特許 6654552 接合装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6654552

(24)【登録日】2020年2月3日

(45)【発行日】2020年2月26日

(54)【発明の名称】接合装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/04 20060101AFI20200217BHJP

【ＦＩ】

   H02K15/04 E

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-234524(P2016-234524)

(22)【出願日】2016年12月1日

(65)【公開番号】特開2018-93611(P2018-93611A)

(43)【公開日】2018年6月14日

【審査請求日】2019年2月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000179328

【氏名又は名称】リックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】真杉 豊

(72)【発明者】

【氏名】神名 玲秀

(72)【発明者】

【氏名】赤星 直徳

【審査官】 宮崎 賢司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０７７０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−００３８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１１６２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００６２０６５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータコアの外径側に配置される中性線の一部を覆い包む中性線樹脂部と、前記中性線樹脂部に隣接するコイルと、を備え、
前記中性線樹脂部は、前記中性線の一部を覆い包む本体部と、前記本体部から内周方向に突き出している突出部と、を有し、
前記突出部の先端は、軸方向から見て前記コイルと重なっているステータにおいて、
前記突出部の先端と、前記コイルとをワニスを用いて接合する接合装置であって、
前記突出部の先端と前記コイルとの接合する部分の軸方向の上方から前記ワニスを滴下するノズルと、
前記ワニスの滴下位置を移動させる移動部と、を有し、
前記移動部は、
前記ワニスの滴下位置を、前記突出部の先端の一端から他端まで前記ステータコアの周方向に移動させ、
前記ノズルは、前記ワニスの滴下を開始した後、滴下直後の前記ワニスが前記接合する部分に着地する前に、前記ワニスの滴下が終わる所定量ずつ断続的に滴下する、
接合装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、接合装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、三相回転電動機（モータ）の構造であって、中性線に接続される固定子であるステータのステータコアに巻回される各相巻線と、当該各相巻線に隣接する各相巻線の間に高粘度接着剤であるワニスを滴下し、滴下したワニスを用いて各相巻線同士を固着する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６−０１５７９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のように、例えば、隣接する２つの各相巻線を固着する場合など、複数の部材を固着するためにワニスが使用される。ワニスは高粘度接着剤であることから粘度が高い。そのため、例えば、ワニスを滴下するためのノズルを複数の部材の接合部分の上方に固定配置し、定位置からワニスを連続して滴下すると、ノズルからの吐出形状が直線とはならず、らせん形となってしまう。その結果、ノズルから滴下されるワニスは、塗布狙い位置からずれてしまう可能性がある。

【0005】

さらに、ワニスは固着する前の状態では流動性を有することから、上記の通り、塗布狙い位置からずれると、接合部分の周辺に隙間がある場合、滴下されるワニスが当該隙間に垂れ落ちてしまう可能性がある。その結果、接合部分を固着するための十分なワニスが接合部分に塗布されないことになり、確実に接合部分を固着することが出来ないという問題が生じる。

【0006】

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、ワニスを用いて接合部分を確実に固着することが出来る接合装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の１態様は、ステータコアの外径側に配置される中性線の一部を覆い包む中性線樹脂部と、前記中性線樹脂部に隣接するコイルと、を備え、前記中性線樹脂部は、前記中性線の一部を覆い包む本体部と、前記本体部から内周方向に突き出している突出部と、を有し、前記突出部の先端は、軸方向から見て前記コイルと重なっているステータにおいて、前記突出部の先端と、前記コイルとをワニスを用いて接合する接合装置であって、前記突出部の先端と前記コイルとの接合する部分の軸方向の上方から前記ワニスを滴下するノズルと、前記ワニスの滴下位置を移動させる移動部と、を有し、前記移動部は、前記ワニスの滴下位置を、前記突出部の先端の一端から他端まで前記ステータコアの周方向に移動させる、接合装置である。

【0008】

このような構成にすれば、滴下させるワニスの形状を直線状にすることが出来、ワニスが接合部分から垂れ落ちることを抑制することが出来る。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ワニスを用いて接合部分を確実に固着することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】ステータ１０の一部を拡大し、上方から見た斜視図である。

【図2】ノズル２から吐き出されるワニス４の吐出形状を説明する概略図である。

【図3】ノズル２から吐き出されるワニス４の吐出形状を説明する概略図である。

【図4】突出部１５ｂと隣接コイル１２ａの接合部分を拡大した斜視図である。

【図5】突出部１５ｂと隣接コイル１２ａの接合部分を拡大した上面図である。

【図6】突出部１５ｂと隣接コイル１２ａの接合部分を拡大した斜視図である。

【図7】突出部１５ｂと隣接コイル１２ａの接合部分を拡大した上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態にかかる接合装置１について説明する。まず、本実施の形態にかかる接合装置１を説明する前に、本実施の形態にかかるステータ１０について説明する。図１は、モータの固定子であるステータ１０を平面に配置した場合におけるステータ１０の一部を拡大し、上方から見た斜視図である。

【0012】

ステータ１０は、三相回転電動機に用いられるステータであり、例えば、ハイブリッド自動車のオルタネータ（交流発電機）に用いられる。そのため、図１に示すステータ１０は、駆動用ＨＶ（Hybrid Vehicle）ステータとも言える。ハイブリッド自動車等では、固定されたステータ１０に対し、図示しないロータを回転させることにより交流電流を発生しバッテリへの発電を行う。

【0013】

ステータ１０は、ステータコア１１と、各相巻線１２と、中性線１４と、中性線樹脂部１５とを備えている。
ステータコア１１は、例えば、円環状の鉄板を積層した円筒形状になっている。円筒形状のステータコア１１の内周面には、図示しないスロットを有している。ステータコア１１の内部には、図示しないロータが配置される。

【0014】

各相巻線１２は、複数のコイル線により構成され、ステータコア１１に巻回されるコイルである。各相巻線１２は、三相交流回路を形成し、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線に対応するコイルである。なお、本実施の形態においては、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線を区別して説明を行う必要はないため、各相巻線１２として説明をする。

【0015】

各相巻線１２は、例えば、複数のＵ字状の導線を、図示しない各スロットにステータコア１１の径方向に配列し、隣り合う導線同士の端部同士を接合することにより形成される。複数の各相巻線１２は互いに隣接して配置されるが、隣接する各相巻線１２は完全に隣り合っている訳では無く、隣接する各相巻線１２の間には隙間を有する。また、各相巻線１２は、ステータコア１１に巻回されるが、ステータコア１１との間にも隙間を有する。なお、図１において、各相巻線１２のうち、ステータコア１１の部分から上に突き出した（はみ出した）部分は、コイルエンド１３と言われる。

【0016】

中性線１４は、ステータコア１１の外径側に配置される。中性線１４は、各相巻線１２の外周側に配置されるとも言える。中性線１４は、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を接続する接続線であり、両端を各相の各相巻線１２と接続される。中性線１４のうち、各相巻線１２の一端と接合した箇所は、中性点として機能する。

【0017】

中性線樹脂部１５は、中性線の一部を覆い包む樹脂部である。中性線樹脂部１５は、本体部１５ａと突出部１５ｂとを備える。中性線樹脂部１５は、Ｌ字型の形状であり、ステータコア１１の軸方向において上面に配置される本体部１５ａから突出部１５ｂが各相巻線１２の方向に突き出した形状となっている。

【0018】

本体部１５ａは、中性線１４の一端から他端までの中途に配置されており、中性線の一部を覆い包む。すなわち、中性線の一部が中性線樹脂部に埋め込まれているとも言える。本体部１５ａは、各相巻線１２のうち、最も外周側に配置されるコイルと隣接する。各相巻線１２のうち、最も外周側に配置されるコイルを隣接コイル１２ａとする。

【0019】

突出部１５ｂは、本体部１５ａから隣接コイル１２ａが配置されている内周方向に（軸方向の中心に向かって）突出している長方形の樹脂突起であり、突出部１５ｂの内周方向の先端は、隣接コイル１２ａまで突き出している。言い替えると、突出部１５ｂの先端は、軸方向の上方から見て、隣接コイル１２ａと重なるように配置される。突出部１５ｂは、隣接コイル１２ａの軸方向において上方に配置されるとも言え、逆に、隣接コイル１２ａは、軸方向において突出部１５ｂの下方に配置されているとも言える。なお、突出部１５ｂは、隣接コイル１２ａと軸方向の上下に重なっている訳では無く、隣接コイル１２ａと突出部１５ｂとの間には隙間を有している。

【0020】

ここで、図１に示すステータ１０を用いるモータは、上述の通り、例えば、ハイブリッド自動車などの車両に使用される。当該モータが、車両に使用されると、振動が発生し、モータ自体が共振し、中性線１４も共振することになる。その結果、中性線１４と各相巻線１２との接合部分が剥がれてしまい、非接合状態になる可能性がある。そこで、図１におけるステータ１０は、中性線１４の共振を抑制し、中性線１４と各相巻線１２との接合部分が剥がれるのを抑制するため、突出部１５ｂの先端は、隣接コイル１２ａとワニスを用いて固着される。突出部１５ｂの先端が隣接コイル１２ａと固着される部分は、図１の点線で囲まれた部分であり、当該部分を接合部１６とする。

【0021】

次に、本実施の形態にかかる接合装置１について説明する。接合装置１の概略図を図１に示す。上述の通り、突出部１５ｂの先端は、隣接コイル１２ａと、ワニスを用いて接合される。接合装置１は、ステータ１０を図示しない台に載置し、接合部１６にワニスを滴下し、突出部１５ｂの先端と隣接コイル１２ａとを接合し、ステータ１０のコイルを成型する。

【0022】

図１に示す様に、接合装置１は、ノズル２と、移動部３とを備える。ノズル２は、ワニス４を滴下するためのノズルであり、ステータ１０の上方に配置される。具体的には、ノズル２は、接合部１６の軸方向の上方に配置され、ワニス４を接合部１６に滴下する。
ワニス４は、例えば、熱硬化性樹脂となっている。ステータ１０を加熱した状態で、ノズル２がワニス４を接合部１６に滴下する。接合部１６に滴下されたワニス４は、硬化して、接合部１６を固着する。
移動部３は、ノズル２の位置を移動する手段であり、ワニス４の滴下する位置を移動させる。

【0023】

ここで、図２〜図５を参照して、ノズル２が接合部１６の上方に固定配置され、定位置からワニス４を連続滴下する場合について説明する。つまり、本実施の形態にかかる接合装置１に移動部３が存在しない場合における課題事項を説明する。

【0024】

図２および図３を参照して、ノズル２から吐き出されるワニス４の吐出形状について説明する。図２および図３は、ノズル２から吐き出されるワニス４の吐出形状を説明する概略図である。図２は、ノズル２が、ワニス４を滴下した直後のワニス４の吐出形状である。つまり、ワニス４が、接合部１６に着地する前の形状を表している。また、図３は、ワニス４の一部が既に接合部１６に着地した後の、ワニス４の吐出形状である。

【0025】

図２に示す様に、ワニス４が接合部１６に着地する前の吐出形状は直線状となる。しかし、ワニス４は粘度が高いことから、ワニス４の一部が接合部１６に着地すると、ノズル２から滴下されるワニス４は、既に接合部１６に着地したワニス４に引っ張られることになる。その結果、図３に示す様に、ワニス４の吐出形状はらせん形となる。そのため、接合部１６において、ワニス４を塗布したい位置（塗布狙い位置）の真上からワニス４を滴下しているにも関わらず、実際に接合部１６に着地する位置は、接合部１６の塗布狙い位置の真上とはならない。つまり、ワニス４は、塗布狙い位置に着地せず、塗布狙い位置の周辺に着地することになる。

【0026】

続いて、図４および図５を参照して、本実施の形態にかかるステータ１０において、一般的な接合装置を用いた場合の課題事項について説明する。つまり、本実施の形態にかかる接合装置１に移動部３が存在しない場合における課題事項を説明する。

【0027】

図４は、突出部１５ｂと隣接コイル１２ａの接合部１６を拡大した斜視図である。また、図５は、突出部１５ｂと隣接コイル１２ａの接合部分を拡大した上面図である。説明をする上で、各図面には軸を設定する。図４に示す様に、ステータの径方向にｘ軸およびｙ軸を設定し、軸方向にｚ軸を設定し、周方向にθ軸を設定する。なお、図５以降の図面における各軸は、図４における各軸と対応している。図５は、図４の一点鎖線を、ｘｙ平面と平行な面で切った断面を上方から見た図に対応する。

【0028】

図４に示す様に、接合部１６の上方（接合部１６よりもｚ軸正方向）に固定配置されたノズル２からワニス４を連続滴下し、滴下されたワニス４の一部が接合部１６に着地すると、ワニス４の吐出形状はらせん形となる。そして、滴下されたワニス４は、接合部１６の塗布狙い位置からずれた位置に着地し、塗布される。また、図５に示す様に、隣接コイル１２ａとステータコア１１との間には隙間１７を有している。上述したように、ワニス４は流動性を有することから、滴下されたワニス４が塗布狙い位置からずれた位置に滴下されると、隙間１７から垂れ落ちることになる。図４および図５の三点鎖線で囲まれた部分（垂れ落ち部分）１８は、ワニス４が垂れ落ちていることを表している。その結果、接合部１６は、ワニス４が塗布された部分と、ワニス４が塗布されない部分である未塗布部１９が生じることになる。未塗布部１９については、ワニス４が塗布されないことから固着ＮＧとなる。このように、一般的な接合装置を用いると、接合部１６には、未塗布部１９が生じてしまうことから固着ＮＧ箇所が出来てしまう問題が生じる。

【0029】

そこで、本実施の形態にかかる接合装置１は、上記問題を解消するために、移動部３を備える。図６および図７を参照して、移動部３の構成について説明する。図６は、突出部１５ｂと隣接コイル１２ａの接合部１６を拡大した斜視図である。また、図７は、突出部１５ｂと隣接コイル１２ａの接合部分を拡大した上面図である。図７は、図６の一点鎖線を、ｘｙ平面と平行な面で切った断面を上方から見た図に対応する。

【0030】

移動部３は、ノズル２の位置を移動させる。言い替えると、移動部３は、ワニス４の滴下位置を移動させる。その結果、ワニス４の吐出形状がらせん形になることを解消する。つまり、ワニス４の着地位置が塗布狙い位置からずれることを解消する。そして、移動部３は、ワニス４が隙間１７に垂れ落ちることも解消する。

【0031】

まず、移動部３は、接合部１６の一端の軸方向の上方にノズル２を配置する。言い替えると、突出部１５ｂの内周方向の先端の一端の軸方向の上方にノズル２を配置する。具体的には、移動部３は、図６および図７の滴下開始位置Ｓ１にノズル２を配置させる。そして、移動部３は、ノズル２からワニス４を滴下させながら、ノズル２を接合部１６の他端の軸方向の上方までステータコアの周方向に移動させる。言い替えると、突出部１５ｂの内周方向の先端の他端の軸方向の上方までステータコアの周方向にノズル２を移動させる。具体的には、移動部３は、図６および図７の滴下終了位置Ｅ１までノズル２をステータコアの周方向に移動させる。つまり、移動部３は、ノズル２から滴下されるワニス４が突出部１５ｂの先端を跨いで塗布されるように、ノズル２をステータコアの周方向に移動させる。言い替えると、突出部１５ｂの内周方向の先端は、軸方向から見ると隣接コイル１２ａと重なっているが、この重なっている部分にワニス４が塗布されるように、移動部３は、ノズル２をステータコアの周方向に移動させる。

【0032】

ノズル２は、移動しながらワニス４を滴下することから、ノズル２から滴下されるワニス４は、既に接合部１６に着地したワニスに引っ張られることなく滴下される。そのため、ワニス４の吐出形状を直線状とすることが出来る。そして、ワニス４の着地位置が塗布狙い位置からずれることを解消する。さらに、ノズル２から吐き出されるワニス４が塗布狙い位置からずれないことから、ワニス４が隙間１７に垂れ落ちることも解消することが出来る。つまり、突出部１５ｂと隣接コイル１２ａとの接合部１６において、未塗布部が生じないようにワニス４を塗布することが出来る。

【0033】

また、ノズル２がワニス４を連続的に滴下すると、上述の通り、既に着地したワニス４に引っ張られ、ワニス４の吐出形状はらせん形となる。そこで、これを解消するために、ノズル２は、連続的にワニス４を滴下するのではなく、一定量ずつ断続的にワニス４を滴下する。つまり、ノズル２は、ワニス４の滴下を開始した後、滴下直後のワニス４が接合部１６に着地する前に、ワニス４の滴下が終わるような滴下量ずつを断続的に滴下する。その結果、ノズル２から滴下されるワニス４が、既に接合部１６に着地したワニス４に引っ張られることが無くなり、ワニス４の吐出形状を直線状とすることが出来る。

【0034】

本実施の形態にかかる接合装置１によれば、移動部３が、ノズル２の位置をステータコアの周方向に移動させる。つまり、ワニス４の滴下位置をステータコアの周方向に移動させる。その結果、ノズル２から吐き出されるワニス４の吐出形状を直線状とし、ワニス４が塗布狙い位置からずれることを解消する。

【0035】

さらに、本実施の形態にかかる接合装置１によれば、移動部３が、ノズル２の位置をステータコアの周方向に移動させ、ワニス４が塗布狙い位置からずれることを解消するため、ワニス４が隙間１７に垂れ落ちることも解消する。つまり、突出部１５ｂと隣接コイル１２ａとの接合部１６において、未塗布部が生じないようにワニス４を塗布することが出来る。その結果、接合装置１は、突出部１５ｂの先端と、隣接コイル１２ａとの接合部分を、ワニス４を用いて確実に固着することが出来る。したがって、ステータ１０を用いるモータが車両に用いられた場合でも、中性線と各相巻線１２との接合部分が剥がれてしまうことはなくなり、生産性の向上に寄与することが可能となる。

【0036】

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。

【符号の説明】

【0037】

１ 接合装置
２ ノズル
３ 移動部
４ ワニス
１０ ステータ
１１ ステータコア
１２ 各相巻線
１２ａ 隣接コイル
１３ コイルエンド
１４ 中性線
１５ 中性線樹脂部
１５ａ 本体部
１５ｂ 突出部
１６ 接合部
１７ 隙間
１８ 垂れ落ち部分
１９ 未塗布部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】