(57)【要約】【課題】外周が壁で囲まれていても、積み重なった状態から効率よく切り出すことが可能なカフサを備えるステータを提供する。【解決手段】実施形態に係るステータは、ステータコア２の軸方向端面に円環状のカフサ３が設けられたステータであって、カフサ３は、外側環状部３ａと、外側環状部３ａの径方向内側に配置された内側環状部３ｂと、外側環状部３ａと内側環状部３ｂの間を放射状に連結する複数のリブ部３ｃと、外側環状部３ａと内側環状と周方向に隣り合う前記リブ部３ｃとにより囲まれて形成された複数のスロット部３ｆと、外側環状部３ａの径方向外側に立ち上がるように設けられ、周方向に環状に延びる壁部３ｇと、壁部３ｇの外周面に設けられた切欠き部３ｈとを備える。【選択図】図４
2020092493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアの軸方向端面に円環状のカフサが設けられたステータであって、
前記カフサは、
外側環状部と、
前記外側環状部の径方向内側に配置された内側環状部と、
前記外側環状部と前記内側環状部の間を放射状に連結する複数のリブ部と、
前記外側環状部と前記内側環状部と周方向に隣り合う前記リブ部とにより囲まれて形成された複数のスロット部と、
前記外側環状部の径方向外側に立ち上がるように設けられ、周方向に環状に延びる壁部と、
前記壁部の外周面に設けられた切欠き部と、
を備える、
ステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の導体セグメントを連結して形成したセグメントコイルがステータコアに巻回された回転電機のステータが知られている。このようなステータでは、一般的に、セグメントコイルの固定とセグメントコイルの放熱を目的として、ステータコアとセグメントコイルとの間にワニスを含浸させて、熱硬化させるワニス処理が行われる。
【０００３】
また、ステータコアの軸方向端面には、セグメントコイルを構成する導体セグメントを曲げ成形する作業を補助するための円環状のカフサが配置される。例えば、特許文献１、２には、カフサを備えるステータが開示されている。カフサは、外側環状部と、内側環状部と、外側環状部と内側環状部の間を放射状に連結する複数のリブ部とを備える。外側環状部と内側環状部と周方向に隣り合うリブ部とにより複数のカフサスロットが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−０２８８９０号公報
【特許文献２】特開２０１８−１４３０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ステータコアにカフサを組み付ける際、複数のカフサが積み重なった状態で供給機内に供給される。重なったカフサ間のスロット部に外側から切出し治具を挿入することで、カフサが１つずつ切り出される。
【０００６】
近年、ステータコアとセグメントコイルとの間にワニスを供給する際に、ワニスが溢れて、外側環状部からステータコアへ流れ出てしまうのを防止する目的で、外側環状部の径方向外側に立ち上がる壁部が設けられている。壁部は周方向に環状に延びており、カフサの外周を囲むように形成されている。このような壁部を備えるカフサを切り出す場合、カフサの外側からスロット部に切出し治具を差し込むことができず、カフサを１つずつ切り出すことに手間がかかり、工数がかかっていた。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、積み重なった状態から効率よく切り出すことが可能なカフサを備えるステータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係るステータは、ステータコアの軸方向端面に円環状のカフサが設けられたステータであって、前記カフサは、外側環状部と、前記外側環状部の径方向内側に配置された内側環状部と、前記外側環状部と前記内側環状部の間を放射状に連結する複数のリブ部と、前記外側環状部と前記内側環状部と周方向に隣り合う前記リブ部とにより囲まれて形成された複数のスロット部と、前記外側環状部の径方向外側に立ち上がるように設けられ、周方向に環状に延びる壁部と、前記壁部の外周面に設けられた切欠き部とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、外周が壁で囲まれていても、積み重なった状態から効率よく切り出すことが可能なカフサを備えるステータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係るステータの基本構造を示す斜視図である。
【図２】図１のカフサの構成を示す上面図である。
【図３】図２のカフサの切欠き部を拡大した上面図である。
【図４】図２のカフサの切欠き部を拡大した斜視図である。
【図５】図１のカフサを上端面側から見た図である。
【図６】図１のカフサを下端面側から見た図である。
【図７】ステータコアにカフサを組み付ける工程を説明する図である。
【図８】比較例１のカフサが積み重なった状態を示す側面図である。
【図９】比較例１のカフサを切り出す工程を説明するための上面図である。
【図１０】比較例１のカフサを切り出す工程を説明する側面図である。
【図１１】比較例２のカフサが積み重なった状態を示す斜視図である。
【図１２】比較例２のカフサが積み重なった状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。各図における同等の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
まず、図１を参照して、実施の形態に係る回転電機のステータの基本構造について説明する。図１は、実施の形態に係るステータの基本構造を示す斜視図である。図１では、ステータ基本構造１の軸方向が、鉛直方向（図１における上下方向）に向いた状態で示している。図１に示すように、ステータ基本構造１は、ステータコア２、カフサ３を備えている。
【００１３】
ステータコア２は、円板状の磁性材である電磁鋼板を複数枚、軸方向に積層することにより形成される。ステータコア２は、円環状のヨーク２ａと、ヨーク２ａの内周面の周方向の複数の位置から径方向に突出する複数のティース２ｂとを備えている。隣り合うティース２ｂの間にスロット２ｃが形成される。
【００１４】
カフサ３は、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）等の非磁性材料により形成される。カフサ３は、ステータコア２の軸方向一端面（図１の上端面）に配置される円環状の部材である。カフサ３の構成については、後に詳述する。このようなステータ基本構造１には複数の導体セグメントからなるセグメントコイル（不図示）が巻回されてステータとされる。
【００１５】
導体セグメントは、エッジワイズ曲げ加工によって、断面矩形の平角導体を略Ｕ字状に形成したものである。導体セグメントは、互いに平行な２本のリード部と、これらを連結する反リード部とを有する。リード部の先端を除く導体セグメントの表面は絶縁被覆されている。リード部の先端は、図１に示すステータコア２の軸方向一端面（図１の下端面）より突出する。また、反リード部は、ステータコア２の軸方向他端面（図１の上端面）側に位置する。
【００１６】
導体セグメントは、複数個がステータコア２の径方向に並んだ状態で、周方向に離れた２つのスロット２ｃ及びスロット部３ｆに挿入される。導体セグメントのステータコア２の軸方向一端面より突出した部分は、ステータコア２の軸方向に対して傾斜するように曲げ加工される。導体セグメントのリード先端部を曲げ加工した後で、径方向に隣り合う導体セグメントのリード部の先端を互いに溶接して連結することにより、セグメントコイルが形成される。さらに、セグメントコイルは、ワニスによってステータコア２に固定される。
【００１７】
ここで、カフサ３の構成について説明する。カフサ３は、円環状の外側環状部３ａと、外側環状部３ａの径方向内側に配置され、外側環状部３ａと同じ中心軸を有する円環状の内側環状部３ｂとを有する。外側環状部３ａと内側環状部３ｂとの間には、これらを放射状に連結する複数のリブ部３ｃが設けられている。外側環状部３ａと内側環状部３ｂと周方向に隣り合うリブ部３ｃとで囲まれた空間にスロット部３ｆが形成される。
【００１８】
外側環状部３ａはステータコア２のヨーク２ａ上に位置しており、リブ部３ｃはティース２ｂ上に位置している。また、複数のスロット部３ｆは、複数のスロット２ｃとそれぞれ対応するように配置されている。すなわち、スロット部３ｆは対応するスロット２ｃの軸方向開口端と連通する。複数の導体セグメントは、連通するスロット２ｃ及びスロット部３ｆを通ってティース２ｂに巻回される。
【００１９】
外側環状部３ａとリブ部３ｃとが交わる位置には、外側突出部３ｄが形成されている。また、内側環状部３ｂとリブ部３ｃとが交わる位置には、内側突出部３ｅが形成されている。外側環状部３ａの径方向外側には、壁部３ｇが形成されている。壁部３ｇは、外側環状部３ａの端面（図１の上端面）から立ち上がるように形成されている。また、壁部３ｇは、周方向に環状に延びている。壁部３ｇは、ステータコア２とセグメントコイルとの間にワニスを供給する際に、ワニスが径方向外側に溢れるのを堰き止める。
【００２０】
ここで、図７〜１２を参照して、ステータコアにカフサを組み付ける工程について説明する。図７〜１０では、比較例１のカフサ３Ａについて示されている。カフサ３Ａは、図１のカフサ３と異なり、壁部３ｇが設けられていない。図７に示すように、カフサ３の供給機内には、複数のカフサ３が積み重なった状態で供給される。供給機の下側には、カフサ３が組付けられるべきステータコア２が、軸方向一端面を供給機側（図７における上側）に向けて配置される。
【００２１】
図８は、図７のＶＩＩＩから見た、比較例１のカフサ３Ａが積み重なった状態を示す側面図である。図８では、最下に配置されたカフサ３とその１つ上に配置されたカフサ３のみが示されている。図８に示すように、積み重なったカフサ３Ａの間には、周方向に隣接する外側突出部３ｄとの間にスロット部３ｆが形成されている。すなわち、カフサ３Ａの外周面には、スロット部３ｆによる開口が形成されている。
【００２２】
図９、１０は、比較例１のカフサ３Ａを切り出す工程を説明するための図である。図９は、図７のＩＸから見た図であり、図１０は側面から見た図である。図９に示す例では、例えば、位置決めピン５によりカフサ３Ａが位置決めされた状態で、４本の切出し治具４を用いてカフサ３Ａの切り出し工程が実施される。図９、１０に示すように、スロット部３ｆに切出し治具４を挿入することにより、最下のカフサ３Ａから１つずつ切り出される。切り出されたカフサ３Ａは、切出し治具４よりも下側に、カフサ３Ａの下端面を支持するように配置された４本の保持治具６により保持される。
【００２３】
保持治具６は、切出し治具４と干渉しない位置に配置されている。例えば、その両端側に切出し治具４が配置されたカフサ３Ａの直径と９０度異なる直径の両端側に保持治具６を配置することができる。その後、保持治具６が図１０の矢印で示すように、カフサ３Ａの下側から外側に向かって退避することで、カフサ３Ａをステータコア２の上端面に落下させて供給することができる。
【００２４】
図１１、１２には、ワニス溢れ防止用の壁部３ｇが形成された比較例２のカフサ３Ｂが示されている。図１２では、壁部３ｇにより見えない構成を破線で示している。図１１、１２に示すように、カフサ３の外周は壁部３ｇで囲まれており、外側突出部３ｄ間のスロット部３ｆは壁部３ｇにより塞がれている。このため、カフサ３Ｂの外側から切出し治具４をスロット部３ｆに挿入することができず、カフサ３Ｂを１つずつ切り出すことに手間がかかり、工数がかかっていた。
【００２５】
そこで、実施の形態にかかるカフサ３には、図１を用いて説明した構成に加えて、壁部３ｇの外周面に少なくとも１つの切欠き部３ｈが設けられる。図２は、カフサ３の上面図である。図３、図４は、カフサ３の切欠き部３ｈを拡大した図である。なお、図３は、カフサ３の一部を上面から見た図であり、他の部材により見えない切欠き部３ｈを二点鎖線で示している。また、図５はカフサ３を上端面側から見た図であり、図６はカフサ３を下端面側から見た図である。
【００２６】
図２において、切欠き部３ｈが形成されている箇所を円で囲んでいる。図２に示す例では、壁部３ｇの外周面に、８つの切欠き部３ｈが設けられている。切欠き部３ｈは、壁部３ｇの外周面に沿って略等間隔に配置されている。これらの切欠き部３ｈのうち、例えば、４つの切欠き部３ｈに切出し治具４が挿入され、カフサ３の切り出し工程が実施される。図３に示すように、切欠き部３ｈは、リブ部３ｃ、外側突出部３ｄが形成された位置に、壁部３ｇの外周面から径方向内側に向かって延びるように設けられている。切欠き部３ｈの幅は、壁部３ｇの外周側から径方向内側に向かうにつれて狭くなる。図３に示すように、切欠き部３ｈは上面からみると三角形状である。
【００２７】
図４に示すように、切欠き部３ｈは、壁部３ｇの高さ方向（軸方向）の略中央の位置からカフサ３の下端面にわたって設けられている。これにより、カフサ３の外周面には、切欠き部３ｈによる開口が形成される。ステータコアにカフサを組み付ける工程において、積み重なった状態のカフサ３を切り出す場合、切出し治具４を切欠き部３ｈに挿入することで、最下のカフサ３から１つずつ効率よく切り出すことが可能となる。これにより、カフサ３の切り出しにかかる工数を削減し、ステータの生産性を向上させることができる。また、カフサの供給機に変更を加える必要がなく、製造コストを削減することができる。切り出されたカフサ３は、保持治具６により切欠き部３ｈの上側の壁部３ｇを用いて保持することができる。上述したように保持治具６がカフサ３の下側から外側に退避することで、ステータコア２の上端面にカフサ３を落下させて供給することができる。
【００２８】
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。切欠き部３ｈの形成位置は、図４に示す例に限られない。例えば、切欠き部３ｈを、壁部３ｇの高さ方向の略中央の位置からカフサ３の上端面にわたって設けてもよい。また、壁部３ｇの高さ方向の略中央の位置に、切欠き部３ｈを四方を壁部３ｇで囲まれた状態で形成することも可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ステータ基本構造
２  ステータコア
２ａ  ヨーク
２ｂ  ティース
２ｃ  スロット
３  カフサ
３Ａ  カフサ
３ａ  外側環状部
３ｂ  内側環状部
３ｃ  リブ部
３ｄ  外側突出部
３ｅ  内側突出部
３ｆ  スロット部
３ｇ  壁部
３ｈ  切欠き部
４  切出し治具
５  位置決めピン
６  保持治具
【図１】
2020092493.tif 000003
【図２】
2020092493.tif 000004
【図３】
2020092493.tif 000005
【図４】
2020092493.tif 000006
【図５】
2020092493.tif 000007
【図６】
2020092493.tif 000008
【図７】
2020092493.tif 000009
【図８】
2020092493.tif 000010
【図９】
2020092493.tif 000011
【図１０】
2020092493.tif 000012
【図１１】
2020092493.tif 000013
【図１２】
2020092493.tif 000014