(57)【要約】【課題】コイル接合部を絶縁する環状キャップに対し、絶縁性樹脂を迅速に注入でき、かつ、複数の収容室のそれぞれに注入された絶縁性樹脂の量のばらつきを抑えることができるコイル接合部絶縁方法を提供する。【解決手段】本発明にかかるコイル接合部絶縁方法は３つのステップを有する。第１に、内周壁と、外周壁と、天板と、内周壁と外周壁との間に位置する複数の収容室と、複数の収容室のそれぞれを環状に仕切る仕切壁と、を備える環状キャップにおいて、複数の収容室を連通する連通部を仕切壁に形成する。第２に、仕切壁に連通部を形成した後、収容室の開口が上向きになるように環状キャップを配置し、複数の収容室のうちの１つに対して絶縁性樹脂を注入する。第３に、複数の収容室の全てに絶縁性樹脂が行き渡った後、複数のコイル接合部を複数の収容室のそれぞれに嵌め込み、絶縁性樹脂を硬化させる。【選択図】図１１
2017135793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向に隣接して複数のコイル接合部が円環状に配置された電動機用ステータにおいて、前記コイル接合部を絶縁するコイル接合部絶縁方法であって、
内周壁と、外周壁と、天板と、前記内周壁と前記外周壁との間に位置する複数の収容室と、複数の前記収容室のそれぞれを環状に仕切る仕切壁と、を備える環状キャップにおいて、複数の前記収容室を連通する連通部を前記仕切壁に形成しておき、
前記仕切壁に前記連通部を形成した後、前記収容室の開口が上向きになるように前記環状キャップを配置し、複数の前記収容室のうちの１つに対して絶縁性樹脂を注入するようにし、
複数の前記収容室の全てに前記絶縁性樹脂が行き渡った後、複数の前記コイル接合部を複数の前記収容室のそれぞれに嵌め込み、前記絶縁性樹脂を硬化させるステップとを少なくとも備えるコイル接合部絶縁方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、径方向に隣接して複数のコイル接合部が円環状に配置された電動機用ステータにおいてコイル接合部を絶縁するステータのコイル接合部の絶縁方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の固定子であるステータの１つの構造として、ステータコアと、複数のセグメントから構成されるセグメントコイルとを有するものがある。２つの異なるセグメントは導線末端のコイル接合部において接合されている。このようなステータにおいて、径方向に隣接して複数のコイル接合部を配置させる場合が多い。この場合、径方向に隣接するコイル接合部において、互いの間隔をあまり大きくとることができないため、コイル接合部を絶縁するために樹脂等でコイル接合部を被覆処理することが望ましい。
【０００３】
特許文献１には、上述したステータ構造において、コイル接合部を絶縁する環状キャップが記載されている。環状キャップは、内周壁と、外周壁と、天板と、内周壁と外周壁との間に位置する複数の収容室と、複数の収容室のそれぞれを環状に仕切る仕切壁と、を備えている。複数のコイル接合部は複数の収容室のそれぞれに嵌め込まれ、コイル接合部と収容室との間は絶縁性樹脂によって封止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０９８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来例における絶縁性樹脂による処理を行うにあたり、各収容室のいずれにおいても絶縁性樹脂を必要量だけ注入するため、環状キャップの各収容室のそれぞれに対し絶縁性樹脂の注入を行う場合、各収容室の数だけ注入機構（注入ノズル）を設けるか、または、１つの注入ノズルを移動させてそれぞれの収容室に絶縁性樹脂の注入を行う必要がある。しかしながら、前者では、収容室の数だけ注入ノズルを設ける必要があるので設備としてのコストがかかる。また、後者では、注入ノズルの移動に要する時間の分、余計に時間がかかり、生産性としては不利になる。
【０００６】
こうした事情を考慮して環状キャップの複数の収容室に絶縁性樹脂を注入する工程において、１つの注入ノズルで複数の収容室のうちの１つに対して絶縁性樹脂を滴下し、絶縁性樹脂が滴下されている収容室において絶縁性樹脂を一杯まで注入し、絶縁性樹脂が仕切壁１６（どの図に基づいて説明しているのか分かりませんので、図を特定下さい）を越えて隣の収容室に溢れ出すようにすることも考えられる。しかし、各収容室にはコイル接合部の封止に必要な量以上の絶縁性樹脂を注入しなければならず、絶縁性樹脂の使用量が無駄に増加することになりかねない。
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、コイル接合部絶縁処理において、径方向に隣接して複数のコイル接合部が配置されたステータにおけるコイル接合部を絶縁する環状キャップに対し、絶縁性樹脂を迅速に注入でき、かつ、無駄な樹脂の使用を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、径方向に隣接して複数のコイル接合部が配置されたステータにおいて前記コイル接合部を絶縁するコイル接合部絶縁方法であって、内周壁と、外周壁と、天板と、前記内周壁と前記外周壁との間に位置する複数の収容室と、複数の前記収容室のそれぞれを環状に仕切る仕切壁と、を備える環状キャップにおいて、複数の前記収容室を連通する連通部を前記仕切壁に形成するステップと、前記仕切壁に前記連通部を形成した後、前記収容室の開口が上向きになるように前記環状キャップを配置し、複数の前記収容室のうちの１つに対して絶縁性樹脂を注入するステップと、複数の前記収容室の全てに前記絶縁性樹脂が行き渡った後、複数の前記コイル接合部を複数の前記収容室のそれぞれに嵌め込み、前記絶縁性樹脂を硬化させるステップと、を有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、径方向に隣接して複数のコイル接合部が配置されたステータにおけるコイル接合部を絶縁する環状キャップに対し、絶縁性樹脂を迅速に注入でき、かつ、複数の収容室のそれぞれに注入される絶縁性樹脂を無駄に使用することを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態にかかるステータの概略構成を示す斜視図である。
【図２】環状キャップを含むステータの平面図である。
【図３】環状キャップの形状を示す平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】図６の矢印Ｃの方から見た矢視図である。
【図８】環状キャップにおける各収容室に対して絶縁性樹脂を注入したときの状態について説明する図である。
【図９】ステータに環状キャップを取り付けする際の、周方向における位置決めの必要性について説明する図である。
【図１０】環状キャップをステータの所定の位置に取り付けする方法について説明する図である。
【図１１】径方向に隣接して複数のコイル接合部が配置されたステータにおいてコイル接合部を絶縁するコイル接合部絶縁する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】ステータを組み付け治具に位置決めする方法について説明する図である。
【図１３】環状キャップを組み付け治具に位置決めする方法について説明する図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。
【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の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１２】
図１は、本実施の形態にかかるステータ１の概略構成を示す斜視図である。図１に示すように、回転電機の固定子であるステータ１は、ステータコア１１と複数のセグメント１２から構成されるセグメントコイル１０とを有する。ステータコア１１は、略円筒状の電磁鋼板がステータ１の軸方向（図１におけるＺ軸方向）に積層され、内周側に突出するティース１１ａと、隣り合うティース１１ａ間においてステータコア１１の径方向に形成された連通部２２であるスロット１１ｂと、が設けられている。図１において、ティース１１ａ及びスロット１１ｂの数は、いずれも４８個である。また、各スロット１１ｂには、セグメント１２が納められている。各スロット１１ｂには、セグメントコイル１０とステータコア１１とを絶縁するために、絶縁性を有するインシュレータが挿入されている。
【００１３】
２つの異なるセグメント１２は導線末端のコイル接合部１４において接合されている。セグメントコイル１０のコイル端部１３には、複数のコイル接合部１４がステータコア１１の周方向に４列に配置されている（図１において、１列あたりのコイル接合部１４は４８個）。コイル接合部１４は導線同士を接合するために、絶縁を目的とした被覆を取り除いた状態であり金属素地が露出している。設計の都合上、互いに隣接する、コイル接合部１４の列の間隔をあまり大きくとることができない。
【００１４】
図２は、環状キャップ１５を含むステータ１の平面図である。図２に示すように、隣り合うコイル接合部１４の列におけるコイル接合部１４同士が短絡することを避けるため、セグメントコイル１０のコイル端部１３は環状キャップ１５により覆われている。環状キャップ１５は、後述するように、ステータコア１１の周方向に４列に配置されたコイル接合部１４を、１列ごとに収容するための環状の収容室を有する。
【００１５】
図３は、環状キャップ１５の形状を示す平面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図３および図４に示すように、環状キャップ１５は、環状の天板２０と、内周側の内周壁１７と、外周側の外周壁１８と、を備えている。また、環状キャップ１５は、内周壁１７と外周壁１８との間に、それぞれの収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ（図４参照）を環状に仕切る３つの仕切壁１６が設けられている。なお、仕切壁１６は、内周壁１７および外周壁１８と同心である。収容室１９ａが最も内周側に位置し、収容室１９ｂ、収容室１９ｃと続き、収容室１９ｄが最も外周側に位置する。
【００１６】
図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図５に示すように、ステータコア１１の周方向に配置された４列のコイル接合部１４のうち、最も内周側のコイル接合部１４ａは収容室１９ａに、続くコイル接合部１４ｂは収容室１９ｂに、続くコイル接合部１４ｃは収容室１９ｃに、最も外周側のコイル接合部１４ｄは収容室１９ｄに、それぞれ配置されている。コイル接合部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、それぞれ、収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ内に必要量だけ充填された絶縁性樹脂２１に埋設される。これにより、ステータ１（図１参照）の径方向において隣接するコイル接合部同士が変形などにより近づいて短絡するのを防ぐことができる。
【００１７】
図６は、図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。図７は、図６の矢印Ｃの方から見た矢視図である。図６および図７に示すように、３つの仕切壁１６には、それぞれ、長手方向が開口部から天板２０へと向かう長方形状の連通部２２が形成される。この連通部２２により収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄが連通される。
【００１８】
図８は、環状キャップ１５における各収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄに対して絶縁性樹脂２１を注入したときの状態について説明する図である。図８に示すように、絶縁性樹脂２１を注入する際、環状キャップ１５は、各収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄの開口部が上向きになるように配置されている。絶縁性樹脂２１を滴下する注入ノズル５０は、収容室１９ａにおける開口部の上方に配置されている。注入ノズル５０から絶縁性樹脂２１が滴下されると、絶縁性樹脂２１は、まず、収容室１９ａに流れ込み、続いて、仕切壁１６に設けられた連通部２２を通って収容室１９ｂ、収容室１９ｃ、収容室１９ｄへと、順次、流れ込む。
【００１９】
環状キャップ１５の各収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを仕切る仕切壁１６に対し、互いに隣接する収容室間を連通する連通部２２を形成することで、１つの注入ノズル５０からある１つの収容室（図８では収容室１９ａ）に対して絶縁性樹脂２１を滴下する場合であっても、各収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄに絶縁性樹脂２１を均等に行き渡らせることができる。このため、各収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄにおいて、それぞれ、絶縁性樹脂２１が必要量だけ注入されるようにすることができる。つまり、各収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄに注入された絶縁性樹脂２１の液面を、いずれも図８中に示すＤとすることができる。
【００２０】
仕切壁１６に連通部２２を形成するにあたり、各収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄの開口部が上向きになるように環状キャップ１５を配置したときに、連通部２２の天板２０に最も近い位置（図８中に示すＥ）が、各収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄに必要量の絶縁性樹脂２１が注入されたときの液面（図８中に示すＤ）よりも下になるようにする。連通部２２を、仕切壁１６を天板２０の付近まで切り欠いて形成した場合、絶縁性樹脂２１を注入する際に、各収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄに注入された絶縁性樹脂２１の液面の高さをより早く均等にすることができる。
【００２１】
なお、図３、図６および図８に示すように、各収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを仕切る３つの仕切壁１６において、連通部２２の周方向における位置を全て合わせる（本実施の形態では、図３に示すＶＩ−ＶＩ線に沿う位置で合わせている）ことにより、絶縁性樹脂２１を注入する際に、各収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄに注入された絶縁性樹脂２１の液面の高さをより早く均等にすることができる。ただし、連通部２２の周方向における位置を全て合わせることにより環状キャップ１５の強度不足が懸念される場合は、各収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを仕切る３つの仕切壁１６において、それぞれ、連通部２２の周方向における位置がずれるように、連通部２２を形成する。このようにすると、連通部２２の周方向における位置を全て合わせる場合に対して、環状キャップ１５の剛性を向上させることができる。
【００２２】
図９は、ステータ１に環状キャップ１５を取り付けする際の、周方向における位置決めの必要性について説明する図である。図９に示すように、環状キャップ１５の連通部２２の位置が、セグメントコイル１０のコイル接合部１４の位置と重ならないようする必要がある。周方向において、環状キャップ１５の連通部２２の位置が、セグメントコイル１０のコイル接合部１４の位置と重なると、その位置で隣接するコイル接合部１４が短絡してしまうおそれがある。このため、環状キャップ１５の連通部２２の位置が、セグメントコイル１０のコイル接合部１４の位置と重ならないように、ステータ１に対し、環状キャップ１５を周方向に位置決めして取り付ける必要がある。
【００２３】
ステータ１に対し、環状キャップ１５を周方向に位置決めして取り付ける方法の一例について以下で説明する。
図１０は、環状キャップ１５をステータ１の所定の位置に取り付けする方法について説明する図である。図１０に示すように、環状キャップ１５の天板２０にはコイル側に突出した突起部２３が設けられている。セグメントコイル１０における隣接する２つのコイル接合部１４の間の空間に突起部２３を配置させることで環状キャップ１５をステータ１の所定の位置に取り付けすることができる。なお、突起部２３は、環状キャップ１５の周方向において１つ以上設ける。
【００２４】
径方向に隣接して複数のコイル接合部が配置されたステータにおいてコイル接合部を絶縁する処理の流れについて以下で説明する。なお、以下の説明では図５および図８についても適宜参照する。
図１１は、径方向に隣接して複数のコイル接合部が配置されたステータにおいてコイル接合部を絶縁するコイル接合部絶縁する処理の流れを示すフローチャートである。図１１に示すように、まず、環状キャップ１５において、複数の収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを連通する連通部２２を仕切壁１６に形成する（ステップＳ１）。続いて、仕切壁１６に連通部２２を形成した後、収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄの開口が上向きになるように環状キャップ１５を配置し、複数の収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄのうちの１つに対して絶縁性樹脂を注入する（ステップＳ２）。続いて、複数の収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄの全てに絶縁性樹脂２１が行き渡った後、複数のコイル接合部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを複数の収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄのそれぞれに嵌め込み、絶縁性樹脂２１を硬化させる（ステップＳ３）。
【００２５】
[変形例１]
ステータ１に対し、環状キャップ１５を周方向に位置決めして取り付ける方法の別の一例について以下で説明する。
図１２は、ステータを組み付け治具に位置決めする方法について説明する図である。図１２に示すように、ステータ１は、組み付け治具（図示せず）に設けられたステータ位置決め部５１により位置決めされて組み付け治具に固定される。
【００２６】
図１３は、環状キャップを組み付け治具に位置決めする方法について説明する図である。図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。図１３および図１４に示すように、組み付け治具５３上に各収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄの開口部が上向きになるように配置されている。組み付け治具５３には、クランク状のキャップ位置決め治具５２が設けられている。キャップ位置決め治具５２は、一端が組み付け治具５３に軸方向への移動が可能なように取り付けられている。キャップ位置決め治具５２の他端を環状キャップ１５の連通部２２に嵌め合わせることで、環状キャップ１５が位置決めされて組み付け治具５３に固定される。
【００２７】
なお、環状キャップ１５において、連通部２２とは別にキャップ位置決め治具５２と嵌め合わせる箇所を設けてもよい。例えば、環状キャップ１５において、外周側、内周側、軸方向上端、または軸方向下端などにキャップ位置決め治具５２と嵌め合わせる箇所を設けるとキャップ位置決め治具５２をセットしやすい。
【００２８】
ステータ１と環状キャップ１５をそれぞれ組み付け治具に位置決めした後、環状キャップ１５の各収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄに、注入ノズル５０（図８参照）から指定量の絶縁性樹脂２１が注入される。そして、ステータ１と環状キャップ１５がそれぞれ位置決めされた状態で、ステータ１および環状キャップ１５のうちの少なくとも一方を軸方向に移動させて組み付ける。これにより、環状キャップ１５をステータ１の所定の位置に取り付けすることができる。
【００２９】
以上より、本発明によれば、径方向に隣接して複数のコイル接合部が配置されたステータにおけるコイル接合部を絶縁する環状キャップに対し、絶縁性樹脂を迅速に注入でき、かつ、複数の収容室のそれぞれに注入された絶縁性樹脂の量のばらつきを抑えることができる。
【００３０】
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。上述した実施の形態では、環状キャップのそれぞれの仕切壁１６には１箇所の連通部２２部を形成したが、これに限るものではなく、仕切壁１６に２箇所以上の連通部２２を形成してもよい。また、連通部２２は、収容室１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを連通することができれば切り欠きでなくてもよく、例えば加工が容易な穴などであってもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  ステータ
１０  セグメントコイル
１１  ステータコア
１１ａ  ティース
１１ｂ  スロット
１２  セグメント
１３  コイル端部
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ  コイル接合部
１５  環状キャップ
１６  仕切壁
１７  内周壁
１８  外周壁
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ  収容室
２０  天板
２１  絶縁性樹脂
２２  連通部
２３  突起部
５０  注入ノズル
【図１】
2017135793.tif 000003
【図２】
2017135793.tif 000004
【図３】
2017135793.tif 000005
【図４】
2017135793.tif 000006
【図５】
2017135793.tif 000007
【図６】
2017135793.tif 000008
【図７】
2017135793.tif 000009
【図８】
2017135793.tif 000010
【図９】
2017135793.tif 000011
【図１０】
2017135793.tif 000012
【図１１】
2017135793.tif 000013
【図１２】
2017135793.tif 000014
【図１３】
2017135793.tif 000015
【図１４】
2017135793.tif 000016