JP5297452B2 - ステータ製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータや発電機のような回転電機を構成するステータを製造するステータ製造装置に関し、詳細には、前記ステータを構成するコイルの接続部位を樹脂によって絶縁するためのステータ製造装置に関する。

電動機等の回転電機のステータには、複数の分割コアから構成されているものがあり、前記分割コアは、円弧状のヨーク部と、内径方向に延在するポール部とからなり、該ポール部に対してコイルが巻回されている。

本出願人は、特許第４０７３７０５号公報に開示されているように、分割コアを構成するインシュレータにコイルを巻回し、複数の分割コアを互いに環状に連結してケースに収容した後、前記コイルの結線部に樹脂等のシール剤を充填して硬化させることによって該接続部位の絶縁を行うステータ構造を提案している。

このようなシール剤には、一般的に、加熱することによって硬化する熱硬化性樹脂が用いられることが多く、前記ステータに充填されたシール剤を硬化させる場合には、該ステータを加熱炉に入れて加熱したり、前記ステータの外周近傍に設けられたヒータによって加熱させることが行われている。

しかしながら、ステータにおいてシール剤は所定容量で充填されているため、その表面から内部まで熱を伝達させるのに時間を要し、その結果として、前記シール剤の加熱工程に長時間を要することとなる。

そこで、例えば、特開２００６−１５８０９４号公報に開示されているように、シール剤をステータの外部から加熱する外部加熱機構と、前記シール剤によって絶縁されたコイルを通電させて加熱するためのコイル通電機構とを備え、前記シール剤を迅速に加熱して硬化時間を短縮可能な技術的思想が既に提案されている。

しかしながら、上述した特開２００６−１５８０９４号公報に係る従来技術を用いてステータを製造する場合、その加熱工程において外部加熱機構によって加熱されるシール剤の表面側と、コイル側となる前記シール剤の内部側との間に温度差が生じることが懸念される。このような温度差が生じた場合には、該温度差に起因して前記シール剤の硬化速度に差が生じ、それに伴って、シール剤の硬化部位に歪み、亀裂等が生じて所望の絶縁機能が得られないことが想定される。

本発明の一般的な目的は、ステータを構成するコイルの接続部位において樹脂を迅速に硬化させて製造時間の短縮を図ると共に、品質の安定化を図ることが可能なステータ製造装置を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明は、コアに巻回された複数のコイルの端部が互いに接続され、且つ、外部から通電される給電部に接続されたステータにおいて、前記コイルの接続部位に樹脂を注入して該樹脂を硬化させるためのステータ製造装置であって、
前記給電部に通電し、前記コイルを発熱させて前記樹脂を加熱するコイル通電機構と、
前記コイルの接続部位に臨むように前記ステータに対向配置され、該ステータとの離間距離を変化自在に設けられると共に、前記樹脂を外部から加熱する外部加熱機構と、
前記外部加熱機構によって加熱される前記樹脂の外部側温度と、前記コイル通電機構の通電作用下に前記コイルによって加熱される該樹脂の内部側温度とが、略均等となるように制御する制御機構と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ステータのコイルに対して通電可能なコイル通電機構を備え、コイルに通電することによって該コイルを発熱させ、前記コイルの接続部位に注入される樹脂の内部側を加熱すると共に、前記ステータに対向配置された外部加熱機構によって前記樹脂を外部から加熱して該樹脂の外部側を加熱している。そして、この樹脂の外部側温度と内部側温度とが略均等となるように制御部によって温度が制御される。

従って、ステータにおけるコイルの接続部位に注入された樹脂を、該樹脂の内部側と外部側とから加熱することができるため、前記樹脂を迅速且つ確実に硬化させることができ、前記ステータの製造時間を短縮することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るステータ製造装置によって製造されるステータを示す平面図である。 図１に示すステータの縦断面図である。 ステータ製造装置の全体構成図である。 図３のステータ製造装置において、ステータの上方にヒータ機構が設けられた状態を示す平面図である。 図３のステータ製造装置において、ヒータ機構をステータに接近させて加熱した状態を示す拡大断面図である。 第１〜第３パネルヒータからなるヒータ機構を有したステータ製造装置において、ヒータ機構の下方にステータが配置された状態を示す平面図である。 図６に示すステータ製造装置の概略側面図である。 コイル通電機構及びヒータ機構によってシール剤を加熱する際の加熱温度と、該シール剤の表面側及び底部側の温度との関係を示す特性曲線図である。 本発明の第２の実施の形態に係るステータ製造装置の全体構成図である。 変形例に係るステータ製造装置の概略構成図である。

先ず、本発明の第１の実施の形態に係るステータ製造装置１００によって製造されるステータ１０について、図１及び図２を参照しながら簡単に説明する。

このステータ１０は、３相Ｙ型結線のステータであり、中空状のハウジング１２と、該ハウジング１２に設けられる３相の入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗと、前記ハウジング１２の内部に収容される複数の分割コア（コア）１４とを有する。分割コア１４には、樹脂製材料からなるインシュレータ１６を介してコイル１８が巻回され、該コイル１８は接続ワイヤ（図示せず）を介して前記入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗにそれぞれ接続される。そして、分割コア１４は、ハウジング１２の内周面に沿って環状に組み付けられ、隣接する一方の分割コア１４に他方の分割コア１４が嵌合して互いに連結されると共に、コイル１８同士も電気的に接続される。

また、分割コア１４の内周部には、インシュレータ１６の内周壁２０とその外側の中間壁２１を介してコイル１８の接続部位に臨む第１充填溝２２が環状に形成され、一方、前記分割コア１４の外周部には、外周壁２４とハウジング１２の内周面との間に第２充填溝２６が環状に形成される。なお、第１充填溝２２は、その外周側に設けられた第２充填溝２６に対して小径である。

そして、第１及び第２充填溝２２、２６に、例えば、シリコーン等の熱硬化性樹脂からなるシール剤（樹脂）２８ａ、２８ｂをそれぞれ充填すると共に、該シール剤２８ａ、２８ｂを加熱することによって硬化させている。これにより、硬化したシール剤２８ａ、２８ｂによってコイル１８の接続部位が分割コア１４及びハウジング１２に対して固定されると共に絶縁される。すなわち、ステータ１０における第１充填溝２２には、シール剤２８ａが硬化して第１ポッティング部３０が形成される。この第１ポッティング部３０は、断面略矩形状であり、その底部（内部側）３０ａと側部がインシュレータ１６の壁部によって囲繞されると共に、該底部３０ａの反対側となる表面部（外部側）３０ｂが外部に露呈している。

一方、ステータ１０における第２充填溝２６には、シール剤２８ｂが硬化して第２ポッティング部３２が形成される。この第２ポッティング部３２は、第１ポッティング部３０と同様に断面略矩形状である。なお、第１ポッティング部３０は、３相Ｙ結線の中性点を被覆し、第２ポッティング部３２は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の３種類の接続ワイヤを被覆しており、第２ポッティング部３２の断面積は、第１ポッティング部３０の断面積に対して大きく形成される。

すなわち、第２ポッティング部３２は、第１ポッティング部３０と同様に、その底部（内部側）３２ａと側部の一部とがインシュレータ１６によって囲繞されると共に、該底部３２ａの反対側となる表面部（外部側）３２ｂが外部に露呈している。

この場合、第２ポッティング部３２の表面部３２ｂは、第１ポッティング部３０の表面部３０ｂに対して分割コア１４から離間する方向（矢印Ａ方向）に所定高さだけ大きく形成されている。

前記第１充填溝２２は、第２充填溝２６に対して内周側に設けられて直径が小さく形成されるため、該第１充填溝２２の内部容積が前記第２充填溝２６の内部容積に対して小さくなり、それに伴って、前記第１充填溝２２に充填されるシール剤２８ａの充填量は、前記第２充填溝２６に充填されるシール剤２８ｂの充填量に対して少なくなる。

次に、上述したステータ１０を製造するためのステータ製造装置１００について、図３〜図５を参照しながら説明する。

このステータ製造装置１００は、床面１１２に設置されてステータ１０を保持可能な基台１１６と、前記基台１１６の側部に立設された複数のフレーム１１８ａ、１１８ｂと、前記フレーム１１８ａ、１１８ｂに保持されるベースプレート１２０と、前記ステータ１０のコイル１８に対して通電可能なコイル通電機構（コイル通電機構）１２４と、前記ステータ１０に対向配置され該ステータ１０を外部から加熱可能なヒータ機構（外部加熱機構）１２６と、前記ヒータ機構１２６を昇降動作させる昇降機構１２８と、前記コイル通電機構１２４に電流供給を行うコイル用電源１３０と、前記ヒータ機構１２６に電流供給を行うヒータ用電源１３２とを含む。

基台１１６は、図３に示されるように、床面１１２の上部に設けられ、その上面は平坦に形成されている。

フレーム１１８ａ、１１８ｂは、基台１１６を中心として床面１１２から垂直に立設され、その上端部がベースプレート１２０によって互いに連結されると共に、該ベースプレート１２０から所定距離離間した下側（矢印Ｂ方向）にサブプレート１３４が連結される。なお、ベースプレート１２０とサブプレート１３４とは、互いに略平行に設けられている。

コイル通電機構１２４は、ステータ１０の入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗ（図１参照）に接続される複数の電極１３６ａ〜１３６ｃと、該電極１３６ａ〜１３６ｃを保持するためのホルダ１３８と、フレーム１１８ａ、１１８ｂの側面に設けられて前記ホルダ１３８及び電極１３６ａ〜１３６ｃを昇降動作させる電極用シリンダ１４０とを有する。電極用シリンダ１４０から延在するシリンダロッド１４０ａは、前記ホルダ１３８に連結される。

電極１３６ａ〜１３６ｃは、ステータ１０の入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗに対応して３本設けられ、前記ホルダ１３８の端部に互いに所定間隔離間して装着され、電極用シリンダ１４０の駆動作用下にシリンダロッド１４０ａが進退して前記入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗに対して接近・離間するように移動可能である。

ホルダ１３８の上端部には、コイル用電源１３０に接続されるリード線１４２が接続されている。そして、３本の電極１３６ａ〜１３６ｃが、ホルダ１３８を介してコイル用電源１３０に対してそれぞれ電気的に接続され、該コイル用電源１３０からの電流が前記電極１３６ａ〜１３６ｃへと供給されると共に、前記コイル用電源１３０に接続された制御部１４４によってその供給電流が制御される。

ヒータ機構１２６は、基台１１６の所定位置に臨むように配設され、円盤状の第１パネルヒータ（発熱部）１５０と、該第１パネルヒータ１５０の外周側に設けられたリング状の第２パネルヒータ（発熱部）１５２とを有し、前記第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２がリード線１５４を介してそれぞれヒータ用電源１３２に電気的に接続されている。そして、ヒータ用電源１３２からリード線１５４を通じて電流が供給されて第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２がそれぞれ加熱される。

この場合、第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２には、例えば、熱電対等の温度センサ１５６（図４参照）が設けられ、該第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２の温度が検出されてヒータ用電源１３２に接続された制御部１４４へと温度検出に係る信号が出力される。

第１パネルヒータ１５０は、プレート体１５８に貼着された面状発熱体を含み（図５参照）、基台１１６の中央部に臨むように配置される。この面状発熱体は、例えば、ニクロム線を配した薄板状に形成され、前記プレート体１５８の下面に設けられ、後述する基台１１６の上面に載置されたステータ１０と対峙する。この第１パネルヒータ１５０の外周径は、ステータ１０における第１充填溝２２の外周径に対して若干だけ大きく設定される。

すなわち、第１パネルヒータ１５０を含むヒータ機構１２６に対峙するように基台１１６上にステータ１０を載置した際、該第１パネルヒータ１５０によってシール剤２８ａの充填される第１充填溝２２の上方が覆われるように配置されている（図４参照）。

第２パネルヒータ１５２は、第１パネルヒータ１５０と同様に、プレート体１６０に貼着された面状発熱体を含み、前記第１パネルヒータ１５０の外周側に配置される。この面状発熱体は、例えば、ニクロム線を配した薄板状に形成され、前記プレート体１６０の下面に設けられてステータ１０と対峙する。

第２パネルヒータ１５２の内周径は、第１パネルヒータ１５０の外周径に対して若干だけ大きく設定され、該第１パネルヒータ１５０の外周部位と所定間隔離間して配置されると共に、前記第２パネルヒータ１５２の外周径は、ステータ１０における第２充填溝２６の外周径に対して若干だけ大きく設定される。すなわち、第２パネルヒータ１５２を含むヒータ機構１２６の下方であって、基台１１６の上面にステータ１０を載置した際、該第２パネルヒータ１５２が第２充填溝２６に対峙し、該第２充填溝２６の上方が覆われるように配置されている（図４参照）。

次に、前記のように構成されるヒータ機構１２６を昇降動作させる昇降機構１２８について説明する。

前記第１パネルヒータ１５０と第２パネルヒータ１５２は、可動プレート１７０に保持されている。すなわち、前記第１パネルヒータ１５０の中央部には、可動プレート１７０に連結されたサブシリンダ１７２のロッド１７２ａが連結されると共に、該ロッド１７２ａに対して半径外方向に離間して複数の第１ガイド軸１７４が連結されている。

一方、第２パネルヒータ１５２は、複数の固定ロッド１７６を介して可動プレート１７０の外周部位に固定され、昇降機構１２８を構成するメインシリンダ１７８（後述する）の駆動作用下にシリンダロッド１７８ａが進退して前記可動プレート１７０と共にステータ１０に接近・離間する方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に昇降動作する。

昇降機構１２８は、さらに前記可動プレート１７０に挿通されて第１パネルヒータ１５０を上下方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って案内する第１ガイド軸１７４と、前記可動プレート１７０に固定され該可動プレート１７０の上下方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って案内する第２ガイド軸１８０とを含む。

可動プレート１７０には、シリンダロッド１７８ａを中心として半径外方向に所定間隔離間して、前記のように第２ガイド軸１８０が連結されているため、前記可動プレート１７０が移動する際に、該可動プレート１７０はベースプレート１２０及びサブプレート１３４に挿通された第２ガイド軸１８０によって上下方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に案内される。

すなわち、昇降機構１２８は、メインシリンダ１７８の駆動作用下に可動プレート１７０を介してヒータ機構１２６を構成する第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２を一体的に昇降動作させると共に、サブシリンダ１７２を駆動させることによって前記第１パネルヒータ１５０を前記第２パネルヒータ１５２に対してさらに上下方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に独立して相対変位させることができる。換言すれば、第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２とステータ１０との離間距離を自由に設定可能であり、それに伴って、後述するようにバランス温度ＴＰを最適な値とすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るステータ製造装置１００は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について図３〜図５を参照しながら説明する。

先ず、第１及び第２充填溝２２、２６が上方に臨み、且つ、入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗがコイル通電機構１２４に臨むようにステータ１０を基台１１６の上面に載置し、該基台１１６に対して保持すると共に、前記第１及び第２充填溝２２、２６に対して図示しない注入ノズルを介してシール剤２８ａ、２８ｂが注入された準備状態とする。なお、シール剤２８ａ、２８ｂは、適度な粘性を有する液状であり、未だ硬化が開始されずに流動性を有した状態にある。

この準備状態において、電極用シリンダ１４０の駆動によってホルダ１３８を介して電極１３６ａ〜１３６ｃを降下させ、該電極１３６ａ〜１３６ｃをステータ１０の入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗに対してそれぞれ接触させる。そして、コイル用電源１３０からリード線１４２を介して電流を供給することにより、前記入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗに接続された分割コア１４のコイル１８に通電され、それによって、前記コイル１８が発熱して該コイル１８側となる第１及び第２充填溝２２、２６内のシール剤２８ａ、２８ｂの底部３０ａ、３２ａ側（矢印Ｂ方向）が徐々に加熱される。

この際、第１充填溝２２に充填されたシール剤２８ａの充填量が、第２充填溝２６に充填されているシール剤２８ｂの充填量に対して少ないため、該充填量の少ないシール剤２８ａがコイル１８の発熱によって加熱されやすく、前記シール剤２８ａの温度が、前記第２充填溝２６のシール剤２８ｂの温度よりも高くなった状態で、前記シール剤２８ａ、２８ｂの温度がそれぞれ上昇していく。

また、同時に、昇降機構１２８のメインシリンダ１７８を駆動させてヒータ機構１２６をステータ１０側（矢印Ｂ方向）に接近させるように降下させ、前記ステータ１０の上面に対して所定間隔離間させた状態で対峙させると共に、ヒータ用電源１３２からリード線１５４を介して第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２に電流を供給することにより、該第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２を構成する面状発熱体が加熱し、それに伴って、該第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２に対峙した前記ステータ１０の第１及び第２充填溝２２、２６に充填されたシール剤２８ａ、２８ｂが加熱される。その際、シール剤２８ａ、２８ｂは、第１及び第２充填溝２２、２６内においてヒータ機構１２６側（矢印Ａ方向）となる表面側から加熱される。

この際、第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２を含むヒータ機構１２６の設定温度Ｔｈは、第１及び第２充填溝２２、２６においてヒータ機構１２６に対峙したシール剤２８ａ、２８ｂの表面部３０ｂ、３２ｂ側温度（外部側温度）Ｔ１と、コイル１８側となる底部３０ａ、３２ａ側温度（内部側温度）Ｔ２とが一致した状態となるように設定されている（Ｔ１＝Ｔ２）。

この加熱状態において、第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２の温度は、温度センサ１５６で検出された後、ヒータ用電源１３２に接続された制御部１４４へと出力され、予め設定された設定温度Ｔｈと比較され、該設定温度Ｔｈとなるように前記第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２に供給される電流量を制御するフィードバック制御が行われる。

本実施の形態において、上述したように第１充填溝２２に充填されたシール剤２８ａの温度が、第２充填溝２６に充填されたシール剤２８ｂの温度に対して高温となるため、サブシリンダ１７２を駆動させて前記第１充填溝２２に対峙した第１パネルヒータ１５０を上方（矢印Ａ方向）へと変位させ、ステータ１０に対する第１パネルヒータ１５０の離間距離Ｌ１（図５参照）を、第２パネルヒータ１５２の離間距離Ｌ２（図５参照）に対して大きくする（Ｌ１＞Ｌ２）ことができる。すなわち、第１パネルヒータ１５０を第２パネルヒータ１５２に対して相対変位させ、該第１パネルヒータ１５０と比較して第２パネルヒータ１５２をステータ１０に接近させた状態とする。これにより、第２充填溝２６のシール剤２８ｂを、第１充填溝２２のシール剤２８ａに対してより加熱することが可能となる。

このように、第１パネルヒータ１５０で加熱される第１充填溝２２におけるシール剤２８ａの温度と比較し、第２パネルヒータ１５２で加熱される第２充填溝２６におけるシール剤２８ｂの温度を高めることができるため、前記シール剤２８ａ、２８ｂの充填量の差に起因して生じる該シール剤２８ａ、２８ｂの温度差を抑制して略均等な温度となるように加熱することができる。

すなわち、第１及び第２充填溝２２、２６に充填されたシール剤２８ａ、２８ｂが、制御部１４４によって設定温度Ｔｈに制御された第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２によってその表面部３０ｂ、３２ｂ側及び底部３０ａ、３２ａ側からそれぞれ均等に加熱され、且つ、前記シール剤２８ａ、２８ｂの充填量の違いに起因した温度差に基づいて前記第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２を相対的に上下方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に変位させ、該シール剤２８ａ、２８ｂの温度が均等となるように加熱することにより、前記シール剤２８ａ、２８ｂが略同速度で内部に向かって徐々に硬化していき、完全に硬化して第１及び第２ポッティング部３０、３２が形成される。その結果、ステータ１０におけるコイル１８の接続部位が第１及び第２ポッティング部３０、３２によって固定されると共に電気的に絶縁される。

以上のように、第１の実施の形態では、ステータ１０を構成するコイル１８に通電可能なコイル通電機構１２４を備え、該コイル１８を通電させることによって発熱させシール剤２８ａ、２８ｂの底部３０ａ、３２ａ側を加熱すると共に、前記ステータ１０の上面に臨むようにヒータ機構１２６を備える。このヒータ機構１２６を構成する第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２に通電加熱させることによって前記シール剤２８ａ、２８ｂの表面部３０ｂ、３２ｂを外部から加熱することができる。これにより、ステータ１０におけるコイル１８の接続部位に充填されたシール剤２８ａ、２８ｂを迅速且つ確実に硬化させることができるため、ステータ１０の製造時間を短縮することができる。

また、第１パネルヒータ１５０を第２パネルヒータ１５２に対して相対変位させ、ステータ１０に対する前記第１パネルヒータ１５０の離間距離Ｌ１と第２パネルヒータ１５２の離間距離Ｌ２を調整可能としている。これにより、第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２によって第１充填溝２２及び第２充填溝２６に充填されたシール剤２８ａ、２８ｂの加熱温度をそれぞれ別個に変化させることができる。

さらに、コイル通電機構１２４及びヒータ機構１２６に供給される電流量を制御し、コイル１８によるシール剤２８ａ、２８ｂの底部３０ａ、３２ａ側に対する加熱温度と第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２による前記シール剤２８ａ、２８ｂの表面側に対する加熱温度とが均等になるバランス温度ＴＰを可変制御することにより、充填するシール剤２８ａ、２８ｂの樹脂の種類に応じた最適な硬化温度にしてもよい。その結果、シール剤２８ａ、２８ｂを硬化させた第１及び第２ポッティング部３０、３２に歪み、亀裂等が生じることがなく、該第１及び第２ポッティング部３０、３２によってコイル１８の接続部位が確実に固定され且つ絶縁され、安定した品質のステータ１０を製造することが可能となる。

なお、上述した第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２において、ステータ１０に対する該第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２の離間距離Ｌ１、Ｌ２を変化させる代わりに、前記第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２を構成する面状発熱体の加熱特性をそれぞれ異なるものとしてもよい。

例えば、第１パネルヒータ１５０における面状発熱体のニクロム線の線径を大きくし、第２パネルヒータ１５２における面状発熱体のニクロム線の線径を小さくすることによって、前記第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２に同一の電流量を供給した場合でも、その加熱特性を変化させることができる。

また、上述した第１及び第２パネルヒータ１５０、１５２を有するヒータ機構１２６の代わりに、図６及び図７に示されるように、ステータ１０の第１充填溝２２を加熱可能な第１パネルヒータ（第１発熱部）１５０ａと、第２充填溝２６における入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗ近傍を加熱可能な比較的短い円弧状の第２パネルヒータ（第２発熱部）１５２ａと、該第２充填溝２６において該入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗとは反対側となる部位を加熱可能な比較的長尺に湾曲した第３パネルヒータ（第３発熱部）１９０とを有するヒータ機構１９２を備えるステータ製造装置１９４を採用してもよい。

この第１パネルヒータ１５０ａは、第１充填溝２２に臨むように環状に形成され、第２及び第３パネルヒータ１５２ａ、１９０は、前記第１パネルヒータ１５０ａの外周側に設けられ、それぞれ第２充填溝２６に臨むように配設される。そして、第１〜第３パネルヒータ１５０ａ、１５２ａ、１９０は、図示しない昇降機構によってそれぞれ独立して別個に昇降自在に設けられている。

ここで、コイル１８の発熱によって加熱するシール剤２８ａ、２８ｂの底部３０ａ、３２ａ側の温度であり、３相Ｙ結線の中性点が接続される第１充填溝２２における温度Ｔ２ａと、第２充填溝２６において入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗ近傍の温度Ｔ２ｂと、前記第２充填溝２６において該入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗとは反対側となる部位の温度Ｔ２ｃと前記コイル１８の発熱によって加熱するシール剤２８ａ、２８ｂの表面側温度Ｔ１との関係を示す図８を参照しながら、ヒータ機構１９２の設定温度Ｔｈについて説明する。

図８から諒解されるように、シール剤２８ａ、２８ｂの表面側温度Ｔ１と、第１充填溝２２における中性点の温度Ｔ２ａ、第２充填溝２６における入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗ近傍の温度Ｔ２ｂ、該入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗとは反対側となる部位の温度Ｔ２ｃの変化特性はそれぞれ相違する。前記表面側温度Ｔ１の変化率が最も大きく、前記温度Ｔ２ａ、Ｔ２ｂ、Ｔ２ｃの変化率は略同等の変化率となる。また、温度Ｔ２ａが最も高く、温度Ｔ２ｂ、Ｔ２ｃの順番に徐々に低くなる特性を有すると共に、前記温度Ｔ２ｂとＴ２ｃとの温度差と比較し、該温度Ｔ２ｂと温度Ｔ２ａとの温度差が大きいことが諒解される。

すなわち、第１充填溝２２におけるシール剤２８ａの充填量が、第２充填溝２６に対するシール剤２８ｂの充填量に対して少ないため、前記シール剤２８ａの温度Ｔ２ａが、前記シール剤２８ｂの温度Ｔ２ｂ、Ｔ２ｃに対して高くなる。一方、第２充填溝２６では、通電されたコイル１８による発熱量が入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗ近傍で大きく、該入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗと反対側の部位では前記発熱量が小さくなるため、前記入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗ近傍の温度Ｔ２ｂが温度Ｔ２ｃに対して相対的に高くなる。

そして、ヒータ機構１９２によるシール剤２８ａ、２８ｂの表面側温度Ｔ１の特性曲線と、第１及び第２充填溝２２、２６における各部位のシール剤２８ａ、２８ｂの底部側温度Ｔ２ａ、Ｔ２ｂ、Ｔ２ｃの特性曲線とが一致したバランス温度ＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３が設定される。

すなわち、コイル通電機構１２４によりコイル１８に所定の電流値を通電しておき、ヒータ機構１９２の設定温度Ｔｈを、表面側温度Ｔ１の特性曲線と底部３０ａ、３２ａ側温度Ｔ２ａ、Ｔ２ｂ、Ｔ２ｃの特性曲線とが交差するバランス温度ＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３となるように個別にそれぞれ設定することにより、シール剤２８ａ、２８ｂを表面側と底部３０ａ、３２ａ側からそれぞれ同じ温度で均等に加熱することが可能となり、該シール剤２８ａ、２８ｂにおける表面側及び底部３０ａ、３２ａ側の温度分布を均等としながら徐々に硬化させていくことができる。

また、コイル通電機構１２４及びヒータ機構１９２に供給される電流量を制御し、コイル１８によるシール剤２８ａ、２８ｂの底部３０ａ、３２ａ側に対する加熱温度と第１及び第２パネルヒータ１５０ａ、１５２ａによる前記シール剤２８ａ、２８ｂの表面側に対する加熱温度とが均等になるバランス温度ＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３を可変制御することにより、充填するシール剤２８ａ、２８ｂの樹脂の種類に応じた最適な硬化温度にしてもよい。

さらに、第１パネルヒータ１５０ａ、第２パネルヒータ１５２ａ及び第３パネルヒータ１９０をそれぞれ別個に相対変位させ、ステータ１０におけるシール剤２８ａの温度Ｔ２ａ、前記シール剤２８ｂの温度Ｔ２ｂ、Ｔ２ｃの温度差に応じて該ステータ１０に対する第１〜第３パネルヒータ１５０ａ、１５２ａ、１９０の離間距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３（図７参照）をそれぞれ調整することができる。

これにより、図７に示されるように、最も高温となるシール剤２８ａの充填された第１充填溝２２に臨んだ第１パネルヒータ１５０ａをステータ１０に対して最も離間させ、反対に、最も低温となる第２充填溝２６における入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗと反対側の部位に臨んだ第３パネルヒータ１９０を前記ステータ１０に対して最も接近させる。なお、この場合、第２パネルヒータ１５２ａは、第１パネルヒータ１５０ａと第３パネルヒータ１９０との中間となる位置とするとよい。

この結果、ステータ１０においてコイル１８を発熱させた際に各部位で生じていたシール剤２８ａ、２８ｂの温度差に基づいて各部位の温度が略均等となるように加熱することが可能となる。

次に、第２の実施の形態に係るステータ製造装置２００を図９に示す。なお、上述した第１の実施の形態に係るステータ製造装置１００と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この第２の実施の形態に係るステータ製造装置２００では、ヒータ機構２０２がステータ１０側（矢印Ｂ方向）に向かって先細となる略円錐状に形成されたパネルヒータ（発熱部）２０４を備える点で、第１の実施の形態に係るステータ製造装置１００と相違している。

このヒータ機構２０２を構成するパネルヒータ２０４は、その中央に孔部２０６を有する略円錐状に形成され、ステータ１０と同軸上に設けられる。

パネルヒータ２０４は、その内周側が最もステータ１０に接近し、外周側に向かって徐々に拡径しながら前記ステータ１０から離間するように形成される。換言すれば、パネルヒータ２０４の軸線を中心として所定角度で傾斜しながら外周側に向かって拡径している。

このパネルヒータ２０４の傾斜角度は、例えば、第１充填溝２２におけるシール剤２８ａ（第１ポッティング部３０）と第２充填溝２６におけるシール剤２８ｂ（第２ポッティング部３２）との高さの差に基づいた角度で設定される。

このように第２の実施の形態では、外周側に向かって拡径して徐々にステータ１０から離間する略円錐状のパネルヒータ２０４を設けることにより、ステータ１０における第１及び第２充填溝２２、２６のシール剤２８ａ、２８ｂと前記パネルヒータ２０４との離間距離を変化させることができるため、該離間距離に応じて前記シール剤２８ａ及びシール剤２８ｂに対する加熱量を変化させることが可能となる。その結果、コイル１８の通電作用下に加熱された第１充填溝２２のシール剤２８ａと第２充填溝２６のシール剤２８ｂとの間に温度差がある場合でも、該温度差に応じて前記シール剤２８ａ、２８ｂと前記パネルヒータ２０４との離間距離を変化させ、前記シール剤２８ａ、２８ｂの温度が略均等となるように加熱することができる。

一方、図１０に示されるステータ製造装置３００のように、ステータ１０に充填されるシール剤２８ａ、２８ｂを予め所定温度まで加熱しておくようにしてもよい。

このステータ製造装置３００は、ステータ１０の第１及び第２充填溝２２、２６に対してシール剤２８ａ、２８ｂを充填可能な注入ノズル３０２と、該注入ノズル３０２が接続され、該シール剤２８ａ、２８ｂで満たされたタンク３０４と、前記注入ノズル３０２の先端部に設けられ、該注入ノズル３０２を加熱可能なノズルヒータ（加熱装置）３０６と、前記注入ノズル３０２から導出されたシール剤２８ａ、２８ｂに対して熱風を噴射可能な熱風噴射機構（加熱装置）３０８とを含む。

そして、タンク３０４から注入ノズル３０２へとシール剤２８ａ、２８ｂが供給され、該シール剤２８ａ、２８ｂをステータ１０における第１及び第２充填溝２２、２６へと充填する際、該シール剤２８ａ、２８ｂが注入ノズル３０２を通過することによってノズルヒータ３０６で加熱されて所定温度まで上昇すると共に、該注入ノズル３０２の先端部からステータ１０側に向かって導出された際、熱風噴射機構３０８から噴射された熱風によってさらに加熱された後、前記第１及び第２充填溝２２、２６へと充填される。

すなわち、ステータ１０における第１及び第２充填溝２２、２６に充填される前に予めシール剤２８ａ、２８ｂを所定温度に加熱しておくことにより、該シール剤２８ａ、２８ｂを発熱したコイル１８及びヒータ機構１２６によってより一層迅速に加熱して硬化温度まで到達させることが可能となる。

なお、本発明に係るステータ製造装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims (9)

1. コア（１４）に巻回された複数のコイル（１８）の端部が互いに接続され、且つ、外部から通電される給電部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に接続されたステータ（１０）において、前記コイル（１８）の接続部位に樹脂（２８ａ、２８ｂ）を注入して該樹脂（２８ａ、２８ｂ）を硬化させるためのステータ製造装置（１００、１９４、２００、３００）であって、
   前記給電部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に通電し、前記コイル（１８）を発熱させて前記樹脂（２８ａ、２８ｂ）を加熱するコイル通電機構（１２４）と、
   前記コイル（１８）の接続部位に臨むように前記ステータ（１０）に対向配置され、該ステータ（１０）との離間距離を変化自在に設けられると共に、前記樹脂（２８ａ、２８ｂ）を外部から加熱する外部加熱機構（１２６、１９２、２０２）と、
   前記外部加熱機構（１２６、１９２、２０２）によって加熱される前記樹脂（２８ａ、２８ｂ）の外部側温度と、前記コイル通電機構（１２４）の通電作用下に前記コイル（１８）によって加熱される該樹脂（２８ａ、２８ｂ）の内部側温度とが、略均等となるように制御する制御機構（１４４）と、
   を備えることを特徴とするステータ製造装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記ステータ（１０）は、前記コア（１４）を挟んだ内周側及び外周側にそれぞれ前記接続部位を有し、前記外部加熱機構（１２６）が、前記内周側の接続部位と外周側の接続部位にそれぞれ臨む同心円状の発熱部（１５０、１５２）を備えることを特徴とするステータ製造装置。
3. 請求項２記載の装置において、
   前記発熱部（１５０、１５２）は、前記ステータ（１０）における内周側の接続部位と外周側の接続部位との離間距離がそれぞれ一定となるように設けられることを特徴とするステータ製造装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置において、
   前記樹脂（２８ａ、２８ｂ）が前記ステータ（１０）に注入される前に該樹脂（２８ａ、２８ｂ）を加熱可能な加温装置を備えることを特徴とするステータ製造装置。
5. 請求項４記載の装置において、
   前記加温装置は、前記樹脂（２８ａ、２８ｂ）を前記ステータ（１０）に対して充填するノズル（３０２）を加熱可能なノズルヒータ（３０６）からなることを特徴とするステータ製造装置。
6. 請求項５記載の装置において、
   前記加温装置は、前記ノズル（３０２）から導出された前記樹脂（２８ａ、２８ｂ）に対して熱風を噴射可能な熱風噴射機構（３０８）からなることを特徴とするステータ製造装置。
7. 請求項１記載の装置において、
   前記外部加熱機構（２０２）は、孔部（２０６）を中央に有した略円錐状に形成され、前記ステータ（１０）と同軸上に設けられた発熱部（２０４）を備え、前記発熱部（２０４）は、内周側が前記ステータ（１０）に最も接近し、外周側に向かって徐々に拡径しながら前記ステータ（１０）から離間するように形成されることを特徴とするステータ製造装置。
8. 請求項１記載の装置において、
   前記外部加熱機構（１９２）は、前記ステータ（１０）における前記内周側の接続部位に臨む第１発熱部（１５０ａ）と、
   前記外周側の接続部位において前記給電部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）近傍を加熱可能な円弧状の第２発熱部（１５２ａ）と、
   前記外周側の接続部位において前記給電部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）とは反対側となる部位を加熱可能な第３発熱部（１９０）と、
   を備えることを特徴とするステータ製造装置。
9. 請求項８記載の装置において、
   前記第１発熱部（１５０ａ）、第２発熱部（１５２ａ）及び第３発熱部（１９０）は、前記ステータ（１０）に対してそれぞれ別個に相対変位させることにより、該ステータ（１０）に対する離間距離を調整自在に設けられることを特徴とするステータ製造装置。

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