樹脂模製定子以及其製造方法
2023-09-25 18:57:25 1
樹脂模製定子以及其製造方法
【專利摘要】本發明提供一種樹脂模製定子以及其製造方法，所述方法包括以下工序：準備將部分鐵芯背部與相鄰的部分鐵芯背部通過節而結合在一起的直線狀線圈鐵芯；在多個節處將所述直線狀線圈鐵芯彎曲，並使多根齒的末端與柱狀的芯棒的外周面對置，從而獲得將定子安裝於所述芯棒的芯棒組裝體，再將所述芯棒組裝體配置到模具內；向所述模具內注入樹脂並利用該樹脂覆蓋至少各齒的線圈，並使該樹脂硬化；以及將樹脂模製後的定子從所述模具以及所述芯棒上取出，所述芯棒包括從所述外周面朝向徑向外側突出的三個以上且不足齒的個數的多個肋，所述多個肋分別與中心軸線平行延伸，在所述芯棒組裝體中，所述多個肋分別位於彼此相鄰的齒的末端間的間隙內。
【專利說明】樹脂模製定子以及其製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用樹脂進行模製的定子以及其製造方法。
【背景技術】
[0002]以往，例如在無刷直流(00馬達中，為了保護定子，而設置利用樹脂進行模製的定子。並且，如日本公開公報第2001-258186號公報中公開的那樣，作為利用樹脂模製的定子鐵芯而公知了一種將直線狀的層疊鐵芯彎曲成環狀的鐵芯。纏繞有線圈的環狀鐵芯以保持環狀的狀態利用樹脂在模具內進行模製。在模製時，芯棒被插入到環狀定子的多根齒的內偵I由此利用樹脂覆蓋了除齒的末端面之外的區域。
[0003]但是，由於位於鐵芯彎折位置的節的剛性較低，因此在向模具內注入樹脂時，由於受到樹脂流動的力，從而導致環狀的鐵芯的形狀稍微變形的問題。如果鐵芯的真圓度和齒間距的均一性降低或因鐵芯的變形而導致旋轉部與定子的同軸度降低，則馬達的振動增大。
[0004]另一方面，在日本公開公報第2004-312790號公報中公開了，在所有齒的末端部中央設置卡合凹部，在芯棒的外周設置卡合突條，當向環狀的鐵芯插入芯棒時，卡合突條與卡合凹部卡合。由此在向模具內注入樹脂時，多根齒的齒距被保持為規定的間隔，且其內徑也得以保持。
[0005]然而，如日本特開2004-312790號公報等公開的方法，在使所有的齒與芯棒的突起卡合時，組裝將鐵芯配置在芯棒的周圍的組裝體的作業需要時間，或為了方便組裝而需要格外的工具，或者會要求組裝操作者的熟練度。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於:在製造樹脂模製定子時，在不降低操作性的情況下確保鐵芯的形狀。
[0007]本發明所例示的一實施方式所涉及的樹脂模製定子的製造方法，該方法包括工序，準備直線狀線圈鐵芯，該直線狀線圈鐵芯包括多個鐵芯要素、多個節以及多個線圈，所述多個鐵芯要素呈直線狀排列，各鐵芯要素包括部分鐵芯背部和齒，所述部分鐵芯背部與鄰接的部分鐵芯背部通過節而結合在一起，並在各齒纏繞有線圈山)工序，將所述直線狀線圈鐵芯在所述多個節處彎曲，形成多根齒朝向徑向內側的環狀，並使所述多根齒的末端與柱狀的芯棒的外周面對置，從而獲得將定子組裝於所述芯棒的芯棒組裝體，而且將該芯棒組裝體配置於模具內，或者利用具有柱狀芯棒的模具，使所述多根齒的末端與所述芯棒的外周面對置，從而形成將定子組裝於所述芯棒的芯棒組裝體，並使該芯棒組裝體位於模具內工序，向所述模具內注入樹脂，利用該樹脂至少覆蓋各齒的線圈，並使該樹脂硬化；(0工序，將樹脂模製後的定子從所述模具以及所述芯棒上取出，芯棒包括從所述外周面朝向徑向外側突出的三個以上且不足齒的個數的多個肋，所述多個肋分別與中心軸線平行延伸，在所述芯棒組裝體中，所述多個肋分別位於彼此相鄰的齒的末端間的間隙內。
[0008]本發明還適用於樹脂模製定子。
[0009]根據本發明，在製造樹脂模製定子時，能夠在不降低操作性的情況下確保鐵芯的形狀。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為表示樹脂模製定子的製造流程的圖。
[0011]圖2為表不直線狀鐵芯的俯視圖。
[0012]圖3為表不定子的俯視圖。
[0013]圖4為表示環狀鐵芯的俯視圖。
[0014]圖5為表不芯棒的俯視圖。
[0015]圖6為表示芯棒組裝體的俯視圖。
[0016]圖7為將芯棒組裝體中的肋附近進行放大表示的圖。
[0017]圖8為將一個肋放大表不的橫向剖視圖。
[0018]圖9為表示在模具內配置有芯棒組裝體的狀態的縱向剖視圖。
[0019]圖10為表示樹脂模製定子的主視圖。
[0020]圖11為表示樹脂模製定子的仰視圖。
[0021]圖12為表示樹脂模製定子的一部分與其周圍的樹脂的橫截面的圖。
[0022]圖13為表示槽的橫向剖視圖。
【具體實施方式】
[0023]在本說明書中，將定子的中心軸線方向上的一側稱為「上側」，將定子的中心軸線方向上的另一側稱為「下側」。另外，上下方向是為了方便說明而定義的，不必與重力方向一致。另外，將與中心軸線平行的方向稱為「軸向」，將以中心軸線為中心的徑向簡稱為「徑向」，將以中心軸線為中心的周向簡稱為「周向」。
[0024]圖1為表示本發明所例示的一實施方式所涉及的樹脂模製定子的製造流程的圖。
[0025]在樹脂模製定子的製造中，首先將利用模具衝切鋼板所形成的衝切片進行層疊，從而準備直線狀鐵芯。圖2為表示直線狀鐵芯2的俯視圖。直線狀鐵芯2包括:多個鐵芯要素21和多個節22。多個鐵芯要素21呈直線狀排列。各鐵芯要素21包括部分鐵芯背部211和齒212。部分鐵芯背部211與相鄰的部分鐵芯背部211利用節22而結合在一起。節22為部分鐵芯背部211的兩側部分，位於與齒212相反的一側。節22的個數比部分鐵芯背部211的個數少一個。
[0026]當準備好直線狀鐵芯2，便在各齒212安裝絕緣件。導線從絕緣件上纏繞到各齒212 (步驟310。以下，將纏繞有線圈的直線狀的鐵芯稱為「直線狀線圈鐵芯」。即，直線狀線圈鐵芯至少包括多個鐵芯要素21、節22和線圈。直線狀線圈鐵芯在節22處被彎曲。由此直線狀線圈鐵芯形成為多根齒212朝向徑向內側的環狀(步驟312〉。直線狀線圈鐵芯的兩端部被結合在一起。
[0027]以下將環狀的線圈鐵芯稱為「環狀線圈鐵芯」。根據需要而在環狀線圈鐵芯中安裝其他部件。以下將即將利用樹脂進行模製之前的狀態的包括環狀線圈鐵芯的部件稱為「定子」。對下列說明中的定子的作業實際上也是對環狀線圈鐵芯的作業。
[0028]圖3為表示定子10的俯視圖。圖4為表示定子10中的環狀鐵芯％的俯視圖。在環狀鐵芯23中，部分鐵芯背部211呈環狀排列。直線狀鐵芯2中位於兩端的部分鐵芯背部213通過焊接或鉚接而結合在一起。由多個部分鐵芯背部211構成環狀的鐵芯背部231。多根齒212從鐵芯背部231朝向徑向內側延伸。在定子10的絕緣件232上設有三個連接銷233。形成線圈234的導線的端部被連接到連接銷233。
[0029]接下來，柱狀的芯棒被插入到定子10中(步驟513)0換言之，芯棒被插入到環狀線圈鐵芯中。即，芯棒插入到環狀線圈鐵芯的被多根齒212包圍的空隙中。圖5為芯棒81的俯視圖。圖6為表示芯棒81被插入到定子10中的狀態的俯視圖。以下，將定子10組裝於芯棒81的組裝體稱為「芯棒組裝體70」。在芯棒組裝體70中，多根齒212的末端與芯棒81的外周面對置。在獲得芯棒組裝體70時，可以以將環狀線圈鐵芯纏繞到芯棒81的方式將定子10安裝到芯棒81上。
[0030]芯棒組裝體70被安裝到模具內，通過關閉模具而配置在模具內(步驟314〉。芯棒81可預先設置於模具內。即，芯棒81可預先固定於模具。在這種情況下，使多根齒212的末端與芯棒81的的外周面對置，將定子10組裝到芯棒81來形成芯棒組裝體70，通過關閉模具而使芯棒組裝體70位於模具內。
[0031]芯棒81包括從外周面朝向徑向外側稍微突出的四個肋811。多個肋811分別與芯棒81的中心軸線了1平行延伸。在芯棒組裝體70中，中心軸線了1與定子10的中心軸線一致。在以下的說明中，不對定子10的中心軸線加以區分也標註符號了1。在圖6中，外周的兩點劃線表示由模具所形成的空間的內周面。
[0032]圖7為將芯棒組裝體70中的肋811附近放大表示的圖。齒212的末端從絕緣件232露出。在芯棒組裝體70中，多個肋811分別位於彼此相鄰的齒212的末端間的間隙內。即，從中心軸線了1到肋811的末端的距離比從中心軸線了1到齒212的末端面的周向端部的距離長。圖8為將一個肋811放大表示的橫向剖視圖。各肋811的周向寬度隨著離開中心軸線了1而變小。由此，肋811的側面形成為定位齒212的末端時的引導面，且在矯正環狀線圈鐵芯的真圓度的同時容易將芯棒81插入到環狀線圈鐵芯內。
[0033]肋811的根部的周向的寬度比齒212之間的周向最小寬度略大。肋811的一個側面與一個齒212接觸或接近。肋811的另一個側面與另一個齒212接觸或接近。
[0034]當芯棒組裝體70配置於模具內時，便向模具內注入樹脂(步驟315),由於肋811的存在，因此能夠在模製時保持鐵芯的真圓度以及芯棒組裝體70的同軸度。另外，肋811的個數隻要在三個以上且不足齒212的個數即可。優選肋811等間隔地沿周向設置。由此，能夠容易地在模製時保持鐵芯的真圓度、以及芯棒81與定子10的同軸度。
[0035]樹脂至少覆蓋各齒212的線圈。齒212的末端面由於與芯棒81的外周面接觸或接近，因此未被樹脂覆蓋。在樹脂硬化之後打開模具，從模具以及芯棒81上取出樹脂模製後的定子10 (步驟316)0
[0036]圖9為表示芯棒組裝體70配置於模具80內的狀態的縱向剖視圖。另外，芯棒81也可認為是模具80的一部分。從圖9的下側朝向上方的方向與圖6俯視觀察的方向對應。模具80包括上模具82和下模具83。芯棒81的下部814固定於下模具83。芯棒81的上部812在關閉模具80的狀態下與上模具82大致接觸。在芯棒81的中央部813的外周面安裝定子10。肋811設置於該中央部813。在芯棒組裝體70中，各肋811存在於多根齒212的至少從軸向的一端到另一端的部分。由此肋811穩定地支撐齒212。
[0037]作為通常所說的澆口的樹脂注入口 821設置於上模具82與下模具83之間。樹脂的流路通過在上模具82設置槽而設置於上模具82與下模具83之間。在圖6中，如兩點劃線所示，注入口 821在周向上位於肋811與肋811之間。而且，注入口 821與節22在徑向對置。由此，樹脂以撐開該節22的兩側的齒212方式對鐵芯施力。
[0038]圖10為表示從模具80取出來的樹脂模製定子100的主視圖。圖11為樹脂模製定子100的仰視圖。圖12為表示樹脂模製定子100的一部分與其周圍的模製樹脂4的橫截面的圖。圖10中的上下方向與圖9的上下方向對應。
[0039]樹脂模製定子100包括具有環狀線圈鐵芯的定子10和模製樹脂4。模製樹脂4覆蓋定子10的除齒212的末端面之外的幾乎所有的部位。即，多根齒212的末端面從模製樹脂4的內周面露出。另外，模製樹脂4隻要至少覆蓋環狀線圈鐵芯的線圈234，就不必覆蓋除了齒212的末端面之外的整體。環狀線圈鐵芯如所述的那樣包括:多個鐵芯要素21、多個節22以及多個線圈234。在環狀線圈鐵芯中，鐵芯要素21呈環狀排列。齒212從部分鐵芯背部211朝向徑向內側延伸。
[0040]在多個鐵芯要素21中，除了一處之外部分鐵芯背部211與相鄰的部分鐵芯背部211利用節22而結合在一起。在這一處，相鄰的部分鐵芯背部213也就是在圖12的中央相鄰的部分鐵芯背部213利用焊接或鉚接而結合在一起。如圖11所示，連接銷233從模製樹脂4突出。
[0041]由於芯棒81的肋811的存在，如圖13的放大圖所示，在模製樹脂4的內周面形成有朝向彼此相鄰的齒212的末端間的間隙內凹陷的槽41。另外，這裡的末端間的間隙是指忽略模製樹脂4的存在的間隙。換言之，從中心軸線了1到槽41的底面的距離比從中心軸線了1到齒212的末端面的周向端部的距離長。
[0042]在本實施方式中，槽41的個數為四個，四個槽41等間隔地沿周向設置。例如，在為十二齒槽的鐵芯的情況下，槽的個數優選為形成為等間隔的四個、六個或三個。在為二十四齒槽的鐵芯的情況下，槽的個數優選形成為等間隔的八個、十二個或六個。各槽41與中心軸線了 1平行延伸。槽41的個數不限定為四個，而是三個以上且不足齒212的個數。優選多個槽41等間隔地沿周向設置。另外，各槽41的形狀也可與肋811相同，各槽41的周向寬度隨著離開中心軸線了1而變小。
[0043]各槽41存在於多根齒212的至少從軸向的一端到另一端的部分。槽41不必存在於模製樹脂4的最內周面的整個上下方向。例如，槽41可以從齒212的末端面的上下方向上的一端開始連續到模製樹脂4的最內周面的另一端。
[0044]當芯棒的外周面為完全的圓筒面時，即，芯棒上不設置肋時，齒的位置通過使齒的末端面仿照芯棒的外周面來決定。但是由於在齒的末端面與芯棒的外周面之間設有微小的間隙，因此在利用樹脂模製時，會產生因受到來自樹脂的力而導致齒的位置進行容許範圍以上的移動。儘管為了提高定子的真圓度而需要將芯棒與齒的末端面之間的距離設為極小，但如果縮小該距離，則難以將芯棒插入到定子中。
[0045]與此相應，在製造樹脂模製定子100時，芯棒81的肋811位於齒212的末端之間。由此，能夠在在模製時抑制各肋811的兩側的齒212的末端移動。其結果是能夠以少數量的肋811確保定子10的鐵芯的形狀，並能夠防止馬達的振動和噪聲等。另外，通過縮小肋811與齒212的末端之間的距離，而不必使芯棒81的外周面與齒212的末端面極度靠近來提高真圓度。並且，減小了將芯棒81插入到定子10時的接觸區域而防止了操作性降低。另外，在本發明的方法中，允許存在一個以上末端未被完全定位的齒212。換言之,形成存在有一個以上齒212的末端的周向的兩端中的單方或者兩方都不與肋811接觸的齒212的芯棒組裝體。在這種情況下，肋811的個數不足齒212的個數。由此防止了將芯棒81插入到定子10時的操作性降低。
[0046]另外，在允許齒212的末端的周向的兩端中的單方或雙方都不與肋811接觸的齒的情況下，會導致齒212末端的定位精度降低。但是，通過定位周向兩端中的單方或相鄰的齒或位於其更前面的齒212的末端，能夠將芯棒組裝體整體的形狀保持為接近比較理想的狀態。
[0047]並且，通過使肋811位於齒槽內來限制齒212的位置，不需要在齒212的末端設置用於與芯棒81卡合的槽或突起。當在齒212的末端設置槽或突起時，模製時樹脂會附著到槽或突起上，之後會存在微小的樹脂片剝離而掉入馬達內的問題，但本發明能夠避免這種問題的產生。
[0048]另外，由於通過一個肋811大致可限制兩個齒212的位置，因此肋811的個數優選為齒212個數的一半以下。當然，所製造的樹脂模製定子100的槽41的個數以及位置與肋811的個數以及位置一致。
[0049]還可在芯棒81設置不進入到齒212的末端間這種大小的矮肋。這種肋不包括在上述的肋811中。
[0050]肋811也可不等間隔地存在於周向。即使在這種情況下，也能夠一定程度地確保定子10的鐵芯的真圓度。並且，肋811還可等間隔地存在於周向的一部分，而不等間隔地存在於周向的另一部分。當肋811等間隔地存在時，能夠容易地確保鐵芯的真圓度。
[0051]直線狀鐵芯2也可被分成兩個以上的部分直線狀鐵芯。在這種情況下，用於形成環狀鐵芯的部分鐵芯背部211的實施焊接或鉚接的部位形成為兩處以上。一般情況下，節22的個數比鐵芯要素21的個數少一個以上。
[0052]齒212的個數不限定為上述實施方式所示個數，可以進行各種不同的變更。肋811的個數也可根據所需要確保的真圓度而適當地變更。例如，當齒212的個數為十二個時，肋811的個數可從三、四、六中選擇。當非等間隔地沿周向配置肋811時，肋811的個數能夠更靈活地變更。
[0053]模製樹脂4的外形不限定為圓筒面。例如，可以是稜柱狀的面。模具的分離方向不只限為上下方向。樹脂的注入位置也不限定為上述實施方式中所示的位置，例如可以從上下來注入樹脂。
[0054]上述實施方式以及各變形例中的結構只要不互相矛盾可以適當地組合。
[0055]本發明所涉及的樹脂模製定子，例如能夠用在家電產品用馬達、工業用馬達、動力用馬達等不同用途的馬達的定子中。
【權利要求】
1.一種樹脂模製定子的製造方法，該方法包括: a)工序，準備直線狀線圈鐵芯，該直線狀線圈鐵芯包括多個鐵芯要素、多個節以及多個線圈，所述多個鐵芯要素呈直線狀排列，且各鐵芯要素包括部分鐵芯背部和齒，所述部分鐵芯背部與相鄰的部分鐵芯背部通過節而結合在一起，並在各齒纏繞有線圈； b)工序，在所述多個節處將所述直線狀線圈鐵芯彎曲，形成多根齒朝向徑向內側的環狀，且使所述多根齒的末端與柱狀的芯棒的外周面對置，從而獲得將定子組裝於所述芯棒的芯棒組裝體，再將該芯棒組裝體配置到模具內，或者，利用具有柱狀芯棒的模具，使所述多根齒的末端與所述芯棒的外周面對置，從而形成將定子組裝於所述芯棒的芯棒組裝體，並使該芯棒組裝體位於模具內； c)工序，將樹脂注入所述模具內，利用該樹脂至少覆蓋各齒的線圈，並使該樹脂硬化；以及 d)工序，將樹脂模製後的定子從所述模具以及所述芯棒上取出， 其特徵在於， 所述芯棒包括從所述外周面朝向徑向外側突出的三個以上且不足齒的個數的多個肋， 所述多個肋分別與中心軸線平行延伸， 在所述芯棒組裝體中，所述多個肋分別位於彼此相鄰的齒的末端間的間隙內。
2.根據權利要求1所述的樹脂模製定子的製造方法，其特徵在於， 所述b)工序包括: 將所述直線狀線圈鐵芯彎曲成環狀從而獲得環狀線圈鐵芯的工序；以及 向所述環狀線圈鐵芯插入所述芯棒的工序。
3.根據權利要求1或2所述的樹脂模製定子的製造方法，其特徵在於， 所述多個肋等間隔地沿周向設置。
4.根據權利要求1或2所述的樹脂模製定子的製造方法，其特徵在於， 所述多個肋各自的周向寬度隨著離開所述中心軸線而變小。
5.根據權利要求1或2所述的樹脂模製定子的製造方法，其特徵在於， 在所述芯棒組裝體中，所述多個肋分別存在於所述多根齒的至少從軸向的一端到另一端的部分。
6.—種樹脂模製定子,其包括: 環狀線圈鐵芯；以及 將所述環狀線圈鐵芯的至少線圈覆蓋的環狀的模製樹脂， 所述環狀線圈鐵芯包括:多個鐵芯要素、多個節以及多個線圈， 所述多個鐵芯要素呈環狀排列，各鐵芯要素包括:部分鐵芯背部和齒，所述齒從所述部分鐵芯背部朝向徑向內側延伸，除了至少一處之外，所述部分鐵芯背部與相鄰的部分鐵芯背部通過節而結合在一起，在所述至少一處，相鄰的部分鐵芯背部通過焊接或鉚接而結合在一起，並在各齒纏繞有線圈， 其特徵在於， 多根齒的末端面從所述模製樹脂的內周面露出， 所述模製樹脂的內周面包括朝向彼此相鄰的齒的末端間的間隙內凹陷的三個以上且不足齒的個數的多個槽，所述多個槽分別與中心軸線平行延伸。
7.根據權利要求6所述的樹脂模製定子，其特徵在於，所述多個槽等間隔地沿周向設置。
8.根據權利要求6或7所述的樹脂模製定子，其特徵在於，所述多個槽各自的周向寬度隨著離開所述中心軸線而變小。
9.根據權利要求6或7所述的樹脂模製定子，其特徵在於，所述多個槽分別存在於所述多根齒的至少從軸向的一端到另一端的部分。
【文檔編號】H02K15/02GK104467302SQ201410102872
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年3月19日 優先權日:2013年9月20日
【發明者】吉田達也, 山本聖, 新井康之 申請人:日本電產高科電機株式會社