JP2008199806A - モールドステータとその製造方法およびモールドモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 熱可塑性モールド樹脂による高い成形圧に対しても巻線の乱れが無く、熱可塑性モールド樹脂と巻線とインシュレータとの密着性が良好な、信頼性の高いモータのモールドステータを提供する。
【解決手段】 本発明のモールドステータ１は、積層されたコア４と、コアに取り付けられたインシュレータ３と、インシュレータ３の上に設けた自己融着巻線２とから構成されるモータ用のステータが、ガラス繊維で強化された熱可塑性モールド樹脂により一体的に成形されたもので、熱可塑性モールド樹脂５およびインシュレータ３を繊維強化した熱可塑性ポリエステル樹脂としたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ステータを熱可塑性モールド樹脂でモールドしたモータに関する。

従来、モールド樹脂として熱可塑性樹脂を用い、これによりモータのステータを一体に成形する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図７はこのような従来のモータにおけるステータの平面図である。図８は図７のＡ−Ａ線における断面図を示している。図中、１０１はステータ、１０２は積層コア、１０３は巻線、１０４はインシュレータ、１０５は熱可塑性モールド樹脂である。積層コア１０２は、熱可塑性樹脂から成るインシュレータ１０４がアンダーモールドされ、巻線１０３が取り付けられている。そして、これを６６ナイロン、ＰＢＴ、ＬＣＰ、ＰＰＳなどの熱可塑性モールド樹脂１０５によって巻線１０３が取り付けられた部分をモールドすることで、ステータ１を成している。モールド樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合、成形圧力が高いことが問題になるが、この例では、射出成形機の金型内で、ステータ１０１の巻線１０３の部分に射出した熱可塑性モールド樹脂１０５が直接当たらない位置に金型のゲート位置を設けて、モールドを行っている。
特許第３５６９８８１号

ところが、従来のモールドステータには、次のような課題があった。

射出した熱可塑性モールド樹脂が巻線に当たらないようにした場合、巻線部分に熱可塑性モールド樹脂の未充填が発生しやすいという問題がある。これは、巻線部分は、細かな線が密に巻かれた部分であることから、熱可塑性モールド樹脂が入り難い部分である。よって、熱可塑性モールド樹脂をステータに隙間なく充填するには、巻線部分を中心に充填していく必要がある。巻線付近に未充填が発生した場合、部分放電による絶縁劣化が進み、モータの信頼性が大きく低下するという問題がある。

また、熱可塑性樹脂は一般的に熱硬化樹脂と比べて巻線との接着性が悪いことから、巻線と熱可塑性モールド樹脂との間で剥がれが生じた場合、部分放電による絶縁劣化が進み、モータの信頼性が大きく低下するという問題もある。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、射出される熱可塑性モールド樹脂の影響による巻線へのダメージが無く、また熱可塑性モールド樹脂の未充填や剥がれが無い、信頼性の高いモータのモールドステータと、その製造方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。

請求項１に記載の発明は、積層されたコアと、前記コアに取り付けたインシュレータと、前記インシュレータの上に設けた自己融着巻線とから構成されるモータ用のステータが、ガラス繊維で強化された熱可塑性モールド樹脂により一体的に成形されたモータのモールドステータにおいて、前記熱可塑性モールド樹脂および前記インシュレータが繊維強化した熱可塑性ポリエステル樹脂としたものである。

請求項２に記載の発明は、積層したコアに熱可塑性樹脂のインシュレータを取り付け、前記インシュレータに自己融着巻線を取り付けてモータ用のステータを形成し、前記ステータを加熱して前記自己着巻線を融着させ、その後前記ステータを熱可塑性モールド樹脂によって一体的に成形するモールドステータの製造方法において、前記インシュレータおよび前記熱可塑性モールド樹脂を繊維強化した熱可塑性ポリエステル樹脂にするものである。

請求項３に記載の発明は、前記自己融着巻線の融着層は、エポキシ樹脂を主成分とし、巻線を融着する時と成形する時の両方でそれぞれ硬化するよう、二種類の異なる硬化剤を添加したものである。

請求項４に記載の発明は、前記自己着巻線を融着させ、前記ステータの一方のコイルエンドを接着剤で覆って固定した後、前記繊維強化熱可塑性ポリエステル樹脂で一体的に成形するものである。

請求項５に記載の発明は、前記第１の硬化剤を２、４−ジアミノー６−[２´−メチルイミダゾリルー（１´）]―エチルーｓ−トリアジンとし、前記第２の硬化剤を２−フェニルー４、５−ジヒドロキシメチルイミダゾールとしたものである。

請求項６に記載の発明は、前記接着剤により覆って固定した前記コイルエンドを成形機の金型内で前記繊維強化熱可塑性ポリエステル樹脂が射出される側に配置したものである。

請求項７に記載の発明は、前記接着剤をエポキシ樹脂が主成分のものである。

請求項８に記載の発明は、請求項１に記載のモールドステータを有するモールドモータである。

請求項９に記載の発明は、 請求項２から７のいずれかに記載の方法により製造されたモールドステータを有するモールドモータである。

請求項１に記載の発明によると、熱可塑性モールド樹脂およびインシュレータを、繊維強化した熱可塑性ポリエステル樹脂としているので、絶縁性、耐熱性などが良好なモールドステータとなる。また、自己融着巻線の融着層がエポキシ樹脂を主成分とするものであるので、繊維強化した熱可塑性ポリエステル樹脂およびとの密着性が良く、信頼性の高いモールドステータとなる。

請求項２に記載の発明によると、巻線の乱れが無く、また巻線と熱可塑性モールド樹脂およびインシュレータとの密着性も良好であるので、信頼性の高いモールドステータを製造することができる。

請求項３に記載の発明によると、熱可塑性モールド樹脂およびインシュレータとして繊維強化した熱可塑性ポリエステル樹脂を用いているので、熱可塑性モールド樹脂で成形する際に、巻線、インシュレータとの密着性がより強固になるので、信頼性の高いモールドステータとなる。

請求項４に記載の発明によると、自己融着巻線をさらに接着剤で覆って固定するために、熱可塑性樹脂による高い成形圧力に対しても巻線が変形することが無い。したがって、信頼性の高いモールドステータとなる。

請求項５に記載の発明によると、自己融着線の融着温度と、成形温度の両方で硬化するので、巻線の固定が行われると共に、熱可塑性モールド樹脂とインシュレータとの密着性が強固になり、信頼性の高いモールドステータとなる。

請求項６に記載の発明によると、最も大きな圧力を受ける成形機の金型内で前記繊維強化熱可塑性ポリエステル樹脂が射出される側のコイルエンドを固定しているため、高い成形圧力に対しても巻線が変形することが無い。したがって、信頼性の高いモールドステータとなる。また、接着部分は一方のコイルエンドのみであるため、コストアップを小さくすることができる。

請求項７に記載の発明によると、接着剤がエポキシ樹脂を主成分とするものであるため、高い成形圧、成形温度であっても巻線が乱れることが無い。また、繊維強化熱可塑性ポリエステル樹脂との密着性も良く、信頼性の高いモールドステータとなる。

請求項８、９に記載の発明によると、信頼性の高いモールドモータを得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は本発明の実施例１を示すモールドステータ部分の縦断面図、図２は横断面図である。図において、１はモールドステータ、２は自己融着巻線、３は３０％ガラス繊維強化した熱可塑性ポリエチレンテレフタレート樹脂からなるインシュレータ、４はコア、５は１５％ガラス繊維強化した繊維強化ポリエチレンテレフタレート樹脂からなる熱可塑性モールド樹脂、６はコアセグメントである。コア４は分割コアであり、コアシートを必要な枚数だけ積層してコアセグメント６を製作し、これに巻線２を巻きつけたインシュレータ３が取り付けられている。これらコアセグメントは互いに連結され、熱可塑性モールド樹脂５により一体的に成形することで、それぞれが固定され、ステータ１を成している。

また、図３は自己融着巻線の断面を示している。７は導体であり、８は絶縁体でポリアミドイミドから成る。また９は自己融着層である。自己融着層９は、熱可塑性の高分子量エポキシ樹脂、ビスフェノールジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂を主成分とし、添加剤として熱可塑性ポリエステル樹脂、また２種類の硬化剤から構成されている。

この様に、自己融着巻線９を用いて、モールドする前に巻線を固定するので、繊維強化ポリエチレンテレフタレートからなる熱可塑性モールド樹脂５で成形しても巻線が乱れることが無い。よって、信頼性の高いモールドステータとなる。また、自己融着巻線２の融着層９がエポキシを主成分としたものであるので、熱可塑性モールド樹脂５、インシュレータ３との密着性がより強固になるので、信頼性の高いモールドステータとなる。

次に、モールドステータの製造方法について、図４に示した工程に沿って説明する。

ステータ組み工程において、自己融着巻線２、インシュレータ３が取り付けられたコアセグメント６を連結させることでコア４として組みつける。

次に、ステータ加熱処理工程において、組みつけられたコア４を加熱炉、又は成形金型内に設置した状態で加熱し、自己融着巻線２自身の融着・固定とインシュレータ３への固着を行う。自己融着巻線２の加熱は１３０℃で５分間行う。自己融着巻線２が融着して固定されるのは、加熱の際に、融着層９に含まれる第１の硬化剤により融着層９が一部硬化することによる。第１の硬化剤としては、２、４−ジアミノー６−[２´−メチルイミダゾリルー（１´）]―エチルーｓ−トリアジン（通称：２ＭＺ−Ａ）など、１３０℃付近でエポキシ樹脂と硬化し始めるものを用いる。

次に、ステータモールド工程において、組みつけられたコア４を熱可塑性モールド樹脂５により成形樹脂温度２６０℃で射出成形してモールドステータ１を得た。成形樹脂温度以外の成形条件は、金型温度１００℃、成形圧力７０ＭＰａである。射出成形の際、自己融着巻線２は固定され、インシュレータ３にも固着しているので、巻線の乱れが無い信頼性の高いモールドステータが得られる。また、エポキシ樹脂とガラス繊維強化した熱可塑性ポリエチレンテレフタレートは密着性がよいことから、信頼性の高いモールドステータとなる。さらに、射出される熱可塑性モールド樹脂５の熱により、融着層９に含まれる第２の硬化剤が硬化して熱可塑性モールド樹脂５と強固に密着する。第２の硬化剤としては、２−フェニルー４、５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（通称：２ＰＨＺ）など、２００℃近い温度でエポキシ樹脂と硬化するものを用いる。自己融着巻線２と熱可塑性モールド樹脂５の密着性が強固であるので、より信頼性の高いモールドステータとなる。

図５は、本発明の実施例２を示すモールドステータ部分の縦断面図である。

本発明が実施例１と異なる点は、成形機の金型内で熱可塑性モールド樹脂が射出される側のコイルエンドのみが接着剤１０により覆われ固定されている点である。接着剤１０はエポキシ樹脂を主成分とした接着剤が使用される。

次に、モールドステータの製造方法について、図６に示した工程に沿って説明する。
ステータ組み工程において、自己融着巻線２、インシュレータ３が取り付けられたコアセグメント６を連結させることでコア４として組みつける。その後、熱可塑性モールド樹脂が射出される側のコイルエンドに接着剤１０を塗布する。
次に、ステータ加熱処理工程において、組みつけられたコア４を加熱炉、又は成形金型内に設置した状態で加熱し、自己融着巻線２自身の融着・固定とインシュレータ３への固着を行う。自己融着巻線２の加熱は１３０℃で５分間行う。自己融着巻線２が融着して固定されるのは、加熱の際に、融着層９に含まれる第１の硬化剤により融着層９が一部硬化することによる。第１の硬化剤としては、２、４−ジアミノー６−[２´−メチルイミダゾリルー（１´）]―エチルーｓ−トリアジン（通称：２ＭＺ−Ａ）など、１３０℃付近でエポキシ樹脂と硬化し始めるものを用いる。この時、接着剤１０も硬化してコイルエンドが固定される。
次に、ステータモールド工程において、組みつけられたコア４を熱可塑性モールド樹脂５により成形樹脂温度２６０℃で射出成形してモールドステータ１を得た。成形樹脂温度以外の成形条件は、金型温度１００℃、成形圧力７０ＭＰａである。射出成形の際、自己融着巻線２は固定され、インシュレータ３にも固着され、さらにコイルエンドが接着剤１０で覆われて固定されているため、巻線の乱れが無い信頼性の高いモールドステータが得られる。また、エポキシ樹脂とガラス繊維強化した熱可塑性ポリエチレンテレフタレートは密着性がよいことから、信頼性の高いモールドステータとなる。さらに、射出される熱可塑性モールド樹脂５の熱により、融着層９に含まれる第２の硬化剤が硬化して熱可塑性モールド樹脂５と強固に密着する。第２の硬化剤としては、２−フェニルー４、５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（通称：２ＰＨＺ）など、２００℃近い温度でエポキシ樹脂と硬化するものを用いる。自己融着巻線２と熱可塑性モールド樹脂５の密着性が強固であるので、より信頼性の高いモールドステータとなる。

本発明の第１実施例を示すモールドステータの縦断面図 本発明の第１実施例を示すモールドステータの横断面図 自己融着巻線の断面図 製造工程のフロー図 本発明の第２実施例を示すモールドステータの縦断面図 本発明の第２実施例を示すモールドステータの製造工程フロー図 従来のモータにおけるステータの平面図 図７におけるＡ−Ａ断面図

符号の説明

１ モールドステータ
２ 自己融着巻線
３ インシュレータ
４ コア
５ 熱可塑性モールド樹脂
６ コアセグメント
７ 導体
８ 絶縁体
９ 自己融着層
１０ 接着剤
１０１ ステータ
１０２ 積層コア
１０３ 巻線
１０４ インシュレータ
１０５ 熱可塑性モールド樹脂

Claims (9)

1. 積層されたコアと、前記コアに取り付けたインシュレータと、前記インシュレータの上に設けた自己融着巻線とから構成されるモータ用のステータが、ガラス繊維で強化された熱可塑性モールド樹脂により一体的に成形されたモータのモールドステータにおいて、
   前記熱可塑性モールド樹脂および前記インシュレータが繊維強化した熱可塑性ポリエステル樹脂であることを特徴とするモールドステータ。
2. 積層したコアに熱可塑性樹脂のインシュレータを取り付け、前記インシュレータに自己融着巻線を取り付けてモータ用のステータを形成し、前記ステータを加熱して前記自己着巻線を融着させ、その後前記ステータを熱可塑性モールド樹脂によって一体的に成形するモールドステータの製造方法において、
   前記インシュレータおよび前記熱可塑性モールド樹脂を繊維強化した熱可塑性ポリエステル樹脂にすることを特徴とするモールドステータの製造方法。
3. 前記自己融着巻線の融着層は、エポキシ樹脂を主成分とし、かつ巻線を融着する時に硬化する第１の硬化剤とモールド成形する時に硬化する第２の硬化剤の二種類の硬化剤を添加したものであることを特徴とする請求項２に記載のモールドステータの製造方法。
4. 前記自己着巻線を融着させ、前記ステータの一方のコイルエンドを接着剤で覆って固定した後、前記繊維強化熱可塑性ポリエステル樹脂で一体的に成形することを特徴とする請求項２または３記載のモールドステータの製造方法。
5. 前記第１の硬化剤が２、４−ジアミノー６−[２´−メチルイミダゾリルー（１´）]―エチルーｓ−トリアジンであり、前記第２の硬化剤が、２−フェニルー４、５−ジヒドロキシメチルイミダゾールであることを特徴とする請求項３記載のモールドステータの製造方法。
6. 前記接着剤により固定される前記コイルエンドは、成形機の金型内で前記繊維強化熱可塑性ポリエステル樹脂が射出される側に配置したことを特徴とする請求項５記載のモールドステータの製造方法。
7. 前記接着剤が、エポキシ樹脂を主成分とするものであることを特徴とする請求項５記載のモールドステータの製造方法。
8. 請求項１に記載のモールドステータを有することを特徴とするモールドモータ。
9. 請求項２から７のいずれかに記載の方法により製造されたモールドステータを有することを特徴とするモールドモータ。

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