(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状の金型を用いて、ストレート部を有しないコイルエンドに対して絶縁皮膜を形成するコイルエンドの絶縁皮膜方法であって、
前記金型は、周方向に沿って形成される溝状の貯留部を備え、
前記貯留部は、底面から上方に突起し、金型の径方向に延びるように形成された複数の突起部を有し、
前記貯留部において隣り合う前記突起部に挟まれて形成される凹部に、熱硬化樹脂を注入し、
前記金型を加熱し、
前記凹部に溜められ、前記金型の加熱により粘度が低下した熱硬化樹脂に対して、前記コイルエンドのステータ軸方向先端をつけた状態で配置し、
その後、前記金型の加熱により前記熱硬化樹脂を硬化させ、前記金型を除去することで、前記コイルエンドに絶縁皮膜を形成する
コイルエンドの絶縁皮膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルエンドの形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２０００−２０９８０２号公報がある。この公報に記載されたコイルエンドの絶縁構造及び製造方法では、ステータに組み付けられたストレート部を有するコイルエンドの全体を、絶縁性の液体樹脂が装填された環状の絶縁キャップ内に埋設する。ここで、キャップは二重の室を備えており、内周側に配置された一方の室には内側接合部が収容され、外周側に配置された室には外側接合部が収容される。その後、それぞれの室内に液体樹脂が充填され、液体樹脂が硬化することにより、コイルエンドの絶縁性を確保する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０９８０２号公報
【特許文献２】特開２００４−２３６３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら近年では、特開２００４−２３６３７５号公報のように、モータに用いるコイルの銅線量を削減することを目的として、コイルエンドのストレート部を削減したものが知られている。ここで、コイルエンドの絶縁皮膜を形成する方法として、粉末樹脂に加熱したステータを浸漬させ、樹脂を溶かして付着させる方法や、特許文献１に記載されたキャップを用いた方法や、キャビティとコアの２面の金型を用意してコイルをセットすることで、コイルエンドの周囲に所定の空間を形成しておき、空間に樹脂を射出して成形する方法が考えられる。
【０００５】
粉末樹脂に加熱したステータを浸漬させて樹脂を付着させる方法では、コイルを予熱して粉状の絶縁樹脂に押し当て、樹脂を溶融して付着した状態にした後に、加熱炉で樹脂の硬化を行う。しかしながら、コイルの熱を用いて粉状の樹脂を溶かす際にコイルの温度が下がるため、付着させることができる樹脂の膜厚に限界がある。
【０００６】
また、特許文献１に記載された樹脂製の環状キャップを型替わりにして用いる方法では、キャップを追加するために部品にかかるコストが高くなる。
【０００７】
また、キャビティとコアの２面の金型を用いる方法では、金型がキャビティとコアの両面に必要である点で金型のコストが高くなる。また、金型に樹脂を注入するためのランナーを捨てるために歩留まりが悪い。さらに、高圧で金型に樹脂を注入するために、金型の隙間からのバリが問題となり、バリ取りの作業が必要となる。
本発明は、ストレート部が削減されたコイルエンドに対し、低コストで所定の厚みを有する絶縁樹脂の皮膜を形成するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかるコイルエンドの絶縁皮膜方法は、円環状の金型を用いて、ストレート部を有しないコイルエンドに対して絶縁皮膜を形成するコイルエンドの絶縁皮膜方法であって、前記金型は、周方向に沿って形成される溝状の貯留部を備え、前記貯留部は、底面から上方に突起し、金型の径方向に延びるように形成された複数の突起部を有し、前記コイルエンドを、前記貯留部に溜められた液体状の熱硬化樹脂につけた状態で加熱して絶縁皮膜を形成する際に、前記貯留部において隣り合う前記突起部に挟まれて形成される凹部に、コイルエンドのステータ軸方向先端を配置する。
これにより、コイルエンドの先端部に絶縁樹脂の膜厚の厚い部分が形成されることを抑制できる。
【発明の効果】
【０００９】
これにより、ストレート部が削減されたコイルエンドに対し、低コストで所定の厚みを有する絶縁樹脂の皮膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】金型の上面を示す図である。
【図２】金型の上面の拡大図である。
【図３】ステータの側面図である。
【図４】金型の断面図である。
【図５】金型を用いて熱硬化樹脂をコイルエンドに付着させる手順を示す図である。
【図６】コイルエンドに熱硬化樹脂を付着させたステータの下面側を示す図である。
【図７】熱硬化樹脂が凹凸を有する状態を示す図である。
【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の形態について説明する。図１及び図２に示すように、金型１は、上面にオフセット加工がされている片面金型である。具体的には、金型１の上面には、上方に突起して形成された円環状の内径部１１と、内径部１１より外側であって、上方に突起して形成された円環状の外径部１２と、内径部１１と外径部１２の間において、周方向に沿って溝状に形成された貯留部１３を備える。
【００１２】
図３に示すように、ステータ２は、軸方向下端側にコイルエンド３１が配置されている。ここで、コイルエンド３１は、径方向に略直線上に２列で並ぶように配置され、円環状に連続するように配置されている。以下では、このコイルエンド３１は、ステータの軸方向に延びるストレート部を有していないものとして説明する。ステータ２が金型１の上方に配置された状態から下降することにより、コイルエンド３１が貯留部１３に挿入される。
【００１３】
図４に示すように、内径部１１及び外径部１２の壁部は、上端側どうしの間隔が、下端側の間隔に比べて広くなるようにテーパ状に設けられている。
【００１４】
溝状の貯留部１３には、コイルエンド３１の絶縁皮膜として用いられる熱硬化樹脂（絶縁樹脂）１４が貯留される。図２に示すように、貯留部１３には、金型１の径方向に延びる複数の突起部２１が形成されている。ここで、隣り合う突起部２１に挟まれ、これらの突起部２１と内径部１１と外径部１２に囲まれた箇所を凹部２２とする。凹部２２の底面は平面状である。
【００１５】
ここで、金型１を用いてステータ２のコイルエンド３１の絶縁皮膜を形成する方法について説明する。
【００１６】
図５（ａ）に示すように、金型１の貯留部１３に熱硬化樹脂１４を投入する。熱硬化樹脂１４は、絶縁樹脂であり、樹脂の量はコイルエンド３１を絶縁皮膜する深さ方向の範囲で決定する。すなわち、コイルエンド３１に絶縁皮膜させたい厚さに応じて、貯留部１３に投入して溜められる熱硬化樹脂１４の量を決定する。
【００１７】
次に、金型１を加熱する。これにより、貯留部１３に投入された熱硬化樹脂１４の粘度を低下させる。ここで、金型１の温度は約５０℃〜１７０℃が望ましいが、この温度内に限られない。
【００１８】
図５（ｂ）に示すように、金型１の上方から、ステータ２を徐々に下降させる。これによりコイルエンド３１が、凹部２２において、液体状の熱硬化樹脂１４内に徐々に挿入される。これにより、熱硬化樹脂１４がコイルエンド３１に染み込む。なお、ステータ２を下降させるのではなく、ステータ２を固定して金型１を上昇させることで、コイルエンド３１を凹部２２に挿入しても良い。このとき、ステータ２のコイルの全てのコイルエンド３１が、金型１に設けられた複数の凹部２２の各々に挿入される。
【００１９】
コイルエンド３１が、凹部２２内の定位置に到達したら、ステータ２の下降を停止し、熱硬化樹脂１４を硬化させる。このとき、金型１の温度は約１３０〜１９０℃であり、１０分〜１２０分間で硬化を行う。
【００２０】
図５（ｃ）に示すように、熱硬化樹脂１４が硬化したら、ステータ２を上昇させる。このとき、コイルエンド３１に熱硬化樹脂１４が付着した状態で取り出される。取り出しの際の金型１の温度は、熱硬化樹脂１４の硬化温度以下であればよい。なお、取り出しが行われる際の熱硬化樹脂１４の状態は、型取りが目的であるため、半硬化状態であっても良い。
【００２１】
ここで、図６に示すように、ステータ２のコイルエンド３１に付着している熱硬化樹脂１４が、環状に繋がる状態が望ましい。例えば、金型１において、突起部２１の上端の高さは、内径部１１及び外径部１２の上端より低くなるように形成されており、突起部２１の上端より高い位置まで熱硬化樹脂１４が投入された状態で、貯留部１３にステータ２のコイルエンド３１を挿入することで、熱硬化樹脂１４が環状に繋がった状態となるように、コイルエンド３１に対して付着させることができる。
【００２２】
コイルエンド３１に付着させる熱硬化樹脂１４は、膜厚、膜厚比が一定であることが望ましい。
【００２３】
なお、コイルエンド３１の側面側に付着する熱硬化樹脂１４によって形成されるテーパ１５は、内径側と外径側において、それぞれ３〜７°であることが望ましく、少なくとも１°以上であれば良い。またテーパ１５の角度は内径側と、外径側で同じ角度である必要は無く、例えば内径側では７°、外径側で５°のテーパであっても良い。
【００２４】
また、上記では凹部２２の底部は平面状であるため、コイルエンド３１の先端方向に付着した熱硬化樹脂１４は、平面状となっているものとして説明したが、図７に示すように、波型状であっても良い。例えば、凹部２２の底部に小さな凹凸を設けておくことによって、熱硬化樹脂１４が凹凸を有する形状になっていてもよい。この場合、コイルエンド３１ａ〜ｈのすべての先端側の頂点に、先端側方向の膜厚（厚さＬ１）と、斜め４５°方向の膜厚（厚さＬ２）と、側面方向の膜厚（厚さＬ３）が膜厚及び膜厚比の条件を満たすように、熱硬化樹脂１４を付着させる。
【００２５】
これにより、ステータ２に設けられるコイルのコイルエンド３１に対して、低コストで、所定の厚みを有する熱硬化樹脂１４による絶縁皮膜を形成することができる。金型１の凹部２２の所定の位置にコイルエンド３１を挿入して、熱硬化樹脂１４の硬化を行うため、コイルエンド３１に、絶縁皮膜の膜厚が想定外に厚い箇所が形成されることを抑制できる。
【００２６】
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。例えば、金型１は、１つの金型であるものとして説明したが、複数の金型を組み合わせたものであっても良い。上記では、コイルエンド３１は、ステータ２の内外方向に３１ａ〜３１ｈの８つが形成されているものとして説明したが、この個数に限られない。
【符号の説明】
【００２７】
１            金型
２            ステータ
１１            内径部
１２            外径部
１３            貯留部
１４            熱硬化樹脂
１５            テーパ
２１            突起部
２２            凹部
３１            コイルエンド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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