TWI666853B - Stator, stator manufacturing method, and motor - Google Patents

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鈴木正司
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日商山洋電氣股份有限公司
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Abstract

定子係具備：具有圓環部及從該圓環部的外周圍朝遠方呈放射線狀突出之複數個齒之定子芯、具有被插入有前述定子芯的前述齒之空芯部且被收容到在前述定子芯的前述齒間所區劃的槽內之模塑線圈、以及覆蓋被收容到前述定子芯的前述槽之前述模塑線圈的周圍之軛；前述模塑線圈具有圓弧狀的橫剖面，具備：被予以樹脂模塑之模塑部、以及從前述模塑部露出之露出部。

Description

定子、定子之製造方法、及馬達 相關申請案之交互參照
本申請案主張2014年2月13日申請之日本專利申請案第2014-25927號優先權及2014年11月28日申請之日本專利申請案第2014-242214號優先權，其全部內容以引用方式併入本案。
本揭示有關適用樹脂模塑線圈之馬達用的定子、定子的製造方法、及馬達。
存在有外徑開槽型的定子芯。外徑開槽型的定子芯，係從圓環部的外周圍朝遠方呈放射線狀突出設有複數個齒。亦即，該定子芯於圓環部的外徑側的齒間，具有槽。
在該定子芯，使用於中央部具有中空的空芯部之空芯線圈。該空芯線圈，通常，是在樹脂成形模具內被樹脂模塑，成形作為模塑線圈。
模塑線圈被收容到槽內。模塑線圈的空芯部 ，係插入有在定子芯的圓環部的外周圍所突出設置的齒。
作為與適用模塑線圈的定子相關聯之技術，揭示有輪狀定子(參閱日本特許第4910089號專利公報)。該輪狀定子方面，例如，模塑線圈係利用樹脂成形模具被予以樹脂模塑。模塑線圈具有梯形狀的剖面形狀，且具有中空部。模塑線圈，係插入有在定子芯的外周圍部所突出設置的齒，並嵌合到軛內。根據日本特許第4910089號專利公報的技術，對模塑線圈以外的構件之絕緣作業及絕緣構造變成不用的緣故，可以減低製造成本。
定子係具備：具有圓環部及從該圓環部的外周圍朝遠方呈放射線狀突出之複數個齒之定子芯、具有被插入有前述定子芯的前述齒之空芯部且被收容到在前述定子芯的前述齒間所區劃的槽內之模塑線圈、以及覆蓋被收容到前述定子芯的前述槽之前述模塑線圈的周圍之軛；前述模塑線圈具有圓弧狀的橫剖面，具備：被予以樹脂模塑之模塑部、以及從前述模塑部露出之露出部。
1‧‧‧支架
2‧‧‧定子(固定子)
3‧‧‧轉子(旋轉子)
4‧‧‧軸
10‧‧‧軛
20‧‧‧定子芯
21‧‧‧圓環部
22‧‧‧齒
23‧‧‧槽
30‧‧‧線圈
31‧‧‧空芯部
32‧‧‧導電銷
40‧‧‧電路基板
41‧‧‧彈性體
50‧‧‧轉子芯
60‧‧‧永久磁鐵
100‧‧‧馬達
223‧‧‧死區
230‧‧‧模塑線圈
30a‧‧‧空芯線圈
30b‧‧‧基準面
圖1為有關本實施方式的馬達之整體構成之概略圖。
圖2為有關本實施方式中的成形前的空芯線圈之立體圖。
圖3為有關本實施方式中的成形後的空芯線圈之立體圖。
圖4為本實施方式中的模塑線圈之立體圖。
圖5為表示本實施方式中之朝定子芯安裝模塑線圈的狀態之立體圖。
圖6為有關本實施方式之定子的立體圖。
圖7為有關本實施方式之定子的安裝構造的立體圖。
圖8為有關第1實施方式之定子的製造方法的流程的說明圖。
圖9為有關第2實施方式之定子的製造方法的流程的說明圖。
圖10為有關第2實施方式之定子之第1樹脂成形後的線圈之立體圖。
圖11為有關第2實施方式之定子之第2樹脂成形後的線圈之立體圖。
圖12為有關第3實施方式之定子的製造方法的流程的說明圖。
圖13為習知之3槽及3線圈構成之定子之概略圖。
圖14為習知之6槽及3線圈構成之定子之概略圖。
圖15為習知之6槽及6線圈構成之定子之概略圖。
在下列詳細說明中，為了解釋目的，會提到許多特定細節以便提供所揭示之實施態樣的深入理解。然 而，應明白的是，可在未有這些特定細節下實施一或多個實施態樣。在其他不同的情況中，眾所周知的結構及裝置係示意性地示出以簡化圖式。
順便一說，根據日本特許第4910089號專利公報的技術，定子芯的磁極數，例如，變少成3個或者是6個的話，當把成形為梯形形狀之模塑線圈，收容到槽內收容時，在該槽內產生死區。在槽內產生死區的話，自然線圈密度下降，馬達的效率下降。
本揭示中的1個目的，是提供有：具有簡單的構造，可以提升槽內的線圈密度及圖求馬達的高效率化之定子、該定子的製造方法、及具備該定子之馬達。
有關本揭示之一實施方式的定子係具備：具有圓環部及從該圓環部的外周圍朝遠方呈放射線狀突出之複數個齒之定子芯、具有被插入有前述定子芯的前述齒之空芯部且被收容到在前述定子芯的前述齒間所區劃的槽內之模塑線圈、以及覆蓋被收容到前述定子芯的前述槽之前述模塑線圈的周圍之軛；前述模塑線圈具有圓弧狀的橫剖面，具備：被予以樹脂模塑之模塑部、以及從前述模塑部露出之露出部。
而且，有關本揭示之一實施方式的馬達，具備：上述定子、被軸支承在前述定子內成可以旋轉之軸、以及在前述定子內與前述定子隔著間隙而被收容的同時且被固定在前述軸的周圍之轉子；前述轉子具有：轉子芯、以及配置在前述轉子芯的表面或者是內部之複數個永久磁 鐵。
更進一步，有關本揭示之一實施方式的定子的製造方法，包含：把具有空芯部的空芯線圈彎曲成形成具有圓弧狀的橫剖面之製程；藉由把前述空芯線圈予以樹脂模塑成其末端側部分露出的方式，形成具有空芯部的模塑線圈之製程；利用把具有圓環部及從該圓環部的外周圍朝遠方突出成放射線狀的複數個齒之定子芯的齒插入到前述模塑線圈的空芯部的方式，把前述模塑線圈收容到於前述定子芯的前述齒間所區劃的槽內之製程；以及藉由軛覆蓋被收容到前述定子芯的前述槽之前述模塑線圈之製程。
根據本揭示之實施方式，可以提供有一種定 子及馬達，其具有簡單的構造，可以經由減低槽內的死區的方式來提高槽內的線圈密度、及可以圖求馬達的高效率化。
以下，參閱圖面，說明有關本實施方式的定子、定子之製造方法、及具備該定子之馬達。
有關本實施方式的定子、定子之製造方法、及馬達中，空芯線圈係其橫剖面被成形為呈現有圓弧狀(具有圓弧狀的橫剖面)。成形成該圓弧狀之空芯線圈，導電銷的末端側部分露出，空芯線圈的整體(除了導電銷的末端側部分的部位)被予以樹脂模塑。
因此，根據本實施方式，可以實現一種定子、及具備該定子之馬達，其具有簡單的構造，可以減低槽內的死區、提升槽內的線圈密度、及圖求馬達的高效率 化。
〔馬達、定子之構成〕
首先，參閱圖1至圖7，說明有關本實施方式的馬達之構成。圖1為有關本實施方式的馬達之整體構成之概略圖。圖2為有關本實施方式中的成形前的空芯線圈之立體圖。圖3為有關本實施方式中的成形後的空芯線圈之立體圖。圖4為本實施方式中的模塑線圈之立體圖。圖5為表示朝定子芯安裝模塑線圈的狀態之立體圖。圖6為有關本實施方式之定子的立體圖。圖7為有關本實施方式之定子的安裝構造的立體圖。
作為本實施方式之馬達，舉例有AC伺服馬達。
如圖1所示，馬達100係於支架(未圖示)內，具備定子(固定件)2及轉子(旋轉件)3。
支架係利用負載側支架及反負載側支架所成。於支架內，區劃有用以收容定子2及轉子3之圓柱狀的空間。於支架的兩端，分別形成有用以被軸4插通的貫通孔(未圖示)。例如，軸4係在定子2內被軸支承成可以旋轉。
作為支架的構成材料，例如，使用矽鋼板等之軟磁性體或者是鋁合金。但是，支架的構成材料並不限於例示的材料。
定子2被固定在負載側支架的內圓周面。定 子2具有：軛10、定子芯20及線圈30。
軛10乃是沿支架的內圓周面所設之圓筒體狀的金屬構件。軛10係覆蓋在被收容到定子芯20的線圈30的周圍。軛10具有封閉磁力線、最大化電磁感應效果之功能。而且，軛10也具有防止或者是抑制該馬達100的周邊機器受到因電磁感應所致之磁場的影響之功能。
作為軛10的構成材料，例如使用矽鋼板等之軟磁性體。但是，軛10的構成材料不限定於例示的材料。
定子芯20為特殊形圓筒體狀的金屬構件。定子芯20具有圓環部21、及複數個齒22。齒22係從定子芯20的圓環部21的外周圍朝遠方突出成放射線狀。於各齒22及22間，區劃形成有作為用以收容線圈30的空間之槽23。
作為定子芯20的構成材料，例如，與軛10同樣，使用矽鋼板等的軟磁性體。但是，定子芯20的構成材料不限定於例示的材料。
本實施方式的線圈30乃是具有空芯部31(參閱圖2)之樹脂模塑線圈。線圈30的橫剖面呈圓弧狀。本實施方式的線圈30形成如下。
首先，如圖2所示，使用繞線架(未圖示)，捲繞空芯線圈30a。空芯線圈30a呈矩形框體狀，於中央部具有中空的空芯部31。空芯線圈30a的電線是利用具有矩形的剖面形狀之角線所形成。亦即，空芯線圈 30a的電線包含具有矩形的剖面形狀之角線。
於空芯線圈30a的繞線頭及繞線尾(對應模塑線圈30(後述)的繞線頭及繞線尾)，分別與導電銷32及32做焊接合。尚且，導電銷32的形狀不限定於本實施方式所示之圓柱形狀。導電銷32的形狀亦可為平板形狀或者是四角柱形狀等之其他的形狀。
接著，如圖3所示，空芯線圈30a在成形模具(未圖示)內被成形為其橫剖面為圓弧狀。亦即，空芯線圈30a具有圓弧狀的橫剖面。
更進一步，被成形為圓弧狀之空芯線圈30a被固定在具有電絕緣性的線圈架(未圖示)。線圈架，例如，以合成樹脂構成。但是，線圈架的材質不限定於例示的材質，只要是具有電絕緣性者即可。被固定到該線圈架之圓弧狀的空芯線圈30a，係在使導電銷32及32的末端側部分露出的狀態下，被配置到樹脂成形模具(未圖示)內。之後，該空芯線圈30a的整體(除了導電銷32及32的末端側部分之部位)，係利用合成樹脂(模塑樹脂)被予以樹脂模塑。
作為模塑樹脂，例如，採用環氧樹脂。但是，模塑樹脂不限定於例示的合成樹脂。線圈架的材質與模塑材的材質可以為同一，亦可互為相異。
經由空芯線圈30a被予以樹脂模塑的方式，如圖4所示，完成樹脂模塑過的線圈(以下，簡稱為“模塑線圈”)30。於模塑線圈30之較長方向之其中一端部， 露出導電銷32及32的末端側部分。亦即，空芯線圈30a被樹脂模塑成露出其末端側部分(例如，導電銷32及32的末端側部分)。樹脂模塑過的空芯線圈30a之模塑線圈30具備：被樹脂模塑之模塑部(除了空芯線圈30a之導電銷32的末端側部分以外的部分)、以及從模塑部所露出之露出部(例如，導電銷32的末端側部分)。
如圖5所示，模塑線圈30被收容到定子芯20的槽23內(參閱圖1)。此時，於模塑線圈30的空芯部31，插入及配置定子芯20的齒22。
如圖6所示，被收容到定子芯20的模塑線圈30，被嵌合到軛10內。
槽23的數目與模塑線圈30的數目互為對應。例示的定子2，係構成為具有3槽及3線圈(參閱圖1)。但是，槽23及模塑線圈30的數目不限定於本實施方式所示的數目。
於定子2之其中一端部，設有電路基板40。本實施方式的電路基板40係利用印刷配線基板所構成。電路基板40係與模塑線圈30的導電銷32及32做焊接合。電路基板40被配置在負載側支架與反負載側的支架之間。
電路基板40係藉由焊接合，與導電銷32及32做固定。因此，因為馬達100的振動，接合導電銷32及32與電路基板40的焊料恐有剝離之虞。
在此，如圖7所示，在安裝到定子2的支架1 內之際，利用在反負載側的支架1與電路基板40之間，夾入具有電絕緣性的彈性體41的方式，來固定該電路基板40者為佳。亦即，有關定子芯20，係亦可在連接到樹脂模塑線圈(空芯線圈30a)30的端部之電路基板40與支架1之間具備，具備有用以把電路基板40固定到支架1且具有電絕緣性之彈性體41。
作為具有電絕緣性之彈性體41，舉例有天然橡膠、矽橡膠及胺基甲酸乙酯。但是，彈性體41的材質不限定於例示的材質。
再次參閱圖1，轉子3具有轉子芯50及永久磁鐵60。轉子3係與定子2隔著間隙被收容到定子2內的同時，被固定在軸4的周圍。軸4在被支撐於支架1的兩端的軸承被予以支承成可以旋轉。軸4成為轉子3的旋轉中心。
轉子芯50乃是被設在軸4的周圍之厚壁圓筒體狀的金屬構件。轉子芯50，例如，可以是構成為包含含有已積層複數個芯片之轉子芯堆疊，或者是，亦可以是構成為包含單體之厚壁圓筒體狀的金屬構件。
作為轉子芯50的構成材料，例如，使用矽鋼板等之軟磁性體。但是，轉子芯50的構成材料不限定於例示的材料。
複數個永久磁鐵60裝入(配置)到轉子芯50的表面或者是內部。複數個永久磁鐵60係沿著轉子芯50的圓周方向，配置成均等或者是略均等。永久磁鐵60， 例如，配置成在轉子芯50的圓周方向N及S交互感磁(配置)。但是，永久磁鐵60的感磁配置不限定於例示的感磁配置。
作為永久磁鐵60，舉例有釹磁鐵等的稀土類磁鐵。但是，永久磁鐵60的材質不限定於例示的材質。尚且，在本實施方式，空芯線圈30a被樹脂模塑成露出導電銷的末端側部分。取而代之，亦可以不把導電銷接合(連接)到空芯線圈30a的繞線頭及繞線尾地，把空芯線圈30a予以樹脂模塑。例如，亦可露出空芯線圈30a的繞線頭及繞線尾地，去把空芯線圈30a予以樹脂模塑。
<有關本揭示之定子的製造方法之第1實施方式> 〔馬達及定子的作用、暨定子之製造方法〕
接著，參閱圖1至圖8，說明有關本實施方式的定子之製造方法。圖8為有關第1實施方式之定子的製造方法的流程的說明圖。
有關第1實施方式的定子之製造方法，係至少具有：成形(例如，彎曲成形)空芯線圈之流程；以及藉由把成形過的空芯線圈予以樹脂模塑的方式，形成模塑線圈之流程。
以下，參閱圖8，具體說明有關第1實施方式的定子之製造方法。
首先，進行捲繞空芯線圈30a之流程(步驟(以下，簡稱為“ST”)201)。空芯線圈30a的捲繞方 面，例如，使用繞線架(未圖示)。空芯線圈30a被捲繞成呈矩形框體狀，於其中央部具有中空的空芯部31(參閱圖2)。空芯線圈30a的電線(對應模塑線圈30的電線)，係利用具有矩形的剖面形狀之角線所形成。
接著，進行焊接合導電銷32及32之流程(ST202)。導電銷32及32分別被焊接合到空芯線圈30a的繞線頭及繞線尾(參閱圖2)。
更進一步，進行成形空芯線圈30a之流程(ST203)。亦即，把空芯線圈30a收容到成形模具(未圖示)內，彎曲成形成該空芯線圈30a的橫剖面呈圓弧形狀(參閱圖3)。亦即，空芯線圈30a被成形成空芯線圈30a具有圓弧狀的橫剖面。
接著，進行把成形好的空芯線圈30a予以樹脂模塑之流程(ST204)。在進行樹脂模塑之際，把被成形成圓弧狀的空芯線圈30a固定到具有電絕緣性之線圈架(未圖示)。接著，把被固定到線圈架之具有圓弧狀的橫剖面之空芯線圈30a，收容到樹脂成形模具內。使被接合到空芯線圈30a之導電銷32及32的末端側部分予以露出，樹脂模塑該空芯線圈30a之整體(除了導電銷32及32的末端側部分以外的部位)。亦即，把空芯線圈30a予以樹脂模塑成導電銷32及32的末端側部分露出。作為模塑樹脂，例如，採用環氧樹脂。
經由ST204，完成具有圓弧狀的橫剖面之模塑線圈30(參閱圖4)。導電銷32及32的末端側部分係 從模塑線圈30露出。
接著，進行把模塑線圈30配置到定子芯20之流程(ST205)。定子芯20具有：從圓環部21的外周圍朝遠方呈放射線狀突出設有之複數個齒22。把定子芯20的齒22插入到模塑線圈30的空芯部31(參閱圖5)。經此，在圓環部21的外徑側的槽23(被區劃在定子芯20的齒22間之槽23)內，收容該模塑線圈30(參閱圖1)。
更進一步，進行把被配置(收容)在定子芯20之模塑線圈30予以嵌合到軛10內之流程(藉由軛10覆蓋被配置(收容)在定子芯20之模塑線圈30之流程)(ST206)。
最後，進行把電路基板40安裝到模塑線圈30之流程(ST207)。亦即，在把電路基板40載置到模塑線圈30的狀態下，該電路基板40被焊接合到導電銷32及32。
經過以上的ST201~ST207之流程，完成定子2(ST208)。
根據有關本實施方式的定子之製造方法，可以提升定子組裝的作業性。
尚且，在ST207中，電路基板40係藉由焊接合，與導電銷32及32做固定。因此，因為馬達100的振動，接合導電銷32及32與電路基板40的焊料恐有剝離之虞。
在此，在安裝到定子2的支架1內之際，利用在反負載側支架1b與電路基板40之間，夾入具有電絕緣性的彈性體41的方式，來固定該電路基板40者為佳。
〔定子及馬達的作用〕
接著，參閱圖1至圖7，說明有關本實施方式之定子及馬達的作用。
如圖1及圖7所示，有關本實施方式之馬達100具有：支架1、以及被配置在支架1內的轉子3及定子2。
轉子3係於轉子芯50的表面或者是內部，裝入複數個永久磁鐵60。複數個永久磁鐵60，配置成在圓周方向N及S交互感磁。
另一方面，定子2具有：設成圍繞轉子3並排列在圓周方向之複數個線圈30。
亦即，有關本實施方式之馬達100，係於定子2的線圈30流動有電流，使得與轉子3的永久磁鐵60所發生的磁束交叉。有關本實施方式之馬達100，係永久磁鐵60的磁束與在線圈30流動的電流交叉的話，利用電磁感應作用，於線圈30發生圓周方向的驅動力，把軸4作為中心，轉子3旋轉。
有關本實施方式之定子2及馬達100中，空芯線圈30a係其橫剖面被成形為呈現有圓弧狀。成形成該圓弧狀之空芯線圈30a，導電銷32及32的末端側部分露 出，該空芯線圈30a的整體(除了導電銷32及32的末端側部分的部位)被予以樹脂模塑。經由這樣的樹脂模塑成形，完成：模塑線圈30，其具備具有露出到外部的末端部分之導電銷32及32。
收容模塑線圈30到被區劃在特殊形狀的定子芯20的外徑側之槽23內。亦即，定子芯20具有複數個齒22。齒22係從圓環部21的外周圍朝向遠方被設成突出且呈放射狀。軛10的內徑側中之包圍齒22及22間的空間，成為槽23。
槽23呈現寬廣的圓弧形狀。因此，可以把圓弧形狀的模塑線圈30，大致沒有間隙地收容到該槽23內。因此，在槽23內難以產生死區。尚且，有關本實施方式之製造方法，係在導電銷的末端側部分已露出的狀態下，樹脂模塑空芯線圈30a。取而代之，亦可以不把導電銷接合(連接)到空芯線圈30a的繞線頭及繞線尾地，把空芯線圈30a予以樹脂模塑。例如，亦可在使空芯線圈30a的繞線頭與繞線尾露出的狀態下，樹脂模塑空芯線圈30a。該場合、模塑線圈30的露出部成為：空芯線圈30a的繞線頭與繞線尾(對應模塑線圈30的繞線頭及繞線尾)。
<有關本揭示之定子的製造方法之第2實施方式>
接著，參閱圖9至圖11，說明有關本實施方式的定子之製造方法。圖9為有關第2實施方式之定子的製造方 法的流程的說明圖。圖10為有關第2實施方式之定子之第1樹脂成形後的線圈之立體圖。圖11為有關第2實施方式之定子之第2樹脂成形後的線圈之立體圖。尚且，適宜參閱圖2至5。
進行捲繞空芯線圈30a之流程(ST301)。空芯線圈30a的捲繞方面，例如，使用繞線架(未圖示)。空芯線圈30a被捲繞成呈矩形框體狀，於其中央部具有中空的空芯部31(參閱圖2)。空芯線圈30a的電線是利用具有矩形的剖面形狀之角線所形成。
接著，進行彎曲成形空芯線圈30a之流程(ST302)。亦即，把空芯線圈30a收容到成形模具(未圖示)內，成形成該空芯線圈30a的橫剖面呈圓弧形狀(參閱圖3)。亦即，空芯線圈30a被成形成空芯線圈30a具有圓弧狀的橫剖面。
接著，進行利用焊接合安裝導電銷32及32之流程(ST303)。導電銷32及32係分別被焊接合到空芯線圈30a的繞線頭及繞線尾。經此，成形成圓弧狀之空芯線圈30a的導電銷32及32的末端側部分露出。尚且，接合導電銷到空芯線圈30a的繞線頭及繞線尾方面，取而代之，亦可使空芯線圈30a的繞線頭及繞線尾露出。
接著，進行把已成形之空芯線圈30a的一部分予以樹脂模塑之第1樹脂成形之流程(ST304)。第1樹脂成形，例如，係被實施成：被樹脂模塑的空芯線圈30a的一部分，成為乃是第2次的樹脂模塑之第2樹脂成 形的流程中的基準面30b(參閱圖10)。
尚且，於把上述絕緣性的線圈架作為基準，把空芯線圈30a設置到金屬模具進行樹脂模塑的場合，在無法用金屬模具壓住空芯線圈30a本身的情況下，在射出成形時空芯線圈30a有浮起的可能性。此時，有可能成為模塑不良、模塑線圈30的成品率下降、以及、模塑線圈30的尺寸精度惡化的原因。經由第1樹脂成形的流程，以製作基準面30b的方式，可以進行第2樹脂成形的準備。此時，會有模塑線圈30的成品率的改善、及、尺寸精度的提升。尚且，在第1樹脂成形的流程，空芯線圈30a係被挾持，被固定到樹脂成形金屬模具內之指定的位置後，被予以樹脂模塑。亦即，第1樹脂成形包含：藉由挾持空芯線圈30a的方式，固定空芯線圈30a到成形模具內之指定的位置之製程。
在此，第1樹脂成形的流程中的樹脂模塑，係使用具有高流動性之低傳熱性樹脂者為佳。已知因為馬達，線圈成為最大的熱源。來自乃是該熱源之線圈的散熱的緣故，覆蓋線圈的樹脂為高傳熱性樹脂者為佳。但是，通常高傳熱性樹脂具有低流動性的緣故，難以處理。在此，在第1樹脂成形的流程，以使用具有高流動性之低傳熱性樹脂，來模塑空芯線圈30a的方式，可以容易製作在接下來的第2樹脂成形的流程之用以模塑的基準面30b。
接著，進行第2樹脂成形的流程，把已形成基準面30b之空芯線圈30a之其他的部分予以樹脂模塑 (ST305)。在乃是第2次的樹脂模塑之第2樹脂成形的流程，用樹脂覆蓋並絕緣包含在第1樹脂成形的流程沒有被模塑到之其他的部分之空芯線圈30a的一整周(參閱圖11)。
在此，第2樹脂成形的流程中的樹脂模塑，係使用高傳熱性樹脂者為佳。如上述，以為了提高來自乃是因馬達所致之最大的熱源之線圈的散熱性能，是使用高傳熱性樹脂進行模塑的方式，可以有效率進行散熱。在本實施方式，最初，在第1樹脂成形之流程中，使用具有高流動性之低傳熱性樹脂，樹脂模塑空芯線圈30a。經此，形成具有高尺寸精度之基準面30b。接著，在第2樹脂成形之流程中，使用高傳熱性樹脂，把已形成基準面30b之空芯線圈30a之其他的部分予以樹脂模塑。經此，可以製造具有高尺寸精度及高散熱性之線圈模塑零件。尚且，在第2樹脂成形之流程，藉由挾持空芯線圈30a中之利用第1樹脂成形的流程所被樹脂模塑過的部分(例如，基準面30b)的方式，固定空芯線圈30a到樹脂成形金屬模具內之指定的位置。藉此，可以進行尺寸精度更佳之樹脂模塑。亦即，第2樹脂成形，係藉由挾持空芯線圈30a中之利用第1樹脂成形所被樹脂模塑過的部分的方式，固定空芯線圈30a到成形模具內之指定的位置。
經由ST305，完成具有圓弧狀的橫剖面之模塑線圈30(參閱圖11)。導電銷32及32的末端側部分係從模塑線圈30露出。
接著，配置模塑線圈30到定子芯20，把定子芯20的齒22，插入到模塑線圈30的空芯部31(參閱圖5)。經此，在圓環部21的外徑側的槽23內，收容該模塑線圈30(參閱圖1)。更進一步，進行把被配置到定子芯20之模塑線圈30嵌合到軛10內之流程。更進一步，安裝電路基板40。亦即，在把電路基板40載置到模塑線圈30的狀態下，該電路基板40被焊接合到導電銷32及32。經此，完成定子2(ST306)。
根據有關本實施方式的定子之製造方法，可以改善模塑線圈30的尺寸精度及成品率。而且，定子2係被裝入到馬達後，可以使熱散熱到外部。因此，根據本實施方式，可以實現定子2之減低溫度上升的特性。
<有關本揭示之定子的製造方法之第3實施方式>
接著，參閱圖12，說明有關本實施方式的定子之製造方法。圖12為有關第3實施方式之定子的製造方法的流程的說明圖。尚且，適宜參閱圖2~5、圖10及圖11。
進行捲繞空芯線圈30a之流程(ST401)。空芯線圈30a的捲繞方面，例如，使用繞線架(未圖示)。空芯線圈30a被捲繞成呈矩形框體狀，於其中央部具有中空的空芯部31(參閱圖2)。空芯線圈30a的電線是利用具有矩形的剖面形狀之角線所形成。
接著，進行利用焊接合安裝導電銷32及32之流程(ST402)。導電銷32及32係分別被焊接合到空 芯線圈30a的繞線頭及繞線尾。經此，露出空芯線圈30a的導電銷32及32的末端側部分。尚且，接合導電銷到空芯線圈30a的繞線頭及繞線尾方面，取而代之，亦可使空芯線圈30a的繞線頭及繞線尾露出。
接著，進行第1樹脂成形之流程(ST403)。在第1樹脂成形，把空芯線圈30a彎曲成形成其橫剖面呈圓弧狀，且樹脂模塑空芯線圈30a的一部分。亦即，把空芯線圈30a收容到成形模具(未圖示)內，成形成該空芯線圈30a的橫剖面呈圓弧形狀(空芯線圈30a具有圓弧狀的橫剖面)。同時，樹脂模塑空芯線圈30a的一部分。
尚且，在該第1樹脂成形，例如，亦可使用可以把空芯線圈30a一邊予以彎曲成形一邊進行樹脂模塑之成形模具(用以把空芯線圈30a一邊予以彎曲成形一邊進行樹脂模塑的成形模具)。亦即，彎曲成形空芯線圈30a的製程及第1樹脂成形，係亦可使用同一之成形模具來實施。
第1樹脂成形，係被實施成：被樹脂模塑的空芯線圈30a的一部分，成為乃是第2次的樹脂模塑之第2樹脂成形的流程中的基準面30b(參閱圖10)。經由第1樹脂成形的流程，以製作基準面30b的方式，可以進行第2樹脂成形的準備。此時，會有模塑線圈30的成品率的改善、及、尺寸精度的提升。尚且，在第1樹脂成形的流程，空芯線圈30a係被挾持，被固定到樹脂成形金屬模具內之指定的位置後，被予以樹脂模塑。亦即，第1樹脂成形包含：藉由挾持空芯線圈30a的方式，固定空芯線圈30a到 成形模具內之指定的位置之製程。
在此，第1樹脂成形的流程中的樹脂模塑，係使用具有高流動性之低傳熱性樹脂者為佳。已知因為馬達，線圈成為最大的熱源。來自乃是該熱源之線圈的散熱的緣故，覆蓋線圈的樹脂為高傳熱性樹脂者為佳。但是，通常高傳熱性樹脂具有低流動性的緣故，難以處理。在此，在第1樹脂成形的流程，以使用具有高流動性之低傳熱性樹脂，來模塑空芯線圈30a的方式，可以容易製作在接下來的第2樹脂成形的流程之用以模塑的基準面30b。
接著，進行第2樹脂成形的流程，把已形成基準面30b之空芯線圈30a之其他的部分予以樹脂模塑(ST404)。在乃是第2次的樹脂模塑之第2樹脂成形的流程，用樹脂覆蓋絕緣空芯線圈30a的一整周(參閱圖11)。
在此，第2樹脂成形的流程中的樹脂模塑，係使用高傳熱性樹脂者為佳。如上述，以為了提高來自乃是因馬達所致之最大的熱源之線圈的散熱性能，是使用高傳熱性樹脂進行模塑的方式，可以有效率進行散熱。在本實施方式，最初，在第1樹脂成形之流程中，使用具有高流動性之低傳熱性樹脂，樹脂模塑空芯線圈30a。經此，形成具有高尺寸精度之基準面30b。接著，在第2樹脂成形之流程中，使用高傳熱性樹脂，把已形成基準面30b之空芯線圈30a之其他的部分予以樹脂模塑。經此，可以製造具有高尺寸精度及高散熱性之線圈模塑零件。尚且，在 第2樹脂成形之流程，藉由挾持空芯線圈30a中之利用第1樹脂成形的流程所被樹脂模塑過的部分(例如，基準面30b)的方式，固定空芯線圈30a到樹脂成形金屬模具內之指定的位置。藉此，可以進行尺寸精度更佳之樹脂模塑。亦即，第2樹脂成形，係藉由挾持空芯線圈30a中之利用第1樹脂成形所被樹脂模塑過的部分的方式，固定空芯線圈30a到成形模具內之指定的位置。
經由ST404，完成具有圓弧狀的橫剖面之模塑線圈30(參閱圖11)。導電銷32及32的末端側部分係從模塑線圈30露出。
接著，配置模塑線圈30到定子芯20，把定子芯20的齒22，插入到模塑線圈30的空芯部31(參閱圖5)。經此，在圓環部21的外徑側的槽23內，收容該模塑線圈30(參閱圖1)。更進一步，進行把被配置到定子芯20之模塑線圈30嵌合到軛10內之流程。更進一步，安裝電路基板40。亦即，在把電路基板40載置到模塑線圈30的狀態下，該電路基板40被焊接合到導電銷32及32。經此，完成定子2(ST405)。
根據有關本實施方式的定子之製造方法，可以改善模塑線圈30的尺寸精度及成品率。而且，定子2係被裝入到馬達後，定子的大部分是用高傳熱性樹脂被予以模塑的緣故，可以使熱散熱到外部。因此，根據本實施方式，可以實現定子2之減低溫度上升的特性。更進一步，在本實施方式之製造方法，與第2實施方式之製造方 法相比，少掉1個製程。經此，可以實現減低製造成本。
接著，於圖13至圖15例示習知構成的定子，比較檢討習知的定子與有關本實施方式之定子。圖13為習知之3槽及3線圈構成之定子之概略圖。圖14為習知之6槽及3線圈構成之定子之概略圖。圖15為習知之6槽及6線圈構成之定子之概略圖。如圖13至圖15所示，習知的定子具有梯形形狀的模塑線圈230。有關習知的定子中的其他的構成要素，賦予與圖1之同一之符號。
減少馬達中的線圈數方面，是關係到削減馬達中的繞線及接線的成本。例如，三相馬達的場合，線圈數係最小數目為3個或是6個者為佳。
但是，作為線圈，採用具有梯形形狀的橫剖面之模塑線圈230的話，如圖13至圖15所示，在槽23內，發生無法收容線圈之死區223。發生死區223的話，槽23內的線圈密度下降的緣故，馬達效率下降。
特別是，如圖13所示，槽數為3的場合，線圈密度顯著下降。另一方面，如圖14及圖15所示，增加槽數及線圈數的話，判斷死區223變小。
在此，根據有關本實施方式之定子2及馬達100，在寬廣的圓弧形狀的槽23內，收容具有寬廣的圓弧形狀的橫剖面之模塑線圈30。更進一步，於被配置在定子芯20之模塑線圈30的外側，嵌合有軛10。
因此，根據有關本實施方式之定子2及馬達100，可以用簡單的構造，最大限度利用槽23內的空間。 其結果，可以實現有一種定子及馬達，其可以使線圈密度提升、及圖求馬達的高效率化。
更進一步，空芯線圈30a的電線是利用具有矩形的剖面形狀之角線所形成。為此，可以實現圖求減低繞線及接線成本、及馬達的低成本化及小型化。
以上，說明了本揭示之適合的實施方式。這些乃是用以說明本揭示之例示，並不是用來把本揭示的技術範圍限定在這些實施方式之記述。本揭示的技術，係在不逸脫其要旨之範圍下，可以實施與上述實施方式相異之種種的態樣。
尚且，模塑線圈30，係亦可經由樹脂模塑成形，把僅導電銷32及32的末端側部分露出到外部。
而且，本揭示的實施方式，係亦可為以下之第1~第5定子、第1馬達及第1~第5定子之製造方法。
第1定子，係具備：具有從圓環部的外周圍朝遠方突出成放射線狀之複數個齒之定子芯、插入配置空芯部到前述定子芯之前述齒並被收容到於前述齒間所區劃的槽內之空芯線圈、以及覆蓋被收容到前述定子芯之前述空芯線圈的周圍之軛；前述空芯線圈成形成其橫剖面呈圓弧狀；成形成前述圓弧狀之空芯線圈，係使該空芯線圈的繞線頭及繞線尾露出，樹脂模塑該空芯線圈之整體。
第2定子係在第1定子中，前述空芯線圈之電線係利用剖面形狀為矩形的角線所形成。
第3定子係在第1或者是第2定子中，前述空芯線圈 為固定到電絕緣性的線圈架且被樹脂模塑過的樹脂模塑線圈。
第4定子係在第3定子中，、前述樹脂模塑線圈的端部被連接到電路基板，以在支架與前述電路基板之間夾入具有電絕緣性之彈性體的方式，固定前述電路基板。
第5定子，係具備：具有從圓環部的外周圍朝遠方突出成放射線狀之複數個齒之定子芯、插入配置空芯部到前述定子芯之前述齒並被收容到於前述齒間所區劃的槽內之空芯線圈、以及覆蓋被收容到前述定子芯之前述空芯線圈的周圍之軛；前述空芯線圈成形成其橫剖面呈圓弧狀；成形成前述圓弧狀之空芯線圈，係使被連接到該空芯線圈的繞線頭及繞線尾的導電銷的末端側部分露出，樹脂模塑該空芯線圈之整體。
第1馬達，係具備：隔著間隙收容到第1~第5定子之任意一個定子內的同時，於被軸支承在軸承成可以旋轉軸的周圍所被固定之轉子；前述轉子係在轉子芯的表面或者是內部具有複數個永久磁鐵。
第1定子之製造方法，該定子具備：具有從圓環部的外周圍朝遠方突出成放射線狀之複數個齒之定子芯、插入配置空芯部到前述定子芯之前述齒並被收容到於前述齒間所區劃的槽內之空芯線圈、以及覆蓋被收容到前述定子芯之前述空芯線圈的周圍之軛；其特徵為至少具有以下流程：成形成前述空芯線圈的橫剖面呈圓弧狀之流程；以及使成形成前述圓弧狀之空芯線圈的末端側部分露出，樹脂 模塑該空芯線圈之整體之流程；進行前述樹脂模塑之流程之際，把成形成前述圓弧狀之空芯線圈固定到具有電絕緣性之線圈架後，收容到樹脂成形模具內。
第2定子之製造方法，該定子具備：具有從圓環部的外周圍朝遠方突出成放射線狀之複數個齒之定子芯、插入配置空芯部到前述定子芯之前述齒並被收容到於前述齒間所區劃的槽內之空芯線圈、以及覆蓋被收容到前述定子芯之前述空芯線圈的周圍之軛；其特徵為利用以下流程所構成：成形成前述空芯線圈的橫剖面呈圓弧狀之流程；使成形成前述圓弧狀之空芯線圈的末端側部分露出之流程；樹脂模塑前述空芯線圈之一部分之第1樹脂成形之流程；以及樹脂模塑前述空芯線圈之其他的部分之第2樹脂成形之流程。
第3定子之製造方法，該定子具備：具有從圓環部的外周圍朝遠方突出成放射線狀之複數個齒之定子芯、插入配置空芯部到前述定子芯之前述齒並被收容到於前述齒間所區劃的槽內之空芯線圈、以及覆蓋被收容到前述定子芯之前述空芯線圈的周圍之軛；其特徵為利用以下流程所構成：使前述空芯線圈的末端側部分露出之流程；成形成前述空芯線圈的橫剖面呈圓弧狀，且樹脂模塑前述空芯線圈的一部分之第1樹脂成形之流程；以及樹脂模塑前述空芯線圈之其他的部分之第2樹脂成形之流程。
第4定子之製造方法係在第2或者是第3定子之製造方法中，在前述第1樹脂成形之流程中，藉由挾持前述空 芯線圈的方式，固定前述空芯線圈到樹脂成形金屬模具內的指定的位置；在前述第2樹脂成形之流程中，藉由挾持前述第1樹脂成形之流程所被樹脂模塑過的部分的方式，固定前述空芯線圈到樹脂成形金屬模具內的指定的位置。
第5定子之製造方法係在第2~第4定子之任一個定子之製造方法中，在前述第1樹脂成形之流程中，以流動性高的低傳熱性樹脂進行模塑；在前述第2樹脂成形之流程中，以高傳熱性樹脂進行模塑。
為繪示及描述之目的，已呈現上述詳細說明。可依上述教示有許多修飾及變體。並非意欲窮盡本文中所述之發明標的物或將本文中所述之發明標的限制在所揭示之特定精確形式。雖然該發明標的已對特定結構特徵及/或方法行為之用語而描述，但應了解的是，後附申請專利範圍所界定之發明標的並不必然被限定在上述之特定特徵或行為。相反地，上述之特定特徵及行為係揭示作為實施後附之申請專利範圍的實施例形式。

Claims (14)

  1. 一種定子，具備：具有圓環部及從該圓環部的外周圍朝遠方呈放射線狀突出之複數個齒之定子芯；具有被插入有前述定子芯的前述齒之空芯部且被收容到在前述定子芯的前述齒間所區劃的槽內之模塑線圈；以及覆蓋被收容到前述定子芯的前述槽之前述模塑線圈的周圍之軛；前述模塑線圈具有圓弧狀的橫剖面，具備：被予以樹脂模塑之模塑部、以及從前述模塑部露出之露出部；前述模塑線圈係經由樹脂模塑空芯線圈而形成，而且具有基準面；該基準面係藉由樹脂模塑前述空芯線圈的一部分之第1樹脂成形所形成，成為樹脂模塑前述空芯線圈的其他部分之第2樹脂成形的基準面。
  2. 如請求項1之定子，其中，前述露出部為前述模塑線圈的繞線頭及繞線尾的部分。
  3. 如請求項1之定子，其中，前述露出部為被接合到前述模塑線圈的繞線頭及繞線尾之導電銷的末端側部分。
  4. 如請求項1之定子，其中，前述模塑線圈的電線包含具有矩形的剖面形狀之角線。
  5. 如請求項1之定子，其中，前述模塑線圈為被固定到電絕緣性的線圈架且被樹脂模塑過的樹脂模塑線圈。
  6. 如請求項1之定子，其中，在連接到前述模塑線圈的端部之電路基板與支架之間，更具備有用以把前述電路基板固定到支架之具有電絕緣性的彈性體。
  7. 一種馬達，具備：如請求項1至6中任1項之定子；被軸支承在前述定子內成可以旋轉之軸；以及在前述定子內與前述定子隔著間隙而被收容的同時且被固定在前述軸的周圍之轉子；前述轉子具有：轉子芯、以及配置在前述轉子芯的表面或者是內部之複數個永久磁鐵。
  8. 一種定子之製造方法，包含：把具有空芯部的空芯線圈彎曲成形成具有圓弧狀的橫剖面之製程；藉由把前述空芯線圈予以樹脂模塑成其末端側部分露出的方式，形成具有空芯部的模塑線圈之製程；利用把具有圓環部及從該圓環部的外周圍朝遠方突出成放射線狀的複數個齒之定子芯的齒插入到前述模塑線圈的空芯部的方式，把前述模塑線圈收容到於前述定子芯的前述齒間所區劃的槽內之製程；以及藉由軛覆蓋被收容到前述定子芯的前述槽之前述模塑線圈之製程；樹脂模塑空芯線圈係包含：樹脂模塑前述空芯線圈的一部分之第1樹脂成形、以及樹脂模塑前述空芯線圈的其他部分之第2樹脂成形；前述第1樹脂成形係實施前述空芯線圈的一部分形成有第2樹脂成形的基準面。
  9. 如請求項8之定子之製造方法，其中，前述樹脂模塑製程包含：把成形成圓弧狀之前述空芯線圈，固定到具有電絕緣性之線圈架之製程；以及把已被固定到前述線圈架之前述空芯線圈，收容到成形模具內。
  10. 如請求項8之定子之製造方法，其中，樹脂模塑前述空芯線圈製程包含：露出成形成圓弧狀之前述空芯線圈的前述末端側部分之製程；樹脂模塑前述空芯線圈的一部分之第1樹脂成形；以及樹脂模塑前述空芯線圈的其他的部分之第2樹脂成形。
  11. 如請求項10之定子之製造方法，其中，前述第1樹脂成形，係被實施成：前述空芯線圈的一部分成為第2樹脂成形中的基準面。
  12. 如請求項10之定子之製造方法，其中，前述彎曲成形空芯線圈的製程及前述第1樹脂成形，係使用同一之成形模具來實施。
  13. 如請求項10之定子之製造方法，其中，前述第1樹脂成形包含：藉由挾持前述空芯線圈的方式，固定前述空芯線圈到前述成形模具內之指定的位置之製程；前述第2樹脂成形包含：藉由挾持利用前述第1樹脂成形所被樹脂模塑過的部分的方式，固定前述空芯線圈到前述成形模具內之指定的位置。
  14. 如請求項10至13中任1項之定子之製造方法，其中，在前述第1樹脂成形，使用具有高流動性之低傳熱性樹脂；在前述第2樹脂成形，使用高傳熱性樹脂。
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