JP6693376B2 - モータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、モータの製造方法に関する。

特許文献１には、回転電機の三相端子固定部材に、ステータコアの外周側と内周側とを連絡する連絡溝を設け、ステータコア、コイル等の樹脂モールド形成を行う際に、当該連絡溝から金型とステータコアとから形成されるキャビティ内の空気を排出することが記載されている。

特開２０１６−１０１０７２号公報

しかしながら、特許文献１では、キャビティ内に樹脂が注入された後、当該連絡溝からキャビティ内の樹脂が漏れ出てしまうという虞がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、樹脂モールド形成時にキャビティ内の空気を排出することができるとともに、樹脂漏れをより確実に防ぐことができるモータの製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係るモータの製造方法は、ステータコアのコイル端部と金型との間に樹脂を充填して硬化させる樹脂モールド形成によって、前記ステータコアとコイルとを固定するモータの製造方法である。また、前記樹脂モールド形成により、前記ステータコアの前記コイル端部において、三相端子固定部材が前記コイルとともにステータコアに固定される。また、前記三相端子固定部材は、複数のエアベントを備える。そして、前記樹脂モールド形成において、前記ステータコアと前記金型とから形成されるキャビティ内に樹脂を充填した後、前記エアベントが潰れるように前記金型を加圧した状態で前記樹脂を硬化させる。

本発明に係るモータの製造方法によれば、ステータコアと金型とから形成されるキャビティ内に樹脂が充填された後、三相端子固定部材のエアベントが潰れるように金型が加圧された状態で樹脂が硬化される。そのため、樹脂が充填されている最中は、エアベントからキャビティ内の空気が排出され、樹脂が充填された後ではエアベントが潰されてエアベントからの樹脂漏れを防止される。よって、樹脂モールド形成時にキャビティ内の空気を排出することができるとともに、樹脂漏れをより確実に防ぐことができるモータの製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係るモータの製造方法を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係るモータの製造方法を示す側面図である。 樹脂モールド形成における金型内の圧力（型内圧）と時間との関係を示すグラフである。 樹脂モールド形成におけるエアベントの深さと型締め力との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態２に係るモータの製造方法を示す側面図である。

実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態１に係るモータの製造方法を示す断面図である。また、図２は、本発明の実施の形態１に係るモータの製造方法を示す側面図である。図２は、図１の破線の丸で囲んだ部分を図１の上側から見た側面図である。

実施の形態１に係るモータは、図１に示すように、円環状のステータコア１０１、複数本のコイル１０２、三相端子固定部材１０３等を備える。
ステータコア１０１は、例えば、プレスで打ち抜かれた金属薄板を積層して形成されている。
コイル１０２は、図１に示すように、ステータコア１０１の周方向に沿ってそれぞれ複数本ずつ組み付けられている。
三相端子固定部材１０３は、ステータコア１０１のコイル端部上に配置されている。また、三相端子固定部材１０３には、コイル端子１０４が配置されている。また、三相端子固定部材１０３のステータコア１０１側の面には、エアベント１０３Ａが複数形成されている。エアベント１０３Ａは、三相端子固定部材１０３のステータコア１０１側の面に形成されたスリットである。エアベント１０３Ａは、金型の可動型２０２（後述）とステータコア１０１との間に形成されたキャビティ２０４と金型の外部とを連絡する。
また、三相端子固定部材１０３は、弾性を有する樹脂から形成されている。

そして、ステータコア１０１の三相端子固定部材１０３側とは反対側に、金型の固定型２０１をセットし、ステータコア１０１の三相端子固定部材１０３側に、金型の可動型２０２をセットする。これにより、ステータコア１０１と固定型２０１との間にキャビティ２０３が形成され、ステータコア１０１と可動型２０２との間にキャビティ２０４が形成される。なお、固定型２０１側のキャビティ２０３と可動型２０２側のキャビティ２０４とは連通している。また、金型の固定型２０１及び可動型２０２は、金型用の鋼等の金属から形成されている。

固定型２０１側の注入孔２０１Ａから樹脂Ｂを注入すると、図１に示すように、固定型２０１側のキャビティ２０３側から可動型２０２側のキャビティ２０４へ樹脂Ｂが充填される。また、樹脂Ｂがキャビティ２０３、２０４へ充填されるにつれて、キャビティ２０３、２０４内に存在する空気が三相端子固定部材１０３のエアベント１０３Ａを介して金型の外部へ排出される。

また、可動型２０２には、内圧センサ２０５が設置されている。内圧センサ２０５は、金型内の圧力を検出する。通常、金型内の圧力は、キャビティ２０３、２０４に樹脂Ｂが充填されて空気が排出されている間は大きく変化せず、キャビティ２０３、２０４への樹脂Ｂの充填率が高くなると、徐々に高くなる。

そして、キャビティ２０３、２０４への樹脂Ｂの充填が完了した後、樹脂Ｂが硬化される。従来、樹脂Ｂを硬化する際、エアベントから樹脂Ｂが漏れ出てしまうという問題があった。しかし、本実施の形態１に係るモータの製造方法では、ステータコア１０１と固定型２０１及び可動型２０２とから形成されるキャビティ２０３、２０４内に樹脂Ｂを充填した後、エアベント１０３Ａが潰れるように可動型２０２を加圧した状態で樹脂Ｂを硬化させる。これにより、エアベント１０３Ａから樹脂Ｂが漏れ出てしまうことを防ぐことができる。

図２を参照しながら、可動型２０２が加圧された際に、三相端子固定部材１０３のエアベント１０３Ａが潰れる様子を説明する。
本実施の形態１では、図２に示すように、可動型２０２は、筒状に形成された枠部２０２Ａと、当該枠部２０２Ａの孔部に嵌合可能な蓋部２０２Ｂからなる。そして、モールド成形機によって、蓋部２０２Ｂが金型の内部側に押圧されることにより、可動型２０２が加圧される。

モールド成形機によって、蓋部２０２Ｂが金型の内部側に押圧されると、図２に示すように、樹脂からなる三相端子固定部材１０３が薄くなるように縮む。これにより、エアベント１０３Ａが潰れ、樹脂Ｂがエアベント１０３Ａを介して漏れ出るのを防ぐことができる。

次に、図３を参照しながら、本実施の形態１に係るモータの製造方法における樹脂モールド形成において、金型内の圧力（型内圧）の時間変化と、可動型２０２を加圧するタイミングとの関係について説明する。金型内の圧力は、可動型２０２に設置された内圧センサ２０５によって計測される。

図３に示すように、通常、金型内の圧力は、キャビティ２０３、２０４に樹脂Ｂが充填されて空気が排出されている間は大きく変化しない（図３に示す未充填域）。次いで、金型内の圧力は、キャビティ２０３、２０４への樹脂Ｂの充填率が高くなると、徐々に高くなる（図３に示す高充填域）。次いで、金型内の圧力は、樹脂Ｂの硬化が完了すると所定の圧力まで徐々に低下する（図３に示す硬化完了）。そして、図３に示す、高充填域において、樹脂Ｂがエアベント１０３Ａから漏れ出る可能性が高い。そのため、図３に示す高充填域（図３においてハッチングで示す領域）の時間において、可動型２０２を加圧して、エアベント１０３Ａを潰す。

なお、可動型２０２を加圧するタイミングは、金型内の圧力の時間変化の他、ＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）を用いたシミュレーションで得られたデータ、および、ハーフショット品を用いて得られる樹脂Ｂの充填の仕方に基づいて、決定されてもよい。なお、ハーフショット品とは、樹脂Ｂが金型内に１００％充填されて形成されたものを正規品とした場合、樹脂Ｂの金型への充填率が５０％や７０％で形成されたものを意味する。本実施の形態１に係る樹脂モールド形成は、金型の同じ個所から樹脂Ｂが注入され、樹脂Ｂは、金型内の同じ流路を通って充填される。そのため、金型内における樹脂Ｂの流動を確認するために、意図的に充填率を減らして形成した実物を形成する。例えば、充填率がそれぞれ５０％、６０％、７０％、８０％、９０％で形成されたハーフショット品を見ることにより、金型内での樹脂Ｂの充填の仕方がコマ送りしているように見ることができる。

また、三相端子固定部材１０３に設けられるエアベント１０３Ａのサイズ、及び、金型を加圧するための型締め力は、三相端子固定部材１０３の構造、三相端子固定部材１０３の材質の剛性、金型の寸法、及び、ステータコア１０１の弾性力などによって変動する。そこで、エアベント１０３のサイズ及び型締め力は、実際にモータの製造に用いる金型（固定型２０１及び可動型２０２）、ステータコア１０１、コイル１０２、三相端子固定部材１０３、コイル端子１０４等を用いた実験に基づいて、決定する。ここで、エアベント１０３Ａのサイズとは、エアベント１０３Ａの深さ、幅、数を意味する。

一例として、図４に、エアベント１０３Ａの深さと金型を加圧する型締め力との関係を調べた実験結果を示す。図４に示すように、ベント深さが０．３０（ｍｍ）以上及び型締め力が３００（ｔ）以下の範囲において、エアベント１０３Ａからの空気の排出（エア抜け）が良好であった。また、図４に示すように、ベント深さが０．２５（ｍｍ）以下及び型締め力が３００（ｔ）以上の範囲において、樹脂Ｂの漏れが良好に抑制された。
そして、図４に示すような、実験結果に基づいて、エアベント１０３Ａの深さ、幅、数を決定するとともに、金型を加圧する型締め力を決定する。なお、モータの仕様が変更されれば、エアベント１０３Ａの好適なサイズや好適な型締め力も、適宜実験を行って、変更される。

以上に説明した実施の形態１に係るモータの製造方法によれば、ステータコア１０１と固定型２０１及び可動型２０２とから形成されるキャビティ２０３、２０４内に樹脂Ｂが充填された後、三相端子固定部材１０３のエアベント１０３Ａが潰れるように可動型２０２が加圧された状態で樹脂Ｂが硬化される。そのため、樹脂Ｂが充填されている最中は、エアベント１０３Ａからキャビティ２０３、２０４内の空気が排出され、樹脂Ｂが充填された後ではエアベント１０３Ａが潰されてエアベント１０３Ａからの樹脂漏れを防止される。よって、樹脂モールド形成時にキャビティ２０３、２０４内の空気を排出することができるとともに、樹脂漏れをより確実に防ぐことができるモータの製造方法を提供することができる。

実施の形態２
次に、図５を参照しながら、本発明の実施の形態２に係るモータの製造方法について説明する。図５は、図１の破線の丸で囲んだ部分を図１の上側から見た側面図である。図５に示すように、実施の形態２に係るモータの製造方法は、可動型２０６の構造と可動型２０６への加圧方法のみが、実施の形態１に係るモータの製造方法と異なる。そのため、同一の構成については、同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。

図５に示すように、可動型２０６は、筒状に形成された枠部と、当該枠部の孔部に嵌合可能な蓋部とが一体的に形成された形状を有する。そして、モールド成形機の型締め機能によって、可動型２０６全体がステータコア１０１側に向かって押圧されることにより、可動型２０６が加圧される。

モールド成形機によって、可動型２０６がステータコア１０１側に向かってに押圧されると、図５に示すように、金属薄板を積層して形成されたステータコア１０１が薄くなるように潰れる。ステータコア１０１が潰れることにより、ステータコア１０１に、元の形状に戻るような反力が生じる。そして、この反力によって、樹脂からなる三相端子固定部材１０３がステータコア１０１と反対側に向かって縮み、ステータコア１０１の三相端子固定部材１０３に対向する部分は膨らむ。これにより、エアベント１０３Ａが潰れ、樹脂Ｂがエアベント１０３Ａを介して漏れ出るのを防ぐことができる。

以上に説明した実施の形態２に係るモータの製造方法によれば、実施の形態１に係るモータの製造方法と同様の効果が得られるのは勿論のこと、モールド成形機に元々備わっている型締め機能によって可動型２０６を加圧することができる。そのため、モールド成形機に型締め機能以外の加圧機能を設ける必要がない。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０１ ステータコア
１０２ コイル
１０３ 三相端子固定部材
１０３Ａ エアベント
１０４ コイル端子
２０１ 固定型
２０１Ａ 注入孔
２０２、２０６ 可動型
２０２Ａ 枠部
２０２Ｂ 蓋部
２０３、２０４ キャビティ
２０５ 内圧センサ
Ｂ 樹脂

Claims (1)

1. ステータコアのコイル端部と金型との間に樹脂を充填して硬化させる樹脂モールド形成によって、前記ステータコアとコイルとを固定するモータの製造方法において、
   前記樹脂モールド形成により、前記ステータコアの前記コイル端部において、三相端子固定部材が前記コイルとともにステータコアに固定され、
   前記三相端子固定部材は、複数のエアベントを備え、
   前記樹脂モールド形成において、前記ステータコアと前記金型とから形成されるキャビティ内に樹脂を充填した後、前記エアベントが潰れるように前記金型を加圧した状態で前記樹脂を硬化させる、モータの製造方法。

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