WO2021084808A1 - モータ用ステータの予熱方法 - Google Patents

モータ用ステータの予熱方法 Download PDF

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謙二 藤原
吉弘 岡本
善久 北条
圭一 森永
友也 岩本
協司 岡本
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東洋電機製造株式会社
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Definitions

  • the present invention provides a motor stator comprising a core formed by laminating a plurality of annular electromagnetic steel sheets and a coil wound in a plurality of slots formed at predetermined intervals on the inner peripheral portion of the core.
  • the present invention relates to a method for preheating a motor stator, which preheats a motor stator before performing mold molding in which an insulating resin is injected into a gap between a core and a coil and cured.
  • the present invention is wound around a core formed by laminating a plurality of annular electromagnetic steel plates and a plurality of slots formed at predetermined intervals on the inner peripheral portion of the core.
  • a method of preheating a motor stator that preheats the motor stator before molding by injecting an insulating resin into at least the gap between the core and the coil to cure the motor stator provided with the coil.
  • a coil is provided with an alternating current to preheat a stator for a motor by generating heat from the coil, and includes a long body portion and a flange portion extending outward from one end in the longitudinal direction of the body portion.
  • the flange of the mold is horizontally arranged so that the body of the mold faces upward, and the core of the stator for the motor is fitted into the tubular frame, and the body of the mold is inserted into the core.
  • One end of the frame in the longitudinal direction is placed on the collar, and then a heat-insulating box with an open lower surface is covered from above so as to surround the outside of the frame and the mold, and the inside of the box is covered. It is characterized in that an alternating current is applied to the coil to heat the coil to heat the core, the frame and the mold.
  • the heat generated by the heat generated by the coil is efficiently conducted not only to the inner peripheral portion of the core but also to the outer peripheral portion of the core, the frame and the mold mold inside the box body, and the mold mold is formed together with the motor stator. It can be preheated uniformly in a short time. Further, since it is only necessary to use the above-mentioned box body for preheating, the preheating equipment can be simplified.
  • the energization is turned off, and the coil, the core, the frame and the mold mold all reach the second predetermined temperature suitable for the molding. It is desirable to leave it until. According to this, the energization time to the coil can be shortened, and the preheating efficiency can be improved.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of a method for preheating a motor stator of the present invention. Graphs showing the temperatures of the coil, mold, core and frame during preheating, respectively.
  • the motor stator 1 is wound around a core 11 formed by laminating a plurality of annular electromagnetic steel sheets (not shown) and a plurality of slots 11a formed at predetermined intervals on the inner peripheral portion of the core 11.
  • a coil 12 and a tubular frame 13 are provided.
  • the core 11 is internally fitted to the frame 13 by shrink fitting or the like.
  • the mold 2 used when performing mold molding in which a sex resin is injected and cured is also preheated.
  • the mold 2 is a hollow mold, and includes a long and tubular body portion 21 and a flange portion 22 extending outward from one end in the longitudinal direction of the body portion 21.
  • the mold 2 arranges the flange portion 22 horizontally so that the body portion 21 faces upward.
  • an annular pallet 3 is used in this embodiment.
  • An opening 3a is formed in the pallet 3 so as to communicate with the hollow portion 2a of the mold 2, and a pair is formed on the surface located outside the opening 3a so as to extend in a straight line in the radial direction passing through the center of the opening 3a.
  • a plurality of pairs of heat insulating materials 4 are provided. Each pair of heat insulating materials 4 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the opening 3a.
  • the flange portion 22 is placed on all pairs of heat insulating materials 4 and arranged horizontally.
  • Both the hollow portion 2a of the mold 2 and the opening 3a of the pallet 3 are portions for circulating a refrigerant such as air after molding to cool the motor stator 1 together with the mold 2, and are used for preheating. Not involved.
  • the body portion 21 of the mold mold 2 is inserted into the core 11 and one end in the longitudinal direction of the frame 13 is placed on the flange portion 22 of the mold mold 2.
  • a box body 5 having a heat insulating property and having an open lower surface is covered from above so as to surround the outside of the frame 13 and the mold 2.
  • the box body 5 includes an upper wall portion 51 and a side wall portion 52, and both the upper wall portion 51 and the side wall portion 52 are formed of a heat insulating material. There are no particular restrictions on the material of the heat insulating material.
  • a connector 53 that can be connected to an energizing connector (not shown) provided at the lower end of the coil 12 is provided at the lower end of the box body 5.
  • the connector 53 is connected to an AC power supply 6 for heating, and a control device 7 for controlling energization of the coil 12 is connected to the AC power supply 6.
  • the coil 12 When an alternating current is applied to the coil 12 from the alternating current power source 6 via the control device 7, the coil 12 generates heat inside the box body 5, and the heat is conducted to the core 11, the frame 13, and the mold 2 to conduct the core. 11. Heat the frame 13 and the mold 2. Even if the lower end of the box body 5 is opened, the hollow portion 2a exists in the mold 2, and the opening 3a exists in the pallet 3, air is generated in the space portion 5a of the box body 5 due to the heat generated by the coil 12. Is heated but does not circulate. Further, since the mold 2 is arranged on the pallet 3 via the heat insulating material 4, the heat generated by the heat generated by the coil 12 is not conducted to the pallet 3.
  • FIG. 1 An embodiment of the method for preheating the motor stator shown in FIG. 1 is shown with reference to FIG.
  • a temperature sensor 8 is attached to each of the core 11, the coil 12, the frame 13, and the mold 2, and each temperature sensor 8 is connected to the control device 7 via the AC power supply 6.
  • the temperature of each of the core 11, the coil 12, the frame 13, and the mold 2 was measured.
  • the temperature sensor 8 was attached to the upper end on the connector side and the upper end on the opposite side half a circumference away from the connector, and in the mold 2, the upper end of the body 21. Further, although not shown, the lower end portion of the frame 13 is used.
  • a high-frequency power with a frequency of 590 Hz and a power of 1690 W was input from the AC power supply 6 by the control device 7, and an AC current of 23 A was applied to the coil 12.
  • the temperature of the upper end of the coil 12 on the energized side reached 150 ° C. as the first predetermined temperature, so that the control device 7 turned off the energization of the coil 12.
  • the heat generated by the heat generated by the coil 12 is generated not only in the inner peripheral portion of the core 11 but also in the outer peripheral portion of the core 11 inside the box body 5. It efficiently conducts to the frame 13 and the mold 2, and can uniformly preheat the mold 2 together with the motor stator 1 in a short time. Further, since it is only necessary to use the box body 5 for preheating, the preheating equipment can be simplified.
  • the energization is turned off, and the coil 12, the core 11, the frame 13, and the mold 2 are all molded.
  • the energization time of the coil 12 can be shortened and the preheating efficiency can be improved.
  • the present invention has been described above with respect to one embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the use of the pallet 3 is arbitrary, and there is no particular limitation on the structure of the pallet 3 when it is used.
  • the pallet 3 can not only be left stationary at the preheating position, but can also be placed on a transporting means such as a roller conveyor so as to be movable, and automatically transported to the molding process after preheating.
  • the shape and structure of the mold 2 are not particularly limited.

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Abstract

モータ用ステータ１と共にモールド型２を、簡略化された予熱設備により短時間で均一に予熱することができるモータ用ステータの予熱方法を提供すること。　長尺の胴部２１と、胴部２１の長手方向一端から外方に延在する鍔部２２とを備えるモールド型２の胴部２１が上向きとなるようにモールド型２の鍔部２２を水平に配置し、モータ用ステータ１のコア１１を筒状のフレーム１３に内嵌させた状態で、コア１１にモールド型２の胴部２１を内挿してフレーム１３の長手方向一端を鍔部２２上に載置し、次いで、断熱性を有する、下面が開放された箱体５をフレーム１３及びモールド型２の外側を囲うように上方から被せて、箱体５の内部でコイル１２に交流電流を通電し、コイル１２を発熱させて、コア１１、フレーム１３及びモールド型２を加熱する。

Description

モータ用ステータの予熱方法
　本発明は、複数枚の環状の電磁鋼板を積層して形成されたコアと、このコアの内周部に所定間隔で形成された複数のスロットに巻回されたコイルとを備えるモータ用ステータに対して、少なくともコアとコイルとの間の隙間に絶縁性樹脂を注入して硬化させるモールド成形を行う前に、モータ用ステータを予熱するモータ用ステータの予熱方法に関する。
　従来、この種のモータ用ステータの予熱方法として、コイルに交流電流を通電し、コイルを発熱させてモータ用ステータを予熱するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
　ところで、コイルの通電加熱によってコアの内周部から外周部までを所定温度に均一に加熱するのには時間がかかるという問題がある。この問題を解決するために、特許文献１記載のモータ用ステータの予熱方法では、予熱の際に使用する上型又は下型の少なくともいずれか一方で、コアの外周部を挟み込む部位にヒータを設け、このヒータによりコアの外周部を直接加熱して、予熱時間の短縮を図っている。
　然し、特許文献１記載のモータ用ステータの予熱方法は、予熱後のモールド成形に用いるモールド型は予熱対象に含まれていない。このため、モールド成形前又はモールド成形中にモールド型をモータ用ステータとは別に加熱する必要があるという問題がある。また、特許文献１記載のモータ用ステータの予熱方法は、モータ用ステータの均一な予熱のためにコイルの外周部を直接加熱するヒータを必要としているため、予熱設備の構造がやや複雑であるという問題がある。
特開２００８－１５４３４８号公報
　本発明は、以上の点に鑑み、モータ用ステータと共にモールド型を、簡略化された予熱設備により短時間で均一に予熱することができるモータ用ステータの予熱方法を提供することをその課題としている。
　上記課題を解決するために、本発明は、複数枚の環状の電磁鋼板を積層して形成されたコアと、このコアの内周部に所定間隔で形成された複数のスロットに巻回されたコイルとを備えるモータ用ステータに対して、少なくともコアとコイルとの間の隙間に絶縁性樹脂を注入して硬化させるモールド成形を行う前に、モータ用ステータを予熱するモータ用ステータの予熱方法であって、コイルに交流電流を通電してコイルの発熱によりモータ用ステータを予熱するものにおいて、長尺の胴部と、この胴部の長手方向一端から外方に延在する鍔部とを備えるモールド型の胴部が上向きとなるようにモールド型の鍔部を水平に配置し、モータ用ステータのコアを筒状のフレームに内嵌させた状態で、コアにモールド型の胴部を内挿してフレームの長手方向一端を鍔部上に載置し、次いで、断熱性を有する、下面が開放された箱体をフレーム及びモールド型の外側を囲うように上方から被せて、この箱体の内部でコイルに交流電流を通電し、コイルを発熱させて、コア、フレーム及びモールド型を加熱することを特徴とする。
　本発明によれば、コイルの発熱による熱が、箱体の内部で、コアの内周部ばかりでなく、コアの外周部、フレーム及びモールド型に効率よく伝導し、モータ用ステータと共にモールド型を短時間で均一に予熱することができる。また、予熱に際し、上記箱体を用いるだけで済むため、予熱設備の簡略化を図ることができる。
　また、本発明においては、前記コイルを第１所定温度に加熱した後、通電を切り、コイル、前記コア、前記フレーム及び前記モールド型の全てが、前記モールド成形に適した第２所定温度になるまで放置することが望ましい。これによれば、コイルへの通電時間が短くて済み、予熱効率を向上させることができる。
本発明のモータ用ステータの予熱方法の一実施形態を概略的に示した断面図。 予熱時のコイル、モールド型、コア及びフレームの温度を夫々示したグラフ。
　図１を参照して、本実施形態のモータ用ステータの予熱方法を説明する。モータ用ステータ１は、複数枚の環状の電磁鋼板（図示省略）を積層して形成されたコア１１と、コア１１の内周部に所定間隔で形成された複数のスロット１１ａに巻回されたコイル１２と、筒状のフレーム１３とを備えている。コア１１は、フレーム１３に焼嵌め等により内嵌されている。
　モータ用ステータ１の予熱時には、少なくともコア１１とコイル１２との間の隙間（例えば、スロット１１ａ内のコア１１とコイル１２との間の隙間、コイル１２を形成する導体間の隙間等）に絶縁性樹脂を注入して硬化させるモールド成形を行う際に用いられるモールド型２も予熱する。モールド型２は、中空な金型であり、長尺で筒状の胴部２１と、胴部２１の長手方向一端から外方に延在する鍔部２２とを備えている。モータ用ステータ１を予熱する際には、モールド型２は、胴部２１が上向きとなるように鍔部２２を水平に配置する。このような鍔部２２の安定した水平配置を実現するために、本実施形態では環状のパレット３を用いている。
　パレット３には、モールド型２の中空部２ａと連通する開孔３ａが形成され、開孔３ａの外側に位置する表面に、開孔３ａの中心を通る放射方向の直線上に延びて対をなす複数対の断熱材４が設けられている。各対の断熱材４は、開孔３ａの周方向に所定間隔で配置されている。モールド型２は、鍔部２２が全対の断熱材４の上に載置されて水平に配置される。尚、モールド型２の中空部２ａ及びパレット３の開孔３ａは共に、モールド成形後に空気等の冷媒を流通させてモールド型２と共にモータ用ステータ１を冷却するための部位であり、予熱には関与しない。
　また、モータ用ステータ１の予熱時には、コア１１にモールド型２の胴部２１を内挿してフレーム１３の長手方向一端をモールド型２の鍔部２２上に載置する。次いで、断熱性を有する、下面が開放された箱体５をフレーム１３及びモールド型２の外側を囲うように上方から被せる。箱体５は、上壁部５１及び側壁部５２を備え、上壁部５１及び側壁部５２は共に断熱材から形成されている。断熱材の材質については特に制限はない。また、箱体５の下端部には、コイル１２の下端部に設けられた通電用のコネクタ（図示省略）と接続可能なコネクタ５３が設けられている。箱体５をフレーム１３及びモールド型２の上方から被せる際には、両コネクタの接続を行う。コネクタ５３は加熱用の交流電源６に接続され、交流電源６には、コイル１２への通電を制御する制御装置７が接続されている。
　制御装置７を介して交流電源６から交流電流をコイル１２に通電すると、箱体５の内部でコイル１２が発熱し、その熱が、コア１１、フレーム１３及びモールド型２に伝導して、コア１１、フレーム１３及びモールド型２を加熱する。箱体５の下端が開放され、モールド型２に中空部２ａが存し、且つパレット３に開孔３ａが存しても、箱体５の空間部５ａでは、コイル１２の発熱に伴って空気は加熱されるが、循環することはない。また、モールド型２は、パレット３上に断熱材４を介して配置されるため、コイル１２の発熱による熱はパレット３には伝導しない。
　図２を参照して、図１に示すモータ用ステータの予熱方法の一実施例を示す。本実施例では、図１に示す如く、コア１１、コイル１２、フレーム１３及びモールド型２の夫々に温度センサ８を取り付け、各温度センサ８を交流電源６を介して制御装置７と接続して、コア１１、コイル１２、フレーム１３及びモールド型２の夫々の温度を測定した。温度センサ８の取付部位は、コイル１２では、コネクタ側の上端部とコネクタから半周離れた対向側の上端部とし、モールド型２では胴部２１の上端部とした。また、図示省略しているが、フレーム１３では下端部とした。
　制御装置７により交流電源６から周波数５９０Ｈｚ、電力１６９０Ｗの高周波電力を投入して、コイル１２に２３Ａの交流電流を通電した。図２に示す如く、２０分３０秒後にコイル１２の通電側の上端部の温度が第１所定温度としての１５０℃に到達したため、制御装置７によりコイル１２への通電を切った。通電中は、熱伝導度の相違等に起因する温度分布が、コア１１、コイル１２、フレーム１３及びモールド型２に現れたが、通電を切ってから約１０分後には、コア１１、コイル１２、フレーム１３及びモールド型２の温度が１１０℃に収束し、この温度の収束状態は、箱体５が被されている限り継続した。
　上記の如く、本実施形態のモータ用ステータ１の予熱方法によれば、コイル１２の発熱による熱が、箱体５の内部で、コア１１の内周部ばかりでなく、コア１１の外周部、フレーム１３及びモールド型２に効率よく伝導し、モータ用ステータ１と共にモールド型２を短時間で均一に予熱することができる。また、予熱に際し、箱体５を用いるだけで済むため、予熱設備の簡略化を図ることができる。
　また、本実施形態のモータ用ステータ１の予熱方法によれば、コイル１２を第１所定温度に加熱した後、通電を切り、コイル１２、コア１１、フレーム１３及びモールド型２の全てが、モールド成形に適した第２所定温度になるまで放置することで、コイル１２への通電時間が短くて済み、予熱効率を向上させることができる。
　以上、本発明を一実施形態に関して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、パレット３の使用は任意であり、使用する場合のパレット３の構造については特に制限はない。また、パレット３は、予熱位置に定置したままにするばかりでなく、ローラコンベア等の搬送手段の上に乗せて移動自在として、予熱後にモールド成形工程へ自動搬送することもできる。更に、モールド型２の形状及び構造についても特に制限はない。
　１…モータ用ステータ、１１…コア、１１ａ…スロット、１２…コイル、１３…フレーム、２…モールド型、２１…胴部、２２…鍔部、５…箱体。

Claims (2)

  1. 　複数枚の環状の電磁鋼板を積層して形成されたコアと、このコアの内周部に所定間隔で形成された複数のスロットに巻回されたコイルとを備えるモータ用ステータに対して、少なくともコアとコイルとの間の隙間に絶縁性樹脂を注入して硬化させるモールド成形を行う前に、モータ用ステータを予熱するモータ用ステータの予熱方法であって、
    　コイルに交流電流を通電してコイルの発熱によりモータ用ステータを予熱するものにおいて、
    　長尺の胴部と、この胴部の長手方向一端から外方に延在する鍔部とを備えるモールド型の胴部が上向きとなるようにモールド型の鍔部を水平に配置し、モータ用ステータのコアを筒状のフレームに内嵌させた状態で、コアにモールド型の胴部を内挿してフレームの長手方向一端を鍔部上に載置し、次いで、断熱性を有する、下面が開放された箱体をフレーム及びモールド型の外側を囲うように上方から被せて、この箱体の内部でコイルに交流電流を通電し、コイルを発熱させて、コア、フレーム及びモールド型を加熱することを特徴とするモータ用ステータの予熱方法。
  2. 　前記コイルを第１所定温度に加熱した後、通電を切り、コイル、前記コア、前記フレーム及び前記モールド型の全てが、前記モールド成形に適した第２所定温度になるまで放置することを特徴とする請求項１記載のモータ用ステータの予熱方法。
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