JP3564299B2

JP3564299B2 - アウタロータ形モータのステータ

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Publication number: JP3564299B2
Application number: JP19581698A
Authority: JP
Inventors: 弘則千葉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2018-07-10
Also published as: KR100337441B1; CN1241835A; KR20000011535A; TW451545B; JP2000032692A; CN1196245C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステータコアの外周部及び巻線をモールド層にてモールドするようにしたアウタロータ形モータのステータに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
例えば冷蔵庫のファン駆動用のアウタロータ形モータにおいては、結露環境（湿度環境）に耐えるように、ステータの巻線部分を、ステータコアの外周面を除いて樹脂モールドすることが行われている（例えば実開昭５７−１３９２６３号参照）。この場合、樹脂モールドには、ヒートショック性等に優れる不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂が用いられており、この種熱硬化性樹脂は、流動性に劣るため、ステータコアの外周面に薄肉状にモールド層を形成することが不可能であった。このため、モールド樹脂に覆われていないステータコアの外周面については、防錆剤を薄く塗布することが行われていた。
【０００３】
ところが、上記のものでは、ステータコアの外周面に防錆剤を塗布する構成なので、組立作業の工程が多くなり、製造コストが高価となる不具合がある。このとき、モールド樹脂によりステータコアの外周面も一体にモールドしてしまえば、防錆剤の塗布を不要とすることができると考えられるが、上述のように、熱硬化性樹脂によりステータコアの外周面にモールド層を形成するには、どうしても厚肉とならざるを得なくなり、その分ロータとのギャップが大きくなってモータの特性（効率）が悪化してしまうことになる。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、十分な防錆効果を得、且つモータの良好な特性を確保しながらも、製造工程の簡単化を図ることができるアウタロータ形モータのステータを提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
従来では、モータのステータの巻線を樹脂モールドする場合、耐熱性や耐ヒートショック性等に優れる熱硬化性樹脂を用いることが通常であり、また、アウタロータ形モータにあっては、ロータと対向するステータコアの外周部までモールドすることは行われていなかった。これに対し、本発明者は、熱可塑性樹脂を用いることにより、ステータコアの外周部も含めて一体的に樹脂モールドすることを試み、これによっても、十分な耐熱性や耐ヒートショック性を得ることができると共に、ステータコアの外周部に十分に薄いモールド層を均等に形成することができて、十分高いモータ効率を確保できることを確認し、本発明を成し遂げたのである。
【０００６】
即ち、本発明のアウタロータ形モータのステータは、ステータコアと、このステータコアに絶縁体を介して巻装された巻線と、前記絶縁体に設けられ前記巻線の端部が接続されるピンと、基端側が前記ピンに電気的に接続され先端側に外部接続用のコネクタ部を有する端子台と、前記巻線及びステータコアの外周部並びに端子台の基端部を一体的にモールドする熱可塑性樹脂からなるモールド層とを具備するところに特徴を有する（請求項１の発明）。
【０００７】
これによれば、熱可塑性樹脂からなるモールド層は、ステータコアの外周部をも覆うように設けられているので、湿度環境で使用される場合であっても、十分な防錆効果を得ることができ、別途に防錆剤を塗布する等の作業を不要とすることができる。このとき、熱可塑性樹脂を用いたことにより、ステータコアの外周部のモールド層を十分に薄いものとすることができる。また、十分な耐熱性や耐ヒートショック性を得ることができることも確認されている。そして、巻線及びステータコアの外周部並びに端子台の基端部が一体的にモールドされるので、ステータとしての取扱い性が良好となって組付性がより向上する。さらには、モールド層により、巻線の保護、絶縁性や機械的強度の向上を図ることができることは勿論である。
【０００８】
この場合、前記絶縁体及び端子台を、モールド層と同一種類のベース材料からなる熱可塑性樹脂から構成することができる（請求項２の発明）。これによれば、モールド層の形成時に、モールド層を構成する樹脂と絶縁体及び端子台の表面とが熱溶着しやすくなるので、モールド層と絶縁体及び端子台との接着性に優れるものとなると共に、それらの線膨脹係数も同等となるので、モールド層、絶縁体、端子台の三者が強固に一体化されるようになる。
【０００９】
また、モールド層は、成形型を用いて成形されるが、ステータコアの外周部のモールド層を薄く形成するためには、材料となる樹脂を流動性の良いものとすることが必要となる。そこで、モールド層を構成する熱可塑性樹脂を、ベース材料にゴム系のエラストマーを添加して構成すれば（請求項３の発明）、材料の高い流動性を得ることができる。尚、例えば冷蔵庫のファンモータに使用する場合、ベース材料としては、ＰＢＴ（ポリブタジエンテレフタレート）やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）等の耐ヒートショック性に優れるものが好適する。
【００１０】
そして、モールド層を形成する際に樹脂が注入されるゲートの位置を、ステータコアのスロットオープン部の隣合うティースの中間部分に配置するようにすれば（請求項４の発明）、ステータコアのゲートの反対側の端面部まで樹脂が回りやすくなると共に、樹脂注入圧力が巻線に直接的に作用することがなく、巻線にダメージを与えることを防止することができる。
【００１１】
この場合、巻線の渡り線を、ステータコアのゲートの位置とは反対側の端面であって、絶縁体にステータコアの端面において径小となるように形成された段差部に位置させれば（請求項５の発明）、渡り線にダメージを与えることを防止する効果に優れるものとなる。
【００１２】
あるいは、モールド層のゲートの位置を、端子台の上面部に配置するようにしても良く（請求項６の発明）、これによれば、樹脂注入圧力は直接的には端子台に作用することになり、巻線にダメージを与えることを効果的に防止することができる。
【００１３】
ところで、ステータコアの外周部に形成されるモールド層は、その厚み寸法があまり大きくなると、ステータコアとロータとの間のギャップが大きくなってモータの効率が低下し、そうかといって、あまり薄くし過ぎると、耐ヒートショック性が弱くなってしまう。そこで、本発明者の研究によれば、モールド層のステータコアの外周部における厚み寸法は、ステータコアのティースの磁極部の幅寸法の３〜９％とすることが好ましく（請求項７の発明）、これにより、モータ効率及び耐ヒートショック性の双方を満足する厚み寸法を得ることができる。
【００１４】
また、モールド層のうちステータコアの外周部を、スロットオープン部のひけが成形型で補正されることにより、均一面とすることができ（請求項８の発明）、これにより、ステータコアの外周部のモールド層を均等に構成することができ、耐ヒートショック性を良好とすることができる。
【００１５】
さらには、モールド層の外周面部を、スタータコアの端面からやや径小となって軸方向に延長すると共に、その延長部の外周面にパーティングラインが位置されるように構成しても良く（請求項９の発明）、これにより、パーティングラインが、ステータコアの外周部のモールド層に現れることがなくなり、耐ヒートショック性などに対する悪影響を防止することができる。
【００１６】
そして、上記した絶縁体を、巻線のコイルエンドの外周側に立上がる外周壁部を一体に有するものとすると共に、その外周壁部の高さ寸法を厚み寸法の３倍以下とすることができる（請求項１０の発明）。これによれば、外周壁部によって巻線の巻装作業の作業性等を向上させることに加え、その外周壁部が高さ寸法に対し相対的にある程度の厚みを有することにより、樹脂注入圧力によって変形するといったことを未然に防止することができる。
【００１７】
また、絶縁体に一体に形成された外周壁部の外周面に、凸部を設けるようにしても良く（請求項１１の発明）、これにより、モールド成形時に凸部が成形型の内面に当接することによって、外周壁部が樹脂注入圧力により変形することを防止することができる。
【００１８】
ここで、前記端子台は、板面がメッキ面とされた金属板を打抜いてなる導体をインサート成形することにより構成でき、コネクタ部においてその導体の先端部がコネクタピンとなるのであるが、導体の切断面は防錆性に劣ることになる。そこで、導体に２個の折曲部を設け、それら２個の折曲部において板面が９０度ねじられる構成とすることができる（請求項１２の発明）。これによれば、コネクタピンの接触面を導体のメッキ面とすることができ、コネクタピンの切断面が錆びることによる通電不良等の悪影響を未然に防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を冷蔵庫のファン駆動用に用いられるアウタロータ形のモータに適用した一実施例（請求項１，２，３，４，５，７，８，９，１１，１２に対応）について、図１ないし図１１を参照しながら説明する。まず、図３は、本実施例に係るアウタロータ形モータ（ファンモータ）１の全体構成を示している。尚、このモータ１は、センサレスＤＣブラシレスモータとされている。
【００２０】
このモータ１は、この場合、大きく分けて、ケーシング２、このケーシング２に取付けられる後部軸受組立３、この後部軸受組立３に取付けられる本実施例に係るステータ４、このステータ４に取付けられる前部軸受組立５、前記両軸受組立３，５に回転自在に支持される回転軸６を有するファン一体形のロータ７を有して構成されている。
【００２１】
このうちケーシング２は、例えばＰＢＴ等のプラスチックからなり、後面（図３で右側の面）が開放した薄形のほぼ円筒状をなすと共に、その前壁部の中心部には、円形穴２ａが形成されている。また、前壁部の前面外周寄り部分にはリング状の凹溝部２ｂが形成されており、ケーシング２の外周部には、前方（図で左側）に延びる例えば３個の係止爪２ｃ（１個のみ図示）が１２０度間隔で形成されている。さらに、このケーシング２の外周部には、放射方向に延びる例えば４本のスティ８（一部のみ図示）が９０度間隔で一体に設けられ、それらスティ８の外周部には図示しないベルマウスが一体に設けられている。
【００２２】
また、前記後部軸受組立３は、例えば亜鉛メッキ鋼板からなるブラケット９内に、球状焼結メタルからなる軸受１０を有して構成される。前記ブラケット９は、後面が開放した薄形円筒状の主部から前方側（図で左方）に一体に延びる突出管部９ａを有して構成され、その突出管部９ａの先端部には前記回転軸６が挿通される穴９ｂが形成されている。このブラケット９内には、前記軸受１０が、軸受押え１１及びばね１２より押付けられて設けられると共に、含油フェルト１３，１４が設けられている。さらに、ブラケット９の後面開口部は、例えば亜鉛メッキ鋼板からなる蓋部材１５により塞がれて、その蓋部材１５の内面中心部には、前記回転軸６の先端を受けるスラスト板１６が設けられている。
【００２３】
この後部軸受組立３は、前記ケーシング２内に、後ろ側から密に嵌め込まれるようになっており、このとき、ブラケット９の突出管部９ａが円形穴２ａを通して前方側に突出するようになっている。尚、詳しく図示はしないが、前記円形穴２ａの内周面には複数の凸部が形成されており、突出管部９ａは、その凸部を潰すようにしながら圧入されるようになっている。また、ブラケット９の主部の端縁部には、外周側に向けていわゆる返りが形成されており、その返りがケーシング２の内周面に食込むようになっている。
【００２４】
そして、前記ステータ４は、詳しくは後述するように、軸方向に貫通する中心孔１７ａを有するステータコア１７を備え、前記中心孔１７ａの内周面には、周方向に３か所に凸部１７ｂ（図６参照）が形成されている。これにて、ステータコア１７の中心孔１７ａの後半部に対して、前記ブラケット９の突出管部９ａを圧入するように嵌挿させることにより、後部軸受組立３とステータ４とが、ケーシング２を両側から挟み付けるようにして固定されるようになっている。この場合、金属同士の圧入により、軸心合わせ（いわゆる芯出し）が容易且つ正確になされ、偏心することなく強固に固定されるようになっている。また、このとき、ステータ４に図で下方に延びて設けられたコネクタ部１８が、１個（下向き）のスティ８と重なるように位置されるようになっている。
【００２５】
また、前記前部軸受組立５は、前記後部軸受組立３とほぼ同等の構成を有しており、従って、突出管部１９ａを有するブラケット１９、球状焼結メタルからなる軸受２０、軸受押え２１、ばね２２、含油フェルト２３，２４、蓋部材２５を備えて構成されている。この場合、後部軸受組立３と異なる点として、前記蓋部材２５は中心に開口部２５ａが形成されており、また前記突出管部１９ａは比較的短く構成されている。
【００２６】
この前部軸受組立５は、上記後部軸受組立３とは反対向きに、ステータコア１７の中心孔１７ａの前半部に対して、前記ブラケット１９の突出管部１９ａを圧入するように嵌挿させることにより、ステータ４に固定されるようになっている。この場合にも、金属同士の圧入により、軸芯合わせが容易且つ正確になされ、偏心することなく強固に固定されるようになっている。このとき、前記中心孔１７ａ内には、前記突出管部９ａと突出管部１９ａとの先端面同士間に位置して、抜止め部材２６が配置されるようになっている。この抜止め部材２６は、例えばナイロン６からリング状に構成され、後述する回転軸６の抜止めの機能を果たすようになっている。
【００２７】
そして、前記ロータ７は、後端面が開放した円筒状をなす亜鉛メッキ鋼板製のロータヨーク２７、このロータヨーク２７の内周面に取付けられた例えば１２極（６対）のロータマグネット２８、前記ロータヨーク２７の外周部を覆うように設けられた例えばＰＢＴ製のファンボス部２９から構成されている。また、図示はしないが、ファンボス部２９の外周部には、４枚あるいは３枚ファン（送風羽根）が一体に形成されている。
【００２８】
前記回転軸６は、例えばＳＵＳからなり、その途中部に、径小部６ａを一体に有して構成されている。この回転軸６の基端部（前端部）が、前記ロータヨーク２７の中心部に連結されている。尚、前記ファンボス部２９は、ロータヨーク２７に対してインサート成形により一体化されており、その材料の一部が、ロータヨーク２７に形成された孔２７ａを介してつながった状態で、ロータヨーク２７の端面の内面側に位置して、回転軸６の周囲を覆うように設けられている。
【００２９】
このように構成されたロータ７は、回転軸６を、前記前部軸受組立５の蓋部材２５の開口部２５ａから挿入して軸受２０に圧入し、さらに奥方まで挿入していくことにより、後部軸受組立３の軸受１０に先端がスラスト板１６に当接するまで圧入することにより組付けられる。これにて、ロータ７は、２個の軸受２０，１０に回転可能に支持され、ロータマグネット２８が前記ステータ４に僅かなギャップを存して対向するように設けられる。
【００３０】
この場合、軸受２０，１０は、自動調芯構造の球状メタルから構成されているので、回転軸６ひいてはロータ７の軸芯合わせの精度を良好とすることができる。また、このとき、回転軸６は、抜止め部材２６の開口部を押し広げながら挿入され、ロータ７の組付け状態では、抜止め部材２６が回転軸６の径小部６ａに嵌合した状態となり、もって一旦組付けてしまえば、抜止め部材２６による回転軸６の抜止めが図られるようになっている。
【００３１】
さて、本実施例に係るステータ４の構成について、以下詳述する。図１は、ステータ４の外観を示し、図２，図４，図５等は、ステータ４のモールド層を形成する前の様子を示している。尚、これら図１，図２，図５等は、図３におけるステータ４を、後側（右側）を上向きにした（軸方向を上下方向とした）状態で示しており、以下、便宜上、図１，図２，図５に示す上下方向をステータ４の上下方向として説明する。
【００３２】
このステータ４は、前記ステータコア１７、絶縁体３０、スター結線される三相の巻線３１、前記コネクタ部１８を一体的に有する端子台３２、熱可塑性樹脂からなるモールド層３３等から構成される。このうちステータコア１７は、鋼板を軸方向に積層して構成され、図６等に示すように、円筒状のヨーク部１７ｃの外周に、この場合９本のティース１７ｄを有して構成されている。前記ヨーク部１７ｃの内周部が前記中心孔１７ａとされている。また、各ティース１７ｄの先端部には、円周方向に拡がる磁極部１７ｅを有している。
【００３３】
前記絶縁体３０は、この場合ＰＢＴ（ポリブタジエンテレフタレート）をベース材料とし、少量（例えば１５％）のガラス成分を含んでなる熱可塑性樹脂の成型品から構成されている。この絶縁体３０は、前記ステータコア１７の各スロットの内面に沿って薄肉状に覆うような形状に設けられていると共に、図２，図４，図５，図７に示すように、内周側に、ステータコア１７のヨーク部１７ｃの上下両面から軸方向に立上がる円筒状部３０ａ，３０ｂを一体に有している。
【００３４】
さらに、この絶縁体３０は、外周側に、各ティース１７ｄ（磁極部１７ｂ）の上下に立上がる外周壁部３０ｃを一体に有して構成されている。また、本実施例では、図４，図７に示すように、前記各外周壁部３０ｃの外周側の面には、縦方向に延びる凸部３０ｄが一体に形成されている。この凸部３０ｄは、図７（ａ）に示すように、ステータコア１７（磁極部１７ｅ）の外面よりも外周方向に、ほぼ寸法Ｐｗだけ突出するように設けられている。
【００３５】
そして、この絶縁体３０の上面側の円筒状部３０ａには、図２に示すように、三相の巻線３１の通電側の各端部が接続される３本のピン３４が、比較的接近した状態で、上方に突出するように取付けられていると共に、そこからやや離れた位置に、各巻線３１のコモン側の端部が接続されるピン３５がやはり上方に突出するように取付けられている。
【００３６】
一方、下面側の円筒状部３０ｂは、図４に示すように、ステータコア１７の端面においてやや径小となるように設けられ、これにより段差部３０ｅが形成されている。尚、絶縁体３０の上部側のピン３４の近傍に位置する外周壁部３０ｃの一部には、端子台３２を固定するための爪部３０ｆ（図３，図５参照）が設けられいる。また、詳しく図示はしないが、この絶縁体３０は、上下方向（軸方向）に２分割された状態で供され、それらをステータコア１７に上下方向から嵌め込むようにして装着されるようになっている。
【００３７】
前記巻線３１は、ステータコア１７の各ティース１７ｄに対して、絶縁体３０の外面に巻装されて設けられる。このとき、各相の巻線３１の端部は、ピン３４，３５に接続されるようになっている。そして、図４に示すように、巻線３１の渡り線３１ａは、ステータコア１７の下面側（ピン３４，３５とは反対側）において段差部３０ｅ部分を通されるようになっている。
【００３８】
前記端子台３２は、前記３本のピン３４に電気的に接続される基端部側の主部から、外周方向（図５で右方）に突出すると共に、上方に膨らんで高さを確保するメス形のコネクタ部１８とを一体に有してなり、図３，図５等に示すように、この場合ＰＢＴをベース材料とし、比較的多量（例えば３０％）のガラス成分を含んだ熱可塑性樹脂から成るベース３２ａに、３本の導体３６をインサート成形して構成されている。これら導体３６は、メッキ鋼板を切断して構成され、基端部側（主部側）では、ある程度の幅を有する板状をなしていると共に、前記ピン３４が挿通される孔３６ａ（図５参照）を有している。ベース３２ａは、この孔３６ａ部分にて導体３６を露出させるように設けられている。
【００３９】
これら導体３６はコネクタ部１８に向けて延び、その先端部が、コネクタ部１８のハウジング内に突出してコネクタピン３６ｂとされるのであるが、基端部から先端部のコネクタピン３６ｂまで、２個の折曲部にていわゆる稲妻形に折曲げられている。このとき、図１０に示すように、２個の折曲部にて折曲げられる際に、併せてひねりが加えられ、基端部と先端部との間で、９０度ねじられるようになっている。これにより、導体３６は、そのメッキ面が、基端部にて上下方向を向き、先端部（コネクタピン３６ｂ）部分で、側方を向く（切断面が上下を向く）ように構成されている。尚、図１０では、便宜上、切断面をハッチングを付して示している。
【００４０】
このように構成された端子台３２は、その主部が、ステータコア１７の上部側の絶縁体３０に嵌込み取付けされ、このとき、前記３本のピン３４が、夫々導体３６の孔３６ａを貫通するようになっている。そして、この部分でピン３４と導体３６とが半田付けされることにより、電気的な接続がなされるようになっている。
【００４１】
そして、前記モールド層３３は、上記した巻線３１を巻装し端子台３２を取付けたステータコア１７を、成形型３７（図１１に一部のみ図示）内に収容し、ＰＢＴをベース材料とした溶融樹脂を注入することに基づいて成形される。このモールド層３３は、図１，図３に示すように、ステータコア１７のうち、中心孔１７ａ及び上下両端面のうち中心孔１７ａ周囲部分を除く全体を、ほぼ円柱状にモールドするように形成されている。従って、モールド層３３は、前記ステータコア１７の外周面、巻線３１、絶縁体３０、各ピン３４，３５、端子台３２のうちコネクタ部１８を除く主部を一体的に覆うように設けられている。
【００４２】
このとき、図８に示すように、モールド層３３はステータコア１７（ティース１７ｄの磁極部１７ｅ）の外周部を薄肉状に覆うようになり、この薄肉部の厚み寸法Ｍｗは、ティース１７ｄ（磁極部１７ｅ）の幅寸法Ｔｗの３〜９％とされている。具体的には、ティース１７ｄ（磁極部１７ｅ）の幅寸法Ｔｗが８．８９ｍｍに対し、薄肉部の厚み寸法Ｍｗが、０．３５ｍｍとされている。尚、前記絶縁体３０の凸部３０ｄの突出寸法Ｐｗは、寸法Ｍｗと同等あるいは僅かに小さく構成されている。
【００４３】
また、図１，図３に示すように、このモールド層３３には、ステータコア１７の上面側において、前記ケーシング２の凹溝部２ｂに対応したリング状の凸部３３ａが一体に形成されていると共に、外周の３か所に位置して前記係止爪２ｃが係止される被係止部３３ｂ（１個のみ図示）が一体に形成されている。一方、モールド層３３は、ステータコア１７の下面側において、軸方向に円筒状に延び下面側にて開口する延出部３３ｃが一体に形成されている。
【００４４】
このとき、この延長部３３の外径寸法は、モールド層３３のうちステータコア１７の外周部を覆う部分の外形寸法よりもごく僅かに小さく構成され、図１に示すように、この延長部３３ｃの外周面（段差となる部分）にパーティングラインＰが現れるようになっている。また、図３に示すように、この延長部３３の内周部には、前記前部軸受組立５のブラケット１９の外周部がほぼ密に嵌合するようになっている。
【００４５】
このように構成されたステータ４は、上述のように、ケーシング２を挟み付けるようにして後部軸受組立３と結合され、このとき、図３に示すように、モールド層３３のリング状の凸部３３ａがケーシング２の凹溝部２ｂに嵌合し、位置決め及び水の侵入が防止されるようになっている。これと共に、被係止部３３ｂが、ケーシング２の係止爪２ｃに係止されるようになっている。これにて、ステータコア１７の内周部と後部軸受組立３のブラケット９とが固定されることと併せて、ケーシング２、後部軸受組立３、ステータ４の三者が、強固に固定されると共に、軸心合わせが容易且つ正確になされるようになっている。
【００４６】
一方、ステータ４の延長部３３ｃの内周部に、前部軸受組立５が嵌合することによって、ステータコア１７の内周部と前部軸受組立５のブラケット１９とが固定されることと併せて、前部軸受組立５も、強固に固定されると共に、軸心合わせが容易且つ正確になされるようになっている。そして、このとき、ステータコア１７の外周面（モールド層３３を除く）と、ロータマグネット２８との間に形成されるギャップ寸法は、０．５〜１ｍｍとされるようになっている。
【００４７】
ところで、前記モールド層３３は、ＰＢＴをベース材料とし、強度向上のための少量のガラス成分を含むと共に、ゴム系のエラストマーを添加した熱可塑性樹脂から構成されている。ゴム系のエラストマーを添加することによって、溶融材料の流動性をより向上することができ、これにて、ステータコア１７の外周部を十分薄くモールドすることが可能となるのである。
【００４８】
また、上述のように、モールド層３３と、絶縁体３０及び端子台３２とは、ゴム系エラストマーの添加の有無や、含有されるガラス成分の量が異なるだけで、同一種類のベース材料（ＰＢＴ）から構成されることになる。これにて、モールド成形時に、モールド層３３を形成する樹脂と絶縁体３０及び端子台３２の表面とが熱溶着しやすくなり、モールド層３３と絶縁体３０及び端子台３２との接着性に優れるものとなると共に、それらの線膨脹係数も同等となるので、モールド層３３、絶縁体３０、端子台３２の三者が強固に一体化されるようになる。
【００４９】
そして、前記成形型３７は、モールド層３３の外形に対応したキャビティを有しており、このとき図１１に示すように、キャビティのうちステータコア１７の外周部に対応する部分には、ステータコア１７の外周に現れる各スロットオープン部（隣合う磁極部１７ｅ同士間の隙間）に対応して凹部３７ａが形成されている。この凹部３７ａは、樹脂硬化時のいわゆるひけを考慮して設けられている。また、キャビティ内に樹脂を注入するゲート３７ｂは、ステータコア１７の上面側の、スロットオープン部の隣合うティース１７ｄの中間部分に位置されている。図１には、モールド層３３のゲート部３３ｄが示されている。さらに、図示はしないが、上述のように、成形型３７は、パーティングラインＰが、モールド層３３の延長部３３ｃの段差部分に位置されるように設けられている。
【００５０】
モールド層３３の成形にあたっては、巻線３１を巻装し端子台３２を取付けたステータコア１７が、位置決め状態で成形型３７内に収容される。このとき、前記絶縁体３０の外周壁部３０ｃの外面に設けられた凸部３０ｄは、ステータコア１７の外周に突出しているので、凸部３０ｄが成形型３７にほぼ当接するようになる。そして、この状態からゲート３７ｂを通して溶融樹脂が注入されると共に、成形型３７のキャビティ内が真空引きされる。
【００５１】
これにより、成形型３７内に樹脂が注入されてステータコア１７等が樹脂によりモールドされるのであるが、溶融樹脂の流動性が十分に高いものとなっているので、ステータコア１７の外周部の薄い隙間部分にも良好に樹脂が注入されるようになる。また、このとき、ゲート３７ｂの位置を上記のようにしたことにより、巻線３１のコイル辺同士間を通して、下面側の端面部分へ樹脂が回りやすくなると共に、樹脂の注入圧力が直接的に巻線３１に作用することはなく、巻線３１にダメージを与えることも未然に防止できる。さらには、巻線３１の渡り線３１ａがゲート３７ｂとは反対側の絶縁体３０の段差部３０ｅに位置しているので、渡り線３１ａにダメージが作用することも防止できるのである。
【００５２】
そして、上述のように、絶縁体３０の凸部３０ｄが成形型３７の内面にほぼ当接しているので、外周壁部３０ｃが樹脂注入圧力により外側へ倒れ変形することも未然に防止される。その後、樹脂が冷却硬化してモールド層３３となる際の収縮によって、モールド層３３の表面にいわゆるひけが生ずるが、そのひけが成形型３７に形成された凹部３７ａによりいわば補正されるようになり、ステータコア１７の外周部のモールド層３３を均等に構成することができ、耐ヒートショック性を良好とすることができる。しかも、パーティングラインＰを延長部３３ｃの外周面に来るように設定したので、耐ヒートショック性などに対する悪影響を与えることを防止することができるのである。
【００５３】
さて、以上のように構成されたモータ１は、例えば冷蔵庫の庫内（冷凍室，冷蔵室）への冷気供給用のファン（あるいは機械室のコンプレッサ冷却用のファン）として用いられる。この場合、通常時には例えば−１０℃の冷気に晒され、また、除霜運転時には例えば３０℃程度の高温に晒されるといった、多湿環境、結露，氷結環境で使用されることになる。
【００５４】
上記構成のステータ４においては、ステータコア１７の中心孔１７ａを除くほぼ全体、巻線３１、ピン３４，３５を有する絶縁体３０、半田付け部分を含む端子台２９の基端部の全体が、熱可塑性樹脂からなるモールド層３３により一体的にモールドされているので、多湿環境で使用される場合であっても、十分な防錆効果を得ることができる。特に、ステータコア１７の外周部をもモールド層３３により覆う構成としたので、別途に防錆剤を塗布することを不要としながらも十分な防錆効果を得ることができるものである。
【００５５】
この場合、ステータコア１７の外周部のモールド層３３を十分に薄いものとすることができ、十分な耐熱性や耐ヒートショック性を得ることができることも確認されている。そして、モールド層３３により覆うことにより、ステータ４としての取扱い性が良好となって組付性がより向上する。さらには、モールド層３３により、巻線３１の保護や、絶縁性の向上、機械的強度の向上を図ることができることは勿論である。
【００５６】
ところで、モータ１の効率を考えると、ロータコア１７とロータマグネット２８との間のギャップを小さく、つまりロータコア１７の外周部のモールド層３３の厚みをできるだけ薄くすることが望ましく、またモールド層３３の材質に熱可塑性樹脂を採用したことによって、実際にモールド層３３を十分薄く形成することが可能となったのであるが、ロータコア１７の外周部のモールド層３３の厚み寸法Ｍｗをあまりに小さくし過ぎると、耐ヒートショック性の低下を招くことになる。
【００５７】
そこで、本発明者の研究によれば、モータ効率及び耐ヒートショック性の双方を満足するには、モールド層３３のステータコア１７の外周部における厚み寸法Ｍｗを、ステータコア１７のティース１７ｄの磁極部１７ｅの幅寸法Ｔｗの３〜９％とすれば良いことが確認できたのである。図９は、本発明者による、モールド層３３のステータコア１７の外周部における厚み寸法に対する、耐ヒートショック性（曲線Ａ）及びモータ効率（曲線Ｂ）の関係を調べた試験結果を示している。
【００５８】
この場合、図９の横軸は、ティース１７ｄの磁極部１７ｅの幅寸法Ｔｗに対するモールド層３３の厚み寸法Ｍｗの比率（Ｍｗ／Ｔｗ）を％で示しており、また、耐ヒートショック性の加速度試験では、−３０度で１時間保持、８０度で１時間保持のサイクルを連続的に繰返した際の、割れが発生するまでの回数を示している。この図９からも理解できるように、モールド層３３のステータコア１７の外周部における厚み寸法Ｍｗを、ステータコア１７のティース１７ｄの磁極部１７ｅの幅寸法Ｔｗの３〜９％とすれば、高いモータ効率（４０％以上）が得られると共に、耐ヒートショック性の試験でも約２００回以上耐え得るものとなり、モータ効率及び耐ヒートショック性の双方を満足するものとなるのである。
【００５９】
尚、このモータ１は、前記コネクタ部１８にオス側のコネクタが接続されてインバータ駆動回路に接続されるようになっている。ここで、前記端子台３２にインサートされているメッキ鋼板からなる導体３６の先端部がコネクタ部１８のコネクタピン３６ｂとなるのであるが、このコネクタピン３６ｂは、板面が９０度ねじられていて、オス側コネクタとの接触面が切断面でなくメッキ面とされているので、コネクタピン３６ｂの切断面が錆びることによる通電不良等の悪影響を未然に防止することができるものである。
【００６０】
このように本実施例によれば、ステータ巻線を樹脂モールドする場合には熱硬化性樹脂を用いる、あるいはステータコアの外周部までモールドすることは行わないといった従来の常識に反して、ステータ４を、熱可塑性樹脂からなるモールド層３３によってステータコア１７の外周部をも一体的にモールドするように構成した。これにより、多湿環境、結露，氷結環境で使用する場合でも十分な防錆効果が得られ、従来必要であった防錆剤の塗布を不要とすることができて製造工程の簡単化を図ることができ、しかも、モールド層３３の厚み寸法を適切なものとして、耐ヒートショック性に優れながらも、モータ１の十分に高い効率を確保することができる等の優れた効果を得ることができるものである。
【００６１】
図１２は、本発明の他の実施例（請求項１０に対応）を示している。この実施例では、上記実施例における絶縁体３０の外周壁部３０ｃに凸部３０ｄを形成したことに代えて、絶縁体４１の外周壁部４１ａの高さ寸法ａを厚み寸法ｂの３倍以下とした、言換えれば厚み寸法を比較的大きいものとしたものである。この場合、具体的には、高さ寸法ａが３ｍｍ、厚み寸法ｂを１．５ｍｍとしている。かかる構成によっても、外周壁部４１ａがある程度の厚みを有していることにより、樹脂注入圧力によって変形するといったことを未然に防止することができる。
【００６２】
また、図示は省略するが、成形型３７の樹脂注入用のゲート３７ｂを、スロットオープン部の隣合うティース１７ｄの中間部分に対応した位置に設けることに代えて、ゲートの位置を端子台３２の主部の上面部に対応した位置としても良く（請求項６に対応）、これによっても、樹脂注入圧力は直接的には端子台３２に作用することになり、巻線３０にダメージを与えることを効果的に防止することができる。
【００６３】
その他、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えばモールド層３３を構成する熱可塑性樹脂材料としては、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）等の各種材料を用いることが可能であり、また、ステータの細部構成としても種々の変更が可能であり、さらには、モータの用途としても冷蔵庫用のファンモータに限らず様々なものが考えられるなど、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明にて明らかなように、本発明のアウタロータ形モータのステータによれば、巻線及びステータコアの外周部並びに端子台の基端部を、熱可塑性樹脂からなるモールド層によって一体的にモールドするように構成したので、十分な防錆効果を得、且つモータの良好な特性を確保しながらも、製造工程の簡単化を図ることができるという優れた実用的効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、ステータの斜視図
【図２】ステータにモールド層が形成される前の状態を示す斜視図
【図３】モータの縦断面図
【図４】モールド層が形成される前のステータの下方からの斜視図
【図５】モールド層が形成される前のステータの縦断面図
【図６】モールド層が形成される前のステータの横断平面図
【図７】絶縁体の上部部分の縦断側面図（ａ）及び正面図（ｂ）を並べて示す図
【図８】ティースの先端部の横断平面図
【図９】ステータコア外周部のモールド層の厚みとヒートショック性及びモータ効率との関係を示す図
【図１０】端子台の導体の先端側部分の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）を並べて示す図
【図１１】ステータコアを成形型に収容した様子を部分的に示す横断平面図
【図１２】本発明の他の実施例を示す図７相当図
【符号の説明】
図面中、１はアウタロータ形モータ、２はケーシング、３は後部軸受組立、４はステータ、５は前部軸受組立、６は回転軸、７はロータ、１７はステータコア、１７ａは中心孔、１７ｄはティース、１７ｅは磁極部、１８はコネクタ部、３０，４１は絶縁体、３０ｃ，４１ａは外周壁部、３０ｄは凸部、３０ｅは段差部、３１は巻線、３１ａは渡り線、３２は端子台、３３はモールド層、３３ｃは延長部、３４はピン、３６は導体、３７は成形型、３７ａは凹部、３７ｂはゲート、Ｐはパーティングラインを示す。

Claims

ステータコアと、このステータコアに絶縁体を介して巻装された巻線と、前記絶縁体に設けられ前記巻線の端部が接続されるピンと、基端側が前記ピンに電気的に接続され先端側に外部接続用のコネクタ部を有する端子台と、前記巻線及びステータコアの外周部並びに端子台の基端部を一体的にモールドする熱可塑性樹脂からなるモールド層とを具備してなるアウタロータ形モータのステータ。
絶縁体及び端子台は、モールド層と同一種類のベース材料からなる熱可塑性樹脂から構成されていることを特徴とする請求項１記載のアウタロータ形モータのステータ。
モールド層を構成する熱可塑性樹脂は、ベース材料にゴム系のエラストマーを添加してなることを特徴とする請求項１又は２記載のアウタロータ形モータのステータ。
モールド層のゲートの位置を、ステータコアのスロットオープン部の隣合うティースの中間部分に配置したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のアウタロータ形モータのステータ。
巻線の渡り線は、ステータコアのゲートの位置とは反対側の端面であって、絶縁体にステータコアの端面において径小となるように形成された段差部に位置されることを特徴とする請求項４記載のアウタロータ形モータのステータ。
モールド層のゲートの位置を、端子台の上面部に配置したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のアウタロータ形モータのステータ。
モールド層のステータコアの外周部における厚み寸法は、該ステータコアのティースの磁極部の幅寸法の３〜９％とされていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のアウタロータ形モータのステータ。
モールド層のうちステータコアの外周部は、スロットオープン部のひけが成形型で補正されることにより、均一面とされていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のアウタロータ形モータのステータ。
モールド層の外周面部は、スタータコアの端面からやや径小となって軸方向に延長されていると共に、その延長部の外周面にパーティングラインが位置されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のアウタロータ形モータのステータ。
絶縁体は、巻線のコイルエンドの外周側に立上がる外周壁部を一体に有し、その外周壁部の高さ寸法が厚み寸法の３倍以下とされていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載のアウタロータ形モータのステータ。
絶縁体は、巻線のコイルエンドの外周側に立上がる外周壁部を一体に有し、その外周壁部の外周面に凸部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のアウタロータ形モータのステータ。
端子台は、２個の折曲部を有する金属板からなる導体をインサート成形して構成されると共に、前記導体は、２個の折曲部において板面が９０度ねじられることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載のアウタロータ形モータのステータ。