JP2021191099A - Stator manufacturing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はステータ製造装置に関する。 The present invention relates to a stator manufacturing apparatus.
ハイブリッド自動車や電機自動車等の駆動用モータに用いられる回転電機は、ステータとロータコアからなる。回転電機のステータは、円環状の複数の電磁鋼板を積層したステータコアや、ステータコアに巻回されたステータコイル等を有する。ステータコイルは、ステータコアに形成されたスロットに、複数のセグメント導体が挿入され、ステータコアの端面から突出した複数のセグメント導体の先端部を周方向に捻り曲げて各セグメント導体の対応する先端部同士を電気的に接合することにより、ステータコイル用の巻線が形成される。 A rotary electric machine used for a drive motor of a hybrid vehicle, an electric vehicle, or the like consists of a stator and a rotor core. The stator of a rotary electric machine has a stator core in which a plurality of annular electromagnetic steel sheets are laminated, a stator coil wound around the stator core, and the like. In the stator coil, a plurality of segment conductors are inserted into the slots formed in the stator core, and the tips of the plurality of segment conductors protruding from the end faces of the stator core are twisted in the circumferential direction so that the corresponding tips of the segment conductors are connected to each other. By electrically joining, a winding for the stator coil is formed.
接合される先端部は、絶縁材料が除去されて導線が露出した状態であるため、セグメント導体の接合後には、隣接する他の先端部との短絡を防ぐために、絶縁処理を行う必要がある。また、巻線の物理的支持等を目的として、巻線が固着される。この絶縁処理や固着処理では、樹脂を用いた粉体塗装やワニス含浸等による加工が行われる。巻線に対してこのような加工が行われて、ステータコイルが形成されることにより、ステータが製造される。 Since the tip portion to be joined is in a state where the insulating material is removed and the conducting wire is exposed, it is necessary to perform an insulation treatment after joining the segment conductor in order to prevent a short circuit with another adjacent tip portion. Further, the winding is fixed for the purpose of physically supporting the winding. In this insulation treatment and fixing treatment, processing by powder coating using a resin, impregnation with varnish, or the like is performed. The stator is manufactured by performing such processing on the winding to form the stator coil.
特許文献1には、スロットに導体セグメントを挿通させ、隣接する導体セグメントと接合することで巻回したコイルを形成するステータの製造方法であって、導体セグメントの端部の形状を整えてコイルエンドを成形する成形工程と、導体セグメントの端部を接合する接合工程と、成形工程と接合工程の後に、導体セグメントを導体セグメントの軟化温度に相当する温度に加熱して一定時間保持する焼鈍工程と、を備え、焼鈍工程後に、コイルエンドに絶縁部を形成する粉体塗装工程と、ステータコイルにワニスを塗布するワニス処理工程と、を設けたステータの製造方法が開示されている。
しかしながら、ステータの1つの製造方法として、所要の加工を行うために、ステータの製造工程の各工程間で別々の場所へワークを搬送する必要がある。さらに、各工程中にワークを加熱する場合には、その都度ワークを加熱装置へ搬送する必要がある。そのため、特許文献1に記載のステータの製造方法では、ワークの搬送に時間を要し、生産性が低下するという問題があった。
However, as one method of manufacturing the stator, it is necessary to transport the work to different places between the steps of the stator manufacturing process in order to perform the required processing. Further, when the work is heated during each process, it is necessary to transfer the work to the heating device each time. Therefore, the method for manufacturing a stator described in
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、生産性を向上させるステータ製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a stator manufacturing apparatus that improves productivity.
一実施の形態にかかるステータ製造装置は、円環状のステータコアと、ステータコアの周方向に複数形成されたスロットに挿入されたセグメント導体の対応する先端部同士を接続して形成される巻線からなるステータコイルと、を備えたステータを製造するステータ製造装置であって、ステータコアに誘導電流を発生させてステータコアを加熱する誘導加熱装置と、巻線に接続され、巻線に通電して巻線を加熱する通電加熱装置と、巻線に取り付けられ、巻線の温度を検出する温度センサと、ステータコアの中心軸に沿って移動可能に設けられ、ステータコアの一端面から突出した巻線のコイルエンドに向かって開口する開口部を具備し、巻線に絶縁部を形成する粉体塗料を貯留する粉体槽と、開口部を開閉するシャッターと、を有する粉体塗装装置と、ステータコアの中心軸を中心としてステータコアの周方向に移動可能に設けられ、ステータコアの他端面から突出した巻線のコイルエンドに向かって開口するノズルを具備し、ノズルからワニスを滴下するワニス塗布装置と、を備え、粉体塗装装置とワニス塗布装置とは、ステータを挟んで対向するように配置されることを特徴とする。 The stator manufacturing apparatus according to one embodiment comprises an annular stator core and a winding formed by connecting the corresponding tips of segment conductors inserted into a plurality of slots formed in the circumferential direction of the stator core. It is a stator manufacturing device that manufactures a stator equipped with a stator coil, and is an inductive heating device that heats the stator core by generating an induced current in the stator core, and is connected to the winding and energizes the winding to wind the winding. An energizing heating device that heats, a temperature sensor that is attached to the winding and detects the temperature of the winding, and a coil end of the winding that is movable along the central axis of the stator core and protrudes from one end surface of the stator core. A powder coating device having an opening that opens toward the coil, a powder tank that stores the powder coating that forms an insulating portion in the winding, and a shutter that opens and closes the opening, and a central axis of the stator core. It is provided with a nozzle that is movable in the circumferential direction of the stator core as a center and opens toward the coil end of the winding protruding from the other end surface of the stator core, and is provided with a varnish coating device that drops varnish from the nozzle. The body coating device and the varnish coating device are characterized in that they are arranged so as to face each other with the stator interposed therebetween.
本発明により、生産性を向上させるステータ製造装置を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a stator manufacturing apparatus that improves productivity.
実施の形態1
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、図1を参照して、実施の形態1にかかるステータ製造装置について説明する。図1は、実施の形態1にかかるステータ製造装置の概略構成を示す図である。図1に示すステータ製造装置1は、ステータの製造工程において、ステータコイルの絶縁と固着を行うために用いられるものであって、図1に示すステータコアW1と巻線W2とを有するワークWからステータを製造する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the stator manufacturing apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a stator manufacturing apparatus according to the first embodiment. The
そこで、ステータ製造装置1を用いて製造されるステータの構成について説明する。ステータは、ロータと組み合わされて、電動機や発電機として用いられる回転電機を構成する。ステータは、円環状のステータコアと、ステータコアの周方向に複数形成されたスロットに挿入されたセグメント導体の対応する先端部同士を接続して形成される巻線からなるステータコイルと、を備える。また、ステータコイルには絶縁部が形成されており、ステータコイルは固着処理されている。このようなステータは例えば以下のように製造される。
Therefore, the configuration of the stator manufactured by using the
ステータコアは、略円環状に打ち抜いた薄い電磁鋼板を、ステータコアの中心軸Xの軸方向に複数枚積層させることにより形成される。また、ステータコアは、略円環状のヨークと、ヨークの内周側から径方向内方に延びる複数のティースと、を有する。さらに、隣り合うティースの間には、ステータコアを軸方向に貫通するとともに、ステータコアの内周側に開口した複数のスロットが、ステータコアの周方向に形成されている。 The stator core is formed by laminating a plurality of thin electromagnetic steel sheets punched in a substantially annular shape in the axial direction of the central axis X of the stator core. Further, the stator core has a substantially annular yoke and a plurality of teeth extending radially inward from the inner peripheral side of the yoke. Further, between the adjacent teeth, a plurality of slots are formed in the circumferential direction of the stator core while penetrating the stator core in the axial direction and opening on the inner peripheral side of the stator core.
この複数形成されたスロットには、ステータコイルを構成する複数のセグメント導体が挿入され、セグメント導体がステータコアに巻回される。セグメント導体は、例えば、表面がエナメル樹脂等の絶縁材料で被覆された絶縁被膜を有する平角型導線を、略U字形状に曲げ加工することにより形成されている。また、セグメント導体は、それぞれ絶縁被膜が除去された先端部を有する一対の脚部を含むものである。 A plurality of segment conductors constituting the stator coil are inserted into the plurality of formed slots, and the segment conductors are wound around the stator core. The segment conductor is formed, for example, by bending a flat conductor having an insulating coating whose surface is covered with an insulating material such as enamel resin into a substantially U shape. Further, the segment conductor includes a pair of legs each having a tip portion from which the insulating coating has been removed.
セグメント導体は、スロットに挿入された状態で、軸方向に存在するステータコアの端面から突出したセグメント導体の脚部が曲げられて成形された後に、対応する先端部同士が電気的に接続される。これにより、ステータコアW1を有するとともに、ステータコイル用の巻線W2が形成されたワークWが製造される。なお、巻線W2は、ステータコアW1の中心軸Xの軸方向における一端面から突出したコイルエンドと、他端面から突出したコイルエンドと、を有する。以下の説明では、接続された先端部を有するコイルエンドを第1のコイルエンドW3と称し、反対側のコイルエンドを第2のコイルエンドW4と称する。 The segment conductor is formed by bending the legs of the segment conductor protruding from the end face of the stator core existing in the axial direction while being inserted into the slot, and then the corresponding tips are electrically connected to each other. As a result, the work W having the stator core W1 and formed with the winding W2 for the stator coil is manufactured. The winding W2 has a coil end protruding from one end surface of the central axis X of the stator core W1 in the axial direction, and a coil end protruding from the other end surface. In the following description, the coil end having the connected tip portion is referred to as a first coil end W3, and the coil end on the opposite side is referred to as a second coil end W4.
セグメント導体の先端部同士を接続する際、セグメント導体の先端部は、絶縁材料による被覆が剥離された状態で接合が行われるため、第1のコイルエンドW3は、導線が露出した状態である。そのため、第1のコイルエンドW3の導線が露出した部分に対して、例えば、電気絶縁性を有する粉体塗料54を溶着させる粉体塗装が施される。粉体塗料54は、電気絶縁性を有し、熱可溶性樹脂を含む粉体である。そして、溶着させた粉体塗料54を硬化させることにより巻線W2に絶縁部が形成される。絶縁部を形成することにより、ステータコイルの線間の短絡や、ステータコイルとステータコアW1との短絡を防止することができる。
When the tips of the segment conductors are connected to each other, the tips of the segment conductors are joined in a state where the coating with the insulating material is peeled off, so that the first coil end W3 is in a state where the conducting wire is exposed. Therefore, for example, powder coating for welding the electrically insulating
また、ステータコアW1のスロットには、例えば、熱硬化性樹脂を含む液体のワニスが含浸される。含浸されたワニスは、硬化させることにより、ステータコアW1及び巻線W2、並びに巻線W2間を固着する。これにより、ステータの騒音及び振動を抑制することができる。また、得られたステータにおいて、ステータコアW1とステータコイルとの絶縁性が向上する。さらに、ステータコイルからステータコアW1への熱伝導性が向上するため、ステータコイルの放熱に有利である。 Further, the slot of the stator core W1 is impregnated with, for example, a liquid varnish containing a thermosetting resin. The impregnated varnish is cured to fix the stator core W1, the winding W2, and the winding W2. As a result, noise and vibration of the stator can be suppressed. Further, in the obtained stator, the insulating property between the stator core W1 and the stator coil is improved. Further, since the thermal conductivity from the stator coil to the stator core W1 is improved, it is advantageous for heat dissipation of the stator coil.
上記のように、ワークWは粉体塗装及びワニス含浸の2つの加工工程を経て、ステータコイルが形成される。これにより、ステータが製造される。このような加工工程では、樹脂加工されるワークWの被加工部の温度を、それぞれの樹脂が付着する温度及び硬化する温度の範囲に維持することが重要である。 As described above, the work W is formed with a stator coil through two processing steps of powder coating and varnish impregnation. As a result, the stator is manufactured. In such a processing step, it is important to maintain the temperature of the workpiece W of the work W to be resin-processed within the range of the temperature at which each resin adheres and the temperature at which the resin is cured.
そこで、本実施形態にかかるステータ製造装置1は、巻線W2に対して通電加熱装置と温度センサとを備えることにより、上記加工工程におけるワークWの被加工部の温度管理を行うところに特徴の1つを有する。また、本実施形態にかかるステータ製造装置1は、粉体塗装及びワニス含浸を同じ場所で行うことができる構成を有するところに他の特徴を有する。
Therefore, the
このような特徴を有するステータ製造装置1は、ステータコアに誘導電流を発生させてステータコアを加熱する誘導加熱装置と、巻線に接続され、巻線に通電して巻線を加熱する通電加熱装置と、巻線に取り付けられ、巻線の温度を検出する温度センサと、ステータコアの中心軸に沿って移動可能に設けられ、ステータコアの一端面から突出した巻線のコイルエンドに向かって開口する開口部を具備し、巻線に絶縁部を形成する粉体塗料を貯留する粉体槽と、開口部を開閉するシャッターと、を有する粉体塗装装置と、ステータコアの中心軸を中心としてステータコアの周方向に移動可能に設けられ、ステータコアの他端面から突出した巻線のコイルエンドに向かって開口するノズルを具備し、ノズルからワニスを滴下するワニス塗布装置と、を備え、粉体塗装装置とワニス塗布装置とは、ステータを挟んで対向するように配置されることを特徴とするものである。
The
図1に示すように、ステータ製造装置1は、加熱ユニットU1及び樹脂加工ユニットU2から構成される。ステータ製造装置1において、ワークWは、加熱ユニットU1と樹脂加工ユニットU2との間を搬送機構10により搬送されて移動する。
As shown in FIG. 1, the
まず、加熱ユニットU1は、ワークWを構成するステータコアW1と巻線W2とを共に加熱するものであるため、粉体塗料54及びワニスにより加工されるワークWの被加工部を迅速かつ均一に加熱することができる。加熱ユニットU1は、誘導加熱装置20と、第1の通電加熱装置21と、を有する。
First, since the heating unit U1 heats both the stator core W1 and the winding W2 constituting the work W, the workpiece W processed by the
誘導加熱装置20は、例えば、ステータコアW1の外周面及び内周面の両方からステータコアW1の加熱を行えるように、加熱用コイルが備えられたものである。誘導加熱装置20は、ワークWが加熱用コイル内に設置された状態において、加熱用コイルに電源を供給して交流電流を流すことにより誘導電流を発生させて、ステータコアW1を誘導加熱する。
The
第1の通電加熱装置21は、第1の通電加熱装置21とワークWの巻線W2とのそれぞれの端子同士が接続される。この状態において、第1の通電加熱装置21から電源を供給し、巻線W2に交流電流を流すと、巻線W2が電気抵抗により発熱するものである。このような加熱ユニットU1は、ワークWの予熱や樹脂の硬化のために用いられる。
In the first
次に、樹脂加工ユニットU2は、第2の通電加熱装置30と、温度センサ31と、ワニス塗布装置40と、粉体塗装装置50と、ワーククランプ60と、を有する。樹脂加工ユニットU2の構成については、図1に示すように、ワークWが有する第1のコイルエンドW3の先端が中心軸Xの軸方向の下方に向かうように、ワークWが樹脂加工ユニットU2に設置された状態を例にして説明する。
Next, the resin processing unit U2 has a second
第2の通電加熱装置30は、第2の通電加熱装置30とワークWの巻線W2とのそれぞれの端子同士が接続される。この状態において、第2の通電加熱装置30から電源を供給し、巻線W2に交流電流を流すことにより、巻線W2が電気抵抗により発熱するものである。
In the second
温度センサ31は、ワークWのコイルエンドW3、W4の近傍に取り付けられ、巻線W2の温度を検出するものである。温度センサ31は、温度に応じた電気信号を出力できるのであれば、特に限定されず、サーミスタ等を用いることができる。温度センサ31の検出温度の変化に応じて、第2の通電加熱装置30から、巻線W2に流れる電流を調節することにより、ワークWの温度を制御することができる。
The
ワニス塗布装置40は、ワニスポンプ41と、移動機構42と、を備える。ワニス塗布装置40は、ワークWに対してワニスを滴下するものである。ワニスポンプ41には、液体のワニスが貯留されている。本実施形態では、滴下可能な流動性を有する熱硬化性樹脂を含むワニスが用いられる。また、ワニスポンプ41は、ワニスを滴下するためのノズル43を具備する。図1に示すワークWの設置状態において、ワニス塗布装置40は、ノズル43がワークWの第2のコイルエンドW4に向かって開口するように、ワークWの上方に配置される。
The
移動機構42は、ワニスポンプ41をワークWの周方向に移動させるものである。したがって、図1に示すワークWの設置状態において、ワニスポンプ41は、ワークWのステータコアW1の中心軸Xを中心として、ステータコアW1の周方向に移動可能である。そして、ワニス塗布装置40は、ワークWの上方から、ステータコアW1のスロットにワニスを滴下する。
The moving
粉体塗装装置50は、粉体槽51と、昇降機構52と、シャッター53と、を有する。図1に示すワークWの設置状態において、粉体槽51は第1のコイルエンドW3に向かって開口する開口部55を具備し、例えば、略円筒形状の容器である。粉体槽51は、ワークWの第1のコイルエンドW3が浸漬できる大きさと深さを備えている。粉体槽51には、例えば、エポキシ樹脂等の熱可溶性樹脂を用いた粉体塗料54が貯留される。なお、図1において、粉体槽51は、中心軸Xに沿って切断した断面を示している。
The
昇降機構52は、粉体槽51を昇降させるものであり、例えば、動力シリンダ等が粉体槽51の底面の外側に配置される。図1に示すワークWの設置状態において、昇降機構52は、粉体槽51をステータコアW1の中心軸Xに沿って上下に移動させる。ワークWに対して粉体塗装を行う際に、粉体槽51は待機位置から上昇する。これにより、ワークWのコイルエンドを粉体塗料54に浸漬させ、ワークWのコイルエンドに粉体塗料54を塗装することができる。粉体塗料54の塗装が完了すると、粉体槽51は下降して待機位置に戻る。
The elevating
シャッター53は、粉体槽51の開口部55を開閉するものであって、ワークWと粉体槽51との間に配置される。シャッター53は、粉体槽51と独立したものであっても良く、粉体槽51に設けられたものであってもよい。シャッター53は、粉体塗装時に開けられて、開口部55を開放した状態にすることができる。一方、シャッター53を閉じると、シャッター53により開口部55を覆うことができる。シャッター53が閉状態では、粉体槽51に貯留された粉体塗料54の舞い上がりを防止し、粉体槽51中へワニスが落下することを防止できる。
The
ワーククランプ60は、ワークWを把持して固定するとともに、ワークWを上下反転させることができるものである。ワークWが上下反転することにより、第1のコイルエンドW3と第2のコイルエンドW4との上下の配置を変えることができる。このような構成により、粉体塗装装置50とワニス塗布装置40とは、ワークW又はステータを挟んで対向するように配置される。したがって、ワークWを上下反転させることにより、粉体塗装及びワニス含浸を同じ場所で行うことができ、各コイルエンドに対して粉体塗装及びワニス含浸を交互又は同時に行うことができる。
The
続いて、上記のステータ製造装置1を用いたステータの製造方法について説明する。図2は、実施の形態1にかかるステータ製造装置を用いたステータの製造方法を示すフローチャートである。図2に示すように、当該製造方法は、ステップS1〜S4の工程を有する。
Subsequently, a method of manufacturing a stator using the above-mentioned
ステップS1の予備加熱工程では、加熱ユニットU1でワークWを予備加熱する。ステップS2の粉体塗装工程では、樹脂加工ユニットU2で巻線W2を加熱するとともに、巻線W2の導線が露出した部分に対して粉体塗装を行う。ステップS3のワニス含浸工程では、樹脂加工ユニットU2で巻線W2を加熱するとともに、ワニスをステータコアW1及び巻線W2の間、並びに巻線W2間に含浸させる。ステップS4の加熱工程では、加熱ユニットU1でワークWを加熱して樹脂を硬化させる。 In the preheating step of step S1, the work W is preheated by the heating unit U1. In the powder coating step of step S2, the winding W2 is heated by the resin processing unit U2, and powder coating is performed on the exposed portion of the lead wire of the winding W2. In the varnish impregnation step of step S3, the winding W2 is heated by the resin processing unit U2, and the varnish is impregnated between the stator core W1 and the winding W2, and between the windings W2. In the heating step of step S4, the work W is heated by the heating unit U1 to cure the resin.
上記の工程について詳細に説明する。ステップS1では、まず、ワークWを加熱ユニットU1に設置する。ワークWは、誘導加熱装置20の加熱用コイル内に設置される。また、第1の通電加熱装置21とワークWの巻線W2とのそれぞれの端子同士が接続される。そして、誘導加熱装置20から加熱用コイルに電源を供給することにより、ステータコアW1を所要の温度に誘導加熱する。また、第1の通電加熱装置21から巻線W2に電源を供給することにより、巻線W2を所要の温度に通電加熱する。ここで、ワークWの加熱温度は、後工程で用いる粉体塗料54及びワニスの熱硬化温度より低い温度に加熱する。
The above steps will be described in detail. In step S1, first, the work W is installed in the heating unit U1. The work W is installed in the heating coil of the
このように、ワークWを予備加熱することにより、後工程のワニス含浸時に、ワニスの流動性を増して、ステータコアW1及び巻線W2の間、並びに巻線W2間にワニスをスムーズに浸透させることができる。ワークWの予備加熱が完了したら、第1の通電加熱装置21が巻線W2から取り外され、ワークWは搬送機構10により樹脂加工ユニットU2へ搬送される。
By preheating the work W in this way, the fluidity of the varnish is increased during the impregnation of the varnish in the subsequent process, and the varnish is smoothly permeated between the stator core W1 and the winding W2, and between the windings W2. Can be done. When the preheating of the work W is completed, the first
ステップS2の粉体塗装工程では、ステップS1で予備加熱されたワークWが、ワーククランプ60により把持され、樹脂加工ユニットU2に設置される。この時、ワークWは、ステータコアW1の中心軸Xが鉛直方向に沿うように配置される。また、ワークWは、第1のコイルエンドW3の先端が中心軸Xの軸方向の下方に向かうように配置される。つまり、第1のコイルエンドW3と樹脂塗装装置の粉体槽51の開口部55とが、閉状態のシャッター53を挟んで対向するように配置される。
In the powder coating step of step S2, the work W preheated in step S1 is gripped by the
樹脂加工ユニットU2に設置されたワークWの第1のコイルエンドW3と第2のコイルエンドW4との少なくとも一方に、温度センサ31が取り付けられる。そして、ワークWは、第2の通電加熱装置30と接続される。次に、シャッター53を開くことにより、粉体槽51の開口部55を開放した状態にする。シャッター53が開状態において、昇降機構52を動作させると、粉体槽51が待機位置から上昇する。これにより、ワークWの第1のコイルエンドW3は粉体塗料54に浸漬され、第1のコイルエンドW3に対して粉体塗料54が溶着する。この時、粉体槽51は、粉体塗料54がステータコアW1の端面に付着しないように、ステータコアW1の端面付近の位置まで上昇する。
The
また、粉体浸漬前及び粉体浸漬中に、温度センサ31により検出された巻線W2の温度が所要の温度より低い場合には、巻線W2を通電加熱する。この際の加熱温度は、粉体塗料54の熱硬化温度より低い温度であって、粉体塗料54が溶着する温度に設定され、用いる粉体塗料54によって適切な温度に加熱する。その後、昇降機構52の動作により粉体槽51が下降して、粉体槽51は待機位置に戻る。そして、シャッター53が閉じて、粉体槽51の開口部55が覆われる。
If the temperature of the winding W2 detected by the
ステップS3のワニス含浸工程では、ワニス塗布装置40の移動機構42を動作させると、ワニスポンプ41がステータコアW1の周方向に移動する。ワニスポンプ41は移動しながらステータコアW1のスロットに対してワニスを滴下する。ここで、ワークWは、ステップS2において、第2のコイルエンドW4の先端が中心軸Xの軸方向の上方に向かうように配置されている。つまり、第2のコイルエンドW4とワニスポンプ41のノズル43の開口とが対向するように配置されている。したがって、ワニスは、第2のコイルエンドW4の上方から滴下される。
In the varnish impregnation step of step S3, when the moving
ワニスの滴下前及びワニスの滴下中に、温度センサ31により検出された巻線W2の温度が所要の温度より低い場合には、巻線W2を通電加熱する。この際の加熱温度は、ワニスの熱硬化温度より低い温度に設定され、用いるワニスによって適切な温度に加熱する。滴下されたワニスは、ステータコアW1のスロット内に浸入し、ステータコアW1及び巻線W2の間、並びに巻線W2間の間隙に浸透する。
If the temperature of the winding W2 detected by the
なお、上記のように、第2のコイルエンドW4の上方からワニスを滴下する場合、ワニスの滴下は、ステップS2の粉体塗装工程の後に行われてもよく、ステップS2でワークWに対して温度センサ31及び第2の通電加熱装置30が備えられた後に、粉体塗装と同時に行ってもよい。
As described above, when the varnish is dropped from above the second coil end W4, the varnish may be dropped after the powder coating step of step S2, and the varnish may be dropped on the work W in step S2. After the
続いて、ワーククランプ60により、ワークWを上下反転させる。これにより、樹脂加工ユニットU2において、ワークWは、第1のコイルエンドW3の先端が中心軸Xの軸方向の上方に向かい、第2のコイルエンドW4の先端が中心軸Xの軸方向の下方に向かうように配置される。つまり、第1のコイルエンドW3とワニスポンプ41のノズル43の開口とが対向するように配置される。
Subsequently, the work W is turned upside down by the
この状態で、ワニス塗布装置40の移動機構42を動作させると、ワニスポンプ41がステータコアW1の周方向に移動する。ワニスポンプ41は移動しながら、第1のコイルエンドW3の上方からステータコアW1のスロットに対してワニスを滴下する。ワニスの滴下前及びワニスの滴下中に、温度センサ31により検出された巻線W2の温度が所要の温度より低い場合には、巻線W2を通電加熱する。この際の加熱温度は、ワニスの熱硬化温度より低い温度に設定され、用いるワニスによって適切な温度に加熱する。滴下されたワニスは、ステータコアW1のスロット内に浸入し、ステータコアW1及び巻線W2の間、並びに巻線W2間の間隙に浸透する。
When the moving
ステップS4の加熱工程では、ステップS3でワニス含浸されたワークWから、第2の通電加熱装置30及び温度センサ31が取り外される。さらに、ワークWは、ワーククランプ60から取り外され、搬送機構10により加熱ユニットU1へ搬送される。搬送されたワークWは、ステップS1の予備加熱工程と同様に、加熱ユニットU1に設置される。そして、誘導加熱装置20及び第1の通電加熱装置21から電源を供給することにより、ステータコアW1を所要の温度に誘導加熱するとともに、巻線W2を所要の温度に通電加熱する。ここで、ワークWは、粉体塗料54及びワニスが熱硬化する温度の範囲に加熱保持される。この加熱により、粉体塗料54が硬化して、第1のコイルエンドW3に絶縁部が形成されるとともに、ワニスが硬化して、巻線W2が固着される。このように、ステータコイルが形成されてステータが製造される。
In the heating step of step S4, the second
以上詳細に説明したように、本実施形態にかかるステータ製造装置によれば、ワークの搬送時間を削減できるため、生産性が向上する。本実施形態にかかるステータ製造装置は、ワークを反転させることにより、粉体塗装工程及びワニス含浸工程を同じ場所で行うことができる。また、粉体槽を開閉するシャッターを備えているため、シャッターを閉状態とすれば、粉体塗料の舞い上がりを防止し、粉体槽中へワニスが落下することを防止できる。このような構成により、設備を小型化できるとともに、2つの工程間でワークの搬送を必要としない。 As described in detail above, according to the stator manufacturing apparatus according to the present embodiment, the work transfer time can be reduced, so that the productivity is improved. In the stator manufacturing apparatus according to the present embodiment, the powder coating step and the varnish impregnation step can be performed at the same place by inverting the work. Further, since the shutter for opening and closing the powder tank is provided, if the shutter is closed, it is possible to prevent the powder paint from flying up and prevent the varnish from falling into the powder tank. With such a configuration, the equipment can be miniaturized and the work does not need to be transferred between the two processes.
さらに、本実施形態にかかるステータ製造装置によれば、粉体塗装工程及びワニス含浸工程における工程中に、ワークの加熱を要する場合にも、ワークを移動することなく適切な温度に加熱することができる。すなわち、加熱を行うために、その都度ワークを別の場所に設置された加熱装置へ搬送する必要がないため、搬送時に生じ得るワークの温度低下を防止することができる。本実施形態にかかるステータ製造装置は、ワークの巻線に対して、通電加熱装置及び温度センサを備えている。これらにより、粉体塗装工程及びワニス含浸工程におけるワークの被加工部の温度管理を容易に行うことができる。ワークを適切に温度管理することにより、粉体塗料の溶着、ワニスの塗布、及びワニスの含浸を最適な温度で行うことができる。そのため、ステータにおけるステータコイル周辺の絶縁性や固着力が向上し、製造されたステータの品質を確保することができる。 Further, according to the stator manufacturing apparatus according to the present embodiment, even when the work needs to be heated during the powder coating step and the varnish impregnation step, the work can be heated to an appropriate temperature without moving. can. That is, since it is not necessary to transfer the work to a heating device installed at another place each time for heating, it is possible to prevent the temperature drop of the work that may occur during transportation. The stator manufacturing apparatus according to the present embodiment includes an energization heating device and a temperature sensor for the winding of the work. As a result, it is possible to easily control the temperature of the workpiece to be machined in the powder coating process and the varnish impregnation process. By appropriately controlling the temperature of the work, welding of powder paint, application of varnish, and impregnation of varnish can be performed at an optimum temperature. Therefore, the insulating property and the fixing force around the stator coil in the stator are improved, and the quality of the manufactured stator can be ensured.
1 ステータ製造装置
10 搬送機構
20 誘導加熱装置
21 第1の通電加熱装置
30 第2の通電加熱装置
31 温度センサ
40 ワニス塗布装置
41 ワニスポンプ
42 移動機構
43 ノズル
50 粉体塗装装置
51 粉体槽
52 昇降機構
53 シャッター
54 粉体塗料
55 開口部
60 ワーククランプ
U1 加熱ユニット
U2 樹脂加工ユニット
W ワーク
W1 ステータコア
W2 巻線
W3 第1のコイルエンド
W4 第2のコイルエンド
X 中心軸
1
Claims (1)
前記ステータコアに誘導電流を発生させて前記ステータコアを加熱する誘導加熱装置と、
前記巻線に接続され、前記巻線に通電して前記巻線を加熱する通電加熱装置と、
前記巻線に取り付けられ、前記巻線の温度を検出する温度センサと、
前記ステータコアの中心軸に沿って移動可能に設けられ、前記ステータコアの一端面から突出した前記巻線のコイルエンドに向かって開口する開口部を具備し、前記巻線に絶縁部を形成する粉体塗料を貯留する粉体槽と、前記開口部を開閉するシャッターと、を有する粉体塗装装置と、
前記ステータコアの中心軸を中心として前記ステータコアの周方向に移動可能に設けられ、前記ステータコアの他端面から突出した前記巻線のコイルエンドに向かって開口するノズルを具備し、前記ノズルからワニスを滴下するワニス塗布装置と、
を備え、
前記粉体塗装装置と前記ワニス塗布装置とは、前記ステータを挟んで対向するように配置されることを特徴とする、
ステータ製造装置。 Manufactures a stator comprising an annular stator core and a stator coil consisting of windings formed by connecting the corresponding tips of segment conductors inserted into a plurality of slots formed in the circumferential direction of the stator core. It is a stator manufacturing device that
An induction heating device that heats the stator core by generating an induced current in the stator core,
An energization heating device connected to the winding and energizing the winding to heat the winding,
A temperature sensor attached to the winding and detecting the temperature of the winding,
A powder that is movably provided along the central axis of the stator core and has an opening that protrudes from one end surface of the stator core and opens toward the coil end of the winding, and forms an insulating portion in the winding. A powder coating device having a powder tank for storing paint and a shutter for opening and closing the opening.
It is provided with a nozzle that is movable in the circumferential direction of the stator core around the central axis of the stator core and opens toward the coil end of the winding that protrudes from the other end surface of the stator core, and varnish is dropped from the nozzle. Varnish coating device and
Equipped with
The powder coating apparatus and the varnish coating apparatus are arranged so as to face each other with the stator interposed therebetween.
Stator manufacturing equipment.
Priority Applications (1)
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JP2020094028A JP2021191099A (en) | 2020-05-29 | 2020-05-29 | Stator manufacturing apparatus |
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2020
- 2020-05-29 JP JP2020094028A patent/JP2021191099A/en active Pending
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