JP2023161806A - ステータ及びステータの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】コイルの放熱性を向上させる。
【解決手段】ステータ1は、環状のステータコア10と、コイル20と、絶縁樹脂30と、位置決め部品(第1位置決め部品40)と、を備える。ステータコア10は、環状に並び、ステータコア10を軸方向に貫通する複数のスロット15を有する。コイル20は、スロット15内を通る挿通部21を有する。絶縁樹脂30は、スロット15内の軸方向の中央部において、スロット15の内壁と挿通部21との間で連続的に充填される連続充填部31を有する。位置決め部品(第1位置決め部品40)は、連続充填部31よりも軸方向の一方側において、少なくとも一部がスロット15の内壁と挿通部21との間に入り込んだ状態で挿通部21を位置決めする。
【選択図】図8
【解決手段】ステータ1は、環状のステータコア10と、コイル20と、絶縁樹脂30と、位置決め部品(第1位置決め部品40)と、を備える。ステータコア10は、環状に並び、ステータコア10を軸方向に貫通する複数のスロット15を有する。コイル20は、スロット15内を通る挿通部21を有する。絶縁樹脂30は、スロット15内の軸方向の中央部において、スロット15の内壁と挿通部21との間で連続的に充填される連続充填部31を有する。位置決め部品(第1位置決め部品40)は、連続充填部31よりも軸方向の一方側において、少なくとも一部がスロット15の内壁と挿通部21との間に入り込んだ状態で挿通部21を位置決めする。
【選択図】図8
Description
本開示は、ステータ及びステータの製造方法に関する。
特許文献1及び特許文献2には、ステータが開示されている。このステータは、絶縁紙を介してステータコアにコイルが固定されている。
上述したステータでは、コイルの放熱性を向上させることが望まれている。
そこで、本開示では、コイルの放熱性を向上させることが可能な技術の提供を目的とする。
本開示のステータは、
環状のステータコアと、コイルと、絶縁樹脂と、位置決め部品と、を備え、
前記ステータコアは、環状に並び、前記ステータコアを軸方向に貫通する複数のスロットを有し、
前記コイルは、前記スロット内を通る挿通部を有し、
前記絶縁樹脂は、前記スロット内の前記軸方向の中央部において、前記スロットの内壁と前記挿通部との間で連続的に充填される連続充填部を有し、
前記位置決め部品は、前記連続充填部よりも前記軸方向の一方側において、少なくとも一部が前記スロットの内壁と前記挿通部との間に入り込んだ状態で前記挿通部を位置決めする。
環状のステータコアと、コイルと、絶縁樹脂と、位置決め部品と、を備え、
前記ステータコアは、環状に並び、前記ステータコアを軸方向に貫通する複数のスロットを有し、
前記コイルは、前記スロット内を通る挿通部を有し、
前記絶縁樹脂は、前記スロット内の前記軸方向の中央部において、前記スロットの内壁と前記挿通部との間で連続的に充填される連続充填部を有し、
前記位置決め部品は、前記連続充填部よりも前記軸方向の一方側において、少なくとも一部が前記スロットの内壁と前記挿通部との間に入り込んだ状態で前記挿通部を位置決めする。
本開示のステータの製造方法は、
環状のステータコアと、コイルセグメントと、を備え、前記ステータコアは、環状に並び、前記ステータコアを軸方向に貫通する複数のスロットを有するステータの製造方法であって、
前記スロットの前記軸方向の一方側の開口縁の少なくとも一部を覆うように治具を配置する配置工程と、
前記治具を配置した後に、前記スロット内に前記軸方向の前記一方側から前記コイルセグメントを挿入する挿入工程と、
前記スロット内の前記軸方向の中央部において、前記スロットの内壁と前記コイルセグメントとの間で絶縁樹脂を連続的に充填する充填工程と、を含む。
環状のステータコアと、コイルセグメントと、を備え、前記ステータコアは、環状に並び、前記ステータコアを軸方向に貫通する複数のスロットを有するステータの製造方法であって、
前記スロットの前記軸方向の一方側の開口縁の少なくとも一部を覆うように治具を配置する配置工程と、
前記治具を配置した後に、前記スロット内に前記軸方向の前記一方側から前記コイルセグメントを挿入する挿入工程と、
前記スロット内の前記軸方向の中央部において、前記スロットの内壁と前記コイルセグメントとの間で絶縁樹脂を連続的に充填する充填工程と、を含む。
本開示によれば、コイルの放熱性を向上させることができる。
[本開示の実施形態の説明]
以下では、本開示の実施形態が列記されて例示される。
以下では、本開示の実施形態が列記されて例示される。
〔1〕環状のステータコアと、コイルと、絶縁樹脂と、位置決め部品と、を備え、
前記ステータコアは、環状に並び、前記ステータコアを軸方向に貫通する複数のスロットを有し、
前記コイルは、前記スロット内を通る挿通部を有し、
前記絶縁樹脂は、前記スロット内の前記軸方向の中央部において、前記スロットの内壁と前記挿通部との間で連続的に充填される連続充填部を有し、
前記位置決め部品は、前記連続充填部よりも前記軸方向の一方側において、少なくとも一部が前記スロットの内壁と前記挿通部との間に入り込んだ状態で前記挿通部を位置決めする
ステータ。
前記ステータコアは、環状に並び、前記ステータコアを軸方向に貫通する複数のスロットを有し、
前記コイルは、前記スロット内を通る挿通部を有し、
前記絶縁樹脂は、前記スロット内の前記軸方向の中央部において、前記スロットの内壁と前記挿通部との間で連続的に充填される連続充填部を有し、
前記位置決め部品は、前記連続充填部よりも前記軸方向の一方側において、少なくとも一部が前記スロットの内壁と前記挿通部との間に入り込んだ状態で前記挿通部を位置決めする
ステータ。
この構成によれば、連続充填部においてスロットの内壁と挿通部との間に絶縁紙が介在しないため、コイルの熱を放出しやすい。しかも、位置決め部品の少なくとも一部はスロットの内壁と挿通部との間に入り込んだ状態で挿通部を位置決めするため、スロット内における挿通部の位置が安定しやすく、その結果、絶縁樹脂を介した挿通部の放熱性能が安定しやすい。
〔2〕前記位置決め部品は、前記軸方向において前記スロットの内外にわたって配置され、前記スロットの内外の両方で前記挿通部を位置決めする
〔1〕に記載のステータ。
〔1〕に記載のステータ。
この構成によれば、挿通部がスロットの内外にわたって位置決めされるため、挿通部の位置がより安定しやすい。
〔3〕前記連続充填部よりも前記軸方向の他方側において、少なくとも一部が前記スロットの内壁と前記挿通部との間に入り込んだ状態で前記挿通部を位置決めする第2位置決め部品を備え、
前記挿通部は、前記位置決め部品と前記第2位置決め部品とによって位置決めされる
〔1〕又は〔2〕に記載のステータ。
前記挿通部は、前記位置決め部品と前記第2位置決め部品とによって位置決めされる
〔1〕又は〔2〕に記載のステータ。
この構成によれば、挿通部が軸方向の両側で位置決めされるため、挿通部の位置がより安定しやすい。
〔4〕前記コイルは、前記挿通部の一端から屈曲部を介して延設された延設部を有し、
前記位置決め部品は、前記延設部に沿う傾斜面を有する
〔1〕から〔3〕のいずれかに記載のステータ。
前記位置決め部品は、前記延設部に沿う傾斜面を有する
〔1〕から〔3〕のいずれかに記載のステータ。
この構成によれば、延設部の変位が傾斜面によって規制されるため、コイルの姿勢がより安定しやすい。
〔5〕環状のステータコアと、コイルセグメントと、を備え、前記ステータコアは、環状に並び、前記ステータコアを軸方向に貫通する複数のスロットを有するステータの製造方法であって、
前記スロットの前記軸方向の一方側の開口縁の少なくとも一部を覆うように治具を配置する配置工程と、
前記治具を配置した後に、前記スロット内に前記軸方向の前記一方側から前記コイルセグメントを挿入する挿入工程と、
前記スロット内の前記軸方向の中央部において、前記スロットの内壁と前記コイルセグメントとの間で絶縁樹脂を連続的に充填する充填工程と、を含む
ステータの製造方法。
前記スロットの前記軸方向の一方側の開口縁の少なくとも一部を覆うように治具を配置する配置工程と、
前記治具を配置した後に、前記スロット内に前記軸方向の前記一方側から前記コイルセグメントを挿入する挿入工程と、
前記スロット内の前記軸方向の中央部において、前記スロットの内壁と前記コイルセグメントとの間で絶縁樹脂を連続的に充填する充填工程と、を含む
ステータの製造方法。
この構成によれば、コイルセグメントを、ステータコアに接触しないようにスロット内に挿入しやすい。しかも、スロットの内壁とコイルセグメントとの間で絶縁樹脂が連続的に充填されるため、絶縁樹脂を介してコイルセグメントの熱が放出されやすくなり、その結果、コイルの放熱性を向上させることができる。
〔6〕前記充填工程では、前記スロットの前記軸方向の前記一方側の開口を前記治具によって塞ぎつつ、前記スロット内に前記絶縁樹脂を充填する
〔5〕に記載のステータの製造方法。
〔5〕に記載のステータの製造方法。
この構成によれば、絶縁樹脂がスロットの軸方向の一方側の開口から外部に漏れることを治具によって防ぎやすい。
〔7〕前記治具は、前記ステータコアの前記軸方向の前記一方側の端部に配置される基部と、前記基部から筒状に突出し内部に前記コイルセグメントが通される突出部と、を有し、
前記突出部の外周面は、突出端に向かうにつれて先細りとなるように形成された外周テーパ面を有し、
前記配置工程では、前記突出部を突出端側から前記スロット内に挿入することで、前記治具を配置する〔5〕又は〔6〕に記載のステータの製造方法。
前記突出部の外周面は、突出端に向かうにつれて先細りとなるように形成された外周テーパ面を有し、
前記配置工程では、前記突出部を突出端側から前記スロット内に挿入することで、前記治具を配置する〔5〕又は〔6〕に記載のステータの製造方法。
この構成によれば、突出部の突出端側に外周テーパ面が形成されているため、コイルセグメントを突出部の内部に通す際にコイルセグメントが多少ずれても、外周テーパ面によってコイルセグメントが突出部の内部に誘導される。したがって、この構成によれば、治具の突出部をスロット内に挿入しやすい。
〔8〕前記挿入工程において前記スロット内に挿し通された前記コイルセグメントに対し、前記軸方向の他方側から第2治具を取り付ける取付工程を含み、
前記充填工程では、前記スロットの前記軸方向の前記一方側の開口を前記治具によって塞ぎ、前記軸方向の前記他方側の開口を前記第2治具によって塞ぎつつ、前記スロット内に前記絶縁樹脂を充填し、
前記第2治具は、前記ステータコアの前記軸方向の前記他方側の端部に配置される第2基部と、前記第2基部から筒状に突出した第2突出部と、を有し、
前記第2突出部の内周面は、突出端に向かうにつれて前記第2突出部内の孔が広がるように形成された内周テーパ面を有し、
前記取付工程では、前記コイルセグメントに対し、前記第2突出部の突出端側から前記第2治具を挿し通すことで、前記コイルセグメントに前記第2治具を取り付ける〔5〕から〔7〕のいずれかに記載のステータの製造方法。
前記充填工程では、前記スロットの前記軸方向の前記一方側の開口を前記治具によって塞ぎ、前記軸方向の前記他方側の開口を前記第2治具によって塞ぎつつ、前記スロット内に前記絶縁樹脂を充填し、
前記第2治具は、前記ステータコアの前記軸方向の前記他方側の端部に配置される第2基部と、前記第2基部から筒状に突出した第2突出部と、を有し、
前記第2突出部の内周面は、突出端に向かうにつれて前記第2突出部内の孔が広がるように形成された内周テーパ面を有し、
前記取付工程では、前記コイルセグメントに対し、前記第2突出部の突出端側から前記第2治具を挿し通すことで、前記コイルセグメントに前記第2治具を取り付ける〔5〕から〔7〕のいずれかに記載のステータの製造方法。
この構成によれば、軸方向の両側において絶縁樹脂がスロットの外部に漏れることを治具によって防ぎやすい。しかも、第2突出部の内周面は内周テーパ面を有するため、コイルセグメントを第2突出部の内部に通す際、コイルセグメントが多少ずれても、内周テーパ面によってコイルセグメントが第2突出部の内部に誘導される。したがって、この構成によれば、コイルセグメントに第2治具を取り付けやすい。
〔9〕前記第2突出部の外周面は、突出端に向かうにつれて先細りとなるように形成された第2外周テーパ面を有し、
更に、前記第2突出部を突出端側から前記スロット内に挿入することで、前記第2治具を前記ステータコアの前記軸方向の前記他方側の端部に配置させる第2配置工程を含む〔8〕に記載のステータの製造方法。
更に、前記第2突出部を突出端側から前記スロット内に挿入することで、前記第2治具を前記ステータコアの前記軸方向の前記他方側の端部に配置させる第2配置工程を含む〔8〕に記載のステータの製造方法。
この構成によれば、第2突出部が突出端側に第2外周テーパ面が形成されているため、第2突出部を突出端側からスロット内に挿入する際に、第2突出部が多少ずれても第2外周テーパ面によってスロット内に誘導される。したがって、この構成によれば、第2治具をスロット内に挿入しやすい。つまり、第2突出部の突出端側には、内周テーパ面と第2外周テーパ面が形成されているため、コイルセグメントに第2治具を取り付けやすく、しかも、第2治具をスロット内に挿入しやすい。
〔10〕前記治具の前記基部は、前記コイルセグメントを前記突出部の内部に誘導する傾斜面を有し、
前記配置工程では、前記傾斜面が前記突出部よりも前記軸方向の前記一方側に配置されるように前記治具を配置する〔5〕から〔9〕のいずれかに記載のステータの製造方法。
前記配置工程では、前記傾斜面が前記突出部よりも前記軸方向の前記一方側に配置されるように前記治具を配置する〔5〕から〔9〕のいずれかに記載のステータの製造方法。
この構成によれば、コイルセグメントを軸方向の一方側から突出部の内部に通す際に、コイルセグメントが多少ずれても、傾斜面によって突出部の内部に誘導される。したがって、この構成によれば、コイルセグメントを軸方向の一方側から突出部の内部に通しやすい。
〔11〕前記コイルセグメントを前記傾斜面に沿って曲げる曲げ工程を含む〔10〕に記載のステータの製造方法。
この構成によれば、コイルセグメントを誘導する傾斜面を、コイルセグメントの曲げに利用することができる。
<第1実施形態>
1.ステータ1の構成
第1実施形態のステータ1は、回転電機(具体的には、モータ)の部品として使用される。ステータ1は、図1に示すように、環状、より具体的には円環状をなしている。ステータ1は、ステータコア10と、コイル20と、絶縁樹脂30(図3参照)と、第1位置決め部品40と、第2位置決め部品60と、を備える。なお、図1では、絶縁樹脂30が省略されている。
1.ステータ1の構成
第1実施形態のステータ1は、回転電機(具体的には、モータ)の部品として使用される。ステータ1は、図1に示すように、環状、より具体的には円環状をなしている。ステータ1は、ステータコア10と、コイル20と、絶縁樹脂30(図3参照)と、第1位置決め部品40と、第2位置決め部品60と、を備える。なお、図1では、絶縁樹脂30が省略されている。
ステータコア10は、図2に示すように、環状、より具体的には円環状をなしている。以下では、ステータコア10の径方向を径方向と称し、ステータコア10の軸方向を軸方向と称し、ステータコア10の周方向を周方向と称する。
ステータコア10は、図2及び図3に示すように、ヨーク部11と、ティース部12と、を有する。ヨーク部11は、環状、より具体的には円環状をなしている。ティース部12は、ヨーク部11の内周面に沿って環状に並んで複数設けられている。各々のティース部12は、周方向に互いに間隔をあけて配置されている。各々のティース部12は、ヨーク部11の内周面から径方向内側に突出している。各々のティース部12は、径方向及び軸方向に沿った壁状をなしている。各々のティース部12は、径方向及び軸方向の沿った壁状をなすティース本体13と、ティース本体13の先端部(言い換えると、径方向内側の端部)から周方向両側に張り出したティース張出部14と、を有する。
ステータコア10は、例えば、複数の電磁鋼板(例えばケイ素鋼板)を厚み方向に積層して製造される積層鋼板であってもよいし、絶縁被覆された磁性粒子をプレス成形して構成される圧粉磁芯であってもよい。
ステータコア10は、図2に示すように、複数のスロット15を有する。スロット15は、環状に並んで配置されている。スロット15は、ステータコア10を軸方向に貫通している。スロット15は、図2及び図8に示すように、第1開口16と、第2開口17と、第3開口18と、を有する。第1開口16は、ステータコア10の軸方向の一方側の面に形成されている。第2開口17は、ステータコア10の軸方向の他方側の面に形成されている。第3開口18は、ステータコア10の径方向内側面に形成されている。第3開口18は、第1開口16及び第2開口17に連続している。スロット15は、図3に示すように、隣り合う2つのティース部12によって構成されている。スロット15は、周方向の両側がティース部12によって区画され、径方向の外側面がヨーク部11によって区画されている。
コイル20は、分布巻であってもよいし、集中巻であってもよい。コイル20は、図1に示すように、スロット15内を通ってティース部12に巻き回されている。コイル20は、長さ方向と直交する方向に切断した断面が矩形状をなしている。コイル20は、導電路をなす芯線と、芯線を被覆する被覆部と、を具備する。芯線は、導体である。芯線は、平角線であり、長さ方向と直交する方向に切断した断面が矩形状をなしている。被覆部は、絶縁層を形成する。被覆部の材料は特に限定されない。被覆部は、本実施形態では、誘電率が低い低誘電率エナメルである。被覆部は、例えばポリビニルホルマール、熱硬化ポリウレタン、熱硬化アクリル、エポキシ、熱硬化ポリエステル、熱硬化ポリエステルイミド、芳香族ポリアミド、熱硬化ポリアミドイミド、熱硬化ポリイミド等の熱硬化性樹脂を主成分としてもよい。また、被覆部は、例えばポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド等の熱可塑性樹脂を主成分としてもよい。ここで「主成分」とは、最も含有量の多い成分であり、例えば50質量%以上含有される成分である。
コイル20は、図8に示すように、スロット15内を通る挿通部21を有する。コイル20は、挿通部21の一端から第1屈曲部22を介して延設された第1延設部23と、挿通部21の他端から第2屈曲部24を介して延設された第2延設部25と、を有する。第1屈曲部22は、「屈曲部」の一例に相当する。第1延設部23は、「延設部」の一例に相当する。
絶縁樹脂30は、スロット15内に充填されている。図3では、スロット15として、スロット15Aとスロット15Bがあらわされている。スロット15A内は、絶縁樹脂30が省略されている。スロット15B内は、絶縁樹脂30が充填された状態が示されている。絶縁樹脂30は、ステータコア10の軸方向の中央部において、スロット15B(スロット15)の内壁と挿通部21との間で連続的に充填される連続充填部31を有する。連続充填部31は、軸方向において、スロット15B(スロット15)内の両端部を除いて連続的に充填されている。この構成によれば、連続充填部31においてスロット15の内壁と挿通部21との間に絶縁紙が介在しないため、コイル20の熱を放出しやすい。
第1位置決め部品40は、「位置決め部品」の一例に相当し、「治具」の一例に相当する。第1位置決め部品40は、絶縁性を有しており、例えば樹脂やセラミックなどによって形成される。第1位置決め部品40は、図4及び図5に示すように、環状をなしている。第1位置決め部品40は、基部41と、突出部42と、を有する。
基部41は、環状基部43と、張出部44と、を有する。環状基部43は、環状をなしている。環状基部43は、一対の長手部45と、一対の短手部46と、を有する。一対の長手部45は、互いに平行に直線状に延びている。一対の長手部45は、径方向に沿って延びている。短手部46は、長手部45よりも短い。一対の短手部46は、互いに平行に直線状に延びている。一対の短手部46は、長手部45と直交する方向に沿って延びている。一対の短手部46は、周方向に沿って延びている。一対の長手部45と、一対の短手部46とは全体として環状をなしている。
張出部44は、基部41から軸方向の一方側に張り出している。張出部44は、一対の長手部45の各々から軸方向の一方側に張り出している。つまり、張出部44は、対をなしている。一対の張出部44の各々は、互いに対向する対向面47と、傾斜面48と、を有する。一対の対向面47は、互いに周方向に対向している。対向面47は、軸方向及び径方向に沿って広がる面である。対向面47の少なくとも一部は、環状基部43の内周面(より具体的には、一対の長手部45が互いに対向する面)と面一である。一対の傾斜面48は、張出部44の張出側(軸方向の一方側)に向かうにつれて互いの間隔が広がるように傾斜している。一対の張出部44の径方向内側の端部は、環状基部43の内周面よりも径方向内側に配置されており、突出部42の内周面よりも径方向内側に配置されている。一対の張出部44の径方向外側の端部は、環状基部43の内周面よりも径方向外側に配置されており、突出部42の内周面よりも径方向外側に配置されている。一対の対向面47及び一対の傾斜面48の径方向内側の端部は、環状基部43の内周面よりも径方向内側に配置されており、突出部42の内周面よりも径方向内側に配置されている。一対の対向面47及び一対の傾斜面48の径方向外側の端部は、環状基部43の内周面よりも径方向外側に配置されており、突出部42の内周面よりも径方向外側に配置されている。
突出部42は、基部41から張出部44側とは反対側(軸方向の他方側)に筒状に突出している。突出部42は、筒状の基部41の内周部から筒状に突出している。突出部42は、角筒状をなしている。突出部42は、一対の長板部50と、一対の短板部51と、を有する。一対の長板部50は、互いに平行に直線状に延びている。一対の長板部50は、径方向に沿って延びている。短板部51は、長板部50よりも短い。一対の短板部51は、互いに平行に直線状に延びている。一対の短板部51は、長板部50と直交する方向に沿って延びている。一対の短板部51は、周方向に沿って延びている。一対の長板部50と、一対の短板部51とは全体として筒状(より具体的には角筒状)をなしている。
突出部42の内周面は、基部41(環状基部43)の内周面に段差なく連続している。突出部42の外周面は、突出端に向かうにつれて先細りとなるように形成された外周テーパ面52を有する。
第1位置決め部品40は、突出部42の外周面から径方向内側に突出する内側突出部53を有する。内側突出部53は、図3に示すように、周方向においてティース張出部14間の隙間に配置されている。
第1位置決め部品40は、図4及び図5に示すように、一対の位置決め面54を有する。一対の位置決め面54は、挿通部21を周方向に位置決めする。一対の位置決め面54は、一対の対向面47と、環状基部43の内周面(より具体的には、一対の長手部45の互いに対向する面)と、突出部42の内周面(より具体的には、一対の長板部50の互いに対向する面)とによって構成されている。
第2位置決め部品60は、「第2治具」の一例に相当する。第2位置決め部品60は、本実施形態では第1位置決め部品40と同じ形態であるため、詳しい説明を省略する。
第1位置決め部品40は、図8に示すように、連続充填部31よりも軸方向の一方側において、突出部42がスロット15の内壁と挿通部21との間に入り込んだ状態で挿通部21を位置決めしている。周方向においては、突出部42が、1本の挿通部21の両側においてスロット15の内壁と挿通部21との間に入り込んだ状態で挿通部21を位置決めしている。径方向においては、突出部42が、径方向に沿って並んで配置される複数の挿通部21のうち最も内側の挿通部21及び最も外側の挿通部21とスロット15の内壁との間に入り込んだ状態で挿通部21を位置決めしている。この構成によれば、第1位置決め部品40の突出部42がスロット15の内壁と挿通部21との間に入り込んだ状態で挿通部21を位置決めするため、スロット15内における挿通部21の位置が安定しやすく、その結果、絶縁樹脂30を介した挿通部21の放熱性能が安定しやすい。第1位置決め部品40は、軸方向においてスロット15の内外にわたって配置され、スロット15の内外の両方で挿通部21を位置決めしている。より具体的には、第1位置決め部品40の突出部42の内周面は、スロット15の内部で挿通部21を位置決めしており、環状基部43の内周面、及び一対の張出部44の一対の対向面47は、スロット15の外部で挿通部21を位置決めしている。この構成によれば、挿通部21がスロット15の内外にわたって位置決めされるため、挿通部21の位置がより安定しやすい。
第2位置決め部品60は、図8に示すように、連続充填部31よりも軸方向の他方側において、第1位置決め部品40と同様に、突出部42がスロット15の内壁と挿通部21との間に入り込んだ状態で挿通部21を位置決めしている。
挿通部21は、図8に示すように、第1位置決め部品40と第2位置決め部品60とによって位置決めされている。この構成によれば、挿通部21が軸方向の両側で位置決めされるため、挿通部21の位置がより安定しやすい。
第1位置決め部品40の傾斜面48は、図8に示すように、コイル20の第1延設部23に沿って配置されている。第2位置決め部品60の傾斜面48は、コイル20の第2延設部25に沿って配置されている。この構成によれば、第1延設部23の変位が第1位置決め部品40の傾斜面48によって規制され、第2延設部25の変位が第2位置決め部品60の傾斜面48によって規制されるため、コイル20の姿勢がより安定しやすい。
図3に示すように、1つのスロット15内には、複数(本実施形態では4本)の挿通部21が配置されている。複数の挿通部21は、1つのスロット15内において、径方向に沿って一列に並んで配置されている。
2.ステータ1の製造方法
ステータ1の製造方法は、第1配置工程と、挿入工程と、取付工程と、第2配置工程と、充填工程と、曲げ工程と、溶接工程と、を含む。
ステータ1の製造方法は、第1配置工程と、挿入工程と、取付工程と、第2配置工程と、充填工程と、曲げ工程と、溶接工程と、を含む。
第1配置工程では、スロット15の軸方向の一方側の開口縁の少なくとも一部を覆うように第1位置決め部品40が配置される(図6参照)。第1位置決め部品40は、突出部42の突出端側からスロット15内に挿入される。突出部42の突出端側には、外周テーパ面52が形成されている。このため、突出部42をスロット15内に挿入する際に多少ずれても、突出部42がスロット15内に誘導される。したがって、この構成によれば、第1位置決め部品40の突出部42をスロット15内に挿入しやすい。第1位置決め部品40の基部41は、ステータコア10の軸方向の一方側の端部に配置される。第1位置決め部品40は、スロット15の軸方向の一方側の開口(第1開口16)を塞ぐように配置される。第1位置決め部品40の一対の傾斜面48は、突出部42よりも軸方向の一方側に配置される。この構成によれば、コイルセグメント70を軸方向の一方側から突出部42の内部に通す際に、コイルセグメント70が多少ずれても、傾斜面48によって突出部42の内部に誘導される。したがって、この構成によれば、コイルセグメント70を軸方向の一方側から突出部42の内部に通しやすい。なお、コイルセグメント70は、コイル20を構成する部品である。コイルセグメント70は、直線状をなしている。
挿入工程では、第1位置決め部品40が配置された後に、スロット15内に軸方向の一方側からコイルセグメント70が挿入される(図6参照)。この構成によれば、コイルセグメント70を、ステータコア10に接触しないようにスロット15内に挿入しやすい。このため、スロット15の開口端にバリがあったとしても、挿通部21の被覆部が引っ掛かって剥がれることを回避しやすい。コイルセグメント70は、コイルセグメント70は、軸方向の一方側から筒状の突出部42の内部を通り、スロット15内に挿入される。コイルセグメント70は、一対の傾斜面48の間を通り、筒状の基部41の内部に通される。一対の傾斜面48は、軸方向の一方側に向かうにつれて互いに間隔が広がるように傾斜している。このため、コイルセグメント70を基部41の内部に通す際に周方向に多少ずれても、コイルセグメント70が一対の傾斜面48によって基部41の内部に誘導される。したがって、この構成によれば、コイルセグメント70を軸方向の一方側から突出部42の内部に通しやすい。
取付工程では、挿入工程においてスロット15内に挿し通されたコイルセグメント70に対し、軸方向の他方側から第2位置決め部品60が取り付けられる(図7参照)。つまり、取付工程では、スロット15の軸方向の他方側の開口(第2開口17)から出たコイルセグメント70に第2位置決め部品60が取り付けられる。取付工程では、第2位置決め部品60の筒状の突出部42の内部にコイルセグメント70が通される。第2位置決め部品60は、第1位置決め部品40とは逆向きでコイルセグメント70に取り付けられる。
第2配置工程では、スロット15の軸方向の他方側の開口縁の少なくとも一部を覆うように第2位置決め部品60が配置される(図7参照)。第2位置決め部品60は、突出部42の突出端側からスロット15内に挿入される。突出部42の突出端側には、外周テーパ面52が形成されている。このため、突出部42をスロット15内に挿入する際に多少ずれても、突出部42がスロット15内に誘導される。したがって、この構成によれば、第2位置決め部品60の突出部42をスロット15内に挿入しやすい。第2位置決め部品60の基部41は、ステータコア10の軸方向の他方側の端部に配置される。第2位置決め部品60は、スロット15の軸方向の他方側の開口(第2開口17)を塞ぐように配置される。第2位置決め部品60の一対の傾斜面48は、突出部42よりも軸方向の他方側に配置される。
充填工程では、スロット15内の軸方向の中央部において、スロット15の内壁とコイルセグメント70との間で絶縁樹脂30が連続的に充填される(図8参照)。スロット15の内壁とコイルセグメント70との間で絶縁樹脂30が連続的に充填されるため、絶縁樹脂30を介してコイルセグメント70の熱が放出されやすくなり、その結果、コイル20の放熱性を向上させることができる。絶縁樹脂30が充填される際、スロット15の軸方向の一方側の開口(第1開口16)は第1位置決め部品40によって塞がれる。スロット15の軸方向の他方側の開口(第2開口17)は第2位置決め部品60によって塞がれる。スロット15の径方向内側の開口(第3開口18)は、樹脂注入部を除き別部材によって塞がれる。そして、第3開口18からスロット15内に絶縁樹脂30が充填される。この構成によれば、スロット15の軸方向の両側から絶縁樹脂30が漏れることを第1位置決め部品40及び第2位置決め部品60によって防ぎやすい。充填工程は、コイルセグメント70が第1位置決め部品40及び第2位置決め部品60によって位置決めされた状態で行われる。この構成によれば、絶縁樹脂30が固化したときに、コイルセグメント70が適切な位置に配置されやすい。
曲げ工程では、コイルセグメント70の一端側が、第1位置決め部品40の傾斜面48に沿って曲げられる(図8参照)。これにより、第1延設部23が形成される。この構成によれば、コイルセグメント70を誘導する傾斜面48を、コイルセグメント70の曲げに利用することができる。また、曲げ工程では、コイルセグメント70の他端側が、第2位置決め部品60の傾斜面48に沿って曲げられる。これにより、第2延設部25が形成される。
溶接工程では、コイルセグメント70の第1延設部23が、別のコイル部品(例えば、別のコイルセグメント70の第1延設部23)に溶接される。また、溶接工程では、コイルセグメント70の第2延設部25が、別のコイル部品(例えば、別のコイルセグメント70の第2延設部25)に溶接される。これらの工程を経て、ステータ1が製造される。
<第2実施形態>
第2実施形態では、第2位置決め部品の第1の他の形態について説明する。以下では、第1実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
第2実施形態では、第2位置決め部品の第1の他の形態について説明する。以下では、第1実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
第2実施形態の第2位置決め部品260は、「第2治具」の一例に相当する。第2位置決め部品260は、絶縁性を有しており、例えば樹脂やセラミックなどによって形成される。第2位置決め部品260は、環状をなしている。第2位置決め部品260は、図9に示すように、ステータコア10の他方側の端部に配置される第2基部261と、第2基部261から筒状に突出した第2突出部262と、を有する。第2基部261は、第1実施形態の基部41と同じ形態である。
第2突出部262は、第2基部261から張出部44側とは反対側(軸方向の他方側)に筒状に突出している。第2突出部262は、筒状の第2基部261の内周部から筒状に突出している。第2突出部262は、角筒状をなしている。
第2突出部262の内周面は、第2基部261(環状基部43)の内周面に段差なく連続している。第2突出部262の内周面は、突出端に向かうにつれて第2突出部262内の孔が広がるように形成された内周テーパ面262Aを有する。
第2位置決め部品260は、内周テーパ面262Aを有し、外周テーパ面52を有しない点で第1実施形態の第2位置決め部品60(第1位置決め部品40)とは異なり、その他の点で共通する。
第2実施形態のステータの製造方法は、第1実施形態のステータ1の製造方法と同じく、第1配置工程と、挿入工程と、取付工程と、第2配置工程と、充填工程と、曲げ工程と、溶接工程と、を含む。
つまり、取付工程では、挿入工程においてスロット15内に挿し通されたコイルセグメント70に対し、軸方向の他方側から第2位置決め部品260が取り付けられる。取付工程では、コイルセグメント70に対し、第2突出部262の突出端側から第2位置決め部品260を挿し通すことで、コイルセグメント70に第2位置決め部品260が取り付けられる。
この構成によれば、第2突出部262の内周面は内周テーパ面262Aを有するため、コイルセグメント70を第2突出部262の内部に通す際、コイルセグメント70が多少ずれても、内周テーパ面262Aによってコイルセグメント70が第2突出部262の内部に誘導される。したがって、この構成によれば、コイルセグメント70に第2位置決め部品260を取り付けやすい。
<第3実施形態>
第3実施形態では、第2位置決め部品の第2の他の形態について説明する。第3実施形態の第2位置決め部品は、内周テーパ面だけでなく、第2外周テーパ面も有する点で、第2実施形態の位置決め部品とは異なり、その他の点で共通する。以下では、第1実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
第3実施形態では、第2位置決め部品の第2の他の形態について説明する。第3実施形態の第2位置決め部品は、内周テーパ面だけでなく、第2外周テーパ面も有する点で、第2実施形態の位置決め部品とは異なり、その他の点で共通する。以下では、第1実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
第3実施形態の第2位置決め部品360は、「第2治具」の一例に相当する。第2位置決め部品360は、絶縁性を有しており、例えば樹脂やセラミックなどによって形成される。第2位置決め部品360は、環状をなしている。第2位置決め部品360は、図10に示すように、ステータコア10の他方側の端部に配置される第2基部361と、第2基部361から筒状に突出した第2突出部362と、を有する。第2基部361は、第1実施形態の基部41と同じ形態である。
第2突出部362は、第2基部361から張出部44側とは反対側(軸方向の他方側)に筒状に突出している。第2突出部362は、筒状の第2基部361の内周部から筒状に突出している。第2突出部362は、角筒状をなしている。
第2突出部362の内周面は、第2基部361(環状基部43)の内周面に段差なく連続している。第2突出部362の内周面は、突出端に向かうにつれて第2突出部362内の孔が広がるように形成された内周テーパ面362Aを有する。
第2突出部362の外周面は、突出端に向かうにつれて先細りとなるように形成された第2外周テーパ面362Bを有する。
第2位置決め部品360は、内周テーパ面362A及び第2外周テーパ面362Bを有し、外周テーパ面52を有しない点で第1実施形態の第2位置決め部品60(第1位置決め部品40)とは異なり、その他の点で共通する。
第3実施形態のステータの製造方法は、第1実施形態のステータ1の製造方法と同じく、第1配置工程と、挿入工程と、取付工程と、第2配置工程と、充填工程と、曲げ工程と、溶接工程と、を含む。
つまり、第2配置工程では、第2突出部362を突出端側からスロット15内に挿入することで、第2位置決め部品360がステータコア10の軸方向の他方側の端部に配置される。
この構成によれば、第2突出部362の突出端側に第2外周テーパ面362Bが形成されているため、第2突出部362を突出端側からスロット15内に挿入する際に、第2突出部362が多少ずれても第2外周テーパ面362Bによってスロット15内に誘導される。したがって、この構成によれば、第2位置決め部品360をスロット15内に挿入しやすい。つまり、第2突出部362の突出端側には、内周テーパ面362Aと第2外周テーパ面362Bが形成されているため、コイルセグメント70に第2位置決め部品360を取り付けやすく、しかも、第2位置決め部品360をスロット15内に挿入しやすい。
<他の実施形態>
本開示は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。
本開示は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。
上記各実施形態では、ステータの一部品である第1位置決め部品を第1治具として利用し、第2位置決め部品を第2治具として利用した。しかし、ステータの部品でない治具を利用してステータを製造してもよい。
上記第2実施形態において、第1位置決め部品を、第2位置決め部品と同じ形態にしてもよい。
上記第3実施形態において、第1位置決め部品を、第2位置決め部品と同じ形態にしてもよい。
なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示された範囲内又は特許請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
1 :ステータ
10 :ステータコア
11 :ヨーク部
12 :ティース部
13 :ティース本体
14 :ティース張出部
15 :スロット
15A :スロット
15B :スロット
16 :第1開口
17 :第2開口
18 :第3開口
20 :コイル
21 :挿通部
22 :第1屈曲部(屈曲部)
23 :第1延設部(延設部)
24 :第2屈曲部
25 :第2延設部
30 :絶縁樹脂
31 :連続充填部
40 :第1位置決め部品(位置決め部品、治具)
41 :基部
42 :突出部
43 :環状基部
44 :張出部
45 :長手部
46 :短手部
47 :対向面
48 :傾斜面
50 :長板部
51 :短板部
52 :外周テーパ面
53 :内側突出部
54 :位置決め面
60 :第2位置決め部品(第2治具)
70 :コイルセグメント
260 :第2位置決め部品(第2治具)
261 :第2基部
262 :第2突出部
262A :内周テーパ面
360 :第2位置決め部品(第2治具)
361 :第2基部
362 :第2突出部
362A :内周テーパ面
362B :第2外周テーパ面
10 :ステータコア
11 :ヨーク部
12 :ティース部
13 :ティース本体
14 :ティース張出部
15 :スロット
15A :スロット
15B :スロット
16 :第1開口
17 :第2開口
18 :第3開口
20 :コイル
21 :挿通部
22 :第1屈曲部(屈曲部)
23 :第1延設部(延設部)
24 :第2屈曲部
25 :第2延設部
30 :絶縁樹脂
31 :連続充填部
40 :第1位置決め部品(位置決め部品、治具)
41 :基部
42 :突出部
43 :環状基部
44 :張出部
45 :長手部
46 :短手部
47 :対向面
48 :傾斜面
50 :長板部
51 :短板部
52 :外周テーパ面
53 :内側突出部
54 :位置決め面
60 :第2位置決め部品(第2治具)
70 :コイルセグメント
260 :第2位置決め部品(第2治具)
261 :第2基部
262 :第2突出部
262A :内周テーパ面
360 :第2位置決め部品(第2治具)
361 :第2基部
362 :第2突出部
362A :内周テーパ面
362B :第2外周テーパ面
Claims (12)
- 環状のステータコアと、コイルと、絶縁樹脂と、位置決め部品と、を備え、
前記ステータコアは、環状に並び、前記ステータコアを軸方向に貫通する複数のスロットを有し、
前記コイルは、前記スロット内を通る挿通部を有し、
前記絶縁樹脂は、前記スロット内の前記軸方向の中央部において、前記スロットの内壁と前記挿通部との間で連続的に充填される連続充填部を有し、
前記位置決め部品は、前記連続充填部よりも前記軸方向の一方側において、少なくとも一部が前記スロットの内壁と前記挿通部との間に入り込んだ状態で前記挿通部を位置決めする
ステータ。 - 前記位置決め部品は、前記軸方向において前記スロットの内外にわたって配置され、前記スロットの内外の両方で前記挿通部を位置決めする
請求項1に記載のステータ。 - 前記連続充填部よりも前記軸方向の他方側において、少なくとも一部が前記スロットの内壁と前記挿通部との間に入り込んだ状態で前記挿通部を位置決めする第2位置決め部品を備え、
前記挿通部は、前記位置決め部品と前記第2位置決め部品とによって位置決めされる
請求項1又は請求項2に記載のステータ。 - 前記コイルは、前記挿通部の一端から屈曲部を介して延設された延設部を有し、
前記位置決め部品は、前記延設部に沿う傾斜面を有する
請求項3に記載のステータ。 - 前記コイルは、前記挿通部の一端から屈曲部を介して延設された延設部を有し、
前記位置決め部品は、前記延設部に沿う傾斜面を有する
請求項1又は請求項2に記載のステータ。 - 環状のステータコアと、コイルセグメントと、を備え、前記ステータコアは、環状に並び、前記ステータコアを軸方向に貫通する複数のスロットを有するステータの製造方法であって、
前記スロットの前記軸方向の一方側の開口縁の少なくとも一部を覆うように治具を配置する配置工程と、
前記治具を配置した後に、前記スロット内に前記軸方向の前記一方側から前記コイルセグメントを挿入する挿入工程と、
前記スロット内の前記軸方向の中央部において、前記スロットの内壁と前記コイルセグメントとの間で絶縁樹脂を連続的に充填する充填工程と、を含む
ステータの製造方法。 - 前記充填工程では、前記スロットの前記軸方向の前記一方側の開口を前記治具によって塞ぎつつ、前記スロット内に前記絶縁樹脂を充填する
請求項6に記載のステータの製造方法。 - 前記治具は、前記ステータコアの前記軸方向の前記一方側の端部に配置される基部と、前記基部から筒状に突出し内部に前記コイルセグメントが通される突出部と、を有し、
前記突出部の外周面は、突出端に向かうにつれて先細りとなるように形成された外周テーパ面を有し、
前記配置工程では、前記突出部を突出端側から前記スロット内に挿入することで、前記治具を配置する請求項6又は請求項7に記載のステータの製造方法。 - 前記挿入工程において前記スロット内に挿し通された前記コイルセグメントに対し、前記軸方向の他方側から第2治具を取り付ける取付工程を含み、
前記充填工程では、前記スロットの前記軸方向の前記一方側の開口を前記治具によって塞ぎ、前記軸方向の前記他方側の開口を前記第2治具によって塞ぎつつ、前記スロット内に前記絶縁樹脂を充填し、
前記第2治具は、前記ステータコアの前記軸方向の前記他方側の端部に配置される第2基部と、前記第2基部から筒状に突出した第2突出部と、を有し、
前記第2突出部の内周面は、突出端に向かうにつれて前記第2突出部内の孔が広がるように形成された内周テーパ面を有し、
前記取付工程では、前記コイルセグメントに対し、前記第2突出部の突出端側から前記第2治具を挿し通すことで、前記コイルセグメントに前記第2治具を取り付ける請求項8に記載のステータの製造方法。 - 前記第2突出部の外周面は、突出端に向かうにつれて先細りとなるように形成された第2外周テーパ面を有し、
更に、前記第2突出部を突出端側から前記スロット内に挿入することで、前記第2治具を前記ステータコアの前記軸方向の前記他方側の端部に配置させる第2配置工程を含む請求項9に記載のステータの製造方法。 - 前記治具の前記基部は、前記コイルセグメントを前記突出部の内部に誘導する傾斜面を有し、
前記配置工程では、前記傾斜面が前記突出部よりも前記軸方向の前記一方側に配置されるように前記治具を配置する請求項8に記載のステータの製造方法。 - 前記コイルセグメントを前記傾斜面に沿って曲げる曲げ工程を含む請求項11に記載のステータの製造方法。
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