JP6596890B2 - ステータ製造装置、及び、ステータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステータ製造装置、及び、ステータの製造方法に関する。

一般に、モータ等の回転電機は、ステータと、ステータ内に設けられるロータとにより構成されている。ステータは、金属製のコアと、コアに電線が巻回されて形成されたコイルとを備えている。コイルに電流が印加されると、磁力が発生してステータとロータとが互いに誘引または反発することにより、ステータ内に設けられたロータが回転する。

このようなステータにおいて、絶縁性や強度を確保するために、樹脂モールド方法やワニス含浸方法などを用いて、コイルをコアに固定することが行われている。樹脂モールド方法においては、ステータの全体を収容した金型に熱硬化性の樹脂を流し込み、樹脂を加熱してモールドする。また、ワニス含浸方法においては、ワニスを含浸させたコイルを加熱してワニスを硬化させる。

特許文献１には、ワニス含浸方法によってコイルをコアに固定する方法が開示されている。この方法においては、ステータのコイルのコイル端子に電源端子を接続し、電源端子を介してコイルを通電して加熱させることによりワニスを硬化させて、コイルをコアに固定する。

特開２００８−７２８２５号公報

樹脂モールド方法においては、コア及びコイルにより構成されるステータ部材を第１の金型内に収容した後に、第１の金型と第２の金型とを締結させて型締めを行って樹脂を充填するキャビティを形成し、キャビティ内に樹脂を充填する。そして、キャビティ全体を加熱してキャビティ内の樹脂を硬化させて、コイルをコアに固定する。

このような樹脂モールド方法において、特許文献１に開示された方法のようにコイルを通電させるためには、電源端子とコイル端子とを接続する必要がある。しかしながら、多くの場合、型締めされた時にコイル端子の全体がキャビティ外に配置されないため、キャビティ外に設けられた電源端子とコイル端子とを接続する必要がある。したがって、電源端子とコイル端子とを接続するのに時間を要してしまい、その結果、ステータの製造に要する時間を短縮することができないという課題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ステータの製造に要する時間を短縮することができるステータ製造装置、及び、製造方法を提供することを目的とする。

本発明のステータ製造装置は、筒状のステータコアと、ステータコアに巻回されたコイルと、コイルの端部と接続されたコイル端子と、を備えるステータ部材を、熱硬化性の樹脂を用いてモールドすることによりステータを製造する。当該ステータ製造装置は、ステータ部材を収容する第１の金型と、第１の金型と締結されて型締めが行われることにより樹脂が充填される空間を構成する第２の金型と、第１の金型及び第２の金型のいずれか一方に設けられ、型締めが行われる時にコイル端子と接続し、コイル端子に電流を印加する電源端子と、を備える。

本発明によれば、型締めが行われると電源端子とコイル端子とが接続される。したがって、電源端子とコイル端子とが簡単に接続されるため、ステータの製造に要する時間を短縮することができる。

図１Ａは、第１実施形態のステータ製造装置によって製造されるステータを構成するステータ部材の断面図である。 図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ断面図である。 図２は、ステータ製造装置の概略構成図である。 図３は、ステータの製造工程の１つであるハウジング工程の説明図である。 図４は、ステータの製造工程の１つである取り付け工程の説明図である。 図５は、ステータの製造工程の１つである型締め工程の説明図である。 図６は、ステータの製造工程の１つであるモールド工程の説明図である。 図７は、ステータの製造工程の１つである型開き工程の説明図である。 図８は、ステータの製造工程の１つである中子抜き工程の説明図である。 図９は、ステータの製造工程の１つであるステータ抜き工程の説明図である。 図１０Ａは、第２実施形態のステータ製造装置の要部の概略構成図である。 図１０Ｂは、型締め工程時のステータ製造装置の要部の概略構成図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるステータ製造装置は、樹脂を用いてステータ部材をモールドすることでステータを製造する装置である。まず、モールドされる前のステータ部材の構成について、図１Ａ、及び、図１Ｂを参照して説明する。

図１Ａは、中空の筒状のステータ部材の中心軸に沿った断面図である。図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａに沿った断面図である。

ステータ部材１０は、積層鋼板からなる中空の円筒状のステータコア１１と、ステータコア１１に巻回されたコイル１２とにより構成される。

図１Ｂに示すように、ステータコア１１は、内周面において軸方向に延在する複数の切り欠きが設けられることにより、中心軸に向かう方向に突出したティース１３が形成されている。なお、このように形成された切り欠きは、スロット１４と称される。

コイル１２は、導電性のワイヤを各ティース１３に巻回することにより形成される。図１Ａに示されるように、コイル１２は、ステータコア１１の軸方向に延在してスロット１４内に収容されるコイル中間部１２Ａと、ステータコア１１の端面から突出するコイルエンド１２Ｂにより構成される。また、コイル１２には、コイル１２への電流の印加に用いられるコイル端子１２Ｃが設けられている。なお、各ティース１３に巻回されたワイヤにおいては、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相のいずれかで動作するように、同じ相で動作するワイヤ同士が接続される。

コイルエンド１２Ｂの端面は、ステータコア１１の軸方向に対して直行する平坦面として構成される。また、コイルエンド１２Ｂにおいては、ティース１３に巻回されたワイヤ同士が、バスバーを用いて接続される。

コイル端子１２Ｃは、コイルエンド１２Ｂの端部の一部からステータコア１１の径方向外側に向かって延在するように設けられている。コイル端子１２Ｃは、３つの端子部材により構成され、各端子部材が、Ｕ、Ｖ、Ｗ相のワイヤのそれぞれと接続される。

次に、図２を用いて、ステータ部材１０をモールドすることによりステータを製造するステータ製造装置２０の構成について説明する。

図２は、ステータ製造装置２０の概略構成図である。図２においては、ステータ製造装置２０の断面図が示されている。なお、以下においては、図面における上下左右の方向を用いて説明する。

ステータ製造装置２０は、固定部２１と、上下方向に移動可能な可動部２２と、固定部２１と可動部２２との間にて用いられる中空の筒状のハウジング２３と、ハウジング２３の中空部にて用いられる中実の円柱状の中子２４と、電流を印加可能な電源機構２５と、を備える。

まず、固定部２１の構成について説明する。

固定部２１は、全体が所定の場所に固定されており、固定ダイプレート２１１と、射出部２１２と、固定金型２１３と、端子用金型２１４とを備える。

固定ダイプレート２１１は、板状の部材であり、上面に開口部２１１Ａが、下面に開口部２１１Ｂが形成されている。開口部２１１Ａには射出部２１２が設けられ、開口部２１１Ｂには固定金型２１３が設けられている。

射出部２１２は、ポット２１２Ａと、プランジャ２１２Ｂと、樹脂２１２Ｃとにより構成される。

ポット２１２Ａは、中空の筒状に構成されており、外周面が開口部２１１Ａの側面と当接する。ポット２１２Ａは、内部に熱硬化性の樹脂２１２Ｃを収容する。また、ポット２１２Ａは、不図示の加熱機構を備える。

プランジャ２１２Ｂは、上面に突出部を備える円柱状に構成されており、外周面がポット２１２Ａの内周面と当接する。プランジャ２１２Ｂは、突出部が油圧シリンダやエアシリンダ等の押圧手段（不図示）と接続されており、ポット２１２Ａ内にて上下方向に摺動可能に構成されている。

樹脂２１２Ｃは、加熱されると硬化する性質を有する樹脂である。樹脂２１２Ｃは、例えば、不飽和ポリエステルやエポキシ等であり、所定の温度以上に加熱されると３次元架橋が行われて硬化する。また、樹脂２１２Ｃに、無機充填材や補強剤を混合してもよい。無機充填材には、例えば、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、シリカ、クレー、タルク等がある。また、補強剤には、ガラス繊維、ビニロン繊維等がある。

固定金型２１３は、工具鋼のＳＫＳ、ＳＫＤ、ＳＫＴ、ＳＫＨや、特殊用途鋼のＳＵＳ、ＳＵＨなどの金属材料を用いて円盤状に構成されており、外周面が開口部２１１Ｂの側面と当接する。なお、固定金型２１３の外径は、ハウジング２３の上端面の内径よりも大きく、かつ、ハウジング２３の上端面の外径よりも小さい。

固定金型２１３の下面には、外周に沿って下方向に突出する環状突出部２１３Ａが構成されている。なお、環状突出部２１３Ａは、固定金型２１３の外周に沿って一部が途切れた環状すなわちＣ字状に設けられる。環状突出部２１３Ａにおける環が途切れる位置には、固定ダイプレート２１１及び固定金型２１３を切欠いた切欠部２１３Ｂが形成されている。そして、切欠部２１３Ｂには、端子用金型２１４が設けられている。また、固定金型２１３には、上面から下面へと貫通する射出口２１３Ｃが形成されている。なお、固定金型２１３は、不図示の加熱機構を備える。

環状突出部２１３Ａの外径は、ハウジング２３の上端面の外径よりも小さく、かつ、ハウジング２３の上端面の内径よりも大きい。また、環状突出部２１３Ａの内径は、ハウジング２３の上端面の内径よりも小さく、かつ、中子２４の外径よりも大きい。

射出口２１３Ｃは、固定金型２１３の上面の中心から下面の中心へと貫通する貫通孔である。射出口２１３Ｃは、ポット２１２Ａの内部の樹脂２１２Ｃを収容する空間と連通する。

端子用金型２１４は、固定金型２１３と同じ材料を用いて、切欠部２１３Ｂに嵌り込むように固定金型２１３と一体となって構成される。また、端子用金型２１４は、下方向に突出する突出部２１４Ａを有している。固定ダイプレート２１１及び端子用金型２１４には、端子用金型２１４の下面から固定ダイプレート２１１の上面へと貫通する貫通孔２１４Ｂが形成されている。

突出部２１４Ａは、固定金型２１３の外周に沿って下方向に突出するように構成されている。突出部２１４Ａの固定金型２１３の径方向の幅は、環状突出部２１３Ａの固定金型２１３の径方向の幅と同じである。そのため、突出部２１４Ａは、環状突出部２１３Ａと一体となって環状の突出部を構成する。なお、突出部２１４Ａの固定金型２１３の下面からの突出長は、環状突出部２１３Ａの突出長よりも短い。

次に、可動部２２の構成について説明する。

可動部２２は、可動ダイプレート２２１と、可動金型２２２と、イジェクトピン２２３とを備える。

可動ダイプレート２２１は、板状の部材であり、不図示のアクチュエータによって下側から支持される。可動ダイプレート２２１は、このアクチュエータにより上下方向に移動可能に構成されている。また、可動ダイプレート２２１には、上面に開口部２２１Ａが形成されている。なお、開口部２２１Ａの径は、ハウジング２３の下端面の外径よりも小さく、かつ、ハウジング２３の下端面の内径よりも大きい。このように形成された開口部２２１Ａに、可動金型２２２が設けられている。

可動金型２２２は、固定金型２１３と同じ材料を用いて円盤状に構成されている。可動金型２２２は、可動ダイプレート２２１と一体となって構成されており、アクチュエータによって可動ダイプレート２２１が上下方向に移動されると、可動ダイプレート２２１の動きに伴って上下方向に移動する。可動金型２２２の外周面は、開口部２２１Ａの側面と当接する。また、可動金型２２２の上面には、可動金型２２２の外周に沿って、環状の溝である環状溝２２２Ａが形成されている。また、可動金型２２２の上面においては、環状溝２２２Ａよりも内側の領域が円状領域２２２Ｂと称され、環状溝２２２Ａよりも外側の領域が環状領域２２２Ｃと称されるものとする。

環状溝２２２Ａは、中心が可動金型２２２の上面の中心と同じであり、外周が可動金型２２２の外周から等距離となるように設けられる。また、環状溝２２２Ａは、内径が中子２４の径と同じであり、外径がハウジング２３の下端面の内径よりも小さい。また、環状溝２２２Ａの溝幅は、ステータ部材１０（図２において不図示）と比較すると、ステータ部材１０の断面方向のステータコア１１の厚さよりも短く、かつ、コイルエンド１２Ｂの厚さよりも長い。

円状領域２２２Ｂは、環状領域２２２Ｃに対して上側に突出している。環状領域２２２Ｃの上面は、可動ダイプレート２２１の上面と同一平面に存在する。また、可動ダイプレート２２１及び可動金型２２２には、可動ダイプレート２２１の下面から環状溝２２２Ａの底部までを貫通するような、貫通孔２２２Ｄが形成されている。なお、貫通孔２２２Ｄは、環状溝２２２Ａ内にて周方向に均等に、複数形成される。

イジェクトピン２２３は、貫通孔２２２Ｄ内に設けられており、不図示のアクチュエータによって上下方向に摺動可能に構成される。

次に、ハウジング２３の構成について説明する。

ハウジング２３は、中空の筒状に構成されている。ハウジング２３は、ステータを製造する際には、その中空部にステータ部材１０が挿入される。また、ハウジング２３は、ハウジング筒部２３１と、ハウジング筒部２３１の上面の一部に設けられた端子台２３２と、ハウジング筒部２３１の内部に設けられた温度調整機構２３３とを備える。

ハウジング筒部２３１は、固定金型２１３及び可動金型２２２と同じ材料を用いて、中空の筒状に構成される。ハウジング筒部２３１の内径は、ステータ部材１０の外径よりも僅かに小さく、かつ、中子２４の径よりも大きい。また、ハウジング筒部２３１の上面の一部に、端子台２３２が設けられている。

端子台２３２は、固定金型２１３、可動金型２２２、及び、ハウジング筒部２３１と同じ材料を用いて、ハウジング筒部２３１と一体となって構成されている。また、端子台２３２は、上方向に突出する突出部２３２Ａを有している。

ここで、端子台２３２の下面から突出部２３２Ａの上端面までの高さと、コイル端子１２Ｃの高さと、端子用金型２１４の突出部２１４Ａの突出長の和は、固定金型２１３の環状突出部２１３Ａの突出長と等しいものとする。すなわち、固定部２１とハウジング２３とが締結される時には、固定金型２１３の環状突出部２１３Ａの下端面とハウジング２３の上端面とが当接するとともに、端子用金型２１４の突出部２１４Ａの下端面とハウジング２３の突出部２３２Ａの上端面との間に、コイル端子１２Ｃが位置する。

温度調整機構２３３は、ハウジング２３の温度を調整する機能を備える。温度調整機構２３３は、ハウジング筒部２３１内に形成された空洞に温度調整可能な液体を循環させることにより、温度を調整する。

次に、中子２４の構成について説明する。

中子２４は、透磁率の比較的大きい軟磁性材料からなる中実の円柱状の部材である。中子２４の径は、ステータコア１１の内径よりも僅かに大きい。中子２４の上面には、周に沿って突出する突出部２４Ａが形成されている。中子２４の上面においては、突出部２４Ａに囲まれる領域は、平面部２４Ｂと称される。

ここで、多くの場合、中子は、固定金型２１３、可動金型２２２、及び、ハウジング筒部２３１などと同じように、工具鋼のＳＫＳ、ＳＫＤ、ＳＫＴ、ＳＫＨや、特殊用途鋼のＳＵＳ、ＳＵＨなどの金属材料にて構成される。なお、この金属材料の比透磁率は、おおよそ１から３００までの値である。一方、本実施形態においては、中子２４は、これらの金属材料よりも保磁力が小さく比透磁率が大きい軟磁性材料を用いて構成される。軟磁性材料には、例えば、珪素鉄、パーマロイ、スーパーマロイ、ソフトフェライト（Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト等）、パーメンジュール、アモルファス磁性合金、ナノクリスタル磁性合金、センダストなどがある。

次に、電源機構２５の構成について説明する。

電源機構２５は、電流源２５１と、電源端子２５２と、電源ケーブル２５３とにより構成される。

電流源２５１は、交流電流を印加可能に構成される。

電源端子２５２は、固定ダイプレート２１１及び端子用金型２１４に設けられた貫通孔２１４Ｂ内における下側の端部にて、すなわち、端子台２３２の突出部２３２Ａの上端面と対向するように設けられている。また、電源端子２５２は、電源端子２５２の下端面が端子用金型２１４の下端面と同一平面上に位置するように配置される。

電源ケーブル２５３は、貫通孔２１４Ｂを通じて、電流源２５１と電源端子２５２とを接続する。このように構成されることで、電流源２５１から出力される交流電流が、電源端子２５２に印加される。

次に、第１実施形態のステータ製造装置２０を用いてステータを製造する工程を、図３から図９を用いて順に説明する。なお、図３に示す工程の前に、図１Ａ、及び、図１Ｂに示されたステータ部材１０が予め用意されているものとする。また、図３から図９までにおいては、図２と同様に、ステータ製造装置２０の断面に沿った図が示されている。

図３は、ステータの製造工程の１つである、ステータ部材１０をハウジングするハウジング工程を説明するための図である。図３には、ステータ部材１０がハウジングされることにより構成されたワーク３０が示されている。

まず、ステータ部材１０に、中子２４が挿入される。上述のように中子２４の径がステータコア１１の内径よりも僅かに大きいため、この状態においては、ステータ部材１０の内周面により中子２４の外周面が押圧されている。そのため、中子２４は、ステータ部材１０に圧入されていることになる。また、コイルエンド１２Ｂの上端面と中子２４の突出部２４Ａの突出端とが同一平面に存在するように、ステータ部材１０内に中子２４が配置される。

また、ステータコア１１の内周面と中子２４の外周面とは当接しているため、コイル中間部１２Ａを収容するスロット１４（図３において不図示）は、ステータコア１１の径方向内側の開口部が中子２４の外周面により閉じられる。したがって、スロット１４は、上下方向すなわちステータコア１１の軸方向の端部のみが開口した状態となる。

そして、中子２４が圧入されたステータ部材１０が、ハウジング２３に挿入される。上述のようにハウジング２３のハウジング筒部２３１の内径がステータ部材１０の外径よりも僅かに小さいため、この状態においては、ステータ部材１０の外周面がハウジング２３に押圧されている。したがって、ステータ部材１０は、ハウジング２３に圧入されていることになる。また、この状態において、端子台２３２の上端面とコイル端子１２Ｃの下面とが当接する。

このようにして、ステータ部材１０、ハウジング２３、及び、中子２４からなるワーク３０が構成される。

次に、ステータの製造工程の１つである、ワーク３０をステータ製造装置２０の可動部２２へ取り付ける、取り付け工程について説明する。

図４は、取り付け工程を説明するための図である。図４には、ワーク３０が可動部２２に取り付けられたステータ製造装置２０が示されている。

ワーク３０は、ステータ製造装置２０の可動部２２の上側に取り付けられる。この状態においては、中子２４の下面と可動金型２２２の円状領域２２２Ｂとが当接する。また、ハウジング筒部２３１の下面と、可動金型２２２の環状領域２２２Ｃの一部及び可動ダイプレート２２１の上面の一部とが当接する。また、環状溝２２２Ａの底部とコイルエンド１２Ｂの下端面とは、極めて短い距離だけ離間している。

このように、ワーク３０が可動部２２の上に載置されると、可動金型２２２、ハウジング筒部２３１、及び、端子台２３２が一体となって第１の金型が構成される。一方、固定金型２１３及び端子用金型２１４が、第１の金型と締結される第２の金型となる。なお、この工程においてステータ部材１０が第１の金型に収容されるため、この工程を収容工程と称してもよい。

次に、ステータの製造工程の１つである、第１の金型と第２の金型を締結する型締めを行う工程について説明する。

図５は、型締め工程を説明するための図である。図５には、型締めを行った後のステータ製造装置２０が示されている。

可動部２２が不図示のアクチュエータによって上方向すなわち固定部２１に向かう方向に移動されると、固定部２１とハウジング２３とが接触する。

この状態においては、固定金型２１３の環状突出部２１３Ａの下端面と、ハウジング２３のハウジング筒部２３１の上端面とが当接する。そして、固定金型２１３の環状突出部２１３Ａの内周側に、コイルエンド１２Ｂの上端部、及び、中子２４の上端部が配置される。なお、コイルエンド１２Ｂと固定金型２１３とは、極めて短い距離だけ離間している。

また、端子用金型２１４の突出部２１４Ａの下端面とコイル端子１２Ｃの下面とが当接する。この状態において、コイル端子１２Ｃは、端子台２３２に形成された電源端子２５２と接続される。このように接続されることにより、コイル１２に電流を印加可能となる。なお、電源端子２５２は、コイル端子１２ＣにおけるＵ、Ｖ、Ｗ相のワイヤと接続された端子部材の全てと接続されてもよいし、端子部材のうちの一部と接続されてもよい。

このように型締めが行われることにより、固定金型２１３、端子用金型２１４、可動金型２２２、ハウジング筒部２３１、端子台２３２、及び、中子２４によって囲まれる空間が、樹脂２１２Ｃが充填されるキャビティとして構成される。

そして、型締めが行われると、加熱手段によってポット２１２Ａの温度が３０℃〜８０℃に調整され、樹脂２１２Ｃは流動しやすい状態になる。固定金型２１３、可動金型２２２、及び、ハウジング２３も、それぞれの加熱手段によって、３０℃〜８０℃に予備加熱される。

次に、ステータの製造工程の１つである、キャビティ内に樹脂２１２Ｃを射出し、射出した樹脂２１２Ｃを加熱するモールド工程について説明する。

図６は、モールド工程を説明するための図である。なお、図６において、キャビティ内に充填される樹脂２１２Ｃにドットのハッチングが付されている。

射出部２１２のプランジャ２１２Ｂが押圧手段により下方向に押圧されることにより、ポット２１２Ａに収容されている樹脂２１２Ｃが、射出口２１３Ｃから押し出される。押し出された樹脂２１２Ｃは、固定金型２１３と中子２４の平面部２４Ｂとの間の空間を通り、突出部２４Ａに到達する。そして、樹脂２１２Ｃは、突出部２４Ａを乗り越え、固定金型２１３と突出部２４Ａとの間からキャビティ内へと流れ込む。

キャビティ内のステータコア１１よりも上側の空間においては、まず、樹脂２１２Ｃが、コイルエンド１２Ｂよりも内周側の領域に充填される。そして、樹脂２１２Ｃは、コイルエンド１２Ｂと固定金型２１３との間の隙間を通り、コイルエンド１２Ｂよりも外周側の領域に充填される。

上述のように、スロット１４は、ステータコア１１の軸方向の端部が開口している。そのため、樹脂２１２Ｃは、キャビティ内のステータコア１１よりも上側の空間に充填された後に、スロット１４に充填される。

樹脂２１２Ｃは、スロット１４に充填されると、次に、ステータコア１１よりも下側の空間に充填される。樹脂２１２Ｃは、コイルエンド１２Ｂよりも内周側の領域に充填されると、コイルエンド１２Ｂと環状溝２２２Ａの底部との隙間を通り、コイルエンド１２Ｂよりも外周側の領域に充填される。このようにして、キャビティ内の全領域に樹脂２１２Ｃが充填されると、プランジャ２１２Ｂの加圧を停止し、樹脂２１２Ｃの射出を終了する。

次に、固定金型２１３、可動金型２２２、及び、ハウジング２３を、加熱手段を用いて１２０〜１６０℃に加熱する。そして、電流源２５１から、電源ケーブル２５３及び電源端子２５２を介してコイル端子１２Ｃに交流電流を印加する。コイル端子１２Ｃに電流が印加されると、コイル１２が通電され加熱される。また、コイル１２に印加された電流が交流電流であり、中子２４が軟磁性材料により構成されているため、中子２４の外周面において渦電流が発生し、中子２４の外周面が誘導加熱される。

このようにして、コイル１２、固定金型２１３、可動金型２２２、ハウジング２３、及び、中子２４が加熱されると、キャビティに充填された樹脂２１２Ｃが硬化する。そして、樹脂２１２Ｃが十分に硬化した後に、温度調整機構２３３を用いてハウジング２３を冷却すると、樹脂２１２Ｃが冷却される。このようにして、ステータ部材１０が樹脂２１２Ｃによりモールドされたステータ６０が製造される。

次に、ステータの製造工程の１つである、第１の金型と第２の金型との締結を解く型開き工程について説明する。

図７は、型開き工程を説明するための図である。図７には、型開きを行った後のステータ製造装置２０及びステータ６０が示されている。

キャビティに充填された樹脂２１２Ｃが硬化すると、可動部２２は、ワーク３０を固定した状態で、アクチュエータにより下方向すなわち固定部２１から離れる方向に移動する。このようにして、ワーク３０は、固定部２１から分離される。

そして、可動部２２において、イジェクトピン２２３が、可動ダイプレート２２１及び可動金型２２２に対して上方向に移動すると、ワーク３０は、可動部２２から分離される。このようにして、キャビティが型開きされる。

次に、ステータ６０の製造工程の１つである、ステータ６０から中子２４を抜き取る中子抜き工程について説明する。

図８は、中子抜き工程を説明するための図である。図８には、中子２４がステータ６０から抜かれている途中の状態が示されている。

まず、可動部２２の可動ダイプレート２２１とハウジング２３との間に、中空の円筒状の円筒治具８１が介装される。また、中子２４の平面部２４Ｂと固定部２１の固定金型２１３の下面との間に、中子２４よりも径が小さい円柱状の円柱治具８２が介装される。なお、円筒治具８１、及び、円柱治具８２は、ともに、軸方向の長さが中子２４の軸方向の長さよりも長いものとする。

そして、可動部２２が、アクチュエータによって上方向に移動される。これにより、円柱治具８２が、硬化した樹脂２１２Ｃを介して中子２４を下方向に付勢する。

ここで、ハウジング２３がステータ６０を圧入している力は、ステータ６０が中子２４を圧入している力よりも大きいものとする。また、中子２４の上面にて硬化した樹脂２１２Ｃは、中子２４の突出部２４Ａの先端部の近傍においては、幅が狭く強度が十分でない。そのため、中子２４が円柱治具８２によって下方向に付勢されると、樹脂２１２Ｃは、突出部２４Ａの先端部にて、コイルエンド１２Ｂを囲む部分と、中子２４の上面を覆う部分とに分離する。さらに可動部２２を上方向に移動させると、中子２４が、ステータ６０から抜き取られる。

次に、ステータの製造工程の１つである、ステータ６０をハウジング２３から抜き取るステータ抜き工程について説明する。

図９は、ステータ抜き工程を説明するための図である。図９に示すように、この工程においては、まず、中空の円筒状の円筒治具９１が、ステータ６０のコイルエンド１２Ｂの上面と固定部２１の固定金型２１３の下面との間に介装されている。

そして、可動部２２が、アクチュエータによって上方向に移動される。これにより、円筒治具９１によって、ステータ６０は、コイルエンド１２Ｂにおいて下方向に付勢される。また、ステータ６０を圧入しているハウジング２３は、円筒治具８１を介して下方向から可動部２２に支持されている。このように、ステータ６０が下方向に付勢されるとともに、ハウジング２３が固定されているため、ステータ６０はハウジング２３内にて下方向に移動して、ハウジング２３から抜き取られる。このようにして、ステータ６０が製造され、全ての製造工程を終える。

なお、本実施形態においては、電源端子２５２が固定部２１に形成された貫通孔２１４Ｂに設けられたがこれに限らない。ハウジング２３の端子台２３２に貫通孔を形成し、その貫通孔に電源端子２５２を設けてもよい。

第１実施形態においては、以下に記載する効果を得ることができる。

本実施形態のステータ製造装置２０においては、図５に示されるように、可動金型２２２、ハウジング筒部２３１、及び、端子台２３２により構成される第１の金型と、固定金型２１３及び端子用金型２１４により構成される第２の金型とが型締めされると、コイル端子１２Ｃと端子用金型２１４とが接触する。ここで、電源端子２５２の下端面は、端子用金型２１４の下端面と同一平面に存在するため、コイル端子１２Ｃと端子用金型２１４とが接触すると、コイル端子１２Ｃと電源端子２５２も接触することになる。したがって、コイル端子１２Ｃと電源端子２５２とを接続する工程を省略することができるため、ステータの製造に要する時間を短縮することができる。

また、型締め工程を経て構成されたキャビティ内に樹脂２１２Ｃが充填された後に、第１及び第２の金型を加熱手段により加熱する。さらに、外部電源から電源ケーブル２５３及び電源端子２５２を介してコイル端子１２Ｃに電流を印加することによって、コイル１２が通電加熱される。このように、加熱手段による第１の金型及び第２の金型の加熱に加えて、コイル１２が通電加熱されることにより、樹脂２１２Ｃの加熱時間を短縮することができる。したがって、樹脂２１２Ｃが硬化するまでに要する時間を短縮することができる。

また、コイル端子１２Ｃに印加される電流が交流電流であれば、軟磁性材料により構成された中子２４の表面に渦電流が生じるため、中子２４が誘導加熱される。中子２４が誘導加熱されることにより、中子２４を介して樹脂２１２Ｃの加熱を促進できるため、樹脂２１２Ｃが硬化するまでに要する時間をさらに短縮することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態のステータ製造装置２０は、第１実施形態のステータ製造装置２０と比較すると、電源機構２５の構成が異なる。以下では、構成が異なる点についてのみ説明し、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

図１０Ａは、本実施形態のステータ製造装置２０における、電源機構２５の電源端子２５２の近傍の概略構成図である。図１０Ｂは、型締め工程時の電源機構２５の電源端子２５２の近傍の概略構成図である。

図１０Ａに示すように、固定ダイプレート２１１及び端子用金型２１４に設けられた貫通孔２１４Ｂの上側の端部に、固定されたストッパ２５４が設けられている。電源端子２５２とストッパ２５４との間には、押圧部材であるバネ２５５が縮められた状態で収容されている。なお、貫通孔２１４Ｂは、第１の実施形態と同様に、コイル端子１２Ｃと対向する位置に設けられている。

電源端子２５２は、貫通孔２１４Ｂ内を上下方向に摺動可能に構成されており、端子用金型２１４の下端面に対して所定の突出長以上は突出しないように貫通孔２１４Ｂ内に収容されている。バネ２５５の上端がストッパ２５４により係止されているため、電源端子２５２は、バネ２５５の下端により押圧される。

図１０Ｂに示すように型締めが行われると、固定部２１とハウジング２４とが締結される。この状態においては、電源端子２５２がストッパ２５４に向かって押し込まれ、コイル端子１２Ｃは、電源端子２５２の下端面と端子用金型２１４の下端面との両方と当接する。バネ２５５は、電源端子２５２が押し込まれた長さ、すなわち、所定の突出長だけ短くなることにより、コイル端子１２Ｃを所定の力が押圧する。そのため、コイル端子１２Ｃと電源端子２５２とが適切に接続される。

なお、本実施形態においては、貫通孔２１４Ｂの中に、電源端子２５２、ストッパ２５４、及び、バネ２５５を設けたがこれに限らない。例えば、端子用金型２１４の突出部２１４Ａの下端面に開口部を形成し、この開口部に、電源端子２５２及びバネ２５５を収容してもよい。このような場合には、例えば、この開口部と電源ケーブル２５３を収容するガイド孔とが連通しており、開口部内にて電源端子２５２と電源ケーブル２５３とが接続される。

また、本実施形態においては、押圧手段として、バネ２５５を用いたがこれに限らない。押圧手段は、板バネや、弾性体などであってもよい。

第２実施形態においては、以下に記載する効果を得ることができる。

本実施形態のステータ製造装置２０においては、型締めされて電源端子２５２とコイル端子１２Ｃとが接触している時には、押圧部材であるバネ２５５によって電源端子２５２が押圧されているため、電源端子２５２はコイル端子１２Ｃに向かって押圧される。したがって、コイル端子１２Ｃと電源端子２５２との接続不良が発生しにくくなるため、型締め工程においてコイル端子１２Ｃと電源端子２５２とを接続しなおす頻度が低減する。

このように、本実施形態においては、接続工程を省略できることに加えて、コイル端子１２Ｃと電源端子２５２とを接続しなおす頻度を低減させることができる。そのため、ステータの製造時間を短縮することができる。

また、型締め工程の前においては、電源端子２５２が所定の突出長だけ端子用金型２１４に対して突出している。そして、型締め工程において、電源端子２５２がストッパ２５４にむかってに所定の突出長さだけ押し込まれると、すなわち、バネ２５５が所定の突出長だけ縮められると、バネ２５５は、所定の突出長に応じた所定の力でコイル端子１２Ｃを押圧する。したがって、コイル端子１２Ｃと電源端子２５２とは所望の押圧力にて適切に接続されるため、コイル端子１２Ｃと電源端子２５２との接続不良がさらに発生しにくくなり、ステータの製造時間をさらに短縮することができる。

なお、本発明の実施形態においては、電流源２５１は、交流電流を印可したがこれに限らない。電流源２５１は、直流電流を印可してもよい。電流源２５１から出力された直流電流が電源端子２５２に印加されると、コイル１２に直流電流が流れるため、コイル１２が通電加熱される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。また、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。

１０ ステータ部材
１１ ステータコア
１２ コイル
１２Ａ コイル中間部
１２Ｂ コイルエンド
１２Ｃ コイル端子
１３ ティース
１４ スロット
２０ ステータ製造装置
２１ 固定部
２２ 可動部
２２１ 可動ダイプレート
２２１Ａ 開口部
２２２ 可動金型
２２２Ａ 環状溝
２２２Ｂ 円状領域
２２２Ｃ 環状領域
２２２Ｄ 貫通孔
２２３ イジェクトピン
２３ ハウジング
２３１ ハウジング筒部
２３２ 端子台
２３２Ａ 突出部
２３３ 温度調整機構
２４ 中子
２４Ａ 突出部
２４Ｂ 平面部
２５ 電源機構
２５１ 電流源
２５２ 電源端子
２５３ 電源ケーブル
２５４ ストッパ
２５５ バネ
３０ ワーク
６０ ステータ
８１、９１ 円筒治具
８２ 円柱治具
２１１ 固定ダイプレート
２１１Ａ、２１１Ｂ 開口部
２１２ 射出部
２１２Ａ ポット
２１２Ｂ プランジャ
２１２Ｃ 樹脂
２１３ 固定金型
２１３Ａ 環状突出部
２１３Ｂ 切欠部
２１３Ｃ 射出口
２１４ 端子用金型
２１４Ａ 突出部
２１４Ｂ 貫通孔

Claims (6)

1. 筒状のステータコアと、前記ステータコアに巻回されたコイルと、前記コイルの端部と接続されたコイル端子と、を備えるステータ部材を、熱硬化性の樹脂によりモールドすることによりステータを製造するステータ製造装置であって、
   前記ステータ部材を収容する第１の金型と、
   前記第１の金型と締結されて型締めが行われることにより前記樹脂が充填される空間を構成する第２の金型と、
   前記第１の金型及び前記第２の金型のいずれか一方に設けられ、前記型締めが行われる時に前記コイル端子と接続し、前記コイル端子に電流を印加する電源端子と、を備える、
   ことを特徴とするステータ製造装置。
2. 請求項１に記載のステータ製造装置であって、
   前記電源端子は、前記コイル端子との接続部が、前記第１の金型と前記第２の金型とが締結する締結面に露出するように設けられ、前記接続部の反対側から電力が供給される、
   ことを特徴とするステータ製造装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のステータ製造装置であって、
   前記電源端子を前記コイル端子に向かって押圧する押圧部材をさらに備える、
   ことを特徴とするステータ製造装置。
4. 請求項３に記載のステータ製造装置であって、
   前記第１の金型及び前記第２の金型のいずれか一方における、前記コイル端子と対向する位置において、前記電源端子を摺動可能に収容するように形成された開口部を、さらに備え、
   前記押圧部材は、前記開口部内に設けられ、
   前記電源端子は、当該電源端子が設けられる金型の端面よりも所定の突出長だけ突出するように構成される、
   ことを特徴とするステータ製造装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のステータ製造装置であって、
   前記ステータコアの内側に挿入される軟磁性体からなる中子をさらに備え、
   前記電源端子は、前記コイル端子に交流電流を印加する、
   ことを特徴とするステータ製造装置。
6. 筒状のステータコアと、前記ステータコアに巻回されたコイルと、前記コイルの端部と接続されたコイル端子と、を備えるステータ部材を、熱硬化性の樹脂によりモールドすることによりステータを製造するステータの製造方法であって、
   前記ステータ部材を第１の金型に収容する収容工程と、
   前記第１の金型と第２の金型とを、前記第１の金型又は前記第２の金型のいずれかに設けられた電源端子と前記コイル端子とを接続するように締結させて型締めを行う型締め工程と、
   締結された前記第１の金型と前記第２の金型との間の空間に前記樹脂を射出し、前記電源端子を介して前記コイル端子に電流を印加し、前記樹脂を硬化させて前記ステータ部材をモールドするモールド工程と、
   を備えることを特徴とするステータの製造方法。

Images