JP7466971B2 - ステーターユニットおよび電動弁、ならびに、ステーターユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステーターユニットおよびステーターユニットを有する電動弁、ならびに、ステーターユニットの製造方法に関する。

特許文献１は、電動弁用の従来のステーターユニットを開示している。特許文献１のステーターユニットは、中空環状体形状を有する２つのヨークと、樹脂製のカバーと、を有している。２つのヨークは、同軸に配置されており、互いに接している。カバーは、２つのヨークを収容している。２つのヨークは、樹脂部材と一体化されている。樹脂部材は、２つのヨークの内部空間に配置された２つの部分と、２つヨークにまたがって配置された開口から径方向外方に延びる端子支持部分と、を有している。端子支持部分は、２つのヨークの内部空間に配置された２つの部分を接続している。２つのヨークは、複数の極歯を有している。２つのヨークのそれぞれの内周において複数の極歯が周方向に並べられている。

特開２０１５－２０４４３３号公報

上述したステーターユニットは、複数の極歯の間の空間から２つのヨークの内部空間に水分が浸入するおそれがある。ステーターユニットにおいて、複数の極歯の間の空間に樹脂部材を配置することで、２つのヨークの内部空間への水分の浸入を抑制できる。しかしながら、樹脂部材を成形するときの樹脂の圧力が低いと、複数の極歯の間の空間に適切に樹脂を充填できず、水分の浸入を十分に抑制できないおそれがある。また、樹脂部材を成形するときの樹脂の圧力が高いと、２つのヨークの内部空間において樹脂がコイルを圧迫して断線が生じるおそれがある。

そこで、本発明は、ヨークの内部空間への水分の浸入を抑制できるとともにコイルの断線を抑制できるステーターユニット、および、このステーターユニットを有する電動弁、ならびに、ステーターユニットの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るステーターユニットは、中空環状体形状のヨークと、前記ヨークの内部空間に配置され、コイルが巻回された円筒形状のボビンと、第１樹脂部と、第２樹脂部と、を有するステーターユニットであって、前記ヨークが、複数の極歯を有し、前記複数の極歯が前記ヨークの内周において周方向に並べられ、前記第１樹脂部が、前記ヨークの内部空間に充填された充填部分を含み、前記第２樹脂部が、前記複数の極歯の間の空間に充填されたシール部分を含み、前記ボビンが、前記充填部分と前記シール部分とを区画していることを特徴とする。

本発明において、前記第１樹脂部の樹脂が、前記第２樹脂部の樹脂より低い圧力で成形が可能なものであることが好ましい。

本発明において、前記第２樹脂部の樹脂が、前記第１樹脂部の樹脂より流動性が高いものであることが好ましい。

本発明において、前記第２樹脂部が、前記ヨークの一端面の内周縁に配置された円環形状の環状部分をさらに有し、前記環状部分における周方向に並ぶ複数の樹脂部分接続箇所が、前記シール部分と接続されている、ことが好ましい。

本発明において、前記ヨークが、円環形状の第１板部と、前記第１板部と間隔をあけて平行に配置された円環形状の第２板部と、前記第１板部の内周縁に当該第１板部に対して直角に接続されかつ前記第２板部に先端が向けられた複数の第１極歯と、前記第２板部の内周縁に当該第２板部に対して直角に接続されかつ前記第１板部に先端が向けられた複数の第２極歯と、を有し、前記第１極歯と前記第２極歯とが、前記ヨークの周方向に交互に配置され、前記環状部分が、前記第１板部の内周縁に配置されている、ことが好ましい。

本発明において、前記ステーターユニットが、樹脂製のカバーをさらに有し、前記カバーが、前記ヨークと前記第１樹脂部と前記第２樹脂部とを有する組立体と一体成形され、前記組立体を収容することが好ましい。

上記目的を達成するために、本発明の他の一態様に係る電動弁は、前記ステーターユニットと、前記ステーターユニットの内側に配置された円筒形状のキャンと、前記キャンの内側に配置されたマグネットローターと、前記マグネットローターによって駆動される弁体と、を有することを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明の他の一態様に係るステーターユニットの製造方法は、中空環状体形状のヨークと、前記ヨークの内部空間に配置され、コイルが巻回された円筒形状のボビンと、第１樹脂部と、第２樹脂部と、を有するステーターユニットの製造方法であって、前記ヨークが、複数の極歯を有し、前記複数の極歯が前記ヨークの内周において周方向に並べられ、前記第１樹脂部が、前記ヨークの内部空間に充填された充填部分を含み、前記第２樹脂部が、前記複数の極歯の間の空間に充填されたシール部分を含み、前記ボビンが、前記充填部分と前記シール部分とを区画しており、前記第１樹脂部の樹脂に加える圧力より高い圧力を加えた樹脂で前記第２樹脂部を成形することを特徴とする。

本発明によれば、ステーターユニットは、中空環状体形状のヨークと、ヨークの内部空間に配置され、コイルが巻回された円筒形状のボビンと、第１樹脂部と、第２樹脂部と、を有している。ヨークが、複数の極歯を有しており、複数の極歯が、ヨークの内周において周方向に並べられている。第１樹脂部が、ヨークの内部空間に充填された充填部分を含む。第２樹脂部が、複数の極歯の間の空間に充填されたシール部分を含む。ボビンが、充填部分とシール部分とを区画している。

樹脂部材の成形に用いられる金型のキャビティにおいて、ボビンが、第１樹脂部の充填部分に対応するヨークの内部空間と、第２樹脂部のシール部分に対応する複数の極歯の間の空間と、を区画する。これにより、第１樹脂部と第２樹脂部とを分けて成形することができ、第１樹脂部の成形条件と第２樹脂部の成形条件とを別々に設定することができる。そのため、第１樹脂部の樹脂に加える圧力より高い圧力を加えた樹脂で前記第２樹脂部を成形することで、複数の極歯の間に適切に樹脂を充填することができかつコイルに高い圧力が加わることを回避できる。したがって、本発明のステーターユニットは、ヨークの内部空間への水分の浸入を抑制できるとともにコイルの断線を抑制できる。

本発明の一実施例に係る電動弁の縦断面図である。 図１の電動弁のステーターユニットのヨークと樹脂部材とを有する組立体の斜視図である。 図２の組立体の縦断面図である。 ヨーク、ボビンおよびコイルの縦断面図である。 図４のヨーク、ボビンおよびコイルと樹脂部材とを一体成形する方法を説明する断面図である。 ヨークが有する複数の極歯の間の空間に複数箇所から樹脂が流入した場合の当該空間における樹脂の流れを模式的に示す図である。 ヨークが有する複数の極歯の間の空間に１箇所から樹脂が流入した場合の当該空間における樹脂の流れを模式的に示す図である。

以下、本発明の一実施例に係る電動弁について、図１～図７を参照して説明する。本実施例の電動弁１は、例えば、冷凍サイクル等において冷媒流量を調整するために使用される。

図１は、本発明の一実施例に係る電動弁の縦断面図である。図２は、図１の電動弁のステーターユニットのヨークと樹脂部材とを有する組立体の斜視図である。図２において、樹脂部材の成形に用いられる金型が有するゲートの位置を矢印で示す。図３は、図２の組立体の縦断面図である。図４は、ヨーク、ボビンおよびコイルの縦断面図である。図４は、図２の組立体において樹脂部材を成形する前の状態を示す。図５は、図４のヨーク、ボビンおよびコイルと樹脂部材とを一体成形する方法を説明する断面図である。図５において、金型におけるヨークの内周の内側に配置される円柱部分は記載を省略しており、ヨークにおける当該円柱部分と対向する複数の極歯を点線で表している。図６、図７は、ヨークが有する複数の極歯の間の空間に樹脂が流入したときの当該空間における樹脂の流れを模式的に示す図である。図６は、当該空間に複数箇所から樹脂が流入した場合を示す。図７は、当該空間に１箇所から樹脂が流入した場合を示す。図５～図７において、樹脂の流れを矢印で模式的に示している。

図１に示すように、本実施例に係る電動弁１は、弁本体１０と、ホルダー２０と、弁体支持部材２５と、キャン３０と、駆動機構４０と、弁体７０と、ステーターユニット８０と、を有している。

弁本体１０は、直方体形状を有している。弁本体１０は、弁室１３と、弁室１３に接続された弁口１４と、を有している。弁本体１０は、第１通路１７と、第２通路１８と、を有している。第１通路１７の一端部は弁室１３と接続され、第１通路１７の他端部は弁本体１０の左側面１０ａに開口している。第２通路１８の一端部は弁口１４を介して弁室１３と接続され、第２通路１８の他端部は弁本体１０の右側面１０ｂに開口している。弁本体１０は、取付孔１９を有している。取付孔１９は、弁本体１０の上面１０ｃに開口している。取付孔１９の内周面には、雌ねじが形成されている。取付孔１９の底面１９ａには、弁室１３が開口している。

ホルダー２０は、円筒形状を有している。ホルダー２０の外周面の下部には、雄ねじが形成されている。ホルダー２０の雄ねじは、弁本体１０の取付孔１９の雌ねじに螺合される。ホルダー２０は、弁本体１０にねじ構造で取り付けられている。

弁体支持部材２５は、円筒形状を有している。弁体支持部材２５は、取付孔１９の内側において、弁本体１０とホルダー２０との間に配置されている。弁体支持部材２５の下部は、取付孔１９から弁室１３に圧入されている。弁体支持部材２５の外周面には、下方を向く環状平面２５ａが形成されている。環状平面２５ａは、取付孔１９の底面１９ａに当接されている。弁体支持部材２５は、弁体７０を上下方向に移動可能に支持する。

キャン３０は、上端部が塞がれかつ下端部が開口した円筒形状を有している。キャン３０の下端部は、円環板形状の接合部材３５の外周縁に接合されている。接合部材３５の内側にはホルダー２０の上部が配置されている。接合部材３５の内周縁は、ホルダー２０に接合されている。

駆動機構４０は、弁体７０を上下方向に移動させる。駆動機構４０は、マグネットローター４１と、遊星歯車機構５０と、案内部材６０と、駆動軸６５と、ボール６８と、を有している。

マグネットローター４１は、円筒形状を有している。マグネットローター４１の外周面には、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に配置されている。マグネットローター４１の外径は、キャン３０の内径より小さい。マグネットローター４１は、キャン３０の内側に回転可能に配置されている。マグネットローター４１の上端部には、円板形状の連結部材４２が接合されている。連結部材４２は、マグネットローター４１の上端部を塞いでいる。連結部材４２の中央をローター軸４３が貫通している。マグネットローター４１は、連結部材４２を介してローター軸４３に連結されている。

遊星歯車機構５０は、マグネットローター４１の内側に配置されている。遊星歯車機構５０は、歯車ケース５１と、固定リング歯車５２と、太陽歯車５３と、複数の遊星歯車５４と、キャリア５５と、出力歯車５６と、出力軸５７と、を有している。歯車ケース５１は、円筒形状を有している。歯車ケース５１は、ホルダー２０の上端部に同軸に接合されている。固定リング歯車５２は、内歯車である。固定リング歯車５２は、歯車ケース５１の上端部に固定されている。太陽歯車５３は、連結部材４２と同軸に配置されている。太陽歯車５３は、連結部材４２と一体化されている。太陽歯車５３をローター軸４３が貫通している。太陽歯車５３は、マグネットローター４１および連結部材４２とともに回転される。複数の遊星歯車５４は、固定リング歯車５２と太陽歯車５３との間に配置されている。キャリア５５は、円板形状を有している。キャリア５５の中央をローター軸４３が貫通している。キャリア５５は、ローター軸４３周りに回転可能である。キャリア５５は、複数の支持軸５５ａを有している。複数の支持軸５５ａは、複数の遊星歯車５４を回転可能に支持する。出力歯車５６は、有底円筒形状を有している。出力歯車５６は内歯車である。出力歯車５６と太陽歯車５３との間に複数の遊星歯車５４が配置されている。出力軸５７は、円柱形状を有している。出力軸５７の上部は、出力歯車５６の底部に形成された孔に配置されている。出力軸５７は、出力歯車５６に固定されている。出力軸５７の下部には、上下方向に延びるスリット５７ａが形成されている。太陽歯車５３の回転は、固定リング歯車５２、複数の遊星歯車５４、キャリア５５および出力歯車５６によって減速されて、出力軸５７に伝達される。

案内部材６０は、円筒形状を有している。案内部材６０は、ホルダー２０の上部の内側に配置されている。案内部材６０の内周面の下部には、雌ねじが形成されている。案内部材６０の内側には、出力軸５７が配置されている。案内部材６０は、出力軸５７を回転可能に支持している。

駆動軸６５は、円柱部６６と、平板部６７と、を有している。平板部６７は、円柱部６６の上端部に接続されている。円柱部６６と平板部６７とは、一体的に形成されている。円柱部６６の外周面には、雄ねじが形成されている。円柱部６６の雄ねじは、案内部材６０の雌ねじと螺合される。平板部６７は、出力軸５７のスリット５７ａに上下方向に移動可能に配置されている。駆動軸６５は、出力軸５７によって回転され、ねじ送り作用によって上下方向に移動する。

弁体７０は、ステム７１と、弁部７２と、ばね受け部７３と、ボール受け部７４と、を有している。ステム７１は、円柱形状を有している。ステム７１は、弁体支持部材２５の内側に配置されている。ステム７１は、弁体支持部材２５によって上下方向に移動可能に支持されている。弁部７２は、ステム７１の下端部に配置されている。弁部７２は、円環形状を有している。弁部７２は、ステム７１の外周面から径方向外方に突出している。弁部７２は、弁口１４と上下方向に対向している。ばね受け部７３は、円柱形状を有している。ばね受け部７３は、ステム７１の上端部に接合されている。ばね受け部７３は、径方向外方に突出するフランジ部７３ａを有している。ボール受け部７４は、円形の平板部と、平板部の下面に接続された凸部と、を有している。ボール受け部７４は、平板部がボール６８に接し、凸部がばね受け部７３に形成された孔に嵌合されている。ボール受け部７４と駆動軸６５との間には、ボール６８が配置されている。ばね受け部７３のフランジ部７３ａと弁体支持部材２５との間には、開弁ばね７５が配置されている。開弁ばね７５は、圧縮コイルばねである。開弁ばね７５は、弁体７０（フランジ部７３ａ）を上方に押している。弁体７０は、弁部７２が弁口１４に対して進退することにより、弁口１４の開口面積を無段階（実質的に無段階を含む）に変更する。弁口１４の最小面積は０より大きくてもよい（すなわち、わずかに弁口１４が開いた状態）。または、弁口１４の最小面積は０でもよい（すなわち、弁口１４が全閉状態）。

ステーターユニット８０は、その内周面８０ａによって画定される嵌合孔８０ｂを有している。嵌合孔８０ｂには、キャン３０が嵌合される。ステーターユニット８０の内周面８０ａの内側には、キャン３０が配置される。ステーターユニット８０は、マグネットローター４１とともにステッピングモーターを構成する。ステーターユニット８０は、Ａ相ヨーク８１Ａと、Ａ相ボビン８２Ａと、Ａ相コイル８３Ａと、Ｂ相ヨーク８１Ｂと、Ｂ相ボビン８２Ｂと、Ｂ相コイル８３Ｂと、樹脂部材８５と、カバー９５と、を有している。

Ａ相ヨーク８１Ａと、Ａ相ボビン８２Ａと、Ａ相コイル８３Ａと、Ｂ相ヨーク８１Ｂと、Ｂ相ボビン８２Ｂと、Ｂ相コイル８３Ｂと、樹脂部材８５と、は互いに組み合わされて図２に示す組立体９０となる。

Ａ相ヨーク８１Ａは、径方向断面が矩形状となる中空環状体形状を有している。Ａ相ヨーク８１Ａは金属製である。Ａ相ヨーク８１Ａは、第１板部８１ａと、第２板部８１ｂと、外側板部８１ｃと、複数の第１極歯８１ｄと、複数の第２極歯８１ｅと、を有している。第１板部８１ａは、円環形状を有している。第２板部８１ｂは、円環形状を有しており、第１板部８１ａと上下方向に間隔をあけて平行に配置されている。第１板部８１ａの内径および外径と、第２板部８１ｂの内径および外径と、は同じである。外側板部８１ｃは、円筒形状を有している。外側板部８１ｃの一端部は、第１板部８１ａの外周縁に接続されている。外側板部８１ｃは、第１板部８１ａに対して直角に配置されている。外側板部８１ｃの他端部は、第２板部８１ｂの外周縁に接している。外側板部８１ｃは、第１板部８１ａの外周縁と第２板部８１ｂの外周縁とを接続している。複数の第１極歯８１ｄは、第１板部８１ａの内周縁に接続されている。複数の第１極歯８１ｄは、第１板部８１ａに対して直角に配置されている。複数の第１極歯８１ｄは、先細形状を有しており、先端が第２板部８１ｂに向けられている。複数の第１極歯８１ｄは、周方向に等間隔で並んでいる。複数の第２極歯８１ｅは、第２板部８１ｂの内周縁に接続されている。複数の第２極歯８１ｅは、第２板部８１ｂに対して直角に配置されている。複数の第２極歯８１ｅは先細形状を有しており、先端が第１板部８１ａに向けられている。複数の第２極歯８１ｅは、周方向に等間隔で並んでいる。複数の第１極歯８１ｄと複数の第２極歯８１ｅとは、周方向に間隔をあけて交互に並んでいる。複数の第１極歯８１ｄと複数の第２極歯８１ｅとは、ステーターユニット８０の内周面８０ａとなる。なお、本明細書において、「同じ」には実質的に同じことを含む。

プレス加工によって、第１板部８１ａ、外側板部８１ｃおよび第１極歯８１ｄを有する部品と、第２板部８１ｂおよび第２極歯８１ｅを有する部品と、を形成し、これら部品を組み合わせることによりＡ相ヨーク８１Ａが得られる。

Ａ相ボビン８２Ａは、円筒形状を有している。Ａ相ボビン８２Ａは樹脂製である。Ａ相ボビン８２Ａは、第１フランジ部８２ａと、第２フランジ部８２ｂと、円筒部８２ｃと、を有している。第１フランジ部８２ａは、円環平板形状を有している。第２フランジ部８２ｂは、円環平板形状を有し、第１フランジ部８２ａと上下方向に間隔をあけて平行に配置されている。円筒部８２ｃは、第１フランジ部８２ａの内周縁と第２フランジ部８２ｂの内周縁とを接続している。Ａ相ボビン８２Ａには、Ａ相コイル８３Ａが巻回されている。Ａ相ボビン８２ＡおよびＡ相コイル８３Ａは、Ａ相ヨーク８１Ａの内部空間（第１板部８１ａ、第２板部８１ｂ、外側板部８１ｃ、第１極歯８１ｄおよび第２極歯８１ｅに囲われた空間）に配置されている。第１フランジ部８２ａは、Ａ相ヨーク８１Ａの第１板部８１ａと接している。第２フランジ部８２ｂは、Ａ相ヨーク８１Ａの第２板部８１ｂと接している。円筒部８２ｃは、Ａ相ヨーク８１Ａの複数の第１極歯８１ｄおよび複数の第２極歯８１ｅと接している。Ａ相ボビン８２Ａは、Ａ相ヨーク８１Ａの内部空間と、Ａ相ヨーク８１Ａの複数の第１極歯８１ｄおよび複数の第２極歯８１ｅの間の空間と、を区画している。

Ｂ相ヨーク８１ＢとＢ相ボビン８２ＢとＢ相コイル８３Ｂとは、上下反転して配置されていること以外は、Ａ相ヨーク８１ＡとＡ相ボビン８２ＡとＡ相コイル８３Ａと同じである。Ａ相ヨーク８１ＡとＢ相ヨーク８１Ｂとは、同軸に配置されている。Ａ相ヨーク８１Ａの第２板部８１ｂとＢ相ヨーク８１Ｂの第２板部８１ｂとが接している。Ａ相ヨーク８１Ａの外側板部８１ｃの他端部とＢ相ヨーク８１Ｂの外側板部８１ｃの他端部とが接している。Ａ相コイル８３ＡおよびＢ相コイル８３Ｂには、複数の端子８４が接続されている。

Ａ相ヨーク８１ＡおよびＢ相ヨーク８１Ｂは、第１開口８１ｆと、第２開口８１ｇと、を有している。第１開口８１ｆは、Ａ相ヨーク８１Ａの外側板部８１ｃとＢ相ヨーク８１Ｂの外側板部８１ｃとをまたいで配置されている。第２開口８１ｇも、Ａ相ヨーク８１Ａの外側板部８１ｃとＢ相ヨーク８１Ｂの外側板部８１ｃとをまたいで配置されている。第２開口８１ｇの中心位置は、第１開口８１ｆの中心位置とＡ相ヨーク８１Ａの周方向に１８０度離れて配置されている。第２開口８１ｇの中心位置は、第１開口８１ｆの中心位置とＡ相ヨーク８１Ａの周方向に９０度以上離れて配置されていることが好ましい。

樹脂部材８５は、樹脂で構成されており、Ａ相ヨーク８１ＡおよびＢ相ヨーク８１Ｂと一体成形される。樹脂部材８５は、Ａ相ヨーク充填部分８６Ａと、Ｂ相ヨーク充填部分８６Ｂと、端子支持部分８７と、環状部分８８と、シール部分８９と、を有している。

Ａ相ヨーク充填部分８６Ａは、Ａ相ヨーク８１Ａの内部空間に配置されている。Ａ相ヨーク充填部分８６Ａは、Ａ相ヨーク８１Ａの内部空間を埋めており、Ａ相ボビン８２ＡおよびＡ相コイル８３Ａを覆っている。Ｂ相ヨーク充填部分８６Ｂは、Ｂ相ヨーク８１Ｂの内部空間に配置されている。Ｂ相ヨーク充填部分８６Ｂは、Ｂ相ヨーク８１Ｂの内部空間を埋めており、Ｂ相ボビン８２ＢおよびＢ相コイル８３Ｂを覆っている。

端子支持部分８７は、第１開口８１ｆから径方向外方（図１の右方向）に延びている。端子支持部分８７は、Ａ相ヨーク充填部分８６ＡとＢ相ヨーク充填部分８６Ｂとを接続している。端子支持部分８７の先端において、複数の端子８４が突出している。

環状部分８８は、円環形状を有している。環状部分８８は、Ａ相ヨーク８１Ａの第１板部８１ａの上面（Ａ相ヨーク８１Ａの一端面）の内周縁に配置されている。

シール部分８９は、概略円筒形状を有している。シール部分８９は、Ａ相ヨーク８１ＡおよびＢ相ヨーク８１Ｂが有する複数の極歯（複数の第１極歯８１ｄ、複数の第２極歯８１ｅ）の間の空間に配置されている。当該空間は、複数の枝分かれした部分を有しており、これら部分が互いに接続されて１つの空間を形成している。シール部分８９は、当該空間を埋める。シール部分８９は、複数の第１極歯８１ｄおよび複数の第２極歯８１ｅと段差なく連なっている。シール部分８９は、複数の第１極歯８１ｄおよび複数の第２極歯８１ｅとともに、ステーターユニット８０の内周面８０ａを形成している。環状部分８８における周方向に並ぶ複数の樹脂部分接続箇所８８ａが、シール部分８９と接続されている。シール部分８９の内径は、環状部分８８の内径と同じである。複数の樹脂部分接続箇所８８ａの数は、Ａ相ヨーク８１Ａの複数の第１極歯８１ｄの数と複数の第２極歯８１ｅの数とを合わせた数である。

樹脂部材８５は、第１樹脂部８５－１と、第２樹脂部８５－２と、を有している。第１樹脂部８５－１は、Ａ相ヨーク充填部分８６Ａと、Ｂ相ヨーク充填部分８６Ｂと、端子支持部分８７と、を含む。第２樹脂部８５－２は、環状部分８８と、シール部分８９と、を含む。本実施例において、第２樹脂部８５－２は、第１樹脂部８５－１と別体である。第１樹脂部８５－１と第２樹脂部８５－２とは、例えば、Ａ相ヨーク８１ＡおよびＢ相ヨーク８１Ｂの外側の箇所で接続されていてもよい。Ａ相ボビン８２Ａは、Ａ相ヨーク充填部分８６Ａとシール部分８９とを区画している。Ｂ相ボビン８２Ｂは、Ｂ相ヨーク充填部分８６Ｂとシール部分８９とを区画している。第１樹脂部８５－１は、コイルの断線を抑制するため、比較的低い圧力を樹脂に加えて成形されている。第２樹脂部８５－２は、複数の第１極歯８１ｄおよび複数の第２極歯８１ｅの間の空間に適切に充填するため、比較的高い圧力（少なくとも第１樹脂部８５－１の樹脂に加える圧力より高い圧力）を樹脂に加えて成形されている。

本実施例において、第１樹脂部８５－１の樹脂（第１樹脂部８５－１を構成する樹脂であり、以下「第１樹脂」ともいう。）と第２樹脂部８５－２の樹脂（第２樹脂部８５－２を構成する樹脂であり、以下「第２樹脂」ともいう。）とは同じ種類のものであり、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）である。なお、第１樹脂と、第２樹脂と、は互いに異なる種類であってもよい。この場合、第１樹脂は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）であり、第２樹脂は、例えば、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）である。第１樹脂は、第２樹脂より低い圧力で成形が可能なものであることが好ましい。第２樹脂は、第１樹脂より流動性が高いものであることが好ましい。なお、樹脂は、上記のほか、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）やポリアミド（ＰＡ）でもよい。本明細書において、「流動性」とは、流れ動く性質のことであり、例えば、メルトマスフローレイト（ＭＦＲ）やメルトボリュームフローレイト（ＭＶＲ）などの指標で示される。樹脂は、流動性が高いほど流れ動きやすい。

カバー９５は、樹脂製である。カバー９５は、上端部が塞がれかつ下端部が開口した円筒形状を有している。カバー９５は、組立体９０を収容している。カバー９５は、組立体９０と一体成形されている。カバー９５は、周壁部９６と、上壁部９７と、コネクタ部９８と、円筒部９９と、を有している。周壁部９６の内周面に、Ａ相ヨーク８１Ａ、Ｂ相ヨーク８１Ｂおよび樹脂部材８５の環状部分８８が埋め込まれている。上壁部９７は、周壁部９６の上端に接続されている。上壁部９７は、ドーム形状を有している。上壁部９７の内側には、キャン３０の上端部が配置される。コネクタ部９８は、周壁部９６から径方向外方（図１の右方向）に延びる筒形状を有している。コネクタ部９８の内側には、複数の端子８４が配置されている。円筒部９９は、周壁部９６の下端部から下方に延びている。円筒部９９の下端部は、弁本体１０の上面１０ｃに接している。なお、カバー９５を省略して、組立体９０のみをステーターユニットとしてもよい。

電動弁１において、弁口１４、ホルダー２０、弁体支持部材２５、キャン３０、マグネットローター４１、連結部材４２、ローター軸４３、出力軸５７、案内部材６０、駆動軸６５、弁体７０、Ａ相ヨーク８１Ａ、Ｂ相ヨーク８１Ｂ、環状部分８８、シール部分８９は、それぞれの中心軸が一致している。

次に、電動弁１の動作について説明する。

電動弁１において、Ａ相コイル８３ＡおよびＢ相コイル８３Ｂに電流を流して、マグネットローター４１を一方向に回転させる。マグネットローター４１の回転は、遊星歯車機構５０を介して駆動軸６５に伝達される。駆動軸６５と案内部材６０とのねじ送り作用により、駆動軸６５が下方に移動する。駆動軸６５によって弁体７０が下方に押され、弁口１４の開口面積が小さくなる。

電動弁１において、Ａ相コイル８３ＡおよびＢ相コイル８３Ｂに電流を流して、マグネットローター４１を他方向に回転させる。マグネットローター４１の回転は、遊星歯車機構５０を介して駆動軸６５に伝達される。駆動軸６５と案内部材６０とのねじ送り作用により、駆動軸６５が上方に移動する。開弁ばね７５によって弁体７０が上方に押され、弁口１４の開口面積が大きくなる。

次に、電動弁１のステーターユニット８０の製造方法について、図４～図７を参照して説明する。

プレス加工によって、Ａ相ヨーク８１ＡおよびＢ相ヨーク８１Ｂを形成する。Ａ相ヨーク８１Ａの内部空間に、Ａ相コイル８３Ａが巻回されたＡ相ボビン８２Ａを配置する。Ｂ相ヨーク８１Ｂの内部空間に、Ｂ相コイル８３Ｂが巻回されたＢ相ボビン８２Ｂを配置する。Ａ相ヨーク８１Ａの第２板部８１ｂとＢ相ヨーク８１Ｂの第２板部８１ｂとを互いに接触させ、Ａ相ヨーク８１ＡとＢ相ヨーク８１Ｂとを同軸に配置する。Ａ相コイル８３ＡとＢ相コイル８３Ｂとに複数の端子８４を接続する（図４）。

そして、図５に示すように、Ａ相ヨーク８１ＡおよびＢ相ヨーク８１Ｂを金型２００のキャビティ２８５に設置する。金型２００は、樹脂部材８５を成形するための金型である。

キャビティ２８５は、Ａ相ヨーク８１Ａ、Ｂ相ヨーク８１Ｂ、端子支持部分８７、環状部分８８およびシール部分８９（内周面８０ａ）の外形に応じた形状を有している。キャビティ２８５は、第１キャビティ部分２８８と、第２キャビティ部分２８９と、第３キャビティ部分２８７と、を有している。

第１キャビティ部分２８８は、樹脂部材８５の環状部分８８に対応している。第２キャビティ部分２８９は、樹脂部材８５のシール部分８９に対応しており、Ａ相ヨーク８１ＡおよびＢ相ヨーク８１Ｂが有する複数の極歯の間の空間に対応している。第１キャビティ部分２８８は、環状部分８８の複数の樹脂部分接続箇所８８ａに対応した複数のキャビティ部分接続箇所２８８ａを有している。複数のキャビティ部分接続箇所２８８ａは、第２キャビティ部分２８９と接続されている。第３キャビティ部分２８７は、樹脂部材８５の端子支持部分８７に対応している。

金型２００において、円環形状の第１キャビティ部分２８８に、複数のゲートＧ１～Ｇ３を介して樹脂通路２１０が接続されている。複数のゲートＧ１～Ｇ３は、周方向に間隔をあけて配置されている。第３キャビティ部分２８７には、ゲートＧ４を介して樹脂通路２１１が接続されている。

キャビティ２８５に樹脂を充填する。具体的には、樹脂通路２１１からゲートＧ４を介して第３キャビティ部分２８７に樹脂を注入する。樹脂は、第３キャビティ部分２８７から第１開口８１ｆを介してＡ相ヨーク８１Ａの内部空間およびＢ相ヨーク８１Ｂの内部空間に流れる。第３キャビティ部分２８７、Ａ相ヨーク８１Ａの内部空間およびＢ相ヨーク８１Ｂの内部空間、に樹脂を注入したのち、圧力Ｐ１で保圧する。すなわち、第３キャビティ部分２８７、Ａ相ヨーク８１Ａの内部空間およびＢ相ヨーク８１Ｂの内部空間に注入された樹脂に圧力Ｐ１を加える。

また、樹脂通路２１０から複数のゲートＧ１～Ｇ３を介して第１キャビティ部分２８８に樹脂を注入する。樹脂は、第１キャビティ部分２８８内で周方向に流れる。そして、樹脂は、第１キャビティ部分２８８から複数のキャビティ部分接続箇所２８８ａを介して第２キャビティ部分２８９に流れる。第２キャビティ部分２８９に複数箇所から樹脂が流入し、第２キャビティ部分２８９において、図６に示すように、樹脂が軸方向（下方）に流れる。これにより、樹脂が第２キャビティ部分に速やかに広がり、第２キャビティ部分に流入する樹脂の量のばらつきを抑制することができる。

なお、図７に比較例における樹脂の流れを示す。比較例では、金型２００のキャビティ２８５が環状部分８８に対応する第１キャビティ部分２８８を有さず、１つのゲートが第２キャビティ部分２８９に接続されている。比較例では、第２キャビティ部分２８９に１箇所から樹脂が流入し、第２キャビティ部分２８９において、樹脂が周方向（左右方向）および軸方向（上下方向）に流れる。そのため、第２キャビティ部分２８９において１つのゲートから樹脂が流れる距離が比較的長く、樹脂の流動中の粘度変化の影響などにより第２キャビティ部分２８９に流入する樹脂の量にばらつきが生じるおそれがある。

そして、第１キャビティ部分２８８および第２キャビティ部分２８９に樹脂を注入したのち、圧力Ｐ２で保圧する。すなわち、第１キャビティ部分２８８および第２キャビティ部分２８９に注入された樹脂に圧力Ｐ２を加える。圧力Ｐ２は、圧力Ｐ１より高い。

本実施例において、樹脂通路２１１から第３キャビティ部分２８７への樹脂の注入（第１樹脂部８５－１の成形工程）と、樹脂通路２１０から第１キャビティ部分２８８への樹脂の注入（第２樹脂部８５－２の成形工程）と、を別々の工程で行うことで、工程毎に成形条件を変えて圧力Ｐ２を圧力Ｐ１より高くしている。なお、樹脂通路２１１を樹脂通路２１０に接続し、樹脂通路２１１の圧力損失を樹脂通路２１０の圧力損失より大きくして、圧力Ｐ２を圧力Ｐ１より高くしてもよい。

これにより、第１キャビティ部分２８８、第２キャビティ部分２８９、第３キャビティ部分２８７、Ａ相ヨーク８１Ａの内部空間およびＢ相ヨーク８１Ｂの内部空間、に樹脂が充填される。樹脂は、固まった後、第１樹脂部８５－１（Ａ相ヨーク充填部分８６Ａ、Ｂ相ヨーク充填部分８６Ｂ、端子支持部分８７）および第２樹脂部８５－２（環状部分８８、シール部分８９）となる。これにより、Ａ相ヨーク８１Ａと、Ａ相ボビン８２Ａと、Ａ相コイル８３Ａと、Ｂ相ヨーク８１Ｂと、Ｂ相ボビン８２Ｂと、Ｂ相コイル８３Ｂと、樹脂部材８５と、が一体化されて組立体９０となる。組立体９０を、金型２００から取り出す。

組立体９０を、カバー９５を形成するための他の金型（図示なし）のキャビティに設置する。そして、キャビティに樹脂を充填してカバー９５を形成する。樹脂が固まると、組立体９０とカバー９５とが一体化されてステーターユニット８０となる。ステーターユニット８０を、他の金型から取り出す。このようにして、ステーターユニット８０が完成する。

上述した電動弁１は、ステーターユニット８０と、ステーターユニット８０の内側に配置された円筒形状のキャン３０と、キャン３０の内側に配置されたマグネットローター４１と、マグネットローター４１によって駆動される弁体７０と、を有している。

ステーターユニット８０は、中空環状体形状のＡ相ヨーク８１ＡおよびＢ相ヨーク８１Ｂと、Ａ相ヨーク８１Ａの内部空間に配置され、Ａ相コイル８３Ａが巻回された円筒形状のＡ相ボビン８２Ａと、Ｂ相ヨーク８１Ｂの内部空間に配置され、Ｂ相コイル８３Ｂが巻回された円筒形状のＢ相ボビン８２Ｂと、Ａ相ヨーク８１ＡおよびＢ相ヨーク８１Ｂと一体成形された樹脂部材８５（第１樹脂部８５－１、第２樹脂部８５－２）と、を有している。Ａ相ヨーク８１ＡおよびＢ相ヨーク８１Ｂが、第１極歯８１ｄおよび第２極歯８１ｅを有している。第１極歯８１ｄおよび第２極歯８１ｅは、Ａ相ヨーク８１Ａの内周において周方向に並び、Ｂ相ヨーク８１Ｂの内周において周方向に並ぶ。第１樹脂部８５－１が、Ａ相ヨーク８１Ａの内部空間に配置されたＡ相ヨーク充填部分８６ＡとＢ相ヨーク８１Ｂの内部空間に配置されたＢ相ヨーク充填部分８６Ｂとを含む。第２樹脂部８５－２が、複数の第１極歯８１ｄおよび第２極歯８１ｅの間の空間に配置されたシール部分８９を含む。そして、Ａ相ボビン８２Ａが、Ａ相ヨーク充填部分８６Ａとシール部分８９とを区画し、Ｂ相ボビン８２Ｂが、Ｂ相ヨーク充填部分８６Ｂとシール部分８９とを区画している。

このようにしたことから、樹脂部材８５の成形に用いられる金型２００のキャビティ２８５において、Ａ相ボビン８２Ａが、Ａ相ヨーク充填部分８６Ａに対応するＡ相ヨーク８１Ａの内部空間と、シール部分８９に対応する複数の第１極歯８１ｄおよび第２極歯８１ｅの間の空間（第２キャビティ部分２８９）と、を区画し、Ｂ相ボビン８２Ｂが、Ｂ相ヨーク充填部分８６Ｂに対応するＢ相ヨーク８１Ｂの内部空間と、シール部分８９に対応する複数の第１極歯８１ｄおよび第２極歯８１ｅの間の空間（第２キャビティ部分２８９）と、を区画する。これにより、第１樹脂部８５－１と第２樹脂部８５－２とを分けて成形することができ、第１樹脂部８５－１の成形条件と第２樹脂部８５－２の成形条件とを別々に設定することができる。そのため、第１樹脂部８５－１の樹脂に加える圧力より高い圧力を加えた樹脂で第２樹脂部８５－２を成形することで、複数の第１極歯８１ｄおよび第２極歯８１ｅの間の空間に適切に樹脂を充填することができかつＡ相コイル８３ＡおよびＢ相コイル８３Ｂに高い圧力が加わることを回避できる。したがって、ステーターユニット８０は、Ａ相ヨーク８１Ａの内部空間およびＢ相ヨーク８１Ｂの内部空間への水分の浸入を抑制できるとともにＡ相コイル８３ＡおよびＢ相コイル８３Ｂの断線を抑制できる。

また、第１樹脂部８５－１の樹脂が、第２樹脂部８５－２の樹脂より低い圧力で成形が可能なものであると、第１樹脂部８５－１の成形時に樹脂に加える圧力をより低くすることができる。そのため、Ａ相コイル８３ＡおよびＢ相コイル８３Ｂの断線を効果的に抑制できる。

また、第２樹脂部８５－２の樹脂が、第１樹脂部８５－１の樹脂より流動性が高いものであると、複数の第１極歯８１ｄおよび第２極歯８１ｅの間の空間により適切に樹脂を充填することができる。そのため、Ａ相ヨーク８１Ａの内部空間およびＢ相ヨーク８１Ｂの内部空間への水分の浸入を効果的に抑制できる。

また、第２樹脂部８５－２が、Ａ相ヨーク８１Ａの一端面の内周縁に配置された円環形状の環状部分８８を有している。そして、環状部分８８における周方向に並ぶ複数の樹脂部分接続箇所８８ａがシール部分８９と接続されている。樹脂部材８５の成形に用いられる金型２００のキャビティ２８５は、環状部分８８に対応する第１キャビティ部分２８８と、シール部分８９に対応する第２キャビティ部分２８９と、を有している。第１キャビティ部分２８８が、複数の樹脂部分接続箇所８８ａに対応して周方向に並ぶ複数のキャビティ部分接続箇所２８８ａを有し、複数のキャビティ部分接続箇所２８８ａが第２キャビティ部分２８９と接続されている。そのため、第１キャビティ部分２８８に注入された樹脂が、第１キャビティ部分２８８で周方向に流れる。そして、樹脂が、第１キャビティ部分２８８から複数のキャビティ部分接続箇所２８８ａを介して第２キャビティ部分２８９に流入する。そのため、樹脂は、第２キャビティ部分２８９（つまり、複数の極歯の間の空間）に周方向について均等に流入し、第２キャビティ部分２８９で軸方向に流れる（図６）。これにより、樹脂が第２キャビティ部分２８９に速やかに広がり、第２キャビティ部分２８９で軸方向および周方向に樹脂が流れる場合（図７）に比べて、第２キャビティ部分２８９に流入する樹脂の量のばらつきを抑制することができる。したがって、複数の第１極歯８１ｄおよび複数の第２極歯８１ｅの間の空間に適切に樹脂を充填することができ、Ａ相ヨーク８１Ａの内部空間およびＢ相ヨーク８１Ｂの内部空間への水分の浸入を効果的に抑制することができる。

また、Ａ相ヨーク８１Ａが、円環形状の第１板部８１ａと、第１板部８１ａと間隔をあけて平行に配置された円環形状の第２板部８１ｂと、第１板部８１ａの内周縁に第１板部８１ａに対して直角に接続されかつ第２板部８１ｂに先端が向けられた複数の第１極歯８１ｄと、第２板部８１ｂの内周縁に第２板部８１ｂに対して直角に接続されかつ第１板部８１ａに先端が向けられた複数の第２極歯８１ｅと、を有している。複数の第１極歯８１ｄと複数の第２極歯８１ｅとが、Ａ相ヨーク８１Ａの周方向に交互に配置されている。Ｂ相ヨーク８１Ｂは、Ａ相ヨーク８１Ａと同じ構成を有している。そして、環状部分８８が、Ａ相ヨーク８１Ａの第１板部８１ａの内周縁に配置されている。このようにすることで、Ａ相ヨーク８１ＡおよびＢ相ヨーク８１Ｂが比較的簡易な構成を有し、プレス加工によって低コストで作成できる。

また、ステーターユニット８０が、樹脂製のカバー９５を有している。カバー９５が、Ａ相ヨーク８１ＡとＢ相ヨーク８１Ｂと第１樹脂部８５－１と第２樹脂部８５－２とを有する組立体９０と一体成形されている。カバー９５は、組立体９０を収容する。このようにしたことから、Ａ相ヨーク８１Ａ、Ｂ相ヨーク８１Ｂ、第１樹脂部８５－１および第２樹脂部８５－２を衝撃などから保護することができる。また、複数の第１極歯８１ｄおよび複数の第２極歯８１ｅの間の空間にシール部分８９が配置されているので、カバー９５を成形するときに、当該空間への樹脂の流入が規制される。そのため、当該空間にカバー９５を成形する樹脂が流入する構成に比べて、カバー９５におけるバリや充填不良を抑制することができる。

上述した電動弁１は、マグネットローター４１の回転を減速して駆動軸６５に伝えるものであった。電動弁１は、マグネットローター４１の回転を直接的に駆動軸６５に伝える直動式の電動弁でもよい。

本明細書において、「円筒」や「円柱」等の形状を示す各用語は、実質的にその用語の形状を有する部材や部材の部分にも用いられている。例えば、「円筒形状の部材」は、円筒形状の部材と実質的に円筒形状の部材とを含む。

上記に本発明の実施例を説明したが、本発明は実施例の構成に限定されるものではない。前述の実施例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の趣旨に反しない限り、本発明の範囲に含まれる。

１…電動弁、１０…弁本体、１０ａ…左側面、１０ｂ…右側面、１０ｃ…上面、１３…弁室、１４…弁口、１７…第１通路、１８…第２通路、１９…取付孔、１９ａ…底面、２０…ホルダー、２５…弁体支持部材、２５ａ…環状平面、３０…キャン、３５…接合部材、４０…駆動機構、４１…マグネットローター、４２…連結部材、４３…ローター軸、５０…遊星歯車機構、５１…歯車ケース、５２…固定リング歯車、５３…太陽歯車、５４…遊星歯車、５５…キャリア、５５ａ…支持軸、５６…出力歯車、５７…出力軸、５７ａ…スリット、６０…案内部材、６５…駆動軸、６６…円柱部、６７…平板部、７０…弁体、７１…ステム、７２…弁部、７３…ばね受け部、７３ａ…フランジ部、７４…ボール受け部、７５…開弁ばね、８０…ステーターユニット、８０ａ…内周面、８０ｂ…嵌合孔、８１Ａ…Ａ相ヨーク、８２Ａ…Ａ相ボビン、８３Ａ…Ａ相コイル、８１Ｂ…Ｂ相ヨーク、８２Ｂ…Ｂ相ボビン、８３Ｂ…Ｂ相コイル、８１ａ…第１板部、８１ｂ…第２板部、８１ｃ…外側板部、８１ｄ…第１極歯、８１ｅ…第２極歯、８１ｆ…第１開口、８１ｇ…第２開口、８４…端子、８５…樹脂部材、８５－１…第１樹脂部、８５－２…第２樹脂部、８６Ａ…Ａ相ヨーク充填部分、８６Ｂ…Ｂ相ヨーク充填部分、８７…端子支持部分、８８…環状部分、８８ａ…樹脂部分接続箇所、８９…シール部分、９０…組立体、９５…カバー、９６…周壁部、９７…上壁部、９８…コネクタ部、９９…円筒部、２００…金型、２１０…樹脂通路、２１１…樹脂通路、２８５…キャビティ、２８７…第３キャビティ部分、２８８…第１キャビティ部分、２８８ａ…キャビティ部分接続箇所、２８９…第２キャビティ部分

Claims (8)

1. 中空環状体形状のヨークと、前記ヨークの内部空間に配置され、コイルが巻回された円筒形状のボビンと、第１樹脂部と、第２樹脂部と、を有するステーターユニットであって、
   前記ヨークが、複数の極歯を有し、前記複数の極歯が前記ヨークの内周において周方向に並べられ、
   前記第１樹脂部が、前記ヨークの内部空間に充填された充填部分を含み、
   前記第２樹脂部が、前記複数の極歯の間の空間に充填されたシール部分を含み、
   前記ボビンが、前記第１樹脂部および前記第２樹脂部とは別個の樹脂部品であり、前記充填部分と前記シール部分とを区画していることを特徴とするステーターユニット。
2. 前記第１樹脂部の樹脂が、前記第２樹脂部の樹脂より低い圧力で成形が可能なものである、請求項１に記載のステーターユニット。
3. 前記第２樹脂部の樹脂が、前記第１樹脂部の樹脂より流動性が高いものである、請求項１または請求項２に記載のステーターユニット。
4. 前記第２樹脂部が、前記ヨークの一端面の内周縁に配置された円環形状の環状部分をさらに有し、
   前記環状部分における周方向に並ぶ複数の樹脂部分接続箇所が、前記シール部分と接続されている、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のステーターユニット。
5. 前記ヨークが、
   円環形状の第１板部と、
   前記第１板部と間隔をあけて平行に配置された円環形状の第２板部と、
   前記第１板部の内周縁に当該第１板部に対して直角に接続されかつ前記第２板部に先端が向けられた複数の第１極歯と、
   前記第２板部の内周縁に当該第２板部に対して直角に接続されかつ
   前記第１板部に先端が向けられた複数の第２極歯と、を有し、
   前記第１極歯と前記第２極歯とが、前記ヨークの周方向に交互に配置され、
   前記環状部分が、前記第１板部の内周縁に配置されている、請求項４に記載のステーターユニット。
6. 前記ステーターユニットが、樹脂製のカバーをさらに有し、
   前記カバーが、前記ヨークと前記第１樹脂部と前記第２樹脂部とを有する組立体と一体成形され、前記組立体を収容する、請求項１～請求項５のいずれか一項に記載のステーターユニット。
7. 請求項１～請求項６のいずれか一項に記載のステーターユニットと、
   前記ステーターユニットの内側に配置された円筒形状のキャンと、
   前記キャンの内側に配置されたマグネットローターと、
   前記マグネットローターによって駆動される弁体と、を有することを特徴とする電動弁。
8. 中空環状体形状のヨークと、前記ヨークの内部空間に配置され、コイルが巻回された円筒形状のボビンと、第１樹脂部と、第２樹脂部と、を有するステーターユニットの製造方法であって、
   前記ヨークが、複数の極歯を有し、前記複数の極歯が前記ヨークの内周において周方向に並べられ、
   前記第１樹脂部が、前記ヨークの内部空間に充填された充填部分を含み、
   前記第２樹脂部が、前記複数の極歯の間の空間に充填されたシール部分を含み、
   前記ボビンを前記ヨークの内側空間に配置して、前記ボビンによって前記ヨークの内部空間と前記複数の極歯の間の空間とを区画し、
   前記ヨークを金型のキャビティに設置し、
   前記キャビティにおける前記第１樹脂部に対応するキャビティ部分に樹脂（以下、「第１樹脂」という。）を注入し、前記第１樹脂に圧力を加え、
   前記キャビティにおける前記第２樹脂部に対応するキャビティ部分に樹脂（以下、「第２樹脂」という。）を注入し、前記第１樹脂に加える圧力より高い圧力を前記第２樹脂に加える、ことを特徴とするステーターユニットの製造方法。

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