JPWO2017104013A1 - 固定子、固定子の製造方法、電動機および空気調和装置 - Google Patents

Abstract

固定子（１）は、隣り合う第１のティース（２２１）と第２のティース（２２２）とを有する固定子鉄心（２）と、第１のティース（２２１）に巻回された第１の巻線部（１２１）と、第２のティース（２２２）に巻回された第２の巻線部（１２２）とを有するコイル（１２）と、第１の巻線部（１２１）と第２の巻線部（１２２）との隙間に配置された樹脂小片（８）と、固定子鉄心（２）、コイル（１２）および樹脂小片（８）を覆うモールド樹脂（１３）とを備える。

Description

この発明は、電動機に用いられる固定子およびその製造方法、電動機、並びに、電動機を用いた空気調和装置に関する。

モールド電動機の固定子は、固定子鉄心にコイルを巻回し、モールド樹脂で一体成形することにより製造される。近年、製造コストを低減するため、モールド樹脂の使用量を低減することが求められている。

そこで、前の成形時に金型のランナ内で熱硬化した樹脂を、次の成形時に金型のキャビティ内に配置し、キャビティに注入したモールド樹脂と一体化させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、固定子の軸方向端面にリング状の溝を設けることにより、溝の容積の分だけモールド樹脂の使用量を低減する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−１６６１９５号公報（図１参照） 特開平１０−２７１７２０号公報（段落００２８参照）

しかしながら、近年、製造コストのさらなる低減のため、モールド樹脂の使用量をさらに低減することが求められている。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、モールド樹脂の使用量を低減することを目的とする。

本発明の固定子は、隣り合う第１のティースと第２のティースとを有する固定子鉄心と、第１のティースに巻回された第１の巻線部と、第２のティースに巻回された第２の巻線部とを有するコイルと、第１の巻線部と第２の巻線部との隙間に配置された樹脂小片と、固定子鉄心、コイルおよび樹脂小片を覆うモールド樹脂とを備える。

本発明の電動機は、固定子と、固定子の内側に配置された回転子とを備える。固定子は、隣り合う第１のティースと第２のティースとを有する固定子鉄心と、第１のティースに巻回された第１の巻線部と、第２のティースに巻回された第２の巻線部とを有するコイルと、第１の巻線部と第２の巻線部との隙間に配置された樹脂小片と、固定子鉄心、コイルおよび樹脂小片を覆うモールド樹脂とを備える。

本発明の空気調和装置は、第１のファンと、第１のファンを駆動する第１の電動機とを備えた室外機と、第２のファンと、第２のファンを駆動する第２の電動機とを備えた室内機と、室外機と室内機とを連結する冷媒配管とを備える。第１の電動機および第２の電動機の少なくとも一方は、固定子と、固定子の内側に配置された回転子とを備える。固定子は、隣り合う第１のティースと第２のティースとを有する固定子鉄心と、第１のティースに巻回された第１の巻線部と、第２のティースに巻回された第２の巻線部とを有するコイルと、第１の巻線部と第２の巻線部との隙間に配置された樹脂小片と、固定子鉄心、コイルおよび樹脂小片を覆うモールド樹脂とを備える。

本発明の固定子の製造方法は、隣り合う第１のティースと第２のティースとを有する固定子鉄心を用意する工程と、第１のティースおよび第２のティースに、コイルの第１の巻線部および第２の巻線部を巻回す工程と、第１の巻線部と第２の巻線部との隙間に樹脂小片を供給する工程と、固定子鉄心、コイルおよび樹脂小片を、モールド樹脂で一体成形するモールド工程とを有する。

本発明によれば、コイルの第１の巻線部と第２の巻線部との隙間に樹脂小片が配置されるため、モールド樹脂の使用量をさらに低減することができ、これにより製造コストのさらなる低減を図ることができる。

本発明の実施の形態１の固定子組立の構成を示す斜視図である。 実施の形態１の固定子鉄心の構成を示す平面図である。 実施の形態１のリード線配線部品の構成を示す斜視図である。 実施の形態１のリード線配線部品の環状板部を、固定子組立とは反対の側から見た斜視図である。 実施の形態１のリード線配線部品の環状板部を、固定子組立の側から見た斜視図である。 実施の形態１のリード線配線部品の口出し部の構成を示す斜視図である。 実施の形態１の電源リード線保持部品の構成を示す斜視図である。 実施の形態１のセンサリード線保持部品の構成を示す斜視図である。 実施の形態１の固定子を示す斜視図である。 実施の形態１の固定子を含む電動機の構成を示す部分断面図である。 実施の形態１の電動機を備えた空気調和装置の構成例を示す図である。 実施の形態１の固定子の製造工程を説明するための流れ図である。 実施の形態１において、固定子組立に樹脂端材（樹脂小片）を供給する工程を説明するための斜視図である。 実施の形態１のモールド金型の基本構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態２において、固定子組立に樹脂端材を供給する工程を説明するための斜視図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における固定子組立１０の構成を示す斜視図である。固定子組立１０は、後述する電動機１００（図１０）の固定子１（図９）を構成するものである。図１に示すように、固定子組立１０は、固定子鉄心２と、固定子鉄心２に設けられた絶縁部（インシュレータ）１１と、絶縁部１１を介して固定子鉄心２に巻回されたコイル１２とを有している。

図２は、固定子鉄心２の構成を示す平面図である。固定子鉄心２は、全体が環状に構成されている。固定子鉄心２は、外周部を構成するヨーク２１と、ヨーク２１から径方向内側に延在する複数のティース２２とを有している。隣り合うティース２２の間には、スロットが形成される。ここでは９つのティース２２が固定子鉄心２の周方向に等間隔に配列されているが、ティース２２の個数は特に限定されない。例えば、固定子鉄心２の複数のティース２２のうち、周方向に隣り合う任意の２つのティース２２を、第１のティース２２１および第２のティース２２２と称する。

以下では、環状の固定子鉄心２の中心軸線の方向を、固定子鉄心２の軸方向（または固定子組立１０の軸方向）と称する。また、固定子鉄心２の外周（円周）に沿った方向を、固定子鉄心２の周方向（または固定子組立１０の周方向）と称する。

ティース２２は、ヨーク２１と反対の側に内周端２２ａを有している。また、ティース２２は、コイル１２（図１）が巻回されるコイル保持面２２ｂを有している。固定子鉄心２は、ティース２２の内周端２２ａおよびヨーク２１の外周面を除き、絶縁部１１（図１）によって覆われている。この絶縁部１１により、固定子鉄心２とコイル１２とが絶縁される。

固定子鉄心２は、帯状に打ち抜き加工した複数の電磁鋼板を積層し、かしめ、溶接または接着により互いに固定したものである。ここでは、固定子鉄心２は、ティース２２と同数（ここでは９つ）の複数のブロックに分割された構成を有している。

固定子鉄心２は、環状に組み立てられる前は、９つのブロックが一列に繋がった帯状の連結体を構成している。この帯状の連結体に、絶縁部１１を一体成形または組み付けし、各ティース２２にコイル１２（マグネットワイヤ）を巻回したのち、帯状の連結体の端部同士を溶接することにより、図２に示した環状の固定子鉄心２を形成する。なお、固定子鉄心２は、このように複数のブロックに分割された構成を有するものには限定されない。

図１に戻り、絶縁部１１は、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の熱可塑性樹脂を固定子鉄心２と一体に成形し、または予め成形した熱可塑性樹脂の成形体を固定子鉄心２に組み付けることで形成される。

絶縁部１１は、ティース２２のコイル保持面２２ｂ（図２）を覆う部分と、コイル１２を外周側に倒れないように支える外壁部１１ａと、コイル１２を内周側に倒れないように支える内壁部１１ｂとを有している。絶縁部１１の外壁部１１ａおよび内壁部１１ｂとは、固定子組立１０の軸方向の両側（図１における上下両側）において、コイル１２よりも突出するように形成されている。

コイル１２は、例えばマグネットワイヤをティース２２に巻回すことによって形成される。コイル１２のうち、各ティース２２に巻回されたそれぞれの部分を、巻線部１２ａと称する。例えば、図２に示した第１のティース２２１に巻回された巻線部１２ａを第１の巻線部１２１と称し、第２のティース２２２に巻回された巻線部１２ａを第２の巻線部１２２と称する。

コイル１２は、三相の巻線である。絶縁部１１の外壁部１１ａには、各相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）のコイル１２が接続される３つの電源端子２３および２つの中性点端子２４，２５が取り付けられている。

各相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）のコイル１２は、各電源端子２３および中性点端子２４，２５に、それぞれヒュージング（熱かしめ）または半田等によって接合されている。なお、各相のコイル１２と各電源端子２３および中性点端子２４，２５との接続の詳細については、説明を省略する。

なお、固定子鉄心２の軸方向において、電源端子２３および中性点端子２４が設けられた側（図１における上側）を結線側と称し、その反対側（図１における下側）を反結線側と称する。

絶縁部１１の外壁部１１ａには、リード線配線部品３（図３）を固定するための複数（ここでは４つ）のピン２６が突出形成されている。また、内壁部１１ｂの反結線側の端部には、後述するモールド金型に対して固定子組立１０を位置決めするための複数の突起１１ｃ（図１０）が設けられている。

次に、配線部品としてのリード線配線部品３について説明する。固定子組立１０（固定子鉄心２に絶縁部１１とコイル１２とを取り付けたもの）の結線側には、リード線配線部品３が取り付けられる。図３は、リード線配線部品３を、固定子組立１０とは反対の側から見た斜視図である。

リード線配線部品３には、電源リード線１４およびセンサリード線１５が取り付けられている。ここでは、３本の電源リード線１４と５本のセンサリード線１５とが一束にまとめられ、リード線群１６を構成している。センサリード線１５の先端部（リード線配線部品３側の端部）には、ボードインコネクタ１７が取り付けられている。

リード線配線部品３は、ＰＢＴ等の熱可塑性樹脂で形成され、固定子組立１０に取り付けられる環状板部３０を有している。環状板部３０は、リード線配線部品３を固定子組立１０に取り付ける際に外壁部１１ａ（図１）の上面に当接する複数（ここでは４つ）の脚部３１を有している。脚部３１は、環状板部３０の外周部からさらに径方向外側に突出するように形成されている。この脚部３１には、固定子組立１０のピン２６（図１）に係合する穴３２が形成されている。

脚部３１が外壁部１１ａの上面に当接することによって、固定子組立１０に対するリード線配線部品３の軸方向の位置が決定される。また、脚部３１の穴３２に固定子組立１０のピン２６が係合することによって、リード線配線部品３の周方向の位置が決定される。

図４は、環状板部３０を固定子組立１０とは反対の側から見た斜視図である。図５は、環状板部３０を固定子組立１０の側から見た斜視図である。環状板部３０は、環状に形成された板状部材であるが、周方向の全域に亘って、複数の開口部３０ａを有している。この開口部３０ａを介して、後述する樹脂端材８（樹脂小片）を固定子組立１０に供給することができる。

環状板部３０の周方向の一箇所には、環状板部３０の径方向外側に突出するように口出し部４０が設けられている。環状板部３０の内周縁に沿って、電源リード線１４を引き回す内周壁３３が設けられている。内周壁３３の複数個所には、電源リード線１４の位置ずれを防止するための位置ずれ防止ピン３３ａ（図５）が形成されている。

環状板部３０の外周縁において、電源リード線１４の数に対応する複数箇所（ここでは３箇所）に、電源リード線１４の端末部分を保持する被覆端末保持部３４が設けられている。また、それぞれの被覆端末保持部３４に対して環状板部３０の周方向に間隔をあけて、芯線保持部３５が配置されている。

電源リード線１４（図３）は、その端末部分が被覆端末保持部３４に保持され、被覆を剥いた芯線が芯線保持部３５によって保持される。後述するようにリード線配線部品３を固定子組立１０に取り付けると、被覆端末保持部３４と芯線保持部３５との間に、固定子組立１０の電源端子２３（図１）が位置する。被覆端末保持部３４と芯線保持部３５との間で保持された電源リード線１４の芯線は、スポット溶接または半田により、電源端子２３に接合される。そのため、環状板部３０の被覆端末保持部３４と芯線保持部３５との間には、電源端子２３と芯線とをスポット溶接する電極の空間を確保するための凹部３６が設けられている。

リード線配線部品３の口出し部４０の径方向内側には、センサ基板４（図３）を保持するセンサ基板保持部３７が形成されている。センサ基板保持部３７は、環状板部３０から径方向内側に張り出した部分であり、図５における上面（固定子組立１０側の面）にセンサ基板４が保持される。

センサ基板保持部３７は、環状板部３０の板面と平行に広がる一対の基板押え部３８（図５）を有している。一対の基板押え部３８は、環状板部３０の周方向に間隔をあけて配置されている。各基板押え部３８には、組み付け足３９ａおよび組み付け足３９ｂが設けられている。環状板部３０の半径方向において、組み付け足３９ａは径方向外側に配置され、組み付け足３９ｂは径方向内側に配置されている。

図３に示したセンサ基板４は、ホールＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の電子部品を実装し、回転子７の位置検出用のセンサ回路を形成した基板である。センサ基板４には、センサリード線１５のボードインコネクタ１７に接合される接合部が形成されている。

センサ基板４は、環状板部３０の径方向内側の端部に、上記の組み付け足３９ａに係合する切欠き部を有している。センサ基板４は、また、環状板部３０の径方向外側の端部に、上記の組み付け足３９ｂに係合する溝部（図示せず）を有している。センサ基板４は、基板押え部３８に当接し、組み付け足３９ａ，３９ｂに係合することにより、センサ基板保持部３７に保持される。また、センサ基板４と基板押え部３８との当接により、後述する成形時に加わる圧力（樹脂圧）によるセンサ基板４の変形が抑制される。

次に、リード線配線部品３の口出し部４０の構成について説明する。口出し部４０は、環状板部３０から径方向外側に張り出した部分である。口出し部４０の固定子組立１０側の面には、電源リード線１４を保持する３本の電源リード線保持溝４１（図５）が形成されている。

口出し部４０の固定子組立１０と反対の側の面には、センサリード線１５を保持する５本のセンサリード線保持溝４２（図４）が形成されている。隣り合うセンサリード線保持溝４２の間には、４つの保持突起４７が形成されている。

図６は、リード線配線部品３の口出し部４０を、固定子組立１０とは反対の側から見た斜視図である。図６に示すように、口出し部４０の幅方向両側（すなわち環状板部３０の周方向の両側）に、一対の第１の係り止め部４３が突出形成されている。第１の係り止め部４３は、環状板部３０の径方向外側に向けて延在している。第１の係り止め部４３には、後述するセンサリード線保持部品６の取付け足６３（図８）が係合する。

口出し部４０の幅方向両側において、一対の第１の係り止め部４３よりも内側には、一対の第２の係り止め部４４が突出形成されている。第２の係り止め部４４は、環状板部３０の径方向内側に向けて延在している。第２の係り止め部４４には、後述する電源リード線保持部品５の取付け足５３（図７）が係合する。

口出し部４０の固定子組立１０側には、電源リード線１４を保持するための電源リード線保持部品５（図７）が取り付けられる。また、口出し部４０の固定子組立１０と反対の側には、センサリード線１５を保持するためのセンサリード線保持部品６（図８）が取り付けられる。

図７は、電源リード線保持部品５の形状を示す斜視図である。電源リード線保持部品５は、電源リード線１４を保持する３本の溝５２が形成された板状の基部５１と、基部５１の幅方向両端（すなわち環状板部３０の周方向の両端）からリード線配線部品３に向けて突出する一対の取付け足５３とを有している。一対の取付け足５３には、互いに反対向きに突出する突起５３ａがそれぞれ形成されている。各取付け足５３は、基部５１における環状板部３０の径方向内側の端部に配置されている。

また、基部５１において環状板部３０の径方向の内側端縁には、さらに径方向内側に延在する一対のリブ５４と、これら一対のリブ５４の先端同士を連結するアーム５５とが形成されている。

電源リード線保持部品５の取付け足５３は、口出し部４０の第２の係り止め部４４（図６）に、環状板部３０の径方向内側から係合する。これにより、電源リード線保持部品５は口出し部４０に取り付けられる。電源リード線１４（図３）は、口出し部４０の電源リード線保持溝４１と電源リード線保持部品５の溝５２との間で保持される。なお、電源リード線保持部品５のアーム５５（図７）は、電源リード線１４の脱落防止のためのものである。

図５に示すように、環状板部３０には、口出し部４０から内周壁３３に沿って引き回される３つの電源リード線１４を折り返すための３つの折り返しピン４５が設けられている。３つの折り返しピン４５は、環状板部３０の周方向に並んで配置されている。各折り返しピン４５の先端には、電源リード線１４の位置ずれを防止する突起が形成されている。

口出し部４０の３つの電源リード線保持溝４１のうち、中央の電源リード線保持溝４１に保持された電源リード線１４は、中央の折り返しピン４５で折り返され、内周壁３３に沿って引き回されて、口出し部４０に対して１８０度の位置に配置された被覆端末保持部３４に取り付けられる。一方、残り２つの電源リード線１４は、対応する折り返しピン４５でそれぞれ折り返され、内周壁３３に沿って引き回されて、環状板部３０の周方向において口出し部４０の両側に配置された２つの被覆端末保持部３４に取り付けられる。

図８は、センサリード線保持部品６の形状を示す斜視図である。センサリード線保持部品６は、センサリード線１５を保持する５本の溝６２が形成された板状の基部６１と、基部６１の幅方向（すなわち環状板部３０の周方向）の両端部からリード線配線部品３に向けて突出する一対の取付け足６３とを有している。各取付け足６３は、環状板部３０の径方向内側に向けて延在する先端部を有している。

センサリード線保持部品６の取付け足６３は、口出し部４０の第１の係り止め部４３（図６）に、環状板部３０の径方向外側から係合する。これにより、センサリード線保持部品６は口出し部４０に取り付けられる。センサリード線１５（図３）は、口出し部４０のセンサリード線保持溝４２とセンサリード線保持部品６の溝６２との間で保持される。センサリード線１５は、４つの保持突起４７のそれぞれの間、および、各保持突起４７と取付け足５３（図７）との間で保持され、環状板部３０の電源リード線１４が配線された面とは反対側の面に引き回される。

センサリード線１５の先端のボードインコネクタ１７（図３）は、センサ基板保持部３７に保持されたセンサ基板４の接合部に、例えば半田により接合される。これにより、センサ基板４に搭載されたセンサ回路が、センサリード線１５を介して外部機器と接続される。

次に、モールド樹脂１３について説明する。図９は、固定子組立１０およびリード線配線部品３をモールド樹脂１３により成形した固定子１（モールド固定子とも称する）を示す斜視図である。図１０は、固定子１を含む電動機１００（モールド電動機とも称する）を示す部分断面図である。

モールド樹脂１３は、例えばバルクモールディングコンパウンド（ＢＭＣ）等の熱硬化性樹脂である。モールド樹脂１３は、固定子組立１０の内周面、すなわち図２に示したティース２２の内周端２２ａを露出させた状態で、固定子組立１０を径方向外側および軸方向両側から覆っている。

モールド樹脂１３は、固定子１を設置したモールド金型のキャビティに注入され、加熱によって硬化したものである。また、使用するモールド樹脂の量を低減するため、前の成形時にモールド金型のランナ内で硬化した樹脂を破砕した樹脂端材８（樹脂小片）が使用される。この樹脂端材８については、後述する。

図１０に示すように、固定子組立１０の軸方向において、リード線配線部品３が取り付けられた側の端部１８は、モールド樹脂１３によって覆われている。但し、口出し部４０、電源リード線保持部品５およびセンサリード線保持部品６の各一部を露出させている。固定子組立１０の軸方向において、リード線配線部品３と反対の側の端部には、開口部１９が形成されている。

次に、本実施の形態の電動機１００について説明する。図１０に示すように、本実施の形態の電動機１００は、固定子組立１０およびリード線配線部品３をモールド樹脂１３で一体成形した固定子１と、固定子１の内側に回転自在に挿入された回転子７とを備えている。回転子７は、固定子１の開口部１９から挿入され、固定子１のティース２２の内周端２２ａ（図２）に対向する。

回転子７は、電磁鋼板の積層体で構成された円筒状の回転子鉄心７１と、回転子鉄心７１の内部に埋め込まれた複数の永久磁石７２とを有している。永久磁石７２は、回転子鉄心７１の周方向に等間隔に配置されている。

回転子鉄心７１の中心には、回転軸となるシャフト７３が一体に取り付けられている。シャフト７３は、一対の軸受７４によって支持されている。一方の軸受７４は、固定子組立１０の端部１８において、モールド樹脂１３によって保持されている。他方の軸受７４は、固定子組立１０の開口部１９に設けられたブラケット７５によって保持されている。

次に、本実施の形態の空気調和装置２００について説明する。図１１は、本実施の形態の電動機１００を備えた空気調和装置２００の構成例を示す図である。空気調和装置２００は、室外機２０１と、室内機２０２と、これらを接続する冷媒配管２０３とを備える。

室外機２０１は、第１のファン（送風機）２０５と、第１のファン２０５を駆動する第１の電動機２０６とを備えている。室内機２０２は、第２のファン２０７と、第２のファン２０７を駆動する第２の電動機２０８とを備えている。第１の電動機２０６および第２の電動機２０８の少なくとも一方は、本実施の形態の電動機１００で構成されている。なお、図１１には、室外機２０１において冷媒を圧縮する圧縮機２０９も示されている。

次に、固定子１の製造方法について説明する。図１２は、実施の形態１の固定子１の製造方法を説明するための流れ図である。

まず、電磁鋼板を積層してなる固定子鉄心２に、熱可塑性樹脂を一体に成形するか、または予め成形した熱可塑性樹脂を組み付けることにより、絶縁部１１を形成する。さらに、固定子鉄心２のティース２２に、絶縁部１１を介してコイル１２を巻回し、図１に示した固定子組立１０を製造する（ステップＳ１）。例えば図２に示した第１のティース２２１および第２のティース２２２に、コイル１２の第１の巻線部１２１および第２の巻線部１２２（図１）をそれぞれ巻回す。

このステップＳ１と並行して、リード線配線部品３への電源リード線１４の配線（ステップＳ２）およびセンサ基板４の取り付け（ステップＳ３）を行う。

すなわち、リード線配線部品３の口出し部４０に３本の電源リード線１４を配置し、各電源リード線１４をリード線配線部品３の内周壁３３に沿って引き回し、各被覆端末保持部３４に取り付ける。さらに、各電源リード線１４の被覆を剥いた端末部分を、各芯線保持部３５に取り付ける。その後、口出し部４０に電源リード線保持部品５を取り付ける（ステップＳ２）。

次に、リード線配線部品３にセンサ基板４を取り付け、さらに口出し部４０にセンサリード線１５を配置し、センサリード線１５のボードインコネクタ１７をセンサ基板４の接合部に半田により接合する。その後、口出し部４０にセンサリード線保持部品６を取り付ける（ステップＳ３）。

なお、ステップＳ２〜Ｓ３は、上述したステップＳ１よりも前に行ってもよく、後に行ってもよく、同時に行ってもよい。

その後、固定子組立１０に、リード線配線部品３を取り付ける（ステップＳ４）。図１３は、固定子組立１０に、リード線配線部品３を取り付けた状態を示す斜視図である。リード線配線部品３の脚部３１は、固定子組立１０の外壁部１１ａの上面に当接し、脚部３１の穴３２に固定子組立１０のピン２６が係合する。さらに、ピン２６を脚部３１に対して熱溶着する。リード線配線部品３に配線された電源リード線１４の芯線を、固定子組立１０の電源端子２３にスポット溶接する。

次に、固定子組立１０をモールド金型３００（図１４）のキャビティ３０５内に設置する。そして、図１３に模式的に示すように、固定子組立１０（特にコイル１２の隣り合う巻線部１２ａの隙間）に、樹脂端材８を供給する（ステップＳ５）。モールド金型３００の構成については、後述する。

樹脂端材８は、前のモールド工程において、モールド金型のランナで硬化した樹脂を破砕したものであり、樹脂端材８は、破砕されたモールド樹脂１３で形成されている。なお、モールド金型のランナで硬化した樹脂を破砕し、樹脂端材８として形成する過程の間にモールド樹脂１３以外の材料を添加してもよく、過程の間で意識的に添加しない材料が含まれるおそれもある。よって、より具体的には、樹脂端材８を構成する材料は、モールド樹脂１３を構成する材料（例えばＢＭＣ等の熱硬化性樹脂）を含んで形成されている。

上記の通り、固定子鉄心２の各ティース２２にはコイル１２の巻線部１２ａが巻回されている。樹脂端材８は、固定子組立１０の上側から全体に供給されるが、特に、コイル１２の隣り合う巻線部１２ａの隙間に供給される。例えば図１に示した第１の巻線部１２１と第２の巻線部１２２との隙間に、樹脂端材８が供給される。

樹脂端材８は、その大きさが、コイル１２の隣り合う巻線部１２ａの隙間よりも小さい。このように、大きさが巻線部１２ａの隙間よりも小さい樹脂の固体を、「樹脂小片」と称する。このように構成されているため、樹脂端材８は、巻線部１２ａの隙間に入りこむことができる。

図１３では、図示の便宜上、樹脂端材８を三角形で表しているが、樹脂端材８の形状は、巻線部１２ａの隙間に入り込むことが可能な形状であれば、特に限定されない。また、樹脂端材８は、例えば粉末状であってもよい。樹脂端材８が粉末状であれば、巻線部１２ａの隙間の構造が複雑であっても、確実に巻線部１２ａの隙間に入り込むことができる。そのため、より大きな樹脂の塊を用いる場合よりも、モールド樹脂の使用量を低減することができる。

固定子組立１０に取り付けられているリード線配線部品３は、環状板部３０の周方向の全域に亘って多くの開口部３０ａを有しているため、開口部３０ａを介して、樹脂端材８を固定子組立１０に供給することができる。開口部３０ａの大きさは、樹脂端材８を通過させる大きさである。

なお、固定子組立１０にリード線配線部品３を取り付ける前に、樹脂端材８を固定子組立１０に供給してもよい。この場合には、リード線配線部品３に開口部３０ａを設けなくてもよい。

固定子組立１０の下側には、端材受け部９（受け部）を設ける。樹脂端材８が巻線部１２ａの隙間を通ってこぼれ落ちる位置ずれを防止するためである。端材受け部９は、固定子組立１０の下端部を塞ぐように、環状に構成されている。端材受け部９は、モールド金型のキャビティ内に、固定子組立１０よりも先に設置しておく。

なお、端材受け部９は、環状に限定されるものではない。端材受け部９は、巻線部１２ａの隙間から樹脂端材８がこぼれ落ちること（位置ずれ）を防止できればよく、巻線部１２ａの隙間の下端部の面積よりも大きな面積を有していればよい。また、端材受け部９は、巻線部１２ａの隙間の数だけ設けられていてもよい。

端材受け部９は、例えば、樹脂によって構成することができる。このようにすれば、後述するモールド工程により、端材受け部９が固定子１の樹脂部分の一部を構成することになる。端材受け部９を構成する樹脂は、モールド樹脂１３を構成する材料と同一でもよいし、異なっていてもよい。

なお、ここでは、固定子組立１０をモールド金型３００内に設置してから樹脂端材８を固定子組立１０に供給しているが、固定子組立１０をモールド金型３００内に設置する前に樹脂端材８の供給を行ってもよい。この場合には、樹脂端材８を供給したのちに、固定子組立１０と端材受け部９とを共にモールド金型３００まで持ち運ぶ必要がある。そのため、端材受け部９が、固定子組立１０に係り止めされる係り止め部を有していることが望ましい。

例えば、端材受け部９の外周端９１および内周端９２を、絶縁部１１の外壁部１１ａおよび内壁部１１ｂに嵌合させてもよい。この場合には、端材受け部９の外周端９１および内周端９２が係り止め部となる。また、端材受け部９に、フックのような形状の係り止め部を設け、固定子鉄心２に係合させてもよい。

このように樹脂端材８の供給を行った後、固定子組立１０をモールド樹脂により一体成形するモールド工程を行う（図１２のステップＳ６）。

図１４は、成形に用いるモールド金型３００の構成を説明するための模式図である。モールド金型３００は、開閉可能な上金型３０１と下金型３０２とを備えて構成され、両者の間にキャビティ３０５が形成される。上金型３０１と下金型３０２との間には、キャビティ３０５に樹脂を注入する流路であるランナ３０６が形成されている。ランナ３０６は、キャビティ３０５の上端部分に繋がっている。なお、図１４では、固定子組立１０に供給された樹脂端材８を省略している。

下金型３０２には、キャビティ３０５内に突出する円柱状の中芯３０３が形成されている。中芯３０３は、固定子組立１０の内側に係合する部分である。中芯３０３には、中芯３０３の外周面よりも径方向外側に張り出した段差部３０８が形成されている。また、中芯３０３の下端部には、段差部３０８よりもさらに径方向外側に張り出した大径部３０７が形成されている。この大径部３０７は、固定子１の開口部１９（図１０）に対応する部分である。

段差部３０８は、固定子組立１０の内壁部１１ｂ（図１）の下端部に形成された突起１１ｃに当接し、固定子組立１０を支持する。このように固定子組立１０を径方向内側から支持する構成のため、固定子組立１０を径方向外側から支持する必要がない。そのため、固定子組立１０を径方向外側からモールド樹脂１３で完全に覆うことができる。言い換えると、固定子鉄心２（または絶縁部１１）とモールド樹脂１３との界面が、固定子１の外面に露出することを抑制することができる。従って、固定子１の内部への水分等の侵入が抑制され、固定子１の品質が向上する。

ここでは、固定子組立１０の突起１１ｃを段差部３０８で支持するように構成したが、段差部３０８を設ける代わりに、例えば、中芯３０３の外周面から径方向外側に突出するように複数の爪を設けてもよい。あるいは、大径部３０７の上面に、中芯３０３に繋がらない複数の突起を設けてもよい。後者の場合（すなわち、大径部３０７の上面に、中芯３０３に繋がらない複数の突起を設けた場合）には、モールド樹脂が絶縁部１１の内周側に回り込んで中芯３０３の外周面に達するため、例えば絶縁部１１とモールド樹脂との界面が、固定子１の内面に露出することが抑制される。そのため、固定子１の内部への水分等の侵入の抑制効果がさらに向上する。

上金型３０１を上方に移動させてキャビティ３０５を開放した状態で、上述したようにキャビティ３０５内に固定子組立１０を設置し、樹脂端材８を固定子組立１０（特にコイル１２の隣り合う巻線部１２ａの隙間）に供給する。なお、リード線配線部品３の口出し部４０、電源リード線保持部品５およびセンサリード線保持部品６の各一部は、キャビティ３０５の外側に突出している。

そののち、上金型３０１を下方に移動してキャビティ３０５を閉じ、溶融状態のモールド樹脂をランナ３０６からキャビティ３０５に注入する。キャビティ３０５に注入されたモールド樹脂は、固定子組立１０およびリード線配線部品３を覆う。また、モールド樹脂は、コイル１２の各巻線部１２ａ、および固定子組立１０に供給された樹脂端材８の間にも侵入する。

上記の通り、固定子組立１０のコイル１２の巻線部１２ａの隙間には、樹脂端材８が既に供給されているため、ランナ３０６から注入するモールド樹脂の量は少なくて済む。

キャビティ３０５にモールド樹脂を注入したのち、モールド金型３００を加熱する。これにより、キャビティ３０５内のモールド樹脂が硬化する。すなわち、固定子組立１０、リード線配線部品３がモールド樹脂により一体成形され、固定子１が形成される。また、樹脂端材８は、モールド樹脂と一体化する。

モールド工程の完了後、固定子１をモールド金型３００から取り出す。これにより、本実施の形態の固定子１の製造が完了する。このとき、モールド金型３００のランナ３０６内で硬化した樹脂を取り出し、破砕して、次の固定子１のモールド工程において樹脂端材８として使用する。

以上のようにして固定子１を製造した後、電動機１００を組み立てる（ステップＳ７）。すなわち、図１０に示したように、シャフト７３に回転子７および軸受７４を取り付けたものを、固定子１の開口部１９から挿入する。また、ブラケット７５を固定子１の開口部１９に取り付ける。さらに、ブラケット７５の外側に、軸受７４への水等の侵入を抑制する防水キャップ７６を取り付ける。これにより、電動機１００の製造が完了する。

なお、樹脂端材８は、モールド樹脂１３を構成する材料で形成することが最も望ましいが、モールド樹脂１３を構成する材料を含むもの（すなわち別の材料を加えたもの）であってもよい。また、樹脂端材８を、モールド樹脂１３を構成する材料とは別の材料で形成することも可能である。また、樹脂端材８は、前のモールド工程において、モールド金型３００のランナ３０６から取り出した樹脂を破砕したものを使用するのが望ましいが、これに限定されるものではない。

以上説明したように、本発明の実施の形態１では、固定子鉄心２の隣り合うティース２２（第１のティース２２１および第２のティース２２２）に巻回された巻線部１２ａ（第１の巻線部１２１および第２の巻線部１２２）の隙間に、樹脂端材８（樹脂小片）が配置されている。そのため、モールド樹脂の使用量を低減することができ、固定子１の製造コストの低減を図ることができる。

また、樹脂端材８が、モールド樹脂１３を構成する材料を含んでいるため、樹脂端材８をモールド樹脂１３と一体化させ、均質なモールド樹脂１３を得ることができる。これにより、固定子の品質向上を図ることができる。

また、樹脂端材８として、前のモールド工程（言い換えると、既に行われたモールド工程）においてモールド金型３００のランナ３０６で硬化した樹脂を破砕したものを用いることにより、樹脂の再利用による製造コストの更なる低減を図ることができる。

また、リード線配線部品３に、樹脂端材８を通過させる大きさを有する開口部３０ａを設けることにより、固定子組立１０にリード線配線部品３を取り付けてからの樹脂端材８の供給が容易になる。

また、本発明の実施の形態１では、隣り合うティース２２（第１のティース２２１および第２のティース２２２）を有する固定子鉄心２を用意する工程と、各ティース２２にコイル１２の巻線部１２ａ（第１の巻線部１２１および第２の巻線部１２２）を巻回す工程と、巻線部１２ａの隙間に樹脂端材８を供給する工程と、固定子鉄心２、コイル１２および樹脂端材８をモールド樹脂で一体成形する工程とを経て、固定子１が製造される。このように樹脂端材８を巻線部１２ａの隙間に供給してからモールド樹脂１３による一体成形を行うことにより、モールド樹脂の使用量を低減することができ、固定子１の製造コストの低減を図ることができる。また、巻線部１２ａの隙間の広さに応じて、樹脂端材８の供給量を調節することができるため、様々な種類の固定子１への対応が可能になる。

また、固定子鉄心２の下側に端材受け部９を設けることにより、樹脂端材８の位置ずれを抑制することができる。これにより、固定子１内における樹脂の分布の偏りによる強度低下を防止し、固定子１の品質向上を図ることができる。

また、端材受け部９に、固定子鉄心２に係り止めされる係り止め部（例えば外周端９１および内周端９２）を設けることにより、樹脂端材８を供給した固定子組立１０を移動させる際に、樹脂端材８の位置ずれを防止することができる。これにより、固定子１の品質向上を図ることができる。

また、固定子組立１０にリード線配線部品３を取り付けてから樹脂端材８を供給するようにすれば、例えば、固定子組立１０をモールド金型３００に設置した状態で樹脂端材８の供給を行うことが可能となり、製造工程を簡単にすることができる。

また、上記のように固定子１の製造コストを低減することにより、固定子１を有する電動機１００の製造コストを低減することができる。

さらに、上記のように固定子１の製造コストを低減することにより、固定子１を有する電動機１００を用いた空気調和装置２００の製造コストを低減することができる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２は、モールド樹脂の使用量の低減に加えて、製造工程のさらなる簡略化と、固定子１の品質の向上を図るものである。

図１５は、実施の形態２において、固定子組立１０に樹脂端材８を供給する工程を説明するための斜視図である。実施の形態１で説明したように、固定子組立１０をモールド金型３００（図１４）内に設置した状態で、固定子組立１０（特にコイル１２の隣り合う巻線部１２ａの間）に樹脂端材８を供給する。但し、固定子組立１０に樹脂端材８を供給してから、モールド金型３００に設置してもよい。固定子組立１０の下方には、端材受け部９を配置する。

実施の形態２では、複数の樹脂端材８（樹脂小片）をさらに樹脂で固めた仮成形体８１を用いる。樹脂端材８を固める樹脂としては、例えば、モールド樹脂１３の補修材、またはバインダ樹脂を用いることができる。仮成形体８１は、例えば粘土のような塊状であることが望ましい。

樹脂端材８を樹脂で固めて仮成形体８１とすることにより、固定子組立１０に対して樹脂端材８の位置を固定することができる。そのため、固定子１内における樹脂の分布の偏りによる強度低下を防止し、固定子１の品質向上を図ることができる。

また、複数の樹脂端材８をまとめて取り扱うことが可能になるため、作業が容易になる。なお、図１５では、３つの樹脂端材８を樹脂で固めて１つの仮成形体８１とした例を示しているが、１つの仮成形体８１に含まれる樹脂端材８の数は、特に限定されない。

仮成形体８１は、外力によって変形可能であることが望ましい。また、仮成形体８１の大きさおよび形状は、コイル１２の隣り合う巻線部１２ａの間に入り込むことが可能な大きさおよび形状であればよい。固定子組立１０に取り付けられたリード線配線部品３の開口部３０ａの大きさは、仮成形体８１よりも大きいものとする。

樹脂端材８は、実施の形態１で説明したように、モールド樹脂１３を構成する材料で形成することが望ましいが、モールド樹脂１３を構成する材料を含むもの（すなわち別の材料を加えたもの）であってもよい。また、樹脂端材８を、モールド樹脂１３を構成する材料とは別の材料で形成することも可能である。また、樹脂端材８は、前のモールド工程において、モールド金型のランナで硬化した樹脂を破砕したものであることが望ましいが、これに限定されるものではない。

このように固定子組立１０に仮成形体８１を供給したのち、モールド金型３００にモールド樹脂を注入し、加熱することにより、固定子組立１０およびリード線配線部品３がモールド樹脂により一体成形され、図９に示した固定子が得られる。このモールド工程は、実施の形態１で説明したとおりである。

このとき、仮成形体８１に含まれる樹脂端材８は、モールド樹脂１３と一体化する。また、仮成形体８１において樹脂端材８を固めている樹脂（モールド樹脂の補修材またはバインダ樹脂）は、モールド樹脂と併存し得る樹脂であり、物性の変化を生じにくい。なお、仮成形体８１は、樹脂を用いずに、複数の樹脂端材８を圧縮することによって形成されていてもよい。

実施の形態２の固定子１の構成は、樹脂端材８を樹脂で固めた仮成形体８１を用いる点を除き、実施の形態１で説明した固定子１と同様である。また、実施の形態２の固定子１を用いた電動機および空気調和装置の構成も、実施の形態１で説明した電動機１００および空気調和装置２００と同様である。

以上説明したように、本発明の実施の形態２では、樹脂端材８（樹脂小片）を樹脂で固めた仮成形体８１をコイル１２の巻線部１２ａの隙間に供給するため、固定子組立１０に対して樹脂端材８の位置を固定することができる。そのため、実施の形態１で説明した効果に加えて、固定子１内における樹脂の分布の偏りによる強度低下を防止し、固定子１の品質向上を図ることができる。

また、樹脂端材８を固める樹脂がモールド樹脂の補修材またはバインダ樹脂であるため、モールド樹脂と併存しても物性の変化を生じにくい。そのため、固定子１の品質向上に資することができる。

なお、ここでは、端材受け部９を用いると説明したが、端材受け部９は必ずしも用いなくてもよい。例えば、樹脂端材８が樹脂等によって固められている仮成形体８１を用いる場合には、巻線部１２ａの隙間からこぼれ落ちることが抑制されるためである。

また、上述した実施の形態１で説明したように、樹脂端材８を仮成形せずに巻線部１２ａの隙間に供給した場合には、実施の形態２よりも樹脂の分布の均一性は低下する可能性はあるが、モールド樹脂の使用量を低減する効果は十分に達成することができる。

１，１Ａ 固定子、 ２ 固定子鉄心、 ３ リード線配線部品（配線部品）、 ４ センサ基板、 ５ 電源リード線保持部品、 ６ センサリード線保持部品、 ７ 回転子、 ８ 樹脂端材（樹脂小片）、 ９ 端材受け部（受け部）、 １０ 固定子組立、 １１ 絶縁部、 １１ａ 外壁部、 １１ｂ 内壁部、 １２ コイル、 １２ａ 巻線部、 １２１ 第１の巻線部、 １２２ 第２の巻線部、 １３ モールド樹脂、 １４ 電源リード線、 １５ センサリード線、 ２１ ヨーク、 ２２ ティース、 ２２１ 第１のティース、 ２２２ 第２のティース、 ３０ 環状板部、 ３０ａ 開口部、 ４０ 口出し部、 ７１ 回転子鉄心、 ７２ 永久磁石、 ７３ シャフト、 ７４ 軸受、 ８１ 仮成形体、 ９１ 外周端、 ９２ 内周端、 １００ 電動機、 ２００ 空気調和装置、 ２０１ 室外機、 ２０２ 室内機、 ２０３ 冷媒配管、 ２０５ 第１のファン、 ２０６ 第１の電動機、 ２０７ 第２のファン、 ２０８ 第２の電動機、 ３００ モールド金型、 ３０１ 上金型、 ３０２ 下金型、 ３０３ 中芯、 ３０５ キャビティ、 ３０６ ランナ。

本発明の固定子は、隣り合う第１のティースと第２のティースとを有する固定子鉄心と、第１のティースに巻回された第１の巻線部と、第２のティースに巻回された第２の巻線部とを有するコイルと、第１の巻線部と第２の巻線部との隙間に配置された樹脂小片と、固定子鉄心、コイルおよび樹脂小片を覆うモールド樹脂と、固定子鉄心に取り付けられ、リード線が配線された配線部品とを備える。配線部品は、樹脂小片が通過可能な大きさの開口部を備えている。

本発明の電動機は、固定子と、固定子の内側に配置された回転子とを備える。固定子は、隣り合う第１のティースと第２のティースとを有する固定子鉄心と、第１のティースに巻回された第１の巻線部と、第２のティースに巻回された第２の巻線部とを有するコイルと、第１の巻線部と第２の巻線部との隙間に配置された樹脂小片と、固定子鉄心、コイルおよび樹脂小片を覆うモールド樹脂と、固定子鉄心に取り付けられ、リード線が配線された配線部品とを備える。配線部品は、樹脂小片が通過可能な大きさの開口部を備えている。

本発明の空気調和装置は、第１のファンと、第１のファンを駆動する第１の電動機とを備えた室外機と、第２のファンと、第２のファンを駆動する第２の電動機とを備えた室内機と、室外機と室内機とを連結する冷媒配管とを備える。第１の電動機および第２の電動機の少なくとも一方は、固定子と、固定子の内側に配置された回転子とを備える。固定子は、隣り合う第１のティースと第２のティースとを有する固定子鉄心と、第１のティースに巻回された第１の巻線部と、第２のティースに巻回された第２の巻線部とを有するコイルと、第１の巻線部と第２の巻線部との隙間に配置された樹脂小片と、固定子鉄心、コイルおよび樹脂小片を覆うモールド樹脂と、固定子鉄心に取り付けられ、リード線が配線された配線部品とを備える。配線部品は、樹脂小片が通過可能な大きさの開口部を備えている。

本発明の固定子の製造方法は、隣り合う第１のティースと第２のティースとを有する固定子鉄心を用意する工程と、第１のティースおよび第２のティースに、コイルの第１の巻線部および第２の巻線部を巻回す工程と、固定子鉄心に、リード線が配線された配線部品を取り付ける工程と、第１の巻線部と第２の巻線部との隙間に樹脂小片を供給する工程と、固定子鉄心、コイルおよび樹脂小片を、モールド樹脂で一体成形するモールド工程とを有する。配線部品は、樹脂小片が通過可能な大きさの開口部を備えている。

Claims (16)

1. 隣り合う第１のティースと第２のティースとを有する固定子鉄心と、
   前記第１のティースに巻回された第１の巻線部と、前記第２のティースに巻回された第２の巻線部とを有するコイルと、
   前記第１の巻線部と前記第２の巻線部との隙間に配置された樹脂小片と、
   前記固定子鉄心、前記コイルおよび前記樹脂小片を覆うモールド樹脂と
   を備えたことを特徴とする固定子。
2. 前記樹脂小片は、前記モールド樹脂を構成する材料を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の固定子。
3. 前記樹脂小片は、前に行われた前記固定子のモールド工程において金型のランナで硬化した樹脂を破砕して得られたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の固定子。
4. 前記樹脂小片は、樹脂で固められた複数の樹脂小片であることを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載の固定子。
5. 前記複数の樹脂小片を固める樹脂は、前記モールド樹脂の補修材またはバインダ樹脂であることを特徴とする請求項４に記載の固定子。
6. 前記固定子鉄心に、リード線が配線された配線部品が取り付けられていることを特徴とする請求項１から５までの何れか１項に記載の固定子。
7. 前記配線部品は、前記樹脂小片が通過可能な開口部を備えていることを特徴とする請求項６に記載の固定子。
8. 固定子と、前記固定子の内側に配置された回転子とを備え、
   前記固定子は、
   隣り合う第１のティースと第２のティースとを有する固定子鉄心と、
   前記第１のティースに巻回された第１の巻線部と、前記第２のティースに巻回された第２の巻線部とを有するコイルと、
   前記第１の巻線部と前記第２の巻線部との隙間に配置された樹脂小片と、
   前記固定子鉄心、前記コイルおよび前記樹脂小片を覆うモールド樹脂と
   を備えたことを特徴とする電動機。
9. 前記樹脂小片は、前記モールド樹脂を構成する材料を含んでいることを特徴とする請求項８に記載の電動機。
10. 第１のファンと、前記第１のファンを駆動する第１の電動機とを備えた室外機と、
    第２のファンと、前記第２のファンを駆動する第２の電動機とを備えた室内機と、
    前記室外機と前記室内機とを連結する冷媒配管と
    を備え、
    前記第１の電動機および前記第２の電動機の少なくとも一方は、
    固定子と、前記固定子の内側に配置された回転子とを備え、
    前記固定子は、
    隣り合う第１のティースと第２のティースとを有する固定子鉄心と、
    前記第１のティースに巻回された第１の巻線部と、前記第２のティースに巻回された第２の巻線部とを有するコイルと、
    前記第１の巻線部と前記第２の巻線部との隙間に配置された樹脂小片と、
    前記固定子鉄心、前記コイルおよび前記樹脂小片を覆うモールド樹脂と
    を備えたことを特徴とする空気調和装置。
11. 前記樹脂小片は、前記モールド樹脂を構成する材料を含んでいることを特徴とする請求項１０に記載の空気調和装置。
12. 隣り合う第１のティースと第２のティースとを有する固定子鉄心を用意する工程と、
    前記第１のティースおよび前記第２のティースに、コイルの第１の巻線部および第２の巻線部を巻回す工程と、
    前記第１の巻線部と前記第２の巻線部との隙間に樹脂小片を供給する工程と、
    前記固定子鉄心、前記コイルおよび前記樹脂小片を、モールド樹脂で一体成形するモールド工程と
    を有することを特徴とする固定子の製造方法。
13. 前記樹脂小片は、前記モールド樹脂を構成する材料を含んでいることを特徴とする請求項１２に記載の固定子の製造方法。
14. 前記樹脂小片は、前に行われた前記モールド工程においてモールド金型のランナで硬化した樹脂を破砕したものであることを特徴とする請求項１２または１３に記載の固定子の製造方法。
15. 前記固定子鉄心の下側に、前記樹脂小片を受ける受け部を設置することを特徴とする請求項１２から１４までの何れか１項に記載の固定子の製造方法。
16. 前記受け部は、前記固定子鉄心に係り止めされる係り止め部を有することを特徴とする請求項１５に記載の固定子の製造方法。
    

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