JP6287824B2

JP6287824B2 - ステータの製造方法

Info

Publication number: JP6287824B2
Application number: JP2014265263A
Authority: JP
Inventors: 啓友河西
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2018-03-07
Anticipated expiration: 2034-12-26
Also published as: JP2016127658A

Description

本発明は、ステータの製造方法に関する。

ステータを複数の分割ステータの組み合わせで構成することが知られている。分割ステータのステータコアにインシュレータを固定するのに、ワニスの滴下含浸やモールド成形を使用しており、加工費・材料費が高く、体格が大きくなるのを避けられない。ワニス等を用いないで、ステータコアのティース部にインシュレータを固定する方法が、特許文献１に記載されている。そこでは、複数の分割ステータをその側面同士を当接してリング状に配置し、その外周に締結用リングを焼嵌めにより組み付けることで一体化したステータを得るようにしたステータの製造方法であって、分割ステータを構成するインシュレータを熱可塑性樹脂とし、該インシュレータを焼き嵌め時の締結リングからの伝熱によって軟化させることでステータコアに密着させるようにしている。

特開２００９−１３６０９１号公報

特許文献１に記載のステータの製造方法は、分割ステータに締結用リングを焼嵌めによって組み付けるときの熱で熱可塑性樹脂製のインシュレータをティース部に軟化密着させるようにしており、ワニス等を使用しないので、体格が大きくなるのを回避できる利点がある。しかし、ステータコアとして積層鋼板で構成されるものを用いる場合には、積層鋼板に直接焼嵌めを行うことから、鋼板に無視できない磁気特性の悪化が生じるのを避けられない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、積層鋼板からなるステータコアのティース部に熱可塑性樹脂製のインシュレータが固定されたステータの製造方法において、ステータコアを構成する積層鋼板の磁気特性が悪化するのを抑制できるようにしたステータの製造方法を提供することを課題とする。

本発明によるステータの製造方法は、積層鋼板からなるステータコアのティース部に熱可塑性樹脂製のインシュレータが固定されたステータの製造方法であって、ステータコアを構成する積層鋼板の積層方向の最外側層にアルミ板を配置する工程と、配置したアルミ板と積層鋼板とを一体化する工程と、ステータコアのティース部に挿入されたインシュレータとアルミ板とをホットプレスして接合する工程と、を少なくとも有することを特徴とする。

本発明によるステータの製造方法によれば、インシュレータとステータコアとの接合一体化は、ステータコアを構成する積層鋼板の最外側層に配置されたアルミ板を介してのホットプレスで行われるので、ホットプレス時の熱が積層鋼板に直接伝達されることはなく、そのために、積層された鋼板の磁気特性の悪化は大きく低減される。また、固定にワニス等を用いないので、体格が大きくなるのも避けることもできる。

本発明による製造方法を適用して形成される分割ステータを分解して示す図。本発明による製造方法を説明するための工程図。

以下、図面を参照して、本発明に係るステータの製造方法を説明する。図１は、本発明による製造方法を適用して製造される分割ステータ３０を分解して示しており、図２は本発明による製造方法での各工程を示している。なお、図２では、上面図を下段に、各上面図でのａ−ａ線に沿う断面図を上段に示している。また、図２は、１つの分割ステータが製造されるまでの工程を示しており、製造された適数個の分割ステータが円環状に組み付けられて、図示しない１つのステータとされる。

図において、１はステータコアであり、ほぼＴ字状に打ち抜かれた厚み０．５ｍｍ程度の電磁鋼板２の適数枚を積層して構成する。ステータコア１は、Ｔ字状の脚部となるティース部３と、頭部となるヨーク部４とを有している。

次の工程で、積層された電磁鋼板２の積層方向の最外側層の双方またはいずれか一方に、打ち抜かれた電磁鋼板２と同じ形状のアルミ板５をさらに積層する。なお、図示のものでは、一方の外側層にのみアルミ板５を積層しているが、一方の外側層の外面にのみ積層するか、双方の外側層の外面に積層するかは、ステータコア１と後記するインシュレータ１０との間に求められる固定強度に応じて選択する。

アルミ板５は所要の機械的強度を備えることを条件に、例えば１ｍｍ程度の薄板であってよい。好ましくは、アルミ板５には、１ｍｍ程度の間隔で、幅・深さ１００μｍ程度の溝（不図示）をインシュレータと接する側に形成する。溝加工は、機械的ブレードによる切削やレーザー加工により行うことができる。この溝により、アンカー効果によるインシュレータとの密着力の向上効果がもたらされる。図２（ａ）に示すように、電磁鋼板２の適数枚とアルミ板５を積層した後、かしめやヨーク部４側の溶接により全体を一体化する工程を行うことで、ステータコア１とされる。

上記したステータコア１のティース部３に外嵌合できる形状のインシュレータ１０を、熱可塑性の樹脂を用いて、別途成形する。インシュレータ１０は耐熱性を必要とすることから、好ましい例として、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、あるいはＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などを挙げることができる。また、これらの材料に従来知られた適宜の強化材を含ませたものも好適に用いることができる。例えば、フィラー強化５０％ＰＰＳなどを例示できる。成形は射出成型が好ましいがこれに限らない。

インシュレータ１０は、図示のように、内周面１１と、一対の縦壁１２，１２を有しており、ボビン形状をなしている。また、ティース部３に外嵌合したときに、ヨーク部４の側となる部位には、内周面１１から連続する延長部１３が一体成形されている。外嵌合した状態において、アルミ板５が積層されている側では、該延長部１３の裏面とアルミ板５の外側面とがほぼ密着した状態となっている。成形されたインシュレータ１０をボビンとして、平角線または丸線の巻線２０を巻き付ける。図２（ｂ）は、巻線２０を巻き付けたインシュレータ１０をステータコア１のティース部３に外嵌合で挿入した状態を示している。

次に、図２（ｂ）に示した状態で、インシュレータ１０の前記した延長部１３を含むようにして上面から適宜の冶具を用いてアルミ板５とインシュレータ１０をホットプレスする。それにより、ステータコア１の最外側層であるアルミ板５とインシュレータ１０は熱融着により一体に接合固定される。図２（ｃ）はそのようにして両者が一体に固定された分割ステータ３０を示している。

本発明者らの実験では、アルミ板５として厚み１ｍｍのアルミ箔板を用い、インシュレータ１０としてフィラー強化５０％ＰＰＳを厚み４ｍｍに射出成型したものを用いたときに、３００℃、２ＭＰａ、３ｍｉｎでホットプレスすることで、両者間に約４ＭＰａの固着力が得られた。なお、ホットプレス時の温度がインシュレータ１０を成形する樹脂材料の融点（この例ではＰＰＳの融点温度２８０℃）以下では、密着力が発現せず、また、高温状態が長時間化すると樹脂が変形する可能性がある。そのために、本発明の実施に当たっては、成形に使用する樹脂材料に応じて、実験的に、最適なホットプレスの温度および時間を設定することが望ましい。

本発明による上記のステータの製造方法は、アルミ板５を介して、ステータコア１のティース部３とインシュレータ１０とを熱融着により一体固定化しており、電磁鋼板２へのホットプレス時のダメージが少なく、そのために、磁気特性が悪化するのを抑制することができる。また、固定にワニスなどを用いないので、体格が大きくなるのも避けることもできる。

なお、上記では、分割ステータを製造するときに、本発明による製造方法を適用する例を説明したが、本発明はこれに限らず、ステータコア一般の製造方法として本発明による製造方法が適用できることは当然である。

１…ステータコア、
２…電磁鋼板、
３…ティース部、
４…ヨーク部、
５…アルミ板、
１０…インシュレータ、
１１…内周面、
１２…一対の縦壁、
１３…延長部、
２０…巻線、
３０…分割ステータ。

Claims

積層鋼板からなるステータコアのティース部に熱可塑性樹脂製のインシュレータが固定されたステータの製造方法であって、
ステータコアを構成する積層鋼板の積層方向の最外側層にアルミ板を配置する工程と、
配置したアルミ板と積層鋼板とを一体化する工程と、
ステータコアのティース部に挿入されたインシュレータとアルミ板とをホットプレスして接合する工程と、
を少なくとも有することを特徴とするステータの製造方法。