JP5223862B2 - 環状ステータコアとその製造方法、およびびモールドモータ - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂にてモータの環状ステータコアと環状キバンを封止する環状ステータコアとその製造方法、およびモールドモータに関する。
従来のモールドモータの環状キバンは、環状キバン内径がステータコア内径よりも大きくなっており、ボビン端面に環状キバンを取付け、コイル端を環状キバンへ半田付けしている（特許文献１）。
特開２００５−８０４４５号公報（図３および図４参照）
図５は環状キバン内径がステータコア内径よりも大きい従来の環状キバンを備えたモールドモータ全体の側断面図である。
図において、５０はモールドモータ、５１は環状キバン、５２はステータ樹脂、５３はステータコア、５４はコイル、５５はボビン、５６はステータである。コイル５４を巻回したボビン５５をステータコア５３に取付け、ボビン５５の端面部に環状キバン５１を固定し、コイル５４の端を環状キバン５１へ半田付けして構成されるステータ５６をステータ樹脂５２にて封止している。
図６は図５の環状キバン近傍を説明する図で、（ａ）は環状キバン近傍の拡大側断面図、（ｂ）はボビンの形状を説明する図である。
ボビン５５の内径側脚部５５ａおよび外径側脚部５５ｂの軸方向長さは等しくｔ２であり、また、ボビン５５の内径側脚部５５ａおよび外径側脚部５５ｂの半径方向厚みｄ２は環状キバン５１を支えることのできる十分な厚みを有している。
ステータ樹脂５２の成形圧による環状キバン５１の変形を抑えるために、環状キバン５１をボビン５５の内径側脚部５５ａおよび外径側脚部５５ｂの両持ち支持にて支えている。
このように、従来のモールドモータ５０の環状キバン５１は、環状キバン５１の内径５１ａがステータコア５３の内径５３ａよりも大きくなっており、環状キバン５１をボビン５５の両側脚部により支えることでステータ樹脂５２の成形圧による環状キバン５１の変形を防止していたのである。
モールドモータ５０の従来の環状キバン５１は、モールドモータ５０の慣性モーメントを大きくしたモータタイプでは、ステータコア５３の内径を大きくする必要があり、これにより環状キバン５１の内径も大きくなり、したがって環状キバン５１の面積減少による環状キバンパターンの構成が難しくなるという問題があった。
加えて、モータ特性向上のためにコイル５４の巻回数を増やすようにしているが、そうした場合、ボビン５５の内径部の肉厚を薄くする（図２（ｂ）のボビン５の内径部５ａ参照）ようにしているので、ボビン５５の環状キバン５１を内径部で支持させるには強度が足りなくなるという問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、モータの慣性モーメントを大きくしたモータタイプであっても面積の大きな環状キバンを構成するとともに、ボビンの内径部の肉厚が薄くなってもステータ樹脂の成形圧による環状キバン変形を抑えることができる環状ステータコアを提供することを目的とする。
上記問題を解決するため、請求項１記載の環状ステータコアの発明は、軸を通る断面でコ字状をしたボビンの内径側脚部の軸方向長さおよび半径方向厚みを前記ボビンの外径側脚部の長さおよび半径方向厚みと比較してそれぞれ長さを短くしかつ厚みを薄く形成されたボビンを軸方向両端に備え、前記ボビンにコイルを巻回して成る環状ステータコアにおいて、
前記環状ステータコアの内径より小さい内径のコイル結線用環状キバンの前記ボビン側の外径部近傍を前記ボビンの外径側脚部の先端に支持させ、かつ、前記ボビンの外径側と前記環状キバンの外径側、内径側、反ボビン側およびボビン側との隙間を樹脂で封止したことを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の環状ステータコアにおいて、前記環状キバンの前記コイル付ボビン側内径部に非封止部位が一部形成されていることを特徴としている。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の環状ステータコアにおいて、前記非封止部位が前記環状キバンの前記コイル付ボビン側内径部の全周に亘って環状に形成されていることを特徴としている。
請求項４記載の発明は、請求項２記載の環状ステータコアにおいて、前記非封止部位が前記環状キバンの前記コイル付ボビン側内径部の周方向に複数箇所で形成されていることを特徴としている。
請求項５記載の環状ステータコアの製造方法の発明は、軸を通る断面でコ字状をしたボビンの内径側脚部の軸方向長さおよび半径方向厚みを前記ボビンの外径側脚部の長さおよび半径方向厚みと比較してそれぞれ長さを短くしかつ厚みを薄く形成されたボビンを環状ステータコアの軸方向両端に設けかつ前記ボビンにコイルを巻回し、前記環状ステータコアの内径より小さい内径のコイル結線用環状キバンを前記ボビンの外径側脚部先端に支持させ、前記環状キバンの前記環状ステータコア側の内径側をモールド金型で支持した状態で前記ボビンの外径側と前記環状キバンの外径側、内径側、反ボビン側および前記コイル付ボビンとの隙間を樹脂で封止したことを特徴としている。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の環状ステータコアの製造方法において、前記モールド金型が前記環状キバンの前記環状ステータコア側の内径側の全周に亘って前記環状キバンを支えたことを特徴としている。
請求項７記載の発明は、請求項５記載の環状ステータコアの製造方法において、前記モールド金型が前記環状キバンの前記環状ステータコア側の内径側の周方向に複数箇所で前記環状キバンを支えたことを特徴としている。
請求項８記載の発明は、請求項６又は７記載の環状ステータコアの製造方法において、前記ステータコア内径より小さな前記環状キバン内径部のモールド金型面側には環状キバンパターンがないことを特徴としている。
請求項９記載のモールドモータの発明は、請求項３又は４記載の環状ステータコアと前記環状ステータコアの内径部に空隙を介して回転可能に設けられたロータとから構成されることを特徴としている。
請求項１および２記載の発明によると、モータの慣性モーメントを大きくしたモータタイプであっても面積の大きい環状キバンを構成することができる環状ステータコアが得られる。
請求項３記載の発明によると、ステータ樹脂の成形圧による環状キバン変形のない環状ステータコアが得られる。
請求項４記載の発明によると、環状キバンパターンを広く形成することができかつステータ樹脂の成形圧による環状キバン変形のない環状ステータコアが得られる。
請求項５〜７記載の発明によると、請求項１〜４記載の環状ステータコアを生産性よく製造することができる。
また、請求項８記載の発明によると、環状キバンの変形を抑えるためにモールド金型にて環状キバン内径部を支えるときに環状キバンパターンへ傷を付けるなどの悪影響がなくなる。
そして、請求項９記載の発明によると、モータの慣性モーメントを大きくしたモータタイプであっても面積の大きい環状キバンを構成することができかつ樹脂の成形圧による環状キバン変形のないモールドモータが得られる。
本発明の実施例１に係る環状キバンを備えたモータ全体の側断面図である。 図１の環状キバンを説明する図で、（ａ）は環状キバン部位近傍の拡大側断面図、（ｂ）はボビンの形状を説明する図である。 実施例１を示すモールド金型の形状を説明する図である。 本発明の実施例２を示すモールド金型の形状を説明する図である。 従来の環状キバンを備えたモータ全体の側断面図である。 図５の環状キバン近傍を説明する図で、（ａ）は環状キバン近傍の拡大側断面図、（ｂ）はボビンの形状を説明する図である。
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１〜図３は本発明の実施例１に係る環状キバンを備えたモールドモータを説明する図で、図１は本発明に係る環状キバンを備えたモータ全体側断面図、図２は図１の環状キバンを説明する図で、（ａ）は環状キバン部位近傍の拡大側断面図、（ｂ）はボビン５の形状を説明する図、図３は図２の環状キバンの拡大図である。
図１において、１００はモールドモータ、１はコイル端末処理をする環状キバン、２はステータ樹脂、４はコイル、７はフレーム、５はボビンであり、これらでステータ６を構成している。８は負荷側ブラケット、９は反負荷側ブラケット、１０は負荷側ベアリング、１１は反負荷側ベアリングである。負荷側ベアリング１０と反負荷側ベアリング１１との間にロータ１３を支持したシャフト１２が回転可能に軸支され、ロータ１３にはステータ６と空隙を介してマグネット１４が取り付けられている。
なお、１５はエンコーダ、１６はエンコーダカバである。
ボビン５は軸を通る断面でコ字状をしており、コイル４が巻回され、ステータコア３のスロットに挿入され、絶縁をとっている。そのコイル端は環状キバン１に半田付けされている。
図２に示すように、ボビン５の内径側脚部５ａの軸方向長さｔ１および半径方向厚みｄ１はボビン５の外径側脚部５ｂの軸方向長さｔ２および半径方向厚みｄ２と比較して、本発明により、それぞれ、
ｔ１＜ｔ２、
ｄ１＜ｄ２
と形成されている。
また、環状キバン１の内径部１ａはステータコア３の内径部３ａより小さくなっており、これによって環状キバン１の面積を大きく取ることができる。
そして、環状キバン１のボビン５側の外径部近傍をボビン５の外径側脚部５ｂの先端に支持させかつ環状キバン１のボビン５側の内径部１ａ近傍を本発明によりモールド金型１７で支えるようにし、この状態でボビン５の外径側と環状キバン１の外径側、内径側、反ボビン側およびボビン側との隙間を樹脂で封止している。したがって、環状キバン１の内径１ａはステータ樹脂部２の内径部２ａより大きくなっている。
このように環状キバン１のボビン５側の内径部１ａ近傍をモールド金型１７で支えるようにした状態で樹脂で封止したことにより、ステータ樹脂２の成形圧による環状キバン１がボビン５側に反り変形するのを防止することができる。
また、モールド金型にて環状キバン内径部を支えるときに環状キバンパターンへ傷を付けないように、環状キバン１の内径部１ａには環状キバンパターンを配置していないようにするのが望ましい。
図３は、環状キバン内径部１ａを支えるモールド金型１７の形状を説明する図である。図において、本発明により、キバン１の内径部１ａはステータコア３の内径部３ａより小さくなっている。キバン１の内径部１ａを押さえるモールド金型１７の押さえ部位の形状は環状部１７ｂ（ハッチング）になっており、環状部１７ｂによって環状キバン１の内径部１ａは全周に亘って支えられているので、成形圧による変形を確実に防止しながらステータ樹脂２で封止される。
図４は本発明の実施例２を示すモールド金型１７’の形状を説明する図である。
図において、本発明により、環状キバン１の内径部１ａはステータコア３の内径部３ａより小さくなっている。環状キバン１の内径部１ａを押さえるモールド金型１７’の押さえ部位の形状は突起部１７ｃ（ハッチング）になっており、これによって環状キバン１の内径部１ａは周方向に複数箇所で支えられているので、成形圧による変形を防止しながらかつ環状キバンパターンを突起部１７ｃのある部位以外の広い範囲に形成することができる。
このように、実施例２では環状キバン１を支えるモールド金型１７の形状は、実施例１の環状１７ｂではなく、環状キバン内径部１７の複数箇所を突起部１７ｃで支えており、モールド金型１７の形状が異なる実施例である。
このように、環状キバン内径部１７を支えるモールド金型１７の形状は、モールド成形圧による環状キバン１の変形の大きさにより適宜変えることができる。
以上のように、本発明によれば、環状キバン１の内径はステータコア３の内径より小さく、環状キバン１の面積を大きく取ることができ、環状キバン１の内径部をモールド金型１７で支えることによりステータ樹脂２の成形圧による環状キバン１の変形を防止できる。
本発明は、樹脂にてモータの環状ステータコアと環状キバンを封止する環状ステータコアとその製造方法、およびモールドモータに適用して、モータの慣性モーメントを大きくしたモータタイプであっても面積の大きな環状キバンを構成することができるとともに、ボビンの内径部の肉厚が薄くなってもステータ樹脂の成形圧による環状キバン変形を抑えることができるモールドモータを製造、提供する分野に利用することができる。
１、５１ 環状キバン
１ａ 環状キバン内径部
２、５２ ステータ樹脂
２ａ ステータ樹脂内径部
３、５３ ステータコア
３ａ、５３ａ ステータコア内径部
４、５４ コイル
５、５５ ボビン
５ａ、５５ａ 内径側脚部
５ｂ、５５ｂ 外径側脚部
６、５６ ステータ
７、５７ フレーム
８ 負荷側ブラケット
９ 反負荷側ブラケット
１０ 負荷側ベアリング
１１ 反負荷側ベアリング
１２ シャフト
１３ ロータ
１４ マグネット
１５ エンコーダ
１６ エンコーダカバ
１７、１７’ モールド金型
１７ａ モールド金型外径部
１７ｂ 環状部
１７ｃ 突起部
５０、１００ モールドモータ

Claims (9)

  1. 軸を通る断面でコ字状をしたボビンの内径側脚部の軸方向長さおよび半径方向厚みを前記ボビンの外径側脚部の長さおよび半径方向厚みと比較してそれぞれ長さを短くしかつ厚みを薄く形成されたボビンを軸方向両端に備え、前記ボビンにコイルを巻回して成る環状ステータコアにおいて、
    前記環状ステータコアの内径より小さい内径のコイル結線用環状キバンの前記ボビン側の外径部近傍を前記ボビンの外径側脚部の先端に支持させ、かつ、前記ボビンの外径側と前記環状キバンの外径側、内径側、反ボビン側およびボビン側との隙間を樹脂で封止したことを特徴とする環状ステータコア。
  2. 前記環状キバンの前記コイル付ボビン側内径部に非封止部位が一部形成されていることを特徴とする請求項１記載の環状ステータコア。
  3. 前記非封止部位が前記環状キバンの前記コイル付ボビン側内径部の全周に亘って環状に形成されていることを特徴とする請求項２記載の環状ステータコア。
  4. 前記非封止部位が前記環状キバンの前記コイル付ボビン側内径部の周方向に複数箇所で形成されていることを特徴とする請求項２記載の環状ステータコア。
  5. 軸を通る断面でコ字状をしたボビンの内径側脚部の軸方向長さおよび半径方向厚みを前記ボビンの外径側脚部の長さおよび半径方向厚みと比較してそれぞれ長さを短くしかつ厚みを薄く形成されたボビンを環状ステータコアの軸方向両端に設けかつ前記ボビンにコイルを巻回し、前記環状ステータコアの内径より小さい内径のコイル結線用環状キバンを前記ボビンの外径側脚部先端に支持させ、前記環状キバンの前記環状ステータコア側の内径側をモールド金型で支持させた状態で前記ボビンの外径側と前記環状キバンの外径側、内径側、反ボビン側および前記コイル付ボビンとの隙間を樹脂で封止したことを特徴とする環状ステータコアの製造方法。
  6. 前記モールド金型が前記環状キバンの前記環状ステータコア側の内径側の全周に亘って前記環状キバンを支えたことを特徴とする請求項５記載の環状ステータコアの製造方法。
  7. 前記モールド金型が前記環状キバンの前記環状ステータコア側の内径側の周方向に複数箇所で前記環状キバンを支えたことを特徴とする請求項５記載の環状ステータコアの製造方法。
  8. 前記ステータコア内径より小さな前記環状キバン内径部のモールド金型面側には環状キバンパターンがないことを特徴とする請求項６又は７記載の環状ステータコアの製造方法。
  9. 請求項３又は４記載の環状ステータコアと前記環状ステータコアの内径部に空隙を介して回転可能に設けられたロータとから構成されることを特徴とするモールドモータ。
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