WO2011148476A1 - 固定子構造及び固定子製造方法 - Google Patents

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WO2011148476A1
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stator
coil
insulator
stator core
resin
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PCT/JP2010/058923
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泰弘 上野
常治 吉村
浩二 中西
尚文 千葉
直希 吉田
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トヨタ自動車株式会社
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    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49009—Dynamoelectric machine

Definitions

  • the present invention relates to a technique for winding a coil around a stator used in a motor, and more particularly to a technique for reducing manufacturing cost by devising a procedure for insulating coating a coil.
  • motors used for driving cars are required to be smaller and have higher output.
  • it is necessary to increase the magnetic force by, for example, increasing the amount of current flowing through the coil provided in the stator.
  • increasing the amount of current flowing through the coil causes a problem of heat dissipation. Therefore, in order to reduce the size and increase the output of the motor, it is necessary to study a method for efficiently releasing the heat generated when the stator is used from the stator.
  • Patent Document 1 discloses a technique related to an electric motor stator and an electric motor.
  • a filler material such as alumina or silica is mixed into an insulating resin material such as polyimide resin or amideimide resin and applied to form a uniform coating material. Before the coating material is completely cured, it is wound to form a coil.
  • a filler material is mixed into the insulating resin and applied to the side surface of the tooth portion to improve adhesion between the coil, the covering material, and the tooth portion, thereby improving heat dissipation.
  • Patent Document 2 discloses a technique related to a split stator manufacturing method. After winding the rectangular conductor, the coil is assembled to the insulator. A coil cassette unit in which the coil and the insulator are integrated by resin molding is formed by placing the resin in the mold and resin molding. A stator is formed by assembling this coil cassette unit to a split-type stator core. By forming the stator in this way, it is possible to improve the adhesion between the insulator and the coil, efficiently transmit the heat generated from the coil when the stator is used, and improve the heat dissipation of the stator. It is.
  • Patent Document 3 discloses a technique related to a split stator and a split stator manufacturing method.
  • an insulator is insert-molded into the teeth formed on the stator core, an adhesive is applied to the side surfaces of the teeth. And after forming an insulator, a coil is assembled
  • Patent Document 2 and Patent Document 3 are considered to have the following problems.
  • a coil is formed by winding a flat rectangular conductor, a certain degree of bending radius is required at the bending portion of the coil to be formed. This is because a flat conductor has a predetermined cross-sectional area.
  • the edgewise bending coil is effective for increasing the output of the motor, but the edgewise bending coil has a larger bending radius than the case where the edgewise bending is not performed.
  • a gap is generated between the end surface of the stator core and the inner peripheral surface of the coil.
  • the cross-sectional area of the rectangular cross section is increased in order to increase the current flowing through the coil, the gap between the coil and the end face of the stator core tends to open.
  • ⁇ Motor mounted on the vehicle generates heat when the motor is used, but cools to the ambient temperature when not in use. Therefore, the heat cycle load is frequently applied to the resin mold portion and the insulator of the stator in the use environment. And since the expansion coefficient of resin, a coil, and a stator core differs, if there is much resin of a resin mold part, the shrinkage rate of resin will also become high. As a result, stress accumulates inside the resin of the stator under the use environment of the motor, which may cause cracks.
  • an object of the present invention is to provide a stator structure and a stator manufacturing method capable of reducing stress generated in a resin mold portion or an insulator of the stator in order to solve such a problem.
  • a stator structure has the following characteristics.
  • the coil assembled to the insulator is a resin. It is preferable to mold and integrate, and to have a space continuous in the radial direction of the stator core between the insulator and the axial end surface of the stator core.
  • stator structure according to (1) it is preferable that the insulator and the teeth side surface of the stator core are bonded or welded.
  • stator structure according to (2) it is preferable that the teeth side surface of the stator core and the insulator are ultrasonically welded and fixed.
  • stator structure according to (2) it is preferable that the teeth side surface of the stator core and the insulator are thermally welded and fixed.
  • a stator manufacturing method has the following characteristics. (5)
  • a stator manufacturing method in which a coil is assembled to a tooth formed on a stator core via an insulator to form a stator, the stator is formed in a shape that is in contact with the side surface of the tooth and has a space between the tooth end surface.
  • the insulator is placed in a mold, the coil is assembled on the insulator, and a resin is injected into the mold to form a coil unit by resin molding so as to cover the surface of the coil.
  • the coil unit is preferably assembled to the teeth of the stator core to form the stator.
  • an adhesive having high thermal conductivity between the insulator exposed on the inner peripheral surface of the coil unit and the teeth side surface of the stator core Or it is preferable to join by heat welding or ultrasonic welding.
  • the aspect of the invention described in the above (1) is a stator structure having a coil formed by winding a conductor and a stator core including a tooth to which the coil is assembled via an insulator.
  • the coil assembled in the above is resin-molded and integrated, and has a space continuous in the radial direction of the stator core between the insulator and the axial end surface of the stator core.
  • a coil is assembled
  • production of the concentrated stress which was shown to the subject can be suppressed because there is a space between an insulator and the end surface of a fixed core.
  • concentrated stress is generated in the resin mold part that covers the coil because the difference in coefficient of thermal expansion between the resin mold part and the insulator and the stator core is large, and there is a part where stress is concentrated in the motor usage environment. This is because it occurs.
  • a space is formed between the insulator and the stator core end surface, the portion where the stator core end surface and the insulator are in contact is suppressed, and the resin in the space between the stator core end surface and the coil Reducing the amount of As a result, even under the use environment of the motor, it is possible to suppress the generation of stress under the influence of the difference in the thermal expansion coefficient between the resin mold part or the insulator and the stator core.
  • the aspect of the invention described in (2) is that in the stator structure described in (1), the insulator and the teeth side surface of the stator core are bonded or welded.
  • the function of preventing the coil from moving relative to the stator when vibration is applied to the stator is realized by bonding or welding the stator core and the insulator on the side surfaces of the teeth.
  • a technique related to a cassette coil that has been used in the past a technique is used in which a protrusion that engages with the stator core is provided on the insulator or the resin mold part, a hole is provided in the stator core, and mechanically coupled. I came.
  • the aspect of the invention described in (3) is that in the stator structure described in (2), the teeth side surface of the stator core and the insulator are ultrasonically welded and fixed. Since the insulator and the tooth side surface are ultrasonically welded and fixed, it is difficult to form an air layer between the insulator and the tooth side surface, and heat dissipation performance can be improved.
  • the aspect of the invention described in the above (4) is that in the stator structure described in (2), the teeth side surface of the stator core and the insulator are thermally welded and fixed. Since the insulator and the side surface of the tooth are fixed by heat welding, it is difficult to form an air layer between the insulator and the side surface of the tooth as in (3), and the heat radiation performance can be improved.
  • the aspect of the invention described in the above (5) is a stator manufacturing method in which a coil is assembled to a tooth formed on a stator core via an insulator to form a stator.
  • An insulator formed in a shape having a space in the mold is placed in a mold, a coil is assembled on the insulator, and resin is injected into the mold, so that the resin unit is molded so as to cover the surface of the coil, and the coil unit is Then, the coil unit is assembled to the teeth of the stator core to form the stator.
  • the problem is shown in the same manner as the stator structure described in (1).
  • Generation of such concentrated stress can be suppressed. That is, stress is accumulated in the portions of the insulator and the resin mold portion corresponding to the four corners of the teeth shown in the problem by forming the stator having a configuration in which a space is provided between the insulator and the end surface of the stator core. Can be suppressed. As a result, it contributes to extending the life of the stator.
  • the aspect of the invention described in the above (6) is that the stator manufacturing method described in (5) may be resin-molded so as to cover the surface of the coil using a resin different from the resin forming the insulator.
  • a resin different from the resin-molded portion covering the insulator and the coil can be used, the insulator and the resin-molded portion can have different functions.
  • a resin having high thermal conductivity is used for the insulator, and the amount of resin used is larger than that of the insulator.
  • An inexpensive resin can be used for the mold portion. As a result, it is possible to contribute to cost reduction of the stator.
  • the insulator exposed on the inner peripheral surface of the coil unit, and the teeth side surface of the stator core is performed by an adhesive having high thermal conductivity, thermal welding, or ultrasonic welding.
  • the teeth side and the insulator provided in the stator core are bonded, bonded by heat welding, or ultrasonic welding so that the coil unit is in close contact with the stator core, and the heat generated from the coil is efficiently generated. It is possible to transmit to the side.
  • it can suppress that a coil unit moves by vibration when a vibration is applied to a stator, it can suppress that an insulator and the teeth side face rub and impair insulation.
  • the aspect of the invention described in (8) above is the stator manufacturing method described in (7), in which the coil unit is uniformly pressed from the inner diameter side of the stator core in the stator manufacturing method. It is what is joined.
  • the bonding is performed while uniformly applying pressure from the inner diameter side of the stator core, so the resin on the surface of the coil unit is temporarily softened when the coil unit is welded.
  • the stator core is formed of laminated steel sheets, but there may be some gaps between the laminated steel sheets depending on the method of forming the laminated steel sheets. If welding is performed by assembling the coil unit to the teeth in this state, there is a possibility that force is applied to the stator core due to the force generated when the resin is cured.
  • the coil unit is disposed on the inner diameter side of the stator core, and the outer diameter side of the stator core is in a free state. Therefore, there is a possibility that deformation that tightens the teeth arranged inside the stator core is caused by this force. However, it is possible to suppress deformation due to this force by performing bonding while applying pressure uniformly from the inner diameter side of the stator core.
  • FIG. 1 It is a perspective view of a stator of a 1st embodiment. It is a perspective view of the division
  • FIG. 1 the perspective view of the stator 10 of 1st Embodiment is shown.
  • FIG. 2 is a perspective view of the split core unit 110.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of the split core unit 110.
  • the stator 10 uses a split-type stator core, and 18 split core units 110 shown in FIG. 2 are arranged in an annular shape to form the stator 10.
  • the split core unit 110 includes a stator core piece 111, a coil 112 obtained by winding a flat rectangular conductor D by edgewise bending, a resin mold portion 113, and an insulator 114.
  • An outer ring 102 is fitted on the outer periphery of the split core unit 110.
  • the stator core piece 111 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates formed by a press or the like, and includes a teeth portion 111a so as to protrude toward the inner peripheral side.
  • a stator core end surface 111b As for the end surface of the stator core piece 111, one surface of both ends of the laminated electromagnetic steel sheets is formed as a stator core end surface 111b.
  • Slot bottom portions 111c are formed on the left and right in the circumferential direction with respect to the teeth portion 111a.
  • a coil unit 120 is disposed on a tooth portion 111 a formed on the stator core piece 111.
  • FIG. 4 is a perspective view of the coil unit 120. As shown in FIG.
  • the coil unit 120 includes a coil 112 and an insulator 114, and has a resin mold portion 113 formed so as to cover the periphery of the coil 112.
  • the coil 112 is formed by edgewise bending a rectangular conductor D, and includes an outer coil terminal portion 112a and an inner coil terminal portion 112b on the coil end side.
  • the flat conductor D is obtained by applying an insulating resin such as enamel around a highly conductive metal such as copper having a rectangular cross section.
  • the resin mold part 113 and the insulator 114 are formed using a thermoplastic resin such as a PPS resin.
  • a large amount of filler material is mixed in the insulator 114 in order to increase thermal conductivity, and one resin mold portion 113 has a mixing ratio of the filler material smaller than that of the insulator 114.
  • the thickness of the insulator 114 at the portion contacting the side surface of the tooth portion 111a and the slot bottom portion 111c shown in FIG. 3 is set to about 0 to 40% thick. .
  • FIG. 5 shows a perspective view of the insulator 114.
  • the insulator 114 includes a cylindrical portion 114a having a substantially rectangular cross section and a plate-like portion 114b made of a flat plate, and is integrally formed using a mold as will be described later.
  • the cylindrical portion 114a has a function of insulating the coil 112 from the side surface of the tooth portion 111a.
  • the plate-like portion 114b has a function of insulating the coil 112 and the slot bottom portion 111c.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing how the insulator 114 is formed with a mold.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing how the resin mold portion 113 is formed. 6 and 7 are cross-sectional views taken at the center of the short side of the coil 112 and the insulator 114 arranged in each mold.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a state where the coil 112 is assembled to the insulator 114.
  • the coil 112 assembled to the insulator 114 is disposed in the first mold D1, and the second mold D2 and the third mold D3 are disposed at predetermined positions.
  • an insulator 114 is formed by injecting resin from the gate R into a cavity formed by being surrounded by the first mold D1, the second mold D2, and the third mold D3. As a result, the insulator 114 having the shape shown in FIG. 5 is formed on the first mold D1.
  • FIG. 9 shows a side sectional view of the fourth mold D4. It is side surface cross section of the 4th metal mold
  • FIG. 10 shows a side sectional view of the fifth mold D5. 6 is a cross section of a fifth mold cut at a lead-side coil end of a coil unit 120;
  • the fourth mold D4 is provided with coil pressing pins P1 at eight places in total, four places per long side portion of the coil 112.
  • position the nozzle N shown by FIG. 7 are provided.
  • the fifth mold D5 is provided with an outer end pressing pin P2 and an inner end pressing pin P3 for pressing the outer coil terminal portion 112a and the inner coil terminal portion 112b which are ends of the coil 112.
  • the coil pressing pin P1, the outer end pressing pin P2, and the inner end pressing pin P3 are each provided with a spring for pressing the coil 112 and pressing it against the first mold D1.
  • the coil pressing pin P ⁇ b> 1 has a function of holding the coil 112 so that it does not float from the insulator 114.
  • the outer end pressing pin P2 and the inner end pressing pin P3 have a function of pressing to form the outer coil terminal 112a and the inner coil terminal 112b so that the positions thereof are at predetermined positions.
  • resin is injected from the nozzle N into a cavity surrounded by the first mold D1, the fourth mold D4, and the fifth mold D5 to form the resin mold portion 113. In this way, the coil unit 120 is formed.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing how the coil unit 120 is welded.
  • the coil unit 120 is formed so as to cover the coil 112 with the insulator 114 and the resin mold part 113 by forming the resin mold part 113 in the above-described procedure, and then the divided core unit 110 in the state shown in FIG. In order to form, the coil unit 120 is assembled
  • the ultrasonic vibrator 130 is disposed so as to be in contact with the outer peripheral surface 111d side of the stator core piece 111, and is pressurized by the pressurizing unit 131 so as to hold the coil unit 120 from the inner peripheral side of the divided core unit 110.
  • the pressurizing unit 131 pressurizes the coil unit 120 such that the coil unit 120 is uniformly pressed against the slot bottom 111c of the stator core piece 111.
  • the coil unit 120 is ultrasonically welded to the side surface of the tooth portion 111a and the slot bottom portion 111c of the stator core piece 111.
  • the coil unit 120 is positioned and welded to the teeth 111a of the stator core piece 111 so that the space 150 in contact with the stator core end surface 111b can be evenly formed on both end surfaces of the stator core piece 111. It is assumed that The space 150 is formed so as to penetrate in the radial direction from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the split core unit 110.
  • the divided core unit 110 is formed in this way, and the divided core unit 110 is held in an annular shape by arranging a plurality of divided core units 110 in an annular shape and disposing the outer ring on the outer periphery and shrinking it.
  • the coil 112 is electrically joined by welding the outer coil terminal portion 112a and the inner coil terminal portion 112b protruding from the coil ends of the split core unit 110 and a bus bar (not shown).
  • a three-phase stator 10 is formed.
  • the stator structure according to the first embodiment is a stator structure having a coil 112 around which a flat conductor D is wound and a split core unit 110 having teeth to which the coil 112 is assembled via an insulator 114.
  • the coil 112 assembled to 114 is resin-molded and integrated, and has a space continuous in the radial direction of the split core unit 110 between the insulator 114 and the stator core end surface 111b.
  • the insulator 114 and the split core unit The side surface of 110 teeth 111a is bonded or welded.
  • FIG. 12 shows a cross-sectional view of the coil 112 of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2.
  • FIG. 13 shows a cross-sectional view of a conventional coil 112 prepared for comparison.
  • the shrinkage force F as shown in FIG. 13 is applied to the stator core end surface 111b of the stator core piece 111 as shown in the problem.
  • the end surface contact portion 113a indicates a lump of resin existing in a portion surrounded by the insulator 14 in contact with the inner peripheral surface of the coil 112 and the tooth portion 111a.
  • the end surface contact part 113a formed with resin and the insulator 14 shall be closely_contact
  • the thermal contraction rate of the stator core piece 111, the end surface contact portion 113a, and the insulator 14 is different, resulting in internal stress in the resin mold portion 113 and the insulator 114.
  • the volume of the end surface contact portion 113a is large, so that the amount of contraction is large.
  • concentrated stress is generated in the vicinity of the corner portion P of the insulator 114 and the resin mold portion 113. Will result.
  • the space 150 is formed at both ends of the tooth portion 111a as shown in FIG.
  • the resin mold portion 113 By suppressing the generation of concentrated stress, it can be expected to extend the life of the stator 10.
  • concentrated stress is generated in the corner portion P under the use environment of the motor, and the insulator 114 or the resin mold portion 113 is insulated. There is a risk of impairing sex. Insulation between the coil 112 and the stator core piece 111 is ensured by the insulator 114, and this insulation cannot be secured, thereby shortening the life of the motor using the stator 10.
  • the reduction in insulation at the corners P can be suppressed by suppressing the generation of concentrated stress, and as a result, it can contribute to the extension of the life of the motor using the stator 10.
  • the point which can reduce the weight of the stator 10 is mentioned as an effect using the stator structure of 1st Embodiment.
  • the amount of resin for forming the resin mold portion 113 used for the split core unit 110 can be reduced.
  • the divided core unit 110 is provided in two places, and a plurality of the divided core units 110 are used side by side.
  • 18 divided core units 110 are used, 36 spaces 150 are formed in the stator 10, and there is an appropriate weight reduction effect.
  • the space 150 is formed in the stator 10, it is possible to reduce the amount of resin required when the resin mold portion 113 is simply formed. As a result, the cost of the stator 10 can be reduced. It is possible to contribute.
  • the space 150 has a shape penetrating from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the split core unit 110, it is possible to enhance the cooling effect of the stator 10 by flowing a coolant or the like through the space 150. It becomes.
  • heat generated by the stator 10 used in the motor heat generated by resistance heat generated when the coil 112 is energized, and heat transmitted from the outside.
  • the heat generated from the coil 112 is dissipated by being transmitted to the teeth 111a of the stator core piece 111 via the insulator 114. Therefore, it is possible to improve the cooling efficiency by bringing the coolant directly into contact with the stator core end surface 111b.
  • the portion of the coil 112 that protrudes toward the coil end side can also be brought into contact with the coolant via the insulator 114, so that an improvement in cooling efficiency can be expected.
  • the space 150 is formed radially with respect to the stator 10, it is advantageous to use a coolant.
  • the stator structure of the first embodiment it is possible to improve the thermal conductivity from the insulator 114 to the tooth portion 111a.
  • the insulator 114 and the tooth portion 111a are welded by ultrasonic welding as described above. Since the insulator 114 is welded to the stator core piece 111, it is difficult to form an air layer between the insulator 114 and the stator core piece 111, and it is possible to reduce factors that inhibit the thermal conductivity.
  • a recess is formed in a part of the stator core end surface, and a protrusion is formed in a part of the insulator or resin mold part of the coil unit.
  • the air layer impedes heat transfer and prevents heat dissipation from the stator 10.
  • the structure of the stator 10 of 1st Embodiment has prevented the formation of such an air layer by employ
  • the conventional method employs a configuration in which the convex portion formed on the coil unit is fitted into the concave portion formed with the stator core piece, one of the convex portions formed extending from the coil unit is used. There were problems such as cracks in the parts.
  • such a problem is solved by using ultrasonic welding for joining the coil unit 120 and the stator core piece 111.
  • the resin material can be changed between the insulator 114 and the resin mold portion 113, it is possible to contribute to cost reduction.
  • the insulator 114 needs to have a function of ensuring insulation between the coil 112 and the stator core piece 111 and a function of ensuring heat transfer from the coil 112 to the stator core piece 111. Therefore, the mixing ratio of the filler material is increased to achieve heat transfer performance while ensuring insulation performance.
  • it since it can be injection-molded alone, it does not require that much fluidity of the resin and is relatively easy to mold.
  • the materials of the insulator 114 and the resin mold part 113 can be changed by molding with two colors as shown in the stator manufacturing method of the first embodiment. Specifically, it is possible to reduce the amount of filler material mixed in the resin used in the resin mold part 113 rather than the insulator 114, or to change the resin itself to be used. This can contribute to cost reduction of the stator 10.
  • the second embodiment has substantially the same configuration as the first embodiment, but the method of joining the coil unit 120 and the stator core piece 111 is different in the process of forming the split core unit 110. Joining of the coil unit 120 and the stator core piece 111 of the second embodiment is performed by thermal welding. By using heat welding instead of ultrasonic welding, it is possible to simplify the equipment. However, it is necessary to select a thermoplastic and strong adhesive material for the resin used for the insulator 114.
  • FIG. 14 sectional drawing of the stator 10 of 2nd Embodiment is shown.
  • the portion of the insulator 114 that contacts the stator core piece 111 is reheated and softened, and is uniform from the inner peripheral side of the split core unit 110 as in the case of ultrasonic welding shown in FIG.
  • the coil unit 120 and the stator core piece 111 are welded by being cured while applying a strong force.
  • a simple jig for receiving the outer peripheral surface of the stator core piece 111 is prepared instead of the ultrasonic vibrator 130 and receives the force of the pressure unit 131.
  • a weld layer W is formed between the stator core piece 111 and the insulator 114 provided in the coil unit 120, and the side surface of the teeth 111 a of the stator core piece 111 and the insulator 114 of the coil unit 120.
  • the surface in contact with is thermally welded.
  • the stator 10 formed in this way can obtain the same effect as the stator 10 of the first embodiment.
  • a method using an adhesive instead of performing heat welding is also conceivable.
  • an adhesive By applying an adhesive to a portion of the insulator 114 that is in contact with the stator core piece 111 and applying pressure by using the pressure unit 131, it is possible to obtain the same effect as ultrasonic welding or heat welding. .
  • the split type stator 10 is employed using the stator core piece 111, but it does not prevent the use of an integral stator core. Since the generation of eddy currents can be suppressed in exchange for the ease of assembly of the coil unit 120, it is possible to contribute to improving the performance of the motor using the stator 10. Moreover, it does not prevent that the part which specifically shows the material in 1st Embodiment and 2nd Embodiment is substituted with the other material which has an equivalent function. Moreover, the change of the structure of the stator 10 within the range of the design change is not hindered.

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Abstract

　固定子の樹脂モールド部又はインシュレータに発生する応力を低減可能な固定子構造及び固定子製造方法の提供にあたり、導体が巻回されたコイルと、インシュレータを介してコイルが組み付けられるティースを備えた固定子コアと、を有する固定子構造において、インシュレータに組み付けられたコイルが樹脂モールドされて一体化され、インシュレータと固定子コアの軸方向端面との間に、固定子コアの径方向に連続する空間を有し、インシュレータと固定子コアのティース側面とが、接着又は溶着するものである。

Description

固定子構造及び固定子製造方法
　本発明は、モータに用いるステータにコイルを巻回する技術に関するものであり、詳しくはコイルに絶縁被覆する手順を工夫することで製造コストを低減する技術に関するものである。
　車載用のモータのうち、車の駆動に用いるモータは、小型化と高出力化を求められている。モータを小型化及び高出力化するためには、固定子に備えるコイルに流す電流量を増やす等して磁力を強化する必要がある。しかしながら、コイルに流す電流量を増やすと放熱性の問題が発生する。したがって、モータの小型化や高出力化を追及すると、固定子使用時に発生する熱を固定子から効率よく放出する方法を検討する必要がある。
　特許文献１には、電動機固定子及び電動機に関する技術が開示されている。
　固定子コアのティース部側面に、ポリイミド樹脂やアミドイミド樹脂などの絶縁性の樹脂材料にアルミナやシリカ等のフィラー材料を混入して均一の厚さになるように塗布して被覆材とし、この樹脂被覆材が完全に硬化する前に巻線してコイルを形成している。絶縁性の樹脂にフィラー材を混入してティース部側面に塗布して形成することで、コイルと被覆材及びティース部との密着性を向上させて放熱性を高めている。
　しかし、このような放熱性向上の手法を施しても、巻き線に用いる導線が丸線であると導線に流すことのできる電流量に限界がある。丸線をペアにして巻回しコイルを形成する手法を用いて対策する場合もあるが、固定子の高出力化を図るためにはさらにコイルの占積率を向上させる必要がある。
　このため、占積率の向上に有利な平角導体をコイルに用いることが検討されている。
　ただし、平角導体をコイルとして用いる場合には、平角導体の断面積が広いためにコイル形状に巻回することが困難である。また、平角導体の断面積を広げることで電流密度を上げることは可能だが、渦電流の問題が生ずる。このため、平角導体を巻回してコイルを形成するにあたり、さまざまな検討がなされている。
　特許文献２には、分割固定子製造方法に関する技術が開示されている。
　平角導体を巻回した後、コイルをインシュレータに組み付ける。その状態で金型に配置し樹脂モールドすることで、コイル及びインシュレータを樹脂モールド形成で一体化したコイルカセットユニットを形成する。このコイルカセットユニットを分割式の固定子コアに組み付けることで、固定子を形成している。
　このように固定子を形成することで、インシュレータとコイルとの密着度を向上させて、固定子使用時に発生するコイルからの発熱を効率よく伝達し、固定子の放熱性を向上させることが可能である。
　特許文献３には、分割固定子及び分割固定子製造方法に関する技術が開示されている。
　固定子コアに形成されるティースにインシュレータをインサート成形する際に、ティースの側面に接着剤を塗布しておく。そして、インシュレータを形成した後にコイルを組み付けして固定子コアを樹脂モールドする。
　ティース側面に接着剤を塗布しておくことで、インシュレータを形成する樹脂の内部に混入されるフィラー材料の整列を防ぎ、インシュレータの熱伝導性を向上させることが可能となる。
特開２００７－２１５３３４号公報 特開２００９－１７１７４０号公報 特開２００９－２１９２３５号公報
　しかしながら、特許文献２及び特許文献３には、以下に説明する課題があると考えられる。
　平角導体を巻回してコイルを形成した場合、形成するコイルの曲げ部にはある程度の曲げ半径を必要とする。これは、平角導体は所定の断面積を有するためである。特にモータの高出力化のためにはエッジワイズ曲げコイルが有効であるが、エッジワイズ曲げコイルは、エッジワイズ曲げ加工しない場合よりも曲げ部分の曲げ半径は大きくなる。
　その結果、固定子コアの端面とコイルの内周面との間に隙間が生じることになる。特に、コイルに流す電流を増やすために平角断面の断面積を増やすと、コイルと固定子コアの端面との隙間は開く傾向にある。
　上述の理由により、特許文献２及び特許文献３に開示の技術を用いて固定子を製造すると、このコイルと固定子コアの端面との隙間には、固定子のコイルエンドを樹脂モールドする際に、樹脂が多量に流れ込む結果となる。
　平角導体の平角断面の断面積やコイルエンド部分の曲げ半径によっては、モータ使用時にこの樹脂モールド部の内部に熱の影響による内部応力が蓄積してクラックが生じ、コイルと固定子コアとの間の絶縁が確保できなくなる虞がある。
　車載されるモータは、モータ使用時には発熱するが、使用していないときには周囲の環境温度まで冷却される。したがって、使用環境下において固定子の樹脂モールド部及びインシュレータには高頻度で熱サイクル負荷がかかることになる。そして、樹脂とコイル及び固定子コアの膨張率が異なるため、樹脂モールド部の樹脂が多いと樹脂の収縮率も高くなる。その結果、モータの使用環境下において固定子の樹脂の内部に応力が蓄積し、クラックなどを生じる虞がある。
　そこで、本発明はこのような課題を解決するために、固定子の樹脂モールド部又はインシュレータに発生する応力を低減可能な固定子構造及び固定子製造方法を提供することを目的とする。
　前記目的を達成するために、本発明の態様による固定子構造は、以下のような特徴を有する。
（１）導体が巻回されて形成されるコイルと、インシュレータを介して前記コイルが組み付けられるティースを備えた固定子コアと、を有する固定子構造において、前記インシュレータに組み付けられた前記コイルが樹脂モールドされて一体化され、前記インシュレータと前記固定子コアの軸方向端面との間に、前記固定子コアの径方向に連続する空間を有していることが好ましい。
（２）（１）に記載の固定子構造において、前記インシュレータと前記固定子コアの前記ティース側面とが、接着又は溶着されていることが好ましい。
（３）（２）に記載の固定子構造において、前記固定子コアの前記ティース側面と、前記インシュレータとが超音波溶着され、固定されていることが好ましい。
（４）（２）に記載の固定子構造において、前記固定子コアの前記ティース側面と、前記インシュレータとが熱溶着され、固定されていることが好ましい。
　また、前記目的を達成するために、本発明の別態様による固定子製造方法は以下のような特徴を有する。
（５）固定子コアに形成されたティースにインシュレータを介してコイルを組み付け、固定子を形成する固定子製造方法において、前記ティース側面に接し、前記ティース端面との間に空間を有する形状に形成された前記インシュレータを金型内に配置し、前記インシュレータの上に前記コイルを組み付け、前記金型に樹脂を注入することで、前記コイルの表面を覆うように樹脂モールドしてコイルユニットを形成し、前記コイルユニットを前記固定子コアの前記ティースに組み付けて前記固定子を形成することが好ましい。
（６）（５）に記載の固定子製造方法において、前記インシュレータを形成する樹脂と異なる樹脂を用いて、前記コイルの表面を覆うように樹脂モールドしたことが好ましい。
（７）（５）又は（６）に記載の固定子製造方法において、前記コイルユニットの内周面に露出するインシュレータと、前記固定子コアの前記ティース側面とを高熱伝導性を有する接着剤、又は熱溶着、又は超音波溶着にて接合することが好ましい。
（８）（７）に記載の固定子製造方法において、前記コイルユニットを前記固定子コアの内径側より均一に圧力をかけながら接合することが好ましい。
　このような特徴を有する本発明による固定子の一態様により、以下のような作用、効果が得られる。
　上記（１）に記載される発明の態様は、導体が巻回されて形成されるコイルと、インシュレータを介してコイルが組み付けられるティースを備えた固定子コアと、を有する固定子構造において、インシュレータに組み付けられたコイルが樹脂モールドされて一体化され、インシュレータと固定子コアの軸方向端面との間に、固定子コアの径方向に連続する空間を有しているものである。
　インシュレータにコイルが組み付けられ、コイル及びインシュレータが樹脂モールドされることで、インシュレータとコイルとが樹脂モールドによって一体化される。この際、インシュレータと固定コアの端面との間に空間があることで、課題に示したような集中応力の発生を抑制できる。
　前述した通り、コイルを覆う樹脂モールド部分に集中応力が発生するのは、樹脂モールド部やインシュレータと固定子コアとの熱膨張率の差が大きく、モータの使用環境下において応力が集中する部分が生じるためである。
　そして、集中応力が生じるのは出願人の調査によれば固定子コアの有するティースの４隅であることが判明している。これは、従来技術において固定子コア端面とコイルとの間の空間に多量の樹脂を必要とするためだと考えられ、この空間の樹脂が収縮する事でティースの４隅に集中応力が発生することになると推測される。
　しかしながら、本発明ではインシュレータと固定子コア端面との間に空間を形成しており、固定子コア端面とインシュレータとが接触する部分を抑え、かつ固定子コア端面とコイルとの間の空間の樹脂の量を削減している。この結果、モータの使用環境下にあっても、樹脂モールド部やインシュレータと固定子コアとの熱膨張率の差の影響を受けての応力発生を、抑制することが可能となる。
　また、上記（２）に記載される発明の態様は、（１）に記載の固定子構造において、インシュレータと固定子コアのティース側面とが、接着又は溶着されているものである。
　固定子に振動が加えられた際にコイルが固定子に対して動くようなことを防ぐ機能は、固定子コアとインシュレータとはティース側面において接着又は溶着などにより実現されている。
　また、従来用いられてきたカセットコイルに関する技術では、インシュレータ或いは樹脂モールド部に固定子コアと係合する突起を設け、固定子コアに穴部を設け、機械的に結合するような手法が用いられてきた。しかしながら、このような手法ではインシュレータと固定子コアとの間に空隙が出来る等、コイルからの放熱に不利な状態となる場合が多かった。
　しかしながらインシュレータとティース側面において接着又は溶着されることで、インシュレータと固定子コアが密着し、放熱性の向上に寄与することが可能となる。
　また、上記（３）に記載される発明の態様は、（２）に記載の固定子構造において、固定子コアのティース側面と、インシュレータとが超音波溶着され、固定されているものである。
　インシュレータとティース側面とは超音波溶着されて固定されているので、インシュレータとティース側面との間に空気層ができにくく、放熱性能を高めることが可能である。
　また、上記（４）に記載される発明の態様は、（２）に記載の固定子構造において、固定子コアのティース側面と、インシュレータとが熱溶着され、固定されているものである。
　インシュレータとティース側面とは熱溶着されて固定されているので、（３）と同じくインシュレータとティース側面との間に空気層ができにくく、放熱性能を高めることが可能である。
　また、このような特徴を有する本発明による固定子製造方法の一態様により、以下のような作用、効果が得られる。
　上記（５）に記載の発明の態様は、固定子コアに形成されたティースにインシュレータを介してコイルを組み付け、固定子を形成する固定子製造方法において、ティース側面に接し、ティース端面との間に空間を有する形状に形成されたインシュレータを金型内に配置し、インシュレータの上にコイルを組み付け、金型に樹脂を注入することで、コイルの表面を覆うように樹脂モールドしてコイルユニットを形成し、コイルユニットを固定子コアのティースに組み付けて固定子を形成するものである。
　インシュレータと固定コアの端面に隙間を設けて形成し、インシュレータ上にコイルを組み付けしてインサート成形してコイルユニットを形成するので、（１）に記載の固定子構造と同様に、課題に示したような集中応力の発生を抑制できる。
　すなわち、インシュレータと固定子コア端面との間に空間を設けた構成とする固定子を形成することで、課題に示したティースの四隅に対応するインシュレータ及び樹脂モールド部の部分に応力が蓄積することを抑えることができる。
　その結果、固定子の寿命を延ばすことに貢献する。
　また、上記（６）に記載の発明の態様は、（５）に記載の固定子製造方法において、インシュレータを形成する樹脂と異なる樹脂を用いて、コイルの表面を覆うように樹脂モールドすることも可能である。
　インシュレータと、コイルを覆う樹脂モールドした部分とは異なる樹脂を使用することができるため、インシュレータと樹脂モールドした部分とは別の機能を備えることができる。
　例えば、駆動用モータの場合は、コイルで発した熱量の大半がインシュレータを介してコイルへと放熱されるため、インシュレータには熱伝導性の高い樹脂を用い、インシュレータに比べて用いる樹脂量の多いモールド部分には安価な樹脂を用いることなどが可能となる。その結果、固定子のコストダウンに貢献することができる。
　また、上記（７）に記載の発明の態様は、（５）又は（６）に記載の固定子製造方法において、コイルユニットの内周面に露出するインシュレータと、固定子コアのティース側面とを高熱伝導性を有する接着剤、又は熱溶着、又は超音波溶着にて接合するものである。
　固定子コアに備えるティース側面とインシュレータとを接着、又は熱溶着、又は超音波溶着によって接合することで、固定子コアに対してコイルユニットが密着して、コイルからの発熱を効率よく固定子コア側に伝達することが可能となる。
　また、固定子に振動が加えられた際にもコイルユニットが振動によって動くことを抑制できるので、インシュレータとティース側面とが擦れて絶縁性を損なうことを抑えることができる。
　また、上記（８）に記載の発明の態様は、（７）に記載の固定子製造方法において、記載の固定子製造方法において、コイルユニットを固定子コアの内径側より均一に圧力をかけながら接合するものである。
　コイルユニットを固定子コアにセットして接合する際に、固定子コアの内径側より均一に圧力をかけながら接合を行うので、コイルユニットを溶着する際に、コイルユニットの表面の樹脂が一旦軟化して硬化することで固定子コアに力が発生しても、固定子コアが変形することを抑制することが可能となる。
　固定子コアは積層鋼板で形成されているが、積層鋼板の形成方法によっては積層する鋼板の間に若干の隙間ができる場合がある。この状態でティースにコイルユニットを組み付けて溶着を行うと、樹脂が硬化する際に発生する力によって固定子コアに力がかかる可能性がある。コイルユニットは固定子コアの内径側に配置され、固定子コアの外径側はフリーな状態にある。よって、この力によって固定子コアの内側に配置されるティースを締め付ける変形が生じる可能性がある。しかしながら、固定子コア内径側より均一に圧力をかけながら接合を行うことで、この力による変形を抑制することが可能である。
第１実施形態の、固定子の斜視図である。 第１実施形態の、分割コアユニットの斜視図である。 第１実施形態の、分割コアユニットの断面図である。 第１実施形態の、コイルユニットの斜視図である。 第１実施形態の、インシュレータの斜視図である。 第１実施形態の、金型でインシュレータを形成する様子を表した断面図である。 第１実施形態の、樹脂モールド部を形成する様子を表した断面図である。 第１実施形態の、インシュレータにコイルを組み付けた状態の斜視図である。 第１実施形態の、第４金型の側面断面図である。 第１実施形態の、第５金型の側面断面図である。 第１実施形態の、コイルユニットを溶着する様子を表した断面図である。 第１実施形態の、コイルの断面図である。 比較のために用意した従来技術によるコイルの断面図である。 第２実施形態の、固定子の断面図である。
　まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
（第１実施形態）
　図１に、第１実施形態の固定子１０の斜視図を示す。
　図２に、分割コアユニット１１０の斜視図を示す。
　図３に、分割コアユニット１１０の断面図を示す。
　固定子１０は分割型の固定子コアを用いており、図２に示される分割コアユニット１１０が１８個円環状に配置されて、固定子１０を形成している。
　分割コアユニット１１０は固定子コアピース１１１と、平角導体Ｄをエッジワイズ曲げ加工して巻回したコイル１１２、樹脂モールド部１１３、及びインシュレータ１１４を備えている。また、分割コアユニット１１０の外周にはアウターリング１０２が嵌められている。
　固定子コアピース１１１は、プレス等で形成された電磁鋼板を複数枚積層して形成されており、内周側に向けて凸になるようティース部１１１ａを備えている。固定子コアピース１１１の端面は、積層された電磁鋼板の両端の一面が固定子コア端面１１１ｂとして形成されている。ティース部１１１ａに対して周方向の左右には、スロット底部１１１ｃが形成される。
　固定子コアピース１１１に形成されるティース部１１１ａには、コイルユニット１２０が配置される。
　図４に、コイルユニット１２０の斜視図を示す。
　コイルユニット１２０は、図３に示すようにコイル１１２、インシュレータ１１４を備え、コイル１１２の周囲を覆うように形成される樹脂モールド部１１３を有している。
　コイル１１２は平角導体Ｄをエッジワイズ曲げ加工し、コイルエンド側に外側コイル端子部１１２ａと内側コイル端子部１１２ｂを備えている。平角導体Ｄは、矩形断面を有する銅等の導電性の高い金属の周囲にエナメルなどの絶縁性樹脂を施したものである。
　樹脂モールド部１１３とインシュレータ１１４は、ＰＰＳ樹脂などの熱可塑性樹脂を用いて形成されている。ただし、インシュレータ１１４には熱伝導性を高めるために、フィラー材を多く混入しており、一方の樹脂モールド部１１３はインシュレータ１１４に比べてフィラー材の混入比率を少なくしている。また、後述する超音波溶着に用いる溶着シロを形成する為に、図３に示すティース部１１１ａ側面、及びスロット底部１１１ｃと接触する部分のインシュレータ１１４の厚みは０～４０％程度厚く設定されている。
　図５に、インシュレータ１１４の斜視図を示す。
　インシュレータ１１４は、略長方形の断面を有する筒状部１１４ａと平板からなる板状部１１４ｂとからなり、後述するように金型を用いて一体的に成形される。筒状部１１４ａは、固定子コアピース１１１を形成した際に、コイル１１２とティース部１１１ａ側面との絶縁を図る機能を有する。板状部１１４ｂはコイル１１２とスロット底部１１１ｃとの絶縁を図る機能を有する。
　次に、コイルユニット１２０の形成過程について説明する。
　図６に、金型でインシュレータ１１４を形成する様子を表した断面図を示す。
　図７に、樹脂モールド部１１３を形成する様子を表した断面図を示す。図６及び図７は、各金型に配置したコイル１１２及びインシュレータ１１４の短辺側中央で切断した断面図である。
　図８に、インシュレータ１１４にコイル１１２を組み付けた状態の斜視図を示す。
　インシュレータ１１４に組み付けられたコイル１１２を、第１金型Ｄ１に配置し第２金型Ｄ２及び第３金型Ｄ３を所定の場所に配置する。そして、第１金型Ｄ１と第２金型Ｄ２及び第３金型Ｄ３とで囲まれて形成されるキャビティに、湯口Ｒから樹脂を注入することでインシュレータ１１４を形成する。この結果、図５に示す形状のインシュレータ１１４が第１金型Ｄ１の上に形成される。
　次に、第１金型Ｄ１にインシュレータ１１４が乗っている状態で、図８に示すように、コイル１１２をインシュレータ１１４に配設する。そして、第４金型Ｄ４と第５金型Ｄ５を所定の場所に移動させる。
　図９に、第４金型Ｄ４の側面断面図を示す。コイルユニット１２０の短辺側中央で切断した第４金型の側面断面である。
　図１０に、第５金型Ｄ５の側面断面図を示す。コイルユニット１２０のリード側コイルエンドで切断した第５金型の断面である。
　第４金型Ｄ４には、コイル１１２の長辺部分１辺につき４箇所、合計８箇所にコイル押圧ピンＰ１が備えられている。また、図７に示されるノズルＮを配置するリード側窪部Ｄ４１と反リード側窪部Ｄ４２が備えられている。
　第５金型Ｄ５には、コイル１１２の端部である外側コイル端子部１１２ａ及び内側コイル端子部１１２ｂを押さえるための、外側端部押圧ピンＰ２と内側端部押圧ピンＰ３が設けられている。
　コイル押圧ピンＰ１、外側端部押圧ピンＰ２及び内側端部押圧ピンＰ３には、それぞれコイル１１２を加圧して第１金型Ｄ１側に押しつけるためのスプリングが設けられている。コイル押圧ピンＰ１には、コイル１１２がインシュレータ１１４から浮き上がらないように押さえる機能がある。外側端部押圧ピンＰ２及び内側端部押圧ピンＰ３には、外側コイル端子部１１２ａ及び内側コイル端子部１１２ｂの位置が所定の位置にくるように成形するため押さえる機能がある。
　そして、第１金型Ｄ１と第４金型Ｄ４及び第５金型Ｄ５で囲まれて形成されるキャビティに、ノズルＮから樹脂を注入して樹脂モールド部１１３を形成する。
　このようにしてコイルユニット１２０は形成される。
　次に、コイルユニット１２０を固定子コアピース１１１に溶着する際の手順を説明する。
　図１１に、コイルユニット１２０を溶着する様子を表した断面図を示す。
　コイルユニット１２０は、上述した手順で樹脂モールド部１１３を形成することで、インシュレータ１１４と樹脂モールド部１１３で、コイル１１２を覆う状態に形成された後、図２に示す状態の分割コアユニット１１０を形成するために、固定子コアピース１１１に備えられたティース部１１１ａにコイルユニット１２０が組み付けられる。
　そして、固定子コアピース１１１の外周面１１１ｄ側に接するようにして超音波振動機１３０が配置され、分割コアユニット１１０の内周側からコイルユニット１２０を押さえるようにして加圧ユニット１３１で加圧される。
　加圧ユニット１３１でのコイルユニット１２０への加圧は、コイルユニット１２０が固定子コアピース１１１のスロット底部１１１ｃに均一に押し付けられるようになされる。
　この状態で超音波振動機１３０を動作させることで、コイルユニット１２０が固定子コアピース１１１のティース部１１１ａ側面及びスロット底部１１１ｃにて超音波溶着される。
　なお、図示されていないが、コイルユニット１２０は固定子コアピース１１１のティース部１１１ａに、固定子コア端面１１１ｂに接する空間１５０が、固定子コアピース１１１の両端面に均等にできるように位置決めされ、溶着されているものとする。なお、この空間１５０は分割コアユニット１１０の内周側から外周側に向けて径方向に貫通するように形成されている。
　このように分割コアユニット１１０は形成され、複数の分割コアユニット１１０を円環状に並べてアウターリングを外周に配置して焼きバメすることで、分割コアユニット１１０を円環状に保持する。
　分割コアユニット１１０のコイルエンドから突出している外側コイル端子部１１２ａ及び内側コイル端子部１１２ｂと図示しないバスバを溶接することで、コイル１１２を電気的に接合する。第１実施形態では３相の固定子１０を形成する。
　第１実施形態の固定子１０は上記構成であるので、以下に説明する作用及び効果を奏する。
　まず、第１実施形態の固定子構造及び固定子製造方法に効果として、固定子１０のコイルエンドにて発生する集中応力を低減できる点が挙げられる。
　第１実施形態の固定子構造は、平角導体Ｄが巻回されたコイル１１２と、インシュレータ１１４を介してコイル１１２が組み付けられるティースを備えた分割コアユニット１１０と、を有する固定子構造において、インシュレータ１１４に組み付けられたコイル１１２が樹脂モールドされて一体化され、インシュレータ１１４と固定子コア端面１１１ｂとの間に、分割コアユニット１１０の径方向に連続する空間を有し、インシュレータ１１４と分割コアユニット１１０のティース部１１１ａ側面とが、接着又は溶着されているものである。
　図１２に、第１実施形態のコイル１１２の断面図を示す。図２の部分拡大図である。
　図１３に、比較のために用意した従来技術によるコイル１１２の断面図を示す。
　従来技術における固定子のコイルエンドに樹脂モールド部１１３を形成した場合には、課題にも示した通り、図１３に示したような収縮力Ｆが、固定子コアピース１１１の固定子コア端面１１１ｂにインシュレータ１４を介して接触する端面接触部１１３ａに発生する。ここで端面接触部１１３ａは、コイル１１２の内周面とティース部１１１ａに接するインシュレータ１４で囲まれた部分に存在する樹脂の塊のことを指している。
　なお、樹脂で形成される端面接触部１１３ａとインシュレータ１４とは密着しているものとする。
　固定子１０を用いたモータの使用環境下では、固定子コアピース１１１と端面接触部１１３ａ及びインシュレータ１４との熱収縮率が異なるため、樹脂モールド部１１３及びインシュレータ１１４において内部応力を生じる結果となる。
　特にティース部１１１ａの周囲４隅に形成される角部Ｐにおいては、端面接触部１１３ａの体積が大きいために収縮量も大きく、結果としてインシュレータ１１４及び樹脂モールド部１１３の角部Ｐ付近に集中応力を生ずることになる。
　しかし、第１実施形態の固定子構造を採用した場合、図１２に示すようにティース部１１１ａの両端部には空間１５０が形成され、固定子コア端面１１１ｂに接する樹脂が存在しないため、従来技術の問題点として上げられたような収縮力Ｆが発生しない。このため、樹脂モールド部１１３内部及びインシュレータ１１４内部にて集中応力が発生することを抑制することが可能となる。
　集中応力発生を抑制できることで、固定子１０の寿命を延ばすことが期待できる。
　従来技術による樹脂モールド部１１３を固定子１０に形成して、固定子１０をモータに用いた場合、モータの使用環境下において角部Ｐに集中応力が生じ、インシュレータ１１４又は樹脂モールド部１１３の絶縁性を損なう虞がある。コイル１１２と固定子コアピース１１１との絶縁はインシュレータ１１４によって確保されており、この絶縁性が確保できなくなることで固定子１０を用いたモータの寿命を縮めることになる。
　第１実施形態の固定子構造では、集中応力の発生の抑制により、角部Ｐにおける絶縁性の低下を抑制でき、結果的に固定子１０を用いたモータの長寿命化に貢献できる。
　また、第１実施形態の固定子構造を用いた効果として、固定子１０の軽量化が可能な点が挙げられる。
　分割コアユニット１１０に２箇所の空間１５０を設けることで、分割コアユニット１１０に用いる樹脂モールド部１１３を形成するための樹脂の量を削減することが出来る。この結果、分割コアユニット１１０の軽量化に貢献することができる。
　１箇所の空間１５０の重量自体は分割コアユニット１１０全体の重量に比べれば僅かだが、分割コアユニット１１０には２箇所設けられ、この分割コアユニット１１０が複数並べられて用いられるため、固定子１０に１８個の分割コアユニット１１０を用いる場合は、３６箇所の空間１５０が固定子１０に形成されていることになり、それなりの重量低減効果がある。
　また、固定子１０に空間１５０が形成されていることで、単純に樹脂モールド部１１３を形成する際に必要とする樹脂量を削減することが可能となり、その結果、固定子１０のコストダウンに貢献することが可能となる。
　また、空間１５０は分割コアユニット１１０の内周側から外周側に向けて貫通する形状となっているため、この空間１５０に冷却液等を流すことで固定子１０の冷却効果を高めることが可能となる。
　モータに用いられる固定子１０の発熱は、コイル１１２に通電した際に抵抗発熱によって発生する熱によるもの、及び外部から伝達されるものの２種類がある。例えば駆動用モータの場合は、コイル１１２からの発熱に関しては、主に固定子コアピース１１１のティース部１１１ａにインシュレータ１１４を介して伝達することで放熱される。
　したがって、固定子コア端面１１１ｂに直接冷却液が接することで、冷却効率を向上させることが可能となる。また、コイル１１２のコイルエンド側に突出する部分も、インシュレータ１１４を介して冷却液に接することが可能となるので、冷却効率の向上が期待できる。また、空間１５０は固定子１０に対して放射状に形成されるため、冷却液を用いるのに有利である。
　また、第１実施形態の固定子構造を用いた効果として、インシュレータ１１４からティース部１１１ａへの熱伝導性の向上を図ることが可能である。
　インシュレータ１１４とティース部１１１ａとは、前述した通り超音波溶着で溶着されている。インシュレータ１１４を固定子コアピース１１１に対して溶着するため、インシュレータ１１４と固定子コアピース１１１との間に空気層ができにくく、熱伝導性を阻害する要因を少なくすることが可能である。
　従来技術では、固定子の構造にコイルカセット方式を採用する際、固定子コア端面の一部に凹部を形成し、コイルユニットのインシュレータ又は樹脂モールド部の一部に凸部を形成して、該凹部に該凸部をはめ込むといった機械的な接合方法を採用するケースが多かった。
　しかし、このような方法では、第１実施例における固定子１０のティース部１１１ａ側面とコイルユニット１２０との間、つまりティース部１１１ａ側面と、それに面するインシュレータ１１４の筒状部１１４ａとの間に該当する部分に空気層が形成されることが避けられなかった。
　空気層は熱伝達を阻害し、固定子１０からの放熱を妨げることになる。第１実施形態の固定子１０の構造は固定子コアピース１１１とコイルユニット１２０との固定方法に溶着を採用することで、このような空気層が形成されることを防いでいる。
　また、従来技術の方法では、固定子コアピース形成した凹部に対してコイルユニットに形成した凸部が嵌り込む様な構成を採っていた為、コイルユニットから延長されて形成された該凸部の一部にワレが生じるなどの問題があった。
　しかし、第１実施形態の固定子１０ではコイルユニット１２０と固定子コアピース１１１との接合に超音波溶着を用いることでこのような問題も解決している。
　また、第１実施形態の固定子構造を用いた効果として、インシュレータ１１４と樹脂モールド部１１３とで樹脂の材質を変えることが出来るので、コストダウンに貢献することが可能となる。
　例えば駆動用モータの場合には、インシュレータ１１４に関しては、コイル１１２と固定子コアピース１１１との絶縁性を確保する機能と、コイル１１２から固定子コアピース１１１への熱伝達性を確保する機能とを必要とするため、フィラー材の混入比率を多くして、絶縁性能を確保しつつ熱伝達性能を実現している。一方で、単体で射出成形することが出来る為にそれ程樹脂の流動性をそれ程必要とせず、比較的成形し易い。
　一方で、樹脂モールド部１１３には、コイル１１２の隙間に樹脂が入り込む必要があるため、樹脂の流動性を確保する必要がある一方で、それ程熱伝達性能を必要とせず、絶縁性能に関してもインシュレータ１１４ほど絶縁性を必要とされない。
　したがって、第１実施形態の固定子製造方法に示したように２色成形することで、インシュレータ１１４と樹脂モールド部１１３との材質を変更することが出来る。具体的には、インシュレータ１１４よりも樹脂モールド部１１３に用いる樹脂に混入するフィラー材の量を減らしたり、使用する樹脂そのものを変更したり、といったことが可能となる。
　これによって、固定子１０のコストダウンに貢献することが出来る。
　次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
（第２実施形態）
　第２実施形態は第１実施形態とほぼ同じ構成であるが、分割コアユニット１１０の形成過程において、コイルユニット１２０と固定子コアピース１１１との接合方法が異なる。
　第２実施形態のコイルユニット１２０と固定子コアピース１１１との接合は、熱溶着によって行われている。超音波溶着ではなく熱溶着を用いることで、設備の簡易化を図ることが可能となる。ただし、インシュレータ１１４に用いる樹脂に熱可塑性で接着力の強い材質を選定する必要がある。
　図１４に、第２実施形態の固定子１０の断面図を示す。
　コイルユニット１２０を形成した後に、インシュレータ１１４の固定子コアピース１１１と接する部分を再加熱して軟化させ、図１１に示した超音波溶着する場合と同じように分割コアユニット１１０の内周側から均一な力を加えながら硬化させることで、コイルユニット１２０と固定子コアピース１１１とを溶着する。この際には超音波振動機１３０の代わりに固定子コアピース１１１の外周面を受ける単なる治具を用意して、加圧ユニット１３１の力を受けることとする。
　こうすることで、図１２に示すように固定子コアピース１１１とコイルユニット１２０が備えるインシュレータ１１４の間には溶着層Ｗが形成され、固定子コアピース１１１のティース部１１１ａ側面とコイルユニット１２０のインシュレータ１１４が接する面は、熱溶着される。
　このように形成された固定子１０は、第１実施形態の固定子１０と同等の効果が得られる。
　また、別の実施形態として、熱溶着を行う代わりに接着剤を用いる方法も考えられる。インシュレータ１１４の固定子コアピース１１１と接する部分に接着剤を塗布して、加圧ユニット１３１を用いて加圧して接着することで、超音波溶着や熱溶着と同等の効果を得ることが可能である。
　以上、本実施形態に則して発明を説明したが、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。
　例えば、第１実施形態及び第２実施形態では、固定子コアピース１１１を用い分割式の固定子１０を採用していたが、一体型の固定子コアを用いることを妨げない。コイルユニット１２０の組み付け性と引き換えに、渦電流の発生を抑制できる為、固定子１０を用いたモータの性能向上に貢献することが可能である。
　また、第１実施形態及び第２実施形態で具体的に材料を示している部分については、同等の機能を有する他の材料と置換することを妨げない。また、設計変更の範囲内での固定子１０の構造の変更を妨げない。
１０　　　固定子
１０２　　　アウターリング
１１０　　　分割コアユニット
１１１　　　固定子コアピース
１１１ａ　　　ティース部
１１１ｂ　　　固定子コア端面
１１１ｃ　　　スロット底部
１１１ｄ　　　外周面
１１２　　　コイル
１１２ａ　　　外側コイル端子部
１１２ｂ　　　内側コイル端子部
１１３　　　樹脂モールド部
１１３ａ　　　端面接触部
１１４　　　インシュレータ
１１４ａ　　　筒状部
１１４ｂ　　　板状部
１２０　　　コイルユニット
１３０　　　超音波振動機
１３１　　　加圧ユニット
１５０　　　空間
Ｄ　　　平角導体
Ｆ　　　収縮力
 

Claims (8)

  1. 　導体が巻回されて形成されるコイルと、インシュレータを介して前記コイルが組み付けられるティースを備えた固定子コアと、を有する固定子構造において、
    　前記インシュレータに組み付けられた前記コイルが樹脂モールドされて一体化され、
    　前記インシュレータと前記固定子コアの軸方向端面との間に、前記固定子コアの径方向に連続する空間を有することを特徴とする固定子構造。
  2. 　請求項１に記載の固定子構造において、
    　前記インシュレータと前記固定子コアの前記ティース側面とが、接着又は溶着されていることを特徴とする固定子構造。
  3. 　請求項２に記載の固定子構造において、
    　前記固定子コアの前記ティース側面と、前記インシュレータとが超音波溶着され、固定されていることを特徴とする固定子構造。
  4. 　請求項２に記載の固定子構造において、
    　前記固定子コアの前記ティース側面と、前記インシュレータとが熱溶着され、固定されていることを特徴とする固定子構造。
  5. 　固定子コアに形成されたティースにインシュレータを介してコイルを組み付け、固定子を形成する固定子製造方法において、
    　前記ティース側面に接し、前記ティース端面との間に空間を有する形状に形成された前記インシュレータを金型内に配置し、前記インシュレータの上に前記コイルを組み付け、前記金型に樹脂を注入することで、前記コイルの表面を覆うように樹脂モールドしてコイルユニットを形成し、
    　前記コイルユニットを前記固定子コアの前記ティースに組み付けて前記固定子を形成することを特徴とする固定子製造方法。
  6. 　請求項５に記載の固定子製造方法において、
    　前記インシュレータを形成する樹脂と異なる樹脂を用いて、前記コイルの表面を覆うように樹脂モールドしたことを特徴とする固定子製造方法。
  7. 　請求項５又は請求項６に記載の固定子製造方法において、
    　前記コイルユニットの内周面に露出するインシュレータと、前記固定子コアの前記ティース側面とを高熱伝導性を有する接着剤、又は熱溶着、又は超音波溶着にて接合することを特徴とする固定子製造方法。
  8. 　請求項７に記載の固定子製造方法において、
    　前記コイルユニットを前記固定子コアの内径側より均一に圧力をかけながら接合することを特徴とする固定子製造方法。
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