JP2013110794A

JP2013110794A - ステータの製造方法

Info

Publication number: JP2013110794A
Application number: JP2011251916A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Haruno; 健太郎春野; Munetaka Hibino; 宗孝日比野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2013-06-06

Abstract

【課題】ステータコアの径方向に対するコイルの位置合わせを簡易な手法により行なう。
【解決手段】ステータコア２２に装着されたコイル２４のコイルエンド部２５を覆うようにモールド型３０を挿入し、モールド型３０の傾斜面３０ａをコイルエンド部２５の角部２５ａに押し当ててコイル２４をインシュレータ２６の外径側に寄せて位置合わせした上でモールド型３０に樹脂を注入して樹脂モールド成形する。これにより、特別な部材を必要とすることなしに、ティース先端面とコイル２４のティース先端側の端面とを離間させることができる。この結果、こうして製造されたステータ２０を用いて回転電機を構成することにより、渦電流損を小さくすることができ、その効率をより向上させることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、ステータコアにコイルが装着されたステータの製造方法に関する。

従来、この種のステータの製造方法としては、分割コアにインシュレータを介して成形済みコイルを装着し、成形済みコイルの周囲に樹脂モールドを成形するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この製造方法では、可動型が水平方向に移動する横締めタイプの金型を用いて、可動型に形成した凸条を成形済みコイルにおける他のコイルと隣り合う面に直接当接させてコアの周方向に対して成形済みコイルを位置決めした状態で樹脂モールド成形する。これにより、隣り合うコイルの隙間を所定幅以上離すことができ、コイル間の絶縁性を確実に確保することができるとしている。

特開２００９−２３２５２２号公報

しかしながら、上述したステータの製造方法では、コアの周方向に対するコイルの位置合わせについては考慮されているものの、コアの径方向に対するコイルの位置合わせについては言及されていない。コアの径方向に対するコイルの装着位置のバラツキは、例えば、インシュレータの加工誤差やコイルの組み付け誤差，コイルの自重による片寄りなどに起因して生じるが、コイルがコアの内径側に片寄って装着されると、モータとして駆動した際に、渦電流損が大きくなり、駆動効率が悪化してしまう。別途スナップフィットなどを用いてコイルの位置合わせを行なうことも考えられるが、部品点数が増加し、コスト的にも不利となる。

本発明のステータの製造方法は、ステータコアに対するコイルの径方向の位置合わせを簡易な手法により行なうことを主目的とする。

本発明のステータの製造方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のステータの製造方法は、
ステータコアにコイルが装着されたステータの製造方法であって、
（ａ）前記ステータコアに装着された前記コイルを覆うように軸方向にモールド型を挿入すると共に該モールド型の内壁を前記コイルに押し当てて該コイルを前記ステータコアに対して径方向に位置合わせするステップと、
（ｂ）前記モールド型に樹脂を注入して前記コイルを樹脂モールドするステップと
を備えることを要旨とする。

この本発明のステータの製造方法では、ステータコアに装着されたコイルを覆うように軸方向にモールド型を挿入すると共にこのモールド型の内壁をコイルに押し当ててコイルをステータコアに対して径方向に位置合わせし、この状態でモールド型に樹脂を注入してコイルを樹脂モールドする。これにより、ステータコアに対するコイルの径方向の位置合わせを簡易な手法により行なうことができる。また、こうして製造されたステータを備える回転電機を駆動した際に、渦電流損を低減させることができ、効率をより向上させることができる。

こうした本発明のステータの製造方法において、前記ステップ（ａ）は、前記モールド型の内壁として挿入方向に対して傾斜した傾斜面を前記コイルに押し当てることにより該コイルを前記ステータコアに対して径方向に位置合わせするステップであるものとすることもできる。こうすれば、モールド型の内壁に傾斜面を形成してコイルに押し当てるだけでコイルの位置合わせを行なうことができる。

また、本発明のステータの製造方法において、前記ステータコアは、一体コアであり、前記モールド型は、断面が略Ｕ字状の内壁が円環状に連続した円環状型であり、前記傾斜面は、前記円環状型の内径側の内壁に形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、モールド型とコイルとの接触部分を最小限とすることができるから、モールド型による押し当てに伴ってコイルが損傷するのを防止することができる。

ステータ２０の外観を示す外観斜視図である。ステータ２０の製造工程の一例を示す説明図である。モールド型挿入工程の様子を示す説明図である。コイル押し当て工程の様子を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１はステータ２０の外観を示す外観斜視図である。ステータ２０は、ステータコア２２と、ステータコア２２に装着されたコイル２４とにより構成されており、例えばかご型誘導電動機のステータとして用いられる。

ステータコア２２は、打ち抜き加工により形成された中空円盤状の電磁鋼板を複数積層されたものとして構成されており、外径側から内径側に向かって突出するティース２２ａが所定角度間隔毎に複数個（実施例では、１５個）形成されている。コイル２４は、矩形断面の平角導体をエッジワイズ曲げ加工することにより成形されたエッジワイズコイルであり、インシュレータ２６（図３参照）を介してステータコア２２のティース２２ａに装着されている。なお、平角導体は、銅などの導電性の高い金属製の平角線にエナメル被覆などの絶縁被覆を施したものとして構成されている。インシュレータ２６は、コイル２４の装着が容易な柔軟性樹脂により構成されており、径方向の両端にはコイル２４を整列した状態で保持するための爪２６ａ，２６ｂが設けられている（図３参照）。

図２はステータ２０の製造工程を示す説明図であり、図３はモールド型挿入工程の様子を示す説明図であり、図４はコイル押し当て工程の様子を示す説明図である。以下、ステータ２０の製造工程を図３および図４を参照しながら説明する。ステータ２０の製造は、図２に示すように、まず、ステータコア２２にインシュレータ２６を介してコイル２４を装着する（ステップＳ１００）。なお、コイル２４の装着は、例えば、予めエッジワイズ曲げ加工によりコイルを成形した上でこの成形済みコイルを樹脂製のインシュレータ２６に装着し、コイル２４が装着されたインシュレータ２６をステータコア２２のティース２２ａに取り付けることにより行なうことができる。続いて、ステータコア２２を軸方向が水平方向となるよう図示しない固定治具で固定し、モールド型３０を水平方向に移動させてコイル２４に挿入する（ステップＳ１１０，図３参照）。モールド型３０は、図３に示すように、断面が略Ｕ字状の内壁が円環状に連続している型であり、コイル２４のコイルエンド部２５を覆うように挿入される。このモールド型３０は、型の挿入に伴ってコイルエンド部２５の角部２５ａと当接するように、内径側の内壁に全周に亘って傾斜面３０ａが形成されている。

モールド型３０をコイル２４に挿入すると、モールド型３０を更に軸方向に押し込んで傾斜面３０ａをコイルエンド部２５の角部２５ａに押し当ててコイル２４をインシュレータ２６（ステータコア２２）の外径側に寄せ（ステップＳ１２０，図４参照）、この状態でモールド型３０に形成された図示しない注入口からモールド型３０内に樹脂を注入すると共に（ステップＳ１３０）、注入した樹脂を固化させて（ステップＳ１４０）、ステータ２０が完成する。実施例では、ステータコア２２は軸方向が水平方向となるよう固定されているから、ステータコア２２に形成されているティース２２ａのうちその突出方向が重力の方向に略一致するティース２２ａに装着されているコイル２４（図３中の上側のコイル２４）についてはインシュレータ２６の内径側に片寄り、突出方向が重力の方向とは逆方向に略一致するティース２２ａに装着されているコイル２４（図３中の下側のコイル２４）についてはインシュレータ２６の外径側に片寄る傾向がある。また、コイル２４の片寄りは、インシュレータ２６（爪２６ａ，２６ｂ）の加工誤差やコイル２４の組み付け誤差などによっても生じ得る。このとき、コイル２４がインシュレータ２６の内径側に片寄った状態でコイルエンド部２５が樹脂モールドされると、ティース２２ａの先端面とコイル２４のティース先端側の端面との間の空隙が狭くなり、電動機として駆動したときに渦電流損が発生し易くなる。実施例では、円環状のモールド型３０の内径側内壁に傾斜面３０ａを形成し、傾斜面３０ａをコイルエンド部２５の角部２５ａに押し当ててコイル２４をインシュレータ２６の外径側に寄せることにより上述した空隙を確保するから、渦電流損を低減させることができる。

以上説明した実施例のステータの製造方法によれば、ステータコア２２に装着されたコイル２４のコイルエンド部２５を覆うようにモールド型３０を挿入し、モールド型３０の傾斜面３０ａをコイルエンド部２５の角部２５ａに押し当ててコイル２４をインシュレータ２６の外径側に寄せて位置合わせした上でモールド型３０に樹脂を注入して樹脂モールド成形するから、特別な部材を必要とすることなしに、ティース２２ａの先端面とコイル２４のティース先端側の端面とを離間させることができる。この結果、こうして製造されたステータ２０を用いて回転電機を構成することにより、渦電流損を小さくすることができ、その効率をより向上させることができる。しかも、モールド型３０の傾斜面３０ａとコイル２４（コイルエンド部２５）との接触は角部２５ａに限られるから、モールド型３０による押し当てによってコイル２４が損傷するのを防止することができる。

実施例では、モールド型３０を軸方向に押し込むことにより傾斜面３０ａをコイルエンド部２５の角部２５ａに押し当ててコイル２４をインシュレータ２６の外径側に寄せるものとしたが、モールド型３０の傾斜面３０ａをコイルエンド部２５の角部２５ａに当接させた状態でモールド型３０を重力の方向とは逆方向に移動（図４の上方に移動）させることにより、自重によりインシュレータ２６の内径側に片寄っているコイル２４を外径側に寄せるものとしてもよい。

実施例では、モールド型３０の内径側内壁に全周に亘って傾斜面３０ａを形成するものとしたが、必ずしも全周に亘って傾斜面３０ａを形成する必要はない。例えば、ティース２２ａに装着されているコイル２４のうち重力の方向とは逆方向に突出したティース２２ａに装着されているコイル２４についてはステータコア２２に対して外径側に片寄っていると考えられるため、この部分についてはコイル２４に当接させないものとしてもよい。

実施例では、本発明を一体コアのステータコア２２にコイル２４を装着するものに適用するものとしたが、分割コアにコイルを装着するものに適用するものとしてもよい。この場合、モールド型３０を円環状に形成する必要はない。

実施例では、コイル２４を平角導体にエッジワイズ曲げ加工を施したものとして形成するものとしたが、これに限られず、例えば、丸線を巻いた丸線コイルや平角線の長辺を内径面として巻いたフラット巻きコイルなど如何なるタイプのコイルを用いるものとしてもよい。

実施例では、本発明をかご型誘導電動機に用いるステータを製造するものに適用するものとしたが、これに限られず、巻線型誘導電動機や同期電動機に用いるステータを製造するものに適用するなど、如何なるタイプの回転電機に用いるステータを製造するものに適用するものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ステータコア２２が「ステータコア」に相当し、コイル２４が「コイル」に相当し、モールド型３０が「モールド型」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ステータの製造産業に利用可能である。

２０ステータ、２２ステータコア、２２ａティース、２４コイル、２５コイルエンド部、２５ａ角部、２６インシュレータ、２６ａ，２６ｂ爪、３０モールド型、３０ａ傾斜面。

Claims

ステータコアにコイルが装着されたステータの製造方法であって、
（ａ）前記ステータコアに装着された前記コイルを覆うように軸方向にモールド型を挿入すると共に該モールド型の内壁を前記コイルに押し当てて該コイルを前記ステータコアに対して径方向に位置合わせするステップと、
（ｂ）前記モールド型に樹脂を注入して前記コイルを樹脂モールドするステップと
を備えるステータの製造方法。