CN109983654A - 绝缘电线、线圈和旋转电机 - Google Patents
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Abstract
实施方式的绝缘电线包括:导体,所述导体具有彼此相反的第一侧面和第二侧面;以及第一绝缘覆膜和第二绝缘覆膜,所述第一绝缘覆膜和所述第二绝缘覆膜分别配置于所述第一侧面和所述第二侧面,且分别具有一对凸部和配置于所述一对凸部之间的中间部。所述第一绝缘覆膜和所述第二绝缘覆膜各自的中间部的厚度(d2)相对于所述一对凸部的厚度(d1)之比(d2/d1)为0.50~0.90。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及绝缘电线、线圈和旋转电机。
背景技术
旋转电机作为电动机、发电机使用,并且包括转子(固定于转子轴的旋转件)和定子(配置于转子周围的固定件)。定子包括定子铁芯和定子线圈,并且对转子施加旋转磁场。在定子铁芯的周向上配置有多个切槽,定子线圈的至少一部分配置在切槽内。
定子线圈包括具有圆形截面的绝缘电线(圆形瓷釉线)或具有四边形截面的绝缘电线(平角瓷釉线)。平角瓷釉线包括绝缘覆膜和具有四边形截面的导体(平角导体)。在导体的周围涂布有绝缘涂料,通过烧结而形成绝缘覆膜。通过平角瓷釉线能够获得高线圈占空系数,因此,能够实现定子线圈的小型化,进而能够实现旋转电机的小型化。
近年来,在各种车辆中使用有旋转电机。通过旋转电机能够将车辆的动能作为再生电力回收,并且能够辅助车辆加速。此外,在与发动机组合使用的情况下,能够进行发动机的起动。
对于车辆中使用的旋转电机而言,要求良好的耐振动性、耐冲击性。为了提高耐振动性、耐冲击性,例如对在定子铁芯的切槽内装配有定子线圈的线圈装配件进行清漆处理(浸渍清漆并固化)(例如,参照专利文献1)。
具体而言,使清漆浸渍在定子铁芯的切槽与定子线圈之间并固化,并且使清漆浸渍在构成定子线圈的绝缘电线彼此之间并固化。由此将切槽与定子线圈固定,并且将构成定子线圈的绝缘电线彼此固定,从而提高耐振动性、耐冲击性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2012-039719号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而,在构成定子线圈的绝缘电线中使用平角瓷釉线的情况下,有时清漆无法充分浸渍在定子铁芯的切槽与定子线圈之间以及构成定子线圈的绝缘电线彼此之间。因此,有时无法可靠地进行切槽与定子线圈的固定以及构成定子线圈的绝缘电线彼此的固定。在该情况下,耐振动性、耐冲击性不一定得到充分提高。
本发明为解决上述技术问题而作,目的在于提供一种绝缘电线,能够提高耐振动性、耐冲击性。此外,本发明的目的在于提供一种具有上述绝缘电线且耐振动性、耐冲击性良好的线圈和旋转电机。
解决技术问题所采用的技术方案
实施方式的绝缘电线包括:导体,所述导体具有彼此相反的第一侧面和第二侧面;以及第一绝缘覆膜和第二绝缘覆膜,所述第一绝缘覆膜和所述第二绝缘覆膜分别配置于所述第一侧面和所述第二侧面,且分别具有一对凸部和配置于所述一对凸部之间的中间部。所述第一绝缘覆膜和所述第二绝缘覆膜各自的中间部的厚度(d2)相对于所述一对凸部的厚度(d1)之比(d2/d1)为0.50~0.90。
发明效果
本发明的绝缘电线具有特定形状的绝缘覆膜。由此,能够提高耐振动性、耐冲击性。
附图说明
图1是示出实施方式的绝缘电线的剖视图。
图2是示出图1所示的绝缘电线的层叠状态的剖视图。
图3是示出实施方式的另一绝缘电线的剖视图。
图4是示出实施方式的旋转电机的剖视图。
图5是示出图4所示的旋转电机的定子铁芯的俯视图。
图6是示出图4所示的旋转电机的定子铁芯和定子线圈的剖视图。
图7是说明耐振动性的评价方法的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
另外,本发明不受附图的任何限定。
<绝缘电线>
图1是示出本发明的绝缘电线的一实施方式的剖视图。此外,图2是示出图1所示的绝缘电线的层叠状态的剖视图。
如图1所示,绝缘电线10包括:平角导体11,其具有四边形截面(大致四棱柱形);以及绝缘覆膜12,其配置于该平角导体11的周围。如图2所示,绝缘电线10例如层叠以形成旋转电机的定子线圈等。以下,以绝缘电线10层叠的方向(图中的上下方向)作为层叠方向。
[平角导体]
平角导体11具有四边形的截面(第1侧面~第四侧面)。第1侧面~第四侧面大致为平面。第一侧面、第二侧面例如配置在层叠方向(图中的上下方向)上,第三侧面、第四侧面例如配置在与层叠方向正交的方向(图中的左右方向)上。即,第一侧面与第二侧面、第三侧面与第四侧面分别彼此相反地配置。
优选层叠方向(图中的上下方向)的长度为0.7~3.0mm。优选与层叠方向垂直的方向(图中的左右方向)的长度为2.0~7.0mm。平角导体11的四角既可以有圆角,也可以无圆角。在四角有圆角的情况下,其半径优选为0.4mm以下。由于线圈占空系数变高,因此,四角的形状优选无圆角。平角导体11由铜、铝或者铜和铝的合金制成。从机械强度、导电率的观点来看,优选由铜或铜合金制成。通常,平角导体11通过拉丝加工而形成。
[绝缘覆膜]
绝缘覆膜12具有与平角导体11的四边形截面对应的四边形框状的截面。即,绝缘覆膜12具有与平角导体11的第一侧面~第四侧面对应的第一区域~第四区域(第一覆膜~第四覆膜)。其中,至少一对区域(第一区域、第二区域)配置成夹着平角导体11(例如,配置在层叠方向(图中的上下方向)上)。
第一区域~第四区域分别在两缘部(第一区域~第四区域的边界)具有凸部12a。在一对凸部12a之间配置有中间部。第一区域~第四区域分别呈弧状(大致曲面形)。即,厚度从一对凸部12a的一方朝向另一方缓缓变薄,接着厚度缓缓变厚。也可以在一对凸部12a之间例如配置厚度基本恒定的平坦部12b。
配置成夹着上述平角导体11的至少一对区域(例如,配置在层叠方向(图中的上下方向)的一对区域)分别满足以下关系。即,在配置于两缘部的一对凸部12a的顶点间,最薄部的厚度(d2)相对于最厚部的厚度(d1)之比(d2/d1)为0.50~0.90。
在满足该关系的情况下(具体而言,在具有一对凸部12a且比(d2/d1)为0.50~0.90的情况下),例如,如图2所示,在绝缘电线10彼此之间形成空间S。因此,通过使清漆浸渍于上述空间S并使其固化,从而将绝缘电线10彼此粘接固定。
特别是在比(d2/d1)为0.50~0.90的情况下,绝缘电线10彼此被可靠地固定。其结果是,耐振动性、耐冲击性得到提高,并且线圈占空系数的降低得到抑制,输出特性变好。
即,在比(d2/d1)大于0.90的情况下,空间S变小。其结果是,由于清漆的含有量变少,因此,存在绝缘电线10彼此无法可靠地固定的风险。从清漆的含有量、绝缘电线10彼此的固定的观点来看,比(d2/d1)更优选为0.85以下。
另一方面,在比(d2/d1)小于0.50的情况下,空间S变大。其结果是,存在线圈占空系数变低、输出特性降低的风险。从线圈占空系数、输出特性的观点来看,比(d2/d1)更优选为0.7以上。
此处,最厚部的厚度(d1)、最薄部的厚度(d2)是在配置于一个区域的两缘部的一对凸部12a的顶点间测得的。具体而言,从配置于一缘部的凸部12a的顶点的位置到配置于另一缘部的凸部12a的顶点的位置为止依次测量厚度,从而求得最厚部的厚度(d1)、最薄部的厚度(d2)。
另外,一对凸部12a优选具有相同的高度,但也可以具有不同的高度。在一对凸部12a具有不同高度的情况下,较高的凸部12a处的测量值为最厚部的厚度(d1)。
此外,平坦部12b优选从一缘部到另一缘部具有相同的高度,但也可以具有不同的高度。在平坦部12b具有不同高度的情况下,优选中央部最薄。即,最薄部的厚度(d2)优选为中央附近。
最薄部的厚度(d2)优选为60~200μm。当最薄部的厚度(d2)为60μm以上时,部分放电的开始电压变高。另一方面,当最薄部的厚度(d2)为200μm以下时,绝缘覆膜12变薄,能够小型化。最薄部的厚度(d2)更优选为60~160μm。
在绝缘覆膜12中,优选配置在与层叠方向垂直的方向上的一对区域也分别在两缘部具有一对凸部12a,并且最薄部的厚度(d2)相对于最厚部的厚度(d1)之比(d2/d1)为0.50~0.90。即,在绝缘覆膜12中,优选所有四个区域都分别在两缘部具有一对凸部12a,并且最薄部的厚度(d2)相对于最厚部的厚度(d1)之比(d2/d1)为0.50~0.90。
这样,在层叠方向上,绝缘电线10彼此被可靠地固定,并且在与层叠方向垂直的方向上,绝缘电线10和其它构件被可靠地固定。作为其它构件,例如可列举配置于旋转电机的定子铁芯的切槽。
绝缘覆膜12优选由聚酰亚胺制成。聚酰亚胺一般对油类具有耐受性。作为油类,例如可列举绝缘油、机油、发动机油、变速箱油。通过对绝缘覆膜12使用聚酰亚胺,在汽车的旋转电机中较为理想。
作为聚酰亚胺,特别优选以下所示的第一聚酰亚胺或第二聚酰亚胺。可以使用第一聚酰亚胺和第二聚酰亚胺中的任一种,但从紧贴性的观点来看,优选使用第二聚酰亚胺。
(第一聚酰亚胺)
第一聚酰亚胺通过使酸组分与二胺组分反应获得。酸组分由50~90摩尔%的3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(BPDA);5~20摩尔%的3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA);以及5~40摩尔%的1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)组成。二胺组分包括4,4'-二氨基二苯醚(DDE)。通过上述组成,能够获得优良的紧贴性。
从紧贴性的观点来看,酸组分优选包括:60~70摩尔%的3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐;10~15摩尔%的3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐;以及25~30摩尔%的1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)。
二胺组分能够与4,4'-二氨基二苯醚以外的组分(其它二胺组分)组合使用。作为其它二胺组分,可列举以下等芳香族二胺:间苯二胺;对苯二胺;2,4-二氨基甲苯;4,4'-二氨基-3,3'-二甲基-1,1'-联苯;4,4'-二氨基-3,3'-二羟基-1,1'-联苯;3,4'-二氨基二苯基醚;3,3'-二氨基二苯砜;4,4'-二氨基二苯砜;4,4'-二氨基二苯硫醚;2,2-双(4-氨基苯基)丙烷;2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷;1,3-双(4-氨基苯氧基)苯;1,4-双(4-氨基苯氧基)苯;4,4'-双(4-氨基苯氧基)联苯;2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷;2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷;双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜;以及双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜。
从紧贴性的观点来看,二胺组分优选包括80摩尔%以上的4,4'-二氨基二苯醚,更优选包括90摩尔%以上的4,4'-二氨基二苯醚。二胺组分特别优选仅由4,4'-二氨基二苯醚组成。
作为使酸组分与二胺组分反应的溶剂,可列举2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)那样的非质子极性溶剂;以及苯酚、甲酚、二甲苯酚等苯酚类溶剂。
在使酸组分与二胺组分反应时,也可以使用胺类、咪唑类、咪唑啉类等反应催化剂。反应催化剂优选不会阻碍树脂清漆的稳定性。
(第二聚酰亚胺)
第二聚酰亚胺通过使酸组分与二胺组分反应获得。酸组分由5~70摩尔%的3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(BPDA)和30~95摩尔%的1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)组成。二胺组分包括4,4'-二氨基二苯醚(DDE)。通过上述组成,能够获得优良的紧贴性。
另外,当酸组分含有大量的3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐时,第二聚酰亚胺的酰亚胺基比率会降低。在该情况下,用于形成绝缘覆膜12的覆膜用清漆的粘度降低,比(d2/d1)容易变小。从调节比(d2/d1)的观点来看,酸组分优选包括20~70摩尔%的3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐和30~80摩尔%的1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA),更优选包括55~65摩尔%的3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐和35~45摩尔%的均苯四甲酸二酐(PMDA)。
二胺组分能够与4,4'-二氨基二苯醚以外的组分(其它二胺组分)组合使用。作为其它二胺组分,可列举以下等芳香族二胺:间苯二胺;对苯二胺;2,4-二氨基甲苯;4,4'-二氨基-3,3'-二甲基-1,1'-联苯;4,4'-二氨基-3,3'-二羟基-1,1'-联苯;3,4'-二氨基二苯基醚;3,3'-二氨基二苯砜;4,4'-二氨基二苯砜;4,4'-二氨基二苯硫醚;2,2-双(4-氨基苯基)丙烷;2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷;1,3-双(4-氨基苯氧基)苯;1,4-双(4-氨基苯氧基)苯;4,4'-双(4-氨基苯氧基)联苯;2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷;2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷;双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜;以及双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜。
从紧贴性的观点来看,二胺组分优选包括80摩尔%以上的4,4'-二氨基二苯醚,更优选包括90摩尔%以上的4,4'-二氨基二苯醚。二胺组分特别优选仅由4,4'-二氨基二苯醚组成。
作为使酸组分与二胺组分反应的溶剂,可列举2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)那样的非质子极性溶剂;以及苯酚、甲酚、二甲苯酚等苯酚类溶剂。
在使酸组分与二胺组分反应时,也可以使用胺类、咪唑类、咪唑啉类等反应催化剂。反应催化剂优选不会阻碍树脂清漆的稳定性。
第一聚酰亚胺、第二聚酰亚胺可包括紧贴性提高剂。作为紧贴性提高剂,例如可列举噻二唑、噻唑、巯基苯并咪唑、苯硫酚、噻吩酮、硫醇、四唑、苯并咪唑、丁基化三聚氰胺、杂环硫醇。另外,从抑制因使用中的热劣化引起的紧贴性降低的观点出发,优选不包括紧贴性提高剂。
绝缘覆膜12是通过将能够形成上述聚酰亚胺的覆膜用清漆涂布于平角导体11并烧结而形成的。优选将平角导体11浸渍于覆膜用清漆的方法作为该涂布方法。
此时,通过调节覆膜用清漆的粘度,能够形成凸部12a,并且能够调节其高度。即,通过调节覆膜用清漆的粘度,能够调节比(d2/d1)。例如,若粘度变低,则凸部12a变高,比(d2/d1)变小。另一方面,若粘度变高,则凸部12a变低,比(d2/d1)变大。
为了使比(d2/d1)位于规定范围内,覆膜用清漆的粘度优选为1500mPa·s以上,更优选为2000mPa·s以上,进一步优选为3000mPa·s以上。此外,覆膜用清漆的粘度优选为10000mPa·s以下,更优选为9000mPa·s以下,进一步优选为8000mPa·s以下。
另外,粘度是使用B型旋转粘度计在温度30℃下测得的。此外,粘度(Pa·s)通过下式算出。
粘度(Pa·s)=l·k·A/1000
A:装置种类的系数(B型为2)
K:基于转速与主轴的组合的系数(单位:Pa·s/1000)
l:两次测量的指针的指示值的平均
另外,绝缘覆膜12也可以是由聚酰亚胺和聚酰胺酰亚胺层叠而成的。作为这样的结构,可列举例如从平角导体11依次将聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺层叠而成的结构。
通过使用聚酰胺酰亚胺,可提高机械特性。此外,通过利用一对聚酰亚胺来夹住聚酰胺酰亚胺,还能够抑制因油导致的聚酰胺酰亚胺的劣化。作为聚酰胺酰亚胺,能够使用以下所示的物质。此外,作为聚酰亚胺,能够使用已说明的聚酰亚胺,具体而言,能够使用第一聚酰亚胺、第二聚酰亚胺。
(聚酰胺酰亚胺)
作为聚酰胺酰亚胺,优选使包括2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(2,4'-MDI)和二聚酸二异氰酸酯(DDI)的异氰酸酯组分与酸组分反应而得到的物质。
通过使用2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和二聚酸二异氰酸酯作为异氰酸酯组分,柔韧性变好。除了2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和二聚酸二异氰酸酯以外,也能够组合使用除此以外的组分作为异氰酸酯组分。
作为除了2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、二聚酸二异氰酸酯以外的组分(其它组分),除了4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4'-MDI);3,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯;3,3'-二苯基甲烷二异氰酸酯;2,3'-二苯基甲烷二异氰酸酯;2,2'-二苯基甲烷二异氰酸酯以外,还可列举甲苯二异氰酸酯(TDI);二苯醚二异氰酸酯;萘二异氰酸酯;亚苯基二异氰酸酯;亚二甲苯基二异氰酸酯;二苯基砜二异氰酸酯;二甲苯二异氰酸酯;3,3’-二甲氧基-4,4’-联苯二异氰酸酯;以及上述物质的异构体。此外,作为其它组分,可列举:六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、亚甲基二环己基二异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯等脂肪族二异氰酸酯类;三苯甲烷三异氰酸酯等多官能异氰酸酯;聚合异氰酸酯、或者甲苯二异氰酸酯等多聚体。
异氰酸酯组分优选包括合计10~70摩尔%、更优选包括合计30~60摩尔%的2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和二聚酸二异氰酸酯。
作为酸组分,可列举:偏苯三酸酐(TMA);1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA);二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA);联苯四羧酸二酐;二苯砜四羧酸二酐(DSDA);氧代二邻苯二甲酸二酐等芳香族四羧酸二酐及其异构体;丁烷四羧酸二酐;5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐等脂环族四羧酸二酐类;1,3,5-苯三酸;三(2-羧乙基)异氰脲酸酯(CIC酸)等三羧酸及其异构体类。在这些物质中,优选低价且安全性优异的偏苯三酸酐(TMA)。
除了异氰酸酯组分和酸组分之外,还可以加入多元羧酸。作为多元羧酸,可列举:对苯二甲酸;间苯二甲酸等芳香族二羧酸类;偏苯三酸;连苯三甲酸等芳香族三羧酸类;二聚酸等脂肪族多元羧酸。
作为使异氰酸酯组分与酸组分反应的溶剂,可列举2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)那样的非质子极性溶剂;以及苯酚、甲酚、二甲苯酚等苯酚类溶剂。
在使异氰酸酯组分与酸组分反应时,也可以使用胺类、咪唑类、咪唑啉类等反应催化剂。反应催化剂优选不会阻碍稳定性。
以上虽然对绝缘电线10进行了说明,但作为两缘部配置有凸部12a且比(d2/d1)满足0.50~0.90的至少一对区域不必局限于层叠方向,例如,也可以是与层叠方向垂直的方向。
此外,如图3所示,平角导体11不一定需要具有接近正方形的截面,也可以具有长方形的截面,绝缘覆膜12也不一定需要具有接近正方形的框状的截面,也可以具有长方形的框状的截面。此外,一对凸部12a之间不一定需要是厚度基本恒定的平坦部12b,也可以是中央部的厚度最薄那样的凹部12c。
<旋转电机>
图4是示出使用绝缘电线10的旋转电机的一实施方式的剖视图。图5是示出图4所示的旋转电机的定子铁芯的俯视图。图6是示出图4所示的旋转电机的定子铁芯和定子线圈的剖视图。另外,在图6中,图中左右方向是周向,图中上下方向是定子铁芯的内外方向,图中上侧是定子铁芯的内侧,图中下侧是定子铁芯的外侧。
如图4所示,旋转电机20在壳体21的中央附近具有作为输出轴的转子轴22。转子轴22固定有作为旋转件的转子23。转子23的周围配置有作为固定件的定子24。
转子23例如包括:电磁钢板层叠而成的转子铁芯;以及配置于该转子铁芯的多个永磁体。转子23通过从定子24接收的旋转磁场而产生旋转能量。
定子24例如具有:电磁钢板层叠而成的定子铁芯25;以及配置于该定子铁芯25的定子线圈26。如图5所示,定子铁芯25整体呈圆环状。在定子铁芯25的内侧沿周向配置有多个极齿25a。而且,在这些极齿25a之间配置有切槽25b(空间)。
如图6所示,定子线圈26的一部分收容于切槽25b。定子线圈26例如具有从切槽25b的底部依次层叠的绝缘电线10。对定子24进行清漆处理。其结果是,清漆27浸渍在切槽25b与定子线圈26之间并固化。此外,清漆27浸渍在定子线圈26的绝缘电线10彼此之间的空间S中并固化。
通过清漆27,将切槽25b与定子线圈26固定,并且将定子线圈26的绝缘电线10彼此固定。由此,可提高耐振动性、耐冲击性。此外,可抑制大气中的水分、灰尘、粉尘、气体以及其它有害物质进入。另外,可抑制金属部分腐蚀。能够使用各种合成树脂作为上述清漆27。
如上所述,绝缘电线10包括平角导体11和绝缘覆膜12,该绝缘覆膜12配置在该平角导体11的周围。此外,绝缘覆膜12具有配置成夹着平角导体11的至少一对区域(覆膜)。该一对区域分别在两缘部具有一对凸部12a,并且这一对凸部的顶点间的比(d2/d1)为0.50~0.90。作为上述一对区域,例如,可列举配置在绝缘电线10的层叠方向(例如,图中的上下方向)上的一对区域。
根据旋转电机20,通过使清漆27浸渍到形成在绝缘电线10彼此之间的空间S中并固化,从而将绝缘电线10彼此粘接固定。特别是在比(d2/d1)为0.50~0.90的情况下,空间S的大小最佳,即,清漆27的含有量最佳,绝缘电线10彼此被可靠地粘接固定。由此,旋转电机20的耐振动性、耐冲击性得到提高。此外,由于维持了线圈占空系数,因此,输出特性也变好。
由于耐振动性、耐冲击性优异,因此,旋转电机20优选在车辆、特别是汽车中使用。作为汽车,可列举混合动力汽车、电动汽车。旋转电机20可以用于上述汽车的发动机和电动机中的任一个,但优选作为驱动用电动机使用。
旋转电机20,特别是定子24能够以如下方式制造。首先,将由绝缘电线10构成的定子线圈26装配于定子铁芯25的切槽25b,以制造线圈装配件。之后,对线圈装配件进行清漆处理。
清漆处理能够以如下方式进行。首先,将线圈装配件配置成中心轴水平。然后,一边使线圈装配件绕中心轴旋转,一边向线圈装配件的内侧供给作为浸渍用清漆的清漆27。由此,通过重力和离心力使清漆27浸渍在切槽25b与定子线圈26之间,并且使清漆27浸渍在构成定子线圈26的绝缘电线10彼此之间的空间S。在浸渍后,通过加热使清漆固化。加热既可以是对定子线圈26通电,也可以是将线圈装配件收容于加热炉。
以上,对本发明的一实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式本身,在实施阶段能在不脱离其主旨的范围内变形并具体化构成要素。
实施例
以下通过实施例对本发明进行具体说明,但本发明不受这些实施例的任何限定。
[覆膜用清漆]
以如下方式制造作为覆膜用清漆的聚酰亚胺树脂清漆。另外,覆膜用清漆用于形成绝缘电线的绝缘覆膜。首先,在包括搅拌机、氮气流入管和加热冷却装置的烧瓶中,投入0.5摩尔的3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(BPDA)和0.5摩尔的1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)作为酸组分;以及1.02摩尔的4,4'-二氨基二苯醚(DDE)作为二胺组分。之后,根据需要,投入作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮、增粘剂,在氮气气氛下反应两小时。由此制造作为覆膜用清漆的聚酰亚胺树脂清漆。
另外,对于覆膜用清漆,如表1所示,制造了粘度不同的多个种类。粘度通过溶剂、增粘剂等的添加量来调节。此外,粘度通过B型旋转粘度计在30℃下测量。
[实施例1~3]
如图1所示,制造在平角导体上形成有绝缘覆膜,且在绝缘覆膜的各区域的两缘部具有凸部的绝缘电线。即,绝缘覆膜在四个区域的所有两缘部都具有凸部。
平角导体由铜制成,具有四边形的截面。此外,层叠方向(图中的上下方向)的长度为1.8mm,与该层叠方向垂直的方向(图中的左右方向)的长度为2.6mm。
绝缘覆膜的配置在层叠方向上的一对区域(覆膜)分别具有表1所示的比(d2/d1)。另外,与层叠方向垂直的方向的一对区域也分别具有与表1所示的比(d2/d1)基本相同的比(d2/d1)。
在使平角导体浸渍于覆膜用清漆并涂布之后,对涂布于该平角导体的覆膜用清漆进行烧结而制得绝缘电线。此外,比(d2/d1)通过覆膜用清漆的粘度调节。
[比较例1]
除了如表1所示变更比(d2/d1)以外,以与实施例1相同的方式制造绝缘电线。另外,比(d2/d1)通过覆膜用清漆的粘度调节。
[比较例2]
制造在平角导体上具有平坦状的绝缘覆膜的绝缘电线。即,该绝缘覆膜不具有凸部。另外,虽然平坦状的绝缘覆膜不存在最厚部和最薄部,但为了方便,在表1中设为最厚部的厚度(d1)与最薄部的厚度(d2)相等,将比(d2/d1)设为1.0。另外,通过调节覆膜用清漆的粘度而形成平坦状的绝缘覆膜。
接着,使用实施例1~3和比较例1~2的绝缘电线来制造旋转电机的定子。具体而言,首先,将由实施例1~3或比较例1~2的绝缘电线构成的定子线圈装配于定子铁芯的切槽,以制造线圈装配件。此时,如图6所示,从切槽的底部依次层叠绝缘电线。
之后,对线圈装配件进行清漆处理。首先,将线圈装配件配置成中心轴水平。然后,一边使线圈装配件绕中心轴旋转,一边向其内侧供给浸渍用清漆。通过重力和离心力使浸渍用清漆浸渍在切槽与定子线圈之间,并且使浸渍用清漆浸渍在构成定子线圈的绝缘电线彼此之间。此时,使用聚酰亚胺树脂清漆作为浸渍用清漆。在浸渍后,通过加热使清漆固化。
对这样制造而成的定子进行以下评价。
(耐振动性)
以如下方式评价耐振动性。首先,对定子施加冷热循环和振动以进行耐久试验。耐久试验后,将定子线圈中从定子铁芯的切槽突出的部分切断并去除。
对于上述定子线圈的突出部分已经切断且去除的定子,如图7所示,对收容于定子铁芯25的切槽25b中的定子线圈26从轴向外侧按压挤压构件31以施加载荷,并测量挤压载荷。然后,将此时的挤压载荷的最大值作为固定强度。将绝缘覆膜不具有凸部的比较例2的固定强度评价为“b”(基准),将表中固定强度提高了的定子评价为“a”,表示耐振动性良好。
(线圈占空系数)
求得(切槽内的平角导体的截面积)/(切槽的截面积)×100[%]作为线圈占空系数。另外,若线圈占空系数为50%以上,则旋转电机的输出特性良好。
(综合评价)
作为综合评价,将耐振动性的评价为“a”且线圈占空系数为50%以上的表示为“A”,以表示可靠性和输出特性良好,将不满足上述条件的表示为“B”,以表示可靠性或输出特性不充分。
[表1]
在如实施例1~3的绝缘电线那样比(d2/d1)为0.50~0.90的情况下,能够制造耐振动性和线圈占空系数良好的定子。另一方面,在如比较例2的绝缘电线那样比(d2/d1)超过0.90的情况下,无法获得充分的耐振动性。此外,在如比较例1的绝缘电线那样比(d2/d1)小于0.50的情况下,由于线圈占空系数变低,因此输出特性不充分。
Claims (12)
1.一种绝缘电线,其特征在于,包括:
导体,所述导体具有彼此相反的第一侧面和第二侧面;以及
第一绝缘覆膜和第二绝缘覆膜,所述第一绝缘覆膜和所述第二绝缘覆膜分别配置于所述第一侧面和所述第二侧面,且分别具有一对凸部和配置于所述一对凸部之间的中间部,
所述第一绝缘覆膜和所述第二绝缘覆膜各自的中间部的厚度(d2)相对于所述一对凸部的厚度(d1)之比(d2/d1)为0.50~0.90。
2.如权利要求1所述的绝缘电线,其特征在于,
所述导体还具有彼此相反的第三侧面和第四侧面,
所述绝缘电线还包括第三绝缘覆膜和第四绝缘覆膜,所述第三绝缘覆膜和所述第四绝缘覆膜分别配置于所述第三侧面和所述第四侧面,且分别具有一对凸部和配置于所述一对凸部之间的中间部,
所述第一绝缘覆膜至所述第四绝缘覆膜各自的中间部的厚度(d2)相对于所述一对凸部的厚度(d1)之比(d2/d1)为0.50~0.90。
3.如权利要求2所述的绝缘电线,其特征在于,
所述导体呈大致四棱柱状。
4.如权利要求2或3所述的绝缘电线,其特征在于,
所述第一绝缘覆膜至所述第四绝缘覆膜分别具有彼此相向的一对边缘,所述第一绝缘覆膜至所述第四绝缘覆膜通过所述边缘连接。
5.如权利要求4所述的绝缘电线,其特征在于,
所述一对凸部配置在所述一对边缘附近。
6.如权利要求1至5中任一项所述的绝缘电线,其特征在于,
所述第一绝缘覆膜、所述第二绝缘覆膜具有聚酰亚胺,使由5~70摩尔%的联苯四羧酸酐单元和30~95摩尔%的1,2,4,5-苯四酸酐单元组成的酸组分与二胺组分反应而获得所述聚酰亚胺。
7.如权利要求6所述的绝缘电线,其特征在于,
所述第一绝缘覆膜、所述第二绝缘覆膜具有聚酰亚胺,使由5~70摩尔%的3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐和30~95摩尔%的1,2,4,5-苯四酸酐组成的酸组分与由4,4'-二氨基二苯醚组成的二胺组分反应而获得所述聚酰亚胺。
8.如权利要求7所述的绝缘电线,其特征在于,
所述第一绝缘覆膜、所述第二绝缘覆膜具有聚酰亚胺,使由55~65摩尔%的3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐和35~45摩尔%的1,2,4,5-苯四酸酐组成的酸组分与由4,4'-二氨基二苯醚组成的二胺组分反应而获得所述聚酰亚胺。
9.一种线圈,其特征在于,
具有权利要求1至8中任一项所述的绝缘电线。
10.一种旋转电机,其特征在于,
具有权利要求1至8中任一项所述的绝缘电线。
11.如权利要求10所述的旋转电机,其特征在于,包括:
转子轴;
转子,所述转子安装于所述转子轴;
定子铁芯,所述定子铁芯配置在所述转子的周围,并且在周向上具有多个切槽;
定子线圈,所述定子线圈的至少一部分配置在所述切槽内;以及
清漆,所述清漆浸渍在所述切槽内,
所述定子线圈具有层叠在所述切槽内的第一所述绝缘电线和第二所述绝缘电线,
所述第一绝缘电线的第一覆膜的中间部与所述第二绝缘电线的第二覆膜的中间部相向配置,所述清漆的至少一部分配置在相向的所述中间部之间。
12.如权利要求11所述的旋转电机,其特征在于,
所述旋转电机是混合动力汽车或电动汽车的驱动用电动机。
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