JP6583105B2 - Coil end forming method - Google Patents

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本発明は、コイルエンドの形成方法に関する。   The present invention relates to a method for forming a coil end.

従来、このような分野の技術として、特開２０００−２０９８０２号公報がある。この公報に記載されたコイルエンドの絶縁構造及び製造方法では、ステータに組み付けられたストレート部を有するコイルエンドの全体を、絶縁性の液体樹脂が装填された環状の絶縁キャップ内に埋設する。ここで、キャップは二重の室を備えており、内周側に配置された一方の室には内側接合部が収容され、外周側に配置された室には外側接合部が収容される。その後、それぞれの室内に液体樹脂が充填され、液体樹脂が硬化することにより、コイルエンドの絶縁性を確保する。   Conventionally, as a technology in such a field, there is JP-A 2000-209802. In the coil end insulating structure and manufacturing method described in this publication, the entire coil end having a straight portion assembled to the stator is embedded in an annular insulating cap filled with an insulating liquid resin. Here, the cap includes a double chamber, and the inner joint portion is accommodated in one chamber arranged on the inner peripheral side, and the outer joint portion is accommodated in the chamber arranged on the outer peripheral side. Thereafter, the liquid resin is filled into the respective chambers, and the liquid resin is cured, thereby ensuring insulation of the coil end.

特開２０００−２０９８０２号公報JP 2000-209802 A 特開２００４−２３６３７５号公報JP 2004-236375 A

しかしながら近年では、特開２００４−２３６３７５号公報のように、モータに用いるコイルの銅線量を削減することを目的として、コイルエンドのストレート部を削減したものが知られている。ここで、コイルエンドの絶縁皮膜を形成する方法として、粉末樹脂に加熱したステータを浸漬させ、樹脂を溶かして付着させる方法や、特許文献１に記載されたキャップを用いた方法や、キャビティとコアの２面の金型を用意してコイルをセットすることで、コイルエンドの周囲に所定の空間を形成しておき、空間に樹脂を射出して成形する方法が考えられる。   However, in recent years, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-236375, a device in which the straight portion of the coil end is reduced for the purpose of reducing the copper dose of the coil used in the motor is known. Here, as a method of forming the insulating film on the coil end, a method of immersing a heated stator in a powder resin to melt and attach the resin, a method using a cap described in Patent Document 1, a cavity and a core A method of forming a predetermined space around the coil end and injecting a resin into the space to form a mold by preparing two molds and setting a coil is conceivable.

粉末樹脂に加熱したステータを浸漬させて樹脂を付着させる方法では、コイルを予熱して粉状の絶縁樹脂に押し当て、樹脂を溶融して付着した状態にした後に、加熱炉で樹脂の硬化を行う。しかしながら、コイルの熱を用いて粉状の樹脂を溶かす際にコイルの温度が下がるため、付着させることができる樹脂の膜厚に限界がある。   In the method of adhering the resin by immersing the heated stator in the powder resin, the coil is preheated and pressed against the powdered insulating resin, the resin is melted and adhered, and then the resin is cured in a heating furnace. Do. However, since the temperature of the coil decreases when the powdered resin is melted using the heat of the coil, there is a limit to the thickness of the resin that can be deposited.

また、特許文献１に記載された樹脂製の環状キャップを型替わりにして用いる方法では、キャップを追加するために部品にかかるコストが高くなる。   Moreover, in the method of using the resin-made annular cap described in Patent Document 1 in place of the mold, the cost for the components increases because the cap is added.

また、キャビティとコアの２面の金型を用いる方法では、金型がキャビティとコアの両面に必要である点で金型のコストが高くなる。また、金型に樹脂を注入するためのランナーを捨てるために歩留まりが悪い。さらに、高圧で金型に樹脂を注入するために、金型の隙間からのバリが問題となり、バリ取りの作業が必要となる。
本発明は、ストレート部が削減されたコイルエンドに対し、低コストで所定の厚みを有する絶縁樹脂の皮膜を形成するものである。 Further, in the method using the molds on the two surfaces of the cavity and the core, the cost of the mold is increased in that the molds are required on both surfaces of the cavity and the core. In addition, the yield is poor because the runner for injecting the resin into the mold is discarded. Furthermore, since the resin is injected into the mold at a high pressure, burrs from the gaps in the mold become a problem, and a deburring operation is required.
The present invention is to form an insulating resin film having a predetermined thickness at a low cost on a coil end with a reduced straight portion.

本発明にかかるコイルエンドの絶縁皮膜方法は、円環状の金型を用いて、ストレート部を有しないコイルエンドに対して絶縁皮膜を形成するコイルエンドの絶縁皮膜方法であって、前記金型は、周方向に沿って形成される溝状の貯留部を備え、前記貯留部は、底面から上方に突起し、金型の径方向に延びるように形成された複数の突起部を有し、前記コイルエンドを、前記貯留部に溜められた液体状の熱硬化樹脂につけた状態で加熱して絶縁皮膜を形成する際に、前記貯留部において隣り合う前記突起部に挟まれて形成される凹部に、コイルエンドのステータ軸方向先端を配置する。
これにより、コイルエンドの先端部に絶縁樹脂の膜厚の厚い部分が形成されることを抑制できる。 A coil end insulating film method according to the present invention is a coil end insulating film method in which an insulating film is formed on a coil end that does not have a straight portion by using an annular mold. A groove-shaped storage portion formed along the circumferential direction, the storage portion protruding upward from the bottom surface, and having a plurality of protrusions formed to extend in the radial direction of the mold, When a coil end is heated in a state of being attached to a liquid thermosetting resin stored in the storage portion to form an insulating film, a recess formed between the adjacent protrusions in the storage portion is formed. The tip of the coil end in the stator axial direction is arranged.
Thereby, it can suppress that the part with thick film thickness of insulating resin is formed in the front-end | tip part of a coil end.

これにより、ストレート部が削減されたコイルエンドに対し、低コストで所定の厚みを有する絶縁樹脂の皮膜を形成することができる。   Thereby, it is possible to form an insulating resin film having a predetermined thickness at a low cost on the coil end in which the straight portion is reduced.

金型の上面を示す図である。It is a figure which shows the upper surface of a metal mold | die. 金型の上面の拡大図である。It is an enlarged view of the upper surface of a metal mold | die. ステータの側面図である。It is a side view of a stator. 金型の断面図である。It is sectional drawing of a metal mold | die. 金型を用いて熱硬化樹脂をコイルエンドに付着させる手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure which adheres thermosetting resin to a coil end using a metal mold | die. コイルエンドに熱硬化樹脂を付着させたステータの下面側を示す図である。It is a figure which shows the lower surface side of the stator which made thermosetting resin adhere to the coil end. 熱硬化樹脂が凹凸を有する状態を示す図である。It is a figure which shows the state in which thermosetting resin has an unevenness | corrugation.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２に示すように、金型１は、上面にオフセット加工がされている片面金型である。具体的には、金型１の上面には、上方に突起して形成された円環状の内径部１１と、内径部１１より外側であって、上方に突起して形成された円環状の外径部１２と、内径部１１と外径部１２の間において、周方向に沿って溝状に形成された貯留部１３を備える。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the mold 1 is a single-sided mold whose upper surface is offset. Specifically, on the upper surface of the mold 1, an annular inner diameter portion 11 formed so as to protrude upward, and an annular outer portion formed outside the inner diameter portion 11 and protruding upward. Between the diameter part 12, the inner diameter part 11, and the outer diameter part 12, the storage part 13 formed in groove shape along the circumferential direction is provided.

図３に示すように、ステータ２は、軸方向下端側にコイルエンド３１が配置されている。ここで、コイルエンド３１は、径方向に略直線上に２列で並ぶように配置され、円環状に連続するように配置されている。以下では、このコイルエンド３１は、ステータの軸方向に延びるストレート部を有していないものとして説明する。ステータ２が金型１の上方に配置された状態から下降することにより、コイルエンド３１が貯留部１３に挿入される。   As shown in FIG. 3, the stator 2 has a coil end 31 disposed on the lower end side in the axial direction. Here, the coil ends 31 are arranged so as to be arranged in two rows on a substantially straight line in the radial direction, and are arranged so as to be continuous in an annular shape. Below, this coil end 31 demonstrates as what does not have the straight part extended in the axial direction of a stator. The coil end 31 is inserted into the storage portion 13 when the stator 2 is lowered from the state where it is disposed above the mold 1.

図４に示すように、内径部１１及び外径部１２の壁部は、上端側どうしの間隔が、下端側の間隔に比べて広くなるようにテーパ状に設けられている。   As shown in FIG. 4, the wall portions of the inner diameter portion 11 and the outer diameter portion 12 are provided in a tapered shape so that the interval between the upper end sides is wider than the interval between the lower end sides.

溝状の貯留部１３には、コイルエンド３１の絶縁皮膜として用いられる熱硬化樹脂（絶縁樹脂）１４が貯留される。図２に示すように、貯留部１３には、金型１の径方向に延びる複数の突起部２１が形成されている。ここで、隣り合う突起部２１に挟まれ、これらの突起部２１と内径部１１と外径部１２に囲まれた箇所を凹部２２とする。凹部２２の底面は平面状である。   A thermosetting resin (insulating resin) 14 used as an insulating film of the coil end 31 is stored in the groove-shaped storage portion 13. As shown in FIG. 2, a plurality of protrusions 21 extending in the radial direction of the mold 1 are formed in the storage portion 13. Here, a portion surrounded by adjacent protrusions 21 and surrounded by the protrusions 21, the inner diameter part 11, and the outer diameter part 12 is defined as a recess 22. The bottom surface of the recess 22 is planar.

ここで、金型１を用いてステータ２のコイルエンド３１の絶縁皮膜を形成する方法について説明する。   Here, a method of forming an insulating film on the coil end 31 of the stator 2 using the mold 1 will be described.

図５（ａ）に示すように、金型１の貯留部１３に熱硬化樹脂１４を投入する。熱硬化樹脂１４は、絶縁樹脂であり、樹脂の量はコイルエンド３１を絶縁皮膜する深さ方向の範囲で決定する。すなわち、コイルエンド３１に絶縁皮膜させたい厚さに応じて、貯留部１３に投入して溜められる熱硬化樹脂１４の量を決定する。   As shown in FIG. 5A, a thermosetting resin 14 is put into the storage part 13 of the mold 1. The thermosetting resin 14 is an insulating resin, and the amount of the resin is determined within a range in the depth direction in which the coil end 31 is insulated. That is, the amount of the thermosetting resin 14 that is thrown into and stored in the storage portion 13 is determined according to the thickness that the coil end 31 is desired to be insulated.

次に、金型１を加熱する。これにより、貯留部１３に投入された熱硬化樹脂１４の粘度を低下させる。ここで、金型１の温度は約５０℃〜１７０℃が望ましいが、この温度内に限られない。   Next, the mold 1 is heated. Thereby, the viscosity of the thermosetting resin 14 thrown into the storage part 13 is reduced. Here, the temperature of the mold 1 is desirably about 50 ° C. to 170 ° C., but is not limited to this temperature.

図５（ｂ）に示すように、金型１の上方から、ステータ２を徐々に下降させる。これによりコイルエンド３１が、凹部２２において、液体状の熱硬化樹脂１４内に徐々に挿入される。これにより、熱硬化樹脂１４がコイルエンド３１に染み込む。なお、ステータ２を下降させるのではなく、ステータ２を固定して金型１を上昇させることで、コイルエンド３１を凹部２２に挿入しても良い。このとき、ステータ２のコイルの全てのコイルエンド３１が、金型１に設けられた複数の凹部２２の各々に挿入される。   As shown in FIG. 5B, the stator 2 is gradually lowered from above the mold 1. As a result, the coil end 31 is gradually inserted into the liquid thermosetting resin 14 in the recess 22. Thereby, the thermosetting resin 14 penetrates into the coil end 31. Instead of lowering the stator 2, the coil end 31 may be inserted into the recess 22 by fixing the stator 2 and raising the mold 1. At this time, all the coil ends 31 of the coils of the stator 2 are inserted into each of the plurality of recesses 22 provided in the mold 1.

コイルエンド３１が、凹部２２内の定位置に到達したら、ステータ２の下降を停止し、熱硬化樹脂１４を硬化させる。このとき、金型１の温度は約１３０〜１９０℃であり、１０分〜１２０分間で硬化を行う。   When the coil end 31 reaches a fixed position in the recess 22, the lowering of the stator 2 is stopped and the thermosetting resin 14 is cured. At this time, the temperature of the mold 1 is about 130 to 190 ° C., and curing is performed in 10 minutes to 120 minutes.

図５（ｃ）に示すように、熱硬化樹脂１４が硬化したら、ステータ２を上昇させる。このとき、コイルエンド３１に熱硬化樹脂１４が付着した状態で取り出される。取り出しの際の金型１の温度は、熱硬化樹脂１４の硬化温度以下であればよい。なお、取り出しが行われる際の熱硬化樹脂１４の状態は、型取りが目的であるため、半硬化状態であっても良い。   As shown in FIG. 5C, when the thermosetting resin 14 is cured, the stator 2 is raised. At this time, the coil end 31 is taken out with the thermosetting resin 14 adhered thereto. The temperature of the mold 1 at the time of taking out should just be below the curing temperature of the thermosetting resin 14. FIG. Note that the state of the thermosetting resin 14 at the time of taking out may be a semi-cured state since the purpose is to mold.

ここで、図６に示すように、ステータ２のコイルエンド３１に付着している熱硬化樹脂１４が、環状に繋がる状態が望ましい。例えば、金型１において、突起部２１の上端の高さは、内径部１１及び外径部１２の上端より低くなるように形成されており、突起部２１の上端より高い位置まで熱硬化樹脂１４が投入された状態で、貯留部１３にステータ２のコイルエンド３１を挿入することで、熱硬化樹脂１４が環状に繋がった状態となるように、コイルエンド３１に対して付着させることができる。   Here, as shown in FIG. 6, it is desirable that the thermosetting resin 14 attached to the coil end 31 of the stator 2 is connected in an annular shape. For example, in the mold 1, the height of the upper end of the protruding portion 21 is formed to be lower than the upper ends of the inner diameter portion 11 and the outer diameter portion 12, and the thermosetting resin 14 reaches a position higher than the upper end of the protruding portion 21. By inserting the coil end 31 of the stator 2 into the storage portion 13 in a state where is inserted, the thermosetting resin 14 can be attached to the coil end 31 so as to be connected in an annular shape.

コイルエンド３１に付着させる熱硬化樹脂１４は、膜厚、膜厚比が一定であることが望ましい。   It is desirable that the thermosetting resin 14 attached to the coil end 31 has a constant film thickness and film thickness ratio.

なお、コイルエンド３１の側面側に付着する熱硬化樹脂１４によって形成されるテーパ１５は、内径側と外径側において、それぞれ３〜７°であることが望ましく、少なくとも１°以上であれば良い。またテーパ１５の角度は内径側と、外径側で同じ角度である必要は無く、例えば内径側では７°、外径側で５°のテーパであっても良い。   The taper 15 formed by the thermosetting resin 14 adhering to the side surface side of the coil end 31 is preferably 3 to 7 ° on the inner diameter side and the outer diameter side, and may be at least 1 ° or more. . The angle of the taper 15 does not need to be the same angle on the inner diameter side and the outer diameter side. For example, the taper 15 may have a taper of 7 ° on the inner diameter side and 5 ° on the outer diameter side.

また、上記では凹部２２の底部は平面状であるため、コイルエンド３１の先端方向に付着した熱硬化樹脂１４は、平面状となっているものとして説明したが、図７に示すように、波型状であっても良い。例えば、凹部２２の底部に小さな凹凸を設けておくことによって、熱硬化樹脂１４が凹凸を有する形状になっていてもよい。この場合、コイルエンド３１ａ〜ｈのすべての先端側の頂点に、先端側方向の膜厚（厚さＬ１）と、斜め４５°方向の膜厚（厚さＬ２）と、側面方向の膜厚（厚さＬ３）が膜厚及び膜厚比の条件を満たすように、熱硬化樹脂１４を付着させる。 In the above description, since the bottom of the recess 22 is planar, the thermosetting resin 14 attached to the tip end direction of the coil end 31 has been described as planar. However, as shown in FIG. It may be shaped. For example, the thermosetting resin 14 may have a shape with unevenness by providing small unevenness at the bottom of the recess 22. In this case, the tip end side film thickness (thickness L 1 ), the slant 45 ° direction film thickness (thickness L 2 ), and the side face direction film are formed at the apexes of all the coil ends 31 a to 31 h. The thermosetting resin 14 is attached so that the thickness (thickness L 3 ) satisfies the conditions of the film thickness and the film thickness ratio.

これにより、ステータ２に設けられるコイルのコイルエンド３１に対して、低コストで、所定の厚みを有する熱硬化樹脂１４による絶縁皮膜を形成することができる。金型１の凹部２２の所定の位置にコイルエンド３１を挿入して、熱硬化樹脂１４の硬化を行うため、コイルエンド３１に、絶縁皮膜の膜厚が想定外に厚い箇所が形成されることを抑制できる。   Thereby, the insulating film by the thermosetting resin 14 which has predetermined thickness can be formed at low cost with respect to the coil end 31 of the coil provided in the stator 2. Since the coil end 31 is inserted into a predetermined position of the concave portion 22 of the mold 1 and the thermosetting resin 14 is cured, a portion where the film thickness of the insulating film is unexpectedly thick is formed on the coil end 31. Can be suppressed.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、金型１は、１つの金型であるものとして説明したが、複数の金型を組み合わせたものであっても良い。上記では、コイルエンド３１は、ステータ２の内外方向に３１ａ〜３１ｈの８つが形成されているものとして説明したが、この個数に限られない。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, although the mold 1 has been described as a single mold, it may be a combination of a plurality of molds. The coil end 31 has been described as having eight coil ends 31 a to 31 h formed in the inner and outer directions of the stator 2, but is not limited to this number.

１ 金型
２ ステータ
１１ 内径部
１２ 外径部
１３ 貯留部
１４ 熱硬化樹脂
１５ テーパ
２１ 突起部
２２ 凹部
３１ コイルエンド 1 Mold 2 Stator 11 Inner Diameter 12 Outer Diameter 13 Reservoir 14 Thermosetting Resin 15 Taper 21 Projection 22 Recess 31 Coil End

Claims (1)

円環状の金型を用いて、ストレート部を有しないコイルエンドに対して絶縁皮膜を形成するコイルエンドの絶縁皮膜方法であって、
前記金型は、周方向に沿って形成される溝状の貯留部を備え、
前記貯留部は、底面から上方に突起し、金型の径方向に延びるように形成された複数の突起部を有し、
前記貯留部において隣り合う前記突起部に挟まれて形成される凹部に、熱硬化樹脂を注入し、
前記金型を加熱し、
前記凹部に溜められ、前記金型の加熱により粘度が低下した熱硬化樹脂に対して、前記コイルエンドのステータ軸方向先端をつけた状態で配置し、
その後、前記金型の加熱により前記熱硬化樹脂を硬化させ、前記金型を除去することで、前記コイルエンドに絶縁皮膜を形成する
コイルエンドの絶縁皮膜方法。 A coil end insulation film method for forming an insulation film on a coil end having no straight portion using an annular mold,
The mold includes a groove-shaped reservoir formed along the circumferential direction,
The storage part has a plurality of protrusions formed so as to protrude upward from the bottom surface and extend in the radial direction of the mold,
Injecting thermosetting resin into the recess formed between the protrusions adjacent in the reservoir,
Heating the mold,
With respect to the thermosetting resin that is stored in the recess and whose viscosity is reduced by heating the mold, the coil end is disposed with the stator axial direction tip attached,
Then, the insulating film method of the coil end which forms the insulating film in the said coil end by hardening the said thermosetting resin by heating the said metal mold | die, and removing the said metal mold | die .
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