JP6798267B2 - ステータの絶縁処理装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ステータの絶縁処理装置に関する。
電動機等を構成するステータのセグメントコイルの接合部に絶縁処理を施す技術が知られている。例えば、特許文献１には、ステータのセグメントコイルの接合部に絶縁処理を施すためのステータの絶縁処理装置であって、粉体状の樹脂材が収容された樹脂槽と、樹脂材の内部に空気を送る空気供給手段と、を備えたものが記載されている。特許文献１に記載のステータの絶縁処理装置では、空気供給手段により樹脂材の内部に空気を送り、樹脂材を浮遊させた状態で、当該接合部を樹脂槽の樹脂材に浸漬させることによって、当該接合部に樹脂材を安定して付着させることができるとしている。
ステータの絶縁処理装置においてステータのセグメントコイルの接合部に樹脂材を安定して付着させる方法として、特許文献１のように樹脂材の内部に空気を送り樹脂材を浮遊させるようにするものの他、樹脂槽をある振動周波数で振動させて樹脂材を流動させるようにするものが検討されている。しかしながら、連続してステータの生産を行う場合に、生産の当初に決定した最適な振動周波数で一定に保ったまま樹脂槽を振動させていても、樹脂材の流動状態が不安定になるなどにより、当該接合部に樹脂材を安定して付着させることができないことがあった。
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、連続してステータの生産を行う場合に、ステータのセグメントコイルの接合部に樹脂材をより安定して付着させることができるステータの絶縁処理装置を提供することを目的とする。
本発明は、樹脂材が収容された樹脂槽を備え、ステータのセグメントコイルの接合部を前記樹脂材に浸漬させ、前記接合部に前記樹脂材を付着させることで前記接合部に絶縁処理を施すステータの絶縁処理装置であって、前記樹脂材を流動させるために前記樹脂槽を所定の振動周波数で振動させる振動手段と、前記樹脂槽の固有振動数を検出する固有振動数検出手段と、をさらに備え、前記固有振動数検出手段により検出された前記樹脂槽の固有振動数の変化に応じて前記所定の振動周波数を変更するものである。
本発明によれば、連続してステータの生産を行う場合に、ステータのセグメントコイルの接合部に樹脂材をより安定して付着させることができる。
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。
まず、図１を参照して本実施の形態にかかる絶縁処理装置によって絶縁処理が施されるステータ１の構成について説明する。
図１は、ステータ１の概略構成を示す斜視図である。図１に示すように、回転電機の固定子であるステータ１は、ステータコア１１と複数のセグメント１２から構成されるセグメントコイル１０とを有する。ステータコア１１は、略円筒状の電磁鋼板がステータ１の軸方向（図１におけるＺ軸方向）に積層され、内周側に突出するティース１１ａと、隣り合うティース１１ａ間においてステータコア１１の径方向に形成されたスロット１１ｂと、が設けられている。また、各スロット１１ｂには、略Ｕ字形状（または略Ｖ字形状）に形成されたセグメント１２が納められている。
まず、図１を参照して本実施の形態にかかる絶縁処理装置によって絶縁処理が施されるステータ１の構成について説明する。
図１は、ステータ１の概略構成を示す斜視図である。図１に示すように、回転電機の固定子であるステータ１は、ステータコア１１と複数のセグメント１２から構成されるセグメントコイル１０とを有する。ステータコア１１は、略円筒状の電磁鋼板がステータ１の軸方向（図１におけるＺ軸方向）に積層され、内周側に突出するティース１１ａと、隣り合うティース１１ａ間においてステータコア１１の径方向に形成されたスロット１１ｂと、が設けられている。また、各スロット１１ｂには、略Ｕ字形状（または略Ｖ字形状）に形成されたセグメント１２が納められている。
２つの異なるセグメント１２は導線末端の接合部１４において接合されている。セグメントコイル１０のコイル端部１３には、複数の接合部１４がステータコア１１の周方向に４列に配置されている。接合部１４は溶接によって接合されている。ステータ１は、接合部１４が溶接によって接合された後に上下反転され、セグメントコイル１０の接合部１４がステータコア１１から下方へ向けて延出する姿勢で樹脂槽の上に配置されて、セグメントコイル１０の接合部１４に絶縁処理が施される。
次に、図２を参照して本実施の形態にかかる絶縁処理装置１００の構成について説明する。図２は、本実施の形態にかかる絶縁処理装置１００の概略構成を示す模式図である。図２に示すように、絶縁処理装置１００は、樹脂槽２０と、振動手段３０と、固有振動数検出手段４０と、昇降装置５０と、制御手段７０と、を備えている。
樹脂槽２０は、粉体状の樹脂材Ｒを収容するものである。樹脂槽２０の側面に設けられたエア供給ポート６０および樹脂槽２０の内部に配置された多孔板を介して粉体状の樹脂材Ｒの内部に乾燥空気を送ることにより、樹脂材Ｒを浮遊させた状態とする。なお、本実施形態では、樹脂槽２０に粉体状の樹脂材Ｒを収容する構成としたが、これに限定されない。例えば、樹脂槽２０に液体状の樹脂材Ｒを収容する構成としても良い。
昇降装置５０は、セグメントコイル１０の接合部１４がステータコア１１から下方へ向けて延出する姿勢で樹脂槽２０の上に配置されたステータ１を樹脂槽２０に収容された樹脂材Ｒに向けて下降させる。これにより、セグメントコイル１０の接合部１４から接合根元付近まで樹脂槽２０内の樹脂材Ｒに浸漬させる。なお、ステータ１の確実な絶縁を確保するため、ステータ１の全体を樹脂槽２０内の樹脂材Ｒに浸漬させるようにしてもよい。
振動手段３０は、樹脂材Ｒを流動させるために樹脂槽２０を所定の振動周波数で振動させる振動子である。固有振動数検出手段４０は、樹脂槽２０の固有振動数を検出する。固有振動数検出手段４０は、例えば、加速度ピックアップ、解析装置などを含む。
制御手段７０は、固有振動数検出手段４０が検出した樹脂槽２０の固有振動数の変化に応じて、振動手段３０により樹脂槽２０を振動させる振動周波数を変更する。
次に、固有振動数検出手段４０により樹脂材Ｒを収容した樹脂槽２０の固有振動数を検出する方法について説明する。なお、以下の説明では図２についても適宜参照する。
図３は、樹脂槽２０に与えられる振動周波数を振ったときの、固有振動数検出手段４０に含まれる加速度ピックアップによる測定結果の一例を示すグラフである。ここで、横軸は振動手段３０により樹脂槽２０に与えられる振動数（Ｈｚ）、縦軸は樹脂槽２０の軸方向の加速度（ｍ／ｓ＾２）を表す。図３に示すように、破線で囲んだ領域Ａにおいて、軸方向の加速度がピークとなる。この軸方向の加速度のピークに対応する、振動手段３０により樹脂槽２０に与えられる振動周波数が、樹脂材Ｒを収容した樹脂槽２０の固有振動数である。このように、横軸は振動手段３０により樹脂槽２０に与えられる振動周波数を振ったときの軸方向の加速度を加速度ピックアップにより測定することで、樹脂材Ｒを収容した樹脂槽２０の固有振動数を検出することができる。
図３は、樹脂槽２０に与えられる振動周波数を振ったときの、固有振動数検出手段４０に含まれる加速度ピックアップによる測定結果の一例を示すグラフである。ここで、横軸は振動手段３０により樹脂槽２０に与えられる振動数（Ｈｚ）、縦軸は樹脂槽２０の軸方向の加速度（ｍ／ｓ＾２）を表す。図３に示すように、破線で囲んだ領域Ａにおいて、軸方向の加速度がピークとなる。この軸方向の加速度のピークに対応する、振動手段３０により樹脂槽２０に与えられる振動周波数が、樹脂材Ｒを収容した樹脂槽２０の固有振動数である。このように、横軸は振動手段３０により樹脂槽２０に与えられる振動周波数を振ったときの軸方向の加速度を加速度ピックアップにより測定することで、樹脂材Ｒを収容した樹脂槽２０の固有振動数を検出することができる。
樹脂槽２０に与えられる振動周波数を破線で囲んだ領域Ａとすると、共振のため軸方向の加速度が大きくなりすぎるため（図３に示す例では、軸方向の加速度が２０ｍ／ｓ＾２以上）、樹脂材Ｒの表面が波立つなど樹脂材Ｒの流動状態が不安定になり、セグメントコイル１０の接合部１４に樹脂材Ｒを安定して付着させることができない。樹脂槽２０に与えられる振動周波数を破線で囲んだ領域Ｃとすると、軸方向の加速度が小さすぎるため（図３に示す例では、軸方向の加速度が５ｍ／ｓ＾２以下）、樹脂材Ｒを十分に流動させることができず、セグメントコイル１０の接合部１４に樹脂材Ｒを安定して付着させることができない。樹脂槽２０に与えられる振動周波数を破線で囲んだ領域Ｂとすると、軸方向の加速度の大きさがセグメントコイル１０の接合部１４に樹脂材Ｒを安定して付着させることができる（図３に示す例では、軸方向の加速度が５ｍ／ｓ＾２〜１５ｍ／ｓ＾２程度）。
以上より、固有振動数検出手段４０により検出された、樹脂材Ｒを収容した樹脂槽２０の固有振動数を基準として、セグメントコイル１０の接合部１４に樹脂材Ｒを安定して付着させるために最適となる樹脂槽２０の振動周波数を決定することができる。
ところで、固有振動数は、振動対象の形状によって変わるだけでなく、振動対象の重量によっても変わることが分かっている。樹脂槽２０に収容された樹脂材Ｒの量が変わると、樹脂槽２０の重量が変わるので、樹脂槽２０の固有振動数も変わる。
図４は、樹脂槽２０に収容された樹脂材Ｒの量を変えたときの、固有振動数検出手段４０に含まれる加速度ピックアップによる測定結果の一例を示すグラフである。図３と同様に、横軸は振動手段３０により樹脂槽２０に与えられる振動数（Ｈｚ）、縦軸は樹脂槽２０の軸方向の加速度（ｍ／ｓ＾２）を表す。また、破線Ｌ２は実線Ｌ１に対して樹脂材Ｒの量を増加させたときの加速度ピックアップによる測定結果、一点鎖線Ｌ３は実線Ｌ１に対して樹脂材Ｒの量を減少させたときの加速度ピックアップによる測定結果を示す。図４に示すように、実線Ｌ１に対して、破線Ｌ２では樹脂槽２０の固有振動数が小さく、一点鎖線Ｌ３では樹脂槽２０の固有振動数が大きくなっている。すなわち、樹脂材Ｒの量が増加すると樹脂槽２０の固有振動数は小さくなり、樹脂材Ｒの量が減少すると樹脂槽２０の固有振動数は大きくなる。
このように、収容された樹脂材Ｒの量が変わると樹脂槽２０の固有振動数が変わる。連続してステータ１の生産を行う場合、樹脂槽２０における樹脂材Ｒの量が徐々に減少し、樹脂材Ｒの量が下限値よりも減少した時点で樹脂槽２０に樹脂材Ｒを補給する。このため、連続してステータ１の生産を行う場合、生産の当初に決定した最適な振動周波数で一定に保ったまま樹脂槽２０を振動させていても、樹脂槽２０に収容された樹脂材Ｒの量が変わるとセグメントコイル１０の接合部１４に樹脂材Ｒを安定して付着させることができない場合がある。これにより、連続してステータ１の生産を行う場合に、ステータ１の品質のばらつきが大きくなる。
本実施の形態では、例えば、各ステータ１に絶縁処理を行う際に、毎回、樹脂槽２０の固有振動数を検出し、樹脂槽２０の固有振動数の変化に応じて樹脂槽２０の振動周波数を変化させる。このようにすることで、連続してステータ１の生産を行う場合などのように樹脂槽２０における樹脂材Ｒの量が変化しても、ステータのセグメントコイルの接合部に樹脂材をより安定して付着させることができる。これにより、連続してステータ１の生産を行う場合に、ステータ１の品質のばらつきを抑えることができる。
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。上記実施の形態では、各ステータ１に絶縁処理を行う際に、毎回、樹脂槽２０の固有振動数を検出し、検出した固有振動数に基づいて樹脂槽２０の振動周波数を変化させるようにしたが、これに限るものではない。例えば、所定の期間ごとに、樹脂槽２０の固有振動数を検出し、樹脂槽２０の固有振動数の変化に応じて樹脂槽２０の振動周波数を変化させるようにしてもよい。
１ ステータ
１０ セグメントコイル
１１ ステータコア
１１ａ ティース
１１ｂ スロット
１２ セグメント
１３ コイル端部
１４ 接合部
２０ 樹脂槽
３０ 振動手段
４０ 固有振動数検出手段
５０ 昇降装置
６０ エア供給ポート
７０ 制御手段
１００ 絶縁処理装置
Ｒ 樹脂材
１０ セグメントコイル
１１ ステータコア
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１２ セグメント
１３ コイル端部
１４ 接合部
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５０ 昇降装置
６０ エア供給ポート
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１００ 絶縁処理装置
Ｒ 樹脂材
Claims (1)
- 樹脂材が収容された樹脂槽を備え、ステータのセグメントコイルの接合部を前記樹脂材に浸漬させ、前記接合部に前記樹脂材を付着させることで前記接合部に絶縁処理を施すステータの絶縁処理装置であって、
前記樹脂材を流動させるために、連続して前記ステータの生産を行う場合、前記樹脂材の量が徐々に減少することで重量が減少する前記樹脂槽を所定の振動周波数で振動させる振動手段と、
前記樹脂槽の固有振動数を検出する固有振動数検出手段と、をさらに備え、
前記固有振動数検出手段により検出された前記樹脂槽の固有振動数の変化に応じて前記所定の振動周波数を変更する、ステータの絶縁処理装置。
Priority Applications (1)
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| JP2016223138A JP6798267B2 (ja) | 2016-11-16 | 2016-11-16 | ステータの絶縁処理装置 |
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