JP5573395B2 - ステータの製造方法 - Google Patents
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Description
そして、スロット内に配置するときの形状に形成したコイル導体に対して、複数の分割コアを組み付けている。また、その後、複数の分割コアの外周に外周リングを焼き嵌め(外周リングを加熱し膨張させて嵌め込み)等を行って装着している。
また、例えば、特許文献2の電動機においては、ヨーク部分が円周方向に複数に分割された固定子コアを組み付け、この固定子コアのティース先端部に金型を設置して、固定子コアに対して周方向において均等な状態で径方向に応力を加えて、固定子を製造することが開示されている。
なお、特許文献1、2においても、上記焼き嵌め後の真円度の低下を抑制する工夫はなされていない。
該ステータ形成工程の後に、上記ステータにおける上記外周リングを拘束して、該ステータの真円度を矯正した状態において、該ステータを所定の温度に加熱することにより、該ステータの真円度を向上させる矯正工程とを含むことを特徴とするステータの製造方法にある(請求項1)。
本発明のステータの製造方法においては、ステータ形成工程において、角線を折り曲げて形成したコイル導体に対して複数の分割コアを組み付け、複数の分割コアの外周に対して加熱した外周リングを嵌め込んで、ステータを形成する。そして、矯正工程において、ステータにおける外周リングを拘束してステータの真円度を矯正した状態において、ステータを所定の温度に再加熱する。
この再加熱により、スロットに配置したときのコイル導体の変形が戻ろうとする力を緩和することができ、コイル導体の変形が戻ろうとする力が残留応力として分割コアを押し広げようとすることを抑制することができる。
本発明の上記矯正工程において、上記ステータを再加熱する所定の温度は、コイル導体を構成する角線を被覆する絶縁層の耐熱温度以下とすることができる。このステータを再加熱する所定の温度は、例えば、コイル導体の温度が100〜200℃となるように設定することができる。
この場合には、外周リングの焼き嵌めを行ったステータに対して、矯正治具を取り付けて調整部を調整することにより、ステータの真円度の矯正を容易に行うことができる。
この場合には、調整ボルトの締め付けによって各分割コアを押圧する力を容易に調整することができ、ステータの真円度を更に向上させることができる。
この場合には、ワニス含浸を行う際の加熱温度を利用して、ステータの再加熱を行うことができ、矯正工程に要する時間の短縮化、及び設備の簡略化を図ることができる。
この場合には、真円度を矯正すべき分割コアを直接内周側へ押圧することができ、ステータの真円度を一層向上させることができる。
(実施例)
本例のステータ1の製造方法においては、次のステータ形成工程及び矯正工程を行って回転電機用のステータ1を製造する。
ステータ形成工程においては、図3、図9に示すごとく、断面略四角形状の角線301を折曲げ加工し、ステータコア2のスロット23に配置する直線部31に対し一方端と他方端とにおいて交互に渡り部32を繋いで直線部31を仮想の円周上に並べるよう配置したコイル導体3を形成する。次いで、図4に示すごとく、このコイル導体3に対し、1つおきのスロット23の形成位置においてステータコア2を周方向Cに分断してなる複数の分割コア25を組み付ける。その後、図5、図6に示すごとく、この複数の分割コア25の外周に対して加熱した外周リング26を嵌め込んでステータ1を形成する。
矯正工程においては、図1、図2に示すごとく、ステータ1における外周リング26を拘束して、ステータ1の真円度を矯正する。そして、この矯正状態において、ステータ1を所定の温度に再加熱することにより、ステータ1の真円度を向上させる。
本例のステータ1は、3相の回転電機に用いるものであり、3相の回転電機は、ステータ1の内周側にインナーロータを回転可能に配置して構成される。
図9に示すごとく、ステータコア2における複数のスロット23には、複数の直線部31を一方端と他方端とにおいて交互に渡り部32によって繋いでなる波巻形状のU相のコイル導体3U、V相のコイル導体3V及びW相のコイル導体3Wを、複数のスロット23に分布して配置している。また、ステータコア2には、ステータ1の周方向Cを巡回する複数のターンの各相のコイル導体3が配置されており、ステータコア2における各スロット23には、U相、V相、W相のうちのいずれかの相のコイル導体3の直線部31が径方向Rに重なって配置されている。
また、図4に示すごとく、ステータコア2を構成する各分割コア25は、一つの中央スロット23Aと、この中央スロット23Aの両側において分断したスロット23によって構成した一対の分断スロット23Bとを有している。各分割コア25は、1つおきのスロット23の外周側に位置するヨーク部21を分断して形成されており、スロット23同士の間に位置する2つのティース部22を有している。
図7、図8に示すごとく、外周リング26は、円筒形状の本体部261に対し、周方向Cの3箇所に取付部262を延長形成してなる。外周リング26の内径は、複数の分割コア25を組み合わせた外周面の外径と略同じ又は若干これよりも小さくしてある。
ステータコア2に配置したコイル導体3においては、直線部31のほとんどがスロット23内に配置され、直線部31の残部と渡り部32とがステータコア2の軸方向端面の外方に配置される。直線部31の残部と渡り部32とはステータ1のコイルエンド部35を形成する。
ワニス含浸工程においては、図11に示すごとく、ワニス含浸装置6を用い、ステータ1のコイルエンド部35に絶縁樹脂材料からなるワニスWを滴下し、このワニスWを、コイル導体3に生じる表面張力によってスロット23内に含浸させる。ワニス含浸装置6は、ステータ1の軸方向Dを水平方向に向けて保持する回転装置61、ワニスWを滴下させるノズル62、ワニスWの滴下を行う環境を真空状態にする真空槽(図示略)等を備えている。
なお、ワニス含浸工程におけるステータ1の加熱は、誘導加熱、熱風による加熱、コイル導体3に通電を行うことによる加熱等の種々の加熱方法によって行うことができる。
また、上記矯正工程におけるステータ1の再加熱は、図15に示すごとく、ステータ1の内周側に配置した誘導加熱コイル83によってステータ1を誘導加熱して行うこともできる。
また、図示は省略するが、熱風による加熱及び誘導加熱を行う際には、コイル導体3に通電を行ってステータ1を加熱することもできる。
本確認試験においては、上記ステータ1に対して上記矯正工程を行った効果を確認する試験を行った。
具体的には、ステータ1における各分割コア25を矯正治具5で矯正する前(矯正工程を行う前)、ステータ1における各分割コア25を矯正治具5で矯正した後(治具矯正後)、ステータ1における各分割コア25を矯正治具5で矯正し、所定の温度に再加熱した後(加熱後)、ステータ1における各分割コア25を矯正治具5で矯正すると共に所定の温度に再加熱し、矯正治具5を取り外した後(治具取外し後)の各段階において、測定器によりステータ1のティース部22における内周面221の半径を測定した。
各図は、ティース部22の内周面221の半径が66mmである場合をグラフ円の中心Oとし、ティース部22の内周面221の半径が67.8mmである場合をグラフ円の外形Gとして示す。また、放射状に伸びるラインHは、スロット23の形成位置を示す。
2 ステータコア
21 ヨーク部
22 ティース部
221 内周面
23 スロット
25 分割コア
26 外周リング
3 コイル導体
301 角線
31 直線部
32 渡り部
4 焼き嵌め装置
5 矯正治具
51 本体部
52 調整部(調整ボルト)
Claims (5)
- ステータコアのスロットに配置する直線部に対して一方端と他方端とにおいて交互に渡り部を繋いで上記直線部を仮想の円周上に並べるよう折り曲げた角線からなるコイル導体に対し、上記スロットの形成位置において上記ステータコアを周方向に分断してなる複数の分割コアを組み付け、該複数の分割コアの外周に対して加熱した外周リングを嵌め込んでステータを形成するステータ形成工程と、
該ステータ形成工程の後に、上記ステータにおける上記外周リングを拘束して、該ステータの真円度を矯正した状態において、該ステータを所定の温度に加熱することにより、該ステータの真円度を向上させる矯正工程とを含むことを特徴とするステータの製造方法。 - 請求項1に記載のステータの製造方法において、上記矯正工程においては、上記外周リングの外周側に配置して、該外周リングの周方向を部分的に押圧する矯正治具を用い、該矯正治具は、上記外周リングの外周側に配置する本体部と、該本体部に対する径方向位置を調整して上記分割コアを外周側から押圧する調整部とを有していることを特徴とするステータの製造方法。
- 請求項2に記載のステータの製造方法において、上記本体部は、円環形状のリング部材からなり、該リング部材には、上記複数の分割コアの外周側にそれぞれ対向する位置においてネジ穴が設けてあり、
上記調整部は、上記ネジ穴にそれぞれ螺合させた調整ボルトであり、
該調整ボルトの先端によって、上記分割コアの外周を押圧することによって上記ステータの真円度を向上させることを特徴とするステータの製造方法。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載のステータの製造方法において、上記矯正工程は、上記コイル導体及び上記スロット内の空隙にワニスを含浸させるワニス含浸工程において行い、
上記ステータの再加熱を行う所定の温度は、上記ワニスを硬化させる加熱温度とすることを特徴とするステータの製造方法。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載のステータの製造方法において、上記矯正工程においては、測定器を用いて上記ステータの中心から上記複数の分割コアのティース内周面までの半径を測定し、該測定を行った半径が他の分割コアに比べて大きい分割コアを内周側へ押圧して、上記ステータの真円度を向上させることを特徴とするステータの製造方法。
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