JP5077167B2

JP5077167B2 - ステータ製造システム

Info

Publication number: JP5077167B2
Application number: JP2008238823A
Authority: JP
Inventors: 広暁浦野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2008-09-18
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2028-09-18
Also published as: JP2010074926A

Description

この発明は、分割コアを加熱したリングに焼きバメして製作したステータ組立を、予備加熱した後、成形金型に装着し、モールド成型することによりステータを製造するステータ製造システムに関するものである。

プレス加工で打ち抜いた鋼板を積層して固定子コアを構成し、巻線を組み付けた状態で樹脂を射出成形することにより、固定子コアを製造する方法が知られている。
一方、固定子コアを複数個に分割して、巻線を組み付ける分割コアについても、固定子コアの製造方法として知られている。分割コアの場合には、焼きバメリングで複数の分割コアを一体的に組み立てることが行われている。
一方、ロータにロータコアを焼きバメしてロータ組立を製作し、その焼きバメの余熱を、ロータ組立をモールド成型するときのロータ組立余熱に利用することが、特許文献１に記載されている。

特開2006-149200号公報

しかしながら、特許文献１に開示された発明では、次のような問題があった。
すなわち、製造ライン停止等が発生した場合に、ロータ組立の熱の管理を行っていないので、ロータ組立の温度が通常より低下してしまい、通常の加熱を行うだけでは、成形に必要な温度まで上昇せず、成形条件が整わずに、成形不良を生じる可能性があった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、製造ライン停止等が発生した場合でも、安定してモールド成型可能なステータを製造するステータ製造システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のステータ製造システムは、次の構成を有している。
（１）分割コアを加熱したリングに焼きバメして製作したステータ組立を、予備加熱した後、成形金型に装着し、モールド成型することによりステータを製造するステータ製造システムにおいて、ステータ組立を、断熱構造を備える断熱搬送台に保持すること、予備加熱前に、ステータ組立の温度を計測し、計測した温度に基づいて、予備加熱量を調整することを特徴とする。
（２）分割コアを加熱したリングに焼きバメして製作したステータ組立を、予備加熱した後、成形金型に装着し、モールド成型することによりステータを製造するステータ製造システムにおいて、ステータ組立を、断熱構造を備える断熱搬送台に保持すること、ステータ組立を、断熱搬送台に放置した時間に基づいて、予備加熱量を調整することを特徴とする。

次に、上記構成を有する本発明のステータ製造システムの作用・効果について説明する。
本発明のステータ製造システムは、分割コアを加熱したリングに焼きバメして製作したステータ組立を、予備加熱した後、成形金型に装着し、モールド成型することによりステータを製造するステータ製造システムにおいて、ステータ組立を、断熱構造を備える断熱搬送台に保持すること、予備加熱前に、ステータ組立の温度を計測し、計測した温度に基づいて、予備加熱量を調整することを特徴とするので、例えば、製造ライン停止が発生しして、ステータ組立の温度が低下した場合には、低下したステータ組立の温度を計測して、計測した温度に合わせて、予備加熱量を増加させているため、ステータ組み立てを適切な温度でモールド成型することができる。

また、本発明のステータ製造システムは、分割コアを加熱したリングに焼きバメして製作したステータ組立を、予備加熱した後、成形金型に装着し、モールド成型することによりステータを製造するステータ製造システムにおいて、ステータ組立を、断熱構造を備える断熱搬送台に保持すること、ステータ組立を、断熱搬送台に放置した時間に基づいて、予備加熱量を調整することを特徴とするので、例えば、製造ライン停止が発生して、ステータ組立の温度が低下した場合には、ステータ組立を放置した時間に基づいて、低下したステータ組立の温度を推定して、推定した温度に合わせて、予備加熱量を増加させているため、ステータ組み立てを適切な温度でモールド成型することができる。
ここで、温度推定方法の具体的方法としては、例えば、停止時間に応じた降下温度をマップとして記憶しておき、それを用いて予備加熱温度を決定すれば良い。

以下、本発明におけるステータ製造システムを具体化した一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１に、本発明のステータ製造システムの工程図を示す。図４に、分割固定子の製造手順を示す。
図４の（ａ）に示すように、分割固定子コア１０は、成形済みのコイルが装着されるティース部１１を備えている。分割固定子コア１０は、プレス打ち抜きで製造された鋼板を積層して構成している。本実施の形態では、分割固定子コア１０は、１８個組み合わさることにより、環状の完成した固定子コアになる構造とする。分割固定子コア１０を図４の（ａ）に示す。次に、分割固定子コア１０のティース部１１に、インシュレータ１２が装着された状態を図４の（ｂ）に示す。この工程が図１のインシュレータ組付け工程Ｓ２である。インシュレータ１２は、ティース部１１を覆う筒部１２ｂ、分割固定子コア１０のティース部１１が突き出した以外の内面部分を覆い、上下方向に延設されたカバー部１２ａ、筒部１２ｂの上下に突き出した２箇所の突起部１２ｃを備えている。

図４の（ｃ）に、成形済みのエッジワイズコイル１３をインシュレータ１２の筒部１２ｂを介して、ティース部１１に装着した図を示す。この工程が、図１のコア組付け工程Ｓ３である。エッジワイズコイル１３は、断面が平角（矩形状）のコイル線をティース部１１の形状に内径を合わせて成形したものである。エッジワイズコイル１３を成形する工程が、図１の巻き線工程Ｓ１である。
エッジワイズコイル１３は、カバー部１２ａを介して、分割固定子コア１０に密着している。また、エッジワイズコイル１３は、左右方向は筒部１２ｂを介してティース部１１により位置決めされている。また、上下方向は、インシュレータ１２の突起部１２ｃにより位置決めされている。これにより、エッジワイズコイル１３は、分割固定子コア１０に対して、定位置に位置決めされている。エッジワイズコイル１３には、カバー部１２ａ近くで上に突き出ている長端末１３ａと、ティース部１１先端付近で上に突き出ている長端末１３ｂが備えられている。

本実施例では、成形済みコイルとして、エッジワイズコイル１３について説明するが、断面が丸形でも、角形でも、成形されて形状が確定しているものであれば、他の種類のコイルでも同じである。
図４の（ｄ）に、樹脂モールドされた分割固定子１８を示す。（ｃ）のエッジワイズコイル１３部分が樹脂モールド１４されている。分割固定子１８の樹脂モールド１４からは、一対の長端末１３ａ，１３ｂが外部に突き出ている。

図５に、分割固定子１８を１８個組み合わせた固定子１９を示す。
１８個の分割固定子１８が環状に組み合わされ、外側に加熱され、膨張して内径が大きくなっている外筒１５が嵌め込まれる（焼きバメ工程Ｓ５）。その後、冷却されることにより、外筒１５の内径が縮小して、１８個の分割固定子１８が締りバメされ、一体化され固定子１９となる。いわゆる外筒の焼きバメである。
次の端子接合工程（Ｓ７）において、図６に示すバスバー２０により、分割固定子１８の長端末１３ａは、左側に２つの分割固定子を越えた３つ目の分割固定子１８の長端末１３ｂと接続される。このように、１８個の長端末は、順次バスバー２０により接続され、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのモータコイルを構成される。バスバー２０には、コネクタ２１が接続している。バスバー２０を接続した状態を図７に平面図で示す。図７に示すものが、ステータ組立１０である。

図２に、焼きバメ工程Ｓ５から、モールド成形工程Ｓ９までの各部の温度変化を示す。また、図２の下段に各工程のイメージ図を示す。実線で示すＴ１が外筒１５の温度変化を示し、点線で示すＴ２が分割固定子１８のコア部の温度変化を示す。
図２の第１工程は、焼きバメ工程Ｓ５を示している。焼きバメリングである外筒１５が、約３５０度に加熱される（Ｓ６）。これにより、外筒１５の外径は、所定の大きさまで大きくなっている。この状態で、１８個の分割固定子１８を円筒状として、外筒１５の内径部に装着する。１８個の分割固定子１８と外筒１５とは、図２の第２工程に示すように、断熱された断熱パレット２２に登載される。この状態で、図２の第２工程である端子接合Ｓ７が行われる。第２工程において、断熱パレット２２が熱伝導を少なくするため、外筒１５の持つ熱は、分割固定子１８に移動するが、外部には伝わらないため、第２工程の終了時には、分割固定子１８の温度が１２０度程度であり、外筒１５の温度が１８０度程度になる。
断熱パレット２２は、ステータ組立１０を支える保持部と、断熱パレット２２の底部との間に、セラミック、工業用プラスチック等の断熱材を挟み込んで、ステータ組立１０の高温が、断熱パレット２２を介して、外部に伝熱しないようにした搬送台である。

次に、モールド成型前に行う、図２の第３工程である成型前加熱工程Ｓ８を行う。この工程では、分割固定子１８と外筒１５からなるステータ組立１０を、１４０度以上に加熱する必要がある。モール成型工程Ｓ９において、モールド材を円滑にキャビティ内に充填するためである。
ここで、第２工程の期間中に、分割固定子１８と外筒１５とを断熱パレット２２で保持しているので、分割固定子１８と外筒１５の温度を１２０度以上に保持できるため、成型前加熱（Ｓ９）で必要とされる必要加熱量Ｔを減少させることができ、省エネを実現できる。

一方、図３に示すように、製造ライン停止等により、第２工程に想定外の時間がかかった場合には、分割固定子１８の温度Ｔ２と、外筒１５の温度Ｔ１とは、共に常温近くになってしまう。この状態を把握せずに、上記必要加熱量Ｔのみを与えると、第３工程において、ステータ組立１０の温度を１４０度以上まで上げることができず、モールド成型工程Ｓ９で不良が出る恐れがある。本実施例では、第３工程の成型前加熱工程Ｓ８において、分割固定子１８の温度Ｔ２と、外筒１５の温度Ｔ１を計測して、その温度に基づいて、必要加熱量Ｔを算出し、算出した加熱量を、ステータ組立１０に与えているので、ステータ組立１０を１４０度以上に加熱した状態で、モールド成型できるため、適切なモールド成型を行うことができる。
モールド成型されたステータ９を図８に示す。外筒１５の外周等にモールド部８が形成されている。
その後、ステータ９を４０度まで冷却し（Ｓ１０）、外観・絶縁検査（Ｓ１１）を行う。

以上、詳細に説明した第１実施例のステータ製造システムによれば、分割固定子１８を加熱した外筒１５に焼きバメして製作したステータ組立１０を、予備加熱（Ｓ８）した後、成形金型に装着し、インサートモールド成型（Ｓ９）することによりステータを製造するステータ製造システムにおいて、ステータ組立１０を、断熱構造を備える断熱搬送台である断熱パレット２２に保持すること、予備加熱（Ｓ８）前に、ステータ組立１０の温度を計測し、計測した温度に基づいて、予備加熱量Ｔを調整することを特徴とするので、例えば、ライン停止が発生した場合して、ステータ組立１０の温度が低下した場合には、低下したステータ組立１０の温度を計測して、計測した温度に合わせて、予備加熱量Ｔを増加させているため、ステータ組立１０を適切な温度でインサートモールド成型（Ｓ９）することができる。

次に、本発明の第２実施例について説明する。第２実施例は、一部の制御を除いて、第１実施例とほぼ同じであるので、相違する部分についてのみ説明し、同じ部分の説明を割愛する。
第２実施例においては、外筒１５と分割固定子１８の温度を計測することなく、端子接合（Ｓ８）工程である第２工程の経過時間と、ステータ組立１０（主として外筒１５と分割固定子１８）の温度との関係を、図９に示す温度降下テーブルとして、図示しない制御装置が記憶している。
制御装置は、時計を有しており、第２工程の終了時間から、第３工程（成型前過熱Ｓ９）の開始時間までの経過時間に応じて、温度降下テーブルから、ステータ組立１０の温度を読み取り、読み取った温度に基づいて、第３工程における必要加熱量Ｔを算出し、その必要加熱量Ｔを第３工程において、ステータ組立１０に与える。

第２実施例のステータ製造システムは、分割コアを加熱したリングに焼きバメして製作したステータ組立を、予備加熱した後、成形金型に装着し、モールド成型することによりステータを製造するステータ製造システムにおいて、ステータ組立１０を、断熱構造を備える断熱パレット２２に保持すること、ステータ組立１０を、断熱パレット２２に放置した時間に基づいて、温度降下テーブルからステータ組立１０の温度を読み取り、予備加熱量を調整することを特徴とするので、例えば、ライン停止が発生した場合して、ステータ組立の温度が低下した場合には、ステータ組立を放置した時間に基づいて、低下したステータ組立の温度を推定して、推定した温度に合わせて、予備加熱量を増加させているため、ステータ組み立てを適切な温度でモールド成型することができる。

なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
例えば、本実施例では、分割固定子１８として、樹脂モールドされたものを使用しているが、樹脂モールドされていない分割固定子を使用しても同じである。
また、本実施例では、分割固定子１８として、1つのコイル毎に分割されたものを使用したが、２つ、３つのコイルを備えた分割固定子を使用しても良い。

本発明のステータ製造システムの工程図である。ステータ組立１０の温度変化を示す第１データ図である。ステータ組立１０の温度変化を示す第２データ図である。分割固定子１８の製造手順を示す図である。分割固定子１８を１８個組み合わせて外筒１５に焼きバメした状態を示す斜視図である。バスバー２０の斜視図である。ステータ組立１０の平面図である。モールド成型されたステータ９を示す斜視図である。第２実施例の温度降下テーブルを示す図である。

符号の説明

９ステータ
１０ステータ組立
１５外筒
１８分割固定子
２０バスバー
２２断熱パレット

Claims

分割コアを加熱したリングに焼きバメして製作したステータ組立を、予備加熱した後、成形金型に装着し、モールド成型することによりステータを製造するステータ製造システムにおいて、
前記ステータ組立を、断熱構造を備える断熱搬送台に保持すること、
前記予備加熱前に、前記ステータ組立の温度を計測し、計測した温度に基づいて、前記予備加熱量を調整することを特徴とするステータ製造システム。
分割コアを加熱したリングに焼きバメして製作したステータ組立を、予備加熱した後、成形金型に装着し、モールド成型することによりステータを製造するステータ製造システムにおいて、
前記ステータ組立を、断熱構造を備える断熱搬送台に保持すること、
前記ステータ組立を、前記断熱搬送台に放置した時間に基づいて、予備加熱量を調整することを特徴とするステータ製造システム。