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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Isolierkonstruktion
für einen Spulenbereich für eine dynamoelektrische
Maschine, wie beispielsweise einen Fahrzeuggenerator oder dergleichen,
und insbesondere auf eine Isolierkonstruktion für eine
Ringwicklung, eine Magnetspule oder dergleichen.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Bei
herkömmlichen Fahrzeuggeneratoren wurden Spulenbereiche,
die durch Wickeln eines emaillierten Drahtes auf einen Statorkern,
einen Rotorkern oder dergleichen hergestellt sind, mit Isolierharzen
umprägniert, wie beispielsweise mit ungesättigten
Polyesterharzen, Polyesterharzen, denen Epoxidharze hinzugefügt
wurden, etc., um die Isolierung der Spulenbereiche zu verbessern.
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Ferner
sind Isolierkonstruktionen für einen Spulenbereich bekannt,
bei denen emaillierte Drähte mit Emaillebeschichtungen,
die Polyamidimid-Harzschichten aufweisen, verwendet wurden, und
bei denen Epoxidmodifizierte Polyesterimid-Harze als Isolierharze
verwendet wurden, wie beispielsweise aus der Patentliteratur 1.
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[Patentliteratur 1]
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Offen
gelegtes
japanisches Patent
Nr. 2005-328584 (Gazette)
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Da
Fahrzeuggeneratoren der genannten Art für lange Zeitdauer
hohen Temperaturen und Vibrationen ausgesetzt sind, ist nicht nur
eine anfängliche Haftkraft des Isolierharzes der Spulenbereich-Isolierkonstruktion erforderlich,
sondern auch eine Haftkraft, die über eine lange Zeitdauer
hoch ist. Bei Isolierharzen, die auf Spulenbereiche aufgetragen
und imprägniert werden, die durch Wickeln emaillierter
Drähte auf Statorkerne, Rotorkerne oder dergleichen hergestellt
sind, ist insbesondere nicht nur eine hohe Haftkraft erforderlich,
sondern auch eine verbesserte Isolierung. Entsprechend bestand ein
Problem dahingehend, dass die Lebensdauer von Emaillebeschichtungen
beeinträchtigt werden kann, wenn die Kompatibilität
zwischen den Emaillebeschichtungen und den Isolierharzen gering
ist, was zu einem frühzeitigen Versagen der Isolierung
führen kann.
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Da
Fahrzeuggeneratoren in Masse produziert werden, ist ferner eine
hohe Produktivität erforderlich. Da die emaillierten Drähte
bei dem Wickelprozess der emaillierten Drähte gebogen und
deformiert werden, wirken große mechanische Lasten auf
die emaillierten Drähte, wodurch die Emaillebeschichtungen
beschädigt werden können. Es ist erforderlich,
die Isolierharze, die in aufeinander folgenden Schritten aufgetragen
und imprägniert werden, derart auszuwählen, dass
sie nachteiligen Effekten entgegenwirken, die eine Beschädigung
der Emaillebeschichtungen hervorrufen können.
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Da
das in der Patentliteratur 1 offenbarte Epoxidmodifizierte Polyesterimid-Harz
sehr hohe Festigkeitseigenschaften aufweist, können große
Schubkräfte zwischen dem Isolierharz und den Emaillebeschichtungen auftreten,
wenn das Epoxid-modifizierte Polyesterimid-Harz als Isolierharz
verwendet wird, wodurch die Emaillebeschichtungen beschädigt
werden können und ihre Lebensdauer herabgesetzt werden
kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung soll die zuvor beschriebenen Probleme lösen,
und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Isolierkonstruktion
für einen dynamoelektrischen Spulenbereich zu schaffen,
bei der Spannungen, die zwischen Leitern und einem Isolierharz erzeugt
werden, verringert werden, um eine Beschädigung der Emaillebeschichtungen
zu reduzieren und um ferner eine hohe Haftkraft und eine verbesserte Isolierung über
eine lange Zeitdauer aufrechtzuerhalten.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung
gemäß einem Aspekt eine Isolierkonstruktion für
einen dynamoelektrischen Spulenbereich für eine dynamoelektrische
Maschine, bei der ein Spulenbereich, der durch Wickeln einer Spule
auf einen Kern ausgebildet ist, mit einem Isolierharz imprägniert
ist, wobei die Isolierkonstruktion für einen dynamoelektrischen
Spulenbereich dadurch gekennzeichnet ist, dass die Spule ein emaillierter
Draht ist, der mit einer Emaillebeschichtung bedeckt ist, bei der
eine oberste Schicht eine Polyamidimid-Harzschicht ist; und dass
das Isolierharz ein THEIC-modifiziertes Polyesterharz ist, das durch
eine Ölkomponente modifiziert ist.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist die oberste Schicht der Emaillebeschichtung
des emaillierten Drahtes eine weiche Polyamidimid-Harzschicht, die
eine hohe Wärmebeständigkeit aufweist, und das THEIC-modifizierte
Polyesterharz, das eine Hauptkomponente des Isolierharzes bildet
und eine hohe Wärmebeständigkeit aufweist, ist
durch die Ölkomponente modifiziert, wodurch die Härte
des Isolierharzes verringert wird. Entsprechend werden Spannungen,
die zwischen dem Leiter des emaillierten Drahtes und dem Isolierharz
auftreten, verringert, wodurch eine Beschädigung der Emaillierbeschichtung
reduziert wird.
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Bei
dynamoelektrischen Maschinen, wie beispielsweise Fahrzeuggeneratoren
oder dergleichen, die an Fahrzeugen montiert sind, ist es insbesondere
erforderlich, dass diese eine lange Lebensdauer aufweisen, wie beispielsweise
15 Jahre, 150.000 km oder dergleichen, und Spulenbereich-Isolierkonstruktionen,
die bei diesen verwendet werden, müssen nicht nur starke
anfängliche Haftkräfte aufweisen, sondern sie
müssen auch starke Haftkräfte über lange
Zeitdauern beibehalten. Da das THEIC-modifizierte Polyesterharz,
das eine Hauptkomponente des Isolierharzes 26 bildet, bei
der Spulenbereich-Isolierkonstruktion gemäß der
vorliegenden Erfindung durch die Ölkomponente modifiziert
ist, werden Reaktionen in dem Isolierharz verlangsamt, und starke
Haftkräfte und eine verbesserte Isolierung können
nicht nur im Neuzustand sondern auch über lange Zeitdauern
beibehalten werden, weshalb die vorliegende Erfindung für
Spulenbereich-Isolierkonstruktionen in dynamoelektrische Maschinen,
die an Fahrzeugen montiert sind, besonders geeignet ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Querschnittsansicht eines Fahrzeuggenerators mit einer Isolierkonstruktion
gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines Stators mit der Isolierkonstruktion
gemäß der ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine teilweise Querschnittsansicht des in
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2 dargestellten
Stators;
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4 ist
eine Querschnittsansicht einer Ringwicklung, die eine Statorwicklung
des in 2 dargestellten Stators bildet;
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5 ist
ein Diagramm, das einen Schritt des Auftragens eines Isolierharzes
auf den in 2 dargestellten Stator erläutert;
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6A bis 6C sind
Diagramme, die einen thermischen Degenerierungsprozess des Isolierharzes erläutern,
das in der Isolierkonstruktion gemäß der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden
kann;
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7 ist
ein Graph, der Änderungen der Haftkraft nach einem Aushärten
unter Wärmeeinfluss des Isolierharzes zeigt, das in der
Isolierkonstruktion gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
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8 ist
ein Graph, der Beziehungen zwischen der Haftkraft und einer Modifikation
durch eine Ölkomponente nach dem Härten des Isolierharzes
unter Wärmeeinfluss zeigt, das in der Isolierkonstruktion
gemäß der ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
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9A bis 9C sind
Diagramme, die thermisch degenerierte Zustände nach dem
Härten des Isolierharzes unter Einfluss von Wärme
zeigen, das in der Isolierkonstruktion gemäß der
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet
werden kann;
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10A und 10B sind
Diagramme, die eine Konfiguration eines gewickelten Bereichs einer
Magnetspule eines Rotors erläutern, auf den eine Isolierkonstruktion
gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung angewendet wurde;
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11 ist
eine Querschnittsansicht der Magnetspule des Rotors, auf den die
Isolierkonstruktion gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewendet wurde;
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12 ist
ein Diagramm, das einen Schritt des Auftragens eines Isolierharzes
gemäß der zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung erläutert;
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13A bis 13C sind
Diagramme, die einen thermischen Degenerierungsprozess des Isolierharzes
zeigen, das in der Isolierkonstruktion gemäß der
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet
werden kann;
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14 ist
ein Graph, der Ergebnisse von Wärmebeständigkeits-Lebensdaueruntersuchungen
von Emaillebeschichtungen in der Magnetspule des Rotors zeigt, auf
den die Isolierkonstruktion gemäß der zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wurde;
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15 ist
eine perspektivische Ansicht eines Stators, auf den eine Isolierkonstruktion
gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung angewendet wurde,
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16 ist
eine Ansicht einer Wicklungsanordnung, die eine Statorwicklung des
in 15 dargestellten Stators bildet; und
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17A und 17B sind
Diagramme, die ein Verfahren zum Herstellen des in 15 dargestellten Stators
erläutern.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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1 ist
eine Querschnittsansicht eines Fahrzeuggenerators, auf den eine
Isolierkonstruktion gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewendet wurde, 2 ist eine
perspektivische Ansicht eines Stators, auf den die Isolierkonstruktion
gemäß der ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung angewendet wurde, 3 ist eine
teilweise Querschnittsansicht des in 2 dargestellten
Stators, 4 ist eine Querschnittsansicht
einer Ringwicklung, die eine Statorwicklung des in 2 dargestellten
Stators bildet, und 5 ist ein Diagramm, das einen
Schritt des Auftragens eines Isolierharzes auf den in 2 dargestellten
Stator erläutert. Die 6A bis 6C sind
Diagramme, die einen thermischen Degenerierungsprozess des Isolierharzes
erläutern, das in der Isolierkonstruktion gemäß der
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet
werden kann. 6A repräsentiert einen
flüssigen Zustand des Isolierharzes, 6B repräsentiert
einen festen Zustand nach dem Aushärten des Isolierharzes
unter dem Einfluss von Wärme, und 6C repräsentiert
einen lose vernetzten Zustand, der aus der Wärmehistorie
nach dem Härten des Isolierharzes unter dem Einfluss von
Wärme resultiert. 7 ist ein
Graph, der Änderungen der Haftkraft nach dem Aushärten
unter dem Einfluss von wärme des Isolierharzes zeigt, das
in der Isolierkonstruktion gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, 8 ist
ein Graph, der Beziehungen zwischen der Haftkraft und einer Modifikation
durch eine Ölkomponente nach dem Aushärten unter
dem Einfluss von Wärme des Isolierharzes zeigt, das in
der Isolierkonstruktion gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, die 9A bis 9C sind
Diagramme, die thermisch degenerierte Zustände des Isolierharzes
nach dem Aushärten unter dem Einfluss von Wärme
zeigen, das in der Isolierkonstruktion gemäß der
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet
werden kann, 9A repräsentiert einen
thermisch degenerierten Zustand des Isolierharzes nach dem Härten
unter dem Einfluss von Wärme, wobei die Modifikation durch
eine Ölkomponente 20 bis 40 Prozent betrug, 9B repräsentiert
einen thermisch degenerierten Zustand des Isolierharzes nach dem
Aushärten unter dem Einfluss von Wärme, wobei
die Modifikation durch die Ölkomponente 10 Prozent oder
weniger betrug, und 9C repräsentiert einen
thermisch degenerierten Zustand des Isolierharzes nach dem Aushärten
unter dem Einfluss von Wärme, wobei Modifikationen durch
die Ölkomponente 40 Prozent oder mehr betrug.
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Gemäß 1 umfasst
ein Fahrzeuggenerator, der als eine dynamoelektrische Maschine arbeitet:
ein Gehäuse 1, das durch einen vorderen Bereich 2 und
einen hinteren Bereich 3 gebildet wird, die beide etwa schalenförmig
und aus Aluminium hergestellt sind; eine welle 4, die drehbar
an einer zentralen axialen Position des Gehäuses 1 gehalten
ist; eine Riemenscheibe 5, die an einem Endbereich der
Welle 4 befestigt ist, der auswärts an einem vorderen
Ende des Gehäuses vorsteht; ein Rotor 6, der an
der Welle 4 befestigt ist, so dass er innerhalb des Gehäuses 1 aufgenommen
ist; Kühler 9, die an zwei axialen Endflächen
des Rotors 6 befestigt sind; ein Stator 10, der
an einer Innenwandfläche des Gehäuses 1 derart
befestigt ist, dass er einen Außenumfang des Rotors 6 umgibt;
Gleitringe 13, die an einem hinteren Ende der Rille 4 befestigt
sind, um dem Rotor 6 elektrischen Strom zuzuführen;
ein Paar von Bürsten 14, die innerhalb des Gehäuses 1 derart
angeordnet sind, dass sie auf den Gleitringen 13 gleiten;
ein Bürstenhalter 15, der die Bürsten 14 aufnimmt;
einen Gleichrichter 16, der elektrisch mit dem Stator 10 verbunden
ist, um einen Wechselstrom, der in dem Schalter 10 erzeugt
wird, in Gleichstrom gleichzurichten; und ein Regler 17,
der die Größe der Wechselspannung einstellt, die
in dem Stator 10 erzeugt wird.
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Der
Rotor 6 wird gebildet durch: eine Magnetspule 7,
die einen magnetischen Fluss erzeugt, wenn durch sie ein elektrischer
Strom geleitet wird; und einen Polkern 8, der einen Rotorkern
bildet, der derart angeordnet ist, dass er die Magnetspule 7 abdeckt,
und in dem Magnetpole durch den magnetischen Fluss ausgebildet werden.
Der Stator 10 umfasst: einen zylindrischen Statorkern 11;
und eine Statorwicklung 12, die auf den Statorkern 11 gewickelt
ist, und in der ein Wechselstrom aufgrund von Änderungen
in dem magnetischen Fluss von der Magnetspule 7 entsteht,
die mit der Drehung des Rotors 6 einhergehen.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 2 und 3 eine
spezifische Konstruktion des Stators 10 beschrieben.
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Der
Statorkern 11 umfasst: einen ringförmigen Kernrückseitenbereich 20;
mehrere Zahnbereiche 21, die derart angeordnet sind, dass
sie sich radial einwärts von dem Kernrückseitenbereich 20 erstrecken;
und mehrere Schlitzbereiche 22, die durch den Kernrückseitenbereich 20 und
die Zahnbereiche 21 definiert sind. Die Zahnbereiche 21 werden
durch Zahnbereiche 21a gebildet, die eine große
Umfangsbreite und schmale Zahnbereiche 21b aufweisen. Die
Zahnbereiche 21a und 21b sind abwechselnd derart
angeordnet, dass sich ein elektrischer Winkel zwischen Mittellinien
der Schlitzöffnungsbereiche 22a und benachbarter
Schlitzbereiche 22 (Linien, welche die Umfangsmitten und
eine zentrale Achse verbinden) zwischen α° und
(60 – α)° ändert. Ferner ist α ungleich
30. Die Schlitzbereiche 22 sind in einem Verhältnis
von zwei Schlitzen pro Phase pro Pol in einem nichtgleichförmigen
Abstand präpariert. Isolierbeschichtungen 23 sind
derart befestigt, dass sie die Innenflächen der Schlitzbereiche 22 bedecken.
Diese Isolierbeschichtungen 23 werden beispielsweise erzeugt,
indem ein Harz, wie beispielsweise ein Epoxidharz oder dergleichen,
auf die Innenflächen der Schlitzbereiche 22 aufgetragen
und ausgehärtet wird.
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Die
Statorwicklung 12 umfasst sechs Phasenwicklungen, die in
jedem sechsten Schlitzbereich 22 angeordnet sind, und ist
gebildet aus: einer ersten Wechselstromwicklung, in der drei Phasenwicklungen,
die derart installiert sind, dass sie eine Phasendifferenz von 120
elektrischen Grad aufweisen, in einer Wechselstrom-Verbindung ausgebildet
sind; und einer zweiten Wechselstromwicklung, in der drei verbleibende
Phasenwicklungen, die derart installiert sind, dass sie eine Phasendifferenz
von 120 elektrischen Grad aufweisen, in einer Wechselstrom-Verbindung
ausgebildet sind. Vorliegend weisen die erste Wechselstromwicklung
und die zweite Wechselstromwicklung eine Phasendifferenz von α elektrischen
Grad auf. Jede der Phasenwicklungen wird durch zwei verteilte 5-Windungs-Wicklungen
gebildet, die parallel verbunden sind. Zehn in einem Schlitz aufgenommene
Bereiche der Ringwicklung 24 sind in jedem der Schlitzbereiche 22 aufgenommen.
Keile 25 sind derart befestigt, dass sie die Schlitzöffnungsbereiche 22a blockieren,
und ein Isolierharz 26 wird in die Schlitzbereiche 22 gefüllt
und ausgehärtet. Spulenenden, welche die im Schlitz aufgenommenen
Bereiche der Ringwicklung 24 miteinander verbinden, erstrecken
sich auswärts an zwei axialen Enden des Statorkerns 11,
um Spulenendgruppen 12a der Statorwicklung 12 zu
erzeugen. Das Isolierharz 26 wird auf die beiden Spulenendgruppen 12a aufgetragen,
imprägniert und ausgehärtet.
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Wie
es in 4 gezeigt ist, ist die Ringwicklung 24 aus
emaillierten Drähten hergestellt, die gebildet sind aus:
einem Kupferdraht 24a, der als ein Leiter dient, der einen
Durchmesser von 1,1 mm aufweist; und einer Polyamidimid- Harzschicht 24b,
die als eine Emaillebeschichtung dient, die extern um den Kupferdraht 24a in
einer Dicke von 30 μm aufgetragen und gehärtet
wird. Die Polyamidimid-Harzschicht 24b kann allgemein Temperaturen
von 220°C oder mehr standhalten, und sie weist ferner eine
hohe mechanische Festigkeit sowie eine sehr gute Dehnbarkeit auf
und kann Formbelastungen standhalten, die auf die Ringwicklung 24 wirken,
um Beschädigungen der Polyamidimid-Harzschicht 24b während
des Wicklungsprozesses zu verhindern.
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Das
Isolierharz 26 ist eine Komponente, die ein Basisharz aufweist,
bei dem ein Tris-Hydroxyethyl-Isocyanurat-(THEIC)-modifiziertes
Polyesterharz 35% durch eine Fettsäure eines pflanzlichen Öls
modifiziert wurde, das eine Doppelbindung aufweist und als eine Ölkomponente
dient, zu dem 2-Hydroxyethyl-Methacrylat (HEMA), das ein Acrylmonomer
bildet, das als ein reaktives Streckmittel dient, hinzugefügt
und derart gelöst wurde, dass die feste Basisharzkomponente 40 bis 50 Gewichtsprozent
betrug, und dem 0,04 Gewichtsprozent eines Polymerisations-Inhibitors
(Hydroquinon), 0,1 Gewichtsprozent eines Trockenmittels (Kobaltnaphthenat)
und 1,3 Gewichtsprozent eines Peroxids (1,1-Di-(Tert-Butylperoxy)Cyclohexan)
hinzugefügt wurden.
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Wie
es in 5 gezeigt ist, ist der Statorkern 11 in
einer Einspannvorrichtung 18 gehalten und wird um seine
zentrale Achse gedreht, während das Isolierharz 26 von
einer Düse 19 von einer radialen Außenseite des
Stators 10 aufgetragen und in die Spulenendgruppen 12a der
Statorwicklung 12 imprägniert wird, woraufhin
es mittels Erwärmen auf 150°C für 30
Minuten ausgehärtet wird. Das Isolierharz 26 wird
auf diese Weise in die Spulenendgruppen 12a imprägniert
und ausgehärtet, und die große Anzahl von Spulenenden,
welche die Spulenendgruppen 12a bilden, sind integral durch
einen gehärteten Körper 26a des Isolierharzes 26 fixiert. Ähnlich
ist das Isolierharz 26, das auf die Spulenendgruppen 12a aufgetragen
wurde, über die Spulenenden geführt und in die
Schlitzbereiche 22 imprägniert und ausgehärtet,
und die in Schlitzen aufgenommenen Bereiche der Ringwicklung 24 sind
an den Schlitzbereichen 22 durch den gehärteten
Körper 26a des Isolierharzes 26 gehalten.
Die Festigkeit des Stators 10 wird auf diese Weise erhöht,
wodurch das Auftreten von elektromagnetischen Störungen
verhindert wird, wobei auch die Vibrationsfestigkeit der Statorwicklung 12 erhöht wird,
so dass eine Verschlechterung der Isolierung unterdrückt
wird, die zur Abrasion der Ringwicklung 24 führt.
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Da
der gehärtete Körper 26a des Isolierharzes 26 das
THEIC-modifizierte Polyesterharz als Hauptkomponente aufweist, weist
er eine hohe Wärmefestigkeit auf, er ist jedoch generell
hart und fügt den Emaillebeschichtungen unter hohen thermischen
Lasten großen Schaden zu. Bei der ersten Ausführungsform
ist das THEIC-modifizierte Polyesterharz durch die Ölkomponente
modifiziert, wodurch die Härte des gehärteten Körpers 26a des
Isolierharzes 26 verringert wird. Zudem wird eine weiche
Polyamidimid-Harzschicht 24b für die Emaillebeschichtung
verwendet. Entsprechend werden Spannungen verringert, die zwischen
dem Kupferdraht 24a der Ringwicklung 24 und dem
gehärteten Körper 26a des Isolierharzes 26 entstehen,
wodurch eine Beschädigung der Polyamidimid-Harzschicht 24b herabgesetzt
wird, welche die Emiallbeschichtung bildet. Da das THEIC-modifizierte
Polyesterharz, das eine Hauptkomponente des Isolierharzes 26 bildet,
durch die Ölkomponente modifiziert ist, können
starke Haftkräfte und eine gute Isolation nicht nur im
Neuzustand beibehalten werden, sondern auch über lange
Zeitdauern, wie es später beschrieben ist.
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Nachfolgend
werden die Wirkungen der Modifikation des THEIC-modifizierten Polyesterharzes,
das eine Hauptkomponente des Isolierharzes 26 bildet, durch
die Ölkomponente unter Bezugnahme auf die 6A bis 6C beschrieben.
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Bei
einem normalen Aushärteprozess des Isolierharzes 26 tritt
lediglich eine Vernetzung aufgrund einer radikalen Polymerisation
der Doppelbindungen des ungesättigten Polyesterharzes und
der Doppelbindungen des reaktiven Streckmittels während
des Aushärtens auf, wie es in 6A gezeigt
ist.
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Zu
diesem Zeitpunkt ist kein Vernetzen der Doppelbindungen in den Fettsäuren
aufgetreten, und Fettsäuren, die wie Seitengruppen von
den Polymerketten gebunden sind, sind in dem gehärteten
Körper 26a vorhanden, wie es in 6B gezeigt
ist. Das Vorhandensein dieser Fettsäuren verleiht dem gehärteten
Körper 26a eine Duktilität, wodurch Spannungen
aufgrund linearer Expansionsunterschiede zwischen dem gehärteten
Körper 26a des Isolierharzes 26 und der
Polyamidimid-Harzschicht 24b verringert werden.
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Zudem,
wie es in 6C gezeigt ist, tritt ein loses
Vernetzen, das von der Sauerstoffpolymerisation der Doppelbindungen
in den Fettsäuren resultiert, aufgrund der Wärmehistorie
auf, welcher der Fahrzeuggenerator während seines Gebrauchs
ausgesetzt wird, wodurch die Festigkeit des gehärteten
Körpers 26a des Isolierharzes 26 langsam
zunimmt. Die Festigkeit steigt an, bis diese lose Vernetzung abgeschlossen
ist, und während dieser Zeitdauer wird eine thermische
Degenerierung verhindert. Wenn das Vernetzen fortschreitet, wird
die Festigkeit des gehärteten Körpers 26a des
Isolierharzes 26 erhöht, da die Progression der
Vernetzung jedoch langsam ist, sind die Spannungen, die in der Polyamidimid-Harzschicht 24b erzeugt
werden, geringfügig, so dass die Kompatibilität
zwischen dem gehärteten Körper 26a des
Isolierharzes 26 und der Polyamidimid-Harzschicht 24b gut
bleibt und eine Beschädigung der Polyamidimid-Harzschicht 24b verringert
wird, wobei eine gute Isolation aufrechterhalten bleibt.
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Nachfolgend
wird die Beziehung zwischen der Haftkraft des gehärteten
Körpers 26a des Isolierharzes 26 relativ
zu der Ringwicklung 24 und der Modifikation durch die Ölkomponente
(die Fettsäuren) erläutert. Vorliegend wurde die
zuvor genannte Haftkraft unter Verwendung eines spiralförmigen
Haftkrafttests gemessen. Bei diesem spiralförmigen Haftkrafttest
wurde die Ringwicklung 24 (der emaillierte Draht) spiralförmig
gewickelt, und das Isolierharz 26 wurde unter den Bedingungen,
die in dem japanischen industriellen Standard (JIS) C3003 aufgeführt
sind, aufgetragen und gehärtet, woraufhin zwei Enden der
Teststücke gehalten und eine Bruchkraft an einem zentralen
Bereich der spiralförmigen Spule gemessen wurde. Es wurde
davon ausgegangen, dass diese Bruchkraft die Haftkraft ist. Die
Bruchkraft wurde nach dem Härten des Isolierharzes 26 (anfänglich)
gemessen, und auch nachdem die Teststücke eine vorbestimmte
Zeitdauer bei einer Umgebungstemperatur von 260°C ruhten,
wobei die Ergebnisse in den 7 und 8 dargestellt
sind.
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Je
größer das Modifikationsmaß durch die Ölkomponente
ist, wie es in den 7 und 8 zu erkennen
ist, desto geringer ist die anfängliche Haftkraft. Ferner
ist zu erkennen, dass die erreichte maximale Haftkraft nach und
nach mit der Erhöhung der Modifikation durch die Ölkomponente
zunimmt, dass sie schnell ansteigt, wenn die Modifikation in der
Nähe von 15 Prozent liegt, dass sie nach und nach zunimmt,
wenn die Modifikation 20 Prozent überschreitet, und dass
sie maximal ist, wenn die Modifikation in der Nähe von
25 Prozent liegt, dass sie nach und nach abnimmt, wenn die Modifikation
etwa 25 Prozent überschreitet, und dass sie schnell abnimmt,
wenn die Modifikation 40 Prozent überschreitet.
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Ferner
ist zu erkennen, dass die Haftkraft nach und nach abnimmt, nachdem
sie den Maximalwert erreicht hat. Ferner kann daraus abgeleitet
werden, dass der Bruch der Molekülketten aufgrund einer
thermischen Belastung auftritt, und dass mit der Zeit die Anzahl
von Bruchpunkten zunimmt und die Beschädigung der Hauptketten
ansteigt, wodurch die Haftkraft verringert wird, oder, mit anderen
Worten, eine thermische Degenerierung stattfindet. Eine geringere
Wahrscheinlichkeit einer thermischen Degenerierung wird nachfolgend als
"thermischer Degenerierungswiderstand" bezeichnet.
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Wenn
die Modifikation durch die Ölkomponente 15 Prozent oder
weniger beträgt, wie es in 9B gezeigt
ist, nimmt der prozentuale Änderungsanteil der Anzahl von
Bruchpunkten in den Molekülketten relativ zu der Gesamtanzahl
der Quervernetzungen zu, da wenig Querverbindungen in der Ölkomponente
vorhanden sind. Entsprechend kann abgeleitet werden, dass der prozentuale
Anteil der Anzahl von Bruchpunkten in den Molekülketten
relativ zu der Gesamtanzahl der Querverbindungen zunimmt, wenn die
thermische Degenerierung voranschreitet, und dass die Haftkraft
stark verringert oder, mit anderen Worten, dass der thermische Degenerierungswiderstand
reduziert wird.
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Wenn
die Modifikation durch die Ölkomponente gleich oder größer
als 40 Prozent ist, wie es in 9C gezeigt
ist, wird die anfängliche Haftkraft verringert, und der
prozentuale Änderungsanteil der Anzahl von Bruchpunkten
in den Molekülketten relativ zu der Gesamtanzahl der Querverbindungen
wird ebenfalls erhöht, da die Hauptketten kurz sind und
wenig Querverbindungen vorhanden sind. Somit kann abgeleitet werden, dass
der prozentuale Anteil der Anzahl von Bruchpunkten in den Molekülketten
relativ zu der Gesamtanzahl von Querverbindungen zunimmt, wenn die
thermische Degenerierung voranschreitet, und dass die Haftkraft stark
verringert wird, oder, mit anderen Worten, der thermische Degenerierungswiderstand
reduziert wird.
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Andererseits
wird der prozentuale Änderungsanteil der Anzahl von Bruchpunkten
in den Molekülketten relativ zu der Gesamtanzahl der Querverbindungen
verringert, wenn die Modifikation durch die Ölkomponente gleich
oder größer als 20 Prozent und weniger als 40
Prozent beträgt, wie es in 9A gezeigt
ist, da mehr Querverbindungen in der Ölkomponente vorhanden
sind. Entsprechend ist die prozentuale Anzahl von Bruchpunkten in
den Molekülketten relativ zu der Gesamtanzahl von Querverbindungen
klein, selbst wenn eine thermische Degenerierung voranschreitet,
wodurch eine Abnahme der Haftkraft verringert wird, und es kann
abgeleitet werden, dass die Haftkraft beibehalten wird, oder dass,
mit anderen Worten, ein besserer thermischer Degenerierungswiderstand
erzielt wird.
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Um
große Haftkräfte über eine lange Zeitdauer
beizubehalten bzw. einen besseren thermischen Degenerierungswiderstand über
eine lange Zeitdauer zu erzielen, ist es entsprechend wünschenswert,
die Modifikation des THEIC-modifizierten Polyesterharzes durch die Ölkomponente
in einem Bereich von 20 Prozent oder mehr bis weniger als 40 Prozent
einzustellen.
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Da
die Modifikation des THEIC-modifizierten Polyesterharzes, das eine
Hauptkomponente des Isolierharzes 26 bildet, durch die Ölkomponente
bei der ersten Ausführungsform auf 35 Prozent eingestellt
ist, wird die Viskosität des Isolierharzes 26 verringert,
wodurch die Beschichtung des Isolierharzes 26 innerhalb
der Spulenendgruppen 12a und der Schlitzbereiche 22 erhöht
wird. Entsprechend imprägniert das Isolierharz 26 die
Spulenendgruppen 12a, ohne dass Zwischenräume
verbleiben, und imprägniert ferner das Innere der Schlitzbereiche 22,
in denen die zehn in Schlitzen aufgenommenen Bereiche der Ringwicklung 24 in
einem nichtfluchtenden Zustand aufgenommen sind, ohne dass Zwischenräume
verbleiben. Da die Spulenenden der Spulenendgruppen 12a entsprechend
fest aneinander befestigt sind, und da die in Schlitzen aufgenommenen Bereiche
fest an dem Statorkern 11 gehalten sind, wird die Festigkeit
des Stators 10 erhöht, und es wird ein besserer
Vibrationswiderstand erzielt.
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HEMA,
bei dem es sich um ein Acrylmonomer handelt, wird in dem reaktiven
Streckmittel verwendet. Da HEMA geruchslos ist, ist es nicht sehr
flüchtig, und es ist stabil, anders als andere flüchtige
Streckmittel, wie beispielsweise Styrole, umweltfreundlich, etc.
HEMA löst ferner die Ölkomponente des Isolierharzes 26 gut,
wodurch eine Benetzung mit der Polyamidimid-Harzschicht 24b verbessert
wird. Da die Reaktivität von HEMA mit den Doppelbindungen,
die von den ungesättigten Säuren des ungesättigten
Polyesterharzes abzweigen, ebenfalls geringer als herkömmliche
Styrolmonomere oder dergleichen ist, wird die Aushärtungsreaktion
ferner verlangsamt, wodurch flexible Eigenschaften erzielt werden
und die Wahrscheinlichkeit einer thermischen Degenerierung reduziert
wird.
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Indem
das Acrylmonomer HEMA in dem reaktiven Streckmittel verwendet wird,
können verbesserte Eigenschaften bezogen auf die Umwelt
erzielt werden, und ferner kann die Kompatibilität zwischen
der Emaillebeschichtung der Ringwicklung 24 und dem Isolierharz 26 aufrechterhalten
werden, wodurch eine bessere Isolierung und ein besserer thermischen
Degenerierungswiderstand erzielt werden.
-
Es
wurden Haltbarkeitstests mit Fahrzeuggeneratoren durchgeführt,
in die Statoren 10 eingebaut wurden, auf welche die vorliegende
Isolierkonstruktion angewendet wurde, und die Ergebnisse sind in
Tabelle 1 dargestellt. Ferner sind Vergleichsbeispiele von Fahrzeuggeneratoren
aufgeführt, bei denen Statoren eingebaut wurden, die unter
Verwendung eines Epoxyharz-gemischten Polyesterharzes als Isolierharz
präpariert wurden.
-
Bei
diesen Haltbarkeitstests wurden die Fahrzeuggeneratoren für
eine lange Zeitdauer unter den nachfolgenden Bedingungen betrieben,
und es wurde die Zeitdauer gemessen, bis Stromerzeugungsfehler gemessen
wurden:
- – Generatordrehzahl: 3000
U/min (konstant
- – Umgebungstemperatur: 120 Grad Celsius
- – Elektrische Last und Zeitdauer: abwechselndes
-
Wiederholen
einer Batterielast (erzeugter Ausgang von etwa 5 A) für
30 min und einer Maximallast (erzeugter Ausgang von etwa 70 A) für
30 min. Tabelle 1
| | Probe | Isolierharz | Versuchszeitdauer | Versuchsergebnis |
| Herkömmlich | Nr.
1 | Epoxyharz-gemischtes Polyesterharz | 754
h | Abnahme des erzeugten Stroms aufgrund eines Kurzschlusses
in der Ringwicklung |
| | Nr.
2 | 776
h |
| vorliegende Erfindung | Nr.
3 | THEIC-modifiziertes Polyesterharz, das zu
35 Prozent durch Fettsäuren modifiziert wurde | 1802
h | Abnahme des erzeugten Stroms aufgrund eines Kurzschlusses
in der Ringwicklung |
| Nr.
4 | 2441
h |
-
Ein
Fehler bei der Stromerzeugung ist auf eine Verringerung des erzeugten
Stroms aufgrund eines Kurzschlusses in der Ringwicklung zurückzuführen,
der durch die Verschlechterung der Emaillebeschichtungen erzeugt
wird, und kann dazu verwendet werden, um die Isolierung (der emaillierten
Drähte) in der Ringwicklung zu vergleichen.
-
Anhand
Tabelle 1 ist zu erkennen, dass eine bessere Isolierkonstruktion
unter Verwendung des vorliegenden Isolierharzes 26 erzielt
werden kann, und dass eine Lebensdauer erreicht wird, die 2,4 bis
3,2 Mal höher als diejenige des Vergleichsbeispiels ist.
-
Die
Fahrzeuggeneratoren müssen eine lange Lebensdauer aufweisen,
wie beispielsweise 15 Jahre, 150.000 km oder dergleichen, und Spulenbereich-Isolierkonstruktionen
in Statoren, die in Fahrzeuggeneratoren verwendet werden, müssen
nicht nur starke anfängliche Haftkräfte aufweisen,
sondern sie müssen diese starken Haftkräfte über
eine lange Zeitdauer beibehalten. Die Spulenbereich-Isolierkonstruktionen
gemäß der ersten Ausführungsform kann
derart starke Haftkräfte und eine verbesserte Isolierung über
eine lange Zeitdauer beibehalten, weshalb sie besonders für
Spulenbereich-Isolierkonstruktionen für Fahrzeuggeneratorstatoren geeignet
sind.
-
Ferner
werden bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform
für die Ölkomponente Fettsäuren verwendet,
die Doppelbindungen aufweisen, wobei die Ölkomponente nicht
auf solche Fettsäuren beschränkt ist, solange
sie Doppelbindungen aufweist, und es können beispielsweise
auch organische Säuren mit Kohlenstoffketten, die Doppelbindungen
aufweisen, wie beispielsweise Dodecenyl-Bernsteinanhydrid oder dergleichen,
verwendet werden.
-
Zweite Ausführungsform
-
Bei
der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform wurde eine
Spulenbereich-Isolierkonstruktion gemäß der vorliegenden
Erfindung auf einen Fahrzeuggeneratorstator angewendet, wobei bei
der zweiten Ausführungsform eine Spulenbereich-Isolierkonstruktion
gemäß der vorliegenden Erfindung auf einen Fahrzeuggeneratorrotor
angewendet wird.
-
Die 10A und 10B sind
Diagramme, die eine Konfiguration eines gewickelten Bereichs einer Magnetspule
eines Rotors erläutern, auf die eine Isolierkonstruktion
gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung angewendet wurde, wobei 10A eine
Querschnittsansicht und 10B eine
teilweise Querschnittsansicht derselben ist. 10 ist
eine Querschnittsansicht der Magnetspule des Rotors, auf welche
die Isolierkonstruktion gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewendet wurde, 12 ist
ein Diagramm, das einen Schritt des Auftragens eines Isolierharzes
gemäß der zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung erläutert, und die 13A bis 13C sind
Diagramme, die einen thermischen Degenerierungsprozess des Isolierharzes,
das in der Isolierkonstruktion gemäß der zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden
kann, erläutern, wobei 13A einen
flüssigen Zustand des Isolierharzes repräsentiert, 13B einen festen Zustand nach dem Aushärten
des Isolierharzes unter dem Einfluss von Wärme repräsentiert,
und 13C einen lose vernetzten Zustand
repräsentiert, der aus der Wärmegeschichte nach
dem Aushärten des Isolierharzes unter dem Einfluss von
Wärme resultiert.
-
Wie
es in den 10A und 10B gezeigt
ist, ist bei einem Fahrzeuggeneratorrotor eine Magnetspule 28 mit
einem Durchmesser von 9 mm auf einen Spulenkörper 29 gewickelt,
der aus einem Nylon in vierzehn Schichten bei zwanzig Windungen
pro Schicht, also insgesamt 280 Windungen, hergestellt ist. Ein
Isolierharz 30 ist in den Wicklungsbereich der Magnetspule 28 imprägniert
und ausgehärtet. Entsprechend ist die Magnetspule 28 in
sich und an dem Spulenkörper 29 fest durch einen
gehärteten Körper 30a des Isolierharzes 30 gehalten.
Der Rotor wurde aufgebaut, indem der Spulenkörper 29,
auf den die Magnetspule 28 gewickelt wurde, an einem Polkern
montiert wurde.
-
Wie
es in 11 gezeigt ist, ist die Magnetspule 28 durch
einen emaillierten Draht ausgebildet, der gebildet wird durch: einen
Kupferdraht 28a, der als ein Leiter mit einem Durchmesser
von 9 mm dient; eine Polyesterimid-Harzschicht 28b, die
außen um den Kupferdraht 28a bis zu einer Dicke
von etwa 14 μm aufgetragen und ausgehärtet wurde;
und eine Polamidimid-Harzschicht 28c, die außen
um die Polyesterimid-Harzschicht 28b bis zu einer Dicke
von etwa 6 μm aufgetragen und ausgehärtet wurde.
Eine Emaillebeschichtung ist als eine zweischichtige Konstruktion
gestaltet, bei der die Polyesterimid-Harzschicht 28b eine
untere Schicht und die Polyamidimid-Harzschicht 28c eine
obere Schicht bildet.
-
Um
einer langen thermischen Belastung in dem Fahrzeuggenerator und
einer Zentrifugalkraft aufgrund der Drehung des Rotors standzuhalten,
wurde ein Design verwendet, das einen hohen thermischen Degenerierungswiderstand
und eine starke Haftkraft anstrebt, indem ein Isolierharz 30 verwendet
wird, das eine Ölkomponente in einem THEIC-modifizierten
Polyesterharz (ein Basisharz) umfasst, das eine hohe Wärmefestigkeit
aufweist. Die Haftkraft des gehärteten Körpers 30a des
Isolierharzes 30 wurde insbesondere durch Reduzieren der
Modifikation durch die Ölkomponente erhöht.
-
Das
Isolierharz 30 verwendet eine Ölsäure,
die eine doppelte Bindung als die Ölkomponente umfasst, und
ist eine Zusammensetzung, die ein Basisharz aufweist, in dem ein
THEIC-modifiziertes Polyesterharz 20 Prozent durch die Ölsäure
modifiziert wurde, der HEMA, das als ein reaktives Streckmittel
wirkt, hinzugefügt und derart gelöst wurde, dass
die feste Basisharzkomponente 40 bis 50 Gewichtsprozent beträgt,
und der 0,04 Gewichtsprozent eines Polymerisationsinhibitors (Hydroquinon)
0,1 Gewichtsprozent eines Trockenmittels (Kobaltnaphthenat) und
1,3 Gewichtsprozent eines Peroxids (1,1-Di-(Tert-Butylperoxy) Cyclohexan)
hinzugefügt wurden.
-
Wie
es in 12 gezeigt ist, wird die Feldspule 28,
deren führendes Ende auf einen Haltebereich 29a an
dem Spulenkörper 29 gewickelt wurde, durch eine
Wickeldüse 31 ausgegeben, während sie
auf einen Trommelbereich 29b des sich drehenden Spulenkörpers 29 gewickelt
wird, um eine vorbestimmte Spannung zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt
wird das Isolierharz 30 von einem Aufgabetrichter 32,
der an einem spitzen Endbereich der Wicklungsdüse 31 angeordnet
ist, auf die Magnetspule 28 aufgetragen, die sich tangential
zu dem Trommelbereich 29b erstreckt. Das Isolierharz 30 wird
dabei gleichmäßig zwischen Bindungen der Magnetspule 28 eingefüllt,
die einer axialen Richtung des Trommelbereichs 29b nebeneinander
angeordnet sind, und zwischen Windungen der Magnetspule 28,
die in einer radialen Richtung nebeneinander angeordnet sind, ohne
dass Zwischenräume verbleiben. Anschließend, nachdem
die Magnetspule 28 auf den Spulenkörper 29 für
eine vorbestimmte Anzahl von Windungen gewickelt wurde, wird das
Isolierharz 30 ausgehärtet, indem es auf 150°C
für dreißig Minuten erwärmt wird.
-
Bei
der zweiten Ausführungsform ist die Emaillebeschichtung
der Magnetspule 28 in einer zweischichtigen Konstruktion
konfiguriert, die aufweist: die Polyesterimid-Harzschicht 28b der
unteren Schicht; und die Polyamidimid-Harzschicht 28c in
der oberen Schicht. Die Polyesterimid-Harzschicht 28b in
der unteren Schicht kann allgemein Temperaturen standhalten, die
gleich oder größer als 200°C sind, und
umfasst ferner eine hohe mechanische Festigkeit und eine sehr gute
Haftung in Bezug auf den Kupferdraht 28a. Die Polyamidimid-Harzschicht 28c in
der oberen Schicht kann generell Temperaturen von 220°C
oder mehr standhalten und hat eine hohe mechanische Festigkeit sowie
eine sehr gute Dehnbarkeit. Beim Wickelschritt der Magnetspule 28 wird
die Magnetspule 28 auf den Trommelbereich 29b des
Spulenkörpers 29 bei hoher Geschwindigkeit gewickelt,
während eine vorbestimmte Spannung auf diese ausgeübt
wird, wobei jedoch die Emaillebeschichtung den Formlasten standhält,
die auf die Magnetspule 28 wirken, wodurch eine Beschädigung
der Beschichtung selbst verhindert wird, und das Auftreten eines
Ablösens der Emaillebeschichtung von dem Kupferdraht 28a wird
ebenfalls durch die starke Haftkraft der Polyesterimid-Harzschicht 28b in
der unteren Schicht verhindert.
-
Von
allen Säuren, bei denen es sich um Fettsäuren
handelt, die aus ölen hergestellt werden und ungesättigte
Bindungen aufweisen, wird Ölsäure, die lediglich
eine Doppelbindung aufweist, als die Ölkomponente verwendet.
Entsprechend schreitet die Vernetzung aufgrund der Wärmehistorie,
welcher der Fahrzeuggenerator während seines Gebrauchs
ausgesetzt wird, fort, und die Festigkeit nimmt zu, wobei jedoch
aufgrund der Tatsache, dass, verglichen mit Leinsamenöl-Fettsäuren
oder dergleichen, nur wenig Quervernetzungen vorhanden sind, die
zwei Doppelbindungen aufweisen, beständigere Eigenschaften
beibehalten werden können, da die Festigkeit zunimmt, während
die Duktilität beibehalten wird.
-
Nachfolgend
werden die Effekte der Modifizierung des THEIC-modifizierten Polyesterharzes,
das eine Hauptkomponente des Isolierharzes 30 bildet, durch
die Ölsäure bzw. die Verbesserung der Degenerierungseigenschaften
unter Bezugnahme auf die 13A bis 13C beschrieben.
-
Bei
normalen Aushärtungsprozessen des Isolierharzes 30 tritt
nur eine Vernetzung aufgrund der radikalen Polymerisation der Doppelbindungen
des ungesättigten Polyesterharzes und der Doppelbindungen
des reaktiven Streckmittels während des Aushärtens
auf, wie es in 13A gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt
hat keine Vernetzung der Doppelbindungen der Fettsäuren
(eine Aushärtungsreaktion) stattgefunden, und Ölsäure,
die wie Seitengruppen von den Polymerketten gebunden ist, ist in
dem gehärteten Körper 30a vorhanden, wie
es in 13B gezeigt ist. Das Vorhandensein
der Ölsäure verleiht dem gehärteten Körper 30a Duktilität, wodurch
Spannungen aufgrund von linearen Expansionsunterschieden zwischen
dem gehärteten Körper 30a des Isolierharzes 30 und
der Polyamidimid-Harzschicht 28c in der oberen Schicht
verringert werden.
-
Zudem,
wie es in 13C gezeigt ist, tritt ein loses
Vernetzen, das aus der Sauerstoffpolymerisation der Doppelbindung
in der Fettölsäure resultiert, aufgrund der Wärmehistorie
auf, welcher der Fahrzeuggenerator während seines Gebrauchs
unterzogen wird, wodurch die Festigkeit des gehärteten
Körpers 30a des Isolierharzes 30 nach
und nach zunimmt. Vorliegend gibt es im Vergleich mit Leinsamenöl-Fettsäuren
oder dergleichen, die zwei Doppelbindungen aufweisen, nur wenige
Quervernetzungen, und die Festigkeit nimmt zu, während
die Duktilität weiter aufrechterhalten bleibt, da die seitlich
geformten Bereiche beibehalten werden. Der Anstieg der Festigkeit
dauert an, bis dieses lose Vernetzen abgeschlossen ist, und während
dieser Zeitdauer wird eine thermische Degenerierung verhindert,
so dass mehr dauerhafte Eigenschaften beibehalten werden können.
-
Da
die Polyesterimid-Harzschicht 28b, die eine starke Haftkraft
mit dem Kupferdraht 28a aufweist, in der unteren Schicht
der Emaillebeschichtung verwendet wird, hält sie mechanischen
Belastungen stand, die auf die Magnetspule 28 wirken, wenn
die Magnetspule 28 auf den Spulenkörper 29 gewickelt
wird, wodurch das Auftreten eines Ablösens der Emaillebeschichtung
von dem Kupferdraht 28a verhindert wird. Da die Polyamidimid-Harzschicht 28c,
die eine hohe Dehnbarkeit aufweist, in der oberen Schicht der Emaillebeschichtung
verwendet wird, hält sie mechanischen Belastungen stand,
die auf die Magnetspule 28 wirken, wenn die Magnetspule 28 auf
den Spulenkörper 29 gewickelt wird, so dass das
Auftreten einer Beschädigung in der Emaillebeschichtung
unterdrückt wird, und es kann auch eine hohe thermische
Degenerierungsbeständigkeit erzielt werden.
-
Da
das THEIC-modifizierte Polyesterharz, das eine Hauptkomponente des
Isolierharzes 30 bildet, durch die Ölsäure
derart modifiziert ist, dass ein Vernetzen langsamer stattfindet,
werden Spannungen, die zwischen dem gehärteten Körper 30a des
Isolierharzes 30 und der Emaillebeschichtung auftreten,
weiter reduziert. Die Kompatibilität zwischen dem Isolierharz 30 und
der Emaillebeschichtung wird auf diese Weise weiter verbessert,
wodurch eine stärkere Isolierung sichergestellt wird.
-
Nun
wurden emaillierte Drähte präpariert, bei denen
der prozentuale Anteil der Filmdicke der Polyamidimid-Harzschicht
relativ zu der Gesamtdicke der Emaillebeschichtung auf 10 Prozent,
20 Prozent, 30 Prozent und 100 Prozent eingestellt wurde, und 14 zeigt
die Ergebnisse einer Wärmebeständigkeits-Lebensdauer, die
unter Verwendung des Testverfahrens D2307 der American Society for
Testing Materials untersucht wurde. Ferner hatten die Emaillebeschichtungen
eine zweischichtige Konstruktion, bei der eine Polyesterimid-Harzschicht
eine untere Schicht und eine Polyamidimid-Harzschicht eine obere
Schicht bildeten. Die Emaillebeschichtung, bei welcher der prozentuale
Anteil der Filmdicke der Polyamidimid-Harzschicht relativ zu der
Gesamtdicke der Emaillebeschichtung 100 Prozent betrug, hatte eine
einschichtige Konstruktion, die durch eine Polyamidimid-Harzschicht
gebildet wurde. Zudem repräsentieren die Linien A bis D
in 14 die Wärmebeständigkeits-Lebensdauer
von Magnetspulen, bei denen der prozentuale Anteil der Filmdicke
der Polyamidimid-Harzschicht relativ zu der Gesamtdicke der Emaillebeschichtung
10 Prozent, 20 Prozent, 30 Prozent und 100 Prozent betrug.
-
Anhand 14 ist
zu erkennen, dass eine ausreichende Wärmebeständigkeit
erzielt wird, wenn die Filmdicke der Polyamidimid-Harzschicht 30
Prozent oder mehr der Gesamtdicke beträgt. Es ist ferner
zu erkennen, dass die Wärmebeständigkeits-Lebensdauer
(thermischer Degenerierungswiderstand) nicht bemerkenswert verbessert
wird, wenn die Filmdicke der Polyamidimid-Harzschicht über
30 Prozent der Gesamtdicke hinaus erhöht wird. Hieraus
kann abgeleitet werden, dass die Lebensdauer der Polyamidimid-Harzschicht
in der oberen Schicht verbessert wird, wenn die Filmdicke der Polyamidimid-Harzschicht
vergrößert wird, dass Lebensdauer verbessernde
Effekte der Polyamidimid-Harzschicht jedoch aufgehoben werden, da
die Polyesterimid-Harzschicht in der unteren Schicht, die in engen
Kontakt mit dem Kupferdraht angeordnet ist, dünner wird,
wodurch die Haftkraft zwischen dem Kupferdraht und der Polyesterimid-Harzschicht
reduziert wird. Da Polyamidimid-Harz sehr teuer ist, wird es aus
Kostengründen bevorzugt, dass der prozentuale Anteil der
Filmdicke der Polyamidimid-Harzschicht relativ zur Gesamtdicke 30
Prozent beträgt.
-
Entsprechend
ist es bevorzugt, dass die Filmdicke der Polyamidimid-Harzschicht 28c gleich
oder größer als 30% der Gesamtdicke der Emaillebeschichtung
in dieser Magnetspule 28 beträgt, da eine ausreichende
Wärmebeständigkeit, mechanische Festigkeit und
thermische Degenerierungsbeständigkeit erzielt werden können,
indem die Filmdicke der Polyamidimid-Harzschicht 28c 30
Prozent oder mehr der Gesamtdicke der Emaillebeschichtung beträgt.
Noch besser wird die Filmdicke der Polyamidimid-Harzschicht 28c aus
Kostengründen auf 30% der Gesamtdicke der Emaillebeschichtung
festgelegt. Indem diese Magnetspule 28 und das Isolierharz 30 kombiniert
werden, können eine verbesserte Filmfestigkeit und stärkere
anfängliche Haftkräfte erzielt werden, die Wicklungsprozessen
standhalten können, und auch erhöhte Haftkräfte
und eine verbesserte Isolation können über eine
lange Zeitdauer beibehalten werden.
-
Da
das THEIC-modifizierte Polyesterharz 20 Prozent durch Ölsäure
modifiziert ist, ist die maximale Festigkeit geringer als in demjenigen
Fall, in dem die Modifikation durch die Ölsäure
25 Prozent oder 35 Prozent beträgt, wie es in den 7 und 8 gezeigt
ist. Bei der zweiten Ausführungsform wurde diese Konfiguration
jedoch angewendet, um die anfängliche Haftkraft zu erhöhen,
so dass die Isolierkonstruktion der vorliegenden Erfindung auf Rotoren
angewendet werden kann. Mit anderen Worten, wenn die Haftkraft des
gehärteten Körpers 30a des Isolierharzes 30 anfänglich
gering ist, besteht eine Gefahr dahingehend, dass Probleme auftreten
können, wie beispielsweise ein Bruch des gehärteten
Körpers 30a und ein Beschädigen der Magnetspule 28 aufgrund
der großen Zentrifugalkräfte, die auf den Rotor wirken,
etc. Durch Anwenden dieser Konfiguration ist die Haftkraft des gehärteten
Körpers 30a des Isolierharzes 30 anfänglich
größer, so dass das Auftreten einer Beschädigung
der Magnetspule 28 aufgrund der auf den Rotor wirkenden
Zentrifugalkräfte verhindert werden kann.
-
Da
bei der zweiten Ausführungsform HEMA, bei dem es sich um
ein Acrylmonomer handelt, ebenfalls für das reaktive Streckmittel
verwendet wird, können gute Eigenschaften in Bezug auf
die Umwelt erzielt werden, und es wird eine gute Kompatibilität
zwischen der Magnetspule 28 und dem Isolierharz 30 beibehalten, so
dass eine verbesserte Isolierung aufrechterhalten und eine hohe
thermische Degenerierungsbeständigkeit und eine starke
anfängliche Haftkraft sichergestellt werden.
-
Es
ist erforderlich, dass Fahrzeuggeneratoren eine lange Lebensdauer
aufweisen, wie beispielsweise 15 Jahre, 150.000 km, etc., und Spulenbereich-Isolierkonstruktionen
in Rotoren, die in diesen verwendet werden können, müssen
nicht nur starke anfängliche Haftkräfte aufweisen,
sondern sie müssen auch starke Haftkräfte über
eine lange Zeitdauer beibehalten. Die Spulenbereich-Isolierkonstruktion
gemäß der zweiten Ausführungsform kann
starke anfängliche Haftkräfte erzielen und starke
Haftkräfte und eine sehr gute thermische Degenerierungsbeständigkeit über
eine lange Zeitdauer beibehalten, weshalb diese für Spulenbereich-Isolierkonstruktionen
in Fahrzeuggeneratorrotoren besonders geeignet ist.
-
Ferner
wird bei der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform Ölsäure,
die eine Doppelbindung aufweist, als eine Fettsäure verwendet,
wobei jedoch die Anzahl von Doppelbindungen, die in der Fettsäure enthalten
sind, nicht auf eine beschränkt ist. Mit anderen Worten
können auch Fettsäuren, die mehrere Doppelbindungen
aufweisen, als die Ölkomponente der vorliegenden Erfindung
verwendet werden, da sie auch eine Duktilität beibehalten,
bis die Doppelbindungen vollständig vernetzt sind. Da die
Festigkeit ansteigt, während die Duktilität beibehalten
wird, wenn die Anzahl von Doppelbindungen Eins ist, ist es wünschenswert,
eine Fettsäure als Ölkomponente zu verwenden,
die eine Doppelbindung umfasst.
-
Die
Fettsäure ist nicht auf Ölsäure beschränkt.
Beispielsweise können Fettsäuren verwendet werden, die
eine Doppelbindung aufweisen, wie beispielsweise Myristoleinsäure,
Palmitoleinsäure, Elaidinsäure, Vacceninsäure,
Gadoleinsäure, Erucasäure, Nervonsäure,
etc., Fettsäuren, die zwei Doppelbindungen aufweisen, wie
beispielsweise Linolsäure, etc., und Fettsäuren,
die drei Doppelbindungen aufweisen, wie beispielsweise α-Linolensäure,
etc.
-
Dritte Ausführungsform
-
15 ist
eine perspektivische Ansicht eines Stators, auf den eine Isolierkonstruktion
gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung angewendet wurde, 16 ist
eine Ansicht einer Wicklungsanordnung, die eine Statorwicklung des
Stators bildet, der in 15 dargestellt ist, und die 17A und 17B sind
Diagramme, die ein Verfahren zum Herstellen des in 15 dargestellten
Stators erläutern.
-
In
den 15 bis 17B umfasst
ein Stator 40: einen Statorkern 41; und eine Statorwicklung 46,
die in den Statorkern 41 angeordnet ist.
-
Der
Statorkern 41 umfasst: einen ringförmigen Statorrückseitenbereich 42;
mehrere Zahnbereiche 43, die derart angeordnet sind, dass
sie sich radial einwärts von dem Statorrückseitenbereich 42 erstrecken;
und mehrere Schlitzbereiche 44, die durch den Kernrückseitenbereich 42 und
die Zahnbereiche 43 definiert sind. Die Zahnbereiche 43 sind
durch Zahnbereiche 43a, die eine große Umfangsbreite
aufweisen, und durch schmale Zahnbereiche 43b gebildet.
Die Zahnbereiche 43a und 43b sind abwechselnd
derart angeordnet, dass ein elektrischer Winkel zwischen Mittellinien
der Schlitzöffnungsbereiche 44a benachbarter Schlitzbereiche 44 (Linien,
die Umfangsmitten und eine zentrale Achse verbinden) zwischen α° und
(60 – α)° schwankt. Die Schrittbereiche 44 sind
in einem Verhältnis von zwei Schlitzen pro Phase pro Pol
in einem nicht-gleichmäßigen Abstand präpariert.
Ein Isolierpapier 45 ist derart angeordnet, dass es Innenflächen
der Schlitzbereiche 44 bedeckt.
-
Die
Statorwicklung 46 umfasst sechs Phasenwicklungen, die in
jedem sechsten Schlitzbereich 44 angeordnet sind, und wird
gebildet durch: eine Wechselstromwicklung, bei der drei Phasenwicklungen,
die derart angeordnet sind, dass sie eine Phasendifferenz von 120
elektrischen Grad aufweisen, in einer Wechselstromverbindung ausgebildet
sind; und eine zweite Wechselstromwicklung, bei der drei verbleibende
Phasenwicklungen, die derart angeordnet sind, dass sie eine Phasendifferenz
von 120 elektrischen Grad aufweisen, in einer Wechselstromverbindung
ausgebildet sind. Vorliegend weisen die erste Wechselstromwicklung
und die zweite Wechselstromwicklung eine Phasendifferenz von α elektrischen
Grad auf. Jede der Phasenwicklungen wird durch zwei 3-Windungs-Wicklungen
gebildet, die parallel miteinander verbunden sind.
-
Obwohl
es nicht gezeigt ist, sind die Ringwicklungen 47 aus emaillierten
Drähten hergestellt, die gebildet sind durch: einen Kupferdraht,
der als ein Leiter mit einem Durchmesser von 1,5 mm dient; eine
Polyesterimid-Harzschicht, die extern um den Kupferdraht bis zu
einer Dicke von etwa 20 μm aufgetragen und gehärtet
ist; und eine Polyamidimid-Harzschicht, die extern um die Polyesterimid-Harzschicht
zu einer Dicke von etwa 15 μm aufgetragen und gehärtet
ist. Eine Emaillebeschichtung ist in einer zweischichtigen Konstruktion konfiguriert,
bei der die Polyesterimid-Harzschicht eine untere Schicht und die
Polyamidimid-Harzschicht eine obere Schicht bildet. In Schlitzen
aufgenommene Bereiche 47a der Ringwicklungen 47 sind
derart deformiert, so dass sie einen etwa rechteckigen Querschnitt
aufweisen, bevor sie in dem Statorkern 41 montiert werden.
-
Sechs
in Schlitzen aufgenommene Bereiche 47a der Ringwicklungen 47,
die einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, sind in jedem der
Schlitzbereiche 44 aufgenommen, so dass sie in engen Kontakt
miteinander angeordnet und in einzelnen Reihen in einer radialen
Richtung aufgereiht sind. Die Ringwicklungen 47 können
somit innerhalb der Schlitzbereiche 44 aufgenommen werden,
so dass sie einen hohen Raumausnutzungsgrad aufweisen. Rückführungsbereiche 47b,
welche die in Schlitzen aufgenommenen Bereiche 47a der Ringwicklungen 47 miteinander
verbinden (entsprechend Spulenenden), erstrecken sich auswärts
an zwei axialen Enden des Statorkerns 41, um Spulenendgruppen 46a der
Statorwicklung 46 zu bilden. Ein Isolierharz, das später
noch beschrieben wird, ist in die Schlitzbereiche 44 gefüllt
und ausgehärtet, und es wird auch auf die beiden Spulenendgruppen 46a angewendet,
imprägniert und ausgehärtet.
-
Vorliegend
wirken Spannungen auf die Ringwicklungen 47, wenn der rechteckige
Querschnitt erzeugt wird, ebenso wie Biegespannungen in einem Schritt
zum Präparieren des Statorkerns 41, wie es zuvor
beschrieben wurde. Um eine starke Haftkraft zwischen der Emaillbeschichtung
und dem Kupferdraht sicherzustellen, und da eine höhere
mechanische Festigkeit und Dehnbarkeit in den äußersten
Schichten erforderlich sind, ist die Polyesterimid-Harzschicht,
die eine hohe Haftfestigkeit mit dem Kupferdraht aufweist, entsprechend
in der untersten Schicht ausgebildet, und die Polyamidimid-Harzschicht,
die eine höhere mechanische Festigkeit und Dehnbarkeit
aufweist, ist entsprechend in der äußersten Schicht
angeordnet, wobei zusätzlich die Dicke der Polyamidimid-Harzschicht
auf etwa 43 Prozent der Gesamtdicke der Emaillebeschichtung erhöht ist.
-
Das
Isolierharz ist eine Komponente, die ein Basisharz aufweist, in
dem ein THEIC-modifiziertes Polyesterharz 25 Prozent durch Ölsäure
modifiziert wurde, dem HEMA, das als ein reaktives Streckmittel
dient, hinzugeführt und derart gelöst wurde, dass
die feste Basisharzkomponente 40 bis 50 Gewichtsprozent
beträgt, und dem 0,04 Gewichtsprozent eines Polymerisationsinhibitors
(Hydroquinon), 0,1 Gewichtsprozent eines Trockenmittels (Kobaltnaphthenat)
und 1,3 Gewichtsprozent eines Peroxids (1,1-Di-(Tert-Butylperoxy)
Cyclohexan) hinzugefügt wurden.
-
Nachfolgend
wird ein Verfahren zum Herstellen des Stators 40 beschrieben.
-
Zunächst
wird ein rechteckiger, laminierter Parallelflächnerkern 50 präpariert,
indem eine vorbestimmte Anzahl von dünnen streifenförmigen
Magnetplatten laminiert wird, die aus einem gewalzten Stahlblech
ausgestanzt wurden. In diesem laminierten Kern 50 sind
ausgebildet: ein Kernrückseitenbereich 50a; Zahnbereiche 50b mit
großer Breite und Zahnbereiche 50c mit geringer
Breite; und Schlitzbereiche 50d, die durch den Kernrückseitenbereich 50a und
die Zahnbereiche 50b und 50c definiert werden.
-
Daraufhin
wird eine Wicklungsanordnung 51, die in 16 dargestellt
ist, präpariert, indem zwölf Ringwicklungen 47 gleichzeitig
in eine Blitzform auf einer gemeinsamen Ebene gebogen und geformt
und dann unter Verwendung einer entsprechenden Vorrichtung in rechten
Winkeln gebogen werden. Ferner werden in Schlitzen aufgenommene
Bereiche 47a der entsprechenden Ringwicklungen 47,
die mit Hilfe von Rückführbereichen 47b miteinander
verbunden sind, in ebene Muster gebogen und geformt, die in einem
Abstand von sechs Schlitzen (6P) angeordnet sind. Benachbarte,
in Schlitzen aufgenommene Bereiche 47a sind durch die Rückführbereiche 47b um
eine Breite der Ringwicklung 47 voneinander versetzt. Die
Wicklungsanordnung 51 ist derart konfiguriert, dass sechs
Spulenpaare, in denen zwei Ringwicklungen 47, die in einem
solchen Muster ausgebildet sind, derart angeordnet sind, dass sie
in einem Abstand von sechs Schlitzen aneinander versetzt sind, wobei
sich ihre in Schlitzen aufgenommenen Bereiche 47a überlagern,
derart angeordnet sind, dass sie in einem Abstand von einem Schlitz
zueinander versetzt sind. Sechs Endbereiche der Ringwicklungen 47 erstrecken
sich auswärts an jeder der beiden Seiten an zwei Enden
der Wicklungsanordnung 51. Die Rückführbereiche 47b sind
derart angeordnet, dass sie ordentlich an zwei Seitenbereichen der
Wicklungsanordnung 51 positioniert sind.
-
In
Schlitzen aufgenommene Bereiche 47e der Wicklungsanordnungen 51,
die auf diese Weise konfiguriert wurden, werden durch Pressformen
derart deformiert, dass sie einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
-
Anschließend,
wie es in 17A gezeigt ist, werden drei
Schichten von Wicklungsanordnungen 51 gestapelt und in
dem laminierten Kern 50 angeordnet, in dem das Isolierpapier 45 in
den Schlitzbereichen 50d positioniert wurde. Vorliegend
sind sechs in Schlitzen aufgenommene Bereiche 47a in jeden
der Schlitzbereiche 50d derart aufgenommen, dass sie in
einzelnen Säulen aufgereiht sind.
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Daraufhin
werden nur zwei Endbereiche des laminierten Kerns 50 derart
gebogen, dass sie eine Krümmung aufweisen, die dem Krümmungsradius
des Statorkerns 41 entspricht, woraufhin die Gesamtheit
des laminierten Kerns 50 in eine zylindrische Form gebogen
wird, so dass Öffnungen der Schlitzbereiche 50d einwärts
weisen.
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Dann
werden zwei Endflächen des laminierten Kerns 50,
der in die Zylinderform gebogen wurde, aneinander anstoßend positioniert,
und mittels Schweißen, beispielsweise unter Verwendung
einer Laserschweißvorrichtung, zusammengefasst, um den
zylindrischen Statorkern 41 herzustellen, der in 17B gezeigt ist.
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Daraufhin
werden die sechs Phasenwicklungen präpariert, indem die
Endbereiche der Ringwicklungen 47 miteinander verbunden
werden.
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Wie
es in 5 gezeigt ist, ist der Statorkern 41 in
einer Haltevorrichtung 18 gehalten und wird um eine zentrale
Achse gedreht, während das Isolierharz von einer Düse 19 von
einer radialen Außenseite des Stators 40 aufgetragen
und in die Spulenendgruppen 46a der Statorwicklung 46 imprägniert
und daraufhin bei einer Erwärmung auf 150°C für
dreißig Minuten ausgehärtet wird. Das Isolierharz
wird auf diese Weise in den Spulenendgruppen 46a imprägniert
und gehärtet, und die große Anzahl von Spulenenden
(die Rückführbereiche 47b), welche die
Spulenendgruppen 46a bilden, werden integral durch einen
gehärteten Körper 48 des Isolierharzes
gehalten. Ähnlich wird das Isolierharz, das auf die Spulenendgruppen 46a aufgetragen
wurde, über die Spulenenden geführt und in den
Schlitzbereichen 44 imprägniert und gehärtet,
und die in den Schlitzen aufgenommenen Bereiche 47a der
Ringwicklungen 47 werden an den Schlitzbereichen 44 durch
den gehärteten Körper 48 des Isolierharzes
gehalten. Die Festigkeit des Stators 14 wird auf diese
Weise erhöht, wodurch das Auftreten elektromagnetischer
Störungen unterdrückt und ferner eine Vibrationsbeständigkeit
der Statorwicklung 46 erhöht, wodurch eine Verschlechterung
der Isolierung aufgrund einer Abrasion der Ringwicklungen 47 verhindert
wird.
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Da
die in den Schlitzen aufgenommenen Bereiche 47a der Ringwicklungen 47 bei
der dritten Ausführungsform innerhalb der Schlitzbereiche 44 aufgenommen
sind, so dass sie in einzelnen Säulen radial derart angeordnet
sind, dass sie einander über ihre gesamten Längen
in einer Längsrichtung eng berühren, stehen die
in Schlitzen aufgenommenen Bereiche 47a in engen Kontakt
miteinander, und die in Schlitzen aufgenommenen Bereiche 47a und
das Isolierpapier 45 sind ebenfalls eng beieinander angeordnet.
Entsprechend penetriert das Isolierharz in einfacher Art und Weise
aufgrund der Kapillarwirkung an diesen eng beieinander angeordneten
Bereichen, und die Schlitzbereiche 44 können mit
dem Isolierharz gefüllt werden, ohne dass Zwischenräume
verbleiben, selbst wenn die Modifikation des THEIC-modifizierten
Polyesterharzes, das eine Hauptkomponente des Isolierharzes bildet,
durch die Ölkomponente verringert wird. Somit kann die
anfängliche Haftkraft des gehärteten Körpers 48 des
Isolierharzes erhöht werden, indem die Modifikation des THEIC-modifizierten
Polyesterharzes durch die Ölsäure auf 25 Prozent
verringert wird.
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Bei
dieser Wicklungskonstruktion sind die in Schlitzen aufgenommenen
Bereiche 47a der Ringwicklungen 47 in Linienkontakt
oder Flächenkontakt miteinander, wodurch große
Spannungen erzeugt werden. Da die in Schlitzen aufgenommenen Bereiche 47a der
Ringwicklungen 47 deformiert werden, so dass sie einen rechteckigen
Querschnitt aufweisen, und da der laminierte Kern 50, in
denen die Wicklungsanordnungen 51 eingesetzt wurden, in
eine zylindrische Form gebogen wird, sind zudem eine hohe mechanische
Festigkeit und Dehnbarkeit in den äußersten Schichten
der Ringwicklungen 47 erforderlich. Indem bei der dritten
Ausführungsform dieses Isolierharz und die Ringwicklungen 47,
in denen die Dicke der Polyamidimid-Harzschicht in den äußersten
Schichten auf etwa 43 Prozent der Gesamtdicke der Emaillebeschichtung
erhöht wurde, kombiniert werden, können eine hohe
Festigkeit und starke anfängliche Haftkräfte,
die dem Herstellungsprozess der Wicklungsanordnungen 51 und
dem Prozess des Biegens des laminierten Kerns 50 und dergleichen standhalten,
erzielt werden, und starke Haftkräfte und eine verbesserte
Isolierung können ebenfalls über eine lange Zeitdauer
beibehalten werden.
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Zudem
werden bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform
emaillierte Drähte verwendet, die eine einschichtige Beschichtung
aufweisen, die durch eine Polyamidimid-Harzschicht gebildet wird,
und bei der zweiten Ausführungsform und in der dritten
Ausführungsform werden emaillierte Drähte verwendet,
die eine zweischichtige Beschichtung aufweisen, die durch eine Polyesterimid-Harzschicht
und eine Polyamidimid-Harzschicht gebildet werden, wobei die emaillierten
Drähte, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden
können, nicht auf diese beschränkt sind, vorausgesetzt,
dass eine Polyamidimid-Harzschicht die äußerste
Schicht bildet.
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Bei
der Polyamidimid-Harzschicht in der äußersten
Schicht der Emaillebeschichtung braucht es sich lediglich um eine
Zusammensetzung zu handeln, die Polyamidimid als eine Hauptkomponente
aufweist, und wenn ein einfaches Wickeln erforderlich ist, können
beispielsweise geringe Mengen von Additiven enthalten sein, die
eine Schmierung beifügen, wie beispielsweise Polyethylen
oder dergleichen. Die Emaillebeschichtung umfasst bevorzugt Polyamidimid
als eine Hauptkomponente in Abhängigkeit von den Eigenschaften
und der Qualität, die erforderlich sind, während
eine Affinität mit dem vorhandenen Isolierharz gestattet
wird.
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Emaillierte
Drähte werden manchmal auf große Wicklungselemente
gewickelt, wenn sie transportiert werden, und in solchen Fällen
kann Paraffin oder dergleichen aufgetragen werden, um ein Verkratzen
der Emaillebeschichtung zu verhindern und um die Aufnahmeeffizienz
der emaillierten Drähte auf den Wicklungselementen zu verbessern.
In derartigen Fällen bildet das Paraffin keine Schicht
der Emaillebeschichtung und entspricht nicht der äußersten
Schicht der Emaillebeschichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Bei
jeder der zuvor beschriebenen Ausführungsformen wurden
Fälle beschrieben, in denen Schlitze in einem Verhältnis
von zwei Schlitzen pro Phase pro Pol ausgebildet sind, wobei die
Anzahl von Schlitzen jedoch nicht auf dieses Verhältnis
beschränkt ist. Es wurden Fälle beschrieben, in
denen Schlitzbereiche in einem nicht-gleichmäßigen
Abstand angeordnet sind, wobei die Schlitzbereiche jedoch nicht
auf diese Anordnung beschränkt sind und beispielsweise
in einem gleichmäßigen Winkelabstand positioniert
werden können.
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Bei
jeder der zuvor beschriebenen Ausführungsformen wurden
Fälle beschrieben, in denen die vorliegende Erfindung auf
Fahrzeuggeneratorrotoren und Statoren angewendet wurde, jedoch kann
die vorliegende Erfindung auch auf Fahrzeugelektromotoren oder auf
Fahrzeugelektromotor-Generatoren, etc. angewendet werden. Da Fahrzeugmotoranlasserrotoren
nur während des Anlassens eines Fahrzeugs und nicht konstant betrieben
werden, ist es wünschenswert, hierbei ein Isolierharz zu
verwenden, das derart eingestellt ist, dass starke Haftkräfte
erzielt werden. In diesem Fall ist es wünschenswert, die Ölkomponente
in dem Isolierharz auf etwa 20 Gewichtsprozent zu drücken.
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Obwohl
Elektromotorrotoren für Elektroservolenkungen, anders als
Generatoren, nicht konstant betrieben werden, da sie nur dann betätigt
werden, wenn ein Fahrer lenkt, ist es erforderlich, nicht nur eine
Haftkraft zu erzielen, sondern auch eine thermische Degenerierung
unwahrscheinlich zu machen. Entsprechend ist es wünschenswert,
die Ölkomponente in dem Isolierharz auf etwa 25 Gewichtsprozent
zu drücken.
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Wenn
das Isolierharz auf Fahrzeugelektromotor-Generatorrotoren oder Statoren
angewendet wird, muss es derart ausgelegt sein, dass eine Haftkraft
erhöht wird, während eine thermische Degenerierungsbeständigkeit
für Generatorfunktionen beibehalten wird. Eine erhöhte
Verlässlichkeit ist insbesondere bei Fahrzeugelektromotor- Generatoren
erforderlich, die in Antriebssystemen von Hybridfahrzeugen oder
in Elektrofahrzeugen, etc. verwendet werden, da sie die Operation
des Fahrzeugs direkt beeinflussen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - japanischen
industriellen Standard (JIS) C3003 [0044]