JP6776834B2 - How to heat the coil heating device - Google Patents
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Description
本発明は、ステータコア及び該ステータコアに巻装されたコイルを加熱するコイル加熱装置に関する。 The present invention relates to a stator core and a coil heating device that heats a coil wound around the stator core.
ステータコアのティース部に外装されたコイルに電流を流すことでステータコア及びコイルを加熱するコイル加熱装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 A coil heating device that heats the stator core and the coil by passing an electric current through the coil exteriored by the teeth portion of the stator core is known (see, for example, Patent Document 1).
ここで、ステータコアが、基部となる円環状のヨーク部と、該ヨーク部の円周方向に沿って形成され、内側へ延在する複数のティース部と、を有している場合を想定する。ステータコアの隣接する該ティース部間には、スロット部が形成されている。コイル加熱装置は、このスロット部内に挿入されステータコアに巻装されたコイルに電流を流すことでステータコア及びコイルを、加熱する。
この場合、隣接するティース部の先端間には、スロット部の開口部が形成される。したがって、コイルに電流を流したときに、この開口部付近では磁束がコイルを貫き易くなる。これにより、スロット部の開口部付近で特に昇温し易くなり、コイルの加熱温度が不均一となる虞がある。
Here, it is assumed that the stator core has an annular yoke portion as a base portion and a plurality of teeth portions formed along the circumferential direction of the yoke portion and extending inward. A slot portion is formed between the tooth portions adjacent to the stator core. The coil heating device heats the stator core and the coil by passing an electric current through the coil inserted into the slot portion and wound around the stator core.
In this case, an opening of the slot portion is formed between the tips of the adjacent teeth portions. Therefore, when a current is passed through the coil, the magnetic flux easily penetrates the coil in the vicinity of this opening. As a result, the temperature tends to rise particularly in the vicinity of the opening of the slot portion, and the heating temperature of the coil may become non-uniform.
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、ステータコアのコイルを均一に加熱できるコイル加熱装置を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a coil heating device capable of uniformly heating a coil of a stator core.
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
基部となる円環状のヨーク部と、該ヨーク部の円周方向に沿って形成され、内側へ延在する複数のティース部と、を有するステータコアの、隣接する該ティース部間に形成されたスロット部内に挿入され、前記ステータコアに巻装されたコイルに電流を流すことで前記ステータコア及び前記コイルを加熱するコイル加熱装置であって、
前記隣接するティース部の先端間に形成される前記スロット部の開口部に、磁性体が設けられている、ことを特徴とするコイル加熱装置
である。
One aspect of the present invention for achieving the above object is
A slot formed between adjacent tooth portions of a stator core having an annular yoke portion serving as a base and a plurality of teeth portions formed along the circumferential direction of the yoke portion and extending inward. A coil heating device that heats the stator core and the coil by passing an electric current through a coil that is inserted into the portion and wound around the stator core.
The coil heating device is characterized in that a magnetic material is provided in the opening of the slot portion formed between the tips of the adjacent teeth portions.
本発明によれば、ステータコアのコイルを均一に加熱できるコイル加熱装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a coil heating device capable of uniformly heating the coil of the stator core.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の一実施形態に係るコイル加熱装置は、自動車用発電機などのステータコアに巻装されたコイル及びステータコアを加熱するものである。例えば、自動車用発電機のステータコアの製造工程では、ステータコアにコイルを巻装した後、コイル全体にワニス含浸し、この状態でコイル加熱装置を用いてコイルを加熱することにより、含浸されたワニスを効率的に硬化乾燥させることができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The coil heating device according to an embodiment of the present invention heats a coil and a stator core wound around a stator core of an automobile generator or the like. For example, in the manufacturing process of a stator core of an automobile generator, after winding a coil around the stator core, the entire coil is impregnated with varnish, and in this state, the coil is heated using a coil heating device to obtain the impregnated varnish. It can be efficiently cured and dried.
図1は、本発明の一実施形態であるステータコアの一部を拡大した一部断面図である。図1において、ステータコア10の周方向が矢印Cで示され、径方向が矢印Rで示される。なお、ステータコア10の軸方向は図1の紙面に垂直な方向である。
FIG. 1 is an enlarged partial cross-sectional view of a part of the stator core according to the embodiment of the present invention. In FIG. 1, the circumferential direction of the
コイル11が巻装されたステータコア10の内側に、ギャップを介してロータ(不図示)が回転可能に設けられて回転電機が構成される。ステータコア10は、多数枚の円環状の磁性板を積層して一体に連結することにより形成される。
A rotor (not shown) is rotatably provided inside the
ステータコア10は、基部となる円環状のヨーク部12と、該ヨーク部12の円周方向(C方向)に沿って形成され、内側(R方向)へ延在する複数のティース部13と、を有している。隣接するティース部13間には、スロット部14が形成されている。スロット部14は、径方向内方に向けて開口するとともに、ステータコア10の軸方向に延伸して軸方向両端で開口している。
The
図2は、図1における1つのスロット部を拡大して示す断面図である。スロット部14は、径方向と直交する方向の幅wが一定の略長方形状の断面を有する。スロット部14は、隣り合う2つのティース部13の互いに対向するティース側面15と、スロット部14に対向するヨーク側面16とにより規定されている。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing one slot portion in FIG. The
また、スロット部14の径方向内方の開口部17には、隣り合う2つのティース部13の各先端から周方向に対向して突出する突出部18が形成されている。この突出部18により、上記開口部17は、スロット部14の幅wよりも狭く形成され、後述の如く、スロット部14内に挿入配置されたコイル11がスロット部14から抜け出ないようになっている。
Further, in the
スロット部14内には、絶縁紙19が略コ字状に折り曲げられた状態で配置されている。この絶縁紙19は、スロット部14内に配置されるコイル11とステータコア10とを電気的に絶縁する機能を有している。絶縁紙19は、例えば、絶縁性樹脂からなるシート材またはフィルム材で構成されている。スロット部14内に配置された絶縁紙19の内側には、図2に示す如く、コイル11が挿入配置されている。コイル11は、例えば、銅などで形成され、略長方形状の断面をなす平角線で構成される。例えば、1つのスロット部14内に複数のコイル11が径方向に並んで配置されている。
In the
図3は、本実施形態に係るコイル加熱装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施形態に係るコイル加熱装置1は、例えば、高周波誘導加熱装置として構成されており、コイル11に高周波電流を流すことでコイル11の誘導加熱を行う。コイル加熱装置1は、コイル11に高周波電流を出力する高周波発振部2と、ユーザが操作情報を入力する操作パネル部3と、操作パネル部3からの操作情報に基づいて、高周波発振部2を制御する制御部4と、データを記憶する記憶部5と、を有している。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic system configuration of the coil heating device according to the present embodiment. The
操作パネル部3は、作業者が操作パネルからステータコア10の種類に応じた加熱温度、加熱時間などの加熱条件を設定できるように構成されている。操作パネル部3により設定された加熱条件は、加熱チャートとして記憶部5に記憶されている。制御部4は、記憶部5に記憶された加熱チャートを操作パネル部3から操作情報に応じて呼び出す。そして、制御部4は、呼び出した加熱チャートに基づいて高周波発振部2を制御する。これにより、加熱チャートに基づいた加熱条件でコイル11を加熱できる。
The
制御部4は、例えば、制御処理、演算処理等と行うCPU(Central Processing Unit)41、CPU41によって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)からなるメモリ42、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部(I/F)43、などからなるマイクロコンピュータを中心にして、それぞれ、ハードウェア構成されている。CPU41、メモリ42、及びインターフェイス部43は、データバスなどを介して相互に接続されている。
The
ところで、上述の如く、ステータコアの隣接するティース部の先端間にはスロット部の開口部が形成される。このため、従来のコイル加熱装置において、コイルに高周波電流を流したときに、スロット部の開口部付近では磁束がコイルを貫き易くなり、この開口部付近で特に昇温し易くなる。例えば、図7に示す如く、スロット部のティース側面100及びヨーク側面101付近では、ステータコア(磁性板)によって、コイルの磁束が引き寄せられるため、該磁束がコイルを貫き難い。一方、スロット部の開口部103は空間であり磁束を引き寄せるものが何もないため、該磁束がコイルを貫き易くなる。このため、スロット部の開口部103付近で特に昇温し易くなり、コイルの加熱温度が不均一となる虞がある。
By the way, as described above, an opening of the slot portion is formed between the tips of the teeth portions adjacent to the stator core. Therefore, in the conventional coil heating device, when a high-frequency current is passed through the coil, the magnetic flux easily penetrates the coil in the vicinity of the opening of the slot portion, and the temperature rises particularly easily in the vicinity of the opening. For example, as shown in FIG. 7, in the vicinity of the
これに対し、本実施形態に係るコイル加熱装置1においては、隣接するティース部13の先端間に形成されるスロット部14の開口部17に、磁性体20が設けられている。この磁性体20によりスロット部14の開口部17付近の磁束は引き寄せられ、ティース側面15及びヨーク側面16付近と同様に、磁束がコイル11を貫き難くなる。これにより、スロット部14の開口部17付近での局所的な昇温が抑制され、コイル11の加熱温度を均一にできる。すなわち、ステータコア10のコイル11を均一に加熱できる。
On the other hand, in the
例えば、コイル11の誘導加熱時に、図4に示す如く、スロット部14の開口部17には、該開口部17を外側から塞ぐように板状の磁性体20が設けられる。磁性体20は、例えば、断面矩形状で紙面の垂直方向に延在しており、磁石、鉄、フェライトなどの磁性材で構成されている。図4に示す如く、コイル11の磁束線は磁性体20を介してコイル11の周りで途切れることなく繋がり、磁束がコイル11を局所的に貫くのを抑制できる。コイル11の誘導加熱後、スロット部14の開口部17から磁性体20は取外される。
For example, at the time of induction heating of the
図5(a)は、従来のコイル加熱装置によって、コイルを加熱したときのステータコアの温度変化を示す図である。図5(b)は、本実施形態に係る磁性体20を有するコイル加熱装置によりステータコアのコイルを加熱したときのステータコアの温度変化を示す図である。図5(a)及び(b)において、実線(1)はステータコア10のスロット部14の開口部17付近の温度変化を示し、点線(2)はステータコア10のティース側面15及びヨーク側面16付近の温度変化を示している。
FIG. 5A is a diagram showing a temperature change of the stator core when the coil is heated by the conventional coil heating device. FIG. 5B is a diagram showing a temperature change of the stator core when the coil of the stator core is heated by the coil heating device having the
図5(a)の従来のコイル加熱装置では、ステータコアのスロット部の開口部103付近の温度が、ティース側面100及びヨーク側面101付近の温度と比較して、大きく昇温しており、温度が不均一になっている(図7)。一方で、図5(b)の本実施形態に係るコイル加熱装置1では、ステータコア10のスロット部14の開口部17付近の温度と、ティース側面15及びヨーク側面16付近の温度とが略同様に変化しており、温度が均一になっていることが分かる。
In the conventional coil heating device of FIG. 5A, the temperature near the
以上、本実施形態に係るコイル加熱装置1において、隣接するティース部13の先端間に形成されるスロット部14の開口部17に磁性体20が設けられている。これにより、ステータコア10のコイル11を均一に加熱できる。
As described above, in the
なお、本発明は上記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。
上記実施形態において、磁性体20は、スロット部14の開口部17に該開口部17を外側から塞ぐように設けられているが、これに限定されない。例えば、磁性体20は、図6に示す如く、スロット部14の開口部17に該開口部17を埋めるよう設けられてもよい。なお、上述したスロット部14の開口部17に、磁性体20が設けられる構成は一例であり、これに限定されない。
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit.
In the above embodiment, the
1 コイル加熱装置、2 高周波発振部、3 操作パネル部、4 制御部、5 記憶部、10 ステータコア、11 コイル、12 ヨーク部、13 ティース部、14 スロット部、15 ティース側面、16 ヨーク側面、17 開口部、18 突出部、19 絶縁紙、20 磁性体 1 coil heating device, 2 high frequency oscillator, 3 operation panel, 4 control, 5 storage, 10 stator core, 11 coil, 12 yoke, 13 teeth, 14 slots, 15 teeth side, 16 yoke side, 17 Opening, 18 protrusions, 19 insulating paper, 20 magnetic material
Claims (1)
前記隣接するティース部の先端間に形成される前記スロット部の開口部に、磁性体を設けるステップと、
前記磁性体を設けた後、前記ステータコアに巻装されたコイルに電流を流すことで前記ステータコア及び前記コイルを加熱するステップと、
前記加熱した後、前記スロット部の開口部から磁性体を取り外すステップと、
を含む、ことを特徴とするコイル加熱装置の加熱方法。 A slot formed between adjacent tooth portions of a stator core having an annular yoke portion serving as a base and a plurality of teeth portions formed along the circumferential direction of the yoke portion and extending inward. It is a heating method of a coil heating device that heats the stator core and the coil by passing an electric current through a coil that is inserted into the portion and wound around the stator core.
Wherein the opening of said slot portion formed between the tips of adjacent teeth, the steps of Ru provided a magnetic substance,
A step of heating the stator core and the coil by passing an electric current through the coil wound around the stator core after the magnetic material is provided.
After heating, the step of removing the magnetic material from the opening of the slot portion and
A method for heating a coil heating device, which comprises .
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