JP2010178554A - Method of impregnating stator core with varnish - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータコアのワニス含浸方法に関する。 The present invention relates to a method for impregnating a stator core with a varnish.
電気機器のステータコアは、ステータ巻線を巻いた巻線部を備えている。この巻線部に絶縁処理のためのワニスを含浸させる手法として、滴下含浸法がある(特許文献1を参照)。特許文献1は、ステータコアを、その中心軸を水平に対して傾斜させた姿勢において、中心軸の回りに回転させながら、巻線部の傾斜上部側にワニスを滴下することを開示している。ワニスの滴下は、巻線部の傾斜下部側からワニスが流出するまで行っている。 A stator core of an electric device includes a winding portion around which a stator winding is wound. As a technique for impregnating the winding portion with a varnish for insulation treatment, there is a dripping impregnation method (see Patent Document 1). Patent Document 1 discloses that the varnish is dropped on the inclined upper side of the winding portion while rotating the stator core around the central axis in a posture in which the central axis is inclined with respect to the horizontal. The varnish is dripped until the varnish flows out from the inclined lower side of the winding part.
しかしながら、ワニスを巻線部の傾斜下部側から流出させているので、ワニス硬化後に、ステータコアに付着したワニスを除去する作業が多くなる。このため、ワニスを含浸させる一連の作業が煩雑になり、ワニス含浸作業の効率化を図ることが難しくなる虞がある。 However, since the varnish is caused to flow out from the inclined lower side of the winding part, the work for removing the varnish adhering to the stator core after the varnish is hardened increases. For this reason, a series of operations for impregnating the varnish becomes complicated, and it may be difficult to improve the efficiency of the varnish impregnation operation.
本発明の目的は、ワニスの垂れを抑制することを通して、ワニス含浸作業の効率化を図り得る、ステータコアのワニス含浸方法を提供することにある。 The objective of this invention is providing the varnish impregnation method of a stator core which can aim at the efficiency improvement of a varnish impregnation operation | work through suppressing the dripping of a varnish.
ステータコアのワニス含浸方法は、滴下工程と、拡散工程とを含み、滴下工程および拡散工程の組み合わせを複数回繰り返し実施することによってステータコアの巻線部にワニスを含浸させる。滴下工程においては、ステータ巻線を巻いた巻線部を備えるステータコアを、その中心軸を水平に対して傾斜させた姿勢において、中心軸の回りに回転させながら、巻線部のうち傾斜上部側にワニスを滴下する。拡散工程においては、ワニスの滴下を停止し、ステータコアを、その中心軸を水平に戻した姿勢において、中心軸の回りに回転させながら、滴下されたワニスを巻線部内に拡散する。 The stator core varnish impregnation method includes a dropping step and a diffusion step, and the winding portion of the stator core is impregnated with the varnish by repeatedly performing a combination of the dropping step and the diffusion step a plurality of times. In the dropping step, the stator core having the winding portion wound with the stator winding is rotated around the central axis in a posture in which the central axis is inclined with respect to the horizontal, while the upper part of the winding portion is inclined. Drop varnish on In the diffusion step, the dropping of the varnish is stopped, and the dropped varnish is diffused into the winding portion while rotating the stator core around the central axis in a posture where the central axis is returned to the horizontal.
ワニスを滴下する滴下工程およびワニスの滴下を停止した拡散工程の組み合わせを複数回繰り返して、ワニスの含浸を行っている。滴下工程の間に実施される、ワニスの滴下を休止した拡散工程においては、ステータコアの傾斜を戻して水平姿勢にして回転させている。このため、ワニスを滴下した部位とは反対側、つまり巻線部の傾斜下部側となる部位からのワニスの垂れを抑制しながら、浸透しにくい部位にワニスを浸透させることができる。したがって、ワニス硬化後にステータコアに付着したワニスを除去する作業を少なくでき、ワニスを含浸させる一連の作業を簡素にでき、ワニス含浸作業の効率化を図ることが可能となる。 The varnish impregnation is performed by repeating a combination of a dropping step of dropping the varnish and a diffusion step of stopping the dropping of the varnish a plurality of times. In the diffusion process in which the dropping of the varnish is stopped, which is performed during the dropping process, the stator core is returned to the horizontal posture and rotated. For this reason, it is possible to infiltrate the varnish into a portion that is difficult to permeate while suppressing dripping of the varnish from the portion opposite to the portion where the varnish is dripped, that is, the inclined lower side of the winding portion. Therefore, it is possible to reduce the work for removing the varnish adhering to the stator core after curing the varnish, simplify the series of work for impregnating the varnish, and improve the efficiency of the varnish impregnation work.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1を参照して、ワニス含浸装置100は、ステータ巻線11(図2を参照)を巻いた巻線部12つまりコイルを備えるステータコア10を保持および保持解除自在な保持治具110と、保持治具110を水平状態と傾斜状態との間で移動自在な傾斜駆動部120と、保持治具110を回転駆動する回転駆動部130と、ワニス40を滴下する滴下ノズル140と、保持治具110、傾斜駆動部120、回転駆動部130、および滴下ノズル140の作動を制御するコントローラ150と、を有している。
Referring to FIG. 1, a
図2を参照して、ステータコア10は、リング形状のハウジング20に取り付けている。ハウジング20内には、ステータコア10を冷却するための冷却水が流れる循環路21を形成している。図示する巻線部12は、ステータ巻線11を集中巻によって巻いている。集中巻は、ステータコア10に樹脂製の絶縁部品30を組み付けた後、絶縁部品30にステータ巻線11を直接巻き付ける構造である。集中巻を適用した巻線部12は、ステータ巻線11が絶縁部品30からはみ出すことが少なく、小型化が可能である。
Referring to FIG. 2,
なお、本発明は、ステータ巻線を分布巻によって巻いた巻線部を備えるステータコアにも適用することができる。ここに、分布巻は、ステータコアに樹脂製の絶縁部品を挿入した後、予め環状に巻いた巻線部をステータコアに挿入する構造である。分布巻を適用した巻線部は、集中巻を適用する場合に比べると、ステータ巻線がステータコアから大きく突出する。 In addition, this invention is applicable also to a stator core provided with the coil | winding part which wound the stator winding by distributed winding. Here, the distributed winding is a structure in which after a resin insulating part is inserted into the stator core, a winding portion wound in a ring shape in advance is inserted into the stator core. In the winding portion to which the distributed winding is applied, the stator winding greatly protrudes from the stator core as compared with the case where the concentrated winding is applied.
保持治具110は、ステータコア10の中心孔10aに挿入されるとともに径方向に拡開および収縮自在な保持部111を有する。保持部111は、径方向外方に拡開して中心孔10a内周面に圧接することによってステータコア10を保持する。保持部111は、径方向内方に収縮して中心孔10a内周面から離れることによってステータコア10の保持を解除する。
The
傾斜駆動部120は、例えばロボットハンド121から構成している。ハンド先端に保持治具110を取り付けている。ロボットハンド121を動作させることによって、保持治具110が、水平状態と傾斜状態との間で移動する。このように保持治具110を移動させることによって、保持治具110に保持されたステータコア10が、その中心軸Oを水平に対して傾斜させた姿勢と、その中心軸Oを水平にした姿勢との間で移動する。中心軸Oを水平に対して傾斜させる傾斜角度θは、特に限定されないが、例えば、5〜20度である。なお、以下の説明においては、ステータコア10の中心軸Oを水平に対して傾斜させた姿勢を「傾斜姿勢」とも言い、ステータコア10の中心軸Oを水平にした姿勢を「水平姿勢」とも言う。
The
回転駆動部130は、例えばモータ131から構成している。モータ出力軸132に保持治具110を連結している。モータ131を動作させることによって、保持治具110が回転し、保持治具110に保持されたステータコア10が回転する。ワニス40の滴下時にステータコア10を回転させる速度VR1は、ワニスの滴下速度や量、ステータコアの大きさ等に関係があり、特に限定されない(例えば、10rpm)。
The
滴下ノズル140は、巻線部12に向けてワニス40を滴下し得る限りにおいてノズル構成は特に限定されない。滴下ノズル140は、タンク141に貯溜したワニス40を送り出す送液ポンプ142に、配管143を介して接続している。滴下ノズル140は、当該ノズル140を開閉するための開閉弁144を有している。開閉弁144を開くことによってワニス40を滴下し、開閉弁144を閉じることによってワニス40の滴下を停止する。
The nozzle configuration of the dropping
コントローラ150は、CPUやメモリーを主体として構成され、保持治具110、ロボットハンド121、モータ131、および開閉弁144のそれぞれに、作動を制御するための制御信号を出力する。コントローラ150は、保持治具110における保持部111の拡開および収縮を制御し、ステータコア10の保持および保持解除を行う。コントローラ150は、ロボットハンド121の動作を制御し、保持治具110に保持されたステータコア10の姿勢(傾斜姿勢または水平姿勢)を定める。コントローラ150は、モータ131の動作を制御し、保持治具110に保持されたステータコア10の回転、回転速度の増減変更、回転停止を行う。コントローラ150は、滴下ノズル140の開閉弁144の動作を制御し、ワニス40の滴下および滴下停止を行う。
The
次に、本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
ステータ巻線11の絶縁処理は、加熱炉におけるステータコア10の予熱工程、ワニス40の含浸工程、乾燥炉におけるワニス40の乾燥工程、ステータコア10の冷却工程を経て実施している。予熱、乾燥、および冷却のそれぞれの工程は公知の手法によって実施できるので説明は省略する。
The insulation treatment of the stator winding 11 is carried out through a preheating process of the
本実施形態におけるワニス40の含浸工程は、巻線部12にワニス40を滴下する滴下工程と、滴下されたワニス40を巻線部12内に拡散する拡散工程と、を含んでいる。そして、滴下工程および拡散工程の組み合わせを複数回繰り返し実施することによってステータコア10の巻線部12にワニス40を含浸させている。
The impregnation step of the
図3(A)を参照して、滴下工程においては、ステータ巻線11を巻いた巻線部12を備えるステータコア10を、その中心軸Oを水平に対して傾斜させた姿勢において、中心軸Oの回りに回転させながら、巻線部12のうち傾斜上部12a側にワニス40を滴下する。
Referring to FIG. 3A, in the dropping step, the
図3(B)を参照して、拡散工程においては、ワニス40の滴下を停止し、ステータコア10を、その中心軸Oを水平に戻した姿勢において、中心軸Oの回りに回転させながら、滴下されたワニス40を巻線部12内に拡散する。拡散工程においてステータコア10を中心軸Oの回りに回転させる速度VR2は、滴下工程においてステータコア10を中心軸Oの回りに回転させる速度VR1よりも速い速度に設定してある(VR2>VR1)。
Referring to FIG. 3B, in the diffusion step, the dropping of
さらに詳しくは、滴下工程において、コントローラ150は、保持治具110における保持部111を拡開制御し、ステータコア10を保持治具110に保持する。コントローラ150は、ロボットハンド121の動作を制御し、保持治具110に保持されたステータコア10を傾斜姿勢にする。傾斜角度θは、例えば、5〜20度である。ステータコア10を傾斜させることによって、ステータ巻線11が絶縁部品30からはみ出すことが少ない集中巻を適用した巻線部12に対して、ワニス40を簡単に滴下させることができる。コントローラ150は、モータ131の動作を制御し、保持治具110に保持されたステータコア10を回転させる。ステータコア10の回転速度VR1は、例えば、10rpmである。そして、コントローラ150は、ノズルの開閉弁144の動作を制御し、開閉弁144を開いてワニス40を滴下する。巻線部12の傾斜上部12a側に滴下したワニス40は、毛細管現象および自重によって、巻線部12の傾斜下部12b側に向けて浸透する。さらに、ステータコア10の回転に伴い、滴下したワニス40が巻線部12の全体に広がる。
More specifically, in the dropping step, the
拡散工程において、コントローラ150は、ノズルの開閉弁144の動作を制御し、開閉弁144を閉じてワニス40の滴下を停止する。コントローラ150は、ロボットハンド121の動作を制御し、ステータコア10を水平姿勢にする。コントローラ150は、モータ131の動作を制御し、ステータコア10の回転速度を増加させる。回転速度の増加率は、特に限定されず、ステータコア10の大きさ、ステータ巻線11の径や巻き方(集中巻か分布巻か)、使用するワニス40の粘度などによって適宜変更できる。例えば、拡散工程におけるステータコア10の回転速度VR2は、滴下工程における回転速度VR1(例えば、10rpm)の1.3倍程度の速度に設定すればよい。ステータコア10を傾斜姿勢から水平姿勢に移動しながらステータコア10の回転速度を増加させる形態、ステータコア10を水平姿勢にまで移動した後にステータコア10の回転速度を増加させる形態のいずれでもよい。また、ステータコア10を水平姿勢に移動するときに、モータ131を一旦停止させる形態でもよい。
In the diffusion step, the
拡散工程から次の滴下工程に移行したときには、ステータコア10の回転速度は、元の回転速度VR1(例えば、10rpm)に戻す。
When shifting from the diffusion process to the next dropping process, the rotational speed of the
滴下工程および拡散工程の組み合わせを複数回繰り返し実施し、予め定められた量のワニス40の滴下が終了すると、乾燥工程に移行する。滴下工程および拡散工程の組み合わせの繰り返し回数、繰り返される滴下工程の各回のワニス40の滴下量(同量または異なる量のいずれでもよい)、ワニス40の合計投入量などは、特に限定されず、上述したのと同様にステータコア10の大きさなどによって適宜変更できる。
When the combination of the dropping step and the diffusing step is repeated a plurality of times and the dropping of the predetermined amount of
本実施形態にあっては、ワニス40を滴下する滴下工程およびワニス40の滴下を停止した拡散工程の組み合わせを複数回繰り返して、ワニス40の含浸を行っている。滴下工程の間に実施される、ワニス40の滴下を休止した拡散工程においては、ステータコア10の傾斜を戻して水平姿勢にして回転させている。このため、ワニス40を滴下した部位とは反対側、つまり巻線部12の傾斜下部12b側となる部位からのワニス40の垂れを抑制しながら、浸透しにくい部位にワニス40を浸透させることができる。したがって、ワニス硬化後にステータコア10に付着したワニス40を除去する作業を少なくでき、ワニス40を含浸させる一連の作業を簡素にでき、ワニス含浸作業の効率化を図ることが可能となる。
In this embodiment, the
しかも、拡散工程においては、ステータコア10の回転速度を増加させている。このため、遠心力によって、浸透しにくい部位の側つまりステータコア10のスロット底31(図2参照)の側へのワニス40の浸透を促進することができる。巻線部12と絶縁部品30との間(外径側)や、絶縁部品30とステータコア10との間(内径側)にワニス40が十分に浸透する。ステータ巻線11同士の間の空隙、巻線部12と絶縁部品30との間の空隙、絶縁部品30とステータコア10との間の空隙が、ワニス40によって埋まる。熱性能に大きな影響を与える空隙をワニス40によって埋めることによって、熱伝達を向上させることができる。したがって、通電に伴ってステータ巻線11において生じた熱は、ワニス40、絶縁部品30、ステータコア10、ハウジング20へと伝わり、循環路21内の冷却水を介して、効率的に抜熱することができる。
Moreover, in the diffusion process, the rotational speed of the
なお、滴下工程におけるワニス40の滴下量、ステータコア10の回転速度VR1、拡散工程におけるステータコア10の回転速度VR2、およびワニス40の合計投入量は、滴下工程および拡散工程の組み合わせを複数回繰り返しても、巻線部12の傾斜下部12b側となる部位から垂れ落ちる量を最小限、好ましくはゼロにするように決定することが望ましい。ワニス硬化後にステータコア10に付着したワニス40を除去する作業を最小に、あるいは無くすことができ、ワニス含浸作業の効率化を一層図ることが可能となるからである。
The dropping amount of the
10 ステータコア、
10a ステータコアの中心孔、
11 ステータ巻線、
12 巻線部、
12a 傾斜上部、
12b 傾斜下部、
20 ハウジング、
21 循環路、
30 絶縁部品、
40 ワニス、
100 ワニス含浸装置、
110 保持治具、
111 保持部、
120 傾斜駆動部、
121 ロボットハンド、
130 回転駆動部、
131 モータ、
140 滴下ノズル、
144 開閉弁、
150 コントローラ、
O ステータコアの中心軸、
VR1 滴下工程におけるステータコアの回転速度、
VR2 拡散工程におけるステータコアの回転速度。
10 stator core,
10a The center hole of the stator core,
11 Stator winding,
12 winding part,
12a Inclined upper part,
12b Lower slope,
20 housing,
21 circuit,
30 Insulating parts,
40 Varnish,
100 Varnish impregnation device,
110 holding jig,
111 holding part,
120 tilt drive,
121 robot hand,
130 rotational drive,
131 motor,
140 dripping nozzle,
144 On-off valve,
150 controller,
O The central axis of the stator core,
VR1 rotational speed of the stator core in the dropping step,
VR2 The rotational speed of the stator core in the diffusion process.
Claims (3)
ワニスの滴下を停止し、前記ステータコアを、その中心軸を水平に戻した姿勢において、前記中心軸の回りに回転させながら、滴下されたワニスを前記巻線部内に拡散する拡散工程と、を含み、
前記滴下工程および前記拡散工程を組み合わせて実施することによって前記ステータコアの前記巻線部にワニスを含浸させるステータコアのワニス含浸方法。 A stator core having a winding portion wound with a stator winding is rotated around the central axis in a posture in which the central axis is inclined with respect to the horizontal, and a varnish is provided on the inclined upper side of the winding portion. A dropping step of dropping;
A diffusion step of diffusing the dropped varnish into the winding part while stopping the dripping of the varnish and rotating the stator core around the central axis in a posture in which the central axis is returned to the horizontal. ,
A stator core varnish impregnation method in which the winding portion of the stator core is impregnated with varnish by performing the dropping step and the diffusion step in combination.
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