CN103795194A

CN103795194A - 旋转电机的定子制造方法

Info

Publication number: CN103795194A
Application number: CN201310148776.3A
Authority: CN
Inventors: 马场信二
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2033-04-26
Also published as: US9559573B2; JP2014087225A; CN103795194B; JP5542894B2; US20140115875A1

Abstract

本发明提供一种旋转电机的定子制造方法，在确保绕组间及绕组下层部和包含线圈端部部分在内的绕组表面部上的固定力及绕组性能的同时，兼顾生产率。所述定子制造方法所制成的定子包括：具有多个齿、并且在齿的表面上具有绝缘膜的定子铁芯，所述多个齿从通过层叠钢板而形成的磁轭部呈放射状地延伸设置；以及分别在上述多个齿上卷绕有发电线圈的多层的卷绕部，在该方法中同时执行以下工序：形成绝缘被膜的工序，在该形成绝缘被膜的工序中，利用使用了液态热固化树脂的清漆来浸渗上述卷绕部的下层部的发电线圈，之后，利用热可溶性的粉状树脂覆盖上述卷绕部的表面部的发电线圈，并在对粉状树脂进行热熔接后使其固化来形成绝缘被膜；以及使清漆固化的工序。

Description

旋转电机的定子制造方法

技术领域

本发明涉及装载在例如车辆上的旋转电机的定子制造方法。

背景技术

装载在车辆上以用作发电机或电动机的旋转电机、例如磁发电机具有多极定子。该多极定子包括定子铁芯，该定子铁芯在环形的磁轭部的外周上设有放射状的齿，该定子铁芯的各齿的外周上隔着绝缘物卷绕并安装有定子线圈。这种多极定子的定子线圈受到来自发动机的振动，因此，需要利用清漆等树脂对定子线圈的绕组之间进行固定，以进行固定处理。

以往，作为装载在车辆上的旋转电机的定子线圈的绕组固定方法，已知有例如像日本专利特开平11-150923号公报(专利文献1)中公开的那样通过将液态的清漆树脂浸渗于绕组间并使其固化、来进行固定的方法。

另外，已知有例如日本专利特开昭58-26552号公报(专利文献2)中公开的那样通过使环氧树脂等热可溶性粉末与经预热后的定子线圈的绕组表面相接触从而使其熔化、并使其固化来进行固定的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平11-150923号公报

专利文献2：日本专利特开昭58-26552号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，由于随着车辆输出特性的提高而引起的发动机振动增加、车辆电源系统的电压的变大、或者与之相对应的绕组性能的维持等情况，现有的线圈固定方法具有如下问题。

根据上述专利文献1所公开的方法，由于粘度较低，虽然绕组之间及直至绕组下层部为止都能被浸透，但是对线圈端部部分的固定不充分，使得在发动机振动较大情况下，线圈端部部分变得可动，可能发生疲劳破坏。

因此，以往，为了充分地固定线圈端部部分，在利用上述清漆树脂来进行固定处理后，利用粘度较高的液态清漆树脂对线圈端部部分再次进行固定。

另外，根据上述专利文献2所公开的方法，对定子线圈的、包含线圈端部部分的卷绕部封装的固定较为充分，而线圈之间可能产生绝缘不良的情况。这是因为，绕组之间及绕组下层部难以被环氧树脂等热可溶性粉末浸透，因此，在发动机的振动较大情况下，绕组下层部互相之间特别容易发生移动，使得绕组间的摩擦磨损了线圈表面的绝缘被膜。

另外，由于环氧树脂等热可溶性粉末难以浸透至绕组之间及绕组下层部，因此线圈绝缘被膜的针孔、核心绝缘膜的针孔有时将造成线圈之间及线圈与定子铁芯之间的绝缘不良。上述线圈之间及线圈与定子铁芯之间的绝缘不良由于车辆电源系统的高电压化，其发生概率将提高。

另外，若单纯采用通过浸渗液态清漆树脂而进行固定的方法、或熔化粉末树脂并使其固化的固定方法这两种方法，则具有生产率极低的问题。

本发明鉴于上述情况而得以完成，提供一种旋转电机的定子制造方法，在确保绕组间及绕组下层部和包含线圈端部部分在内的绕组表面部上的固定力及绕组性能的同时，兼顾生产率。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的旋转电机的定子制造方法所制成的定子包括：定子铁芯，该定子铁芯具有多个齿，并且在该齿的表面上具有绝缘膜，所述多个齿从磁轭部呈放射状地延伸，所述磁轭部通过层叠钢板得以形成；以及多层的卷绕部，该多层的卷绕部分别在上述多个齿上卷绕有线圈，其特征在于，同时执行以下工序：形成绝缘被膜的工序，在该形成绝缘被膜的工序中，利用清漆浸渗上述卷绕部的下层部的线圈，所述清漆使用液态的热固化性树脂，之后，利用热可溶性的粉状树脂覆盖上述卷绕部的表面部的线圈，并对上述粉状树脂进行热熔接后使其固化来形成绝缘被膜；以及使上述清漆固化的工序。

发明效果

根据本发明所涉及的旋转电机的定子制造方法，能够确保定子线圈的绕组间及线圈卷绕部的下层部和包含线圈端部部分在内的绕组表面部上的固定力及绕组性能，并能提高生产率。

附图说明

图1是本发明的实施方式1所涉及的磁发电机的主视图。

图2是本发明的实施方式1所涉及的磁发电机的侧面剖视图。

图3是本发明的实施方式1所涉及的磁发电机的发电线圈卷绕部的细节图。

图4是从右侧面观察图3所示的发电线圈卷绕部的图。

图5是将发电线圈的固定工序与发明人所知的现有技术进行对比来进行说明的流程图。

图6是本发明的实施方式2所涉及的磁发电机的发电线圈卷绕部的细节图。

图7是本发明的实施方式3所涉及的磁发电机的发电线圈卷绕部的细节图。

实施方式

下面，参照附图对本发明所涉及的旋转电机的定子制造方法的优选实施方式进行说明。此外，在各图中，对相同或相当的部分标注相同标号，来进行说明。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的磁发电机的主视图，图2是其侧面剖视图。另外，图3是磁发电机的发电线圈卷绕部的细节图，图4是从右侧面对其进行观察的图。

图1及图2中，磁发电机20包括：转子1，该转子1与内燃机(未图示)相连结；以及定子2，该定子2是设于转子1内侧的电枢。转子1包括：碗状飞轮3；以及多个永磁体4，该多个永磁体4固定在飞轮3的内壁面。转子1构成为以旋转轴线A-A为中心进行旋转。

永磁体4按照在旋转轴线A-A的周围具有彼此等角度的间隔的方式，通过模塑成形材料5(参照图2)固定在飞轮3的筒状部3a的内周面上。多个永磁体4被磁化为与相邻的永磁体4互相相反的极性，使得永磁体4的内侧空间内产生方向交替变化的磁场。

定子2具有定子铁芯6与发电线圈7。定子铁芯6具有：圆环形的磁轭部6a；以及多个齿6b，该多个齿6b等间隔地向径外侧方向呈放射状地从该磁轭部6a突出，并且该齿6b的表面被绝缘膜8覆盖，该绝缘膜8包括热塑性树脂材料。

定子铁芯6在周向上隔开间隔地形成有多个贯通孔9。通过使安装螺钉(未图示)穿过该贯通孔9，并将其拧紧于作为非旋转体的支架(未图示)上，从而将定子2固定在支架上。

定子铁芯6具有：层叠体10，该层叠体10通过沿着旋转轴线A-A的方向层叠多块属于冷轧钢板的圆环形磁性薄板钢板(例如，SPCC等冷轧钢板)来构成；以及端板11，该端板11分别紧贴并重叠于该层叠体10的两个侧面。

如图3所示，在定子铁芯6的齿6b上卷绕有多层发电线圈7，其卷绕部的下层部浸渗有使用液态热固化性树脂的清漆12，并且卷绕部的表面上熔敷有环氧树脂等粉状树脂13来形成绝缘被膜。浸渗于清漆12中的卷绕部的最下层的清漆12的厚度T形成得大于等于由粉状树脂13形成的绝缘被膜的厚度。此外，端板11的前端部上形成有弯曲形状部11a，该弯曲形状部11a向外侧弯曲，大致呈直角。如图4所示，弯曲形状部11a的弯曲尺寸大于等于齿6b上的卷绕部的卷绕宽度。

如上所述，通过在端板11的前端部形成弯曲尺寸大于等于齿6b上的卷绕部的卷绕宽度的弯曲形状部11a，从而能够在为熔敷粉状树脂13而通电加热时，抑制未固化的清漆12向径向外侧漏出。此外，图4(a)～(c)示出了弯曲形状部11a的不同示例。

接下来，参照图5对发电线圈7的固定工序进行说明。图5是将发电线圈的固定工序与发明人所知的现有技术进行对比来进行说明的框图。图5(a)示出了实施方式1所涉及的发电线圈的固定工序，图5(b)示出了发明人所知的现有技术的固定工序。

图5(a)中，对定子2进行预加热(步骤S1)后，将使用液态的热固化性树脂的清漆12提供给发电线圈7(步骤S2)，之后，为熔敷粉状树脂13而在恒温槽内对发电线圈7的卷绕部进行加热(步骤S3)。此外，此时，使步骤S2中提供的清漆12凝胶化。另外，在步骤S1中对定子2进行预加热是为了使清漆12的浸透性较好。

在步骤S3中对发电线圈7的卷绕部进行加热以后，将定子2浸渍到容纳有粉状树脂13的粉状树脂槽内，将粉状树脂13熔敷到定子2的表面上(步骤S4)。此后，在恒温槽内对定子2进行加热，经过粉状树脂13的凝胶化后，进行清漆12及粉状树脂13的固化工序。(步骤S5)

如上所述，在实施方式1所涉及的旋转电机的定子制造方法中，发电线圈7的固定工序中的清漆12的固化工序与粉状树脂13的加热、熔敷、固化工序同时实施，因此能极大地提高生产率。与此相对，如图5(b)所示，发明人所知的现有技术的固定工序将使用液态热固化性树脂的清漆12提供给发电线圈7之后、即步骤S2的工序之后，实施清漆12的凝胶化及固化工序(步骤S2a)。即，浸渗清漆12并进行固定后，为了熔敷粉状树脂13而对发电线圈7的卷绕部进行加热，并且由于将粉状树脂13熔敷于定子2的表面，因此生产率有所降低。此外，根据本发明人的实验，通过同时进行所浸渗清漆12的热固化工序、以及粉状树脂13的热熔敷工序及其固化工序，从而与现有方法相比能缩短30％以上的时间，该粉状树脂13的受热历史与清漆12的固化条件相当。

如上所述，根据实施方式1所涉及的旋转电机的定子制造方法，能够确保发电线圈7的绕组间及发电线圈7的卷绕部下层部和包含线圈端部部分在内的绕组表面部上的固定力及绕组性能，并能提高生产率。

实施方式2.

接下来，对本发明的实施方式2所涉及的旋转电机的定子制造方法进行说明。图6是实施方式2所涉及的磁发电机的发电线圈卷绕部分的细节图。

如图6所示，实施方式2的特征在于，使绝缘膜8形成为在定子铁芯2的径向内侧的部位上的膜厚比径向外侧的部位上的膜厚要厚。即，在图6中，将定子铁芯2径向外侧的部位上的膜厚设为T1，将定子铁芯2径向内侧的部位上的膜厚设为T2，在这种情况下，使绝缘膜8的膜厚的关系、即T1与T2的关系成为T2＞T1。此外，其他结构与实施方式1相同，对相同或相当的部分标注相同标号，并省略说明。

如实施方式2所述，通过使绝缘膜8形成为在定子铁芯2的径向内侧的部位上的膜厚比径向外侧的部位上的膜厚要厚，从而在得到实施方式1的效果的同时，还能在为熔敷粉状树脂13而进行加热时，抑制清漆12漏到定子铁芯2的径向内侧。

实施方式3.

接下来，对本发明的实施方式3所涉及的旋转电机的定子制造方法进行说明。图7是实施方式3所涉及的磁发电机的发电线圈卷绕部分的细节图。

如图7所示，实施方式3中，通过使热塑性树脂材料成形，从而在绝缘膜8的定子铁芯2的径向内侧的部位上形成内周壁8a。该内周壁8a与绝缘膜8一体成形，但也可以与绝缘膜8分开形成再使其一体化。此外，其他结构与实施方式1相同，对相同或相当的部分标注相同标号，并省略说明。

如实施方式3所述，通过在绝缘膜8的定子铁芯2的径向内侧的部位上形成内周壁8a，从而能得到实施方式1的效果，并能在为熔敷粉状树脂13而进行加热时，抑制清漆12漏到定子铁芯2的径向内侧。

如上所述，对本发明的实施方式1至实施方式3进行了说明，然而本发明可以在其发明范围内对各个实施方式进行自由组合，或对各个实施方式进行适当的变形或省略。

标号说明

1 转子

2 定子

3 飞轮

3a 飞轮的筒状部

4 永磁体

5 模塑成形材料

6 定子铁芯

6a 磁轭部

6b 齿

7 发电线圈

8 绝缘膜

8a 内周壁

9 贯通孔

10 层叠体

11 端板

11a 弯曲形状部

12 清漆

13 粉状树脂

20 磁发电机

Claims

1.一种旋转电机的定子制造方法，所制成的定子包括：

定子铁芯(6)，该定子铁芯(6)具有多个齿(6b)并且在该齿(6b)的表面上具有绝缘膜(8)，所述多个齿(6b)从磁轭部呈放射状地延伸设置，所述磁轭部通过层叠钢板来形成；以及

多层的卷绕部，该多层的卷绕部分别在所述多个齿(6b)上卷绕有线圈(7)，该旋转电机的定子制造方法的特征在于，

同时执行以下工序：形成绝缘被膜的工序，在该形成绝缘被膜的工序中，将液态的热固化性树脂浸渗于所述卷绕部的下层部的线圈(7)，之后，利用热可溶性的粉状树脂(13)覆盖所述卷绕部的表面部的线圈(7)，并在对所述粉状树脂(13)进行热熔接后使其固化来形成绝缘被膜；以及使所述热固化性树脂固化的工序。

2.如权利要求1所述的旋转电机的定子制造方法，其特征在于，

所述卷绕部的最下层的热固化性树脂的厚度(T)形成得大于等于所述绝缘被膜的厚度。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机的定子制造方法，其特征在于，

对于所述绝缘膜(8)，在所述定子铁芯(6)的径向内侧的部位上的膜厚(T2)形成得比径向外侧的部位上的膜厚(T1)要厚。

4.如权利要求1或2所述的旋转电机的定子制造方法，其特征在于，

所述绝缘膜(8)由热塑性树脂形成，且在所述卷绕部的层方向上突出的突出壁形成于所述定子铁芯(6)的径向内侧。

5.如权利要求1或2所述的旋转电机的定子制造方法，其特征在于，

所述钢板的层叠方向的两个端面上具有端板(11)，所述齿(6b)的前端部上的所述端板(11)上形成有弯曲形状部(11a)，该弯曲形状部(11a)具有大于等于所述卷绕部的卷绕宽度的弯曲尺寸。