JP5172318B2 - コイル成形体の製造方法及びコイル成形体 - Google Patents
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Description
特許文献1は矩形状コイル及びその製造方法、製造装置に関する発明で、平角線をエッジワイズ巻き、即ち平角線の横断面の短辺側の一方が内側となるように曲折してコイルを巻く際に、コイルの外周側と内周側とで肉厚に偏差が生ずるのを抑制するようにした技術が開示されている。
また特許文献2はゴルフボールの製造方法に関する発明で、モールドキャビティに挿入したコアを中子として複数個のピンで支持する技術が開示されている。
また上記特許文献2の製造方法では、コアを支持するピンをディンプル成形位置という所定の位置に配置するという、ピンの配置を考慮した技術であるが、中子そのものに変形を加えながら保持するといった技術を開示するものではない。
複数本のピン治具からなるコイル押圧手段を前記成形型の外部から進退自在に成形型内に進出させて、前記平角線の各隣接する平面部が前記コイル軸方向に相互に密着された状態で、均質な押圧力をもって、前記コイルをコイル軸方向に圧縮状態に保持し、
この保持の状態において前記樹脂を前記成形型内に注入して、前記コア部材と前記コイルとの間を含めて前記コイルの外側周面と内側周面と両端面の各外側に構成された注入空間に所定の厚みで樹脂が充填されるようにし、
前記樹脂注入の後、樹脂の状態が、前記コイルの圧縮を維持できる状態に達すると共に引き続き成形型内の未充填部分への樹脂補充も可能な状態であるタイミングを待って、前記コイル押圧手段を成形型から退避させることを第1の特徴としている。
またコイルは該コイルのコアとなるコア部材と共に成形型内に配置され、注入された樹脂によって一体化されるので、コア部材付きのコイルを一気に構成することができ、部品ユニットとして部品点数を減らすことができると共に、製造工程数の軽減を図ることができる。勿論、コア部材とコイルとが樹脂で一体化されるので、コア部材とコイルとの間でのガタつきや隙間などの問題も低減させることができる。
またコイル押圧手段を前記成形型の外部から進退自在に成形型内に進出させて、前記コイルをコイル軸方向に圧縮状態に保持することで、コイルを軸方向に圧縮した状態のコイル成形体をコイル押圧手段を用いて得ることが可能となる。また進退自在のコイル押圧手段を用いて成形型の外部から内部のコイルの圧縮を行うことができる。
また樹脂を成形型内に注入して、前記コア部材と前記コイルとの間を含めて前記コイルの外側周面と内側周面と両端面の各外側に構成された注入空間に所定の厚みで樹脂が充填されるようにすることで、コイルやコア部材からの放熱性をよくすることができる。
また樹脂注入の後、樹脂の状態が、前記コイルの圧縮を維持できる状態に達すると共に引き続き成形型内の未充填部分への樹脂補充も可能な状態であるタイミングを待って、前記コイル押圧手段を成形型から退避させることにより、コイルが圧縮された状態のコイル成形体を得ることができると共に、コイル押圧手段の退避により生じる未充填部分にも樹脂が補充された状態のコイル成形体を得ることができる。
よって放熱性、熱伝導性に優れたコア部材付きのコイル成形体を製造することができる。
また本特徴のコイル成形体は、コイルと該コイルのコアとなるコア部材と樹脂とが一体化してなるコイル成形体であるので、コイルとコア部材が一体化したコイル成形体を樹脂を介して得ることができる。コイルは該コイルのコアとなるコア部材と樹脂を介して一体化されているので、コイル付きコア部材というユニット部品として扱うことができる。よって扱いが容易になると共に、その後のモータ等の形成負担を軽減することができ、装置製造における作業効率を向上させることが可能となる。
また本特徴のコイル成形体では、樹脂は、コイルの外側周面と内側周面と両端面とを被覆すると共にコア部材とコイルとの間に介在して該コア部材とコイルとを一体化させているので、コイルの外側周面、内側周面、両端面が樹脂に密着することで、空気の介在を防止して、コイルからの熱放出を良好に行うことが可能となる。勿論、コイルを樹脂で保護することができる。またコイルとコア部材との間のガタつきが樹脂の介在によって防止できる。
エッジワイズ巻きコイル11は、力が加わっていない通常の状態において、各隣接する平面部11a間に隙間11bが生じている。
エッジワイズ巻きコイル11に用いられる平角線の材質としては、銅等の導電性材料を用いることができる。また横断面が長方形状の平角線の外周表面にエナメル等の絶縁層が形成されたものを用いることができる。平角線の幅や太さ等は適宜変更可能である。
前記コイル押圧手段30は、本実施形態ではピン治具31から構成している。複数本のピン冶具31は成形型20の外部から成形型20の内部へ進退自在に進出させることができるようにしている。このピン冶具31を用いて、コイル11をその軸方向に押圧し、圧縮させて、コイルの各隣接する平面部11aが相互に密着するように保持する。図3では、各ピン冶具31で成形型20内にあるコイル11を上方から下方に垂直に押し下げるようにしている。より具体的には、4本のピン冶具31の下端面をコイル11の最上面にある平面部11aの4隅の各中央部分に当接して、押圧力を加えるようにしている。
また前記ピン冶具31には、押圧方向にコイル11の弾性反発力よりも大きい弾性力を設備させるようにすることができる。これによって、コイル11に対して均質な押圧力をもってコイル11を圧縮状態に保持させることが可能となる。即ち、コイル11の一部に偏った押圧力が不当に加わらないようにすることができる。
なおピン治具31の数、コイル11の押圧位置、太さ等は適宜変更可能である。
そして前記コイル押圧手段30によりコイル11が圧縮された状態において、図示しない注入通路を経て樹脂12が成形型20内に注入される。
そしてその後、溶融状態の樹脂12が成形型20内の成形空間に充填され、その樹脂12の状態と注入圧力等により、即ち樹脂12の注入状態により、コイル11の前記圧縮状態がピン冶具31により押圧されていなくても、その圧縮状態をそのまま維持される状態となるタイミングでピン冶具31をコイル11から退避させる。このピン冶具31の具体的な後退時期については、予め実験により、そのタイミング時期を決定しておいて、制御手段に記憶させることになる。が、モールドが終了する少し手前となるであろう。
前記後退したピン冶具31が抜けた後の空間は、余剰の樹脂12が注入圧により補充される。
なお樹脂12としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等、モールド樹脂として通常使用されるものを用いることができる。
またコイル成形体10は、そのコイル11の外側周面11cと内側周面11dと両端面11eとが樹脂12で被覆される。このようにコイル11が樹脂12で被覆されることで、コイル11表面と樹脂12との間に空隙を生じることがない。従ってコイル成形体10のコイル11に発生した熱は、該コイル11から空気層を経ることなく密着した樹脂12を経て外方にスムーズに熱伝導し、放熱していくことができる。
勿論、樹脂で被覆されたコイル11は絶縁性が向上し、また外部からの損傷から保護される。
即ち、第2の実施形態に係る製造方法では、成形型20の下型21にコイル11のコアとなるコア部材50を配置し、コア部材50にコイル11をセットし、更に上型22を下型21に嵌め合わせ、コイル押圧手段30であるピン冶具31を用いてコイル11を押圧して圧縮状態に保持する。
また上記の状態において、樹脂12の注入空間Sが、セットされたコイル11の外側周面と内側周面と両端面との各外側に所定の厚みで構成されるようにしている。
その他の構成については、前記本発明の第1の実施形態に係るコイル成形体10の製造方法と同じである。同一部材、同一機能を果たすものには同一番号を付し、以下の説明を省略する。
なおコア部材50は、モータのコアとして通常使用される金属性磁性粉末を樹脂で結合した圧粉磁性体等を用いることができる。
なおコア部材50としては、分割ステータを構成するコア部材として通常使用される電磁鋼板や圧粉磁性体を用いることができる。
なおコア部材50としては、変圧トランスを構成するコア部材として既知、未知の材料を用いることができる。
なおコア部材50としては、リアクトルを構成するコア部材として既知、未知の材料を用いることができる。
11 コイル
11a 平面部
11b 隙間
11c 外側周面
11d 内側周面
11e 端面
12 樹脂
20 成形型
21 下型
22 上型
30 コイル押圧手段
31 ピン治具
40 樹脂
50 コア部材
S 注入空間
Claims (8)
- 平角線のエッジワイズ巻きコイルと該コイルのコアとなるコア部材とを中子として成形型内に配置し、樹脂を前記成形型内に注入することで、前記コイルとコア部材と樹脂とが一体化してなるコイル成形体を製造する方法であって、
複数本のピン治具からなるコイル押圧手段を前記成形型の外部から進退自在に成形型内に進出させて、前記平角線の各隣接する平面部が前記コイル軸方向に相互に密着された状態で、均質な押圧力をもって、前記コイルをコイル軸方向に圧縮状態に保持し、
この保持の状態において前記樹脂を前記成形型内に注入して、前記コア部材と前記コイルとの間を含めて前記コイルの外側周面と内側周面と両端面の各外側に構成された注入空間に所定の厚みで樹脂が充填されるようにし、
前記樹脂注入の後、樹脂の状態が、前記コイルの圧縮を維持できる状態に達すると共に引き続き成形型内の未充填部分への樹脂補充も可能な状態であるタイミングを待って、前記コイル押圧手段を成形型から退避させることを特徴とするコイル成形体の製造方法。 - コイルをコイル軸方向の片側から押圧することを特徴とする請求項1に記載のコイル成形体の製造方法。
- コイルをコイル軸方向の両側から押圧することを特徴とする請求項1に記載のコイル成形体の製造方法。
- 平角線のエッジワイズ巻きコイルと該コイルのコアとなるコア部材と樹脂とが一体化してなるコイル成形体であって、前記平角線の各隣接する平面部が前記コイル軸方向に相互に密着してなり、前記樹脂は、前記コイルの外側周面と内側周面と両端面とを被覆すると共に前記コア部材と前記コイルとの間に介在して該コア部材とコイルとを一体化させていることを特徴とするコイル成型体。
- コア部材は電磁鋼板又は圧粉磁性体であることを特徴とする請求項4に記載のコイル成形体。
- コア部材がモータの分割ステータを構成するコア部材であることを特徴とする請求項4又は5に記載のコイル成形体。
- コア部材が変圧トランスを構成するコア部材であることを特徴とする請求項4又は5に記載のコイル成形体。
- コア部材がリアクトルを構成するコア部材であることを特徴とする請求項4又は5に記載のコイル成形体。
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