JP4193640B2 - モータの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、モータの小型・高電圧化に好適なモータの製造方法に関する。

従来、モータの製造方法として、例えば、コアの各スロットにコイルを挿入して複数相のコイルを設けると共に各相コイルの間に相間絶縁体を設ける第１の工程群と、コイルエンドを所定の大きさに成形して固定し、各相コイルとコアに係る絶縁試験を行う第２の工程群とを含むものがある。

ここで、下記の特許文献１には、コアに１相目のコイルを組み込み、その後に相間絶縁体を挿入して次相のコイルを組み込むという第１の工程群が開示されている。第１の工程群の後に行われる第２の工程群は、一般に、図４に示すように、仕上成形工程、かしめ工程、レーシング工程、絶縁試験工程及びコイル固定工程を含む。ここで、仕上成形工程では、コイルエンドが所定の大きさに成形される。かしめ工程では、各相コイルの一端部が個別に端子によりかしめられて動力線とされ、各相コイルの他端部が端子により一体的にかしめられて中性線とされる。レーシング工程では、コイルエンドが糸で縛られて固定される。絶縁試験工程では、コアと各相コイルとの短絡及び耐圧等が検査される。コイル固定工程では、各相コイル同士の隙間に樹脂等が充填される。コイル固定工程としては、ワニスによるものとモールドによるものが代表的である。

特開２００２−３５４７６３号公報（第１〜４頁，図１〜７）

ところで、近年のモータの小型・高電圧化の要請に伴い、モータの品質を保証するためには、各相コイルの傷付き、各相コイルとコアとの間の絶縁保証に加え、各相コイル間の絶縁（相間絶縁）を保証することが不可欠となっている。そのために相間絶縁体の入り具合（コイル間の距離が適正に保たれているかどうか）を表す指標として、相間絶縁試験を行う必要がある。相間絶縁試験は、各相コイルの間に電圧をかけ、そのときの漏れ電流を測定する試験であるが、各相コイルを相互につないだ状態（中性点の結合状態）では、測定ができないため、中性点を結合する前に試験を行う必要がある。

ところが、上記した第２の工程群では、かしめ工程の後に、コアと各相コイルとの短絡及び耐圧等を検査する絶縁試験工程が行われるだけで、各相コイル間の絶縁が検査（相間絶縁試験）されることはなかった。また、上記した第２の工程群では、かしめ工程で、各相コイルの他端部（中線点）が端子により一体的にかしめられて結合されることから、その後に相間絶縁試験を行うことができなかった。また、相間絶縁試験を行うとしても、レーシング工程の後の状態で行う必要があった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、コアに複数相のコイルを設けると共に各相コイルの間に相間絶縁体を設ける工程の後に相間絶縁試験を導入することにより、モータの小型・高電圧化に伴う品質保証を図ることを可能としたモータの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、コアのスロットに複数相のコイルを設けると共に各相コイルの間に相間絶縁体を設ける第１の工程群と、第１の工程群の後に行われ、少なくとも各相コイルの一端部を端子によりかしめて動力線とする動力線かしめ工程、各相コイルの他端部を端子によりかしめて中性線とする中性線かしめ工程を行う第２の工程群とを備えたモータの製造方法において、第２の工程群における中性線かしめ工程の前工程にて動力線かしめ工程で得られた各相動力線を利用して各相コイル間の相間絶縁試験工程を行うことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、中性線のかしめ工程が行われ、短絡状態になる前に各相コイル間の絶縁を検査することが可能となる。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、コアのスロットに複数相のコイルを設けると共に各相コイルの間に相間絶縁体を設ける第１の工程群と、第１の工程群の後に行われ、コイルエンドを所定の大きさに成形して固定し、各相コイルとコアに係る絶縁試験を行う第２の工程群とを備えたモータの製造方法において、第２の工程群は、コイルエンドを所定の大きさに成形するための仕上成形工程と、各相コイルの一端部を個別に端子によりかしめて動力線とするための動力線かしめ工程と、コイルエンドを糸で縛るためのレーシング工程と、動力線かしめ工程で得られた各相動力線を利用して各相コイル間の絶縁を検査するための相間絶縁試験工程と、各相コイルの他端部を端子により一体的にかしめて中性線とするための中性線かしめ工程と、コアと各相コイルとの間の絶縁を検査するための全体絶縁試験工程と、各相コイル同士の隙間に充填物を充填して各相コイルを固定するためのコイル固定工程とを順次行うことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、仕上成形工程、動力線かしめ工程、レーシング工程、相間絶縁試験工程、中性線かしめ工程、全体絶縁試験工程及びコイル固定工程の順で第２の工程群が行われるので、各相コイルの他端部が端子により一体的にかしめられて短絡状態となる前に、各相コイルの間の絶縁を検査する相間絶縁試験を実際に行うことが可能となる。従って、全体絶縁試験による各相コイルの傷付き、各相コイルとコアとの間の耐圧を検査することに加え、相間絶縁試験により、高電圧に対する各相コイル間の耐性を検査することが可能となる。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、コアのスロットにコイルを挿入する巻線挿入工程と、次相コイルを挿入するためのスペースを設けるための中間成形工程と、各相コイルの間に配置される相間絶縁体を挿入するための相間絶縁体挿入工程とを順次繰り返し、その後に巻線挿入工程と中間成形工程とを行った後、コイルエンドを所定の大きさに成形するための仕上成形工程と、各相コイルの一端部を個別に端子によりかしめて動力線とするための動力線かしめ工程と、コイルエンドを糸で縛るためのレーシング工程と、動力線かしめ工程で得られた各相動力線を利用して各相コイル間の絶縁を検査するための相間絶縁試験工程と、各相コイルの他端部を端子により一体的にかしめて中性線とするための中性線かしめ工程と、コアと各相コイルとの間の絶縁を検査するための全体絶縁試験工程と、各相コイル同士の隙間に充填物を充填して各相コイルを固定するためのコイル固定工程とを順次行うことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１及び２に記載の発明と同様の作用に加え、仕上成形工程、動力線かしめ工程、レーシング工程、相間絶縁試験工程、中性線かしめ工程、全体絶縁試験工程及びコイル固定工程を順次行う前に、巻線挿入工程、中間成形工程及び相間絶縁体挿入工程とを順次繰り返し、その後に巻線挿入工程と中間成形工程とを行うようにしたので、次相コイル挿入前に挿入済みコイル形状にフィットした相間絶縁体を自動挿入することが可能となる。

請求項１及び２に記載の発明によれば、コアに複数相のコイルを設けると共に各相コイルの間に相間絶縁体を設ける工程の後に相間絶縁試験を導入することにより、モータの小型・高電圧化に伴う品質保証を図ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１及び２に記載の発明と同様の効果に加え、相間絶縁紙挿入工程につき、機械装置による自動化を図ることができる。

以下、本発明のモータの製造方法を具体化した一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１に、モータの製造方法の一部をフローチャートに示す。この製造方法は、基本構成として、モータのコアの各スロットにコイルを挿入して複数相のコイルを設けると共に各相コイルの間に相間絶縁体である相間絶縁紙を設ける第１の工程群と、第１の工程群の後に行われ、コイルエンドを所定の大きさに成形して固定し、各相コイルとコアに係る絶縁試験を行う第２の工程群とを備える。

この実施形態では、第１の工程群において、巻線挿入工程、中間成形工程及び相間絶縁体挿入工程を順次２回繰り返し、その後に巻線挿入工程と中間成形工程とを行うようにしている。すなわち、図１に示すように、第１の工程群は、第１の巻線工程、第１の挿入工程、第１の中間成形工程、第１の相間絶縁体挿入工程、第２の巻線工程、第２の挿入工程、第２の中間成形工程、第２の相間絶縁体挿入工程、第３の巻線工程、第３の挿入工程及び第３の中間成形工程を含む。

第１の巻線工程では、Ｕ相コイルを巻枠に巻き、次工程の挿入で用いられる治具に巻き落とされる。第１の挿入工程では、Ｕ相コイルが、コアのスロットに挿入される。第１の中間成形工程では、次相コイルであるＶ相コイルを挿入するためのスペースを設けるため前記スロット内で前記Ｕ相コイルがその外径方向に拡張される。第１の相間絶縁体挿入工程では、Ｕ相コイルと次相コイルであるＶ相コイルとの間に配置される相間絶縁体が挿入される。

続いて、第２の巻線工程では、Ｖ相コイルを巻枠に巻き、次工程の挿入で用いられる治具に巻き落とされる。第２の挿入工程では、Ｖ相コイルが、コアのスロットに挿入される。第２の中間成形工程では、次相コイルであるＷ相コイルを挿入するためのスペースを設けるため前記スロット内で前記Ｖ相コイルがその外径方向に拡張される。第２の相間絶縁体挿入工程では、Ｖ相コイルと次相コイルであるＷ相コイルとの間に配置される相間絶縁体が挿入される。

続いて、第３の巻線工程では、Ｗ相コイルを巻枠に巻き、次工程の挿入で用いられる治具に巻き落とされる。第３の挿入工程では、Ｗ相コイルが、コアのスロットに挿入される。第３の中間成形工程では、第１及び第２の中間成形工程と同様の処理が行われる。

上記のようにして第１の工程群が行われる。この実施形態では、第１の巻線工程及び第１の挿入工程により、本発明の巻線挿入工程が構成される。同様に、第２の巻線工程及び第２の挿入工程により、本発明の巻線挿入工程が構成され、第３の巻線工程及び第３の挿入工程により、本発明の巻線挿入工程が構成される。

この実施形態では、第２の工程群において、第１の工程群の後に行われ、コイルエンドを所定の大きさに成形して固定し、各相コイルとコアに係る絶縁試験を行うようにしている。すなわち、図１に示すように、第２の工程群は、仕上成形工程、動力線かしめ工程、レーシング工程、相間絶縁試験工程、中性線かしめ工程、全体絶縁試験工程及びコイル固定工程を含む。

先ず、仕上成形工程では、コイルエンドが所定の大きさに成形される。次に、動力線かしめ工程では、各相コイルの一端部が個別に端子によりかしめられて動力線とされる。即ち、Ｕ相コイルの一端部、Ｖ相コイルの一端部、Ｗ相コイルの一端部がそれぞれ金属製の端子によりかしめられてＵ相、Ｖ相及びＷ相の動力線が得られる。

続いて、レーシング工程では、各相コイルのコイルエンドが糸で縛られて固定される。相間絶縁試験工程では、各相コイル間の絶縁が検査される。この相間絶縁試験では、各相コイルの間に高電圧がかけられ、そのときの漏れ電流が測定される。この漏れ電流の測定結果に基づいて、相間絶縁が検査される。この実施形態では、前工程で得られた各相動力線を利用してＵ相コイルとＶ相コイルとの間の絶縁、Ｖ相コイルとＷ相コイルとの絶縁、Ｕ相コイルとＷ相コイルとの絶縁がそれぞれ検査される。

次に、中性線かしめ工程では、各相コイルの他端部が端子により一体的にかしめられて中性線とされる。即ち、Ｕ相コイルの他端部、Ｖ相コイルの他端部及びＷ相コイルの他端部が金属製の端子により一体的にかしめられて中性線が得られる。

次に、全体絶縁試験工程では、コアと各相コイルとの間の絶縁が検査される。この実施形態では、前工程で得られた中性線を利用してコアと各相コイルとの間の耐圧、各相コイルの傷つき等が検査される。

そして、コイル固定工程では、各相コイル同士の隙間に樹脂等の充填物が充填されて各相コイルが固定される。この実施形態では、ワニスによるものやモールドによるものが採用される。

このようにして、図２に示すように、コア１にＵ相コイル２、Ｖ相コイル３及びＷ相コイル４が組み込まれ、各相コイル２〜４の間に相間絶縁紙５が組み込まれたステータが形成される。図２において、Ｗ相コイル４の右端がコイルエンド６を示す。図３に、このステータの等価回路図を示す。Ｕ相コイル２、Ｖ相コイル３及びＷ相コイル４の一端部は、それぞれ端子７，８，９が設けられた動力線２ａ，３ａ，４ａとなっている。Ｕ相コイル２、Ｖ相コイル３及びＷ相コイル４の他端部は、端子１０により互いに結合されて中性線２ｂ，３ｂ，４ｂとなっている。各相コイル２〜４の間には、相間絶縁紙５が配置される。

以上説明したモータの製造方法によれば、仕上成形工程、動力線かしめ工程、レーシング工程、相間絶縁試験工程、中性線かしめ工程、全体絶縁試験工程及びコイル固定工程の順で第２の工程群が行われる。このため、各相コイル２〜４の他端部が端子１０により一体的にかしめられて短絡状態となる前に、各相コイル２〜４の間の絶縁を検査する相間絶縁試験を実際に行うことが可能となる。従って、全体絶縁試験による各相コイル２〜４の傷付き、高電圧に対する各相コイル２〜４とコア１との間の耐圧を検査することに加え、相間絶縁試験により、高電圧に対する各相コイル２〜４の間の耐性を検査することが可能となる。この結果、各相コイル２〜４の傷付き、各相コイル２〜４とコア１との間の絶縁を保証することができ、それに加えて、各相コイル２〜４の間の相間絶縁を保証することができる。このように相間絶縁試験を導入することにより、モータの小型・高電圧化に伴うモータの品質保証を図ることができる。

この実施形態では、第２の工程群を行う前に、第１の工程群において巻線挿入工程、中間成形工程及び相間絶縁体挿入工程とを順次繰り返し、その後に巻線挿入工程と中間成形工程とを行うようにしている。このため、次相コイル挿入前に挿入済みコイル形状にフィットした相間絶縁体５を機械装置により自動挿入することが可能となる。この結果、第１及び第２の相間絶縁体挿入工程につき、機械装置による自動化を図ることができる。

尚、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。

例えば、前記実施形態では、第１の工程群として、第１の巻線工程、第１の挿入工程、第１の中間成形工程、第１の相間絶縁体挿入工程、第２の巻線工程、第２の挿入工程、第２の中間成形工程、第２の相間絶縁体挿入工程、第３の巻線工程、第３の挿入工程及び第３の中間成形工程を順次行うようにした。これに対し、第１工程群として、コアに複数相のコイルを設けると共に各相コイルの間に相間絶縁体を設けるものであれば、上記各工程の順序等を入れ換えたものであってもよい。

一実施形態に係り、モータの製造方法の一部を示すフローチャート。 各相コイルと相間絶縁紙の組み込み状態を示す断面図。 ステータの等価回路図。 従来例に係り、モータの製造方法の一部を示すフローチャート。

符号の説明

１ コア
２ Ｕ相コイル
２ａ 動力線
２ｂ 中性線
３ Ｖ相コイル
３ａ 動力線
３ｂ 中性線
４ Ｗ相コイル
４ａ 動力線
５ｂ 中性線
５ 相間絶縁紙（相間絶縁体）
６ コイルエンド
７ 端子
８ 端子
９ 端子
１０ 端子

Claims (3)

1. コアのスロットに複数相のコイルを設けると共に各相コイルの間に相間絶縁体を設ける第１の工程群と、前記第１の工程群の後に行われ、少なくとも前記各相コイルの一端部を端子によりかしめて動力線とする動力線かしめ工程、前記各相コイルの他端部を端子によりかしめて中性線とする中性線かしめ工程を行う第２の工程群とを備えたモータの製造方法において、
   前記第２の工程群における前記中性線かしめ工程の前工程にて前記動力線かしめ工程で得られた各相動力線を利用して前記各相コイル間の相間絶縁試験工程を行うことを特徴とするモータの製造方法。
2. コアのスロットに複数相のコイルを設けると共に各相コイルの間に相間絶縁体を設ける第１の工程群と、前記第１の工程群の後に行われ、コイルエンドを所定の大きさに成形して固定し、前記各相コイルと前記コアに係る絶縁試験を行う第２の工程群とを備えたモータの製造方法において、
   前記第２の工程群は、前記コイルエンドを所定の大きさに成形するための仕上成形工程と、前記各相コイルの一端部を個別に端子によりかしめて動力線とするための動力線かしめ工程と、前記コイルエンドを糸で縛るためのレーシング工程と、前記動力線かしめ工程で得られた各相動力線を利用して前記各相コイル間の絶縁を検査するための相間絶縁試験工程と、前記各相コイルの他端部を端子により一体的にかしめて中性線とするための中性線かしめ工程と、前記コアと前記各相コイルとの間の絶縁を検査するための全体絶縁試験工程と、前記各相コイル同士の隙間に充填物を充填して前記各相コイルを固定するためのコイル固定工程とを順次行うことを特徴とするモータの製造方法。
3. コアのスロットにコイルを挿入する巻線挿入工程と、次相コイルを挿入するためのスペースを設けるための中間成形工程と、各相コイルの間に配置される相間絶縁体を挿入するための相間絶縁体挿入工程とを順次繰り返し、その後に前記巻線挿入工程と前記中間成形工程とを行った後、コイルエンドを所定の大きさに成形するための仕上成形工程と、前記各相コイルの一端部を個別に端子によりかしめて動力線とするための動力線かしめ工程と、前記コイルエンドを糸で縛るためのレーシング工程と、前記動力線かしめ工程で得られた各相動力線を利用して前記各相コイル間の絶縁を検査するための相間絶縁試験工程と、前記各相コイルの他端部を端子により一体的にかしめて中性線とするための中性線かしめ工程と、前記コアと前記各相コイルとの間の絶縁を検査するための全体絶縁試験工程と、前記各相コイル同士の隙間に充填物を充填して前記各相コイルを固定するためのコイル固定工程とを順次行うことを特徴とするモータの製造方法。

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