(57)【要約】  複数枚の鋼板を積層して構成されたステータコアと、ステータコアに取り付けられるコイルとを備えた回転電機のステータの製造方法は、鋼板を成形する工程と、接着剤により複数枚の鋼板を積層固着して、ステータコアを構成する工程と、ステータコアにコイルを取り付ける工程と、複数枚の鋼板の積層強度に応じて変化するステータの曲げ共振周波数が、予め測定されたステータの円環共振周波数と重ならないよう、接着剤を劣化させることによってステータコアの積層強度を変更する工程とを有する。
2018169017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の鋼板を積層して構成されたステータコアと、
前記ステータコアに取り付けられるコイルと、を備えた、回転電機のステータの製造方法であって、
前記鋼板を成形する工程と、
前記複数枚の鋼板を積層固着して、前記ステータコアを構成する工程と、
前記ステータコアに前記コイルを取り付ける工程と、を有し、
前記ステータコアを構成する工程では、前記複数枚の鋼板の積層強度に応じて変化する前記ステータコアの曲げ共振周波数が、予め測定された前記ステータの円環共振周波数と重ならない値を発現するよう、前記複数枚の鋼板を積層固着する、回転電機のステータの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機のステータの製造方法であって、
前記ステータコアを構成する工程では、前記鋼板間を固着するための接着剤を前記鋼板に塗布する量を調整することで、前記ステータコアの積層強度を調整する、回転電機のステータの製造方法。
【請求項３】
複数枚の鋼板を積層して構成されたステータコアと、
前記ステータコアに取り付けられるコイルと、を備えた、回転電機のステータの製造方法であって、
前記鋼板を成形する工程と、
接着剤により前記複数枚の鋼板を積層固着して、前記ステータコアを構成する工程と、
前記ステータコアに前記コイルを取り付ける工程と、
前記複数枚の鋼板の積層強度に応じて変化する前記ステータの曲げ共振周波数が、予め測定された前記ステータの円環共振周波数と重ならないよう、前記接着剤を劣化させることによって前記ステータコアの積層強度を変更する工程と、
を有する、回転電機のステータの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機のステータの製造方法であって、
前記積層強度を変更する工程では、前記ステータに供給されたワニスを熱硬化するときの加熱温度によって、前記接着剤を劣化させる、回転電機のステータの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の回転電機のステータの製造方法であって、
前記積層強度を変更する工程では、前記ワニスを熱硬化するときの加熱温度よりも高い温度に前記ステータをさらに加熱して、前記接着剤を劣化させる、回転電機の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、回転電機のステータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両や電気自動車等の回転電機を搭載した車両の静粛性を向上するためには、回転電機による加振力と共振レベルを抑える必要がある。特許文献１に記載の回転電機では、固定子鉄心（ステータコア）の磁気振動が固定子枠（ハウジング）に伝達することを防止した構造とすることによって、低振動性を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開平５−３０４７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、回転電機を搭載した車両の静粛性を向上するためには、回転電機による加振力と共振レベルを抑える必要がある。特許文献１に記載の回転電機では、固定子鉄心の磁気振動の電鉄を防止することによって加振力を抑えているが、共振レベルの低減については何も対策が行われていない。しかし、回転電機の共振レベルは、ステータの円環共振と曲げ共振の２つの共振周波数が重なると大きくなるため、共振レベルを低減するための対策も静粛性向上のためには重要である。【０００５】
円環共振周波数は、ステータの内径及び外径と材料特性によって決まる。ステータの形状及び大きさ等は回転電機の性能を左右するため、既に設計された回転電機における円環共振周波数の変更は困難である。一方、曲げ共振周波数は、ステータコアを構成する鋼板の積層強度（剛性）によって決まる。しかし、曲げ共振周波数を変えるために、カシメ点数の変更や溶接方法の変更等を行うと、大がかりな設備改造及び回転電機の鉄損等の効率悪化を招くために好ましくない。このため、容易な方法で円環共振周波数又は曲げ共振周波数を変更可能して共振レベルを低減可能な方法が望まれていた。【０００６】
本発明は、共振レベルを容易に抑制可能な回転電機のステータの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は以下の態様を提供するものである。
第１態様は、
複数枚の鋼板を積層して構成されたステータコア（例えば、後述の実施形態でのステータコア１１）と、
前記ステータコアに取り付けられるコイル（例えば、後述の実施形態でのコイル１２）と、を備えた、回転電機のステータ（例えば、後述の実施形態でのステータ１０）の製造方法であって、
前記鋼板を成形する工程と、
前記複数枚の鋼板を積層固着して、前記ステータコアを構成する工程と、
前記ステータコアに前記コイルを取り付ける工程と、を有し、
前記ステータコアを構成する工程では、前記複数枚の鋼板の積層強度に応じて変化する前記ステータコアの曲げ共振周波数が、予め測定された前記ステータの円環共振周波数と重ならない値を発現するよう、前記複数枚の鋼板を積層固着する、回転電機のステータの製造方法である。【０００８】
第２態様は、第１態様において、
前記ステータコアを構成する工程では、前記鋼板間を固着するための接着剤を前記鋼板に塗布する量を調整することで、前記ステータコアの積層強度を調整する。【０００９】
第３態様は、
複数枚の鋼板を積層して構成されたステータコア（例えば、後述の実施形態でのステータコア１１）と、
前記ステータコアに取り付けられるコイル（例えば、後述の実施形態でのコイル１２）と、を備えた、回転電機のステータ（例えば、後述の実施形態でのステータ１０）の製造方法であって、
前記鋼板を成形する工程と、
接着剤により前記複数枚の鋼板を積層固着して、前記ステータコアを構成する工程と、
前記ステータコアに前記コイルを取り付ける工程と、
前記複数枚の鋼板の積層強度に応じて変化する前記ステータの曲げ共振周波数が、予め測定された前記ステータの円環共振周波数と重ならないよう、前記接着剤を劣化させることによって前記ステータコアの積層強度を変更する工程と、
を有する、回転電機のステータの製造方法である。【００１０】
第４態様は、第３態様において、
前記積層強度を変更する工程では、前記ステータに供給されたワニスを熱硬化するときの加熱温度によって、前記接着剤を劣化させる。【００１１】
第５態様は、第４態様において、
前記積層強度を変更する工程では、前記ワニスを熱硬化するときの加熱温度よりも高い温度に前記ステータをさらに加熱して、前記接着剤を劣化させる。
【発明の効果】
【００１２】
第１態様では、ステータコアを構成する際には、ステータコアの曲げ共振周波数が円環共振周波数と重ならない値を発現するよう、複数枚の鋼板が積層固着される。このように、ステータコアを構成する工程においてステータコアの曲げ共振周波数を調整することで、ステータの共振レベルを容易に抑えることができる。その結果、回転電機の静粛性を向上できる。【００１３】
第２態様によれば、接着剤の塗布量を調整することで、ステータコアの積層強度を簡単に変更できる。すなわち、ステータコアの曲げ共振周波数を簡単に調整できるため、簡単な方法でステータの共振レベルを抑えることができる。【００１４】
第３態様では、ステータコアを構成する積層された鋼板の間に設けられた接着剤を劣化させることで、ステータコアの曲げ共振周波数を円環共振周波数と重ならない値に変更する。このように、接着剤を劣化させるといった容易な方法によってステータコアの積層強度を変更してステータコアの曲げ共振周波数を調整することで、ステータの共振レベルを容易に抑えることができる。その結果、回転電機の静粛性を向上できる。【００１５】
第４態様では、鋼板を積層固着する接着剤を、ワニスを熱硬化するときの加熱温度により劣化させることで、ステータコアの積層強度を簡単に変更できる。すなわち、ステータコアの曲げ共振周波数を簡単に調整できるため、簡単な方法でステータの共振レベルを抑えることができる。【００１６】
第５態様では、ワニスを熱硬化するときの加熱温度よりも高い温度にステータをさらに加熱して接着剤を劣化させるため、上記高い温度によりワニスが変色する。このため、ワニスの変色によって接着剤の劣化を確認できる。すなわち、接着剤の劣化をワニスの外観から容易に確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態の回転電機のステータの径方向断面図である。
【図２】第１実施形態のステータのステータコアを構成する鋼板を形成して積層する際の工程を示す概略図である。
【図３】第２実施形態のステータを製造する際の工程を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、一実施形態の回転電機のステータの径方向断面図である。図１に示すステータ１０は、その内部に設けられる図示しないロータと組み合わされて回転電機を構成する。回転電機は、ステータ１０のティース１４に巻回されたコイル１２に通電することによりロータが回転するように構成されている。
【００２０】
ステータ１０は、ステータコア１１と、コイル１２とを有する。ステータコア１１は、略同一形状の円環状の鋼板を複数枚積層して形成される。１枚の鋼板が積層される際、当該鋼板の他の鋼板と対向する予定の面の一部には接着剤が塗布される。このため、積層固着した複数の鋼板の集合体であるステータコア１１は、円環筒形状を有する。
【００２１】
ステータコア１１を構成する各鋼板は、環状のステータヨーク１３と、ステータヨーク１３から径方向内側に等間隔で突出する複数のティース１４と、隣り合うティース１４間に周方向に等間隔で形成されたスロット１５とを有する板状部材であり、電磁鋼板等をプレス抜きすることで形成されている。複数の鋼板を積層すると、ステータコア１１には、軸方向に貫通する複数のスロット１５が周方向に等間隔で形成される。スロット１５には、ティース１４に巻回された巻線によって形成されるコイル１２が取り付けられる。
【００２２】
図２は、第１実施形態のステータ１０のステータコア１１を構成する鋼板を形成して積層する際の工程を示す概略図である。図２に示すように、積層される前の鋼板は、プレス抜きすることでスロットが形成され、内径が形成された後、他の鋼板と対向する予定の面の一部に接着剤が塗布される。その後、外径をプレス抜きされた円環状の鋼板が他の鋼板に積層される。
【００２３】
本実施形態では、ステータコア１１を構成する鋼板の積層強度（剛性）が、各鋼板に塗布される接着剤の量によって調整される。すなわち、図２に示した「接着剤塗布」の工程において、１枚の鋼板に塗布する接着剤の量、すなわち、ディスペンサの吐出量を調整することによって、積層固着した複数の鋼板の集合体であるステータコア１１の積層強度を調整する。ステータコア１１の積層強度が変わると、ステータコア１１の曲げ共振周波数が変わる。一方、ステータコア１１の円環共振周波数は、ステータコア１１の内径及び外径と材料特性によって決まる。本実施形態では、１枚の鋼板には、既定枚数の鋼板が積層されたステータコア１１の円環共振周波数と重ならない値の曲げ共振周波数を発現する量の接着剤が塗布される。その結果、ステータコア１１の円環共振周波数と曲げ共振周波数は重ならないため、ステータ１０の共振レベルは抑制され、回転電機の静粛性が向上する。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態では、ステータコア１１を構成する際に、ステータコア１１の曲げ共振周波数が円環共振周波数と重ならない値を発現するよう、１枚の鋼板に塗布する接着剤の量を調整する。このように、接着剤の量を調整することでステータコアの積層強度を簡単に変更できる。すなわち、ステータコア１１の曲げ共振周波数を簡単に調整できるため、簡単な方法でステータの共振レベルを抑えることができる。その結果、回転電機の静粛性を向上できる。
【００２５】
（第２実施形態）
第２実施形態のステータは、第１実施形態と同様に、その内部に設けられる図示しないロータと組み合わされて回転電機を構成する。回転電機は、ステータのティースに巻回されたコイルに通電することによりロータが回転するように構成されている。
【００２６】
第２実施形態のステータは、図１に示した第１実施形態のステータ１０と同様に、ステータコア１１と、コイル１２とを有する。ステータコア１１は、略同一形状の円環状の鋼板を複数枚積層して形成される。１枚の鋼板が積層される際、当該鋼板の他の鋼板と対向する予定の面の一部には接着剤が塗布される。このため、積層固着した複数の鋼板の集合体であるステータコア１１は、円環筒形状を有する。
【００２７】
ステータコア１１を構成する各鋼板は、環状のステータヨーク１３と、ステータヨーク１３から径方向内側に等間隔で突出する複数のティース１４と、隣り合うティース１４間に周方向に等間隔で形成されたスロット１５とを有する板状部材であり、電磁鋼板等をプレス抜きすることで形成されている。複数の鋼板を積層すると、ステータコア１１には、軸方向に貫通する複数のスロット１５が周方向に等間隔で形成される。スロット１５には、ティース１４に巻回された巻線によって形成されたコイル１２が取り付けられる。コイル１２が取り付けられたステータ１０は、図１には示されていない略円環筒状のハウジングの内周に固定される。
【００２８】
図３は、第２実施形態のステータ１０を製造する際の工程を示す概略図である。図３に示すように、積層される前の鋼板は、プレス抜きすることでスロットが形成され、内径が形成された後、他の鋼板と対向する予定の面の一部に接着剤が塗布される。その後、外径をプレス抜きされた円環状の鋼板が他の鋼板に積層される。次に、既定枚数の鋼板が積層されたステータコア１１にコイル１２が取り付けられる。このとき、ステータコア１１にはコイル１２だけでなく絶縁紙等も取り付けられても良い。コイル１２等が取り付けられたステータ１０には、ワニスが供給される。ワニスは、コイル１２の巻線とティース１４の間のスロット１５の空き空間及びステータコア１１を構成する鋼板の積層間に浸透する。
【００２９】
その後、ワニスを熱硬化させるために、ステータ１０を所定時間の間、高温度Ｔ１℃に加熱する。このとき、積層された鋼板の間の接着剤は熱によって劣化し、接着強度が低下する。次に、治具に位置決めしたステータ１０を所定時間の間、ワニス硬化時の温度Ｔ１℃よりも高い温度Ｔ２℃（Ｔ２＞Ｔ１）に加熱する。このときの加熱温度Ｔ２℃によって接着剤は熱によって劣化し、ワニスは変色する。また、ステータコア１１に絶縁紙が取り付けられている場合には、絶縁紙も変色する。次に、治具に位置決めしたハウジングを加熱した後、当該加熱されたハウジングの内径側にステータ１０が焼き嵌められる。
【００３０】
本実施形態では、ステータコア１１を構成する鋼板の積層強度（剛性）が、各鋼板に塗布される接着剤を熱劣化させることで調整される。すなわち、図３に示した「ワニス熱硬化」の工程及び「接着剤劣化加熱」の工程において、接着剤を熱により劣化させて接着強度を下げることによって、積層固着した複数の鋼板の集合体であるステータコア１１の積層強度を調整する。ステータコア１１の積層強度が変わると、ステータコア１１の曲げ共振周波数が変わる。一方、ステータコア１１の円環共振周波数は、ステータコア１１の内径及び外径と材料特性によって決まる。本実施形態では、既定枚数の鋼板が積層されたステータコア１１の円環共振周波数と重ならない値の曲げ共振周波数を発現する積層強度となるよう、熱劣化によって接着剤の接着強度を下げる。その結果、ステータコア１１の円環共振周波数と曲げ共振周波数は重ならないため、ステータ１０の共振レベルは抑制され、回転電機の静粛性が向上する。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態では、ステータコア１１を構成する積層された鋼板の間に設けられた接着剤を熱劣化させることで、ステータコア１１の曲げ共振周波数を円環共振周波数と重ならない値に変更する。このように、接着剤を熱劣化させるといった容易な方法によってステータコアの積層強度を簡単に変更できる。すなわち、ステータコア１１の曲げ共振周波数を簡単に調整できるため、簡単な方法でステータの共振レベルを抑えることができる。その結果、回転電機の静粛性を向上できる。
【００３２】
また、接着剤の熱劣化は、ワニスを熱硬化するときの加熱だけでなく、ワニスを熱硬化するときの加熱温度よりも高い温度による加熱によっても行われる。ワニスを熱硬化するときの加熱温度よりも高い温度にステータ１０を加熱すると、接着剤が劣化するだけでなく、ワニスが変色する。このため、接着剤の劣化をワニスの外観から容易に確認できる。
【００３３】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【００３４】
なお、本出願は、２０１７年３月１７日出願の日本特許出願（特願２０１７−０５２１７４）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  ステータ
１１  ステータコア
１２  コイル
１３  ステータヨーク
１４  ティース
１５  スロット 
【図１】
2018169017.tif 000003
【図２】
2018169017.tif 000004
【図３】
2018169017.tif 000005
【国際調査報告】
2018169017.tif 000006
2018169017.tif 000007