KR100374103B1

KR100374103B1 - 모터의 몰드코어

Info

Publication number: KR100374103B1
Application number: KR10-2000-0020908A
Authority: KR
Inventors: 시가츠요시; 고토요시야스
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 1999-08-09
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2003-03-03
Also published as: CN1140035C; JP3517611B2; DE60021232T2; TW497317B; US6492749B1; KR20010020766A; EP1076400A2; CN1283888A; DE60021232D1; JP2001054245A; EP1076400B1; EP1076400A3

Abstract

본 발명은 모터의 몰드 코어에 관한 것으로서, 원고리 형상의 요크부(12)의 외부둘레부 또는 내부둘레부에서 지름방향으로 연장된 복수개의 티스부(13, 14)를 갖는 스테이터 코어(11)에 대해 그 외면을 절연성 수지에 의해 몰드 성형하여 수지피복부(15)를 형성한 것에 있어서, 상기 각 티스부(13, 14)의 지름방향으로 연장된 단면의 수지피복부(15a, 15b)의 두께(E, F)를 달리 한 구성으로서, 스테이터 코어의 외면을 몰드성형에 의해 절연성 수지로 덮은 구성으로 하여 수지의 유동 밸런스를 개선하여 해당 코어의 말단까지 확실하게 충전할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

모터의 몰드 코어{MOLD CORE FOR MOTOR}

본 발명은 요크부 및 티스부로 이루어진 스테이터 코어의 외면에 절연성 수지를 몰드성형에 의해 피복하여 이루어진 모터의 몰드 코어에 관한 것이다.

종래, 모터에 있어서 스테이터는 소정 형상으로 천공 강판을 다수장 적층하여 스테이터 코어를 형성하고, 이 스테이터 코어의 외면에 절연성 수지에 의해 몰드 성형하여 수지피복부를 형성하고, 그 피복된 티스부에 코일을 권선하도록 하고 있다.

도 8은 예를 들면 상기한 바와 같이 하여 구성된 스테이터 코어(1)의 주요부 횡단면도에 있어서, 해당 스테이터 코어(1)는 원고리형상의 요크부(2) 및 해당 요크부(2)의 외부둘레부로부터 방사 형상으로 연장된 복수개의 티스부(3)로 이루어지고, 이러한 외면을 덮도록 사출성형기에 의해 절연성 수지로 몰드 성형하는 것에 의해 수지피복부(4)를 형성하고 있다.

또, 상기 수지피복부(4)는 통상 대략 전면에 걸쳐 균일한 두께로 하고, 또 용융상태의 절연성 수지를 주입하는 다수개의 게이트(5)(도면중 이점 쇄선으로 나타냄)는 각 티스부(3)에 대해 균등배치가 되도록 요크부(2) 상에 배치하고, 용융수지의 유동성의 균일화를 꾀하도록 하여 각 티스부(3)의 단부인 연장단면까지 충전하도록 하고 있다.

그러나, 수지피복부(4)의 두께는 비교적 얇고 대략 균일하기 때문에 스테이터 코어(1)의 외경측인 티스부(3)의 단부에 다가감에 따라 유동길이도 길어지고 용융수지의 유동저항이 커져 유동성이 저하되고, 따라서 특히 각 티스부(3)의 연장단부에 있어서 수지의 충전에는 도 9에 개시한 바와 같이 사출성형기의 최대 사출압력(X) 하에서 몰드성형하도록 되어 있다.

즉, 도 9는 횡축을 시간으로 하여 충전과정을 나타내고, 이것에 대응하는 소요압력의 특성곡선을 나타낸 것이고, 전반의 「ㄱ」과정에서는 게이트(5) 근방에서 유동저항이 작은 요크부(2)의 충전을 주체로 하는 압력변화를 나타내고, 또 후반의 「ㄴ」과정에서는 각 티스부(3)의 연장단부에 있어서 압력변화를 나타내고 있고, 이 「ㄴ」과정에서는 최대 사출압력(X)으로 수지의 충전이 실행된다.

따라서, 상기한 바와 같이 게이트(5)가 균등배치되어 있는 것도 맞물려, 각 티스부(3)의 연장단부로의 충전시기가 동시에 집중되기 때문에, 최대사출압력(X)은 각 티스부(3)에 대응하여 분산되고, 개개의 티스부(3)에 대해서는 저압력이 되어 말단까지 완전히 충전되지 않을 우려가 있다.

또, 이것에 대처하려면 사출압력이 큰 대형의 성형기를 준비하는 것이 고려되는데, 경제적으로 불리할 뿐만아니라, 높은 압력으로 했기 때문에 스테이터 코어(1)에 생각지 않은 왜곡변형이 생기거나, 도시하지 않은 성형틀의 틀맞춤면에서 많은 플래시가 발생하는 등의 악영향이 염려된다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 스테이터 코어의 외면을 절연성 수지로 덮도록 몰드 성형에 의해 수지피복부를 형성한 것에 있어서, 용융수지의 유동 밸런스를 개선하여 티스부의 말단까지 확실하게 충전할 수 있도록 한 모터의 몰드 코어를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예를 나타낸 주요부의 횡단 평면도,

도 2는 도 1의 화살표 Q방향에서 본 코어 바깥쪽 단면의 정면도,

도 3은 성형틀의 개략 구성을 나타낸 종단 측면도,

도 4는 코어 바깥쪽 단면에 있어서 수지의 충전과정을 나타낸 작용 설명도,

도 5는 수지의 충전과정과 성형기의 사출압력과의 상관관계를 나타낸 도면,

도 6은 수지피복부로 덮은 스테이터 코어의 주요부의 종단 측면도,

도 7은 다른 태양의 도 6 상당도,

도 8은 종래예를 나타낸 도 1 상당도 및

도 9는 도 5 상당도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11: 스테이터 코어 12: 요크부

13, 14: 티스부 15: 수지피복부

16, 17: 코어 노출부 18: 성형틀

19a, 19b: 지지부 20: 게이트

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 모터의 스테이터는 원고리 형상의 요크부와 상기 요크부의 외부둘레부 또는 내부둘레부에서 지름방향으로 연장된 복수개의 티스부를 갖는 스테이터 코어, 및 상기 스테이터 코어의 외면을 덮도록 몰드성형된 수지피복부로 이루어진 몰드 코어에 있어서, 상기 스테이터 코어의 상기 요크부에서는 복수의 게이트가 형성되고, 상기 수지피복부는 상기 스테이터 코어가 성형틀내에 수용된 상태에서 절연성 수지가 상기 복수의 게이트로부터 주입충전되어 형성되고, 상기 수지피복부는 상기 각 티스부의 지름방향으로 연장된 단면에서 다른 두께를 가지는 것을 특징으로 한다(청구항 1의 발명).

상기 구성에 의하면, 그 연장단면의 수지피복부의 두께를 두껍게 하는 측의 티스부에 대한 수지의 유동성이 좋아져서 유동 밸런스가 개선되고, 요크부에 설치된 게이트로부터 주입된 용융수지는 해당 요크부를 거쳐 우선 단면을 두껍게 하는 티스부를 충전하고 이 충전이 완료되면, 이어서 상기 얇은 두께측의 티스부를 차례로 충전하게 된다.

따라서, 각 티스부의 연장단면에 수지를 충전할 때에 요하는 가장 큰 사출압력을 각각의 티스부 별로 공급하여 성형할 수 있기 때문에, 각 티스부의 말단인 연장단면까지 완전히 충전할 수 있어 소망하는 수지피복부를 확실하게 형성할 수 있다.

또, 청구항 1에 기재한 것에 있어서, 상기 각 티스부는 그 연장된 지름방향길이가 교대로 다른 배치구성으로 하는 동시에, 각 연장단면의 수지피복부의 두께를 지름방향 길이가 작은 티스부 측을 두껍게 하고, 지름방향 길이가 큰 티스부 측을 얇게 한 것을 특징으로 한다(청구항 2의 발명).

상기 구성에 의하면, 연장단면의 수지피복부가 두껍게 되는 측의 티스부를 그 연장된 길이가 짧은 구성으로 했기 때문에, 청구항 1에 부가하여 그만큼 수지의 유동길이를 짧게 할 수 있어 해당 티스부의 수지의 충전이 한층 원활하게 될 수 있고, 따라서 각 티스부 간의 충전시기를 시간적으로 크게 어긋나게 하여 최대 사출압력을 확실하게 각 티스부 별로 수지의 충전에 채울 수 있고, 각 티스부의 말단까지 한층 확실하게 충전할 수 있는 이점을 갖는다.

또, 청구항 1에 기재한 것에 있어서, 상기 각 티스부의 연장단부에서 티스부폭을 교대로 다르게 한 배치구성으로 하는 동시에, 이러한 티스부 연장단면의 수지피복부의 두께를 티스폭이 큰 티스부측을 두껍게 하고, 티스폭이 작은 티스부측을 얇게 하는 것을 특징으로 한다(청구항 3의 발명).

상기 구성에 의하면, 연장단면의 수지피복부를 두껍게 하는 측의 티스폭을 넓게 했기 때문에, 청구항 1에 부가하여 그만큼 수지의 유동저항을 경감할 수 있어 해당 티스부의 수지의 충전이 한층 원활하게 될 수 있고, 따라서 상기 청구항 2와 대략 같은 작용 효과를 기대할 수 있다.

그리고, 청구항 1 내지 청구항 3의 어느 한 항에 기재한 것에 있어서, 상기 각 티스부의 연장단면을 덮는 수지피복부의 두께는 0.3∼1.0㎜의 범위인 것을 특징으로 한다(청구항 4의 발명).

상기 구성에 의하면, 연장단면의 수지피복부의 두께가 0.3㎜미만이면 수지의 유동저항이 커서 미충전부분이 생길 우려가 있고, 또 상기 두께가 1.0㎜를 넘으면로터와의 에어 갭이 전체적으로 커지고, 모터의 성능이 저하될 우려가 있지만, 상기 설정범위로 하는 것에 의해 실사용에 적합한 몰드 코어를 제공할 수 있다.

그리고, 청구항 1 내지 청구항 3의 어느 한 항에 기재한 것에 있어서, 상기 수지피복부를 포함하는 각 티스부의 연장단면 지름길이는 동일한 것을 특징으로 한다(청구항 5의 발명).

상기 구성에 의하면, 각 티스부가 다른 구성에 있어서도, 그 지름길이를 대략 동일하게 한 것에 의해 로터와의 기계적인 에어 갭을 균등하게 작게 억제할 수 있기 때문에, 로터와의 사이에 생기는 바람소리를 경감하고, 또는 조심(centering)을 수반한 설치가 용이하게 되는 등의 점에서 유효하다.

또, 청구항 1에 기재한 것에 있어서, 상기 게이트는 연장단면의 수지피복부를 두껍게 한 티스부의 근방에 형성된 것을 특징으로 한다(청구항 6의 발명).

상기 구성에 의하면, 연장단면의 수지피복부를 두껍게 하는 측의 티스부 근방에 수지를 주입하는 게이트를 배치했기 때문에, 청구항 1에 부가하여 그만큼 해당 티스부로의 수지의 충전이 한층 빠르게 실행되고, 따라서 각 티스부 간의 충전시기를 어긋나게 하여 최대 사출압력을 유효하게 이용할 수 있는 등, 상기 청구항 2와 대략 같은 작용효과를 기대할 수 있다.

또, 청구항 3에 기재한 것에 있어서, 성형틀에는 내부에 수용한 스테이터 코어를 지름방향으로 지지고정하도록 각 티스부 연장단면에 압접하는 지지부를 구비하고, 상기 지지부는 티스폭이 큰 티스부의 연장단면과의 압접면적을 티스폭이 작은 것에 비해 크게 설정한 것을 특징으로 한다(청구항 7의 발명).

상기 구성에 의하면, 각 티스부를 최대 사출압력으로 수지를 충전하여 성형할 수 있는 것에 수반하여, 이 사출압력으로 스테이터 코어가 지름방향으로 옆으로 어긋나는 것을 해당 지지부로 효과적으로 저지할 수 있고, 따라서 이 옆으로 어긋나는 것에 의한 소위 부푸는 현상을 최소한으로 억제할 수 있어 스테이터 코어의 단부인 티스부 연장단면의 수지피복부를 확실하게 또한 적절한 두께로 형성할 수 있고, 또 이것에 의해 로터와의 에어 갭도 적정화를 꾀할 수 있다.

그리고, 청구항 7에 기재한 것에 있어서, 상기 지지부에 의해 압접하는 스테이터 코어의 두께방향 길이를, 해당 코어 두께가 20㎜ 이상이고 상기 코어 외경이 100㎜ 이상의 것에 있어서, 상기 코어 두께의 20% 이상으로 설정한 것을 특징으로한다(청구항 8의 발명).

상기 구성에 의하면, 스테이터 코어의 크기에 따른 소망하는 지지부를 얻을 수 있고, 따라서 항상 적정한 압접면적을 얻어 해당 지지부에 의한 스테이터 코어의 부푸는 현상을 억제하는데 유효하여 실사용에 적합한 몰드 코어를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 한 실시예를 나타낸 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

우선, 도 1은 스테이터 코어(11)의 외면에 절연성의 수지피복부(15)를 몰드성형에 의해 형성한 본 구성의 주요부의 횡단 평면도이고, 이 도 1에 나타낸 스테이터 코어(11)는 본 실시예에서는 아우터 로터형의 브러시리스 모터에 사용되는 스테이터에 적용한 구성을 나타내고 있다.

그러나, 도 1에 있어서, 스테이터 코어(11)는 소정 형상으로 천공된 규소강판을 다수장 적층하여 적정 개소를 코킹 등으로 하여 일체화한 것으로서, 상기 스테이터 코어(11)는 원고리형상을 이룬 요크부(12)와, 이 요크부(12)의 외부둘레부에서 방사형상으로 돌출하도록 연장형성된, 상세하게는 후술하는 복수개의 티스부(13, 14)를 교대로 배치한 구성에 있다.

그리고, 상기 구성의 스테이터 코어(11)에 있어서 요크부(12) 및 각 티스부(13, 14)의 외면에는 그 대략 전면을 덮도록 절연성 수지에 의한 수지피복부(15)가 몰드 성형에 의해 형성되어 있고, 이 피복부(15)의 재료로서는 예를 들면 내열성이 우수한 열가소성 수지의 폴리페닐렌설피드(PPS)를 주성분으로 하고, 이것에 유리의 분말을 혼합시킨 구성의 것으로서, 이 몰드성형수단에 대해서는 후술한다.

그러나, 본 구성에 있어서 상기 티스부(13, 14)는 각각 형상을 달리 하는 두개의 형태를 갖고 이러한 것을 둘레방향으로 교대로 배치한 구성으로 하고 있다. 이하, 구체적으로 서술하면, 도 1에 나타낸 바와 같이 우선 지름방향길이로서의 외경길이(A1)를 갖는 티스부(13)에 대해 이것에 인접하는 티스부(14)의 외경길이(B1)는 약간 작고, 외경길이 A1》B1의 관계를 이루는 동시에, 이러한 티스폭(C, D)의 길이도 다르고, C《D로 하는 길이 관계로 구성하고 있다.

또한, 상기한 각 티스부(13, 14)의 바깥쪽에 연장된 단면에 있어서 수지피복부(15a, 15b)의 두께(E, F)의 길이도 다르도록 형성되어 있어 지름이 작은(B1) 티스부(14) 쪽의 수지피복부(15b)의 두께(F)는 다른 쪽 지름이 큰(A1) 티스부(13)의수지피복부(15a)의 두께(E)보다 두껍게 형성되고, 이 두께 E《F의 관계는 수지피복부(15a, 15b)를 포함한 각각의 외경길이(A2, B2)가 대략 같은 길이(A2≒B2)가 되도록 설정되어 있다.

단, 본 구성에 있어서 이러한 수지피복부(15a, 15b)의 두께(E, F)는 0.3∼1.0㎜의 범위 내로 형성되어 있다.

덧붙여서 도 2를 참조하여 설명하는데, 도 2는 도 1의 화살표 Q방향에서 본 티스부(13, 14)의 연장단면인 정면도이고, 각각의 단면에는 수지피복부(15a, 15b)가 형성되어 있지 않은 부분, 즉 내부의 적층한 강판이 일부 노출된 소위 코어노출부(16, 17)가 각각 상하부 두 군데에 형성되어 있고, 또 폭이 넓은(D) 티스부(14)쪽의 코어노출부(17)의 노출면적이 다른 쪽의 폭이 좁은(C) 티스부(13)쪽의 코어노출부(16)보다 크고, 예를 들면 두께방향의 길이(H1, H2)는 각각 같은 길이로 하는데, 둘레방향의 가로폭 길이(J1, J2)는 다른 쪽의 K1, K2보다 각각 크게 설정되어 있다.

즉, 본 실시예에 있어서 스테이터 코어(11)의 외경 길이는 100㎜ 이상이고, 두께방향 길이가 20㎜ 이상으로서, 이 경우 코어노출부(16, 17)의 각 두께방향길이(H1+H2)는 해당 코어(11)의 두께길이(G)에 대해 20% 이상으로 하고, 부등식으로 나타내면 (H1+H2)/G>0.2의 관계에 기초하여 설정되어 있다.

그런데, 이 코어노출부(16, 17)는 몰드성형시에 있어서, 상세하게는 후술하지만, 성형틀(18)(도 3 참조) 내에 해당 스테이터 코어(11)가 고정지지되기 위해 용융수지가 충전되지 않는 것에 의해 형성되는 것으로서, 즉 성형틀(18)에는 상기코어노출부(17)에 상응한 형상의 지지부(19a, 19b)(도 3 참조)를 구비하고, 또 코어노출부(16)에도 도시하지 않지만, 이것에 상응한 지지부를 구비하고 있다.

또, 상기한 바와 같이 스테이터 코어(11)의 외경단부인 각 티스부(13, 14)의 바깥쪽 단면에 있어서 수지피복부(15a, 15b)는 본래적으로 전기적 절연을 실시하기 위한 것이 아니라, 이것은 스테이터 코어(11)의 외경 단부의 녹방지 및 진동방지를 위해 몰드성형을 이용하여 일체화하여 고정화를 꾀한 것으로서, 따라서 상기 코어 노출부(16, 17)는 전기적 절연에 관한 특성에 관해 특별히 영향을 주는 것은 아니다.

이어서, 상기한 바와 같이 수지피복부(15)를 형성한 스테이터 코어(11)를 얻도록 절연성 수지재료에 의한 몰드성형수단에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 성형틀(18)의 개략 구성을 나타내는 종단면도로서, 해당 성형틀(18) 내에 수용된 스테이터 코어(11)에 있어서는 티스부(14)의 도 2에서 나타낸 코어노출부(17)의 부위를 종단하여 나타낸 것이고, 따라서 이하 상기 티스부(14)쪽을 몰드성형하는 경우를 중심으로 설명한다.

여기에서, 성형틀(18)은 상부틀(18a) 및 하부틀(18b)로 이루어지고, 해당 상부틀(18a)에는 수지피복부(15)를 몰드성형할 때, 틀 내에 용융상태로 한 수지를 주입하기 위한 게이트(20)를 설치하고, 이 게이트(20)는 도 1 중에 있어서는 이점 쇄선으로 나타낸 바와 같이 요크부(12)의 둘레방향으로 복수 군데에 걸쳐 설치되어 있고, 본 구성에서는 상기한 지름이 작고(B1) 폭이 넓은(D) 각 티스부(14)의 기부에 대응하여 배치되어 있다.

그리고, 티스부(14)의 연장단면측에 있어서 지름방향에 압접지지하는 지지부(19a, 19b)를 상부틀(18a) 및 하부틀(18b)에 각각 안쪽으로 돌출하여 설치하고, 이 지지부(19a, 19b) 및 그 이외에 도시하지 않은 상하방향에 있어서 지지수단 등 복수군데에 걸쳐 스테이터 코어(11)는 지지되고, 해당 코어(11)는 성형틀(18) 내의 소정위치에 고정지지되고, 따라서 해당 스테이터 코어(11)의 외면에는 성형틀(18)의 내면과의 사이에 있어서 지지부(19a, 19b) 등의 압접부위를 빼고 소정의 간격이 형성된다.

이와 같이 스테이터 코어(11)를 수용한 후, 상기 게이트(20)로부터 용융상태의 상기한 절연성 수지가 주입되고, 도시한 화살표 방향으로 유동하여 구석구석까지 충전되고, 이 충전이 완전히 끝나 해당 수지가 경화되는 것에 의해 스테이터 코어(11)의 외면에는 수지피복부(15)가 형성되고, 소위 사출성형기에 의한 몰드성형이 완료된다.

단, 이 성형에 있어서, 상기 도 1에서 개시한 바와 같이 형상이 다른 각 티스부(13, 14)는 그 바깥쪽 단면의 수지피복부(15a, 15b)에 있어서 두께(E, F)는 E《F의 관계로 피복형성되고, 또 그 외경길이(A2, B2)는 대략 같게 A2≒B2가 되는 길이관계로 형성된다.

또, 이와 같이 형성된 수지피복부(15)에는 티스부(14)의 양단부에 돌출부(21)가 상하면에 걸쳐 기립성형되는 동시에, 그 사이를 파형의 홈형상 면(22)의 형상을 이루어 도시하지 않은 코일의 권선부를 구성하고 있다. 또한, 티스부(14)의 하면측에 있어서 기부쪽에는 상기 코일의 도선을 배치하는 홈부(23)를동시에 성형하고 있다.

이상, 도 3에 의해 티스부(14)에 관련된 구성에 대해 서술했는데, 또 한쪽의 형상이 다른 티스부(13)에 대한 몰드성형에 있어서도 실질적으로 같고, 단 상기한 바와 같이 바깥쪽 단면에 있어서 수지피복부(15a)의 두께(E)나, 스테이터 코어(11)를 고정지지하기 위해 형성되는 코어노출부(16)의 크기 등에 있어서 다른 것이다.

그러나, 각 티스부(13, 14)를 덮도록 수지피복부(15)의 몰드성형시에 용융수지의 유동밸런스의 형태에 대해서는 다음과 같다.

즉, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 우선 도 4는 도 2에 나타낸 각 티스부(13, 14)의 특히 각 연장단면에 있어서 수지의 충전과정을 도시화하고, 수지피복부(15a, 15b)를 형성하는 과정을 단계적으로 나타낸 작용설명도이고, 상기 도 3에 나타낸 바와 같이 게이트(20)에서 주입된 용융수지는 요크부(12)의 안쪽부터 화살표 방향으로 흘러 티스부(13, 14)의 바깥쪽 단부로 유동하는 것인데, 본 구성에서는 게이트(20)가 요크부(12)의 티스부(14) 근방에 대응한 위치에 설치되어 있는 점에서 수지는 티스부(13)에 비해 해당 티스부(14)쪽으로 유입하기 쉽고, 덧붙여서 이 티스부(14)의 외경길이(B1)는 한쪽 티스부(13)의 외경길이(A1)보다 지름이 작고(A1》B1), 소위 연장방향의 길이가 짧은 동시에 티스폭(D)이 넓고(C《D), 또한 티스부(14)의 바깥쪽 단면에 있어서 수지피복부(15b)의 두께(F)가 한쪽 수지피복부(15a)의 두께(E)보다 두껍게(E《F) 형성되도록 되어 있고, 이것은 몰드성형전의 스테이터 코어(11)의 바깥쪽 단면에 있어서 성형틀(18)과의 간격이 크게 형성되는 것이고, 따라서 상기 티스부(14)쪽으로의 용융수지의 유동길이는 한쪽 티스부(13)쪽에 비해 짧고, 유동저항도 적어 흐르기 쉽기 때문에 해당 티스부(14)의 말단까지의 수지의 충전은 신속하게 실행된다.

따라서, 도 4에 충전과정을 단계적으로 나타낸 바와 같이 상기 도면 (a)의 미충전 상태에서 각 티스부(13, 14)에 유입하는 수지는 티스부(14)쪽에 재빨리 유입되고, 상기 도면 (b)에 나타낸 바와 같이 바깥쪽 단면의 상하부에서 충전되기 시작, 그리고 상기 도면 (c)에 나타낸 바와 같이 완전히 충전되기에 이르러, 수지피복부(15b)가 형성된다.

그러나, 티스부(14)쪽으로의 수지 충전을 끝내면, 해당 티스부(14)내의 저항(압력)은 일시에 높아지기 때문에, 유동길이가 길고, 단면의 수지피복부(15a)도 얇고 유동저항이 큰 티스부(13)쪽에 수지가 유입되어 상기 도면 (d)에 나타낸 바와 같이 해당 단면에 충전되고, 이윽고 완전히 충전되는 것에 의해 상기 도면 (e)에 나타낸 바와 같이 수지피복부(15a)가 형성되어 각 티스부(13, 14)로의 수지의 충전이 완료되고, 따라서 스테이터 코어(11)의 절연성 수지의 피복이 완료된다.

이와 같이, 티스부(14, 13)쪽은 시간차를 갖고 단계적으로 수지의 충전이 실행되게 되어 이것은 용융수지에 부여하는 사출성형압력도 크게는 2단계로 분산된다.

즉, 수지피복부(15)를 몰드성형할 때에 각 티스부(13, 14)로의 수지충전시에 있어서 가장 큰 사출압력을 필요로 하기 때문에, 도 5에 나타낸 성형시에 있어서 사출압력의 특성곡선에 있어서, 횡축을 시간으로 하는 몰드성형의 후반에 최대사출압력(X)에 의한 성형이 2회에 걸쳐 발생하는 것을 이해할 수 있다.

또, 명료하게 하기 위해 횡축의 시간에 앞의 도 4에 의한 수지의 충전과정을 나타낸 부호 (a)∼(e)를 부기하여 충당하고, 그 상관관계를 보면 전단의 「ㄱ」과정에서는 주로 요크부(12)로의 충전이 실행되고, 도 4의 (a)과정에 상당하고, 이어서 「ㄴ」과정에서는 1회째의 최대사출압력(X)을 요하는 성형, 즉 도 4의 (b) 및 (c)에 나타낸 과정에 해당하고, 이 과정에서는 최초에 유동성이 좋은 티스부(14)쪽에 있어서 수지의 충전이 주로 실행되게 된다.

또 약간의 시간차를 거친 「ㄷ」과정에서는 2회째의 최대사출압력(X)에 의한 성형, 즉 도 4의 (d) 및 (e)의 과정에 상당하고, 이 과정에서는 주로 또 한쪽의 티스부(13)쪽으로의 수지의 충전이 실행되는 것이다.

이와 같이 요크부(12) 및 각 티스부(13, 14)에 수지피복부(15)를 형성하는 것에 의해 소정의 외면이 절연성수지로 피복된 스테이터 코어(11)는 수지의 경화후에 성형틀(18)에서 추출되는 것에 의해 일련의 몰드성형이 완료되고, 그 후 각 티스부(13, 14)의 권선부에 도시하지 않은 코일을 권선하는 것에 의해 아우터 로터형의 모터의 스테이터로서 구성되는 것이 된다.

상기한 본 실시예에 의하면 다음과 같은 작용효과를 얻을 수 있다.

우선, 각 티스부(13, 14)를 다른 형상으로 하고, 몰드성형시에 있어서 용융수지의 유동성에 차가 생기도록 티스부(14)쪽에 대응하는 게이트(20)의 배치, 지름방향으로 연장된 길이인 외경길이(B1)의 지름 축소화 및 그 연장단면인 바깥쪽 단면의 수지피복부(15b)의 두께(F)를 두껍게 하여 이루어지는 티스부(14)는 한쪽 티스부(13)에 비해 용융수지의 유동성이 좋아지고, 게이트(20)에서 주입된 용융수지는 요크부(12)를 충전한 후, 우선 티스부(14)쪽에 충전되고, 이어서 또 한쪽의 티스부(13)쪽에 충전되게 된다.

따라서, 도 4 및 도 5로 서술한 바와 같이, 각 티스부(14, 13)에 이분하여 각각에 최대의 사출압력(X)을 걸어 성형가능하게 되고, 일반적으로 비교적 얇은 수지피복부(15)가 되어 유동길이가 길고 유동저항이 커서 성형이 곤란하게 되는 각 티스부(13, 14)에 대해 완전히 그 말단까지 확실하게 충전할 수 있다.

또, 본 구성에 있어서 각 티스부(13, 14)의 외경길이(A1, B1)를 A1》B1의 관계가 되도록 다르게 하는 것에 의해 마그네트를 사용한 이러한 브러시리스모터에서는 소리, 진동 등의 소위 코킹현상의 개선으로 이어지는 것이 가능하게 되어 적합하다.

게다가, 각 티스부(13, 14)의 바깥쪽 단면에 있어서 수지피복부(15a, 15b)의 각 두께(E, F)에 대해 E《F의 관계로 하여 지름이 작은(B1) 티스부(14)쪽의 외경길이(B2)를 지름이 큰(A1) 티스부(13)쪽의 외경길이(A2)와 대략 같은 A2≒B2의 관계로 했기 때문에 도시하지 않은 아우터 로터와의 기계적인 에어 갭을 균등하게 작게 억제할 수 있고, 로터와의 사이에 생기는 바람소리를 경감하고, 또는 심을 수반하는 설치가 용이하게 이루어질 수 있는 이점을 갖는다.

또, 본 구성에서는 상기 단면의 수지피복부(15a, 15b)의 두께(E, F)를 0.3∼1.0㎜의 범위내로 설정했는데, 이것은 0.3㎜미만에서는 성형시에 용융수지의 유동저항이 커서 말단에서의 흐름을 한층 악화하여 완전한 충전이 곤란하거나, 또는 사출압력을 보다 높일 필요가 생기고, 또 1.0㎜를 넘는 두께로 한 경우에는 로터와의 전기적인 에어 갭이 전체적으로 커져 성능이 저하되기 때문에, 실사용에 기여하는데 각 두께(E, F)는 0.3∼1.0㎜ 범위내로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 각 티스부(13, 14)의 티스폭(C, D)은 C《D의 길이관계로 하는 동시에, 도 2에 나타낸 바와 같이 이 폭이 넓은(D) 코어노출부(17)의 노출면적을 크게 하고 있다. 이것은 성형틀(18)에 있어서 스테이터 코어(11)를 고정지지하는 지지부(19a, 19b)에 의한 압접면적에 따라 결정되는 크기이고, 본 구성에서는 스테이터 코어(11)의 적층강판의 둘레방향의 폭길이(J1, K1)를 다르게 한 구성에 기초하여 크기를 정하고 있다.

따라서, 상기 지지부(19a, 19b)는 성형틀(18)내에 있어서 스테이터 코어(11)를 지름방향의 바깥쪽으로 이동하지 않도록 아주 넓은 범위에서 고정지지한 구성에 있다.

그런데, 본 구성과 같이 몰드성형시에 있어서, 수지를 주입충전하는 사출압력에 의해 스테이터 코어(11)를 구성하는 적층강판의 일부가 지름방향에 약간 이동하는, 소위 옆으로 빗겨나는 현상을 일으키는 것은 피할 수 없다. 즉, 안쪽 요크부(12) 상에 게이트(20)가 배치되는 것에서 사출압력은 해당 게이트(20) 근방의 요크부(12)에서 각 티스부(13, 14)의 연장방향인 바깥쪽 단부를 향해 힘이 가해지고, 그 결과 예를 들면 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이 안쪽에서는 바깥쪽을 향해 움푹 들어가고, 그리고 바깥쪽 단부에서는 부푸는 현상으로서 나타난다.

이 부푸는 현상은 지름방향의 고정지지하는 지지부(19a, 19b)의 압접면적이 작을수록 현저하게 나타나고, 상기 경우에는 예를 들면 도 6에 나타낸 바와 같이바깥쪽 단면에 있어서 두께방향의 범위(L1)에서 나타내는 많은 적층강판이 옆으로 빗겨나는 것을 일으키고, 그리고 수지가 미충전이 되어 수지피복부(15)로서 적정하게 형성되지 않고 바깥쪽으로 돌출하여 크게 노출된 구성이 되어 버린다.

그러나, 본원 구성에서는 폭이 넓은(D) 티스부(14)를 이용하여 지지부(19a, 19b)에 의한 압접면적을 매우 크게 설정하고 있다. 그 결과, 다른 티스부(13)도 포함하여 도 7에 나타낸 바와 같이 두께방향에 있어서 지지부(19a, 19b)의 크기에 따른 길이(H1, H2)(도 2를 참조)에 상당하는 범위에 있어서 적층강판이 옆으로 빗겨나는 것을 저지하는데 유효하게 되고, 따라서 스테이터 코어(11)가 옆으로 빗겨나는 것이 생기는 범위(L2)는 작고, 실사용상 허용되는 범위내의 작은 부푸는 현상으로 억제할 수 있고, 해당 단면에 있어서 각 수지피복부(15a, 15b)도 수지의 충전이 확실하게 이루어져 적정한 두께(E, F)를 확보할 수 있고, 소망하는 본래의 녹방지 효과를 얻는 동시에, 스테이터 코어(11)의 바깥지름 단부를 해당 수지피복부(15a, 15b)에 의해 유효하게 수속고정화할 수 있기 때문에 해당 단부가 진동 등을 일으키는 문제도 유효하게 방지할 수 있다.

이와 같이 부푸는 현상을 방지하는데는 지지부(19a, 19b)가 압접하는 곳의 두께방향의 길이(H1, H2)가 중요한 점에서 스테이터 코어(11)의 크기에 따른 길이설정이 필요하고, 예를 들면 본 실시예에 의한 스테이터 코어(11)의 외경길이(A1)가 100㎜ 이상이고, 상기 두께길이(G)가 20㎜ 이상의 경우에서는 상기 지지부(19a, 19b)가 압접하는 두게방향의 총길이(H1+H2)가 스테이터 코어(11)의 두께길이(G)의 20% 미만에서는 압접지지가 불충분하여 앞의 도 6에서 나타낸 바와 같이 해당 부푸는 현상에 의한 변형이 커져 실사용에 쓰기 어렵고, 따라서 본 구성과 같이 두께길이(G)의 20% 이상으로 하는 것에 의해, 즉(H1+H2)/G>0.2의 부등식으로 나타낸 조건설정을 만족하는 것에 의해 해당 부푸는 현상을 유효하게 방지하고 도 7에 나타낸 바와 같이 최소한의 변형으로 억제할 수 있다.

이것은 도시하지 않은 로터와의 적정한 에어 갭을 확보하는데에 있어서도 매우 유효한 동시에, 반대로 코어 노출부(16, 17)가 너무 커져서 스테이터 코어(11) 단부의 녹방지나, 진동방지에 지장을 일으키지 않도록 하는 의미에서도 중요한 것이다.

또, 상기 이유에서 두께방향길이(H1, H2)가 클수록 효과적인 것을 알 수 있는데, 도 2에 나타낸 바와 같이 둘레방향의 폭길이(J1, J2)도 이것에 비례하여 크게 하고, 스테이터 코어(11)의 지지부(19a, 19b)와 압접하는 부위의 기계적 강도를 향상하는 것이 부푸는 현상을 억제하는 것에 의해 바람직하고, 그만큼 티스부(14)의 바깥쪽 단면에 있어서 수지의 충전이 확실하게 실행되고, 적정한 수지피복부(15b)를 형성할 수 있다. 이것은 또 한쪽의 티스부(13)에 대해서도 마찬가지라 할 수 있는 것은 물론이다.

또, 본 실시예에서는 아우터 로터형 모터에 사용하는 스테이터에 적용하여 설명했는데, 이것에 한정되지 않고 이너 로터형의 모터의 스테이터에도 적용할 수 있는 것이고, 이 경우 형상이 다른 각 티스부는 원고리형상의 요크부의 내부둘레부에서 안쪽으로 연장된 구성이 되고, 따라서 각 티스부의 연장단면은 안쪽 단부에 위치하는 등, 상기 실시예와는 배치구성이 다르지만 대략 같은 작용효과를 기대할수 있는 것이다.

그 이외에, 본 발명은 상기한 도면에 나타낸 실시예로 한정되는 것은 아니고, 실시할 때에 여러가지로 변경하여 실시할 수 있는 것이다.

본 발명은 이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 원고리형상의 요크부의 외부둘레부 또는 내부둘레부에서 지름방향으로 연장된 복수개의 티스부를 갖는 스테이터 코어에 그 외면을 절연성 수지에 의해 몰드성형하여 수지피복부를 형성한 것에 있어서, 상기 각 티스부의 지름방향에 연장된 단면의 수지피복부의 두께를 다르게 한 것에 의해 이 연장단면의 수지피복부의 두께를 두껍게 하는 쪽의 티스부에 대한 수지의 유동성이 좋아지고 유동밸런스가 개선되는 것에 따라 요크부에 설치된 게이트로부터 주입된 용융수지는 해당 요크부를 거쳐 우선 단면을 두껍게 하는 티스부를 충전한 후, 상기 얇은 두께의 티스부를 차례로 충전하게 된다.

따라서, 지름방향으로 연장된 각 티스부에 수지를 충전할 때에 요하는 가장 큰 사출압력을 각각의 티스부 별로 유효하게 공급하여 성형할 수 있기 때문에, 티스부의 말단까지 완전히 충전할 수 있고, 특히 대형의 성형기를 준비하지 않고 확실하게 소망하는 수지피복부를 형성할 수 있는 모터의 몰드 코어를 제공할 수 있다.

Claims

원고리 형상의 요크부와 상기 요크부의 외부둘레부 또는 내부둘레부에서 지름방향으로 연장된 복수개의 티스부를 갖는 스테이터 코어, 및 상기 스테이터 코어의 외면을 덮도록 몰드성형된 수지피복부로 이루어진 몰드 코어에 있어서,

상기 스테이터 코어의 상기 요크부에서는 복수의 게이트가 형성되고,

상기 수지피복부는 상기 스테이터 코어가 성형틀내에 수용된 상태에서 절연성 수지가 상기 복수의 게이트로부터 주입충전되어 형성되고,

상기 수지피복부는 상기 각 티스부의 지름방향으로 연장된 단면에서 다른 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 모터의 몰드코어.
제 1 항에 있어서,

상기 각 티스부는 그 연장된 지름방향길이가 교대로 다른 배치구성으로 하는 동시에, 각 연장단면의 수지피복부의 두께를 지름방향 길이가 작은 티스부 측을 두껍게 하고, 지름방향 길이가 큰 티스부 측을 얇게 한 것을 특징으로 하는 모터의 몰드코어.
제 1 항에 있어서,

상기 각 티스부의 연장단부에서 티스부폭을 교대로 다르게 한 배치구성으로 하는 동시에, 이러한 티스부 연장단면의 수지피복부의 두께를 티스폭이 큰 티스부측을 두껍게 하고, 티스폭이 작은 티스부측을 얇게 하는 것을 특징으로 하는 모터의 몰드코어.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 각 티스부의 연장단면을 덮는 수지피복부의 두께는 0.3∼1.0㎜의 범위인 것을 특징으로 하는 모터의 몰드코어.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 수지피복부를 포함하는 각 티스부의 연장단면 지름길이는 동일한 것을 특징으로 모터의 몰드코어.
제 1 항에 있어서,

상기 게이트는 연장단면의 수지피복부를 두껍게 한 티스부의 근방에 형성된 것을 특징으로 하는 모터의 몰드코어.
제 3 항에 있어서,

성형틀에는 내부에 수용한 스테이터 코어를 지름방향으로 지지고정하도록 각 티스부 연장단면에 압접하는 지지부를 구비하고, 상기 지지부는 티스폭이 큰 티스부의 연장단면과의 압접면적을 티스폭이 작은 것에 비해 크게 설정한 것을 특징으로 하는 모터의 몰드코어.
제 7 항에 있어서,

상기 지지부에 의해 압접하는 스테이터 코어의 두께방향 길이를, 해당 코어 두께가 20㎜ 이상이고 상기 코어 외경이 100㎜ 이상의 것에 있어서, 상기 코어 두께의 20% 이상으로 설정한 것을 특징으로 하는 모터의 몰드코어.