JP4148070B2 - ステータのコイルエンド固定方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステータコアの両端面から突出するコイルエンドの固定方法に関する。さらに詳細には、ステータのコイルエンドに対するレーシングを行いつつ、糸の結び玉を形成することなくコイルエンドを固定することができるステータのコイルエンド固定方法に関するものである。

モータの構成部品であるステータは、ステータコアに形成された各スロットにコイルが装着され形成されている。そして、ステータには、ステータコアの両端面からコイルが突出した部分であるコイルエンドが形成されている。このコイルエンドは、モータを構成した際にロータやケースに接触するおそれがある。このため、コイルエンドを糸で縛り付けて（いわゆるレーシングにより）結束させて、その後、ワニス処理を施してコイルエンドを固定している。

ここで、レーシングは、糸を編むようにしてコイルエンドを網目状に縫っていくことにより行われる。そして、網目状に縫った部分が緩まないように、縫い始め糸と縫い終わり糸を適切に処理する必要がある。従来は、例えば、図２０に示すように、コイルエンド２からはみ出している縫い始め糸９ｓと縫い終わり糸９ｅとを手作業によって縛り、レーシングした糸９が解けないようにしていた。しかし、このように手作業により処理していると、非常に生産性が悪い。

このため近年、生産性を向上させるべく、縫い始め糸と縫い終わり糸の処理を給糸ノズルとフックとの相互動作により自動的に行うレーシング装置が使用されている。この種のレーシング装置として、例えば特開平２−２１４４４５号公報に開示されたものがある。

このレーシング装置では、図２１に示すように、縫い始め糸９ｓは、コイルエンド２に対するレーシングを行う際に一緒に縫い込み処理している。また、縫い終わり糸９ｅの処理は次のようにして行っている。すなわち、コイルエンド２に対するレーシングを行った後に、ループＲを形成し、そのループＲ内にフックを挿入して糸を引っかけ、フックを後退させてループＲを通して縫い終わり糸９ｅを引っ張り出し、引っ張り出した糸９ｅをクランパで保持してさらに引っ張ることにより、図２２に示すように、縫い終わり糸９ｅを結んで処理している。

このレーシング装置を使用して縫い始め糸９ｓと縫い終わり糸９ｅとを処理すると、図２２に示すように、縫い終わり糸９ｅの結び目に結び玉１０ができてしまう。このような結び玉が形成されると、その結び玉が、モータを構成した際にモータのケースと干渉して絶縁不良になるおそれがあった。なぜなら、糸といえども完全に絶縁されてはいなく、ある程度の導電性を持っているからである。そして、その導電性は、温度や環境に依存性があり、車両用モータのように、高温で油（ＡＴＦ）に浸されている場合には、著しく導電性が上がる傾向がある。したがって、小型化が要求されるとともに使用環境が厳しい車両用モータにおいては、ステータのコイルエンドとケースとの隙間が数ｍｍしかないため、結び玉とケースが干渉して絶縁不良になるおそれが高い。なお、縫い始め糸９ｓと縫い終わり糸９ｅとを手作業により縛っても、結び玉が形成されるので、上記した問題が発生する。

そこで、このような結び玉を作らないために、レーシングを行うことなくステータのコイルエンド固定を行う方法が、例えば特開２００２−２１８７１８号公報に提案されている。この方法は、コイルの両端部をステータの軸心方向に向けて加圧圧縮した状態を保持しつつ、前記コイルの端部（コイルエンド）にワニス処理を施すことを特徴とする。これにより、コイルエンドのステータからの突出量を極力少なくするとともに、コイルエンドを糸縛りするレーシングを不要としている。

特開平２−２１４４４５号公報（第２〜３頁、第９〜１４図） 特開２００２−２１８７１８号公報（第２〜４頁、第１図）

しかしながら、特開２００２−２１８７１８号公報で提案されている方法では、レーシングを行わないため結び玉はできないが、ワニス処理のみによってコイルエンドの固定を行っているため、コイルエンドの固定が不十分になるおそれがあるという問題があった。なぜなら、モータ使用時にはコイルエンド付近の温度はかなり高温になり、ワニスが軟化するおそれがあるからである。そして、ワニスが軟化すると、コイルのスプリングバックなどによりコイルエンドの突出量が増加するおそれがある。そうすると、コイルエンドがモータのケースに接触して絶縁不良となってしまう。したがって、モータの信頼性を十分に確保するためには、レーシングによりコイルエンドを結束した後にワニス処理を行ってコイルエンドを固定する必要がある。

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、ステータのコイルエンドに対するレーシングを行いつつ、糸の結び玉を形成することなくコイルエンドをしっかりと固定することができるステータのコイルエンド固定方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明に係るステータのコイルエンド固定方法は、ステータの両端面から突出するコイルエンドを固定するためのコイルエンド固定方法において、前記コイルエンドに対するレーシングを行い、前記レーシングの最後に形成されるループとその１つ前に形成されるループとの両方に縫い終わり糸を通して引っ張り簡易結びを行った後、縫い終わり糸が簡易結びされた状態でワニス処理を行うことを特徴とする。

このステータのコイルエンド固定方法では、糸を編むようにしてコイルエンドを網目状に縫っていくレーシングを行う。これにより、ステータのコイルエンドは、従来と同様、レーシングにより結束されて固定される。このレーシングを行う際に、縫い始め糸もコイルエンドに縫い込まれる。そして、レーシングの最後に形成されるループとその１つ前に形成されるループとの両方に縫い終わり糸を通して引っ張り簡易結びを行って縫い終わり糸を処理する。このため、結び目に結び玉が形成されない。

しかしながら、このままの状態では、簡易結びが解けてしまうおそれがある。そこで、簡易結びが解けないようにするため、縫い終わり糸が簡易結びされた状態でワニス処理を行う。これにより、簡易結びされた部分が固められるので、簡易結びが解けることが防止される。このように、このステータのコイルエンド固定方法では、ステータのコイルエンドに対して糸の結び玉を形成することなくレーシングを行ってワニス処理を施しているので、コイルエンドをしっかりと固定することができる。

本発明に係るステータのコイルエンド固定方法においては、糸を供給する給糸ノズルと、この給糸ノズルから供給される糸を引っかけるフックとの相互動作により、前記コイルエンドに対する前記レーシングおよび前記簡易結びを行うことが望ましい。

ステータのコイルエンドに対するレーシングおよび簡易結びを手作業で行うこともできるが、生産性が悪い。そこで、糸を供給する給糸ノズルと、この給糸ノズルから供給される糸を引っかけるフックとの相互動作により、コイルエンドに対するレーシングおよび簡易結びを行うことにより、これらの作業を自動化することができ、生産性が向上する。

そして、上記したステータのコイルエンド固定方法によりコイルエンドを固定したステータではコイルエンドに対してレーシングが施されているとともに、結び終わり糸が簡易結びされた部分がワニス処理により固められている。このため、結び目に結び玉が存在しない。また、簡易結びされた部分は、ワニスにより固められているので、簡易結び部が解けることはない。したがって、小型化が要求されるモータであってケースとの隙間が数ｍｍしかないような場合でも、ケースと干渉することを防止することができる。

本発明に係るステータのコイルエンド固定方法によれば、縫い終わり糸を簡易結びしてワニス処理を行うため、ステータのコイルエンドに対するレーシングを行いつつ、糸の結び玉を形成することなくコイルエンドをしっかりと固定することができる。

以下、本発明のステータのコイルエンド固定方法を具体化した最も好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態に係るステータのコイルエンド固定方法は、大別して、ステータのコイルエンドを網目状に縛るレーシング工程と、縫い終わり糸の処理工程と、ワニス処理工程とを含んでいる。そこで、これらの工程を順次説明していく。

まず、レーシング工程について説明する。そこで、レーシング工程の概要を図１に示す。レーシング工程では、図１に示すように、ステータ１を所定角度ずつ回動させつつ、ステータ１の軸方向に移動可能であって糸を供給する給糸ノズル５と、ステータ１の軸方向および半径方法に移動可能であって給糸ノズル５から供給される糸を引っかけるフック４との相互動作によって、ステータコア３の両端面から突出するコイルエンド２に対してレーシングを行うようになっている。

続いて、ステータ１のコイルエンド２に対するレーシングの手順を、図２〜図１７を参照しながら説明する。なお、コイルエンド２は、ステータコア３の両端面から突出しているため、レーシングも両方のコイルエンドに対して行われるが、いずれのコイルエンドに対しても同じ手順によりレーシングが行われるので、ここでは片方のコイルエンドに対するレーシングの手順についてのみ説明する。

まず、図２に示すように、給糸ノズル５は、コイルエンド２の上方に位置した状態で、給糸ノズル５から糸９を供給する。給糸ノズル５から供給された糸９の先端が、ニードル７に保持される。これにより、縫い始め糸９ｓが引っ張られて張設される。

この状態で、図３に示すように、給糸ノズル５は、コイルエンド２の下方、つまりステータコア３の内部へ移動する。なお、給糸ノズル５は、給糸ノズル５を保持しているノズル保持部６を軸方向に移動させることにより行われる。そして、フック４がステータコア３の半径方向内側に向けて延出される。このフック４は、コイルエンド２の下部（コイルエンド２とステータコア３との間）を通り抜け、糸９に係合する位置まで移動させられる。

その後、フック４は、図４に示すように、その先端に糸９を引っかけてステータコア３の半径方向外側へ後退し、コイルエンド２の下部から糸９を引っ張り出す。
続いて、図５に示すように、フック４は、先端に糸９を引きかけた状態のままコイルエンド２の外側を通って上方へ移動する。これにより、糸９にループＲ１が形成される。このとき、給糸ノズル５も上方へ移動する。

そして、図６に示すように、フック４は、再びステータコア３の半径方向内側に向けて延出される。このとき、フック４は、コイルエンド２の上部を通過して、その先端がステータコア３の内側に入り込み、給糸ノズル５から供給される糸９を引っかける。

その後、図７に示すように、フック４は、その先端に糸９を引っかけて、ステータコア３の半径方向外側へループＲ１を通って後退する。これにより、糸９にループＲ２が形成される。
続いて、図８に示すように、フック４は、先端に糸９を引きかけた状態のままコイルエンド２の外側を通って下方へ移動する。これにより、ループＲ２が下方に引き寄せられる。このとき、給糸ノズル５も下方へ移動する。

この状態で図９に示すように、フック４は、再びステータコア３の半径方向内側に向けて延出される。このとき、フック４は、図１０に示すように、コイルエンド２の下部を通過して、その先端がステータコア３の内側に入り込み、給糸ノズル５から供給される糸９を引っかける。

続いて、図１１に示すように、フック４は、その先端に糸９を引っかけて、ステータコア３の半径方向外側へループＲ２を通って後退する。これにより、糸９にループＲ３が形成される。
その後、フック４は、図１２に示すように、先端に糸９を引きかけた状態のままコイルエンド２の外側を通って上方へ移動する。これにより、ループＲ３が上方に引き寄せられる。このとき、給糸ノズル５も上方へ移動する。

また、このとき、ステータコア３（ステータ１）が所定角度だけ回動させられる。このステータコア３の回動は、図１３に示すインデックス機構により行われる。このインデックス機構では、ステータコア３を保持するパレットＰと、モータＭとにより構成されている。そして、パレットＰの外周にはギアＧが形成されており、このギアＧとモータＭ側のギヤＭＧとが噛み合っている。これにより、インデックス機構は、モータＭを回転させると、ステータコア３をパレットＰごと回動させることができるようになっている。

ステータコア３が回動させられた後、図１４に示すように、フック４は、再びステータコア３の半径方向内側に向けて延出される。その後、図６〜図１４に示す操作が繰り返して行われる。ここで、縫い始め糸９ｓは、図１５に示すように、上記したレーシングを行う際に一緒にコイルエンド２に縫い込まれる。そして最終的には、コイルエンド２の全体が糸９で網目状に縫われる。かくして、レーシング工程が終了する。

続いて、縫い終わり糸の処理工程について、図１６〜図１８を参照しながら説明する。コイルエンド２の全体を糸９で網目状に縫い終わると、図１６に示すように、給糸ノズル５から供給される糸９を切断する。そして、縫い終わり糸９ｅは、図１７に示すように、最後のループＲｎおよびその一つ前のループＲｎ−１の両方を通して引っ張り出される。引っ張り出された縫い終わり糸９ｅは、クランパ等に把持されステータ１の外周方向へさらに引っ張られて、図１８に示すように簡易結びされる。かくして、縫い終わり糸の処理工程が終了する。このように縫い終わり糸９ｅは、簡易結びされて処理されるので、結び目に結び玉が形成されない。

ここで、簡易結びでも、コイルエンド２に対して力が作用しない限りは結び目が解けることはないが、モータを構成する際などにコイルエンド２に対して力が作用するおそれがなる。このため、このままの状態では、コイルエンド２の固定が十分とは言えない。つまり、簡易結びが解けてしまうおそれがある。

そこで、縫い終わり糸９ｅの簡易結びが解けないようにするため、本実施の形態に係るステータのコイルエンド固定方法では、縫い終わり糸９ｅが簡易結びされた状態でワニス処理を行う。そこで、このワニス処理について図１９を参照しながら説明する。このワニス処理は、高温下（１５０℃程度）において行われる。

まず、予め所定温度に予備加熱されたステータ３がワーク回転軸２５に取り付けられる。そして、図示しないモータを駆動させることにより、回転軸２５を矢印２６方向に回転させる。このとき、上側滴下ノズル２１，２２および下側滴下ノズル２３，２４からワニスがコイルエンド２に滴下される。その結果、各ノズル２１〜２４から滴下されたワニスは、コイルエンド２に当たり、各巻線の表面を覆うと共に各巻線間に毛細管現象によって進入し、含浸させられる。この場合、ステータ１は、ワーク回転軸２５の回転に伴って回転させられているので、滴下したワニスが当たる部分が常に変化し、ワニスはコイルエンド２に一様に含浸させられる。

その後、ワニスの含浸が終了したステータ１がワーク回転軸２５から取り外され、乾燥炉でステータ１の硬化乾燥処理が行われる。これにより、コイルエンド２に含浸させられたワニスが硬化する。このワニスの硬化によって、縫い終わり糸９ｅの簡易結び部分も固められるので、簡易結びが解けることが防止される。

このように、本実施の形態に係るステータのコイルエンド固定方法では、ステータ１のコイルエンド２に対して糸の結び玉を形成することなくレーシングを行った上でワニス処理を施しているので、コイルエンド２をしっかりと固定することができる。そして、このコイルエンド固定方法が施されたステータ１のコイルエンド２には、糸の結び玉が存在しない。したがって、ステータ１を使用してモータを構成することにより、小型化が要求されるモータであってケースとの隙間が数ｍｍしかないような場合でも、ケースとの干渉が発生することがない。

以上、詳細に説明したように本実施の形態に係るステータのコイルエンド固定方法では、ステータ１のコイルエンド２対するレーシングを給糸ノズル５とフック４との相互動作によって行い、縫い始め糸９ｓをコイルエンド２に縫い込む。そして、レーシングの最後に形成されるループＲｎとその１つ前に形成されるループＲn-1との両方に縫い終わり糸９ｅを通して引っ張り簡易結びを行うことにより、縫い終わり糸９ｅを処理する。このため、縫い終わりの結び目に結び玉が形成されない。その後、縫い終わり糸９ｅが簡易結びされた状態でワニス処理を行う。これにより、簡易結びされた部分が固められるので、簡易結びが解けることが防止される。すなわち、このステータのコイルエンド固定方法によれば、ステータ１のコイルエンド２に対して糸の結び玉を形成することなくレーシングを行ってワニス処理を施しているので、コイルエンド２をしっかりと固定することができる。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、縫い終わり糸９の簡易結びを自動的に行っているが、もちろん手作業によって簡易結びを行ってもよい。ただし、手作業で簡易結びを行うと生産性は低下する。

本実施の形態に係るステータのコイルエンド固定方法のレーシング工程の概要を説明するための説明図である。 ステータのコイルエンドに対するレーシングの手順を説明するための説明図である。 ステータのコイルエンドに対するレーシングの手順を説明するための説明図である。 ステータのコイルエンドに対するレーシングの手順を説明するための説明図である。 ステータのコイルエンドに対するレーシングの手順を説明するための説明図である。 ステータのコイルエンドに対するレーシングの手順を説明するための説明図である。 ステータのコイルエンドに対するレーシングの手順を説明するための説明図である。 ステータのコイルエンドに対するレーシングの手順を説明するための説明図である。 ステータのコイルエンドに対するレーシングの手順を説明するための説明図である。 ステータのコイルエンドに対するレーシングの手順を説明するための説明図である。 ステータのコイルエンドに対するレーシングの手順を説明するための説明図である。 ステータのコイルエンドに対するレーシングの手順を説明するための説明図である。 ステータを回動させるためのインデックス機構の概略構成を示す図である。 ステータのコイルエンドに対するレーシングの手順を説明するための説明図である。 縫い始め糸の処理方法を説明するための説明図である。 縫い終わり糸の簡易結びの手順を説明するための説明図である。 縫い終わり糸の簡易結びの手順を説明するための説明図である。 縫い終わり糸の簡易結びの手順を説明するための説明図である。 ワニス処理の方法を説明するための説明図である。 従来における縫い始め糸と縫い終わり糸の処理方法を説明するための説明図である。 従来における別の縫い始め糸と縫い終わり糸の処理方法を説明するための説明図である。 従来における別の縫い始め糸と縫い終わり糸の処理方法を説明するための説明図である。

符号の説明

１ ステータ
２ コイルエンド
３ ステータコア
４ フック
５ 給糸ノズル
９ 糸
９ｓ 縫い始め糸
９ｅ 縫い終わり糸
２１，２２ 上側滴下ノズル
２３，２４ 下側滴下ノズル
２５ ワーク回転軸

Claims (2)

1. ステータの両端面から突出するコイルエンドを固定するためのコイルエンド固定方法において、
   前記コイルエンドに対するレーシングを行い、前記レーシングの最後に形成されるループとその１つ前に形成されるループとの両方に縫い終わり糸を通して引っ張り簡易結びを行った後、縫い終わり糸が簡易結びされた状態でワニス処理を行うことを特徴とするステータのコイルエンド固定方法。
2. 請求項１に記載するステータのコイルエンド固定方法において、
   糸を供給する給糸ノズルと、この給糸ノズルから供給される糸を引っかけるフックとの相互動作により、前記コイルエンドに対する前記レーシングおよび前記簡易結びを行うことを特徴とするステータのコイルエンド固定方法。

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