JP7375984B2

JP7375984B2 - 金型及び樹脂層形成方法

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Publication number: JP7375984B2
Application number: JP2023525511A
Authority: JP
Inventors: 晋也山本; 弥小坂; 敦准西川; 隆博原田; 岳之黒川; 久志齋藤
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2021-11-08
Filing date: 2022-11-04
Publication date: 2023-11-08
Anticipated expiration: 2042-11-04
Also published as: WO2023080213A1; JPWO2023080213A1

Description

本発明は、金型及び樹脂層形成方法に関する。

モータ（発動機）や発電機のような回転電機において、ステータに設けられたスロットにコイルを収容する際に、スロット内に絶縁紙や樹脂材料を充填して、スロットとコイルの絶縁を確保する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１のステータの製造方法では次の工程を有するものが開示されている。すなわち、複数の鉄心部材が積層されて構成されており、環状のヨーク部と、ヨーク部に交差する交差方向にヨーク部から延びる複数のティース部とを含む積層体を得る第１の工程と、複数のティース部のうちヨーク部の周方向において隣り合うティース部の間の空間であるスロット内に中子部材を挿入する第２の工程と、スロットと中子部材との間の充填空間に溶融状態の樹脂を充填して樹脂部を形成する第３の工程とを含む。第２の工程では、中子部材の本体部がスロットの延在方向に沿って延び且つスロットの内壁面と離間していると共に、中子部材のうち本体部に接続された閉塞部がスロットのスロット開口側に位置し且つスロットのうちスロット開口側の開放端部を閉塞している。

特許第６８０５０９３号

ところで、モータを構成する各種要素に高い精度が要求されるものとして、ステータのスロット内に配置されるコイル位置の精度がある。また、コイル配置においては、スロット内において、絶縁性を適切に確保しながらコイルの空間占有率向上が求められる。スロット内に樹脂材料を充填する構成の場合、形成される絶縁層の厚みバラツキを小さくすること（すなわち寸法精度を高くすること）が求められており、この課題を解決する新たな技術が求められていた。

本発明はこのような状況に鑑みなされたものであって、スロット内に樹脂材料を充填する構成の場合、形成される絶縁層の厚みバラツキを小さくする技術を提供することを目的としている。

本発明によれば、以下の技術が提供される。
［１］
環状のヨーク部から延出するティース部間の空間であるスロットの内部において、前記ティース部の表面に樹脂層を成形するための金型であって、
前記スロットの内部に収容され、かつ両端部が前記スロットの外に配置されるブレード部と、
前記ブレード部の両端部のそれぞれを支持する型駒部品と、
前記型駒部品をガイドすることで、前記スロット内における前記ブレード部の位置を適正位置に配置するガイド部と、
を有し、
前記ティース部は、先端または先端近傍において、前記スロット側に幅広となる幅広領域を有し、
前記ブレード部が収容された前記スロット内の余空間に、樹脂材料が充填されて硬化することで、前記樹脂層が形成される金型。
［２］
前記ガイド部は、前記型駒部品を前記ティース部の延出方向に押し出す押出部品を有し、
前記型駒部品が前記押出部品によって押し出されたときに、前記ブレード部が前記ティース部の前記幅広領域に押し当てられる、［１］に記載の金型。
［３］
前記押出部品は、前記型駒部品を螺動操作によって押し出す量を調整するネジを有する、［２］に記載の金型。
［４］
前記ブレード部の表面は鏡面で構成されている、［１］から［３］までのいずれか１に記載の金型。
［５］
前記樹脂層は、樹脂材料の硬化物であって、
前記樹脂材料は、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂からなる群より選択される１種または２種の熱硬化性樹脂からなる、［１］から［４］までのいずれか１に記載の金型。
［６］
前記ブレード部の線膨張係数が８ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下であり、
前記硬化物のガラス転移温度以下における線膨張係数が５ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下である、［５］に記載の金型。
［７］
前記樹脂材料は、離型剤を含み、
前記離型剤は、カルナバワックス、モンタン酸エステルワックス、ジエタノールアミン・ジモンタン酸エステル、トリレンジイソシアネート変性酸化ワックス、高級脂肪酸およびその金属塩類、ならびにパラフィンからなる群から選択される１種類または２種類以上を含む、［１］から［６］までのいずれか１に記載の金型。
［８］
前記ティース部の前記幅広領域は、前記スロット方向に突出する凸部を有し、
前記型駒部品が前記押出部品によって押し出されたときに、前記ブレード部が前記凸部に押し当てられる、［１］から［７］までのいずれか１に記載の金型。
［９］
環状のヨーク部から延出するティース部間の空間であるスロットの内部において、前記ティース部表面に樹脂層を成形するための金型を用いて前記樹脂層を形成する樹脂層形成方法であって、
前記スロットの内部に収容され、かつ両端部が前記スロットの外に配置されるブレード部と、
前記ブレード部の両端部のそれぞれを支持する型駒部品と、
前記型駒部品をガイドすることで、前記スロット内における前記ブレード部の位置を適正位置に配置するガイド部と、
を有し、
前記ティース部は、先端または先端近傍において、前記スロット側に幅広となる幅広領域を有し、
前記スロット内に前記ブレード部を収容し、前記型駒部品を前記ブレード部の両端に取り付けるブレード収容工程と、
前記ガイド部により前記型駒部品をガイドすることで、前記スロット内における前記ブレード部の位置を適正位置に配置するブレード配置工程と、
前記ブレード部が適正位置に配置された状態で、前記ブレードが収容された前記スロット内の余空間に樹脂材料を充填する樹脂充填工程と、
を有する樹脂層形成方法。
［１０］
前記ガイド部は、前記型駒部品を前記ティース部の延出方向に押し出す押出部品を有し、
前記ブレード配置工程は、前記押出部品を用いて前記型駒部品を押し出し、前記ブレード部を前記ティース部の前記幅広領域に押し当てる、［９］に記載の樹脂層形成方法。
［１１］
前記押出部品は、前記型駒部品を螺動操作によって押し出す量を調整するネジを有し、
前記ブレード配置工程は、前記ネジを螺動させ前記型駒部品を押し出す、［１０］に記載の樹脂層形成方法。
［１２］
前記ブレード部の表面は鏡面で構成されている、［９］から［１１］までのいずれか１に記載の樹脂層形成方法。
［１３］
前記樹脂層は、樹脂材料の硬化物であって、
前記樹脂材料は、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂からなる群より選択される１種または２種の熱硬化性樹脂を含む、［９］から［１２］までのいずれか１に記載の樹脂層形成方法。
［１４］
前記ブレード部の線膨張係数が８ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下であり、
前記硬化物のガラス転移温度以下における線膨張係数が５ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下である、［１３］に記載の樹脂層形成方法。
［１５］
前記樹脂材料は、離型剤を含み、
前記離型剤は、カルナバワックス、モンタン酸エステルワックス、ジエタノールアミン・ジモンタン酸エステル、トリレンジイソシアネート変性酸化ワックス、高級脂肪酸およびその金属塩類、ならびにパラフィンからなる群から選択される１種類または２種類以上を含む、［９］から［１４］までのいずれか１に記載の樹脂層形成方法。
［１６］
前記ティース部の前記幅広領域は、前記スロット方向に突出する凸部を有し、
前記ブレード配置工程において、前記型駒部品が前記押出部品によって押し出されたときに、前記ブレード部が前記凸部に押し当てられる、［９］から［１５］までのいずれか１に記載の樹脂層形成方法。

本発明によれば、スロット内に樹脂材料を充填する構成の場合、形成される絶縁層の厚みバラツキを小さくする技術を提供することができる。

実施形態に係る、モータの断面図である。実施形態に係る、ステータの斜視図である。実施形態に係る、ステータの平面図である。実施形態に係る、図３の領域Ｙ１を拡大した図である。実施形態に係る、モールド部を設けた状態のステータの斜視図である。実施形態に係る、モールド部を設けた状態のステータの平面図である。実施形態に係る、図６の領域Ｙ２を拡大した図である。実施形態に係る、モールド部を設けた状態のステータの断面図である。実施形態に係る、金型の正面図である。実施形態に係る、金型の断面図である。実施形態に係る、樹脂充填金型の正面図である。実施形態に係る、樹脂充填金型の断面図である。実施形態に係る、樹脂充填金型の斜視図である。実施形態に係る、図１３の領域Ｘ１を拡大した図である。実施形態に係る、第２のガイド部の断面図である。実施形態に係る、図１５の領域Ｘ２を拡大した図である。実施形態に係る、ステータ収容金型と第２のガイド部を省いて示した樹脂充填金型の斜視図である。実施形態に係る、図１７の領域Ｘ３を拡大した図である。実施形態に係る、６本のブレード部を示した平面図である。実施形態に係る、６本のブレード部を示した斜視図である。実施形態に係る、ステータとブレード部との関係を説明する平面図である。実施形態に係る、図２１の領域Ｘ４を拡大した図である。

＜概要＞
まず、図１～図８を参照して、モータ１の構造、特にステータ５の構造について説明する。つづいて、図９～図２２を参照して、ステータ５にモールド部２０を設ける製造方法（樹脂層形成方法）およびそれに用いる金型１００について説明する。

＜モータ＞
図１はモータ１の断面図を示している。図２はステータ５の斜視図である。図３はステータ５の平面図である。図４は、図３の領域Ｙ１を拡大した図である。図５はモールド部２０を設けた状態のステータ５の斜視図である。図６はモールド部２０を設けた状態のステータ５の平面図である。図７は、図６の領域Ｙ２を拡大した図である。図８はモールド部２０を設けた状態のステータ５の断面図（一部拡大図）であって、図７に相当する位置の図である。

モータ１は、ハウジング３と、ハウジング３の内部に収容されたロータ２及びステータ５とを備える。ロータ２の中心には出力軸としてシャフト２ａが取り付けられ、左右二つのベアリング４ａ、４ｂにより回転自在に支持されている。

＜ハウジング＞
ハウジング３は、第１ハウジングカバー３ａと、第２ハウジングカバー３ｂと、第３ハウジングカバー３ｃとを有する。

第３ハウジングカバー３ｃは、円筒形状を呈したハウジングケースであり、内部にロータ２及びステータ５を収容している。このとき、第３ハウジングカバー３ｃの内周面にステータ５が取り付けられている。

第１ハウジングカバー３ａは、略円盤状に設けられ、円筒形状である第３ハウジングカバー３ｃの軸方向で図示左側の端部開口を閉塞する。第１ハウジングカバー３ａの内部側の面（図示で左側の面）の中央には、ベアリング４ａがシャフト２ａを回転自在に支持して取り付けられている。

第２ハウジングカバー３ｂは、略円盤状に設けられ、円筒形状である第３ハウジングカバー３ｃの軸方向で図示右側の端部開口を閉塞する。第２ハウジングカバー３ｂの内部側の面（図示で右側の面）の中央には、ベアリング４ｂがシャフト２ａを回転自在に支持して取り付けられている。

＜ロータ＞
ロータ２には、内部に軸周方向に等間隔に配置された複数の永久磁石が配置されている。このとき、隣り合う永久磁石の磁極が互いに異なるように設置されている。

＜ステータ＞
ステータ５は、略円筒型であって、ハウジング３（より具体的には第３ハウジングカバー３ｃの内周において、ロータ２の外周を取り囲むように配置され固定されている。ステータ５の内周面とロータ２の外周面との間には微少な間隙（エアギャップ）が設けられている。

ステータ５は、薄板状の磁性体である電磁鋼板を複数積層してなる。ステータ５は、例えば図３や図４等に示すように、略円環状のヨーク部６と、ヨーク部６からロータ２側に向いて配列した複数のティース部７とを有する。ここでは４８本のティース部７が設けられている。各ティース部７の間にスロット８と呼ばれる空間が設けられている。スロット８には（例えば分布巻きされた）コイル９が収容される。

ティース部７の延出方向（ロータ２側）の先端部分には、図４に示すように、スロット８側に突出するテーパ状の傾斜を有する先端突出部７１が設けられている。これによってスロット８のロータ２側の開口位置において幅狭になっている。

ティース部７は上述のロータ２の永久磁石に対応して設けられ、各コイル９を順次励磁していくことにより、これに対応した永久磁石との吸引、反発によりロータ２が回転する。

＜モールド部＞
図５～図８に示すように、コイル９とティース部７やヨーク部６との絶縁性確保ために、樹脂組成物の硬化物からなるモールド部２０が設けられている。具体的には、モールド部２０は、ティース側面モールド部２２と、ティース端面モールド部２３と、ヨーク内壁面モールド部２４と、ヨーク端面モールド部２５とを有し、これらは樹脂組成物の硬化物として一体に形成されている。

ティース側面モールド部２２は、ティース部７の側面、すなわちスロット８を構成する壁面に樹脂組成物の硬化物により覆って設けられている。ティース端面モールド部２３は、ティース部７の両端面に樹脂組成物で覆って設けられている。ヨーク内壁面モールド部２４は、ヨーク部６のスロット８側の壁面に樹脂組成物の硬化物により覆って設けられている。ヨーク端面モールド部２５は、ヨーク部６の上下の端面においてスロット８やティース部７の近傍に円環状に樹脂組成物で覆って設けられている。

ティース側面モールド部２２とティース端面モールド部２３により、ティース部７の先端部分を除いて、ティース部７の周縁は、樹脂組成物で一体に周回させて覆われている。

モールド部２０は、インサート成形によりティース部７及びヨーク部６の一部を薄肉状に覆うことで、スロット８に収容されるコイル９に対する絶縁を確保する。モールド部２０を設ける樹脂層形成方法については後述する。

モールド部２０の厚みは、例えば０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、好ましくは０．３ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である。厚みの下限値は、インサート成形による樹脂成形時においてステータ軸長（すなわちステータ５の厚み）に対して、金型とティース部７との間の極狭部における樹脂組成物の流動性確保の観点から、上記の範囲にすることが好ましい。上限については、コイル９をティース部７に巻装しスロット８に配置する構造において、使用可能なコイル９の形状・巻線サイズの自由度や磁束密度等性能確保の観点から、上記の範囲にすることが好ましい。

モールド部２０の樹脂組成物のガラス転移温度Ｔｇが１５０℃以上であって、高熱伝導性の樹脂硬化材からなることが好ましい。モールド部２０のガラス転移温度Ｔｇ以下における線膨張係数が５ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下である。下限値は、好ましくは７ｐｐｍ／℃以上であり、好ましくは１０ｐｐｍ／℃以上である。上限値は、好ましくは２３ｐｐｍ／℃以下であり、より好ましくは２０ｐｐｍ／℃以下である。

＜モールド部の材料（樹脂組成物）＞
樹脂組成物は、熱硬化性樹脂（Ａ）、充填剤（Ｂ）、および硬化剤（Ｃ）などを含むことが好ましい。

［熱硬化性樹脂（Ａ）］
熱硬化性樹脂（Ａ）としては、たとえば、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、およびアクリル樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂（Ａ）として、これらの中の１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
なかでも、高い絶縁性を有する観点から、熱硬化性樹脂（Ａ）としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、およびフェノキシ樹脂であることが好ましい。成形時における極狭部の流動確保の観点から、エポキシ樹脂が特に好ましい。

エポキシ樹脂としては、たとえば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＭ型エポキシ樹脂（４，４'－（１，３－フェニレンジイソプリジエン）ビスフェノール型エポキシ樹脂）、ビスフェノールＰ型エポキシ樹脂（４，４'－（１，４－フェニレンジイソプリジエン）ビスフェノール型エポキシ樹脂）、ビスフェノールＺ型エポキシ樹脂（４，４'－シクロヘキシジエンビスフェノール型エポキシ樹脂）等のビスフェノール型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノール基メタン型ノボラック型エポキシ樹脂、テトラフェノール基エタン型ノボラック型エポキシ樹脂、縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂；ビフェニル型エポキシ樹脂；キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂等のアリールアルキレン型エポキシ樹脂；ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、２官能ないし４官能エポキシ型ナフタレン樹脂、ビナフチル型エポキシ樹脂、ナフタレンアラルキル型エポキシ樹脂等のナフタレン型エポキシ樹脂；アントラセン型エポキシ樹脂；フェノキシ型エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂；ノルボルネン型エポキシ樹脂；アダマンタン型エポキシ樹脂；フルオレン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中の１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。

エポキシ樹脂の中でも、耐熱性および絶縁信頼性をより一層向上できる観点から、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、アリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂からなる群から選択される１種または２種以上であることが好ましい。

フェノール樹脂としては、たとえば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、およびレゾール型フェノール樹脂等が挙げられる。これらの中の１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
フェノール樹脂の中でも、フェノールノボラック樹脂であることが好ましい。

熱硬化性樹脂（Ａ）の含有量は、モールド部２０の樹脂組成物全量に対し、１質量％以上が好ましく、５質量％以上がより好ましい。一方、当該含有量は、樹脂組成物全量に対し、３０質量％以下が好ましく、２０質量％以下がより好ましい。
熱硬化性樹脂（Ａ）の含有量が上記下限値以上であると、モールド部２０の樹脂組成物のハンドリング性が向上し、モールド部２０を形成するのが容易となるとともに、モールド部２０の強度が向上する。
熱硬化性樹脂（Ａ）の含有量が上記上限値以下であると、モールド部２０の線膨張率や弾性率がより一層向上したり、熱伝導性がより一層向上したりする。

［充填剤（Ｂ）］
本実施形態における充填剤（Ｂ）は、モールド部２０の熱伝導性を向上させるとともに強度を得る観点から用いられる。

充填剤（Ｂ）としては、無機充填剤が好ましく、熱伝導性フィラーであることが特に好ましい。より具体的には、充填剤（Ｂ）としては、熱伝導性と電気絶縁性とのバランスを図る観点から、たとえば、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、および炭化ケイ素等が挙げられる。これらは１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。なかでも、充填剤（Ｂ）は、アルミナ、窒化ホウ素であることが好ましい。

充填剤（Ｂ）の含有量は、樹脂組成物全量に対し、８０質量％以上が好ましい。

［硬化剤（Ｃ）］
樹脂組成物は、熱硬化性樹脂（Ａ）としてエポキシ樹脂、またはフェノール樹脂を用いる場合、さらに硬化剤（Ｃ）を含むことが好ましい。

硬化剤（Ｃ）としては、硬化触媒（Ｃ－１）およびフェノール系硬化剤（Ｃ－２）から選択される１種以上を用いることができる。
硬化触媒（Ｃ－１）としては、たとえば、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸スズ、オクチル酸コバルト、ビスアセチルアセトナートコバルト（ＩＩ）、トリスアセチルアセトナートコバルト（ＩＩＩ）等の有機金属塩；トリエチルアミン、トリブチルアミン、１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン等の３級アミン類；２－フェニル－４－メチルイミダゾール、２－エチル－４－メチルイミダゾール、２，４－ジエチルイミダゾール、２－フェニル－４－メチル－５－ヒドロキシイミダゾール、２－フェニル－４，５－ジヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール類；トリフェニルホスフィン、トリ－ｐ－トリルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、１，２－ビス－（ジフェニルホスフィノ）エタン等の有機リン化合物；フェノール、ビスフェノールＡ、ノニルフェノール等のフェノール化合物；酢酸、安息香酸、サリチル酸、ｐ－トルエンスルホン酸等の有機酸；等、またはこの混合物が挙げられる。硬化触媒（Ｃ－１）として、これらの中の誘導体も含めて１種類を単独で用いることもできるし、これらの誘導体も含めて２種類以上を併用したりすることもできる。
硬化触媒（Ｃ－１）の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全量に対し、０．００１質量％以上１質量％以下が好ましい。

また、フェノール系硬化剤（Ｃ－２）としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、トリスフェノールメタン型ノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、アミノトリアジンノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂；テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂；フェニレン骨格及び／又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン骨格及び／又はビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のビスフェノール化合物；レゾール型フェノール樹脂等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
これらの中でも、ガラス転移温度の向上及び線膨張係数の低減の観点から、フェノール系硬化剤（Ｃ－２）がノボラック型フェノール樹脂またはレゾール型フェノール樹脂が好ましい。

フェノール系硬化剤（Ｃ－２）の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全量に対し、１質量％以上が好ましく、５質量％以上がより好ましい。一方、当該含有量は、樹脂組成物全量に対し、３０質量％以下が好ましく、１５質量％以下がより好ましい。

［カップリング剤（Ｄ）］
樹脂組成物は、カップリング剤（Ｄ）を含んでもよい。カップリング剤（Ｄ）は、熱硬化性樹脂（Ａ）と充填剤（Ｂ）との界面の濡れ性を向上させることができる。

カップリング剤（Ｄ）としては、特に限定されないが、たとえば、エポキシシランカップリング剤、カチオニックシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤およびシリコーンオイル型カップリング剤の中から選ばれる１種または２種以上のカップリング剤を使用することが好ましい。
カップリング剤（Ｄ）の含有量は、特に限定されないが、充填剤（Ｂ）１００質量％に対して、０．０５質量％以上が好ましく、０．１質量％以上がより好ましい。一方、当該含有量は、充填剤（Ｂ）１００質量％に対して、３質量％以下が好ましく、２質量％以下がより好ましい。

［フェノキシ樹脂（Ｅ）］
さらに、樹脂組成物は、フェノキシ樹脂（Ｅ）を含んでもよい。フェノキシ樹脂（Ｅ）を含むことによりモールド部２０の耐屈曲性を向上でき、また弾性率を低下させることが可能となり、モールド部２０の応力緩和力を向上させることができる。

また、フェノキシ樹脂（Ｅ）を含むと、粘度上昇により、流動性が低減し、ボイド等が発生することを抑制できる。また、モールド部２０を金属部材（ティース部７）と密着させて用いる場合などに、金属と樹脂組成物の硬化体との密着性を向上できる。

フェノキシ樹脂（Ｅ）としては、たとえば、ビスフェノール骨格を有するフェノキシ樹
脂、ナフタレン骨格を有するフェノキシ樹脂、アントラセン骨格を有するフェノキシ樹脂、およびビフェニル骨格を有するフェノキシ樹脂等が挙げられる。また、これらの骨格を複数種有した構造のフェノキシ樹脂を用いることもできる。

フェノキシ樹脂（Ｅ）の含有量は、たとえば、樹脂組成物全量に対して、３質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。

［離型剤（Ｆ）］
モールド部２０の樹脂材料には、離型剤が含まれてもよい。離型剤は、カルナバワックス、モンタン酸エステルワックス、ジエタノールアミン・ジモンタン酸エステル、トリレンジイソシアネート変性酸化ワックス、高級脂肪酸およびその金属塩類、ならびにパラフィンからなる群から選択される１種類または２種類以上を含む。
樹脂組成物中の離型剤の含有量は、好ましい離型性を得る観点から、樹脂組成物全体に対して好ましくは０．１質量％以上５質量％以下である。下限値は好ましくは０．２質量％以上、より好ましくは０．３質量％以上である。上限値は好ましくは３質量％以下、より好ましくは１質量％以下である。

［その他の成分］
モールド部２０の樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、ほかに酸化防止剤、レベリング剤等を含むことができる。

＜金型＞
図９～２２を参照して、上述のモールド部２０を有するステータ５を製造するために用いる金型１００および金型１００を用いてモールド部２０をステータ５に設ける樹脂層形成方法について説明する。
以下で詳細は説明するが、スロット８の内壁等にモールド部２０を形成する際に、金型部品であるブレード部１２０をスロット８に配置し、ブレード部１２０とスロット８との間の空間に樹脂材料を充填・硬化させてモールド部２０を形成する。このとき、ブレード部１２０（凸部１２９の押し当て部１２７）をティース部７の先端のテーパ形状（すなわち先端突出部７１）に押し当てる。これによって、ステータ５の寸法公差の影響を取り除き、内径側（ロータ２側）に樹脂材料が漏れないようにする。

図９は金型１００の正面図である。図１０は金型１００の断面図である。
金型１００は、下型１００ａと、上型１００ｂと、下型１００ａと上型１００ｂとの間に配置される樹脂充填金型１００ｃとを有する。金型１００は、一般的な金型用鋼材を用いることができ、例えば、ＳＫＤ－１１（ＪＩＳ規格）を用いることができる。これらは、位置決め部材（ピンやブロック等）により所定の配置で組み付けられる。

＜下型１００ａ＞
下型１００ａは、ベース金型１０１と、第１下型１０２と、第２下型１０３と、第３下型１１５とを有する。

矩形状の板状部材のベース金型１０１に、筒状の第１下型１０２が載置され、第１下型１０２の中心に略円柱状の第３下型１１５が配置される。第１下型１０２と第２下型１０３を蓋するように、それらの上に円盤状の第２下型１０３が載置される。
このとき、下型１００ａには、後述する樹脂充填金型１００ｃにおいて下側に突出している複数のブレード部１２０の下側端部を収容する空間が形成されている。
下型１００ａの上、すなわち、第２下型１０３の上には、ステータ５が収容された樹脂充填金型１００ｃが載置される。

＜上型１００ｂ＞
上型１００ｂは、第１上型１０８と、第２上型１０７と、第３上型１０９とを有する。

下型１００ａに載置された樹脂充填金型１００ｃの上に、円盤状の第２上型１０７が載置され、さらに上の中心に円柱状の第３上型１０９と、円筒状の第１上型１０８が取り付けられる。

＜樹脂充填金型１００ｃ＞
図１１～図２２を参照して、樹脂充填金型１００ｃによりステータ５にモールド部２０を設ける構成について具体的に説明する。

図１１は樹脂充填金型１００ｃの正面図である。図１２はステータ５の断面図である。図１３は樹脂充填金型１００ｃの斜視図である。図１４は図１２の領域Ｘ１を拡大した図である。図１５は第２のガイド部１０６の断面図である。図１６は図１５の領域Ｘ２を拡大した図である。図１７は、ステータ収容金型１０５と第２のガイド部１０６を省いて示した樹脂充填金型１００ｃの斜視図である。図１８は図１７の領域Ｘ３を拡大した図である。図１１は６本のブレード部１２０を示した平面図である。図２０は、６本のブレード部１２０を示した斜視図である。図１９は、６本のブレード部１２０を示した平面図である。図２１は、ステータ５とブレード部１２０との関係を説明する平面図である。図２２は図２１の領域Ｘ４を拡大した図である。

樹脂充填金型１００ｃは、ステータ収容金型１０５と、第１のガイド部１０４と、第２のガイド部１０６と、中央金型１１２と、ブレード部１２０とを有し、上述のように下型１００ａと上型１００ｂの間に配置・固定される。

＜ステータ収容金型＞
ステータ収容金型１０５は、略円筒形状であって、内部にステータ５を収容する。このときステータ５はガイドピン１１１により所定の位置に配置される。ステータ５の中心開口（ロータ２が配置される領域）には、円柱状の中央金型１１２が配置される。中央金型１１２の側面には、後述するブレード部１２０のブレード先端部１２８を収容する溝部１１９が設けられている。
ステータ５が収容されたステータ収容金型１０５には、その上下の開口端部に第１のガイド部１０４と第２のガイド部１０６が配置・固定される。

＜第１及び第２のガイド部＞
第１のガイド部１０４と第２のガイド部１０６は、同一形状の円環形状の板状部材であって、スロット８内におけるブレード部１２０の位置を適正位置に配置するようにガイドする。ガイド方法については後述する。以下、第２のガイド部１０６について説明し、第１のガイド部１０４については説明を省略する。

第２のガイド部１０６は、中心部分に、中央金型１１２の端部において突出した凸部を嵌め込む嵌合孔１１８を有する円環形状の板状部材である。嵌合孔１１８の形状は中央金型１１２に対応した形状であり、ここでは略矩形に形成されている。

第２のガイド部１０６は、厚み方向に貫通する複数のガイド部配置孔１１３を有する。それらガイド部配置孔１１３は、周方向に所定間隔で並べられている。ガイド部配置孔１１３は、ステータ５のスロット８に対向して４８箇所に設けられている。すなわち、ステータ収容金型１０５に第２のガイド部１０６が取り付けられたときに、スロット８とガイド部配置孔１１３が一致する。

ガイド部配置孔１１３は、スロット８より大きく矩形形状に形成されており、後述するブレード部１２０に取り付けられる型駒部品１２１が収容可能であって、型駒部品１２１が放射方向前後に所定量移動可能な形状となっている。

第２のガイド部１０６の外側面には、ガイド部配置孔１１３と連通するガイド孔１１４が設けられている。ガイド孔１１４には、型駒部品１２１をティース部７の延出方向（すなわち放射方向）に押し出す押出部品が取り付けられる。

詳細は後述するが、型駒部品１２１が押出部品によって押し出されたときに、型駒部品１２１が取り付けられているブレード部１２０がティース部７の延出方向に移動する。これによって、ブレード部１２０のティース部７側先端部分が、幅広領域（先端突出部７１）に押し当てられる。押出部品には、型駒部品１２１を螺動操作によって押し出す量を調整することができるガイドネジ１２５が用いられる。
第１のガイド部１０４についても、同様に、型駒部品１２２を螺動操作によって押し出す量を調整することができるガイドネジ１２５が用いられる。

＜ブレード部１２０＞
ブレード部１２０は、長尺板状（ブレード形状）に形成された金型部材である。ブレード部１２０は、スロット８の内部に収容されたときに、長尺方向の両端部がスロット８の外に配置される形状となっている。ブレード部１２０の両端部（スロット８から外に出ている部分）には、型駒部品１２１、１２２が取り付けられている。

ブレード部１２０は、上面視（又は断面）で略矩形形状であって、ブレード部本体１２６と、ブレード部本体１２６から両横方向（スロット８に収容時にティース部７の方向）に僅かに突出する凸部１２９と、凸部１２９より延出方向前側のブレード先端部１２８とを有する。

ブレード部本体１２６は、断面視で、スロット８より僅かに小さく設けられている。すなわち、ブレード部１２０をスロット８に収容した状態で、ブレード部本体１２６とスロット８の壁面（ティース部側面７２とヨーク内壁面６４）との間に、Ｕ字形状の僅かな空間（以下「余空間」という）が形成される。この余空間に、モールド部２０が形成される。

凸部１２９は、突出先端においてティース部側面７２に当接する。凸部１２９の先端側にテーパ状に形成されている斜面（以下、「押し当て部１２７」という）は、ティース部７の先端突出部７１の斜面に当接する。

ここで、ブレード部１２０の押し当て部１２７がティース部７の先端突出部７１に適切に当接するようにするために、ブレード部１２０の両端部に設けられた型駒部品１２１、１２２を、上述の第１及び第２のガイド部１０４、１０６を用いてガイドネジ１２５で押し込む。これによって、ブレード部１２０がスロット８内において適正な位置に精度良く配置される。言い換えると、軸長の長いステータ５にモールド部２０を設ける場合でも、絶縁層厚みのバラツキの少ないステータ５が得られる。

ブレード部１２０の少なくともブレード部本体１２６の表面（ティース部側面７２やヨーク内壁面６４に面する部分）は鏡面（例えば１０００番程度）となっている。これによって、ブレード部１２０をスロット８から引き抜くときに、モールド部２０に歪み等の影響を与えることを回避できる。

ブレード部１２０の線膨張係数が８ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃である。下限値は、好ましくは１０ｐｐｍ／℃以上、より好ましくは１２ｐｐｍ／℃以上である。上限値は、好ましくは１８ｐｐｍ／℃以下、より好ましくは１５ｐｐｍ／℃以下である。すなわち、ブレード部１２０として、上記線膨張係数の範囲となる金型用鋼材が用いられる。その際に、上述したモールド部２０の樹脂組成物の線膨張係数と差が無いようにすることが好ましい。

＜樹脂層形成方法＞
以上の構成の金型１００を用いてステータ５にモールド部２０の形成する手順（樹脂層形成方法）を説明する。

樹脂層形成方法は、ブレード収容工程（Ｓ１０）と、ブレード配置工程（Ｓ１２）と、樹脂充填工程（Ｓ１４）とを有する。

ブレード収容工程（Ｓ１０）は、スロット８内にブレード部１２０を収容し、型駒部品１２１、１２２をブレード部１２０の両端に取り付ける。このとき型駒部品１２１、１２２は、スロット８の端部から外側に出ている部分に取り付けられている。

ブレード配置工程（Ｓ１２）は、ガイド部（第１及び第２のガイド部１０４、１０６及びガイドネジ１２５）により型駒部品１２１、１２２をガイドすることで、スロット８内におけるブレード部１２０の位置を適正位置に配置する。
すなわち、押出部品であるガイドネジ１２５をねじ込むことで型駒部品１２１、１２２を中心側に押し出し、ブレード部１２０（すなわち押し当て部１２７）をティース部７の幅広領域（先端突出部７１）に突き当てる。

樹脂充填工程（Ｓ１４）は、ブレード部１２０がスロット８内において適正位置に配置された状態で、スロット８内の余空間に樹脂材料を充填する。これによってモールド部２０が形成される。このとき、スロット８内の余空間に樹脂材料は、ブレード配置工程（Ｓ１２）において、スロット８の中心側開口がブレード部１２０により密閉されるため、充填された樹脂材料がスロット８の中心側開口から漏れることはない。

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

この出願は、２０２１年１１月８日に出願された日本出願特願２０２１－１８１６６２号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１モータ
５ステータ
６ヨーク部
７ティース部
８スロット
９コイル
１０ケース
２０モールド部
２２ティース側面モールド部
２３ティース端面モールド部
２４ヨーク内壁面モールド部
２５ヨーク端面モールド部
７１先端突出部
７２ティース部側面
７３ティース部端面
１００金型
１００ｃ樹脂充填金型
１０４第１のガイド部
１０５ステータ収容金型
１０６第２のガイド部
１１３ガイド部配置孔
１１４、１１６ガイド孔
１１７ゲート孔
１１９溝部
１２０ブレード部
１２１、１２２型駒部品
１２５ガイドネジ
１２６ブレード部本体
１２７押し当て部
１２８ブレード先端部
１２９凸部

Claims

環状のヨーク部から延出するティース部間の空間であるスロットの内部において、前記ティース部の表面に樹脂層を成形するための金型であって、
前記スロットの内部に収容され、かつ両端部が前記スロットの外に配置されるブレード部と、
前記ブレード部の両端部のそれぞれを支持する型駒部品と、
前記型駒部品をガイドすることで、前記スロット内における前記ブレード部の位置を適正位置に配置するガイド部と、
を有し、
前記ティース部は、先端または先端近傍において、前記スロット側に幅広となる幅広領域を有し、
前記ブレード部が収容された前記スロット内の余空間に、樹脂材料が充填されて硬化することで、前記樹脂層が形成され、
前記ブレード部は、ブレード部本体と、前記ブレード部本体から前記スロット側に突出する凸部と、前記凸部より先端に設けられたブレード先端部とを有し、
前記凸部が前記ティース部の前記幅広領域に当接するように設けられており、
ステータの中心開口に嵌め込まれる中央金型を更に有し、
前記中央金型の側面に、前記ブレード先端部を収容する溝部が設けられている、金型。
前記ガイド部は、前記型駒部品を前記ティース部の延出方向に押し出す押出部品を有し、
前記型駒部品が前記押出部品によって押し出されたときに、前記ブレード部が前記ティース部の前記幅広領域に押し当てられる、請求項１に記載の金型。
前記押出部品は、前記型駒部品を螺動操作によって押し出す量を調整するネジを有する、請求項２に記載の金型。
前記ブレード部の表面は鏡面で構成されている、請求項１から３までのいずれか１項に記載の金型。
前記樹脂層は、樹脂材料の硬化物であって、
前記樹脂材料は、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂からなる群より選択される１種または２種の熱硬化性樹脂からなる、請求項１から３までのいずれか１項に記載の金型。
前記ブレード部の線膨張係数が８ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下であり、
前記硬化物のガラス転移温度以下における線膨張係数が５ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下である、請求項５に記載の金型。
前記樹脂材料は、離型剤を含み、
前記離型剤は、カルナバワックス、モンタン酸エステルワックス、ジエタノールアミン・ジモンタン酸エステル、トリレンジイソシアネート変性酸化ワックス、高級脂肪酸およびその金属塩類、ならびにパラフィンからなる群から選択される１種類または２種類以上を含む、請求項１から３までのいずれか１項に記載の金型。
前記ティース部の前記幅広領域は、前記スロット方向に突出する凸部を有し、
前記型駒部品が前記押出部品によって押し出されたときに、前記ブレード部が前記凸部に押し当てられる、請求項２に記載の金型。
環状のヨーク部から延出するティース部間の空間であるスロットの内部において、前記ティース部表面に樹脂層を成形するための金型を用いて前記樹脂層を形成する樹脂層形成方法であって、
前記スロットの内部に収容され、かつ両端部が前記スロットの外に配置されるブレード部と、
前記ブレード部の両端部のそれぞれを支持する型駒部品と、
前記型駒部品をガイドすることで、前記スロット内における前記ブレード部の位置を適正位置に配置するガイド部と、
を有し、
前記ティース部は、先端または先端近傍において、前記スロット側に幅広となる幅広領域を有し、
前記スロット内に前記ブレード部を収容し、前記型駒部品を前記ブレード部の両端に取り付けるブレード収容工程と、
前記ガイド部により前記型駒部品をガイドすることで、前記スロット内における前記ブレード部の位置を適正位置に配置するブレード配置工程と、
前記ブレード部が適正位置に配置された状態で、前記ブレード部が収容された前記スロット内の余空間に樹脂材料を充填する樹脂充填工程と、
を有し、
前記ブレード部は、ブレード部本体と、前記ブレード部本体から前記スロット側に突出する凸部と、前記凸部より先端に設けられたブレード先端部とを有し、
前記凸部が前記ティース部の前記幅広領域に当接するように設けられており、
ステータの中心開口に嵌め込まれる中央金型を更に有し、
前記中央金型の側面に、前記ブレード先端部を収容する溝部が設けられている、樹脂層形成方法。
前記ガイド部は、前記型駒部品を前記ティース部の延出方向に押し出す押出部品を有し、
前記ブレード配置工程は、前記押出部品を用いて前記型駒部品を押し出し、前記ブレード部を前記ティース部の前記幅広領域に押し当てる、請求項９に記載の樹脂層形成方法。
前記押出部品は、前記型駒部品を螺動操作によって押し出す量を調整するネジを有し、
前記ブレード配置工程は、前記ネジを螺動させ前記型駒部品を押し出す、
請求項１０に記載の樹脂層形成方法。
前記ブレード部の表面は鏡面で構成されている、請求項９から１１までのいずれか１項に記載の樹脂層形成方法。
前記樹脂層は、樹脂材料の硬化物であって、
前記樹脂材料は、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂からなる群より選択される１種または２種の熱硬化性樹脂からなる、請求項９から１１までのいずれか１項に記載の樹脂層形成方法。
前記ブレード部の線膨張係数が８ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下であり、
前記硬化物のガラス転移温度以下における線膨張係数が５ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下である、請求項１３に記載の樹脂層形成方法。
前記樹脂材料は、離型剤を含み、
前記離型剤は、カルナバワックス、モンタン酸エステルワックス、ジエタノールアミン・ジモンタン酸エステル、トリレンジイソシアネート変性酸化ワックス、高級脂肪酸およびその金属塩類、ならびにパラフィンからなる群から選択される１種類または２種類以上を含む、請求項９から１１までのいずれか１項に記載の樹脂層形成方法。
前記ティース部の前記幅広領域は、前記スロット方向に突出する凸部を有し、
前記ブレード配置工程において、前記型駒部品が前記押出部品によって押し出されたときに、前記ブレード部が前記凸部に押し当てられる、請求項１０に記載の樹脂層形成方法。