树脂模制定子以及其制造方法
【专利摘要】本发明提供一种树脂模制定子以及其制造方法，所述方法包括以下工序：准备将部分铁芯背部与相邻的部分铁芯背部通过节而结合在一起的直线状线圈铁芯；在多个节处将所述直线状线圈铁芯弯曲，并使多根齿的末端与柱状的芯棒的外周面对置，从而获得将定子安装于所述芯棒的芯棒组装体，再将所述芯棒组装体配置到模具内；向所述模具内注入树脂并利用该树脂覆盖至少各齿的线圈，并使该树脂硬化；以及将树脂模制后的定子从所述模具以及所述芯棒上取出，所述芯棒包括从所述外周面朝向径向外侧突出的三个以上且不足齿的个数的多个肋，所述多个肋分别与中心轴线平行延伸，在所述芯棒组装体中，所述多个肋分别位于彼此相邻的齿的末端间的间隙内。
【专利说明】树脂模制定子以及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用树脂进行模制的定子以及其制造方法。
【背景技术】
[0002]以往，例如在无刷直流(00马达中，为了保护定子，而设置利用树脂进行模制的定子。并且，如日本公开公报第2001-258186号公报中公开的那样，作为利用树脂模制的定子铁芯而公知了一种将直线状的层叠铁芯弯曲成环状的铁芯。缠绕有线圈的环状铁芯以保持环状的状态利用树脂在模具内进行模制。在模制时，芯棒被插入到环状定子的多根齿的内侦I由此利用树脂覆盖了除齿的末端面之外的区域。
[0003]但是，由于位于铁芯弯折位置的节的刚性较低，因此在向模具内注入树脂时，由于受到树脂流动的力，从而导致环状的铁芯的形状稍微变形的问题。如果铁芯的真圆度和齿间距的均一性降低或因铁芯的变形而导致旋转部与定子的同轴度降低，则马达的振动增大。
[0004]另一方面，在日本公开公报第2004-312790号公报中公开了，在所有齿的末端部中央设置卡合凹部，在芯棒的外周设置卡合突条，当向环状的铁芯插入芯棒时，卡合突条与卡合凹部卡合。由此在向模具内注入树脂时，多根齿的齿距被保持为规定的间隔，且其内径也得以保持。
[0005]然而，如日本特开2004-312790号公报等公开的方法，在使所有的齿与芯棒的突起卡合时，组装将铁芯配置在芯棒的周围的组装体的作业需要时间，或为了方便组装而需要格外的工具，或者会要求组装操作者的熟练度。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于:在制造树脂模制定子时，在不降低操作性的情况下确保铁芯的形状。
[0007]本发明所例示的一实施方式所涉及的树脂模制定子的制造方法，该方法包括工序，准备直线状线圈铁芯，该直线状线圈铁芯包括多个铁芯要素、多个节以及多个线圈，所述多个铁芯要素呈直线状排列，各铁芯要素包括部分铁芯背部和齿，所述部分铁芯背部与邻接的部分铁芯背部通过节而结合在一起，并在各齿缠绕有线圈山)工序，将所述直线状线圈铁芯在所述多个节处弯曲，形成多根齿朝向径向内侧的环状，并使所述多根齿的末端与柱状的芯棒的外周面对置，从而获得将定子组装于所述芯棒的芯棒组装体，而且将该芯棒组装体配置于模具内，或者利用具有柱状芯棒的模具，使所述多根齿的末端与所述芯棒的外周面对置，从而形成将定子组装于所述芯棒的芯棒组装体，并使该芯棒组装体位于模具内工序，向所述模具内注入树脂，利用该树脂至少覆盖各齿的线圈，并使该树脂硬化；(0工序，将树脂模制后的定子从所述模具以及所述芯棒上取出，芯棒包括从所述外周面朝向径向外侧突出的三个以上且不足齿的个数的多个肋，所述多个肋分别与中心轴线平行延伸，在所述芯棒组装体中，所述多个肋分别位于彼此相邻的齿的末端间的间隙内。
[0008]本发明还适用于树脂模制定子。
[0009]根据本发明，在制造树脂模制定子时，能够在不降低操作性的情况下确保铁芯的形状。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为表示树脂模制定子的制造流程的图。
[0011]图2为表不直线状铁芯的俯视图。
[0012]图3为表不定子的俯视图。
[0013]图4为表示环状铁芯的俯视图。
[0014]图5为表不芯棒的俯视图。
[0015]图6为表示芯棒组装体的俯视图。
[0016]图7为将芯棒组装体中的肋附近进行放大表示的图。
[0017]图8为将一个肋放大表不的横向剖视图。
[0018]图9为表示在模具内配置有芯棒组装体的状态的纵向剖视图。
[0019]图10为表示树脂模制定子的主视图。
[0020]图11为表示树脂模制定子的仰视图。
[0021]图12为表示树脂模制定子的一部分与其周围的树脂的横截面的图。
[0022]图13为表示槽的横向剖视图。
【具体实施方式】
[0023]在本说明书中，将定子的中心轴线方向上的一侧称为“上侧”，将定子的中心轴线方向上的另一侧称为“下侧”。另外，上下方向是为了方便说明而定义的，不必与重力方向一致。另外，将与中心轴线平行的方向称为“轴向”，将以中心轴线为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴线为中心的周向简称为“周向”。
[0024]图1为表示本发明所例示的一实施方式所涉及的树脂模制定子的制造流程的图。
[0025]在树脂模制定子的制造中，首先将利用模具冲切钢板所形成的冲切片进行层叠，从而准备直线状铁芯。图2为表示直线状铁芯2的俯视图。直线状铁芯2包括:多个铁芯要素21和多个节22。多个铁芯要素21呈直线状排列。各铁芯要素21包括部分铁芯背部211和齿212。部分铁芯背部211与相邻的部分铁芯背部211利用节22而结合在一起。节22为部分铁芯背部211的两侧部分，位于与齿212相反的一侧。节22的个数比部分铁芯背部211的个数少一个。
[0026]当准备好直线状铁芯2，便在各齿212安装绝缘件。导线从绝缘件上缠绕到各齿212 (步骤310。以下，将缠绕有线圈的直线状的铁芯称为“直线状线圈铁芯”。即，直线状线圈铁芯至少包括多个铁芯要素21、节22和线圈。直线状线圈铁芯在节22处被弯曲。由此直线状线圈铁芯形成为多根齿212朝向径向内侧的环状(步骤312〉。直线状线圈铁芯的两端部被结合在一起。
[0027]以下将环状的线圈铁芯称为“环状线圈铁芯”。根据需要而在环状线圈铁芯中安装其他部件。以下将即将利用树脂进行模制之前的状态的包括环状线圈铁芯的部件称为“定子”。对下列说明中的定子的作业实际上也是对环状线圈铁芯的作业。
[0028]图3为表示定子10的俯视图。图4为表示定子10中的环状铁芯％的俯视图。在环状铁芯23中，部分铁芯背部211呈环状排列。直线状铁芯2中位于两端的部分铁芯背部213通过焊接或铆接而结合在一起。由多个部分铁芯背部211构成环状的铁芯背部231。多根齿212从铁芯背部231朝向径向内侧延伸。在定子10的绝缘件232上设有三个连接销233。形成线圈234的导线的端部被连接到连接销233。
[0029]接下来，柱状的芯棒被插入到定子10中(步骤513)0换言之，芯棒被插入到环状线圈铁芯中。即，芯棒插入到环状线圈铁芯的被多根齿212包围的空隙中。图5为芯棒81的俯视图。图6为表示芯棒81被插入到定子10中的状态的俯视图。以下，将定子10组装于芯棒81的组装体称为“芯棒组装体70”。在芯棒组装体70中，多根齿212的末端与芯棒81的外周面对置。在获得芯棒组装体70时，可以以将环状线圈铁芯缠绕到芯棒81的方式将定子10安装到芯棒81上。
[0030]芯棒组装体70被安装到模具内，通过关闭模具而配置在模具内(步骤314〉。芯棒81可预先设置于模具内。即，芯棒81可预先固定于模具。在这种情况下，使多根齿212的末端与芯棒81的的外周面对置，将定子10组装到芯棒81来形成芯棒组装体70，通过关闭模具而使芯棒组装体70位于模具内。
[0031]芯棒81包括从外周面朝向径向外侧稍微突出的四个肋811。多个肋811分别与芯棒81的中心轴线了1平行延伸。在芯棒组装体70中，中心轴线了1与定子10的中心轴线一致。在以下的说明中，不对定子10的中心轴线加以区分也标注符号了1。在图6中，外周的两点划线表示由模具所形成的空间的内周面。
[0032]图7为将芯棒组装体70中的肋811附近放大表示的图。齿212的末端从绝缘件232露出。在芯棒组装体70中，多个肋811分别位于彼此相邻的齿212的末端间的间隙内。即，从中心轴线了1到肋811的末端的距离比从中心轴线了1到齿212的末端面的周向端部的距离长。图8为将一个肋811放大表示的横向剖视图。各肋811的周向宽度随着离开中心轴线了1而变小。由此，肋811的侧面形成为定位齿212的末端时的引导面，且在矫正环状线圈铁芯的真圆度的同时容易将芯棒81插入到环状线圈铁芯内。
[0033]肋811的根部的周向的宽度比齿212之间的周向最小宽度略大。肋811的一个侧面与一个齿212接触或接近。肋811的另一个侧面与另一个齿212接触或接近。
[0034]当芯棒组装体70配置于模具内时，便向模具内注入树脂(步骤315),由于肋811的存在，因此能够在模制时保持铁芯的真圆度以及芯棒组装体70的同轴度。另外，肋811的个数只要在三个以上且不足齿212的个数即可。优选肋811等间隔地沿周向设置。由此，能够容易地在模制时保持铁芯的真圆度、以及芯棒81与定子10的同轴度。
[0035]树脂至少覆盖各齿212的线圈。齿212的末端面由于与芯棒81的外周面接触或接近，因此未被树脂覆盖。在树脂硬化之后打开模具，从模具以及芯棒81上取出树脂模制后的定子10 (步骤316)0
[0036]图9为表示芯棒组装体70配置于模具80内的状态的纵向剖视图。另外，芯棒81也可认为是模具80的一部分。从图9的下侧朝向上方的方向与图6俯视观察的方向对应。模具80包括上模具82和下模具83。芯棒81的下部814固定于下模具83。芯棒81的上部812在关闭模具80的状态下与上模具82大致接触。在芯棒81的中央部813的外周面安装定子10。肋811设置于该中央部813。在芯棒组装体70中，各肋811存在于多根齿212的至少从轴向的一端到另一端的部分。由此肋811稳定地支撑齿212。
[0037]作为通常所说的浇口的树脂注入口 821设置于上模具82与下模具83之间。树脂的流路通过在上模具82设置槽而设置于上模具82与下模具83之间。在图6中，如两点划线所示，注入口 821在周向上位于肋811与肋811之间。而且，注入口 821与节22在径向对置。由此，树脂以撑开该节22的两侧的齿212方式对铁芯施力。
[0038]图10为表示从模具80取出来的树脂模制定子100的主视图。图11为树脂模制定子100的仰视图。图12为表示树脂模制定子100的一部分与其周围的模制树脂4的横截面的图。图10中的上下方向与图9的上下方向对应。
[0039]树脂模制定子100包括具有环状线圈铁芯的定子10和模制树脂4。模制树脂4覆盖定子10的除齿212的末端面之外的几乎所有的部位。即，多根齿212的末端面从模制树脂4的内周面露出。另外，模制树脂4只要至少覆盖环状线圈铁芯的线圈234，就不必覆盖除了齿212的末端面之外的整体。环状线圈铁芯如所述的那样包括:多个铁芯要素21、多个节22以及多个线圈234。在环状线圈铁芯中，铁芯要素21呈环状排列。齿212从部分铁芯背部211朝向径向内侧延伸。
[0040]在多个铁芯要素21中，除了一处之外部分铁芯背部211与相邻的部分铁芯背部211利用节22而结合在一起。在这一处，相邻的部分铁芯背部213也就是在图12的中央相邻的部分铁芯背部213利用焊接或铆接而结合在一起。如图11所示，连接销233从模制树脂4突出。
[0041]由于芯棒81的肋811的存在，如图13的放大图所示，在模制树脂4的内周面形成有朝向彼此相邻的齿212的末端间的间隙内凹陷的槽41。另外，这里的末端间的间隙是指忽略模制树脂4的存在的间隙。换言之，从中心轴线了1到槽41的底面的距离比从中心轴线了1到齿212的末端面的周向端部的距离长。
[0042]在本实施方式中，槽41的个数为四个，四个槽41等间隔地沿周向设置。例如，在为十二齿槽的铁芯的情况下，槽的个数优选为形成为等间隔的四个、六个或三个。在为二十四齿槽的铁芯的情况下，槽的个数优选形成为等间隔的八个、十二个或六个。各槽41与中心轴线了 1平行延伸。槽41的个数不限定为四个，而是三个以上且不足齿212的个数。优选多个槽41等间隔地沿周向设置。另外，各槽41的形状也可与肋811相同，各槽41的周向宽度随着离开中心轴线了1而变小。
[0043]各槽41存在于多根齿212的至少从轴向的一端到另一端的部分。槽41不必存在于模制树脂4的最内周面的整个上下方向。例如，槽41可以从齿212的末端面的上下方向上的一端开始连续到模制树脂4的最内周面的另一端。
[0044]当芯棒的外周面为完全的圆筒面时，即，芯棒上不设置肋时，齿的位置通过使齿的末端面仿照芯棒的外周面来决定。但是由于在齿的末端面与芯棒的外周面之间设有微小的间隙，因此在利用树脂模制时，会产生因受到来自树脂的力而导致齿的位置进行容许范围以上的移动。尽管为了提高定子的真圆度而需要将芯棒与齿的末端面之间的距离设为极小，但如果缩小该距离，则难以将芯棒插入到定子中。
[0045]与此相应，在制造树脂模制定子100时，芯棒81的肋811位于齿212的末端之间。由此，能够在在模制时抑制各肋811的两侧的齿212的末端移动。其结果是能够以少数量的肋811确保定子10的铁芯的形状，并能够防止马达的振动和噪声等。另外，通过缩小肋811与齿212的末端之间的距离，而不必使芯棒81的外周面与齿212的末端面极度靠近来提高真圆度。并且，减小了将芯棒81插入到定子10时的接触区域而防止了操作性降低。另外，在本发明的方法中，允许存在一个以上末端未被完全定位的齿212。换言之,形成存在有一个以上齿212的末端的周向的两端中的单方或者两方都不与肋811接触的齿212的芯棒组装体。在这种情况下，肋811的个数不足齿212的个数。由此防止了将芯棒81插入到定子10时的操作性降低。
[0046]另外，在允许齿212的末端的周向的两端中的单方或双方都不与肋811接触的齿的情况下，会导致齿212末端的定位精度降低。但是，通过定位周向两端中的单方或相邻的齿或位于其更前面的齿212的末端，能够将芯棒组装体整体的形状保持为接近比较理想的状态。
[0047]并且，通过使肋811位于齿槽内来限制齿212的位置，不需要在齿212的末端设置用于与芯棒81卡合的槽或突起。当在齿212的末端设置槽或突起时，模制时树脂会附着到槽或突起上，之后会存在微小的树脂片剥离而掉入马达内的问题，但本发明能够避免这种问题的产生。
[0048]另外，由于通过一个肋811大致可限制两个齿212的位置，因此肋811的个数优选为齿212个数的一半以下。当然，所制造的树脂模制定子100的槽41的个数以及位置与肋811的个数以及位置一致。
[0049]还可在芯棒81设置不进入到齿212的末端间这种大小的矮肋。这种肋不包括在上述的肋811中。
[0050]肋811也可不等间隔地存在于周向。即使在这种情况下，也能够一定程度地确保定子10的铁芯的真圆度。并且，肋811还可等间隔地存在于周向的一部分，而不等间隔地存在于周向的另一部分。当肋811等间隔地存在时，能够容易地确保铁芯的真圆度。
[0051]直线状铁芯2也可被分成两个以上的部分直线状铁芯。在这种情况下，用于形成环状铁芯的部分铁芯背部211的实施焊接或铆接的部位形成为两处以上。一般情况下，节22的个数比铁芯要素21的个数少一个以上。
[0052]齿212的个数不限定为上述实施方式所示个数，可以进行各种不同的变更。肋811的个数也可根据所需要确保的真圆度而适当地变更。例如，当齿212的个数为十二个时，肋811的个数可从三、四、六中选择。当非等间隔地沿周向配置肋811时，肋811的个数能够更灵活地变更。
[0053]模制树脂4的外形不限定为圆筒面。例如，可以是棱柱状的面。模具的分离方向不只限为上下方向。树脂的注入位置也不限定为上述实施方式中所示的位置，例如可以从上下来注入树脂。
[0054]上述实施方式以及各变形例中的结构只要不互相矛盾可以适当地组合。
[0055]本发明所涉及的树脂模制定子，例如能够用在家电产品用马达、工业用马达、动力用马达等不同用途的马达的定子中。
【权利要求】
1.一种树脂模制定子的制造方法，该方法包括: a)工序，准备直线状线圈铁芯，该直线状线圈铁芯包括多个铁芯要素、多个节以及多个线圈，所述多个铁芯要素呈直线状排列，且各铁芯要素包括部分铁芯背部和齿，所述部分铁芯背部与相邻的部分铁芯背部通过节而结合在一起，并在各齿缠绕有线圈； b)工序，在所述多个节处将所述直线状线圈铁芯弯曲，形成多根齿朝向径向内侧的环状，且使所述多根齿的末端与柱状的芯棒的外周面对置，从而获得将定子组装于所述芯棒的芯棒组装体，再将该芯棒组装体配置到模具内，或者，利用具有柱状芯棒的模具，使所述多根齿的末端与所述芯棒的外周面对置，从而形成将定子组装于所述芯棒的芯棒组装体，并使该芯棒组装体位于模具内； c)工序，将树脂注入所述模具内，利用该树脂至少覆盖各齿的线圈，并使该树脂硬化；以及 d)工序，将树脂模制后的定子从所述模具以及所述芯棒上取出， 其特征在于， 所述芯棒包括从所述外周面朝向径向外侧突出的三个以上且不足齿的个数的多个肋， 所述多个肋分别与中心轴线平行延伸， 在所述芯棒组装体中，所述多个肋分别位于彼此相邻的齿的末端间的间隙内。
2.根据权利要求1所述的树脂模制定子的制造方法，其特征在于， 所述b)工序包括: 将所述直线状线圈铁芯弯曲成环状从而获得环状线圈铁芯的工序；以及 向所述环状线圈铁芯插入所述芯棒的工序。
3.根据权利要求1或2所述的树脂模制定子的制造方法，其特征在于， 所述多个肋等间隔地沿周向设置。
4.根据权利要求1或2所述的树脂模制定子的制造方法，其特征在于， 所述多个肋各自的周向宽度随着离开所述中心轴线而变小。
5.根据权利要求1或2所述的树脂模制定子的制造方法，其特征在于， 在所述芯棒组装体中，所述多个肋分别存在于所述多根齿的至少从轴向的一端到另一端的部分。
6.—种树脂模制定子,其包括: 环状线圈铁芯；以及 将所述环状线圈铁芯的至少线圈覆盖的环状的模制树脂， 所述环状线圈铁芯包括:多个铁芯要素、多个节以及多个线圈， 所述多个铁芯要素呈环状排列，各铁芯要素包括:部分铁芯背部和齿，所述齿从所述部分铁芯背部朝向径向内侧延伸，除了至少一处之外，所述部分铁芯背部与相邻的部分铁芯背部通过节而结合在一起，在所述至少一处，相邻的部分铁芯背部通过焊接或铆接而结合在一起，并在各齿缠绕有线圈， 其特征在于， 多根齿的末端面从所述模制树脂的内周面露出， 所述模制树脂的内周面包括朝向彼此相邻的齿的末端间的间隙内凹陷的三个以上且不足齿的个数的多个槽，所述多个槽分别与中心轴线平行延伸。
7.根据权利要求6所述的树脂模制定子，其特征在于，所述多个槽等间隔地沿周向设置。
8.根据权利要求6或7所述的树脂模制定子，其特征在于，所述多个槽各自的周向宽度随着离开所述中心轴线而变小。
9.根据权利要求6或7所述的树脂模制定子，其特征在于，所述多个槽分别存在于所述多根齿的至少从轴向的一端到另一端的部分。
【文档编号】H02K15/02GK104467302SQ201410102872
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2013年9月20日
【发明者】吉田达也, 山本圣, 新井康之 申请人:日本电产高科电机株式会社