JP2020108212A - Stator production method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a stator manufacturing method.
ステータコアのスロットを通るようにコイルを巻き付けることで、ステータを製造することができる。このとき、ステータコアとコイルとの絶縁性を確保するために、予めスロットの内部に筒状の絶縁紙を設けることがある。本発明者らは、鋭意研究の結果、コイルをステータコアに巻き付ける前に当該絶縁紙の両端を予め拡径しておくと、円滑にコイルをステータコアに巻き付けられることを見出した。 The stator can be manufactured by winding the coil so as to pass through the slots of the stator core. At this time, in order to ensure the insulation between the stator core and the coil, a tubular insulating paper may be provided inside the slot in advance. As a result of earnest studies, the present inventors have found that if the diameter of both ends of the insulating paper is expanded in advance before winding the coil around the stator core, the coil can be smoothly wound around the stator core.
図10は、ステータコア91と両端が拡張された絶縁紙92とを備えるステータ9にコイル93を巻き付けるときの様子を表した断面模式図である。図10に示すように、コイル93をステータコア91に巻き付ける際、ステータコア91とコイル93との絶縁性を確保するために、コイル93は筒状の絶縁紙92の内部に挿入される。このとき、絶縁紙92の上端を予め拡径することで、コイル93を絶縁紙92内に円滑に導入することができる。また、絶縁紙92の下端を予め拡径することで、絶縁紙92の下端を治具Jで支えることができ、絶縁紙92がコイル93の挿入によってずり下がることを抑制することができる。このように、絶縁紙92の両端を予め拡径することによって、円滑にコイルをステータコアに巻き付けることができる。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a state where the
一方、特許文献1には、絶縁紙の一端のみが拡径されたステータ及びその製造方法が開示されている。特許文献1に係るステータの製造方法においては、筒状の絶縁紙に対して加熱した成形パンチを一方から挿入することで、当該絶縁紙の一端を拡径する。 On the other hand, Patent Document 1 discloses a stator in which only one end of insulating paper is expanded and a manufacturing method thereof. In the stator manufacturing method according to Patent Document 1, one end of the insulating paper is expanded by inserting a heated forming punch into the cylindrical insulating paper from one side.
特許文献1に係る方法では、成形パンチを一方のみから挿入するため、一度に絶縁紙の両端を拡張することができない。したがって、特許文献1に記載の方法では、絶縁紙の両端が拡張されたステータを容易に製造することができないという問題があった。 In the method according to Patent Document 1, since the forming punch is inserted from only one side, both ends of the insulating paper cannot be expanded at one time. Therefore, the method described in Patent Document 1 has a problem in that it is not possible to easily manufacture the stator in which both ends of the insulating paper are expanded.
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、絶縁紙の両端が拡張されたステータを容易に製造することができるステータの製造方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a method of manufacturing a stator that can easily manufacture a stator in which both ends of insulating paper are expanded.
本発明に係るステータの製造方法は、複数の筒状の絶縁紙が複数のスロットのそれぞれを貫通するように配置されたステータコアに対し前記絶縁紙の両端を拡径することでステータを製造するステータの製造方法であって、前記絶縁紙の両端のそれぞれと対向するように配置された成形パンチ対を、前記絶縁紙の両端に挿入することで、前記絶縁紙の両端を拡径する拡径ステップを有し、前記拡径ステップにおいては、前記絶縁紙の両端を1/12〜1/3ずつ順番に拡径していくことを、特徴としたものである。 According to the stator manufacturing method of the present invention, a stator is manufactured by expanding both ends of the insulating paper with respect to a stator core in which a plurality of cylindrical insulating papers are arranged so as to penetrate through a plurality of slots. In the manufacturing method, a pair of forming punches arranged so as to face each of both ends of the insulating paper is inserted into both ends of the insulating paper to expand the both ends of the insulating paper. In the step of expanding the diameter, both ends of the insulating paper are expanded in diameter in the order of 1/12 to 1/3.
このような構成においては、絶縁紙の両端のそれぞれと対向するように配置された成形パンチ対を、絶縁紙の両端に挿入して、絶縁紙の両端を拡径する。したがって、一度に絶縁紙の両端を拡径することができる。また、成形パンチ対は、1/12〜1/3の絶縁紙の両端を拡径できる構造であればよいため、複雑な構造を必要とせず、制御やメンテナンスが容易である。したがって、成形パンチ対の管理を容易に行うことができる。
以上の点から、本発明に係るステータの製造方法においては、絶縁紙の両端が拡張されたステータを容易に製造することができる。
In such a configuration, a pair of forming punches arranged so as to face both ends of the insulating paper is inserted into both ends of the insulating paper to expand both ends of the insulating paper. Therefore, both ends of the insulating paper can be expanded at once. Further, since the pair of forming punches only needs to have a structure capable of expanding the diameter of both ends of 1/12 to 1/3 of the insulating paper, it does not require a complicated structure and is easy to control and maintain. Therefore, it is possible to easily manage the pair of forming punches.
From the above points, in the stator manufacturing method according to the present invention, it is possible to easily manufacture the stator in which both ends of the insulating paper are expanded.
本発明により、絶縁紙の両端が拡張されたステータを容易に製造することができるステータの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a stator manufacturing method capable of easily manufacturing a stator in which both ends of insulating paper are expanded.
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載および図面は、適宜、簡略化されている。
なお、当然のことながら、図1及びその他の図面に示した座標軸は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、上下方向の軸が鉛直方向、左右方向の軸が水平方向を表しており、図面間で共通である。また、本明細書中において水平とは、完全な水平を意味しているわけではなく、鉛直方向に対して略直交する角度のことをいう。
Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. Further, the following description and drawings are simplified as appropriate for the sake of clarity.
In addition, as a matter of course, the coordinate axes shown in FIG. 1 and other drawings are convenient for explaining the positional relationship of the constituent elements. Normally, the vertical axis represents the vertical direction and the horizontal axis represents the horizontal direction, which is common between the drawings. Further, in the present specification, the term “horizontal” does not mean completely horizontal, but means an angle substantially orthogonal to the vertical direction.
本発明に係るステータの製造方法は、複数の筒状の絶縁紙が複数のスロットのそれぞれを貫通するように配置されたステータコアに対し前記絶縁紙の両端を拡径することでステータを製造するステータの製造方法である。当該ステータの製造方法は、例えば、ステータの製造装置によって実現される。 According to the stator manufacturing method of the present invention, a stator is manufactured by expanding both ends of the insulating paper with respect to a stator core in which a plurality of cylindrical insulating papers are arranged so as to penetrate through a plurality of slots. Is a manufacturing method. The stator manufacturing method is implemented by, for example, a stator manufacturing apparatus.
まず、本実施形態において絶縁紙の両端を拡径されるステータ、及びその製造装置の構成について、図1を用いて説明する。図1は、絶縁紙の両端が拡径される前のステータ1の部分的な側面図である。図1において、ステータコア11は、図示しない把持装置によって把持されており、左右方向に回転可能である。
First, the configuration of the stator in which both ends of the insulating paper are expanded in the present embodiment and the configuration of the manufacturing apparatus thereof will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a partial side view of the stator 1 before both ends of the insulating paper are expanded in diameter. In FIG. 1, the
ステータ1は、ステータコア11と、複数の筒状の絶縁紙12と、を備える。ステータコア11は、複数の円環状の電磁鋼板が上下方向に積層されたものである。当該電磁鋼板には開口部が周方向に沿って複数形成されており、その開口部同士が上下に積層されることによって、コイルを収容できるスロットが形成される。すなわち、ステータコア11には、その周方向に沿って、コイルを収容できる複数のスロットが設けられている。筒状の絶縁紙12は、各スロットのそれぞれを貫通するように配置されている。絶縁紙12は、紙、または樹脂、または表面に樹脂が塗布された紙等であって、電気絶縁性を有するとともに、加熱によって変形する。各スロットの表面はそれぞれの絶縁紙12の表面によって覆われ、スロットの内外は電気的に絶縁される。
The stator 1 includes a
図1に示すように、本実施形態に係るステータの製造方法においては、成形パンチ対21と、出代揃え部22と、を有するステータの製造装置を用いてステータを製造する。
As shown in FIG. 1, in the stator manufacturing method according to the present embodiment, the stator is manufactured using a stator manufacturing device having a pair of forming
成形パンチ対21は、ステータコア11を挟んで対向して設けられた複数の上側成形パンチ21a及び下側成形パンチ21bの組からなる。換言すると、成形パンチ対21は、絶縁紙12の両端のそれぞれと対向するように配置された成形パンチの組である。
The forming
上側成形パンチ21aは、下に延びる細い円柱部材と、当該円柱部材の上面から徐々に径が大きくなるように上側に延びるテーパ部と、を有し、上下方向に移動可能である。一方、下側成形パンチ21bは、上に延びる細い円柱部材と、当該円柱部材の下面から徐々に径が大きくなるように下側に延びるテーパ部と、を有し、上下方向に移動可能である。
また、上側成形パンチ21a及び下側成形パンチ21bは、図示しないヒータ等に接続されており、使用時においては50〜80℃程度に加熱される。加熱した上側成形パンチ21a及び下側成形パンチ21bを絶縁紙12の両端に挿入することで、絶縁紙12の両端を拡径することができる。上側成形パンチ21a及び下側成形パンチ21bのそれぞれは、できるだけ同じ温度を有していることが好ましく、成型パンチ間の温度差は±30℃以内であることが好ましい。
The upper forming
The
本実施形態において、上側成形パンチ21a及び下側成形パンチ21bの数は、スロットの数の1/12以上1/3以下である。上側成形パンチ21a及び下側成形パンチ21bの数を、スロットの数の1/12以上とすることで、全体の絶縁紙12のうちの1/12以上を一度に拡径することができる。したがって、絶縁紙12の拡径加工を速やかに行うことができる。また、上側成形パンチ21a及び下側成形パンチ21bの数をスロットの数の1/3以下とすることで、それぞれの成型パンチの温度管理やメンテナンスを容易に行うことができる。したがって、絶縁紙12の拡径加工を容易に制御することができる。
In the present embodiment, the number of upper forming
出代揃え部22は、上面が水平な板状部材である。出代揃え部22は、上面が絶縁紙12の下端と対向するように配置されている。出代揃え部22は、所定の高さの範囲で上下方向に移動することができる。後述するように、出代揃え部22を所定の高さまで上方に移動させることによって、絶縁紙12の出代、すなわち絶縁紙12の高さ方向の位置を揃えることができる。
The protruding
次に、本実施形態に係るステータの製造方法について説明する。図2は、本実施形態に係るステータの製造方法を表すフローチャートである。図2に示すように、本実施形態に係るステータの製造方法は、絶縁紙12の両端のそれぞれと対向するように配置された複数の成形パンチ対21を、絶縁紙12の両端に挿入することで、絶縁紙12の両端を拡径する拡径ステップS1を有する。また、拡径ステップS1は、さらに詳細なステップS10〜S40を有し、当該ステップS10〜S40を繰り返し実行することで、絶縁紙12の両端を1/12〜1/3ずつ順番に拡径することができる。
Next, a method for manufacturing the stator according to this embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the stator manufacturing method according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, in the stator manufacturing method according to the present embodiment, a plurality of forming punch pairs 21 arranged so as to face both ends of the insulating
ここで、図3〜図8を用いて、ステップS10〜S40の工程について、詳細に説明する。なお、以下の説明では、各ステップS10〜S40は、ステータの製造装置を制御する制御装置(不図示)によって行われるものとして説明するが、可能であれば、その一部または全部がユーザによって行われてもよい。 Here, the steps S10 to S40 will be described in detail with reference to FIGS. In the following description, steps S10 to S40 are described as being performed by a control device (not shown) that controls the stator manufacturing device, but if possible, some or all of them are performed by the user. May be broken.
まず、図3及び図4を用いて、ステップS10(図2参照)の工程について説明する。ステップS10においては、出代揃え部22を所定の高さまで上方に移動させることによって、絶縁紙12の下端の位置を揃える。
図3は、図1の状態の後、出代揃え部22が所定の高さまで上方に移動したときの概略図である。出代揃え部22を所定の高さまで上方に移動させることによって、出代揃え部22の上面と対向する絶縁紙12の下端の位置を揃えることができる。
図4は、図3の状態の後、出代揃え部22を下方に移動したときの概略図である。出代揃え部22を所定の高さから下方に移動させることで、出代揃え部22と絶縁紙12との接触を解除することができる。出代揃え部22と絶縁紙12との接触が解除されることで、ステータコア11は自由に回転できるようになる。
First, the step S10 (see FIG. 2) will be described with reference to FIGS. In step S10, the position of the lower end of the insulating
FIG. 3 is a schematic diagram when the feeding
FIG. 4 is a schematic diagram when the feeding
次に、図5を用いて、ステップS20(図2参照)の工程について説明する。ステップS20においては、ステータコア11を回転させて、ステップS10で下端の位置が調整された絶縁紙12を、成形パンチ対21の間に誘導する。
図5は、図4の状態の後、ステータコア11が回転したあとの状態を示す概略図である。ステータコア11を回転させることで、下端の位置が調整された絶縁紙12を、成形パンチ対21と対向させることができる。
Next, the step S20 (see FIG. 2) will be described with reference to FIG. In step S20, the
FIG. 5 is a schematic diagram showing a state after the
次に、図6〜図8を用いて、ステップS30(図2参照)の工程について説明する。ステップS30においては、成形パンチ対21を絶縁紙12の両端に挿入することで、当該絶縁紙12の両端を拡径する。成形パンチ対21に含まれる上側成形パンチ21a及び下側成形パンチ21bの数は、絶縁紙12の全体の1/12以上1/3以下であるため、本ステップにおいては、全体の1/12〜1/3の絶縁紙12の両端を拡径する。
Next, the step S30 (see FIG. 2) will be described with reference to FIGS. In step S30, the pair of forming
図6は、図5の状態の後、加熱された下側成形パンチ21bを、それぞれが対向する絶縁紙12の下端に挿入したときの概略図である。加熱された下側成形パンチ21bをそれぞれが対向する絶縁紙12の下端に挿入することによって、当該絶縁紙12の下端を拡径することができる。
FIG. 6 is a schematic view when the heated lower forming
なお、図6に示すように、本実施形態のステップS30においては、同時に出代揃え部22も所定の高さまで上方に移動させる。このような構成においては、下側成形パンチ21bと対向する絶縁紙12の下端を拡径すると同時に、出代揃え部22と対向する絶縁紙12の下端の位置を揃えることができる。
In addition, as shown in FIG. 6, in step S30 of the present embodiment, at the same time, the
図7は、図6の状態の後、さらに加熱された上側成形パンチ21aを、それぞれが対向する絶縁紙12の上端に挿入したときの概略図である。加熱された上側成形パンチ21aをそれぞれが対向する絶縁紙12の上端に挿入することによって、当該絶縁紙12の上端を拡径することができる。
FIG. 7 is a schematic diagram when the heated upper molding punches 21a are inserted into the upper ends of the insulating
図8は、図7の状態の後、成形パンチ対21を絶縁紙12から抜去し、かつ出代揃え部22を下方に移動させたときの概略図である。成形パンチ対21を絶縁紙12から抜去させることで、成形パンチ対21と絶縁紙12との接触が解除され、ステータコア11が自由に回転できるようになる。また、出代揃え部22を所定の高さから下方に移動させることで、出代揃え部22と絶縁紙12との接触が解除され、ステータコア11が自由に回転できるようになる。
FIG. 8 is a schematic diagram when the forming
次に、ステップS40において、全ての絶縁紙12に対して両端が拡径されたか否かを判定する。全ての絶縁紙12の両端が拡径されたと判断した場合(ステップS40のYES)は、フローを終了する。まだ全ての絶縁紙12の両端が拡径されていないと判断した場合(ステップS40のNO)は、ステップS10に戻ってフローを続行する。
なお、ステップS30の工程で絶縁紙12の出代を揃えた場合は、ステップS10の処理を省略することができる。
Next, in step S40, it is determined whether or not both ends of all the insulating
In addition, when the margins of the insulating
以上のように、本発明に係るステータの製造方法では、絶縁紙12の両端のそれぞれと対向するように配置された成形パンチ対21を、絶縁紙12の両端に挿入することで、絶縁紙12の両端を拡径する拡径ステップS1を有する。また、拡径ステップS1においては、絶縁紙12の両端を1/12〜1/3ずつ順番に拡径していく。このような構成とすることで、絶縁紙12の両端が拡張されたステータ1を容易に製造することができる。
As described above, in the stator manufacturing method according to the present invention, the pair of forming
なお、本発明は上記の実施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。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上側成形パンチ21aが、単に絶縁紙12の上端を拡径するための構造を有するのみならず、絶縁紙12の上端の位置を揃えるための構造を有していてもよい。具体的には、図9に示すように、上側成形パンチ21aが、本体部211と、テーパ部212と、挿入部213と、を備える構造とし、本体部211とテーパ部212の間に切欠部214が設けられている構造とすることができる。
For example, the
図9は、絶縁紙12の上端の位置を揃えるための構造を有する上側成形パンチ21aを、絶縁紙12の上端に挿入したときの断面拡大図である。図9に示す上側成形パンチ21aにおいて、本体部211、テーパ部212、及び挿入部213は、一体に形成されており、例えば金属などの熱伝導性の高い部材で形成されている。
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view when the
本体部211と挿入部213は、同軸上に設けられた略円筒部材であり、挿入部213の径は本体部211の径よりも小さい。
テーパ部212は、本体部211と挿入部213との間に設けられ、本体部211と挿入部213とを連結する。すなわち、テーパ部212は、下方に向かって狭くなるようなテーパ形状を有しており、その上端は本体部211に接続され、下端は挿入部213の上面に接続されている。また、本体部211とテーパ部212の間には、切欠部214が設けられている。
切欠部214は、テーパ部212の上面の周りにおいて円環状に設けられており、絶縁紙12の上端を格納することができる。
The
The
The
このような構成を有する上側成形パンチ21aを絶縁紙12に挿入した場合、絶縁紙12の上端は切欠部214の内側に格納される。したがって、切欠部214で絶縁紙12の上端を押さえながらテーパ部212を絶縁紙12に挿入することができる。このような構成においては、絶縁紙12の上端の位置を調整しながら、絶縁紙12の上端の拡径加工を行うことができる。
When the
また、下側成形パンチ21bも同様に、単に絶縁紙12の下端を拡径するための構造を有するのみならず、絶縁紙12の下端の位置を揃えるための構造を有していてもよい。すなわち、下側成形パンチ21bは、図9に示される上側成形パンチ21aを上下反転させた構造を有していてもよい。このような構成においては、絶縁紙12の下端の位置を調整しながら、絶縁紙12の下端の拡径加工を行うことができる。
すべての上側成形パンチ21a及び下側成形パンチ21bが、上述した切欠部214に相当する構成を有する場合は、絶縁紙12の両端の位置を調整しながら、絶縁紙12の両端の拡径加工を行うことができる。
Similarly, the lower forming
When all the upper forming
また、上述の実施形態において、出代揃え部22は、水平な面が絶縁紙12の下端と対向するように配置されているものとしたが、水平な面が絶縁紙12の上端と対向するように配置されているものとしてもよい。このような構成においては、出代揃え部22によって絶縁紙12の上端の位置を揃えることができる。
もちろん、出代揃え部22は、絶縁紙12の両端と対向するように、絶縁紙12の上下の両方に設けられていてもよい。このような構成においては、出代揃え部22によって絶縁紙12の両端の位置を揃えることができる。
Further, in the above-described embodiment, the feeding
Of course, the protrusion
また、上述の実施形態においては、ステータコア11が回転する構造について説明したが、成形パンチ対21及び出代揃え部22が回転する構造としてもよい。このような構成においては、例えばステータコア11が巨大であるなどして、ステータコア11を回転させることが困難な場合であっても、絶縁紙12の両端を順に拡径することができ、ステータを製造することができる。
Further, in the above embodiment, the structure in which the
1、9 ステータ
11、91 ステータコア
12、92 絶縁紙
21 成形パンチ対
21a 上側成形パンチ
21b 下側成形パンチ
22 出代揃え部
93 コイル
211 本体部
212 テーパ部
213 挿入部
214 切欠部
J 治具
1, 9
Claims (1)
前記絶縁紙の両端のそれぞれと対向するように配置された成形パンチ対を、前記絶縁紙の両端に挿入することで、前記絶縁紙の両端を拡径する拡径ステップを有し、
前記拡径ステップにおいては、前記絶縁紙の両端を1/12〜1/3ずつ順番に拡径していく、
ステータの製造方法。 A method of manufacturing a stator, wherein a plurality of cylindrical insulating papers are used to manufacture a stator by expanding both ends of the insulating papers with respect to a stator core arranged so as to penetrate each of a plurality of slots,
A pair of forming punches arranged so as to face each of both ends of the insulating paper, by inserting into both ends of the insulating paper, has a diameter expansion step of expanding the both ends of the insulating paper,
In the step of expanding the diameter, both ends of the insulating paper are expanded in the order of 1/12 to 1/3,
Stator manufacturing method.
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