に小穴51
aが形成される。なお、このように形成された固定子組
立体51’に、従来例と同様に側面板65と軸受81を
取付け、回転子63を回転自在に組み込む。
【0019】上記実施例では、ヨーク55とヨーク板5
5aとを治具に装着する際、および上側と下側固定子部
分を射出成型金型にセットする際、位置決めピンを位置
決め用の切欠に挿入して、上側と下側固定子部分を位置
決めしていたが、別の実施例においては、図7に示すよ
うに、位置決めピンPをヨーク55とヨーク板55aの
固定磁極間に挿通させてこれらを位置決めすることもで
きる。
【0020】以上本発明をステッピングモータに適用し
た実施例にて説明したが、本発明はステッピングモータ
に適用できるだけでなく、同期電動機、同期発電機な
ど、他の回転電機にも適用できることはいうまでもな
い。
【0021】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明で
は、複数個の固定磁極を持ったヨークとヨーク板とで固
定子コイルを囲み、これらを合成樹脂モールドにて一体
化した回転電機の固定子組立構造において、ヨーク板と
ヨークとを組み合わせる場合と、またこれらヨークとヨ
ーク板とを含む2個の固定子部分とを射出成型金型内に
位置決めしてセットする場合のいずれもヨークとヨーク
板に設けた位置決めピンを当てがってこれらの位置決め
を行なうので、従来のようにそれぞれの組立工程におい
て、それぞれの工程における位置決め部を用いて部品の
位置決めを行なうための公差の積み重ねがなく、簡単な
構成で従来のものより正確な位置あわせができる。ま
た、ヨークおよびヨーク板には板金成型時に位置決め部
を設けるだけで良いので、構造が簡単にしてしかも組立
精度がよく安価な回転電機の回転子構造とその製造方法
を提供することができるなど、従来のものには見られな
い優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の組立に使用する治具の斜視図である。
【図2】ヨーク板の正面図である。
【図3】ヨーク板の正面図である。
【図4】ヨークとチョーク板とを組立た状態を示す正面
図である。
【図5】上側固定子部分と下側固定子部分とを一体化す
る射出成型金型の一部を示す斜視図である。
【図6】モールド成型により得られた固定子を示す斜視
図である。
【図7】本発明の他の実施例を示すヨーク板の正面図で
ある。
【図8】従来例の分解斜視図である。
【図9】従来例の断面図である。
【図10】従来例の固定子組立体の分解斜視図である。
【図11】従来例の下側固定子磁極を上部から見た上面
図である。
【符号の説明】
A・・・・・・上側固定子部分 B・・・・・・下側固定子部分 1・・・・・台盤 2・・・・・ガイドポール 3・・・・・円盤台 4a・・・・位置決めピン 4b・・・・位置決めピン 5・・・・・加圧板 6・・・・・円盤台 7a・・・・位置決めピン 7b・・・・位置決めピン 8・・・・・下型 8a・・・・ダイ型 8b・・・・円柱 8c・・・・位置決めピン 8d・・・・位置決めピン 8e・・・・溝 8f・・・・軸受 9・・・・・上型 9a・・・・射出口 9b・・・・空洞部分 9c・・・・位置決めピン 9d・・・・位置決めピン 10・・・・・ガイドポール 51・・・・・固定子組立体 53・・・・・端子部 55・・・・・ヨーク 55a・・・・ヨーク板 55b・・・・穴 55c・・・・突起 55d・・・・穴 55e・・・・穴 55f・・・・切欠 55g・・・・切欠 55h・・・・樹脂挿通穴 55i・・・・樹脂挿通穴 57・・・・・上固定磁極 59・・・・・下固定磁極 59a・・・・下固定磁極 59b・・・・下固定磁極 59c・・・・突部 59d・・・・突部 60・・・・・下カップ 60a・・・・切欠 60b・・・・凹欠 60c・・・・深い部分 61・・・・・位置決め突起 63・・・・・回転子 65・・・・・側面板 67・・・・・回転軸 69・・・・・軸受 71・・・・・位置決め穴 73・・・・・突起 75・・・・・上固定子コイル 77・・・・・下固定子コイル 79・・・・・残留合成樹脂 81・・・・・軸承 83・・・・・合成樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−87550(JP,A) 特開 昭63−274355(JP,A) 特開 平6−54511(JP,A) 実開 平4−118781(JP,U) 実開 平4−114775(JP,U) 特公 昭61−59059(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 37/00 H02K 5/08 H02K 15/12

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数個の固定磁極を持ったヨークとヨーク
    板とで固定子コイルを囲んだ複数の組立体を重ねて合成
    樹脂モールドにて一体化した回転電機の固定子組立構造
    において、 ヨーク板(55a)の中央に設けられた穴
    (55d)と嵌合する円盤台(3)と、ヨーク板(55
    a)に設けられた位置決めのための切り欠き(55f)
    と嵌合し、先端がとがった位置決めピン(4a、4b)
    と、を所定位置に設けた固定の台盤(1)と、ヨーク
    (55)の中央に設けられた穴(55e)と嵌合する円
    盤台(6)と、ヨークに設けられた位置決めのための切
    欠(55g)と嵌合し、先端がとがった位置決めピン
    (7a、7b)と、を前記位置決めピン(4a、4b)
    と対向する所定位置に設けた上下自在な加圧板(5)
    と、を有し、加圧板(5)の下降で加圧板(5)と共に
    下降するヨーク(55)内側を台盤(1)上に載置され
    たヨーク板(55a)の外縁に強嵌合させてヨークにヨ
    ーク板を填め込んでこれらを一体化する治具と、前記治
    具にて一体化されたヨークとヨーク板を収容し、ヨーク
    板(55a)の切り欠き(55f)と嵌合する位置決め
    ピン(8c、8d)と、重ねた前記一体化されたヨークと
    ヨーク板の穴に嵌合する円柱(8b)とを内部に有する
    ダイ型を有する下型と、前記重ねた上側の組立体の切り
    欠き(55g)と嵌合する位置決めピン(9c、9d)
    を有する上型と有し、上型が下型方向に上下自在で、
    前記ダイ型内に収容された前記組立体に合成樹脂を射出
    して複数の組立体を合体する射出成形金型と、を具備す
    ることを特徴とする回転電機の固定子組立構造。
  2. 【請求項2】前記固定子組立構造は、複数個の固定磁極
    を持ったヨークとヨーク板とで固定子コイルを囲んだ固
    定子構造を2個組み合わせたものであることを特徴とす
    る請求項1に記載の回転電機の固定子構造。
  3. 【請求項3】ヨークの相隣る固定磁極の間に位置決め用
    の切欠を形成したことを特徴とする請求項1に記載の回
    転電機の固定子構造。
  4. 【請求項4】ヨーク板の相隣る固定磁極の間に位置決め
    用の切欠を形成したことを特徴とする請求項1に記載の
    回転電機の固定子構造。
  5. 【請求項5】複数個の固定磁極を持ったヨークとヨーク
    板とで固定子コイルを囲み、これらを合成樹脂モールド
    にて一体化した回転電機の固定子組立方法において、 ヨークとヨーク板の組合せて組立体を形成する治具に設
    けた位置決めピンと、ヨークとヨーク板に設けた位置決
    め部分とをそれぞれ嵌合してヨークの内側にヨーク板を
    強嵌合して一体化し固定子部分を組み立てる工程と、 組み立てられたヨークとヨーク板の組立体を治具から取
    り外す工程と、 ヨークとヨーク板とを組み合わせて構成した固定子部分
    のヨークに設けられた前記位置決め部分に射出成型金型
    の型内に設けた位置決めピンを位置合せした後、該型内
    に合成樹脂を射出注入してヨークとヨーク板とを合成樹
    脂にて一体化する工程と、 を具備してなる回転電機の固定子組立方法。
  6. 【請求項6】ヨークとヨーク板とを合体するジグの加圧
    板にヨーク板を吸着する磁石板を取り付けたことを特徴
    とする上記請求項5に記載の回転電機の固定子組立方法
    に使用するジグ。
  7. 【請求項7】固定子部分を合体する射出成型金型の該固
    定子部分を位置決めする位置決めピンの先端は尖頭であ
    ることを特徴とする上記請求項5に記載の回転電機の固
    定子組立方法に使用する射出成型金型。
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