(57)【要約】【課題】絶縁紙の両端が拡張されたステータを容易に製造することができるステータの製造方法を提供すること。【解決手段】本発明に係るステータの製造方法は、複数の筒状の絶縁紙１２が複数のスロットのそれぞれを貫通するように配置されたステータコア１１に対し絶縁紙１２の両端を拡径することでステータ１を製造するステータの製造方法であって、絶縁紙１２の両端のそれぞれと対向するように配置された成形パンチ対２１を、絶縁紙１２の両端に挿入することで、絶縁紙１２の両端を拡径する拡径ステップＳ１を有し、拡径ステップＳ１においては、絶縁紙１２の両端を１／１２〜１／３ずつ順番に拡径していくことを特徴とする。【選択図】図７
2020108212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の筒状の絶縁紙が複数のスロットのそれぞれを貫通するように配置されたステータコアに対し前記絶縁紙の両端を拡径することでステータを製造するステータの製造方法であって、
前記絶縁紙の両端のそれぞれと対向するように配置された成形パンチ対を、前記絶縁紙の両端に挿入することで、前記絶縁紙の両端を拡径する拡径ステップを有し、
前記拡径ステップにおいては、前記絶縁紙の両端を１／１２〜１／３ずつ順番に拡径していく、
ステータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ステータコアのスロットを通るようにコイルを巻き付けることで、ステータを製造することができる。このとき、ステータコアとコイルとの絶縁性を確保するために、予めスロットの内部に筒状の絶縁紙を設けることがある。本発明者らは、鋭意研究の結果、コイルをステータコアに巻き付ける前に当該絶縁紙の両端を予め拡径しておくと、円滑にコイルをステータコアに巻き付けられることを見出した。
【０００３】
図１０は、ステータコア９１と両端が拡張された絶縁紙９２とを備えるステータ９にコイル９３を巻き付けるときの様子を表した断面模式図である。図１０に示すように、コイル９３をステータコア９１に巻き付ける際、ステータコア９１とコイル９３との絶縁性を確保するために、コイル９３は筒状の絶縁紙９２の内部に挿入される。このとき、絶縁紙９２の上端を予め拡径することで、コイル９３を絶縁紙９２内に円滑に導入することができる。また、絶縁紙９２の下端を予め拡径することで、絶縁紙９２の下端を治具Ｊで支えることができ、絶縁紙９２がコイル９３の挿入によってずり下がることを抑制することができる。このように、絶縁紙９２の両端を予め拡径することによって、円滑にコイルをステータコアに巻き付けることができる。
【０００４】
一方、特許文献１には、絶縁紙の一端のみが拡径されたステータ及びその製造方法が開示されている。特許文献１に係るステータの製造方法においては、筒状の絶縁紙に対して加熱した成形パンチを一方から挿入することで、当該絶縁紙の一端を拡径する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３０８３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に係る方法では、成形パンチを一方のみから挿入するため、一度に絶縁紙の両端を拡張することができない。したがって、特許文献１に記載の方法では、絶縁紙の両端が拡張されたステータを容易に製造することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、絶縁紙の両端が拡張されたステータを容易に製造することができるステータの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るステータの製造方法は、複数の筒状の絶縁紙が複数のスロットのそれぞれを貫通するように配置されたステータコアに対し前記絶縁紙の両端を拡径することでステータを製造するステータの製造方法であって、前記絶縁紙の両端のそれぞれと対向するように配置された成形パンチ対を、前記絶縁紙の両端に挿入することで、前記絶縁紙の両端を拡径する拡径ステップを有し、前記拡径ステップにおいては、前記絶縁紙の両端を１／１２〜１／３ずつ順番に拡径していくことを、特徴としたものである。
【０００９】
このような構成においては、絶縁紙の両端のそれぞれと対向するように配置された成形パンチ対を、絶縁紙の両端に挿入して、絶縁紙の両端を拡径する。したがって、一度に絶縁紙の両端を拡径することができる。また、成形パンチ対は、１／１２〜１／３の絶縁紙の両端を拡径できる構造であればよいため、複雑な構造を必要とせず、制御やメンテナンスが容易である。したがって、成形パンチ対の管理を容易に行うことができる。
以上の点から、本発明に係るステータの製造方法においては、絶縁紙の両端が拡張されたステータを容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、絶縁紙の両端が拡張されたステータを容易に製造することができるステータの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】絶縁紙が成形される前のステータの概略図である。
【図２】ステータの製造方法を表すフローチャートである。
【図３】図１のステータの絶縁紙の位置を調整する際の図である。
【図４】図１のステータの絶縁紙の位置を調整した後の図である。
【図５】図４のステータを回転移動させた後の図である。
【図６】図５のステータの絶縁紙の下端を拡径する際の図である。
【図７】図６のステータの絶縁紙の上端を拡径する際の図である。
【図８】図７のステータから成形パンチ対を抜去した際の図である。
【図９】切欠部を有する上側成形パンチの拡大断面図である。
【図１０】絶縁紙の両端が拡張されたステータにコイルを挿入する様子を表した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載および図面は、適宜、簡略化されている。
なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した座標軸は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、上下方向の軸が鉛直方向、左右方向の軸が水平方向を表しており、図面間で共通である。また、本明細書中において水平とは、完全な水平を意味しているわけではなく、鉛直方向に対して略直交する角度のことをいう。
【００１３】
本発明に係るステータの製造方法は、複数の筒状の絶縁紙が複数のスロットのそれぞれを貫通するように配置されたステータコアに対し前記絶縁紙の両端を拡径することでステータを製造するステータの製造方法である。当該ステータの製造方法は、例えば、ステータの製造装置によって実現される。
【００１４】
まず、本実施形態において絶縁紙の両端を拡径されるステータ、及びその製造装置の構成について、図１を用いて説明する。図１は、絶縁紙の両端が拡径される前のステータ１の部分的な側面図である。図１において、ステータコア１１は、図示しない把持装置によって把持されており、左右方向に回転可能である。
【００１５】
ステータ１は、ステータコア１１と、複数の筒状の絶縁紙１２と、を備える。ステータコア１１は、複数の円環状の電磁鋼板が上下方向に積層されたものである。当該電磁鋼板には開口部が周方向に沿って複数形成されており、その開口部同士が上下に積層されることによって、コイルを収容できるスロットが形成される。すなわち、ステータコア１１には、その周方向に沿って、コイルを収容できる複数のスロットが設けられている。筒状の絶縁紙１２は、各スロットのそれぞれを貫通するように配置されている。絶縁紙１２は、紙、または樹脂、または表面に樹脂が塗布された紙等であって、電気絶縁性を有するとともに、加熱によって変形する。各スロットの表面はそれぞれの絶縁紙１２の表面によって覆われ、スロットの内外は電気的に絶縁される。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係るステータの製造方法においては、成形パンチ対２１と、出代揃え部２２と、を有するステータの製造装置を用いてステータを製造する。
【００１７】
成形パンチ対２１は、ステータコア１１を挟んで対向して設けられた複数の上側成形パンチ２１ａ及び下側成形パンチ２１ｂの組からなる。換言すると、成形パンチ対２１は、絶縁紙１２の両端のそれぞれと対向するように配置された成形パンチの組である。
【００１８】
上側成形パンチ２１ａは、下に延びる細い円柱部材と、当該円柱部材の上面から徐々に径が大きくなるように上側に延びるテーパ部と、を有し、上下方向に移動可能である。一方、下側成形パンチ２１ｂは、上に延びる細い円柱部材と、当該円柱部材の下面から徐々に径が大きくなるように下側に延びるテーパ部と、を有し、上下方向に移動可能である。
また、上側成形パンチ２１ａ及び下側成形パンチ２１ｂは、図示しないヒータ等に接続されており、使用時においては５０〜８０℃程度に加熱される。加熱した上側成形パンチ２１ａ及び下側成形パンチ２１ｂを絶縁紙１２の両端に挿入することで、絶縁紙１２の両端を拡径することができる。上側成形パンチ２１ａ及び下側成形パンチ２１ｂのそれぞれは、できるだけ同じ温度を有していることが好ましく、成型パンチ間の温度差は±３０℃以内であることが好ましい。
【００１９】
本実施形態において、上側成形パンチ２１ａ及び下側成形パンチ２１ｂの数は、スロットの数の１／１２以上１／３以下である。上側成形パンチ２１ａ及び下側成形パンチ２１ｂの数を、スロットの数の１／１２以上とすることで、全体の絶縁紙１２のうちの１／１２以上を一度に拡径することができる。したがって、絶縁紙１２の拡径加工を速やかに行うことができる。また、上側成形パンチ２１ａ及び下側成形パンチ２１ｂの数をスロットの数の１／３以下とすることで、それぞれの成型パンチの温度管理やメンテナンスを容易に行うことができる。したがって、絶縁紙１２の拡径加工を容易に制御することができる。
【００２０】
出代揃え部２２は、上面が水平な板状部材である。出代揃え部２２は、上面が絶縁紙１２の下端と対向するように配置されている。出代揃え部２２は、所定の高さの範囲で上下方向に移動することができる。後述するように、出代揃え部２２を所定の高さまで上方に移動させることによって、絶縁紙１２の出代、すなわち絶縁紙１２の高さ方向の位置を揃えることができる。
【００２１】
次に、本実施形態に係るステータの製造方法について説明する。図２は、本実施形態に係るステータの製造方法を表すフローチャートである。図２に示すように、本実施形態に係るステータの製造方法は、絶縁紙１２の両端のそれぞれと対向するように配置された複数の成形パンチ対２１を、絶縁紙１２の両端に挿入することで、絶縁紙１２の両端を拡径する拡径ステップＳ１を有する。また、拡径ステップＳ１は、さらに詳細なステップＳ１０〜Ｓ４０を有し、当該ステップＳ１０〜Ｓ４０を繰り返し実行することで、絶縁紙１２の両端を１／１２〜１／３ずつ順番に拡径することができる。
【００２２】
ここで、図３〜図８を用いて、ステップＳ１０〜Ｓ４０の工程について、詳細に説明する。なお、以下の説明では、各ステップＳ１０〜Ｓ４０は、ステータの製造装置を制御する制御装置（不図示）によって行われるものとして説明するが、可能であれば、その一部または全部がユーザによって行われてもよい。
【００２３】
まず、図３及び図４を用いて、ステップＳ１０（図２参照）の工程について説明する。ステップＳ１０においては、出代揃え部２２を所定の高さまで上方に移動させることによって、絶縁紙１２の下端の位置を揃える。
図３は、図１の状態の後、出代揃え部２２が所定の高さまで上方に移動したときの概略図である。出代揃え部２２を所定の高さまで上方に移動させることによって、出代揃え部２２の上面と対向する絶縁紙１２の下端の位置を揃えることができる。
図４は、図３の状態の後、出代揃え部２２を下方に移動したときの概略図である。出代揃え部２２を所定の高さから下方に移動させることで、出代揃え部２２と絶縁紙１２との接触を解除することができる。出代揃え部２２と絶縁紙１２との接触が解除されることで、ステータコア１１は自由に回転できるようになる。
【００２４】
次に、図５を用いて、ステップＳ２０（図２参照）の工程について説明する。ステップＳ２０においては、ステータコア１１を回転させて、ステップＳ１０で下端の位置が調整された絶縁紙１２を、成形パンチ対２１の間に誘導する。
図５は、図４の状態の後、ステータコア１１が回転したあとの状態を示す概略図である。ステータコア１１を回転させることで、下端の位置が調整された絶縁紙１２を、成形パンチ対２１と対向させることができる。
【００２５】
次に、図６〜図８を用いて、ステップＳ３０（図２参照）の工程について説明する。ステップＳ３０においては、成形パンチ対２１を絶縁紙１２の両端に挿入することで、当該絶縁紙１２の両端を拡径する。成形パンチ対２１に含まれる上側成形パンチ２１ａ及び下側成形パンチ２１ｂの数は、絶縁紙１２の全体の１／１２以上１／３以下であるため、本ステップにおいては、全体の１／１２〜１／３の絶縁紙１２の両端を拡径する。
【００２６】
図６は、図５の状態の後、加熱された下側成形パンチ２１ｂを、それぞれが対向する絶縁紙１２の下端に挿入したときの概略図である。加熱された下側成形パンチ２１ｂをそれぞれが対向する絶縁紙１２の下端に挿入することによって、当該絶縁紙１２の下端を拡径することができる。
【００２７】
なお、図６に示すように、本実施形態のステップＳ３０においては、同時に出代揃え部２２も所定の高さまで上方に移動させる。このような構成においては、下側成形パンチ２１ｂと対向する絶縁紙１２の下端を拡径すると同時に、出代揃え部２２と対向する絶縁紙１２の下端の位置を揃えることができる。
【００２８】
図７は、図６の状態の後、さらに加熱された上側成形パンチ２１ａを、それぞれが対向する絶縁紙１２の上端に挿入したときの概略図である。加熱された上側成形パンチ２１ａをそれぞれが対向する絶縁紙１２の上端に挿入することによって、当該絶縁紙１２の上端を拡径することができる。
【００２９】
図８は、図７の状態の後、成形パンチ対２１を絶縁紙１２から抜去し、かつ出代揃え部２２を下方に移動させたときの概略図である。成形パンチ対２１を絶縁紙１２から抜去させることで、成形パンチ対２１と絶縁紙１２との接触が解除され、ステータコア１１が自由に回転できるようになる。また、出代揃え部２２を所定の高さから下方に移動させることで、出代揃え部２２と絶縁紙１２との接触が解除され、ステータコア１１が自由に回転できるようになる。
【００３０】
次に、ステップＳ４０において、全ての絶縁紙１２に対して両端が拡径されたか否かを判定する。全ての絶縁紙１２の両端が拡径されたと判断した場合（ステップＳ４０のＹＥＳ）は、フローを終了する。まだ全ての絶縁紙１２の両端が拡径されていないと判断した場合（ステップＳ４０のＮＯ）は、ステップＳ１０に戻ってフローを続行する。
なお、ステップＳ３０の工程で絶縁紙１２の出代を揃えた場合は、ステップＳ１０の処理を省略することができる。
【００３１】
以上のように、本発明に係るステータの製造方法では、絶縁紙１２の両端のそれぞれと対向するように配置された成形パンチ対２１を、絶縁紙１２の両端に挿入することで、絶縁紙１２の両端を拡径する拡径ステップＳ１を有する。また、拡径ステップＳ１においては、絶縁紙１２の両端を１／１２〜１／３ずつ順番に拡径していく。このような構成とすることで、絶縁紙１２の両端が拡張されたステータ１を容易に製造することができる。
【００３２】
なお、本発明は上記の実施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。
【００３３】
例えば、上側成形パンチ２１ａが、単に絶縁紙１２の上端を拡径するための構造を有するのみならず、絶縁紙１２の上端の位置を揃えるための構造を有していてもよい。具体的には、図９に示すように、上側成形パンチ２１ａが、本体部２１１と、テーパ部２１２と、挿入部２１３と、を備える構造とし、本体部２１１とテーパ部２１２の間に切欠部２１４が設けられている構造とすることができる。
【００３４】
図９は、絶縁紙１２の上端の位置を揃えるための構造を有する上側成形パンチ２１ａを、絶縁紙１２の上端に挿入したときの断面拡大図である。図９に示す上側成形パンチ２１ａにおいて、本体部２１１、テーパ部２１２、及び挿入部２１３は、一体に形成されており、例えば金属などの熱伝導性の高い部材で形成されている。
【００３５】
本体部２１１と挿入部２１３は、同軸上に設けられた略円筒部材であり、挿入部２１３の径は本体部２１１の径よりも小さい。
テーパ部２１２は、本体部２１１と挿入部２１３との間に設けられ、本体部２１１と挿入部２１３とを連結する。すなわち、テーパ部２１２は、下方に向かって狭くなるようなテーパ形状を有しており、その上端は本体部２１１に接続され、下端は挿入部２１３の上面に接続されている。また、本体部２１１とテーパ部２１２の間には、切欠部２１４が設けられている。
切欠部２１４は、テーパ部２１２の上面の周りにおいて円環状に設けられており、絶縁紙１２の上端を格納することができる。
【００３６】
このような構成を有する上側成形パンチ２１ａを絶縁紙１２に挿入した場合、絶縁紙１２の上端は切欠部２１４の内側に格納される。したがって、切欠部２１４で絶縁紙１２の上端を押さえながらテーパ部２１２を絶縁紙１２に挿入することができる。このような構成においては、絶縁紙１２の上端の位置を調整しながら、絶縁紙１２の上端の拡径加工を行うことができる。
【００３７】
また、下側成形パンチ２１ｂも同様に、単に絶縁紙１２の下端を拡径するための構造を有するのみならず、絶縁紙１２の下端の位置を揃えるための構造を有していてもよい。すなわち、下側成形パンチ２１ｂは、図９に示される上側成形パンチ２１ａを上下反転させた構造を有していてもよい。このような構成においては、絶縁紙１２の下端の位置を調整しながら、絶縁紙１２の下端の拡径加工を行うことができる。
すべての上側成形パンチ２１ａ及び下側成形パンチ２１ｂが、上述した切欠部２１４に相当する構成を有する場合は、絶縁紙１２の両端の位置を調整しながら、絶縁紙１２の両端の拡径加工を行うことができる。
【００３８】
また、上述の実施形態において、出代揃え部２２は、水平な面が絶縁紙１２の下端と対向するように配置されているものとしたが、水平な面が絶縁紙１２の上端と対向するように配置されているものとしてもよい。このような構成においては、出代揃え部２２によって絶縁紙１２の上端の位置を揃えることができる。
もちろん、出代揃え部２２は、絶縁紙１２の両端と対向するように、絶縁紙１２の上下の両方に設けられていてもよい。このような構成においては、出代揃え部２２によって絶縁紙１２の両端の位置を揃えることができる。
【００３９】
また、上述の実施形態においては、ステータコア１１が回転する構造について説明したが、成形パンチ対２１及び出代揃え部２２が回転する構造としてもよい。このような構成においては、例えばステータコア１１が巨大であるなどして、ステータコア１１を回転させることが困難な場合であっても、絶縁紙１２の両端を順に拡径することができ、ステータを製造することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１、９  ステータ
１１、９１  ステータコア
１２、９２  絶縁紙
２１    成形パンチ対
２１ａ  上側成形パンチ
２１ｂ  下側成形パンチ
２２    出代揃え部
９３    コイル
２１１  本体部
２１２  テーパ部
２１３  挿入部
２１４  切欠部
Ｊ  治具
【図１】
2020108212.tif 000003
【図２】
2020108212.tif 000004
【図３】
2020108212.tif 000005
【図４】
2020108212.tif 000006
【図５】
2020108212.tif 000007
【図６】
2020108212.tif 000008
【図７】
2020108212.tif 000009
【図８】
2020108212.tif 000010
【図９】
2020108212.tif 000011
【図１０】
2020108212.tif 000012