JPH0851739A - ステータ及びステータの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、絶縁性能がよく、回転電機の効
率もよいステータを得ることを目的としている。 【構成】ステータコア１のスロット１ｃに塗布または電
着された絶縁塗膜１２をブローチ１３で切削して、ウェ
ッジ４とステータコア１との間に薄肉部１２ａを形成
し、また、絶縁塗膜１２の表面形状を滑らかにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】一般産業機器に用いられるモータ
や発電機等の回転電機に用いられるステータ及びその製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、実開平２−１０３７５４号公報
や特開平１−２５５４５２号公報等に示される従来のス
テータの概略斜視図、図６は従来のステータの径方向の
部分断面図である。図７は絶縁塗膜の塗装過程を示す説
明図であり、図７ａは径方向からみた説明図、図７ｂは
軸方向からみた説明図である。図８は図６中の切断線Ｖ
ＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける絶縁塗膜の断面図である。

【０００３】これらの図において、１は、所定形状に打
ち抜かれた薄い鋼板を積み重ねて形成される積層構造を
持ち、円筒状のコアバック部１ａとこのコアバック部１
ａの内周部から内径方向に突出している複数の歯状のテ
ィース部１ｂとが形成されたステータコアである。１ｃ
は隣合ったティース部１ｂの間に形成され、ステータコ
イル３（後述）が収容されるスロット部、２はスロット
部１ｃの表面、すなわちティース部１ｂの側面とコアバ
ック部１ａの内周面とに塗布され、ステータコア１とス
テータコイル３（後述）とを電気的に絶縁して短絡を防
ぐ絶縁膜としての絶縁塗膜である。この絶縁塗膜２は例
えばポリエチレンテレフタレート、ポリプチレンテレフ
タレート、液晶ポリマ、ナイロン６、ナイロン６６、ポ
リプロピレン等の合成樹脂により形成される。３はスロ
ット部１ｃに巻回されて設けられるステータコイルであ
る。このステータコイル３は図示しない充填剤としての
ワニスによって互いに固着される。４はスロット部１ｃ
の開口部分でステータコイル３を保持し、横方向の断面
がコの字状である保持部材としてのウェッジである。こ
のウェッジ４は合成樹脂や紙等の絶縁物で作られる。

【０００４】次に動作について述べる。このステータが
モータ内に設けられた際には、ステータコイル３に電流
が流れると、ステータコイル３周辺に磁界を発生させ、
回転子を回転させることとなる。また、このステータが
発電機内に設けられた際には、回転子の回転によってス
テータコイル３を横切る磁界が変化してステータコイル
３に電流が流れることとなる。このようにステータコイ
ル３には電流が流れるので、ステータコイル３とステー
タコア１とは絶縁塗膜２とウェッジ４とにより絶縁され
ている。

【０００５】次に絶縁塗膜の形成方法について述べる。
図７において、５はティース部１ｂの内周面をマスキン
グするマスク、６は合成樹脂を粉末状にした塗装用パウ
ダ７をステータコア１に吹き付けるスプレーガンであ
る。

【０００６】まず、ステータコア１に図７ａに示すよう
に軸方向からスプレーガン６によって粉末状の塗装用パ
ウダ７が吹き付けられる。このとき、図７ｂのようにテ
ィース部１ｂの先端部分はマスク５によってマスキング
されているので、スロット部１ｃの表面のみに塗装用パ
ウダ７を付着させることができる。次に、付着した塗装
用パウダ７を溶融硬化させ、図８に示すような絶縁塗膜
２を形成している。

【０００７】次に絶縁塗膜の形状について述べる。図８
に示すように、塗装用パウダ７が吹き付けられる際にス
テータコア１の形状に沿ってできるむらのために絶縁塗
膜２の表面には凹凸ができる。また、塗装用パウダ７は
軸方向から吹き付けられるので、中心部２ａより端部２
ｂの方が厚くなっている。また、塗装用パウダ７を溶融
した際にコーナー部２ｃに付着していた塗装用パウダ７
が流れて、コーナー部２ｃの絶縁塗膜２は薄くなってい
る。また、実開平２−１０３７５４号公報に示すよう
に、ウェッジ４を取り付け易くするために、塗装用パウ
ダ７を吹き付ける際にティース部１ｂの先端部付近の内
面をマスキングして、絶縁塗膜２の端縁とティース部１
ｂの先端部との間に溝を形成することもあった。

【０００８】次に、図５に示すようなステータの組立方
法について述べる。まず、絶縁塗膜２が形成されたステ
ータコア１のスロット部１ｃにステータコイル３を巻回
し、ウェッジ４をスロット部１ｃに差し込んで装着す
る。次に、ワニスをステータコイル３に浸透させる工程
について述べる。まず、ステータを回転させながらステ
ータコイル３の端部３ａにワニスを滴下する。次に、ス
テータを高温加熱して温度を上昇させ、粘性の低くなっ
たところワニスをステータコイル３の隙間やステータコ
イル３とスロット部１ｃとの隙間に毛細管現象を用いて
浸透させる。

【０００９】更に、温度を上げてワニスを硬化させてス
テータコイル３を互いに固着させるとともに、ステータ
コイル３をスロット部１ｃに固定し、また、絶縁性のワ
ニスを用いることによりステータコイル３とスロット部
１ｃとをより確実に絶縁している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のステータは以上
のように構成されているので、ウェッジ４とティース部
１ｂとの間の絶縁塗膜２は、ウェッジ４によってある程
度絶縁されるので、他の部分の絶縁塗膜２より薄くても
よいのに、必要以上の厚さを持った絶縁塗膜２が形成さ
れていたので、スロット部１ｃ内の容積に対するステー
タコイル３の体積の占める割合が減少し、ステータコイ
ル３を細くしたり、巻数を減らしたりすることとなり、
ステータコイル３の発熱量が増加したり、ステータコイ
ル３に流れる電流が減少し、回転電機の性能が下がると
いう問題点があった。

【００１１】また、実開平２−１０３７５４号公報に示
すように、ウェッジ４を取り付け易くするために、塗装
用パウダ７を吹き付ける際にティース部１ｂの先端部付
近の内面をマスキングして、絶縁塗膜２の端縁とティー
ス部１ｂの先端部との間に溝を形成していたが、ウェッ
ジ４と絶縁塗膜２の端面との間に隙間が生じて、絶縁性
能が下がるという問題点があった。

【００１２】また、ステータコア１は積層構造であるの
で、ステータコア１の表面は凹凸があり、この凹凸に沿
って絶縁塗膜２が形成されるため、絶縁塗膜２の表面に
凹凸ができてしまい、スロット部１ｂ内に効率的にステ
ータコイル３を巻回することができず、スロット部１ｂ
内の容積に対するステータコイル３の体積の占める割合
が減少し、回転電機の性能が下がるという問題点があっ
た。

【００１３】また、中心部２ａとコーナー部２ｃとでは
絶縁塗膜２が薄くなってしまうので、中心部２ａとコー
ナー部２ｃとで絶縁性能を確保するためには端部２ｂ等
の他の部分において絶縁塗膜２が必要以上の厚さを持つ
こととなり、スロット部１ｃ内の容積に対するステータ
コイル３の体積の占める割合が減少し、回転電機の性能
が下がるという問題点があった。

【００１４】また、ステータコイル３を固着するワニス
は軸方向から浸透するが、ステータコイル３の中心部分
までワニスが浸透することが難しく、スロット部１ｃ内
に十分に浸透せず、高温環境化においてワニスの熱劣化
でステータコイルの間やステータコイルとステータコア
との間において絶縁不良を起こしたり、ステータコイル
を確実に固定することができないという問題点があっ
た。

【００１５】この発明は係る問題点を解決するためにな
されたもので、絶縁性能がよく、回転電機の性能もよ
く、また、ウェッジも取り付け易いステータを得ること
を目的としている。また、他の目的としては、絶縁性能
がよく、回転電機の性能もよくなるステータを製造でき
るステータの製造方法を得ることがある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るステータ
は、ステータコアのスロットの表面に形成される絶縁膜
を介して設けられるステータコイルと、このステータコ
イルを保持し、より薄く形成された絶縁膜を介して設け
られ、絶縁性を有する保持部材とを設けたものである。

【００１７】また、ステータコアのスロットの表面に塗
布された後に切削加工されて形成される絶縁膜と、スロ
ット内に絶縁膜を介して設けられるステータコイルとを
設けたものである。

【００１８】また、円筒状のステータコアの内周面に形
成されたスロットの表面に形成される絶縁膜と、この絶
縁膜の表面にステータコアの軸方向に形成された溝と、
この溝及びスロット内に充填される充填剤とを設けたも
のである。

【００１９】この発明に係るステータの製造方法はステ
ータコアに形成されたスロット内に粉末状の絶縁膜を塗
布もしくは電着する塗布工程と塗布もしくは電着された
絶縁膜を切削する切削工程とを備えたものである。

【００２０】この発明に係るステータの製造方法はステ
ータコアに形成されたスロット内に粉末状の絶縁膜を塗
布もしくは電着する塗布工程とブローチにより塗布もし
くは電着された絶縁膜を切削する切削工程とを備えたも
のである。

【００２１】

【作用】この発明に係るステータは、ステータコアのス
ロットの表面に形成される絶縁膜を介して設けられるス
テータコイルと、このステータコアを保持し、より薄く
形成された絶縁膜を介して設けられ、絶縁性を有する保
持部材とを設けたものであるので、ステータコアとステ
ータコイルとは絶縁膜、もしくはより薄く形成された絶
縁膜と保持部材とにより絶縁される。

【００２２】また、ステータコアのスロットの表面に塗
布もしくは電着され切削されて形成される絶縁膜を介し
て設けられるステータコイルを設けたものであるので、
絶縁膜を切削することによりステータコアの表面形状に
よらずに絶縁膜の表面形状を形成することができる。

【００２３】また、円筒状のステータコアの内周面に形
成されたスロットの表面に形成される絶縁膜を介して設
けられるステータコイルと、絶縁膜の表面にステータコ
アの軸方向に形成された溝と、この溝及びスロット内に
充填される充填剤とを設けたものであるので、充填剤は
溝に充填されるとともにステータコイルが設けられたス
ロットに充填される。

【００２４】この発明に係るステータの製造方法はステ
ータコアに形成されたスロット内に粉末状の絶縁膜を塗
布もしくは電着する塗布工程と塗布もしくは電着された
絶縁膜を切削する切削工程とを備えたものであるので、
切削工程によって絶縁膜を切削することによりスロット
内の容積を増加することができる。

【００２５】この発明に係るステータの製造方法はステ
ータコアに形成されたスロット内に粉末状の絶縁膜を塗
布もしくは電着する塗布工程と塗布もしくは電着された
絶縁膜を切削抵抗の少ないブローチによって切削する切
削工程とを備えたものであるので、絶縁膜を壊すことな
く、切削工程によって絶縁膜を切削することによりスロ
ット内の容積を増加することができる。

【００２６】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の実施例１を示すステータの
径方向の部分断面図、図２はブローチとステータコアと
の斜視説明図、図３は図１中の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩで
の絶縁塗膜の断面図である。

【００２７】これらの図において、１２はブローチ１３
（後述）によって表面が切削加工された絶縁塗膜であ
り、１２ａは保持部材であるウェッジ４とティース部１
ｂとの間の薄くなっている絶縁塗膜１２の薄肉部であ
る。この薄肉部１２ａは絶縁塗膜１２の他の部分より薄
くなっていて、ウェッジ４の幅に合わせた溝のようにな
っているので、ウェッジ４がはまり込んで保持され、ウ
ェッジ４が傾いたり、スロット部１ｃから外れたりする
ことがない。また、ティース部１ｂの先端部分の側面部
分（図中Ａで示す）には絶縁塗膜１２は形成されていな
い。１３は絶縁塗膜１２の切削に用いられるブローチ、
１４はスロット部１ｃの形状に対応した形状を持つブロ
ーチ刃である。その他の構成及び動作は従来例と同様で
あるので、同一符号を付して説明を省略する。

【００２８】次に絶縁塗膜の形成方法について述べる。
まず、従来例と同様に、ステータコア１に軸方向からス
プレーガン６によって塗装用パウダ７が吹き付けられ、
スロット部１ｃの表面に塗装用パウダ７を付着させ、こ
の付着した塗装用パウダ７を溶融硬化させ、従来例と同
様な絶縁塗膜を形成する。このとき、絶縁塗膜が最終的
に求められる形状より大きめに形成しておけばよい。次
に、この溶融硬化した絶縁塗膜をブローチ１３によって
切削することにより、最終的な形状に調節され、絶縁塗
膜１２が形成される。

【００２９】ここで、絶縁塗膜の切削工程について詳し
く述べる。ブローチ１３上のブローチ刃１４は図２中は
省略して一つしか示してないが、ブローチ１３の円周上
にスロット部１ｃと同数の一群のブローチ刃１４が設け
られている。また、この一群のブローチ刃１４が長さ及
び形状を少しづづ変えられて軸方向に複数設けられてい
る。ここで、ブローチ１３は矢印Ｂ方向（図２中下方
向）にステータコア１に向かって送られるので、ブロー
チ１３上に設けられるブローチ刃１４は図２中下方か
ら、荒刃部分、中仕上げ刃部分、仕上げ刃部分の順に並
ぶこととなり、それぞれのブローチ刃１４の長さは図２
中上方の刃程大きくなることとなる。また、荒刃部分に
おいては長さの増加率が大きくなっていて、削る量が多
くなっているとともに、仕上げ刃部分でのブローチ刃１
４の長さは仕上げ寸法とほぼ同一となり、最終的な寸法
精度と表面の形状が与えられることとなる。このよう
に、ブローチ１３により切削することにより、加工時の
切削抵抗を減少させて、切削時における絶縁塗膜の割れ
や剥離等を防止することができる。

【００３０】以上のようにブローチ１３により切削され
た絶縁塗膜１２は図３に示すように表面が切削されて凹
凸がなくなり、滑らかになっているとともに必要な絶縁
性能を持つに十分な厚さを備えている。また、ティース
部１ｂの先端部分の側面部分（図１中Ａで示す）の絶縁
塗膜１２は切削して、余分な絶縁塗膜は残さないように
している。

【００３１】実施例２．図４はこの発明の実施例２を示
すステータの径方向の部分断面図である。この図におい
て、２１は絶縁塗膜１２の表面にステータコア１の軸方
向から中心方向まで切削によって形成された細い溝であ
る。スロット部１ｃの軸方向端部に滴下されたワニスが
この溝２１内を毛細管現象によって浸透することにより
中心部分にまで短時間で十分に浸透することとなる。こ
の浸透したワニスはステータコイル３を互いに固定し、
また、ステータコイル３とウェッジ４及びステータコイ
ル３と絶縁塗膜１２を固定する。その他構成及び動作は
従来例または実施例１と同様であるので同一符号を付し
て説明を省略する。

【００３２】また、上記各実施例においては、絶縁塗膜
の切削をブローチを用いて行っていたが、例えばレーザ
光を用いた切削器等のその他の切削用具を用いてもよ
い。さらに、上記各実施例においては、絶縁膜はステー
タコアに塗布されていたが、ステータコア１を電気導体
として、例えば合成樹脂が水分散された電着用の樹脂液
等をステータコア１に電着させて絶縁膜を形成すること
もできる。また、ステータコア１にモールド成形等によ
り絶縁膜を形成してもよい。

【００３３】また、上記各実施例においては充填剤とし
てワニスを用いたが、例えばシリコーンゴム等のその他
の充填剤を用いてもよい。

【００３４】また、上記各実施例ではステータコイルを
直接ステータコアに巻回して設置していたが、予め巻回
したステータコイルをスロットにはめ込んで、設置して
もよい。さらに、上記各実施例では保持部材として断面
がコの字状のウェッジを示したが、例えば平板状のウェ
ッジ等でもよいことは言うまでもない。

【００３５】

【発明の効果】この発明に係るステータは、ステータコ
アとステータコイルとは絶縁膜もしくはより薄く形成さ
れた絶縁膜と保持部材とにより絶縁されるので、絶縁膜
と保持部材とによって確実にステータコアとステータコ
イルとを絶縁し、かつ、絶縁膜をより薄く形成すること
によりステータコイルの容積を増加させることが可能と
なり、回転電機の性能を上げることができる。

【００３６】また、絶縁膜の表面を切削することにより
ステータコアの表面形状によらずに絶縁膜の表面形状を
形成することができるので、ステータコイルを効率的に
スロット内に設けることができ、ステータコイルの容積
を増加させることが可能となり、回転電機の性能を上げ
ることができる。

【００３７】また、充填剤を溝に充填するとともにステ
ータコイルが設けられたスロットに充填剤を充填するの
で、充填剤を容易にまた確実に充填でき、ステータコイ
ルの固定が確実となる。

【００３８】この発明に係るステータの製造方法は、ブ
ローチを用いた切削工程によって絶縁膜を切削すること
により、容易にスロット内の容積を増加することができ
る。

【００３９】この発明に係るステータの製造方法は、切
削工程によって絶縁膜をブローチを用いて切削すること
により、絶縁膜を剥離等により壊すことなく、容易にス
ロット内の容積を増加することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１を示すステータの径方向
の部分断面図である。

【図２】 この発明の実施例１におけるブローチとステ
ータコアとを示す斜視説明図である。

【図３】 この発明の実施例１における切断線ＩＩＩ−
ＩＩＩでの絶縁塗膜を示す断面図である。

【図４】 この発明の実施例２を示すステータの径方向
の部分断面図である。

【図５】 従来のステータを示す概略斜視図である。

【図６】 従来のステータを示す径方向の部分断面図で
ある。

【図７】 従来のステータにおける絶縁塗膜の塗装過程
を示す説明図であり、図７ａは径方向からみた説明図、
図７ｂは軸方向からみた説明図である。

【図８】 従来のステータにおける切断線ＶＩＩＩ−Ｖ
ＩＩＩでの絶縁塗膜を示す断面図である。

【符号の説明】

１…ステータコア、１ｃ…スロット部、２…絶縁塗膜、
３…ステータコイル、４…ウェッジ、１２…絶縁塗膜、
１２ａ…薄肉部、１３…ブローチ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットを有するステータコアと、 前記スロットの表面に形成された絶縁膜と、 前記スロット内に前記絶縁膜を介して設けられたステー
   タコイルと、 前記スロットの開口部に前記絶縁膜を介して設けられ、
   前記ステータコイルを保持し、絶縁性を有する保持部材
   とを備え、 前記ステータコイルと前記ステータコアとの間の前記絶
   縁膜より前記保持部材と前記ステータコアとの間の前記
   絶縁膜の方を薄く形成したことを特徴とするステータ。
2. 【請求項２】 スロットを有するステータコアと、 前記スロットの表面に塗布もしくは電着され、その塗布
   もしくは電着された表面を所定形状に切削された絶縁膜
   と、 前記スロット内に前記絶縁膜を介して設けられたステー
   タコイルとを備えたことを特徴とするステータ。
3. 【請求項３】 円筒状のステータコアと、 このステータコアの内周面にこのステータコアの軸方向
   に形成されたスロット、 このスロットの表面に形成された絶縁膜と、 この絶縁膜の表面に前記ステータコアの軸方向に形成さ
   れた溝と、 前記スロット内に前記絶縁膜を介して設けられたステー
   タコイルと、 前記溝及び前記スロット内に充填された充填剤とを備え
   たことを特徴とするステータ。
4. 【請求項４】 ステータコアに形成されたスロットの表
   面に絶縁膜を塗布もしくは電着する塗布工程と、前記塗
   布もしくは電着された絶縁膜の表面を切削する切削工程
   とを備えたステータの製造方法。
5. 【請求項５】 切削工程にブローチを用いることを特徴
   とする請求項４記載のステータの製造方法。