(57)【要約】【課題】ステータのコイルエンドの絶縁処理において、熱エネルギーのロスを抑制することができる、ステータのコイルエンド絶縁処理方法を提供する。【解決手段】コイルエンド絶縁処理方法は、ステータに取り付けする保護キャップにおける、コイルエンドと接触させる箇所に溶融した樹脂を充填する樹脂充填工程と、当該樹脂にコイルエンドが接触するように、保護キャップ上にステータを配置するステータ配置工程と、ステータ配置工程の完了後、保護キャップの内部に充填された樹脂が半硬化状態になるよう所定の時間が経過するまで待機する待機工程と、待機工程の完了後、保護キャップが鉛直方向の上側になるようにステータを反転させ、保護キャップの上面に保護キャップの少なくとも上面と側面とを覆う風洞を配置し、温風発生機により風洞の内部に温風を送り保護キャップに充填した樹脂を加熱する加熱工程と、を備える。【選択図】図７
2020005345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機のステータにおける、複数のスロットを有する円環状のステータコアに巻き付けられたコイルのコイルエンドに対して絶縁処理するコイルエンド絶縁処理方法であって、
前記ステータは、絶縁性の樹脂が内部に充填され、前記コイルエンドにおける少なくともセグメントコイルと引出線との接合部分を覆うように形成された、前記コイルエンドの保護のための保護キャップを有し、
前記保護キャップにおける、前記コイルエンドと接触させる箇所に溶融した樹脂を充填する樹脂充填工程と、
前記保護キャップに充填された樹脂に前記コイルエンドが接触するように、前記保護キャップ上に前記ステータを配置するステータ配置工程と、
前記ステータ配置工程の完了後、前記保護キャップの内部に充填された樹脂が半硬化状態になるよう所定の時間が経過するまで待機する待機工程と、
前記待機工程の完了後、前記保護キャップが鉛直方向の上側になるように前記ステータを反転させ、前記保護キャップの上面に前記保護キャップの少なくとも上面と側面とを覆う風洞を配置し、温風発生機により前記風洞の内部に温風を送り前記保護キャップに充填した樹脂を加熱する加熱工程と、を備える、ステータのコイルエンド絶縁処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータのコイルエンド絶縁処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機のステータの１つの構造として、ステータコアと、複数のセグメントから構成されるセグメントコイルとを有するものが知られている。特許文献１には、回転電機のステータにおけるコイルエンドに熱硬化性の樹脂部材を載せ、樹脂部材を載せた回転電機を加熱炉に入れて加熱し、当該樹脂部材を硬化させる、回転電機の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０８６５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように、樹脂部材を載せたステータを加熱炉に入れて加熱すると、加熱の必要の無い部位にも多く入熱することになるため、熱エネルギーのロスが多大になっていた。また、樹脂部材の硬化処理が終了した後、ステータを冷却する工程が別途必要になっていた。
【０００５】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、ステータのコイルエンドの絶縁処理において、熱エネルギーのロスを抑制することができる、ステータのコイルエンド絶縁処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、回転電機のステータにおける、複数のスロットを有する円環状のステータコアに巻き付けられたコイルのコイルエンドに対して絶縁処理するコイルエンド絶縁処理方法であって、前記ステータは、絶縁性の樹脂が内部に充填され、前記コイルエンドにおける少なくともセグメントコイルと引出線との接合部分を覆うように形成された、前記コイルエンドの保護のための保護キャップを有し、前記保護キャップにおける、前記コイルエンドと接触させる箇所に溶融した樹脂を充填する樹脂充填工程と、前記保護キャップに充填された樹脂に前記コイルエンドが接触するように、前記保護キャップ上に前記ステータを配置するステータ配置工程と、前記ステータ配置工程の完了後、前記保護キャップの内部に充填された樹脂が半硬化状態になるよう所定の時間が経過するまで待機する待機工程と、前記待機工程の完了後、前記保護キャップが鉛直方向の上側になるように前記ステータを反転させ、前記保護キャップの上面に前記保護キャップの少なくとも上面と側面とを覆う風洞を配置し、温風発生機により前記風洞の内部に温風を送り前記保護キャップに充填した樹脂を加熱する加熱工程と、を備えるものである。
【０００７】
保護キャップの少なくとも上面と側面とを覆う風洞を配置し、風洞の内部に温風を送ることで、風洞内にある、保護キャップに充填した樹脂がピンポイントで加熱される。また、風洞によって保護キャップの少なくとも上面と側面とを覆っているので、温風発生機から送られる熱が風洞の外部に放出され難くなる。これにより、ステータにおける、保護キャップに充填した樹脂Ｗ以外の箇所への入熱を最小限に抑えることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ステータのコイルエンドの絶縁処理において、熱エネルギーのロスを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態にかかるコイルエンド絶縁処理方法が適用される回転電機におけるステータの概略構成の一例を示す模式図である。
【図２】図１に示すステータのコイルエンドに保護キャップを取り付けした状態を示す模式図である。
【図３】本実施の形態にかかる、ステータのコイルエンドの絶縁処理方法について説明する模式図である。
【図４】本実施の形態にかかる、ステータのコイルエンドの絶縁処理方法について説明する模式図である。
【図５】本実施の形態にかかる、ステータのコイルエンドの絶縁処理方法について説明する模式図である。
【図６】本実施の形態にかかる、ステータのコイルエンドの絶縁処理方法について説明する模式図である。
【図７】本実施の形態にかかる、ステータのコイルエンドの絶縁処理方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１１】
本実施の形態にかかる、回転電機のステータにおけるコイルエンドの絶縁処理方法は、ステータにおける、複数のスロットを有する円環状のステータコアに巻き付けられたコイルと、引出線と、の接続部分であるコイルエンドに対して絶縁処理する方法である。まず、図１を参照して本実施の形態にかかるコイルエンド絶縁処理方法が適用される回転電機におけるステータの概略構成について説明する。
【００１２】
図１は、本実施の形態にかかるコイルエンド絶縁処理方法が適用される回転電機におけるステータ１の概略構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、ステータ１は、ステータコア２１と、ステータコア２１に巻装されたコイルであるセグメントコイル２２と、引出線４２と、を備える。
【００１３】
セグメントコイル２２は、三相のセグメントコイル２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗからなる。ステータコア２１は、円環状（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、ステータ周方向に沿って延びる環状のヨーク２３と、ヨーク２３の内周面よりステータ径方向内側へ突出する複数のティース２４と、を含む。複数のティース２４は、周方向に互いに間隔をおいて配置され、ステータ周方向に隣接するティース２４間にそれぞれスロットが形成されている。
【００１４】
三相のセグメントコイル２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、ティース２４間のスロットを通って各ティース２４に装着されている。三相のセグメントコイル２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、ステータ周方向位置が互いに異なるスロットを通ってステータコア２１（ティース２４及びヨーク２３）よりステータ軸方向一方側（軸方向外側）に張り出したコイルエンド１３同士がステータ周方向に曲げ加工されて接合されている。
【００１５】
三相のセグメントコイル２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、それぞれ、コイルエンド端部３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗを有する。コイルエンド端部３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗは、ステータコア２１よりステータ軸方向一方側に張り出したコイルエンド１３の位置にステータ周方向に互いに間隔をおいて配置され、ステータ軸方向に沿って延びている。コイルエンド端部３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗには、引出線４２が電気的に接続される。
【００１６】
引出線４２は、三相のセグメントコイル２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗのそれぞれのコイルエンド１３の位置と電気的に接続されている。引出線４２には、コイルエンド端部４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗが設けられている。引出線４２のコイルエンド端部４２Ｕは、セグメントコイル２２Ｕのコイルエンド端部３２Ｕと溶接により接合される。同様に、引出線４２のコイルエンド端部４２Ｖは、セグメントコイル２２Ｖのコイルエンド端部３２Ｖと溶接により接合され、引出線４２のコイルエンド端部４２Ｗは、セグメントコイル２２Ｗのコイルエンド端部３２Ｗと溶接により接合されている。これにより、三相のセグメントコイル２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗがスター結線される。
【００１７】
引出線４２は、例えば、銅線等の金属導体にエナメル樹脂等による絶縁部材を被覆した角形導線で形成される。引出線４２は、コイルエンド端部４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗにおいて上記絶縁部材が除去されて金属導体が露出した状態になっている。
【００１８】
図２は、図１に示すステータ１のコイルエンド１３に保護キャップ１５を取り付けした状態を示す模式図である。図２に示すように、保護キャップ１５は、コイルエンド１３における少なくともセグメントコイル２２と引出線４２との接合部分を覆うように形成されコイルエンド１３を保護する。保護キャップの内部には、絶縁性の樹脂が内部に充填されている。コイルエンド１３は、この絶縁性の樹脂によって絶縁される。なお、保護キャップ１５は、コイルエンド１３の全体を覆う、円環状の形状であってもよい。
【００１９】
次に、本実施の形態にかかる、ステータ１のコイルエンド１３の絶縁処理方法について以下で説明する。なお、以下の説明では、図１についても適宜参照する。
【００２０】
図３から図６は、本実施の形態にかかる、ステータ１のコイルエンド１３の絶縁処理方法について説明する模式図である。図３から図６に示すように、本実施の形態にかかる、ステータ１のコイルエンド１３の絶縁処理方法は、樹脂充填工程と、ステータ配置工程と、待機工程と、加熱工程と、の４つの工程を備えている。
【００２１】
図３は、樹脂充填工程を示す模式図である。図３に示すように、樹脂充填工程において、土台１６の上に保護キャップ１５を載置し、保護キャップ１５における、コイルエンド１３と接触させる箇所に溶融した樹脂Ｗを充填する。
【００２２】
図４は、ステータ配置工程を示す模式図である。図４に示すように、ステータ配置工程において、昇降装置１７を用いて、保護キャップ１５に充填された樹脂Ｗにコイルエンド１３が接触するように、保護キャップ１５上にステータ１を配置する。
【００２３】
図５は、待機工程を示す模式図である。図４に示すステータ配置工程の完了後、図５に示すように、待機工程において、保護キャップ１５の内部に充填された樹脂Ｗが半硬化状態になるよう所定の時間が経過するまで待機する。
【００２４】
図６は、加熱工程を示す模式図である。図５に示す待機工程の完了後、図６に示すように、加熱工程において、保護キャップ１５が鉛直方向の上側になるようにステータ１を反転させる。そして、保護キャップ１５の上面に保護キャップ１５の少なくとも上面と側面とを覆う治具としての風洞１８を配置する。保護キャップ１５の上面に風洞１８を配置した後、温風発生機１９により風洞１８の内部に温風Ｑを送り保護キャップ１５に充填した樹脂Ｗを加熱する。
【００２５】
このように、保護キャップ１５の内部に充填された樹脂Ｗが半硬化状態になった後、保護キャップ１５が鉛直方向の上側になるようにして保護キャップ１５の少なくとも上面と側面とを覆う風洞１８を配置する。このような風洞１８を配置し、風洞１８の内部に温風Ｑを送ることで、風洞１８内にある、保護キャップ１５に充填した樹脂Ｗがピンポイントで加熱される。また、風洞１８によって保護キャップ１５の少なくとも上面と側面とを覆っているので、温風発生機１９から送られる熱が風洞１８の外部に放出され難くなる。これにより、ステータ１における、保護キャップ１５に充填した樹脂Ｗ以外の箇所への入熱を最小限に抑えることができる。
【００２６】
図７は、本実施の形態にかかる、ステータ１のコイルエンド１３の絶縁処理方法の処理の流れを示すフローチャートである。なお、以下の説明では図３から図６についても適宜参照する。図７に示すように、まず、樹脂充填工程において、コイルエンド１３を保護するための保護キャップ１５における、コイルエンド１３と接触させる箇所に溶融した樹脂Ｗを充填する（ステップＳ１）。続いて、ステータ配置工程において、保護キャップ１５に充填された樹脂Ｗにコイルエンド１３が接触するように、保護キャップ１５上にステータ１を配置する（ステップＳ２）。
【００２７】
ステータ配置工程の完了後、待機工程において、保護キャップ１５の内部に充填された樹脂Ｗが半硬化状態になるよう所定の時間が経過するまで待機する（ステップＳ３）。待機工程の完了後、加熱工程において、保護キャップ１５が鉛直方向の上側になるようにステータ１を反転させ、保護キャップ１５の上面に保護キャップ１５の少なくとも上面と側面とを覆う風洞１８を配置し、温風発生機１９により風洞１８の内部に温風を送り保護キャップ１５に充填した樹脂Ｗを加熱する（ステップＳ４）。
【００２８】
以上より、本実施の形態によるステータ１のコイルエンド１３の絶縁処理方法によれば、熱エネルギーのロスを抑制することができる。
【００２９】
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。
【符号の説明】
【００３０】
１  ステータ
１３  コイルエンド
１５  保護キャップ
１６  土台
１７  昇降装置
１８  風洞
１９  温風発生機
２０  ステータ本体
２１  ステータコア
２２（２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗ）  セグメントコイル
２３  ヨーク
２４  ティース
３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗ  コイルエンド端部
４２  引出線
４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗ  コイルエンド端部
Ｗ  樹脂
【図１】
2020005345.tif 000003
【図２】
2020005345.tif 000004
【図３】
2020005345.tif 000005
【図４】
2020005345.tif 000006
【図５】
2020005345.tif 000007
【図６】
2020005345.tif 000008
【図７】
2020005345.tif 000009