JP5233284B2 - カフスサポータ及びそれを用いたステータ製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステータコアのスロットに挿入されるスロット紙のカフス部を保護するカフスサポータ及びそのカフスサポータを用いたステータ製造方法に関する。

従来、回転電機の製造工程において、ステータコアとそのスロットに挿入されるコイルとを絶縁するために、ステータコアのスロットには、コイルの挿入に先立って、スロットの形状に折り曲げられたスロット紙が挿入される。図１９に示すように、スロット紙５１には、スロットへの挿入方向の上側及び下側に、スロット紙５１を折り曲げてなるカフス部５１ａ，５１ｂが形成される。スロット紙５１がスロットに挿入された後は、カフス部５１ａ，５１ｂがステータコアの上下両面に当たることで、スロット紙５１のスロットからの抜けを防止するようになっている。

ここで、スロットにスロット紙５１が挿入された後には、スロット紙５１のカフス部５１ａ，５１ｂを保護するために、ステータコアにカフスサポータが装着される。カフスサポータは、複数の棒状体が互いに接しながら、ステータコアの上下両端面にて放射状に配置される。例えば、下記の特許文献１には、カフスサポータを用いたステータ製造方法が開示されている。図２０に、ステータコアの一つのスロットに対応した一組のカフスサポータ５２を平面図により示す。

特開２００５−１１０４３５号公報

ところで、特許文献１に記載の技術では、図２０に示すように、一つのスロット紙５１が、隣接する二本の棒状体５３，５４の先端部５３ａ，５４ａにより形成される二股部５５にて保護されるようになっている。ここで、二股部５５の内側頂部には、隣接する二本の棒状体５３，５４の合わせ面５６の継ぎ目５６ａが現れ出る。二本の棒状体５３，５４は、成形精度が全く同じでないことから、図２１に示すように、継ぎ目５６ａに段差ができることがある。このため、スロットにコイルを挿入する工程では、図２２に示すように、スロット紙５１のカフス部５１ａ，５１ｂがコイル５７により継ぎ目５６ａに押し付けられて破損するおそれがあった。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、コイルの押し付けによるスロット紙の破損を防止することを可能としたカフスサポータ及びそれを用いたステータ製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ステータコアのスロットに挿入されるスロット紙のカフス部を、隣接する二本の棒状体の先端部より形成される二股部にて保護するカフスサポータであって、前記二股部の内側頂部には、前記二本の棒状体の合わせ面の継ぎ目があり、前記二股部の内側の少なくとも前記継ぎ目の近傍に、前記スロット紙の後に前記スロットに挿入されるコイルから前記カフス部を退ける庇部を設け、前記庇部は、前記二股部の内壁がその縁部にて張り出した部分であることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、隣接する二本の棒状体の先端部より形成される二股部の内側頂部には、二本の棒状体の合わせ面の継ぎ目があるが、その二股部の内側の少なくとも継ぎ目の近傍に庇部が設けられる。従って、スロット紙の後にスロットにコイルが挿入され
ても、スロット紙のカフス部がこの庇部によりコイルから退けられるので、カフス部がコイルによって継ぎ目に押し付けられることがない。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、庇部は、凸に湾曲した形状をなすことを趣旨とする。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明のカフスサポータを用いたステータ製造方法は、ステータコアのスロットに、上下にカフス部を有するスロット紙を、カフス部がステータコアの上下両面から突出するように挿入するスロット紙挿入工程と、ステータコアの上下両面に対し、スロットに挿入されたスロット紙に対応して、請求項１に記載されたカフスサポータを装着するカフスサポータ装着工程と、スロット紙が挿入され、カフスサポータが装着された状態で、カフスサポータの庇部によりスロット紙のカフス部をコイルから退けながらスロットにコイルを挿入するコイル挿入工程とを備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、スロット紙挿入工程によりスロットにスロット紙が挿入され、カフスサポータ装着工程によりスロットに挿入されたスロット紙に対応して、ステータコアの上下両面に対してカフスサポータが装着された状態では、ステータコアの上下両面から、スロット紙のカフス部が突出し、そのカフス部がカフスサポータの二股部により囲まれた状態となる。その後、コイル挿入工程では、スロット紙が挿入され、カフスサポータが装着された状態で、スロットにコイルが挿入される。このとき、スロット紙のカフス部がコイルにより押圧されるが、カフスサポータの庇部によりカフス部がコイルから退けられるので、コイルによりカフス部が継ぎ目に押し付けられることがない。

請求項１乃至２の何れかに記載の発明によれば、コイルの押し付けによるスロット紙の破損を防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、スロットの押し付けによるスロット紙の破損を防止することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明のカフスサポータ及びそれを用いたステータ製造方法を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１に、この実施形態のステータ１を斜視図により示す。図２に、ステータ１を構成するステータコア２を平面図により示す。図３に、ステータコア２を縦断面図により示す。図４に、ステータコア２を斜視図により示す。図１に示すように、この実施形態のステータ１は、ステータコア２と、そのステータコア２に巻き付けられたコイル３とを備える。図２〜図４に示すように、ステータコア２は、平面視リング状をなし、複数のティース４及びスロット５を有する。複数のティース４は、ステータコア２の径方向内側へ向かって伸びる。複数のスロット５は、隣り合うティース４の間にそれぞれ形成される。このステータコア２は、例えば、方向性珪素鋼板をプレス打ち抜きして形成された鋼板６を積み重ね、互いに固着して構成される。

上記のようなステータ１の製造工程で、ステータコア２の各スロット５には、コイル３が挿入され、そのコイル３の巻き付けが行われる。その過程で、コイル３とステータコア２との絶縁性を保持するために、スロット紙挿入工程では、各スロット５に、コイル３の挿入に先立って絶縁用のスロット紙が挿入される。図５，６には、スロット紙挿入工程を斜視図により示す。図５，６に示すように、スロット紙７には、スロット５への挿入方向の上側及び下側に、スロット紙７を折り曲げてなるカフス部７ａ，７ｂがそれぞれ形成される。スロット紙７がスロット５に挿入された後は、カフス部７ａ，７ｂがステータコア
２の上面２ａ及び下面２ｂに当たることで、スロット紙７がスロット５から抜け止めされる。

後工程であるコイル挿入工程では、図７に示すように、スロット紙７の後にスロット５にコイル３が挿入されるが、この実施形態では、スロット５に挿入されたスロット紙７のカフス部７ａ，７ｂを保護するために、コイル挿入工程の前にカフスサポータ装着工程が実施され、ステータコア２の上下両面２ａ，２ｂに対して上側カフスサポータ及び下側カフスサポータが装着されるようになっている。

図８に、カフスサポータ装着工程で使用されるカフスサポート機構１１を上側から見た斜視図により示す。図９に、同じくカフスサポート機構１１を下側から見た斜視図により示す。図１０に、弾性変形していない状態のカフスサポート機構１１を説明図により示す。図１１に、軸方向に弾性変形した状態のカフスサポート機構１１を説明図により示す。図１２に、ステータコア２にカフスサポート機構１１を装着した状態を説明図により示す。

図１２に示すカフスサポート機構１１は、図８〜図１１に示すように、上側カフスサポータ１２と、下側カフスサポータ１３と、カフスサポータ保持部材１４とから構成される。図１２に示すように、上側カフスサポータ１２は、その先端部１２ａがステータコア２のティース４のうち上面２ａ上に配置され、その基端部１２ｂがステータコア２の径方向外側に配置される。また、下側カフスサポータ１３は、その先端部１３ａがステータコア２のティース４のうち下面２ｂ上に配置され、基端部１３ｂがステータコア２の径方向外側に配置される。そして、これら上側カフスサポータ１２と下側カフスサポータ１３は、ステータコア２の径方向外側においてカフスサポータ保持部材１４によって固定される。

このカフスサポータ保持部材１４は、上側保持部１５と下側保持部１６と弾性部１７とからなる。従って、カフスサポータ保持部材１４は、簡易な構造となっている。上側保持部１５は、環状の上側保持第１部材１８と、中央に開口を有する板状の上側保持第２部材１９とからなり、これらの間に上側カフスサポータ１２を挟んで上側カフスサポータ１２を保持する。また、下側保持部１６は、環状の下側保持第１部材２０と、環状の下側保持第２部材２１とからなり、これらの間に下側カフスサポータ１３を挟んで下側カフスサポータ１３を保持する。

図９に示すように、弾性部１７は、上側保持部１５と下側保持部１６との間に、周方向に均等な間隔で周方向に６カ所に配設されている。図１０，１１に示すように、この弾性部１７は、概略円盤状をなし、上側保持部１５の上側保持第２部材１９にボルトで固定される上側カラー部材２２と、突出部２３ａを有する概略円盤状をなし、下側保持部１６の下側保持第２部材２１にボルトで固定される下側カラー部材２３と、下側カラー部材２３の突出部２３ａが貫通した状態で上側カラー部材２２と下側カラー部材２３との間に配置された弦巻バネ２４とからなる。

カフスサポート機構１１は、このような構成とされるため、軸方向に押圧力が掛かると、図１１に示すように、弾性部１７が軸方向に弾性変形（圧縮変形）し、上側カフスサポータ１２と下側カフスサポータ１３との平行な状態を保ちつつ、上側カフスサポータ１２と下側カフスサポータ１３との間隔を縮めることができる。すなわち、この実施形態のカフスサポート機構１１は、軸方向の押圧力に応じて上側カフスサポータ１２と下側カフスサポータ１３との間隔が可変となっている。

図１２に示すように、カフスサポート機構１１を、コイル挿入工程に先立って、スロット５にスロット紙７が挿入されたステータコア２の上下両面２ａ，２ｂを挟むように装着
される。すなわち、上側カフスサポータ１２は、その先端部１２ａをステータコア２のティース４上に配置すると共に、その基端部１２ｂをステータコア２の径方向外側に配置する。また、下側カフスサポータ１３は、その先端部１３ａをステータコア２のティース４上に配置すると共に、その基端部１３ａをステータコア２の径方向外側に配置する。また、上側カフスサポータ１２及び下側カフスサポータ１３をステータコア２の径方向外側においてカフスサポータ保持部材１４により保持する。

ここで、上側カフスサポータ１２と下側カフスサポータ１３の構成について詳しく説明する。この実施形態では、上側カフスサポータ１２及び下側カフスサポータ１３は同じ構成を有することから、ここでは上側カフスサポータ１２について説明し、下側カフスサポータ１３の説明は省略する。図１３に、ステータコア２のティース４の間に形成される一つのスロット５に対応した一組の上側カフスサポータ１２を平面図により示す。図１４に、図１３のＡ−Ａ線に沿って切り離した一つの棒状体３１の一部を側面図により示す。図１３，１４から分かるように、カフスサポート機構１１は、上記一組の上側カフスサポータ１２及び下側カフスサポータ１３を複数組を備える。上側カフスサポータ１２は、図６に示すように、ステータコア２のスロット５に挿入されるスロット紙７の上側のカフス部７ａを、隣接する二本の棒状体３１，３２の先端部３１ａ，３２ａより形成される二股部３３により囲い保護するようになっている。二股部３３の内側頂部には、二本の棒状体３１，３２の合わせ面３４の端に継ぎ目３４ａができる。二股部３３の内壁において、継ぎ目３４ａの近傍には、スロット紙７の後にスロット５に挿入されるコイル３からカフス部７ａを退ける庇部３５が設けられる。図１４に示すように、この庇部３５は、その下面に鋭角な角部を有する形状となっている。この庇部３５の下にスロット紙７のカフス部７ａが入り込むようになっている。

そして、上記のようにカフスサポータ装着工程において、カフスサポート機構１１を用いて上側及び下側のカフスサポータ１２，１３をステータコア２に装着した後、コイル挿入工程を実施して各スロット５にコイル３を挿入する。コイル挿入工程では、スロット紙７が挿入され、上側及び下側のカフスサポータ１２，１３が装着された状態で、図１５に示すように、各カフスサポータ１２，１３の庇部３５によりスロット紙７のカフス部７ａ，７ｂをコイル３から退けながらスロット５にコイル３を挿入する。

その後、ステータコア２の上面２ａから突出するコイル３の上側エンドと、ステータコア２の下面２ｂから突出するコイル３の下側エンドのそれぞれを所要形状に圧縮成形することにより、コイルエンド成形工程が実施される。このようにして、図１に示すステータ１が製造される。

以上説明したこの実施形態のカフスサポータ１２，１３によれば、隣接する二本の棒状体３１，３２の先端部３１ａ，３２ａより形成される二股部３３の内側頂部には、二本の棒状体３１，３２の合わせ面３４の継ぎ目３４ａがあるが、その二股部３３の内側の継ぎ目３４ａの近傍に庇部３５が設けられる。従って、図１５に示すように、スロット紙７の後にスロット５にコイル３が挿入されても、スロット紙７のカフス部７ａ（７ｂ）がこの庇部３５によりコイル３から退けられるので、カフス部７ａ（７ｂ）がコイル３によって継ぎ目３４ａに押し付けられることがない。この結果、コイル３の押し付けによりスロット紙７のカフス部７ａ（７ｂ）が破損することを防止することができる。

また、この実施形態のステータ製造方法によれば、スロット紙挿入工程によりスロット５にスロット紙７が挿入され、カフスサポータ装着工程によりスロット５に挿入されたスロット紙７に対応して、ステータコア２の上下両面２ａ，２ｂに対し上側及び下側のカフスサポータ１２，１３が装着される。この装着状態では、ステータコア２の上下両面２ａ，２ｂから、スロット紙７のカフス部７ａ，７ｂが突出し、そのカフス部７ａ，７ｂを、
カフスサポータ１２，１３の二股部３３により囲まれた状態となる。その後、コイル挿入工程では、スロット紙７が挿入され、カフスサポータ１２，１３が装着された状態で、スロット５にコイル３が挿入される。このとき、スロット紙７のカフス部７ａ，７ｂがコイル３により押圧されるが、カフスサポータ１２，１３の庇部３５によりカフス部７ａ，７ｂがコイル３から退けられるので、コイル３によりカフス部７ａ，７ｂが継ぎ目に押し付けられることがない。この結果、コイル３の押し付けによりスロット紙７のカフス部７ａ，７ｂが破損することを防止することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明のカフスサポータ及びそれを用いたステータ製造方法を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施形態で、第１実施形態と同じ構成については、同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。

この実施形態では、上側及び下側のカフスサポータ１２，１３の構成の点で第１実施形態と異なる。ここでも、上側カフスサポータ１２のみについて説明する。図１６に、一組の上側カフスサポータ１２を平面図により示す。図１７に、図１６のＢ−Ｂ線に沿って切り離した一つの棒状体３１の一部を側面図により示す。継ぎ目３４ａの部分を含む、二股部３３の内壁には、スロット紙７の後にスロット５に挿入されるコイル３からカフス部７ａを退ける庇部３６が設けられる。この庇部３６は、二股部３３の内側全体にわたって設けられる。図１７に示すように、この庇部３６は、凸に湾曲した形状となっている。この庇部３６の下にスロット紙７のカフス部７ａが入り込むようになっている。

従って、この実施形態でも、図１８に示すように、スロット紙７の後にスロット５にコイル３が挿入されても、スロット紙７のカフス部７ａ（７ｂ）がこの庇部３６によりコイル３から退けられるので、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。特に、この実施形態では、庇部３６が二股部３３の内側全体にわたって設けられるので、カフスサポータ１２，１３を構成する二本の棒状体３１，３２の継ぎ目３４ａ以外の部分でも、スロット紙７のカフス部７ａ（７ｂ）がコイル３によって二股部３３に押し付けられることがない。このため、コイル３の押し付けによるカフス部７ａ（７ｂ）の破損を広範囲に防止することができる。

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以下のように実施することもできる。

（１）前記第１実施形態では、二股部３３の内壁の継ぎ目３４ａの近傍にのみ、下面に鋭角な角部を有する形状の庇部３５を設けたが、この形状の庇部を二股部の内側全体にわたって設けてもよい。

（２）前記第２実施形態では、二股部３３の内側全体にわたって、凸に湾曲した形状の庇部３６を設けたが、この形状の庇部を二股部の内壁の継ぎ目の近傍にのみ設けてもよい。

ステータを示す斜視図。 ステータコアを示す平面図。 ステータコアを示す縦断面図。 ステータコアを示す斜視図。 スロット紙挿入工程を示す斜視図。 スロット紙挿入工程を示す斜視図。 スロット紙の後にスロットにコイルを挿入した状態を示す斜視図。 カフスサポート機構を上側から見た斜視図。 カフスサポート機構を下側から見た斜視図。 弾性変形していない状態のカフスサポート機構を示す説明図。 弾性変形した状態のカフスサポート機構を示す説明図。 ステータコアにカフスサポート機構を装着した状態を示す説明図。 一つのスロットに対応した一組の上側カフスサポータを示す平面図。 図１３のＡ−Ａ線に沿って切り離した一つの棒状体の一部を示す側面図。 カフスサポータの二股部にコイルを挿入した状態を示す側面図。 一つのスロットに対応した一組の上側カフスサポータを示す平面図。 図１６のＢ−Ｂ線に沿って切り離した一つの棒状体の一部を示す側面図。 カフスサポータの二股部にコイルを挿入した状態を示す側面図。 従来例に係り、スロット紙を示す斜視図。 従来例に係り、一つのスロットに対応した一組のカフスサポータを示す平面図。 従来例に係り、図２０の鎖線円の中を拡大して示す平面図。 従来例に係り、カフスサポータの二股部にコイルを挿入した状態を示す側面図。

１ ステータ
２ ステータコア
２ａ 上面
２ｂ 下面
３ コイル
５ スロット
７ スロット紙
７ａ カフス部
７ｂ カフス部
１２ 上側カフスサポータ
１２ａ 先端部
１３ 下側カフスサポータ
１３ａ 先端部
３１ 棒状体
３２ 棒状体
３３ 二股部
３４ 合わせ面
３４ａ 継ぎ目
３５ 庇部
３６ 庇部

Claims (3)

1. ステータコアのスロットに挿入されるスロット紙のカフス部を、隣接する二本の棒状体の先端部より形成される二股部にて保護するカフスサポータであって、
   前記二股部の内側頂部には、前記二本の棒状体の合わせ面の継ぎ目があり、前記二股部の内側の少なくとも前記継ぎ目の近傍に、前記スロット紙の後に前記スロットに挿入されるコイルから前記カフス部を退ける庇部を設け、
   前記庇部は、前記二股部の内壁がその縁部にて張り出した部分であることを特徴とするカフスサポータ。
2. 前記庇部は、凸に湾曲した形状をなすことを特徴とする請求項１に記載のカフスサポータ。
3. ステータコアのスロットに、上下にカフス部を有するスロット紙を、前記カフス部が前記ステータコアの上下両面から突出するように挿入するスロット紙挿入工程と、
   前記ステータコアの上下両面に対し、前記スロットに挿入された前記スロット紙に対応して、請求項１に記載されたカフスサポータを装着するカフスサポータ装着工程と、
   前記スロット紙が挿入され、前記カフスサポータが装着された状態で、前記カフスサポータの前記庇部により前記スロット紙の前記カフス部を前記コイルから退けながら前記スロットにコイルを挿入するコイル挿入工程と
   を備えたことを特徴とするカフスサポータを用いたステータ製造方法。

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