JP2023054939A

JP2023054939A - Manufacturing method of stator

Info

Publication number: JP2023054939A
Application number: JP2021163968A
Authority: JP
Inventors: 典子小川; Noriko Ogawa; 宏金原; Hiroshi Kanehara
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-10-05
Filing date: 2021-10-05
Publication date: 2023-04-17

Abstract

To provide a manufacturing method of a stator capable of manufacturing a stator with secured strength according to a simple method.SOLUTION: The present invention relates to a manufacturing method of a stator including the steps of: covering a coil with a sheet-like member having an insulation property; and attaching the coil covered with the sheet-like member to a stator core and molding the coil and the stator core with a resin.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ステータの製造方法に関する。 The present invention relates to a stator manufacturing method.

コイルを予め樹脂でモールドし、樹脂でモールドされたコイルをステータコアに取り付けてコイルとステータコアとを再度樹脂でモールドすることにより、強度を確保したステータを製造する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。 There is known a technique for manufacturing a stator that secures strength by pre-molding a coil with resin, attaching the resin-molded coil to a stator core, and then molding the coil and the stator core again with resin (for example, Patent Document 1).

特開２００５－２６９７２１号公報JP 2005-269721 A

上記の技術ではコイルをモールドするための金型装置と、コイルとステータコアとをモールドするための金型装置とを用いる必要があり、製造工程が煩雑である。 The above technique requires the use of a mold apparatus for molding the coil and a mold apparatus for molding the coil and the stator core, which complicates the manufacturing process.

そこで本発明は、強度を確保したステータを簡易な方法で製造できるステータの製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a stator that can manufacture a stator with sufficient strength by a simple method.

上記目的は、絶縁性を有したシート状部材でコイルを覆う工程と、
前記シート状部材に覆われた前記コイルをステータコアに取り付けて前記コイルと前記ステータコアとを樹脂でモールドする工程と、を備えたステータの製造方法によって達成できる。 The above object includes a step of covering the coil with a sheet-like member having insulating properties;
and attaching the coil covered with the sheet member to a stator core and molding the coil and the stator core with resin.

本発明によれば、強度を確保したステータを簡易な方法で製造できるステータの製造方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the stator which can manufacture the stator which ensured strength by a simple method can be provided.

図１は、ステータの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a stator. 図２は、ステータの製造方法の一例を示した工程図である。FIG. 2 is a process diagram showing an example of a stator manufacturing method. 図３Ａ及び図３Ｂは、ステータの製造方法の説明図である。3A and 3B are explanatory diagrams of the stator manufacturing method. 図４は、ステータの製造方法の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of the manufacturing method of the stator. 図５は、ステータの製造方法の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the manufacturing method of the stator. 図６は、ステータの製造方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the manufacturing method of the stator.

図１は、ステータ１の斜視図である。ステータ１は、円環状であり金属製のステータコア１０と、後述するコイルとステータコア１０とをモールドした樹脂製のモールド部２０とを備えている。モールド部２０も、円環状のステータコア１０の一部分を覆うように円環状に形成されている。ステータ１は、モータを構成する一部品である。このモータは例えば、電気自動車やハイブリッド自動車の走行用動力源として用いられるが、これに限定されない。 FIG. 1 is a perspective view of the stator 1. FIG. The stator 1 includes an annular metal stator core 10 and a resin molded portion 20 in which a coil and the stator core 10 are molded to be described later. The molded portion 20 is also formed in an annular shape so as to partially cover the annular stator core 10 . A stator 1 is a component that constitutes a motor. This motor is used, for example, as a driving power source for an electric vehicle or a hybrid vehicle, but is not limited to this.

図２は、ステータ１の製造方法の一例を示した工程図である。図３Ａ～図６は、ステータ１の製造方法の説明図である。図３Ａに示すように略矩形の枠状に巻回されたコイル３０に、図３Ｂに示すようにコイル３０の外周部を不織布４０により覆う（ステップＳ１）。詳細には、コイル３０の巻回の中心軸を中心としてコイル３０の外周部に、不織布４０を巻き付ける。不織布４０は、コイル３０の外周部に巻き付けることができるように帯状である。不織布の大きさは特に限定されない。例えばコイル３０の巻回の中心軸に沿った不織布４０の幅は、特に限定はされない。例えばコイル３０の強度確保の観点から、不織布４０の幅はコイル３０よりも大きくてもよい。また、後述するコイル３０へのコイルボビンの取り付け容易性やコイル３０のステータコア１０への取り付けの容易性を考慮して、不織布４０の幅はコイル３０と同程度かそれ以下であってもよい。不織布４０の長さも特に限定されない。例えば不織布４０の長さは、上述した強度確保の観点から不織布４０をコイル３０に複数周に亘って巻きつけ可能な程度であってもよい。また、不織布４０の長さは、上述した取り付け容易性を考慮して、不織布４０をコイル３０に１周だけ巻きつけることができる程度であってもよい。不織布４０の厚みは、上述した強度確保の観点から比較的厚くてもよいし、上述した取り付け容易性を考慮して薄くてもよい。不織布４０は、絶縁性を有したシート状部材の一例である。不織布４０の材質については後述する。このように不織布４０により覆われたコイル３０を、後述するステータコア１０のティース部の数だけ用意する。 FIG. 2 is a process diagram showing an example of a method for manufacturing the stator 1. FIG. 3A to 6 are explanatory diagrams of the manufacturing method of the stator 1. FIG. As shown in FIG. 3A, the coil 30 wound in a substantially rectangular frame shape is covered with a non-woven fabric 40 as shown in FIG. 3B (step S1). Specifically, the nonwoven fabric 40 is wound around the outer periphery of the coil 30 with the central axis of the winding of the coil 30 as the center. The nonwoven fabric 40 is strip-shaped so that it can be wound around the outer periphery of the coil 30 . The size of the nonwoven fabric is not particularly limited. For example, the width of the nonwoven fabric 40 along the central axis of winding of the coil 30 is not particularly limited. For example, from the viewpoint of ensuring the strength of the coil 30, the width of the nonwoven fabric 40 may be larger than the width of the coil 30. Further, the width of the non-woven fabric 40 may be equal to or less than the width of the coil 30 in consideration of the ease of attaching a coil bobbin to the coil 30 and the ease of attaching the coil 30 to the stator core 10, which will be described later. The length of the nonwoven fabric 40 is also not particularly limited. For example, the length of the nonwoven fabric 40 may be such that the nonwoven fabric 40 can be wound around the coil 30 over a plurality of turns from the viewpoint of ensuring the strength described above. Moreover, the length of the nonwoven fabric 40 may be such that the nonwoven fabric 40 can be wound around the coil 30 only once in consideration of the ease of attachment described above. The thickness of the nonwoven fabric 40 may be relatively thick from the viewpoint of securing the strength described above, or may be thin considering the ease of attachment described above. The nonwoven fabric 40 is an example of an insulating sheet-like member. The material of the nonwoven fabric 40 will be described later. The coils 30 covered with the nonwoven fabric 40 in this way are prepared in the same number as the tooth portions of the stator core 10 to be described later.

図４は、コイル３０が取り付けられる前のステータコア１０を示している。ステータコア１０は、円環状のヨーク部１２と、ヨーク部１２の内周面から周方向に等角度間隔に径方向内側に突出した複数のティース部１３とを備えている。ステータコア１０は、複数の電磁鋼板を積層して製造してもよいし磁性粉を加圧成形して製造してもよい。 FIG. 4 shows the stator core 10 before the coils 30 are attached. The stator core 10 includes an annular yoke portion 12 and a plurality of tooth portions 13 protruding radially inward from the inner peripheral surface of the yoke portion 12 at equal angular intervals in the circumferential direction. The stator core 10 may be manufactured by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets, or may be manufactured by pressing magnetic powder.

図５に示すように、コイル３０の内周側にコイルボビン３５を取り付けた状態で、コイルボビン３５の孔内にティース部１３を挿入するようにして、コイル３０をステータコア１０に取り付ける（ステップＳ２）。コイルボビン３５は、絶縁性を有した樹脂製である。このようにしてティース部１３のそれぞれに、不織布４０で覆われたコイル３０を取り付ける。ここで、隣接するコイル３０同士の間で不織布４０同士が圧縮された状態で接触していることが好ましい。これにより、コイル３０がステータコア１０に対してがたつくことが抑制される。 As shown in FIG. 5, the coil 30 is attached to the stator core 10 by inserting the teeth 13 into the holes of the coil bobbin 35 with the coil bobbin 35 attached to the inner circumference of the coil 30 (step S2). The coil bobbin 35 is made of insulating resin. In this manner, the coil 30 covered with the nonwoven fabric 40 is attached to each tooth portion 13 . Here, it is preferable that the nonwoven fabrics 40 are in contact with each other in a compressed state between the adjacent coils 30 . This suppresses the rattling of the coil 30 with respect to the stator core 10 .

次に図６に示すように、金型装置５０を用いてコイル３０とステータコア１０とを樹脂によりモールドする（ステップＳ３）。金型装置５０は、上型６０、下型７０、及び入子８０を有している。上型６０及び下型７０はそれぞれ略円板状である。上型６０は、円形状に突出した中央部６１と、中央部６１周囲に円環状の凹部６３とが形成されている。同様に下型７０にも中央部７１及び凹部７３が形成されている。入子８０は円柱状である。入子８０はステータコア１０の内周側の空間に配置され、上型６０の中央部６１と下型７０の中央部７１との間に挟みこまれる。中央部６１には、充填孔６２が貫通して形成されている。 Next, as shown in FIG. 6, the coil 30 and the stator core 10 are molded with resin using the mold device 50 (step S3). The mold device 50 has an upper mold 60 , a lower mold 70 and an insert 80 . The upper mold 60 and the lower mold 70 are each substantially disc-shaped. The upper die 60 has a central portion 61 projecting in a circular shape and an annular concave portion 63 around the central portion 61 . Similarly, the lower die 70 also has a central portion 71 and a recess 73 . The insert 80 is cylindrical. The insert 80 is arranged in the space on the inner peripheral side of the stator core 10 and is sandwiched between the central portion 61 of the upper mold 60 and the central portion 71 of the lower mold 70 . A filling hole 62 is formed through the central portion 61 .

中央部６１と入子８０との間には、充填孔６２に連通した円形状のランナー部Ｒが画定される。また、不織布４０に覆われたコイル３０は凹部６３及び７３の間に配置される。このようにしてランナー部Ｒに連通したキャビティ部Ｃが、凹部６３及び７３と不織布４０に覆われたコイル３０と入子８０の外周面とステータコア１０のヨーク部１２の内周面とにより画定される。充填孔６２からランナー部Ｒを介してキャビティ部Ｃ内に溶融樹脂が注入することにより、不織布４０により覆われたコイル３０とステータコア１０とが樹脂によりモールドされる。これにより図１に示したモールド部２０が成形される。 A circular runner portion R communicating with the filling hole 62 is defined between the central portion 61 and the insert 80 . Also, the coil 30 covered with the nonwoven fabric 40 is arranged between the recesses 63 and 73 . Thus, the cavity portion C communicating with the runner portion R is defined by the recesses 63 and 73, the coil 30 covered with the nonwoven fabric 40, the outer peripheral surface of the insert 80, and the inner peripheral surface of the yoke portion 12 of the stator core 10. be. Molten resin is injected from the filling hole 62 into the cavity portion C through the runner portion R, whereby the coil 30 and the stator core 10 covered with the nonwoven fabric 40 are molded with the resin. Thereby, the mold portion 20 shown in FIG. 1 is molded.

以上のように不織布４０によりコイル３０を覆いコイル３０とステータコア１０とを樹脂でモールドすることにより、強度を確保したステータ１を製造することができる。また、コイル３０のみをモールドするための金型装置は不要となるため、強度を確保したステータ１を容易に製造することができる。 As described above, by covering the coil 30 with the non-woven fabric 40 and molding the coil 30 and the stator core 10 with resin, the stator 1 with secured strength can be manufactured. Further, since a mold device for molding only the coil 30 is not required, the stator 1 with secured strength can be easily manufactured.

例えばコイル３０を不織布４０により覆わずに、コイル３０同士の隙間にまで溶融樹脂を十分に行きわたらせることにより、コイル３０のがたつきが生じないようにコイル３０とステータコア１０とをモールドすることが考えられる。しかしながらこの場合、コイル３０同士の隙間に溶融樹脂を十分に行きわたらせるために溶融樹脂の充填圧力を高くする必要がある。溶融樹脂の充填圧力が高いと、例えばステータコア１０と上型６０や下型７０との隙間からキャビティ部Ｃの外部に溶融樹脂が漏れて、モールド部２０にバリが生じるおそれがある。そこで本実施例のようにコイル３０同士の間に不織布４０が配置されるようにコイル３０を不織布４０により覆うことにより、溶融樹脂の充填圧力が低くてもコイル３０のがたつきを抑制しつつ、モールド部２０にバリが生じることも抑制できる。 For example, the coil 30 and the stator core 10 are molded so that the coil 30 does not rattle by spreading the molten resin sufficiently even in the gaps between the coils 30 without covering the coil 30 with the nonwoven fabric 40. can be considered. However, in this case, it is necessary to increase the filling pressure of the molten resin in order to spread the molten resin sufficiently in the gaps between the coils 30 . If the filling pressure of the molten resin is high, for example, the molten resin may leak out of the cavity portion C through the gap between the stator core 10 and the upper mold 60 or the lower mold 70 , and burrs may occur in the mold portion 20 . Therefore, by covering the coils 30 with the nonwoven fabric 40 so that the nonwoven fabric 40 is arranged between the coils 30 as in the present embodiment, the rattling of the coil 30 can be suppressed even if the filling pressure of the molten resin is low. , the occurrence of burrs in the mold portion 20 can also be suppressed.

また、複数のコイル３０のそれぞれが不織布４０に覆われていることにより、キャビティ部Ｃの容積が削減され、これによりキャビティ部Ｃ内への溶融樹脂の充填量も削減されている。このため、製造されたステータ１のモールド部２０の厚みを薄くすることができ、冷却性に優れたステータ１を製造することができる。 In addition, since each of the plurality of coils 30 is covered with the nonwoven fabric 40, the volume of the cavity portion C is reduced, thereby reducing the amount of molten resin filled into the cavity portion C as well. Therefore, the thickness of the molded portion 20 of the manufactured stator 1 can be reduced, and the stator 1 with excellent cooling performance can be manufactured.

不織布４０の材質は例えば溶融樹脂と同じであってもよい。例えば不織布４０の材質と溶融樹脂とが共に同じ熱可塑性樹脂の場合、溶融樹脂の熱により不織布４０も溶融して、不織布４０同士と溶融樹脂とを一体化することができる。これにより、より強度が向上したステータ１を製造することができる。熱可塑性樹脂としては、例えばポリフェニレンサルファイド(ＰＰＳ)や、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等であってもよい。但し、不織布４０の材質は樹脂に限定されず、絶縁性を有していれば例えばガラスであってもよい。また絶縁性を有していれば、不織布４０の代わりに樹脂製のシート状のフィルムや、紙部材や布、ゴムを用いてもよい。 The material of the nonwoven fabric 40 may be the same as the molten resin, for example. For example, when the material of the nonwoven fabric 40 and the molten resin are both the same thermoplastic resin, the nonwoven fabric 40 is also melted by the heat of the molten resin, and the nonwoven fabrics 40 and the molten resin can be integrated. As a result, the stator 1 with improved strength can be manufactured. The thermoplastic resin may be, for example, polyphenylene sulfide (PPS), polyamide (PA), polyetherimide (PEI), or the like. However, the material of the nonwoven fabric 40 is not limited to resin, and may be, for example, glass as long as it has insulating properties. Also, a resin sheet-like film, a paper member, cloth, or rubber may be used instead of the nonwoven fabric 40 as long as it has insulating properties.

上記実施例ではコイル３０の巻回方向に沿ってコイル３０の全体を不織布４０により覆う例を説明したがこれに限定されず、コイル３０の一部分にのみを不織布４０により覆ってもよい。この場合、例えばステータコア１０にコイル３０を取り付けた際に隣接するコイル３０同士の間に不織布４０が位置することが好ましい。この場合は、不織布４０がコイル３０の全体を覆わなくても、コイル３０のがたつきを抑制することができるからである。 In the above embodiment, an example in which the entire coil 30 is covered with the nonwoven fabric 40 along the winding direction of the coil 30 has been described, but the coil 30 is not limited to this, and only a part of the coil 30 may be covered with the nonwoven fabric 40 . In this case, for example, when the coils 30 are attached to the stator core 10 , it is preferable that the nonwoven fabric 40 is positioned between the adjacent coils 30 . This is because, in this case, rattling of the coil 30 can be suppressed even if the nonwoven fabric 40 does not entirely cover the coil 30 .

上記実施例では不織布４０によりコイル３０を覆ってからコイルボビン３５にコイル３０を取り付けたが、これに限定されず、コイルボビン３５にコイル３０を取り付けてから不織布４０によりコイル３０を覆ってもよい。 Although the coil 30 is attached to the coil bobbin 35 after the coil 30 is covered with the nonwoven fabric 40 in the above embodiment, the coil 30 may be attached to the coil bobbin 35 and then covered with the nonwoven fabric 40 .

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and variations can be made within the scope of the gist of the present invention described in the scope of claims. Change is possible.

１ステータ
１０ステータコア
２０モールド部
３０コイル
４０不織布
５０金型装置
REFERENCE SIGNS LIST 1 stator 10 stator core 20 mold section 30 coil 40 nonwoven fabric 50 mold device

Claims

A step of covering the coil with a sheet-like member having insulation;
A method of manufacturing a stator, comprising: attaching the coil covered with the sheet member to a stator core, and molding the coil and the stator core with resin.