JP6773186B1 - インシュレータ及びモータ - Google Patents
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Abstract
【課題】筒状の壁部にウェルドが生じることによる機械的強度の低下を抑える。【解決手段】インシュレータは、樹脂材料の射出成形によって形成され、モータが有する筒状のステータの軸方向の端部に設けられる。インシュレータは、筒状の壁部と、壁部の内周面から壁部の径方向の内側に向かって壁部の軸方向の一端面に沿うように壁部から連続して延びる複数の巻胴部と、壁部の周方向に隣り合う巻胴部の間に形成された複数の開口部と、を有する。壁部の軸方向の一端面には、樹脂材料の注入箇所を示すゲート跡が形成されている。【選択図】図5A
Description
本発明は、インシュレータ及びモータに関する。
圧縮機のモータとしては、ロータと、ロータの外周側に配置されるステータと、ステータの軸方向の端部に設けられるインシュレータと、を備えるものが知られている。この種のインシュレータは、樹脂材料によって射出成形されており、筒状の壁部と、壁部の内周面から壁部の径方向の内側に向かって延びる複数の巻胴部と、壁部の周方向において各巻胴部の間に形成された複数の開口部と、を有する。
インシュレータの成形金型には、樹脂材料が注入される注入口(以下、ゲートと称する。)が、巻胴部に対応する位置に配置されたものがある。このため、成形金型のゲートに対応して、インシュレータには、ステータに接する巻胴部の底面に樹脂材料の注入箇所を示す注入跡(以下、ゲート跡と称する。)が生じる。
上述のインシュレータでは、射出成形時に、成形金型においてインシュレータの周方向に隣り合う2つのゲートからそれぞれ注入された樹脂材料の流れが合流する部分に、機械的強度の低い部分となるウェルドが発生する。巻胴部の底面から成形金型内に樹脂材料が注入された場合には、壁部に樹脂材料の合流跡(ウェルドライン)が生じる。
特に、上述のインシュレータでは、射出成型時にゲートから注入された溶融状態の樹脂材料が、ウェルドの位置に到達するまでの間に、溶融した樹脂材料よりも温度が低く、熱伝導率が高い成形金型によって、高温の状態から徐々に冷却されることになる。そのため、冷えて固まりつつある樹脂材料が合流することにより、合流跡(ウェルドライン)がくっきりと現れてしまい、壁部の機械的強度が低下しやすい。
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、壁部にウェルドが生じることによる機械的強度の低下を抑えることができるインシュレータ及びモータを提供することを目的とする。
本願の開示するインシュレータの一態様は、樹脂材料の射出成形によって形成され、モータが有する筒状のステータの軸方向の端部に設けられるインシュレータであって、筒状の壁部と、壁部の内周面から壁部の径方向の内側に向かって壁部の軸方向の一端面に沿うように壁部から連続して延びる複数の巻胴部と、壁部の周方向に隣り合う巻胴部の間に形成された複数の開口部と、を有し、壁部の軸方向の一端面には、樹脂材料の注入箇所を示すゲート跡が形成されている。
本願の開示するインシュレータの一態様によれば、壁部にウェルドが生じることによる機械的強度の低下を抑えることができる。
以下に、本願の開示するインシュレータ及びモータの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例によって、本願の開示するインシュレータ及びモータが限定されるものではない。
図1は、実施例1における3相モータ6を上インシュレータ側から示す平面図である。図1に示すように、3相モータ6は、ロータ21と、ロータ21の外周側に配置されるステータ22と、を備える。ロータ21は、珪素鋼の薄板(磁性体)を複数積層して円柱状に形成されており、複数のリベット9により一体化されている。ロータ21の中心にシャフト3が挿通され、ロータ21はシャフト3と固定されている。ロータ21には、6個のスリット状の磁石埋め込み孔10aが、シャフト3を中心として6角形の各辺をなすように形成されている。各磁石埋め込み孔10aは、ロータ21の周方向に所定間隔をあけて形成されている。磁石埋め込み孔10aには、板状の永久磁石10bが埋め込まれている。
ステータ22は、概ね円筒形に形成されており、ロータ21を囲むように配置されて、不図示の容器の内部に固定されている。ステータ22は、ステータコア23と、上インシュレータ24及び下インシュレータ25と、複数の巻き線46と、を備える。上インシュレータ24は、ステータコア23の上端部に固定されている。下インシュレータ25は、ステータコア23の下端部に固定されている。上インシュレータ24及び下インシュレータ25は、ステータコア23と巻き線46とを絶縁する絶縁部である。
図2は、実施例1におけるステータコア23を示す下面図である。ステータコア23は、例えば、ケイ素鋼板に例示される軟磁性体で形成された複数の金属板が積層されて形成されており、図2に示すように、ヨーク部31と、複数のステータコアティース部32−1〜32−9と、を備える。ヨーク部31は、概ね円筒形に形成されている。複数のステータコアティース部32−1〜32−9のうちの第1ステータコアティース部32−1は、概ね柱体状に形成されている。第1ステータコアティース部32−1は、一端がヨーク部31の内周面に連続して形成され、すなわち、ヨーク部31の内周面からステータコア23の中心軸に向かって突出するように形成されている。複数のステータコアティース部32−1〜32−9のうちの第1ステータコアティース部32−1以外のステータコアティース部32−2〜32−9も、第1ステータコアティース部32−1と同様に、概ね柱体状に形成されており、ヨーク部31の内周面からステータコア23の中心軸に向かって突出している。また、複数のステータコアティース部32−1〜32−9は、ヨーク部31の内周面に40度ごとの等間隔に配置されて形成されている。ステータコア23のヨーク部31には、積層された複数の金属板をカシメにより接合する複数のカシメ接合部28が設けられている。各カシメ接合部28は、ステータコア23の周方向に隣り合う各ステータコアティース部32−1〜32−9同士の間となる位置にそれぞれ設けられている。
図3は、実施例1における上インシュレータ24を示す斜視図である。上インシュレータ24は、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)に例示される絶縁体によって円筒状に形成されており、図3に示すように、円筒状の壁部41と、巻胴部としての複数のインシュレータティース部42−1〜42−9と、複数の鍔部43−1〜43−9と、上インシュレータ24の周方向に隣り合うインシュレータティース部42−1〜42−9同士の間に形成された開口部47−1〜47−9と、を有する。壁部41は、概ね円筒形に形成されている。壁部41には、複数のスリット44が形成されている。また、壁部41は、壁部41の軸方向の一端面に、ステータ22に接する環状の突当面41cを備えている。
複数のインシュレータティース部42−1〜42−9のうちの第1インシュレータティース部42−1は、断面が概ね半円である直柱体状に形成されている。第1インシュレータティース部42−1は、一端が壁部41の内周面に連結され、すなわち、壁部41の内周面41aから壁部41の径方向の内側に向かって棒状に伸びるように形成されている。また、第1インシュレータティース部42−1は、壁部41の軸方向の一端面(すなわち、ステータ22に接する環状の突当面41c)に沿うように、壁部41から連続して延びて形成されている。壁部41の軸方向とは、3相モータ6におけるシャフト3の軸方向を指す。
複数のインシュレータティース部42−1〜42−9のうちの第1インシュレータティース部42−1以外のインシュレータティース部42−2〜42−9も、直柱体状に形成され、第1インシュレータティース部42−1と同様に、壁部41の内周面から壁部41の径方向の内側に向かって棒状に伸びるように形成されている。また、第1インシュレータティース部42−2〜42−9も、壁部41の軸方向の一端面としての環状の突当面41c側に形成されている。複数のインシュレータティース部42−1〜42−9は、壁部41の内周面に40度ごとの等間隔に配置されて形成されている。
また、上インシュレータ24の壁部41は、後述のように各インシュレータティース部42−1〜42−9に巻き線46が巻回された巻回部45から、壁部41の外周面41b側に引き出された巻き線46を支持する複数の支持突起49を有する。複数の支持突起49は、壁部41の周方向に間隔をあけて設けられており、壁部41の外周面41bの周方向に沿って引き回された巻き線46がステータ22側に移動しないように支持している。
支持突起49は、壁部41の外周面41bにおける各インシュレータティース部42−1〜42−9に対向する位置から、壁部41の径方向の外側に向かって突出しており、壁部41の突当面41cに沿って延びる端面49aを有する。壁部41の突当面41cは、支持突起49の端面49aを含む。
複数の鍔部43−1〜43−9は、複数のインシュレータティース部42−1〜42−9に対応し、それぞれ、概ね半円形の板状に形成されている。複数の鍔部43−1〜43−9のうちの第1インシュレータティース部42−1に対応する第1鍔部43−1は、第1インシュレータティース部42−1の他端に連続して形成されている。複数の鍔部43−1〜43−9のうちの第1鍔部43−1以外の鍔部43−2〜43−9も、第1鍔部43−1と同様に、複数のインシュレータティース部42−2〜42−9の他端に連続して形成されている。
下インシュレータ25も、上インシュレータ24と同様に形成されている。すなわち、下インシュレータ25は、絶縁体によって円筒状に形成されており、壁部41と、複数のインシュレータティース部42−1〜42−9と、複数の鍔部43−1〜43−9と、を有する。以下、上インシュレータ24及び下インシュレータ25の複数のインシュレータティース部42−1〜42−9を、インシュレータティース部42と称する。また、上インシュレータ24及び下インシュレータ25の複数の鍔部43−1〜43−9を、鍔部43と称する。
図4は、実施例1の下インシュレータ25が組み付けられたステータ22を示す平面図である。ステータコア23の複数のステータコアティース部32−1〜32−9には、図4に示すように、電線である巻き線46がそれぞれ巻回されている。各ステータコアティース部32−1〜32−9には、各巻き線46によって巻回部45がそれぞれ形成されている。実施形態における3相モータ6は、6極9スロットの集中巻型のモータである(図1参照)。複数の巻き線46は、3つのU相巻き線46−U1〜46−U3と、3つのV相巻き線46−V1〜46−V3と、3つのW相巻き線46−W1〜46−W3と、を備える。また、ステータ22において、各巻回部45から引き出されて一束にまとめられた中性線は、絶縁チューブで覆われて、ステータ22の周方向(ロータ21の回転方向)に隣り合う巻回部45の隙間に挿入されている(図1参照)。以下、ステータコア23の複数のステータコアティース部32−1〜32−9を、ステータコアティース部32と称する。
(3相モータの特徴的な構成)
次に、実施例1の3相モータ6が備える上インシュレータ24及び下インシュレータ25の特徴について説明する。上インシュレータ24及び下インシュレータ25は、成形金型を用いて樹脂材料を射出成形することによって形成されている。本実施例における特徴には、上インシュレータ24及び下インシュレータ25の射出成形時に生じる、樹脂材料の注入箇所を示すゲート跡Pが、壁部41の突当面41cに配置されている点が含まれる。以下、上インシュレータ24の要部について説明するが、下インシュレータ25についても同様である。
次に、実施例1の3相モータ6が備える上インシュレータ24及び下インシュレータ25の特徴について説明する。上インシュレータ24及び下インシュレータ25は、成形金型を用いて樹脂材料を射出成形することによって形成されている。本実施例における特徴には、上インシュレータ24及び下インシュレータ25の射出成形時に生じる、樹脂材料の注入箇所を示すゲート跡Pが、壁部41の突当面41cに配置されている点が含まれる。以下、上インシュレータ24の要部について説明するが、下インシュレータ25についても同様である。
上インシュレータ24は、例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)等の樹脂材料によって成形されている。また、上インシュレータ24の樹脂材料としては、ガラス繊維等の他の材料が添加されてもよい。
図5Aは、実施例1の上インシュレータ24の要部を説明するための平面図である。図5Bは、実施例1の上インシュレータ24の要部の変形例を説明するための平面図である。図5A及び図5Bは、上インシュレータ24を、ステータ22に接する側から示す平面図である。
図5Aに示すように、実施例1の上インシュレータ24における壁部41の突当面41cには、上インシュレータ24の射出成形時に生じる樹脂材料のゲート跡Pが形成されている。実施例1における複数のゲート跡Pは、壁部41の周方向において、複数のインシュレータティース部42の径方向における外側に形成されている。壁部41の突当面41cには、複数のインシュレータティース部42の個数(9個)の約数である個数(3個)のゲート跡Pが設けられており、複数のゲート跡Pが壁部41の周方向に等間隔に設けられている。これにより、射出成形時に壁部41の周方向に向かう樹脂材料の流れが、周方向の両側に対して均等に確保される。また、ゲート跡Pは、例えば、円形状に形成されており、成形金型(図示せず)が有するゲートの開口形状に対応している。
このようにゲート跡Pが形成される上インシュレータ24の壁部41には、壁部41の周方向に隣り合うゲート跡P同士の間における壁部41の周方向の中央付近に、ウェルドWが生じる。実施例1におけるウェルドWは、壁部41の周方向において、開口部47の中央付近に形成されている。
また、各ゲート跡Pは、壁部41の周方向におけるインシュレータティース部42の中心線L1上に配置されている。これにより、射出成形時にインシュレータティース部42、壁部41等へ向かう樹脂材料が、壁部41の周方向の両側に向かって均等に流れる。
また、図5Bに示すように、実施例1の上インシュレータ24は、複数のインシュレータティース部42と等しい個数(9個)のゲート跡Pが、壁部41の周方向に等間隔に設けられてもよい。言い換えると、3相モータ6のスロット数に対応するように、壁部41の周方向において、全てのインシュレータティース部42の径方向の外側となる位置に各ゲート跡Pが形成されている。このような上インシュレータ24では、射出成形時に樹脂材料が、成形金型の各ゲートからウェルドWまで到達する時間を更に短縮することが可能になり、壁部41の機械的強度が低くなるのを抑制することができる。
また、図5A、図5B、図6等に示すように、ゲート跡Pの周囲には、壁部41の突当面41cから窪むように円形状の凹部41dが形成されている。凹部41dは、例えば、ゲート跡Pを中心とする同心円状に形成されており、凹部41dの底面にゲート跡Pが配置されている。このような凹部41dにより、注入跡Pに発生するバリ等が、突当面41cから突出してしまうのを防止できるので、3相モータ6の組立時に、上インシュレータ24及び下インシュレータ25とステータコア23とを連結する際、上インシュレータ24及び下インシュレータ25の突当面41cとステータコア23との間に隙間が生じてしまうのを防止することができる。
(射出成形時の樹脂材料の流れ)
図6は、実施例1の上インシュレータ24における樹脂材料の流れを説明するために要部を拡大して示す斜視図である。図7は、実施例1の上インシュレータ24における樹脂材料の流れを説明するために要部を拡大して示す平面図である。
図6は、実施例1の上インシュレータ24における樹脂材料の流れを説明するために要部を拡大して示す斜視図である。図7は、実施例1の上インシュレータ24における樹脂材料の流れを説明するために要部を拡大して示す平面図である。
図6に示すように、上インシュレータ24の射出成形時に成形金型の各ゲート(各ゲート跡Pの位置)から注入された樹脂材料は、射出された方向へと直線的に流れやすく、壁部41の位置に設けられた各ゲート(各ゲート跡Pの位置)から、壁部41の軸方向へと向かう第1の方向F1に沿って流れる。不図示の成形金型の内部を第1の方向F1に沿って流れる樹脂材料は、壁部41の他端面(壁部41の軸方向において壁部41の突当面41cとは反対側の面)となる箇所に衝突することで流れる方向を変え、図6及び図7に示すように、壁部41の周方向に離れる方向に向かう第2の方向F2に沿って流れる。次に、ゲート(ゲート跡Pの位置)から注入されて第2の方向F2に沿って流れている樹脂材料と、他のゲート(ゲート跡Pの位置)から注入されて第2の方向F2に沿って流れている樹脂材料同士が衝突することで、ウェルドWが形成される。
すなわち、壁部41の一端面側(突当面41c側)から壁部41の他端面側(壁部41が突当面41cから延びる方向)に向けて樹脂材料を射出する(言い換えると、射出成形時に生じる樹脂材料のゲート跡Pが突当面41cに形成されるようにする)ことで、各ゲート(各ゲート跡Pの位置)から射出された溶融状態の樹脂材料は、ゲートから第1の方向F1及び第2の方向F2に沿って、金型内の壁部41が形成される空間に直接流れ込む。そのため、周方向に隣接するゲートからそれぞれ射出された樹脂材料は、温度が高く流動性の高い状態でぶつかり合うため樹脂材料同士が混じり合い、ウェルドWを生じ難くすることができる。また、金型内において壁部41の他端面側から順に樹脂材料が充填されるので、壁部41の他端面側にはウェルドWが生じにくく、ウェルドWが生じたとしても突当面41c側の一部分に留めることができる。したがって、射出開始から時間が経過して温度が低くなった状態の樹脂材料によってウェルドWが形成される場合(後述する図10で示す比較例)に比べ、壁部41の機械的強度を高めることができる。また、第1の方向F1及び第2の方向F2に、樹脂材料が速やか、かつ、スムーズに流れるので、壁部41が適正に形成される。
続いて、各ゲート(各ゲート跡Pの位置)から第1の方向F1及び第2の方向F2に沿って流れた樹脂材料によって壁部41が概ね形成されると、各ゲート(各ゲート跡Pの位置)からインシュレータティース部42を形成する第3の方向F3の流れが生じるようになる。また、第3の方向F3に沿って流れた樹脂材料は、鍔部43の内径側の端部(鍔部43の内周面)となる箇所に衝突することで向きを変え、図6及び図7に示すように、鍔部43の周方向の両側に向かう第4の方向F4に沿って流れる。このため、第3の方向F3及び第4の方向F4により、樹脂材料が金型内を壁部41側からインシュレータティース部42側及び鍔部43側に向かって速やか、かつ、スムーズに流れるので、インシュレータティース部42及び鍔部43が適正に形成される。
図10は、比較例の上インシュレータにおける樹脂材料の流れを説明するために要部を拡大して示す斜視図である。ここで、比較例として、ゲート跡Pがインシュレータティース部42に形成される場合、例えば、ステータ22に接するインシュレータティース部42の底面における中央にゲート跡Pが形成される場合を、図10を用いて説明する。この場合、成形金型の各ゲート(ゲート跡Pの位置)から注入された樹脂材料は、インシュレータティース部42において軸方向に向かう流れの方向が、直ぐにインシュレータティース部42の径方向に向かう第1の流れf1へと変わる。このとき、樹脂材料の流れは、ゲートから鍔部43側へと向かう第1の方向f1aと、ゲートから壁部41側へと向かう第1の方向f1bとに分かれる。
ゲート(ゲート跡Pの位置)から鍔部43側へと向かう第1の方向f1aに沿って流れる樹脂材料は、鍔部43の内径側の端部となる箇所に衝突して向きを変えることで、鍔部43の周方向の両側に向かう第2の方向f2に沿って流れる。この第1の方向f1a及び第2の方向f2に流れる樹脂材料より、インシュレータティース部42及び鍔部43が形成される。
一方、ゲート(ゲート跡Pの位置)から壁部41側へと向かう第1の方向f1bに沿って流れる樹脂材料は、壁部41の外周面41bとなる箇所に衝突して向きを変え、壁部41の軸方向へと向かう第3の方向f3に沿って流れる。第3の方向f3に沿って流れる樹脂材料は、壁部41の他端面(壁部41の軸方向において壁部41の突当面41cとは反対側の面)となる箇所に衝突することで更に向きを変え、壁部41の周方向に離れる方向に向かう第4の方向f4に沿って流れる。次に、ゲート(ゲート跡Pの位置)から注入されて第4の方向f4に沿って流れている樹脂材料と、他のゲート(ゲート跡Pの位置)から注入されて第4の方向f4に沿って流れている樹脂材料同士が合流することで、ウェルドWが形成される。
このように、ゲート跡Pがインシュレータティース部42に形成される場合は、樹脂材料の流れの向きが繰り返し変わり流速が減速することで、射出された樹脂材料の流れ同士が合流するまでに時間がかかりやすい。また、最初に、ゲート(ゲート跡Pの位置)から鍔部43側へと向かう第1の方向f1aと、ゲートから壁部41側へと向かう第1の方向f1bとに樹脂材料の流れが分かれることで、壁部41の形成に寄与する樹脂材料の流量が減り、壁部41の形成が終わるまでに更に時間がかかりやすい。そのため、比較例では、周方向に隣接するゲートからそれぞれ射出された樹脂材料がぶつかり合う時点で樹脂材料同士の温度が低くなって固化し始めてしまうことにより、ウェルドWが形成されやすく、壁部41の機械的強度が低くなりやすい。
また、図10に示した比較例において、ゲートから注入された樹脂材料は、インシュレータティース部42から壁部41に達した後に、壁部41の周方向に離れる方向に向かって流れることになり、図6に示した本実施例1に比べ、ゲート跡Pから壁部41のウェルドWまでの距離が長くなる。前述のように、射出成型時の成形金型の温度は、射出時に溶融状態の樹脂材料の温度よりも低い。よって、熱伝導性の高い成形金型によって溶融状態の樹脂材料が冷やされやすく、樹脂材料の流れが合流(ウェルドWを形成)する前に樹脂材料が固化し始めてしまうことで、壁部41のウェルドW付近の機械的強度が更に低くなりやすい。
一方、本実施例では、上述の比較例の場合と比べて、ゲート(ゲート跡Pの位置)から壁部41のウェルドWまでの距離を短くできるので、樹脂材料が壁部41のウェルドWに到達するのに要する時間、及び、樹脂材料がこの樹脂材料よりも温度の低い成形金型と接触している時間が短縮する。したがって、成形金型の各ゲートから注入された樹脂材料は、各ゲートからの樹脂材料が合流する地点であるウェルドWに向かって速やか、かつ、スムーズに流れることにより、壁部41のウェルドWとなる箇所に到達するまでの樹脂材料の固化が抑えられ、壁部41のウェルドW付近の機械的強度の低下が更に抑えられる。
(実施例1の効果)
実施例1の上インシュレータ24(下インシュレータ25)は、壁部41の突当面41cにゲート跡Pが形成されている。これにより、上インシュレータの射出成形時に成形金型の各ゲートから注入された樹脂材料が、各ゲート(ゲート跡Pの位置)から壁部41を成型するための金型内部に向かって速やか、かつ、スムーズに流れる。そのため、周方向に隣接するゲートからそれぞれ射出された樹脂材料は、温度が高い状態でぶつかり合うため樹脂材料同士が交じり合い、ウェルドWを生じ難くすることができる。またウェルドWが生じた場合も、壁部41の一部に留めることができる。その結果、壁部41の機械的強度の低下を抑えることができる。
実施例1の上インシュレータ24(下インシュレータ25)は、壁部41の突当面41cにゲート跡Pが形成されている。これにより、上インシュレータの射出成形時に成形金型の各ゲートから注入された樹脂材料が、各ゲート(ゲート跡Pの位置)から壁部41を成型するための金型内部に向かって速やか、かつ、スムーズに流れる。そのため、周方向に隣接するゲートからそれぞれ射出された樹脂材料は、温度が高い状態でぶつかり合うため樹脂材料同士が交じり合い、ウェルドWを生じ難くすることができる。またウェルドWが生じた場合も、壁部41の一部に留めることができる。その結果、壁部41の機械的強度の低下を抑えることができる。
ここで、3相モータ6のステータ22が、複数の金属板の積層方向(3相モータ6のシャフト3の軸方向)に金属板同士をカシメにより接合することでステータコア23が形成される場合を考える。この場合、後述する理由により、ステータコア23の積層方向(上インシュレータ24の軸方向)における厚みが、ステータコア23の周方向位置(壁部の周方向位置)に亘って均一にならない(ステータコア23の周方向位置によって変化してしまう)場合がある。カシメ接合部28は、積層方向に隣接する金属板の一部を積層方向に変形させて接合するものであるが、積層された金属板同士を断面V字状の突起により接合する場合には、突起同士が重なる箇所に隙間が生じやすく、カシメ接合部28付近の厚みが厚くなりやすい。したがって、この場合、ステータコア23の周方向におけるステータコア23の厚みは、カシメ接合部28近傍が厚くなり、巻き線46が巻回されて締め付けられるステータコアティース部32近傍が薄くなる傾向がある。このような歪みが生じたステータコア23に、壁部41の突当面41cが平面として成形された上インシュレータ24(下インシュレータ25)が取り付けられると、ステータコア23と上インシュレータ24(下インシュレータ25)の間に隙間が生じることから壁部41に応力が加わり、壁部41の割れ等の損傷が生じ易くなる。このようなモータでは、壁部41において上述の応力が加わり易い位置に、壁部41にウェルドWが生じないように、ゲート(ゲート跡Pの位置)を配置することが望ましい。
このような観点では、周方向に隣接するゲートからそれぞれ射出された樹脂材料がぶつかり合う位置が、上インシュレータ24の径方向における開口部47の外側の位置になるので、開口部47近傍における軸方向の厚みが厚くならないステータコア23を用いる場合に実施例1が適している。具体的には、ステータコアティース部32近傍が厚くなり易いステータコア23を用いる場合、つまり、ステータコアティース部32の径方向の外側となるヨーク部31の位置にカシメ接合部28が配置されたステータコア23を用いる場合に、実施例1の上インシュレータ24(下インシュレータ25)が好適である。
また、実施例1の上インシュレータ24(下インシュレータ25)のゲート跡Pは、壁部41の周方向におけるインシュレータティース部42の中心線L1上に配置されている。これにより、射出成形時に壁部41の周方向に向かう樹脂材料の流れを、壁部41の周方向に対して均等に確保することが可能となり、上インシュレータ24の各部の形状を適正に形成することができる。
また、実施例1の上インシュレータ24(下インシュレータ25)の壁部41の突当面41cには、複数のインシュレータティース部42の個数の約数である個数のゲート跡Pが、壁部41の周方向に等間隔に設けられている。これにより、射出成形時にインシュレータティース部42、壁部41等へ向かう樹脂材料の流れを、壁部41の周方向に対して均等に確保することが可能となり、上インシュレータ24の各部の形状を適正に形成することができる。
以下、他の実施例について図面を参照して説明する。他の実施例において、実施例1と同一の構成部分には、実施例1と同一の符号を付して説明を省略する。他の実施例は、壁部41の突当面41cにおけるゲート跡Pの配置が実施例1と異なる。
図8Aは、実施例2の上インシュレータの要部を説明するための平面図である。図8Bは、実施例2の上インシュレータの要部の変形例を説明するための平面図である。図8A及び図8Bは、上インシュレータ24を、ステータ22に接する側から示す平面図である。
図8Aに示すように、実施例2の上インシュレータ24−2における複数のゲート跡Pは、壁部41の周方向において、開口部47に対応する位置(上インシュレータ24の径方向における開口部47の外側となる位置)に形成されている。壁部41の突当面41cには、複数のインシュレータティース部42の個数(9個)の約数である個数(3個)のゲート跡Pが設けられており、複数のゲート跡Pが壁部41の周方向に等間隔に設けられている。実施例2におけるウェルドWは、壁部41の周方向において、インシュレータティース部42の中央に形成されている。また、各ゲート跡Pは、壁部41の周方向における開口部47の中心線L2上に配置されている。これにより、射出成形時に壁部41の周方向に向かう樹脂材料の流れが、壁部41の周方向に離れる方向に対して均等に確保されるので、上インシュレータ24の各部の形状が適正に形成される。
また、図8Bに示すように、実施例2の上インシュレータ24−2は、複数のインシュレータティース部42と等しい個数(9個)のゲート跡Pが、壁部41の周方向に等間隔に設けられてもよい。言い換えると、3相モータ6のスロット数に対応するように、上インシュレータ24の径方向における全ての開口部47の外側となる位置に各ゲート跡Pが形成されている。このような上インシュレータ24では、射出成形時にゲートから射出した樹脂材料がぶつかり合うまでの時間を更に短縮することが可能になるので、壁部41の機械的強度の低下が更に抑えられる。
実施例2の上インシュレータ24−2の射出成形時の樹脂材料は、ゲート(ゲート跡Pの位置)から、壁部41の周方向に向かって流れて、隣り合うゲートからの樹脂材料の流れとインシュレータティース部42付近で合流することにより、インシュレータティース部42、及び壁部41におけるインシュレータティース部42の径方向の外側となる位置にウェルドWが生じる。
(実施例2の効果)
図8A及び図8Bに示した実施例2の上インシュレータ24−2においても、実施例1と同様に、図10に示した比較例と比べて、各ゲート(ゲート跡Pの位置)から射出された直後の温度が高い樹脂材料によって、壁部41及びウェルドWを形成することができる。すなわち、各ゲート(ゲート跡Pの位置)からウェルドWに向かって、樹脂材料が速やか、かつ、スムーズに流れることにより、壁部41のウェルドWに到達するまでに樹脂材料が固化することが抑えられる。その結果、壁部41の機械的強度の低下を抑えることができる。
図8A及び図8Bに示した実施例2の上インシュレータ24−2においても、実施例1と同様に、図10に示した比較例と比べて、各ゲート(ゲート跡Pの位置)から射出された直後の温度が高い樹脂材料によって、壁部41及びウェルドWを形成することができる。すなわち、各ゲート(ゲート跡Pの位置)からウェルドWに向かって、樹脂材料が速やか、かつ、スムーズに流れることにより、壁部41のウェルドWに到達するまでに樹脂材料が固化することが抑えられる。その結果、壁部41の機械的強度の低下を抑えることができる。
また、上述したように、歪みが生じたステータコア23に、上インシュレータ24−2が取り付けられることで、壁部41に応力が加わり、壁部41の割れ等の損傷が生じ易くなる。そのため、壁部41において上述の応力が加わり易い位置に、壁部41のウェルドWが生じないように、ゲート(ゲート跡Pの位置)を配置することが望ましい。このような観点では、実施例2における壁部41のウェルドWが、インシュレータティース部42の径方向の外側となる位置に生じるので、インシュレータティース部42近傍が厚くならないステータコア23を用いる場合に実施例2が適している。
具体的には、ヨーク部31におけるステータコアティース部32の間が厚くなり易いステータコア23を用いる場合、つまり、ステータコアティース部32同士の間のヨーク部31にカシメ接合部28が配置されたステータコア23を用いる場合に、実施例2の上インシュレータ24−2が好適である。このようなステータコア23を用いた場合、ステータコア23の歪みの影響により、壁部41におけるインシュレータティース部42同士の間や、壁部41の内周面41aとインシュレータティース部42との連結部分に応力が加わり易いので、この位置にウェルドWが生じるのを避けるべく、実施例2のようなゲート跡Pの配置が好ましい。
図9は、実施例3の上インシュレータの要部を説明するための平面図であり、上インシュレータを、ステータ22に接する側から示す平面図である。
図9に示すように、実施例3の上インシュレータ24−3における複数のゲート跡Pは、支持突起49の端面49aに形成されている。ゲート跡Pが形成された支持突起49は、壁部41の外周面41bにおけるインシュレータティース部42の径方向の外側となる位置に設けられている。実施例3では、複数のインシュレータティース部42の個数(9個)の約数である個数(3個)のゲート跡Pが、各支持突起49の端面49cにそれぞれ設けられており、複数のゲート跡Pが壁部41の周方向に等間隔に設けられている。実施例3におけるウェルドWは、壁部41の周方向において、開口部47の中央付近に形成されている。また、各ゲート跡Pは、壁部41の周方向におけるインシュレータティース部42の中心線L1上に配置されている。
なお、図示しないが、ゲート跡Pは、壁部41の周方向において、実施例2と同様に、上インシュレータ24の径方向における開口部47の外側となる位置に設けられた支持突起49の端面49aに形成されてもよい。また、実施例3においても、図7Bと同様に、ゲート跡Pは、各インシュレータティース部42の径方向の外側となる位置にそれぞれ設けられてもよく、各ゲート跡PとウェルドWとの間が樹脂材料でつながる時間を更に短縮することが可能になるので、ウェルドWの機械的強度の低下が更に抑えられる。
(実施例3の効果)
実施例3の上インシュレータ24−3は、実施例1の上インシュレータ24と比較すると、最初に支持突起49と対応する位置に樹脂が流れる点で異なる。しかし、図3に示すように、支持突起49は壁部41の外周側に僅かに突出するのみであり、ゲートから注入された樹脂材料は直ぐに壁部41へと流れる。そのため、実施例3の上インシュレータ24−3においても、実施例1と同様に、図10に示した比較例と比べて、各ゲート(ゲート跡Pの位置)から射出された直後の温度が高く流動性の高い樹脂材料によって、壁部41を形成することができる。すなわち、各ゲート(ゲート跡Pの位置)から壁部41を成型する金型内部に向かって速やか、かつ、スムーズに樹脂材料が流れることにより、射出成形時にゲートから射出した樹脂材料がぶつかり合うまでに樹脂材料が固化することが抑えられる。その結果、壁部41の機械的強度の低下を抑えることができる。
実施例3の上インシュレータ24−3は、実施例1の上インシュレータ24と比較すると、最初に支持突起49と対応する位置に樹脂が流れる点で異なる。しかし、図3に示すように、支持突起49は壁部41の外周側に僅かに突出するのみであり、ゲートから注入された樹脂材料は直ぐに壁部41へと流れる。そのため、実施例3の上インシュレータ24−3においても、実施例1と同様に、図10に示した比較例と比べて、各ゲート(ゲート跡Pの位置)から射出された直後の温度が高く流動性の高い樹脂材料によって、壁部41を形成することができる。すなわち、各ゲート(ゲート跡Pの位置)から壁部41を成型する金型内部に向かって速やか、かつ、スムーズに樹脂材料が流れることにより、射出成形時にゲートから射出した樹脂材料がぶつかり合うまでに樹脂材料が固化することが抑えられる。その結果、壁部41の機械的強度の低下を抑えることができる。
また、上述のように、歪みが周方向に生じたステータコア23に上インシュレータ24−3が取り付けられた場合、壁部41において応力が加わり易い位置に、射出成形時にゲートから射出した樹脂材料がぶつかり合わないように、ゲート(ゲート跡Pの位置)を配置することが望ましい。このような観点では、実施例1と同様に、実施例3における壁部41のウェルドWが、上インシュレータ24の径方向における開口部47の外側となる位置に生じるので、開口部47近傍が厚くならないステータコア23を用いる場合に実施例3が適している。
6 3相モータ
21 ロータ
22 ステータ
24 上インシュレータ
25 下インシュレータ
41 壁部
41a 内周面
41b 外周面
41c 突当面(一端面)
41d 凹部
42(42−1〜42−9) インシュレータティース部(巻胴部)
45 巻回部
46 巻き線
47(47−1〜47−9) 開口部
49 支持突起
49a 端面
P ゲート跡
L1 インシュレータティース部の中心線(巻胴部の中心線)
L2 開口部の中心線
21 ロータ
22 ステータ
24 上インシュレータ
25 下インシュレータ
41 壁部
41a 内周面
41b 外周面
41c 突当面(一端面)
41d 凹部
42(42−1〜42−9) インシュレータティース部(巻胴部)
45 巻回部
46 巻き線
47(47−1〜47−9) 開口部
49 支持突起
49a 端面
P ゲート跡
L1 インシュレータティース部の中心線(巻胴部の中心線)
L2 開口部の中心線
Claims (7)
- 樹脂材料の射出成形によって形成され、モータが有する筒状のステータの軸方向の端部に設けられるインシュレータであって、
筒状の壁部と、前記壁部の内周面から前記壁部の径方向の内側に向かって前記壁部の軸方向の一端面に沿うように前記壁部から連続して延びる複数の巻胴部と、前記壁部の周方向に隣り合う前記巻胴部の間に形成された複数の開口部と、を有し、
前記壁部の前記軸方向の前記一端面には、樹脂材料の注入箇所を示すゲート跡が形成されている、インシュレータ。 - 前記ゲート跡は、前記周方向における前記巻胴部の中心線上に配置されている、請求項1に記載のインシュレータ。
- 前記ゲート跡は、前記周方向における前記開口部の中心線上に配置されている、請求項1に記載のインシュレータ。
- 前記壁部は、前記巻胴部に巻き線が巻回された巻回部から引き出された前記巻き線を支持する支持突起を有し、
前記支持突起は、前記壁部の外周面から前記径方向の外側に向かって突出して、前記壁部の前記一端面に沿って延びる端面を有し、前記壁部の前記一端面が、前記支持突起の前記端面を含み、
前記ゲート跡は、前記支持突起の前記端面に形成されている、請求項1に記載のインシュレータ。 - 前記壁部の前記一端面には、前記複数の巻胴部の個数の約数である個数の前記ゲート跡が、前記壁部の前記周方向に等間隔に設けられている、請求項1ないし4のいずれか1項に記載のインシュレータ。
- 前記壁部の前記一端面には、前記複数の巻胴部と等しい個数の前記ゲート跡が、前記壁部の前記周方向に等間隔に設けられている、請求項1ないし4のいずれか1項に記載のインシュレータ。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のインシュレータを備えるモータであって、
ロータと、前記ロータの外周側に配置される前記ステータと、を備え、
前記ステータの前記軸方向の端部に前記インシュレータが設けられる、モータ。
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