(57)【要約】【課題】樹脂によりモールド成形した後のステータを短時間で冷却することができるステータの冷却装置及び方法を提供すること。【解決手段】樹脂によりモールド成形した後のステータ２０を冷却するステータの冷却装置１０において、ミストを噴霧するミスト噴霧器１１と、ミスト噴霧器１１から噴霧されたミストをステータ２０の表面に送る送風ファン１２と、先端部外周がステータ２０の内周面に密着して、ステータ２０の内周部へのミストの侵入を防止する風をステータ２０内の周部に送るための送風ノズル１６とを設ける。【選択図】図１
2010131774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂によりモールド成形した後のステータを冷却するステータの冷却装置において、
ミストを噴霧するミスト噴霧器と、
前記ミスト噴霧器から噴霧されたミストを前記ステータの表面に送る送風ファンと、
先端部外周が前記ステータの内周面に密着して、前記ステータの内周部への前記ミストの侵入を防止する風を前記ステータ内周部に送るための送風ノズルと、
を有することを特徴とするステータの冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載するステータの冷却装置において、
前記送風ノズルの外周面に凸部が形成され、
前記ステータの内周面に前記凸部が嵌合する凹部が形成されている
ことを特徴とするステータの冷却装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載するステータの冷却装置において、
前記送風ノズルは、前記ステータに対する挿入深さを検知する検知手段を備えている
ことを特徴とするステータの冷却装置。
【請求項４】
樹脂によりモールド成形した後のステータを冷却するステータの冷却方法において、
ミスト噴霧器から噴霧されたミストを送風ファンにより前記ステータの表面に送るとともに、送風ノズルの先端部外周を前記ステータの内周面に密着させ、前記ステータの内周部への前記ミストの侵入を防止する風を前記送風ノズルから前記ステータ内周部に送る
ことを特徴とするステータの冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モールドされたステータを冷却するステータの冷却装置及び方法に関する。より詳細には、ミストを利用してステータを冷却するステータの冷却装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータに備わるステータに対しては、絶縁や強度などを確保するために、樹脂によるモールド成形が実施されている。このモールド成形ではステータが高温（１５０℃程度）となるため、モールド成形後にステータを次工程で作業が実施できる程度の温度（５０℃程度）まで冷却する必要があった。ところが、現状では送風による冷却が行われており、冷却に要する時間が非常に長く生産効率が悪かった。このように送風による冷却が行われているのは、ステータが電磁鋼板を積層して形成されているため、水を利用した冷却（水冷）では、錆が発生するおそれがあるからである。そして、生産効率を向上させるために、ステータの冷却時間の短縮が望まれている。
【０００３】
ここで、ステータのモールド成形工程における冷却時間を短縮する技術として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。ここに開示された技術では、赤外線ヒータからなる放熱装置により、熱硬化性樹脂の硬化を促進するとともに、金型の型体を温度上昇させずに装置全体を加熱しないようにして、ステータのモールド成形工程における冷却時間を短縮している。
【特許文献１】特開２００７−２１６６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の技術では、装置全体が加熱されないため装置自体の冷却時間は短縮されるが、モールド成形後のステータを冷却する時間が依然として長いという問題があった。これは、ステータ自体（モールド樹脂自体）が積極的に冷却されていないからである。
【０００５】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、樹脂によりモールド成形した後のステータを短時間で冷却することができるステータの冷却装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた本発明は、樹脂によりモールド成形した後のステータを冷却するステータの冷却装置において、ミストを噴霧するミスト噴霧器と、前記ミスト噴霧器から噴霧されたミストを前記ステータの表面に送る送風ファンと、先端部外周が前記ステータの内周面に密着して、前記ステータの内周部への前記ミストの侵入を防止する風を前記ステータ内周部に送るための送風ノズルと、を有することを特徴とする。
【０００７】
このステータの冷却装置では、ミスト噴霧器から噴霧されたミストが、送風ファンにより、ステータの表面に送られる。これにより、ミストがステータの表面に均一に付着して気化する。このとき、ミストの気化熱により、モールド成形後のステータを均一かつ効率的に冷却することができる。その結果、モールド成形後のステータの冷却時間を短縮することができる。
【０００８】
ここで、ミストがステータの内周部にも侵入するおそれがある。そして、ステータの内周部は、ステータの性能向上のためにほとんどモールドされていないため、電磁鋼板が露出している場合がある。このため、ミストがステータの内周部に侵入してしまうと、水分が積層された電磁鋼板内に入り込んで錆を発生させてしまうおそれがある。
【０００９】
ところが、このステータの冷却装置では、先端部外周がステータ内周面に密着して、ステータ内周部へのミストの侵入を防止する風をステータ内周部に送る送風ノズルを備えている。このため、送風ノズルから送られる風流により、ステータ内周部へのミストの侵入が防止される。また、送風ノズルの先端外周がステータ内周面に密着しているので、送風ノズルの装着部分からステータ内周部へミストが巻き込まれることも防止することができる。これらのことにより、ステータ内周部にミストが付着することが回避されるため、電磁鋼板の錆発生を防止することができる。
【００１０】
このように、本発明に係るステータの冷却装置によれば、ミストを利用してモールド成形後のステータを錆びさせることなく短時間で冷却することができる。これにより、ステータの性能を低下させることなく生産効率を向上させることができる。
【００１１】
ここで、ステータ内周部へのミストの混入を防止するために送風ノズルをステータ内周に挿入するが、送風ノズルがずれて挿入されるおそれがある。そして、送風ノズルがずれて挿入されてしまうと、送風ノズルの外周面とステータの内周面とが密着せず、送風ノズルの装着部分からステータ内周部へミストが巻き込まれてしまう。
【００１２】
そこで、本発明に係るステータの冷却装置においては、前記送風ノズルの外周面に凸部が形成され、前記ステータの内周面に前記凸部が嵌合する凹部が形成されていることが望ましい。
【００１３】
このような構成にすることにより、送風ノズルのステータ内周部への挿入時にずれが発生することなく、かつ挿入量（深さ）を定量化することができる。これにより、送風ノズルの外周面とステータの内周面とを確実に密着させることができる。その結果、送風ノズルの装着部分からステータ内周部へのミストの巻き込みを確実に防止することができ、電磁鋼板の錆発生を確実に防止することができる。
【００１４】
また、本発明に係るステータの冷却装置においては、前記送風ノズルは、前記ステータに対する挿入深さを検知する検知手段を備えていることが望ましい。
【００１５】
このような構成にすることにより、送風ノズルのステータ内周部への挿入量（深さ）を常に一定に保つことができる。すなわち、送風ノズルの挿入不足あるいは過剰挿入が発生しない。このため、送風ノズルの外周面とステータの内周面とをより確実に密着させることができる。その結果、送風ノズルの装着部分からステータ内周部へのミストの巻き込みをより確実に防止することができ、電磁鋼板の錆発生をより確実に防止することができる。なお、検知手段としては、例えば、リミットスイッチや近接センサなどを挙げることができる。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた本発明は、樹脂によりモールド成形した後のステータを冷却するステータの冷却方法において、ミスト噴霧器から噴霧されたミストを送風ファンにより前記ステータの表面に送るとともに、送風ノズルの先端部外周を前記ステータの内周面に密着させ、前記ステータの内周部への前記ミストの侵入を防止する風を前記送風ノズルから前記ステータ内周部に送ることを特徴とする。
【００１７】
このステータの冷却方法では、ミスト噴霧器から噴霧されたミストを送風ファンによってステータの表面に送るとともに、送風ノズルの先端部外周をステータ内周面に密着させて、送風ノズルからステータ内周部に風を送る。これにより、ミストがステータの表面に均一に付着して気化するので、ミストの気化熱によりモールド成形後のステータを均一かつ効率的に冷却することができる。また、ステータ内周部へのミストの侵入を防止することができるので、ステータ内周部にミストが付着することが回避され、電磁鋼板の錆発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るステータの冷却装置及び方法によれば、樹脂によりモールド成形した後のステータを錆びさせることなく短時間で冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明のステータの冷却装置及び方法を具体化した最も好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。そこで、本実施の形態に係るステータの冷却装置について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、実施の形態に係るステータの冷却装置の概略構成を示す図である。図２は、送風ノズルの概略を示す斜視図である。図３は、送風ノズルの凸部とステータの凹部との関係を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、ステータの冷却装置１０には、ミストを噴霧するミスト噴霧器１１と、ミスト噴霧器１１から噴霧されたミストをステータ２０の表面に送る気流を発生する送風ファン１２とが備わっている。本実施の形態では、ミスト噴霧器１１と送風ファン１２とが一体化されている。これらのミスト噴霧器１１と送風ファン１２とは、不図示の保持手段により装置内の所定位置に保持されたステータ２０の斜め上方に、所定間隔で複数設けられている。
【００２１】
ミスト噴霧器１１及び送風ファン１２の動作は、制御部４０により制御されるようになっている。制御部４０は、あらかじめ定められた制御に従い、又はステータ２０の表面温度などを検出してその温度に基づいて制御内容を修正して、ミスト噴霧器１１及び送風ファン１２の動作を制御してモールド成形後のステータ２０を冷却する。制御部４０による制御内容は、あらかじめ冷却効果が十分に得られるように実験などにより求めておけばよい。制御部４０による制御内容容として、例えば、ミスト噴霧量・風量を増減させたり、ミスト噴霧及び送風を間欠的に行ったりすることを挙げることができる。
【００２２】
また、冷却装置１０には、冷却前のステータを装置１０内に進入させる進入口１３と、冷却後のステータを装置１０外へ退出させる退出口１４とが設けられている。これら進入口１３と退出口１４は、昇降可能となっており、その制御が制御部４０により行われるようになっている。なお、ステータ２０の装置１０内への搬送、及び装置１０外への搬出は、搬送装置１５によって行われるようになっている。
【００２３】
さらに、冷却装置１０には、モールド成形されたステータ２０の内径とほぼ同等（若干小さめ）の外径を有する円筒形の送風ノズル１６と、この送風ノズル１６に接続され、送風ノズル１６を介して気流を発生させる送風ファン１７とが設けられている。これら送風ノズル１６と送風ファン１７は、昇降可能に設けられており、その制御が制御部４０により行われるようになっている。これにより、送風ノズル１６を、不図示の保持手段によって装置内の所定位置に保持されたステータ２０の下方から内周部に挿入して密着させた状態で、ステータ２０の内周部に風を送り込むことができるようになっている。
【００２４】
ここで、送風ノズル１６には、図２に示すように、少なくとも先端部の外周面に複数の凸部３０が形成されている。本実施の形態では、送風ノズル１６のステータ２０に対する挿入深さ分だけ形成された４つの凸部３０が、９０°間隔で設けられている。凸部３０には、リミットスイッチ３１が設けられている。このリミットスイッチ３１は、制御部４０に接続されている。これにより、送風ノズル１６のステータ２０に対する挿入深さが定量化されるようになっている。つまり、制御部４０により送風ノズル１６が上昇させられてステータ２０に挿入されるが、このとき挿入深さが所定深さに達するとリミットスイッチ３１からの信号に基づき、制御部４０が送風ノズル１６の上昇を停止する。このようして、送風ノズル１６は、ステータ２０の内周部に常に一定深さで挿入される。
【００２５】
一方、ステータ２０の内周部におけるモールド樹脂部２０ｂには、送風ノズル１６の凸部３０が嵌合する凹部２１が形成されている（図１，図３参照）。この凹部２１は、ステータ２０をモールド成形する際に形成される。この凹部２１は、ステータ２０のティース間におけるモールド樹脂部２０ｂに設けておけばよい。なお、本実施の形態では、図３に示すように、凹部２１は、ステータ２０の電磁鋼板（ステータコア）２０ａの手前まで設けている。そして、凹部２１の先端部に溝２１ａが形成されており、この溝２１ａに凸部３０先端が達したときに、リミットスイッチ３１が反応するようになっている。
【００２６】
次に、上記した冷却装置１０によるステータ２０の冷却方法について、図１及び図４を参照しながら説明する。図４は、ステータ冷却中における冷却装置の様子を示す図である。ステータ２０の冷却は、ステータが樹脂によるモールド成形が行われた後に冷却装置１０によって実施される。
【００２７】
まず、図１に示すように、モールド成形機により樹脂モールドされたステータ２０が搬送装置１５に搭載される。そして、搬送装置１５によってモールド成形後のステータ２０が冷却装置１０内に搬入される。このとき、制御部４０により進入口１３が開けられ、ステータ２０は進入口１３から冷却装置１０内に搬入される。冷却装置１０内に搬入されたステータ２０は、不図示の保持手段により装置内の所定位置にセットされる（図１に示す状態）。
【００２８】
そして、この状態から制御部４０によって送風ノズル１６及び送風ファン１７が上昇させられて、図４に示すように、送風ノズル１６の先端部がステータ２０の内周部に挿入される。このとき、送風ノズル１６の凸部３０がスタータ２０の凹部２１に嵌合するため、挿入時にずれが発生することがない。そして、凸部３１先端が溝２１ａに達したとき、リミットスイッチ３１が反応して、送風ノズル１６及び送風ファン１７の上昇が停止する。これにより、送風ノズル１６のステータ２０に対する挿入量（深さ）を定量化することができる。これらのことから、送風ノズル１６をステータ２０の内周部に挿入した際に、送風ノズル１６の外周面とステータ２０の内周面とを確実に密着させることができる。
【００２９】
ステータ２０への送風ノズル１６の挿入（装着）が終了すると、制御部４０の制御により、ミスト噴霧器１１からミストが噴霧されるとともに、送風ファン１２が駆動される。また、送風ファン１７も駆動される。そして、送風ファン１２により形成された気流によりミストがステータ２０の表面に送られる。これにより、ミスト噴霧器１１から噴霧されたミストがステータ２０の表面に均一に付着し、気化する。このミストの気化熱により、ステータ２０を均一かつ効率的に冷却することができる。このように気化熱を利用することにより、従来の冷却方法（送風のみ）に比べ、３〜４倍程度の熱交換率を得ることができる。その結果、モールド成形後のステータ２０の冷却時間を大幅（１／４程度）に短縮することができる。
【００３０】
ここで、ミストがステータ２０の内周部に侵入するおそれがある。そして、ステータ２０の内周側は、ステータの性能向上のためにほとんどモールドされていないため、電磁鋼板２０ａが露出している場合がある。このため、ミストがステータ２０の内周部に侵入してしまうと、水分が積層された電磁鋼板２０ａ内に入り込んで錆を発生させてしまうおそれがある。
【００３１】
このため、冷却装置１０では、送風ファン１７から送風ノズル１６を介して、ステータ２０の内周部に風を送り込んでいる。これにより、送風ノズル１７から送られる風流によって、ステータ２０内周部へのミストの侵入が防止される。また、送風ノズル１６の先端外周がステータ２０の内周面に密着しているので、送風ノズル１６の装着部分からステータ２０内周部へのミストの巻き込みも防止することができる。これらのことにより、ステータ２０内周部にミストが付着することが確実に回避されるため、電磁鋼板２０ａの錆発生を防止することができる。
【００３２】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る冷却装置１０によれば、ミスト噴霧器１１から噴霧されたミストを送風ファン１２によりステータ２０の表面に送って均一に付着させて気化させる。これにより、ステータ２０を均一かつ効率的に冷却することができるため、モールド成形後のステータ２０の冷却時間を大幅に短縮することができる。また、冷却装置１０では、先端外周をステータ２０の内周面に密着させた送風ノズル１６を介して送風ファン１７からステータ２０の内周部に風を送り込んでいる。これにより、ステータ２０内周部へのミストの付着が確実に回避されるので、電磁鋼板２０ａに錆が発生しない。このように冷却装置１０によれば、ミストを利用してモールド成形後のステータ２０を錆びさせることなく短時間で冷却することができるため、ステータの性能を低下させることなく生産効率を向上させることができる。
【００３３】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、凸部３０にリミットスイッチ３１を設けたものを例示したが、リミットスイッチ３１の代わりに近接センサ（電磁鋼板２０ａに近接したことを検知する）などを凸部３０に設けて、凸部３０のステータ２０に対する挿入深さを定量化することもできる。
【００３４】
また、上記した実施の形態では、ミスト噴霧器１１をステータ２０の斜め上方に配置しているが、ミスト噴霧器１１の配置はこれに限られず、例えば、ステータ２０の上面及び側面に配置するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施の形態に係るステータの冷却装置の概略構成を示す図である。
【図２】送風ノズルの概略を示す斜視図である。
【図３】送風ノズルの凸部とステータの凹部との関係を示す図である。
【図４】ステータ冷却中における冷却装置の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０    冷却装置
１１    ミスト噴霧器
１２    送風ファン
１３    進入口
１４    退出口
１５    搬送装置
１６    送風ノズル
１７    送風ファン
２０    ステータ
２０ａ  電磁鋼板
２０ｂ  モールド樹脂部
２１    凹部
３０    凸部
３１    リミットスイッチ
４０    制御部
【図１】
2010131774.tif 000003
【図２】
2010131774.tif 000004
【図３】
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【図４】
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