FR2914798A1 - Structure d'isolation de partie formant bobine electrodynamique - Google Patents

Abstract

Une bobine de stator (24) est installée dans un noyau de stator (11), et des parties formant fentes (22) sont imprégnées d'une résine isolante laquelle est durcie. La bobine de stator (24) est constituée par des fils émaillés dans lesquels une couche de résine de polyamide imide a été appliquée radialement à l'extérieur d'un fil de cuivre et durcie, et la résine isolante contient comme composant principal une résine de polyester modifiée au THEIC qui a été modifiée par un acide gras.

Description

STRUCTURE D'ISOLATION DE PARTIE FORMANT BOBINE ELECTRODYNAMIQUE

ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention concerne une structure d'isolation de partie formant bobine d'une machine électrodynamique telle qu'un alternateur d'automobile et autres, et concerne plus particulièrement une structure d'isolation pour une bobine de stator, ou une bobine de champ, ou autres.

Description de l'art connexe Dans un alternateur d'automobile classique, on a imprégné la partie formant bobine, qu'on a formée en enroulant un fil émaillé autour d'un noyau de stator, ou d'un noyau de rotor, etc., d'une résine isolante, telle qu'une résine de polyester insaturée ou une résine de polyester à laquelle on a ajouté une résine époxy, etc., pour améliorer l'isolation de cette partie formant bobine. Des structures d'isolation de partie formant bobine dans lesquelles on a utilisé des fils émaillés comportant un revêtement d'émail présentant des couches de résine de polyamide imide et dans lesquelles on a utilisé des résines polyester imide modifiées à l'époxy ont été décrites, par exemple, dans le document de brevet n 1.

Document de brevet n 1

Brevet japonais mis à l'inspection publique N 2005-328584 (Gazette) Un alternateur d'automobile de ce type étant exposé à des températures élevées et de fortes vibrations sur de longues durées, il faut non seulement que la résine isolante de la structure d'isolation de la partie formant bobine possède une bonne adhérence initiale, mais également que cette adhérence reste élevée sur de longues durées. Pour une résine isolante qu'on applique sur une partie formant bobine formée en enroulant un fil émaillé autour d'un noyau de stator ou d'un noyau de rotor et dont on l'imprègne, en particulier, il faut non seulement une bonne adhérence initiale mais également une isolation améliorée. Ainsi, un inconvénient est que le manque de compatibilité entre le revêtement d'émail et la résine isolante nuit à la durée de vie utile d'un revêtement d'émail, donnant lieu à une défaillance d'isolation prématurée. Les alternateurs d'automobile étant fabriqués en série, il faut également que le rendement soit élevé. Les fils émaillés étant incurvés et déformés lors de leur enroulement, des charges mécaniques importantes s'exercent sur ces derniers, qui ont pour effet d'endommager les revêtements d'émail. Il convient donc de sélectionner les résines isolantes destinées à être appliquées et imprégnées lors d'étapes consécutives de manière à éviter qu'elles aient des effets susceptibles de nuire aux revêtements émaillés. 2 Etant donné que la résine de polyester imide modifiée à l'époxy qui est décrite dans le document de brevet n 1 possède des propriétés d'extrême rigidité, des contraintes de cisaillement importantes peuvent apparaître entre la résine isolante et les revêtements d'émail si on utilise cette résine de polyester imide modifiée à l'époxy comme résine isolante, ce qui nuit aux revêtements d'émail et réduit la durée de vie utile de ces derniers.

RESUME DE L'INVENTION La présente invention vise à résoudre les inconvénients susmentionnés et un objet de la présente invention consiste à proposer une structure d'isolation de partie formant bobine électrodynamique dans laquelle on allège les contraintes qui naissent entre des conducteurs et une résine isolante afin de limiter les dommages subis par les revêtements émaillés et de conserver une forte adhérence ainsi qu'une meilleure isolation sur une longue durée. Afin de réaliser l'objet susmentionné, selon un premier aspect de la présente invention, il est prévu une structure d'isolation de partie formant bobine électrodynamique d'une machine électrodynamique, dans laquelle une partie formant bobine formée par l'enroulement d'une bobine autour d'un noyau est imprégnée d'une résine isolante, la structure d'isolation de la partie formant bobine électrodynamique étant caractérisée en ce que : la bobine est un fil émaillé qui est recouvert d'un revêtement d'émail dans lequel une couche supérieure est une couche de résine de polyamide imide ; et la résine isolante est une résine de polyester modifiée au THEIC qui a été modifiée par un composant huileux. Selon la présente invention, la couche supérieure du revêtement d'émail du fil émaillé est une couche de résine de polyamide imide molle dotée d'une haute résistance à la chaleur, et la résine de polyester modifiée au THEIC, qui constitue un composant principal de la résine isolante et qui est dotée d'une haute résistance à la chaleur, est modifiée par le composant huileux, ce qui réduit la dureté de la résine isolante. Ainsi, les contraintes qui naissent entre le conducteur du fil émaillé et la résine isolante sont allégées, ce qui réduit les dommages subis par le revêtement d'émail.

Il faut en particulier que les machines électrodynamiques telles que des alternateurs d'automobiles et autres, qui sont montées sur des véhicules, puissent supporter une utilisation sur de longues durées telles que 15 ans, 150 000 km, par exemple, et que les structures d'isolation de partie formant bobine susceptibles d'être utilisées dans celles-ci possèdent non seulement une adhérence initiale élevée mais conservent également cette adhérence élevée sur de longues durées. Dans une structure d'isolation de partie formant bobine selon la présente invention, du fait que la résine de polyester modifiée au THEIC qui constitue un élément principal de la résine isolante 26 est modifiée par le composant huileux, les réactions de la résine isolante sont ralenties, permettant ainsi d'assurer des adhérences élevées ainsi qu'une isolation améliorée non seulement à l'état neuf, mais également sur la durée, ce qui rend la présente invention parfaitement adaptée à une structure d'isolation de partie formant bobine dans une machine électrodynamique montée sur un véhicule. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est une coupe transversale d'un alternateur d'automobile auquel on a appliqué une structure d'isolation selon le mode de réalisation 1 de 10 la présente invention ; la figure 2 est une vue en perspective d'un stator auquel on a appliqué la structure d'isolation selon le mode de réalisation 1 de la présente invention ; la figure 3 est une coupe transversale partielle 15 du stator illustré sur la figure 2 ; la figure 4 est une coupe transversale d'une bobine de stator qui constitue un enroulement de stator du stator illustré sur la figure 2 ; la figure 5 est un schéma qui décrit une étape 20 consistant à appliquer une résine isolante sur le stator illustré sur la figure 2 ; les figures 6A à 6C sont des schémas qui illustrent une action de dégradation thermique de la résine isolante pouvant être utilisée dans la structure 25 d'isolation selon le mode de réalisation 1 de la présente invention ; la figure 7 est un graphe qui montre les variations d'adhérence après durcissement thermique de la résine isolante pouvant être utilisée dans la 30 structure d'isolation selon le mode de réalisation 1 de la présente invention ;5 la figure 8 est un graphe qui montre les relations qui existent entre l'adhérence et la modification par un composant huileux après durcissement thermique de la résine isolante pouvant être utilisée dans la structure d'isolation selon le mode de réalisation 1 de la présente invention ; les figures 9A à 9C sont des schémas qui illustrent des états de dégradation thermique après durcissement thermique de la résine isolante pouvant être utilisée dans la structure d'isolation selon le mode de réalisation 1 de la présente invention ; les figures 10A et 10B sont des schémas qui décrivent une configuration de partie enroulée d'une bobine de champ d'un rotor auquel on a appliqué la structure d'isolation selon le mode de réalisation 2 de la présente invention ; la figure 11 est une vue en coupe de la bobine de champ du rotor auquel on a appliqué la structure d'isolation selon le mode de réalisation 2 de la présente invention ; la figure 12 est un schéma qui décrit une étape consistant à appliquer une résine isolante dans le mode de réalisation 2 de la présente invention ; les figures 13A à 13C sont des schémas qui illustrent une action de dégradation thermique de la résine isolante pouvant être utilisée dans la structure d'isolation selon le mode de réalisation 2 de la présente invention ; la figure 14 est un graphe qui montre les 30 résultats d'essais de tenue à la chaleur des revêtements d'émail dans la bobine de champ du rotor auquel on a appliqué la structure d'isolation selon le mode de réalisation 2 de la présente invention ; la figure 15 est une vue en perspective d'un stator auquel on a appliqué une structure d'isolation selon le mode de réalisation 3 de la présente invention ; la figure 16 est un plan d'un ensemble d'enroulement qui constitue un enroulement de stator du stator illustré sur la figure 15 ; et les figures 17A et 17B sont des schémas qui décrivent un procédé de fabrication du stator illustré sur la figure 15.

DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES Mode de réalisation 1 La figure 1 est une coupe transversale d'un alternateur d'automobile auquel on a appliqué une structure d'isolation selon le mode de réalisation 1 de la présente invention, la figure 2 est une vue en perspective d'un stator auquel on a appliqué la structure d'isolation selon le mode de réalisation 1 de la présente invention, la figure 3 est une coupe transversale partielle du stator illustré sur la figure 2, la figure 4 est une coupe transversale d'une bobine de stator qui constitue un enroulement de stator du stator illustré sur la figure 2, et la figure 5 est un schéma qui décrit une étape consistant à appliquer une résine isolante sur le stator illustré sur la figure 2.

Les figures 6A à 6C sont des schémas qui illustrent une action de dégradation thermique de la résine isolante pouvant être utilisée dans la structure d'isolation selon le mode de réalisation 1 de la présente invention, la figure 6A représentant un état liquide de la résine isolante, la figure 6B représentant un état solide après durcissement thermique de la résine isolante et la figure 6C représentant un état de réticulation lâche lié à l'historique thermique après durcissement thermique de la résine isolante. La figure 7 est un graphe qui montre les variations d'adhérence après durcissement thermique de la résine isolante pouvant être utilisée dans la structure d'isolation selon le mode de réalisation 1 de la présente invention, la figure 8 est un graphe qui montre les relations qui existent entre l'adhérence et la modification par un composant huileux après durcissement thermique de la résine isolante pouvant être utilisée dans la structure d'isolation selon le mode de réalisation 1 de la présente invention, les figures 9A à 9C sont des schémas qui illustrent des états de dégradation thermique après durcissement thermique de la résine isolante pouvant être utilisée dans la structure d'isolation selon le mode de réalisation 1 de la présente invention, la figure 9A représentant un état de dégradation thermique de la résine isolante après durcissement thermique lorsque la modification par un composant huileux est de 20 à 40 %, la figure 9B représentant un état de dégradation thermique de la résine isolante après durcissement thermique lorsque la modification par le composant huileux est inférieure ou égale à 10 %, et la figure 9C représentant un état de dégradation thermique de la résine isolante après durcissement thermique lorsque la modification par le composant huileux est supérieure ou égale à 40 %. Sur la figure 1, un alternateur d'automobile fonctionnant comme une machine électrodynamique comprend : un carter 1 qui est constitué d'un support avant 2 et d'un support arrière 3 qui ont chacun une forme approximative de cuvette et sont en aluminium ; un arbre 4 supporté en rotation dans une position axiale centrale du carter 1 ; une poulie 5 qui est fixée sur une partie d'extrémité de l'arbre 4 qui est en saillie vers l'extérieur au niveau d'une extrémité avant du carter 1 ; un rotor 6 qui est fixé sur l'arbre 4 de manière à loger à l'intérieur du carter 1 ; des ventilateurs 9 qui sont fixés sur deux surfaces d'extrémité axiales du rotor 6 ; un stator 10 qui est fixé sur une surface de paroi interne du carter 1 de manière à entourer une circonférence externe du rotor 6 ; des bagues collectrices 13 qui sont fixées sur une extrémité arrière de l'arbre 4 de manière à fournir un courant électrique au rotor 6 ; une paire de balais 14 qui sont disposés à l'intérieur du carter 1 de manière à coulisser sur les bagues collectrices 13 ; un porte-balais 15 qui abrite les balais 14 ; un redresseur 16 qui est connecté électriquement au stator 10 de manière à redresser le courant alternatif qui est généré dans le stator 10 pour le transformer en courant continu ; et un régulateur 17 qui règle l'amplitude de la tension alternative qui est générée dans le stator 10. Le rotor 6 est constitué par : une bobine de champ 7 qui génère un flux magnétique au passage d'un courant électrique ; et un noyau polaire 8 qui constitue un noyau de rotor qui est disposé de manière à recouvrir la bobine de champ 7 et dans lequel des pôles magnétiques sont formés par le flux magnétique. Le stator 10 comprend : un noyau de stator cylindrique 11 ; et un enroulement de stator 12 qui est enroulé autour du noyau de stator 11 et dans lequel naît un courant alternatif provoqué par les variations du flux magnétique émanant de la bobine de champ 7 qui accompagnent la rotation du rotor 6.

Nous allons à présent décrire une structure spécifique du stator 10 en nous référant aux figures 2 et 3. Le noyau de stator 11 comprend : une partie arrière de noyau annulaire 20 ; une pluralité de parties formant dents 21 qui sont disposées de manière à s'étendre radialement vers l'intérieur à partir de la partie arrière de noyau annulaire 20 ; et une pluralité de parties formant fentes 22 qui sont définies par la partie arrière de noyau annulaire 20 et par les parties formant dents 21. Les parties formant dents 21 sont constituées par des parties formant dents 21a ayant une largeur circonférentielle importante et par des parties formant dents étroites 21b. Les parties formant dents 21a et 21b sont disposées en alternance de sorte qu'un angle électrique entre les lignes médianes des parties d'ouverture de fente 22a des parties formant fentes adjacentes 22 (les lignes qui relient les centres circonférentiels et un axe central) alterne entre et (60 - . En outre, a n'est pas égal à 30. Les parties formant fentes 22 sont réalisées selon un rapport de deux fentes par phase et par pôle, avec un pas non uniforme. Des revêtements isolants 23 sont fixés de manière à recouvrir les surfaces internes des parties formant fentes 22. Ces revêtements isolants 23 sont formés, par exemple, par application et durcissement d'une résine telle qu'une résine époxy, etc., sur les surfaces internes des parties formant fentes 22. L'enroulement de stator 12 comprend six enroulements de phase qui sont installés dans chaque sixième partie formant fente 22, et il est constitué par : un premier enroulement à courant alternatif dans lequel trois enroulements de phase qui sont installés de manière à avoir une différence de phase de 120 degrés électriques forment une connexion de courant alternatif ; et un second enroulement à courant alternatif dans lequel trois enroulements de phase restants qui sont installés de manière à avoir une différence de phase de 120 degrés électriques forment une connexion de courant alternatif. Ici, le premier enroulement à courant alternatif et le second enroulement à courant alternatif ont une différence de phase de a degrés électriques. Chacun de ces enroulements de phase est constitué de deux enroulements répartis en 5 tours qui sont connectés en parallèle. Dix parties logées dans les fentes de la bobine de stator 24 logent dans chacune des parties formant fentes 22. Des cales 25 sont montées de manière à bloquer les parties formant ouverture de fente 22a, et les parties formant fentes 22 sont imprégnées d'une résine isolante 26 laquelle est durcie. Des extrémités de bobine qui relient entre elles les parties logées dans les fentes de la bobine de stator 24 s'étendent vers l'extérieur au niveau de deux extrémités axiales du noyau de stator 11 de manière à constituer des groupes d'extrémités de bobine 12a de l'enroulement de stator 12. La résine isolante 26 est appliquée sur ces deux groupes d'extrémités de bobine 12a, imprègne ces derniers, et est durcie. Comme le montre la figure 4, la bobine de stator 24 est constituée de fils émaillés qui sont constitués par : un fil de cuivre 24a qui sert de conducteur et présente un diamètre de 1,1 mm ; et une couche de résine de polyamide imide 24b qui sert de revêtement d'émail et qui est appliquée de manière externe autour du fil de cuivre 24a sur une épaisseur d'environ 30 }gym et durcie. La couche de résine de polyamide imide 24b est généralement capable de résister à des températures supérieures ou égales à 220 degrés Celsius, elle est également dotée d'une résistance mécanique élevée et d'une excellente extensibilité et peut résister aux charges de mise en forme qui s'exercent sur la bobine de stator 24 de manière à éviter que la couche de résine de polyamide imide 24b ne subisse de dommages au cours des procédés d'enroulement. La résine isolante 26 est un composé qui possède une résine de base dans laquelle on a modifié une résine de polyester modifiée au (trishydroxyéthyl)isocyanurate (THEIC) à hauteur de 35 % par un acide gras d'huile végétale qui comprend une double liaison et qui agit comme un composant huileux, à laquelle on a ajouté du (2-hydroxyéthyl)méthacrylate (HEMA) qui constitue un monomère acrylique agissant comme un diluant réactif et on l'a dissous de sorte que le composant solide de la résine de base représente de 40 à 50 % en poids, et à laquelle on a ajouté 0,04 % en poids d'un inhibiteur de polymérisation (de l'hydroquinone), 0,1 % en poids d'un desséchant (du naphténate de cobalt) et 1,3 % en poids d'un peroxyde (du 1,1-di-(tert-butylperoxy)cyclohexane). Comme le montre la figure 5, on maintient le noyau de stator 11 dans un bâti de support 18 et on le fait tourner autour d'un axe central pendant qu'on applique la résine isolante 26 par une buse 19 radialement depuis l'extérieur du stator 10 et qu'on en imprègne les groupes d'extrémités de bobine 12a de l'enroulement de stator 12, puis qu'on la durcit en la chauffant à 150 degrés Celsius pendant trente minutes. La résine isolante 26 imprègne ainsi les groupes d'extrémités de bobine 12a et durcit dans ceux-ci, et les nombreuses extrémités de bobine qui constituent les groupes d'extrémités de bobine 12a sont fixées d'un seul tenant par un corps durci 26a de la résine isolante 26. De manière similaire, la résine isolante 26 qu'on a appliquée sur les groupes d'extrémités de bobine 12a passe par-dessus les extrémités de bobine et imprègne les parties formant fentes 22 et durcit dans celles-ci, et les parties logées dans les fentes de la bobine de stator 24 sont fixées dans les parties formant fentes 22 par le corps durci 26a de la résine isolante 26. On améliore ainsi la rigidité du stator 10, supprimant l'apparition de bruit électromagnétique, et on augmente également la résistance aux vibrations de l'enroulement de stator 12, évitant ainsi la détérioration de l'isolation due à l'abrasion de la bobine de stator 24. Etant donné que le corps durci 26a de la résine isolante 26 contient la résine de polyester modifiée au THEIC comme composant principal, il possède une haute résistance à la chaleur mais il est généralement dur, les revêtements d'émail subissant alors des dommages considérables en cas de charges thermiques élevées. Dans le mode de réalisation 1, la résine de polyester modifiée au THEIC est modifiée par le composant huileux, ce qui réduit la dureté du corps durci 26a de la résine isolante 26. En outre, on utilise une couche de résine de polyamide imide molle 24b comme revêtement d'émail. On allège ainsi les contraintes qui naissent entre le fil de cuivre 24a de la bobine de stator 24 et le corps durci 26a de la résine isolante 26, ce qui limite les dommages subis par la couche de résine de polyamide imide 24b qui constitue le revêtement d'émail. Le fait que la résine de polyester modifiée au THEIC qui constitue un composant principal de la résine isolante 26 soit modifiée par le composant huileux permet d'assurer une forte adhérence et une bonne isolation non seulement à l'état neuf, mais également sur de longues durées, comme nous allons le voir ci-après.

Nous allons à présent expliquer les effets de la modification de la résine de polyester modifiée au THEIC qui constitue un composant principal de la résine isolante 26 par le composant huileux, en nous référant aux figures 6A à 6C.

Dans un procédé de durcissement normal de la résine isolante 26, seule une réticulation due à la polymérisation radicale des doubles liaisons de la résine de polyester insaturée et des doubles liaisons du diluant réactif se produit durant le durcissement, comme le montre la figure 6A.

A ce stade, la réticulation des doubles liaisons des acides gras n'a pas eu lieu, et les acides gras qui se sont liés comme des pendentifs à partir des chaînes polymères sont présents dans le corps durci 26a, comme le montre la figure 6B. La présence de ces acides gras confère une certaine ductilité au corps durci 26a, ce qui permet d'alléger les contraintes dues aux différences de dilatation linéaire entre le corps durci 26a de la résine isolante 26 et la couche de résine de polyamide imide 24b.

En outre, comme le montre la figure 6C, la réticulation lâche provoquée par la polymérisation à l'oxygène des doubles liaisons dans les acides gras est liée à l'historique thermique auquel est soumis l'alternateur d'automobile pendant son fonctionnement, augmentant lentement la résistance du corps durci 26a de la résine isolante 26. Cette résistance continue d'augmenter jusqu'à ce que cette réticulation lâche prenne fin et pendant ce temps, aucune dégradation thermique ne peut avoir lieu. Au fur et à mesure que la réticulation progresse, la résistance du corps durci 26a de la résine isolante 26 augmente, mais comme la réticulation progresse lentement, les contraintes générées au niveau de la couche de résine de polyamide imide 24b sont légères, la compatibilité entre le corps durci 26a de la résine isolante 26 et la couche de résine de polyamide imide 24b reste bonne, et les dommages subis par la couche de résine de polyamide imide 24b sont réduits, ce qui permet de conserver une bonne isolation. Nous allons maintenant décrire les relations qui existent entre l'adhérence du corps durci 26a de la résine isolante 26 par rapport à la bobine de stator 24 et la modification par le composant huileux (les acides gras). Ici, l'adhérence susmentionnée a été mesurée au moyen d'un essai d'adhérence hélicoïdale. Lors de cet essai d'adhérence hélicoïdale, on a enroulé la bobine de stator 24 (le fil émaillé) pour lui donner une forme hélicoïdale, et on a appliqué et durci la résine isolante 26 selon les conditions stipulées dans les normes industrielles japonaises (JIS) C3003, puis on a fait reposer dessus deux extrémités d'échantillons et on a mesuré la force de rupture au niveau d'une partie centrale de la bobine hélicoïdale. On a considéré que cette force de rupture correspondait à l'adhérence. On a mesuré la force de rupture après durcissement de la résine isolante 26 (initiale) et également après avoir laissé reposer les échantillons pendant une durée prédéterminée à une température ambiante de 260 degrés Celsius, les résultats étant présentés sur les figures 7 et 8.

Des figures 7 et 8, on peut voir que plus la modification par le composant huileux est importante, plus l'adhérence initiale est faible. On voit également que l'adhérence maximale pouvant être obtenue augmente progressivement au fur et à mesure qu'augmente la modification par le composant huileux, augmente rapidement lorsque la modification se situe autour de 15 %, augmente progressivement lorsque la modification est supérieure à 20 %, est maximale lorsque la modification se situe autour de 25 %, diminue progressivement lorsque la modification est supérieure à environ 25 %, et diminue rapidement lorsque la modification est supérieure à 40 %. On peut voir, en outre, que l'adhérence diminue progressivement après avoir atteint sa valeur maximale. On peut également en déduire que la rupture des chaînes moléculaires est due à la charge thermique et qu'au fil du temps, le nombre de points de rupture augmente et les dommages subis par les chaînes principales augmentent, ce qui a pour effet de réduire l'adhérence, autrement dit, de provoquer une dégradation thermique.

Par ailleurs, pour désigner une probabilité moins élevée de dégradation thermique, nous employons le terme "résistance à la dégradation thermique". Maintenant, comme le montre la figure 9B, si la modification par le composant huileux est inférieure ou égale à 15 %, le taux de variation du pourcentage du nombre de points de rupture dans les chaînes moléculaires par rapport au nombre total de liaisons transversales augmente car il existe peu de liaisons transversales dans le composant huileux. On en déduit, par conséquent, que le pourcentage du nombre de points de rupture dans les chaînes moléculaires par rapport au nombre total de liaisons transversales augmente au fur et à mesure que la dégradation thermique progresse, et que l'adhérence est considérablement réduite, autrement dit, que la résistance à la dégradation thermique diminue.

Comme le montre la figure 9C, si la modification par le composant huileux est supérieure ou égale à 40 %, l'adhérence initiale est réduite et le taux de variation du pourcentage du nombre de points de rupture dans les chaînes moléculaires par rapport au nombre total de liaisons transversales augmente également du fait que les chaînes principales sont courtes et qu'il existe peu de liaisons transversales. On peut en déduire, par conséquent, que le pourcentage du nombre de points de rupture dans les chaînes moléculaires par rapport au nombre total de liaisons transversales augmente au fur et à mesure que la dégradation thermique progresse, et que l'adhérence est considérablement réduite, autrement dit, que la résistance à la dégradation thermique diminue. En revanche, le taux de variation du pourcentage du nombre de points de rupture dans les chaînes moléculaires par rapport au nombre total de liaisons transversales est réduit si la modification par le composant huileux est supérieure ou égale à 20 % et inférieure à 40 %, comme le montre la figure 9A, du fait qu'il y a davantage de liaisons transversales dans le composant huileux. Par conséquent, le pourcentage du nombre de points de rupture dans les chaînes moléculaires par rapport au nombre total de liaisons transversales est faible même si la dégradation thermique progresse, limitant ainsi les diminutions d'adhérence, et on peut en déduire que l'adhérence est conservée, autrement dit, qu'une excellente résistance à la dégradation thermique est obtenue.

Par conséquent, pour pouvoir conserver des adhérences importantes sur une longue durée, autrement dit, pour obtenir une excellente résistance à la dégradation thermique sur une longue durée, il est souhaitable de fixer la modification de la résine de polyester modifiée au THEIC par le composant huileux dans une plage allant de 20 % ou plus à moins de 40 % Dans le modede réalisation 1, du fait que la modification de la résine de polyester modifiée au THEIC qui constitue un composant principal de la résine isolante 26 par le composant huileux est fixée à 35 %, la viscosité de la résine isolante 26 diminue, ce qui augmente l'imprégnation par la résine isolante 26 de l'intérieur des groupes d'extrémités de bobine 12a et des parties formant fentes 22. Ainsi, la résine isolante 26 imprègne les groupes d'extrémités de bobine 12a sans laisser d'interstice, et elle imprègne également l'intérieur des parties formant fentes 22 dans lesquelles les dix parties logées dans les fentes de la bobine de stator 24 logent dans un état non aligné sans laisser d'interstice. Les extrémités de bobine des groupes d'extrémités de bobine 12a étant ainsi fixées solidement les unes aux autres, et les parties logées dans les fentes étant fixées solidement au noyau de stator 11, la rigidité du stator 10 est améliorée, et on obtient alors une excellente résistance aux vibrations. Dans le diluant réactif, on utilise du HEMA, qui est un monomère acrylique. Du fait qu'il est inodore, pas très volatil, et stable, le HEMA est écologique, contrairement aux diluants volatils tels que les styrènes et autres. En outre, le HEMA dissout bien le composant huileux de la résine isolante 26, améliorant ainsi la mouillabilité avec la couche de résine de polyamide imide 24b. Du fait que la réactivité du HEMA avec les doubles liaisons qui sont obtenues à partir des acides insaturés de la résine de polyester insaturée est également inférieure à celle des monomères de styrène classiques et autres, la réaction de durcissement est encore ralentie, ce qui permet d'obtenir des caractéristiques de souplesse et de diminuer la probabilité de dégradation thermique. Ainsi, l'utilisation du monomère acrylique HEMA dans le diluant réactif permet d'obtenir des caractéristiques environnementales améliorées, et permet également de conserver la compatibilité entre le revêtement d'émail de la bobine de stator 24 et la résine isolante 26, pour obtenir un excellent niveau d'isolation et de résistance à la dégradation thermique. On a ensuite procédé à des essais d'endurance thermique sur des alternateurs d'automobile dans lesquels étaient installés des stators 10 auxquels on avait appliqué la présente structure d'isolation, et les résultats sont présentés au tableau 1. En outre, les exemples comparatifs correspondaient à des alternateurs d'automobile dans lesquels étaient installés des stators qui avaient été réalisés en utilisant comme résine isolante une résine de polyester mélangée à de la résine époxy. Lors de ces essais d'endurance thermique, on a fait fonctionner les alternateurs d'automobile pendant une longue durée aux conditions suivantes, et on a mesuré le délai de survenue d'une panne de production d'énergie : vitesse de rotation de l'alternateur : 3000 tr/min (constante) - température ambiante : 120 degrés Celsius - charge électrique et durée : répétition entre charge de batterie (puissance générée environ 5 A) pendant 30 min et charge maximale (puissance générée environ 70 A) pendant 30 min. [Tableau 1] Echan- Résine isolante Temps Résultat tillon d'essai d'essai Art N 1 Résine de polyester 754 Hr Baisse du Classique mélangée à une courant généré résine époxy en raison d'un court-circuit de la bobine de stator N 2 776 Hr Présente N 3 Résine de polyester 1802 Hr Baisse du invention modifiée au THEIC courant généré modifiée à 85 % par en raison d'un des acides gras court-circuit de la bobine de stator N 4 2441 Hr Une panne de production d'énergie est due à une baisse du courant généré qui est due à un court-circuit de la bobine de stator qui résulte de la détérioration des revêtements d'émail et peut être utilisée pour comparer l'isolation (des fils émaillés) de la bobine de stator.

Le tableau 1 confirme qu'une construction d'isolation supérieure peut être obtenue en utilisant la présente résine d'isolation 26, et qu'une durée de vie en service qui est de 2,4 fois à 3,2 fois celle de l'exemple comparatif peut être obtenue. Il faut que les alternateurs d'automobiles puissent supporter une utilisation sur de longues durées telles que 15 ans, 150 000 km, etc., par exemple, et que les structures d'isolation de partie formant bobine dans les stators susceptibles d'être utilisées dans celles-ci possèdent non seulement une adhérence initiale élevée mais conservent également cette adhérence élevée sur de longues durées. La structure d'isolation de partie formant bobine selon le premier mode de réalisation peut conserver une telle forte adhérence et une excellente isolation sur de longues périodes, ce qui la rend parfaitement adaptée aux structures d'isolation de parties formant bobines dans les stators d'alternateurs automobiles.

De plus, dans le premier mode de réalisation ci-dessus, des acides gras qui ont des liaisons doubles sont utilisés en tant que composant huileux, mais le composant huileux n'est pas limité aux acides gras pourvu qu'il possède des liaisons doubles, et les acides organiques qui possèdent des chaînes carbonées ayant des liaisons doubles tels que l'anhydride de dodécényl succinique, notamment, peut être utilisé, par exemple.

Mode de réalisation 2 Dans le premier mode de réalisation ci-dessus, une structure d'isolation de partie formant bobine selon la présente invention a été appliquée à un stator d'alternateur automobile, mais dans le deuxième mode de réalisation, une structure d'isolation de partie formant bobine selon la présente invention est appliquée à un rotor d'alternateur automobile. Les figures 10A et 10B sont des schémas qui expliquent une configuration d'une partie enroulée d'une bobine de champ d'un rotor auquel a été appliquée une structure d'isolation selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention, la figure 10A étant une vue en coupe de celle-ci et la figure 10B étant une vue en coupe partielle de celle-ci. La figure 11 est une vue en coupe de la bobine de champ du rotor auquel a été appliquée la structure d'isolation selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention. La figure 12 est un schéma qui explique une étape d'application d'une résine isolante dans le deuxième mode de réalisation de la présente invention, et les figures 13A à 13C sont des schémas qui expliquent une action de dégradation thermique de la résine d'isolation qui peut être utilisée dans la structure d'isolation selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention, la figure 13A représentant un état liquide de la résine isolante, la figure 13B représentant un état solide après durcissement thermique de la résine isolante, et la figure 13C représentant un état de réticulation lâche lié à l'historique thermique après durcissement thermique de la résine isolante. Comme le montrent les figures 10A et 10B, dans un rotor d'alternateur automobile, une bobine de champ 28 qui a un diamètre de 9 mm est enroulée sur une bobine 29 qui est constituée de nylon en quatorze couches à vingt tours par couche pour un total de 280 tours. Une résine isolante 30 est imprégnée dans la partie enroulée de la bobine de champ 28 et durcie. Ainsi, la bobine de champ 28 est fixée solidement à elle-même et à la bobine 29 par un corps durci 30a de la résine isolante 30. Le rotor est configuré en installant sur un noyau pôle la bobine 29 sur laquelle a été enroulée la bobine de champ 28.

Comme le montre la figure 11, la bobine de champ 28 est constituée d'un fil émaillé qui est constitué d'un fil de cuivre 28a qui sert de conducteur ayant un diamètre de 9 mm ; une couche de résine de polyester imide 28b qui est appliquée de façon externe autour du fil de cuivre 28a sur une épaisseur d'environ 14 m et durcie ; et une couche de résine de polyamide imide 28c qui est appliquée de façon externe autour de la couche de résine de polyester imide 28b sur une épaisseur d'environ 6 m et durcie. Un revêtement d'émail est configuré en une structure à deux couches dans laquelle la couche de résine de polyester imide 28b constitue une couche inférieure et la couche de résine de polyamide imide 28c constitue une couche supérieure. Pour permettre une charge thermique à long terme dans l'alternateur d'automobile et une force centrifuge due à la rotation du rotor, on a adopté une conception qui vise à une résistance élevée à la dégradation thermique et à une forte adhérence utilisant une résine isolante 30 qui comprend un composant huileux dans une résine de polyester modifiée au THEIC (résine de base) qui possède une résistance thermique élevée. L'adhérence du corps durci 30a de la résine isolante 30 en particulier a été augmentée en réduisant la modification par le composant huileux. La résine isolante 30 utilise un acide oléique qui comprend une double liaison en tant que composant huileux, et est un composé qui possède une résine de base dans laquelle on a modifié une résine de polyester modifiée au THEIC à hauteur de 20 % par l'acide oléique, à laquelle on a ajouté du HEMA qui agit comme un diluant réactif et on l'a dissous de sorte que le composant solide de la résine de base représente de 40 à 50 % en poids, et à laquelle on a ajouté 0,04 % en poids d'un inhibiteur de polymérisation (de l'hydroquinone), 0,1 % en poids d'un desséchant (du naphténate de cobalt) et 1,3 % en poids d'un peroxyde (du 1,1-di-(tert-butylperoxy)cyclohexane). Comme le montre la figure 12, la bobine de champ 28, dont une extrémité avant a été enroulée sur une partie de fixation 29a sur la bobine 29, est déroulée à travers une buse d'enroulement 31 tout en étant enroulée sur une partie formant tambour 29b de la bobine en rotation 29 de sorte à avoir une tension prédéterminée. A ce stade, la résine isolante 30 est appliquée à partir d'une trémie 32 qui est disposée sur une partie d'extrémité de la buse d'enroulement 31 vers une bobine de champ 28 qui s'étend de façon tangentielle par rapport à la partie formant tambour 29b. La résine isolante 30 est ainsi introduite de façon uniforme entre les enroulements de la bobine de champ 28 qui sont adjacents dans une direction axiale de la partie formant tambour 29b et entre les enroulements de la bobine de champ 28 qui sont adjacents dans une direction radiale sans laisser d'espaces. Ensuite, une fois que la bobine de champ 28 a été enroulée sur la bobine 29 sur un nombre de tours prédéterminé, on durcit la résine isolante 30 en la chauffant à 150 degrés Celsius pendant 30 minutes. Dans le deuxième mode de réalisation, le revêtement d'émail de la bobine de champ 28 est configuré en une structure à deux couches qui comprend : la couche de résine de polyester imide 28b dans la couche inférieure ; et la couche de résine de polyamide imide 28c dans la couche supérieure. La couche de résine de polyester imide 28b dans la couche inférieure peut généralement supporter des températures qui sont supérieures ou égales à 200 degrés Celsius, et a également une résistance mécanique élevée et une adhérence supérieure par rapport au fil de cuivre 28a. La couche de résine de polyamide imide 28c dans la couche supérieure peut généralement supporter des températures qui sont supérieures ou égales à 220 degrés Celsius, et a une résistance mécanique élevée et une excellente extensibilité. Ainsi, dans l'étape d'enroulement de la bobine de champ 28, la bobine de champ 28 est enroulée sur la partie formant tambour 29b de la bobine 29 à une haute vitesse tout en lui appliquant une tension prédéterminée, mais le revêtement d'émail peut résister aux charges de mise en forme qui s'exercent sur la bobine de champ 28, de manière à éviter l'endommagement du revêtement lui-même, et un décollement du revêtement d'émail du fil de cuivre 28a est également évité grâce à la forte adhérence de la couche de résine de polyester imide 28b dans la couche inférieure. Parmi tous les acides qui sont des acides gras dérivés des huiles et qui ont des liaisons insaturées, l'acide oléique, qui a une seule double liaison, est utilisé comme composant huileux. Ainsi, la réticulation liée à l'historique thermique auquel est soumis l'alternateur d'automobile pendant son fonctionnement progresse et la résistance augmente, mais étant donné qu'il existe peu de réticulations par rapport aux acides gras à l'huile de lin, qui ont deux doubles liaisons, des propriétés plus durables peuvent être conservées étant donné que la résistance augmente tout en maintenant une certaine ductilité.

Nous allons ensuite expliquer, en nous référant aux figures 13A à 13C, les effets de modification de la résine de polyester modifiée au THEIC qui constitue un composant principal de la résine isolante 30 par l'acide oléique, en d'autres termes, l'amélioration des caractéristiques de dégradation. Dans les procédés de durcissement normaux de la résine isolante 30, seule une réticulation due à la polymérisation radicale des doubles liaisons de la résine de polyester insaturée, et des doubles liaisons du diluant réactif se produit pendant le durcissement, comme le montre la figure 13A.

A ce stade, la réticulation des doubles liaisons des acides gras (réaction de durcissement) n'a pas eu lieu, et l'acide oléique qui s'est lié comme des pendentifs à partir des chaînes polymères est présent dans le corps durci 30a, comme le montre la figure 13B. La présence de cet acide oléique confère une certaine ductilité au corps durci 30a, ce qui permet d'alléger les contraintes dues aux différences de dilatation linéaire entre le corps durci 30a de la résine isolante 30 et la couche de résine de polyamide imide 28c dans la couche supérieure. En outre, comme le montre la figure 13C, la réticulation lâche provoquée par la polymérisation à l'oxygène des doubles liaisons dans l'acide oléique gras est liée à l'historique thermique auquel est soumis l'alternateur d'automobile pendant son fonctionnement, augmentant lentement la résistance du corps durci 30a de la résine isolante 30. Ici, il n'existe que peu de réticulations par rapport aux acides gras d'huile de lin notamment, qui ont deux doubles liaisons, et la résistance augmente tout en conservant la ductilité étant donné qu'il reste les parties en forme de pendentifs. Cette résistance continue d'augmenter jusqu'à ce que cette réticulation lâche prenne fin et pendant ce temps, aucune dégradation thermique ne peut avoir lieu, permettant de conserver des propriétés plus durables. Etant donné que la couche de résine de polyester imide 28b, qui présente une forte adhérence au fil de cuivre 28a, est utilisée dans la couche inférieure du revêtement d'émail, elle supporte les charges mécaniques qui s'exercent sur la bobine de champ 28 lorsque la bobine de champ 28 est enroulée sur la bobine 29, permettant d'éviter le décollement du revêtement d'émail du fil de cuivre 28a. Etant donné que la couche de résine de polyamide imide 28c, qui a une forte extensibilité est utilisée dans la couche supérieure du revêtement d'émail, elle supporte les charges mécaniques qui s'exercent sur la bobine de champ 28 lorsque la bobine de champ 28 est enroulée sur la bobine 29, permettant d'éviter un endommagement du revêtement d'émail, et une résistance élevée aux dégradations thermiques peut également être obtenue. Etant donné que la résine de polyester modifiée au THEIC qui constitue un composant principal de la résine isolante 30 est modifiée par l'acide oléique de sorte à obtenir une réticulation plus lente, les tensions qui se produisent entre le corps durci 30a de la résine isolante 30 et le revêtement d'émail sont en outre réduites. La compatibilité entre la résine isolante 30a et le revêtement d'émail est ainsi encore améliorée, permettant d'assurer une meilleure isolation. On prépare à présent des fils émaillés dans lesquels le pourcentage de l'épaisseur de film de la couche de résine de polyamide imide par rapport à l'épaisseur totale du revêtement d'émail a été définie à 10 %, 20 %, 30 % et 100 %, et les résultats des essais d'endurance thermique effectués en utilisant la méthode d'essai American Society for Testing Materials D2307 sont présentés sur la figure 14. De plus, les revêtements d'émail ont une structure à deux couches dans laquelle une couche de résine de polyester imide constitue une couche inférieure et une couche de résine de polyamide imide constitue une couche supérieure. Le revêtement d'émail dans lequel le pourcentage de l'épaisseur de film de la couche de résine de polyamide imide par rapport à l'épaisseur totale du revêtement d'émail était de 100 % avait une structure monocouche constituée d'une couche de résine de polyamide imide. De plus, les lignes A à D sur la figure 14 représentent l'endurance thermique des bobines de champ dans lesquelles le pourcentage de l'épaisseur de film de la couche de résine de polyimide imide par rapport à l'épaisseur totale du revêtement d'émail était de 10 %, 20 %, 30 % et 100 %, respectivement. Sur la figure 14, on peut voir qu'une résistance thermique suffisante est obtenue si l'épaisseur de film de la couche de résine de polyamide imide est supérieure ou égale à 30 % de l'épaisseur totale. On peut également voir que l'endurance thermique (résistance à la dégradation thermique) ne s'améliore pas de façon remarquable lorsque l'épaisseur du film de la couche de résine de polyamide imide est augmentée au-delà de 30 % de l'épaisseur totale. On peut en déduire que la durée de vie en service de la couche de résine de polyamide imide dans la couche supérieure est améliorée lorsque l'épaisseur du film de la couche de résine de polyamide imide est augmentée, mais que les effets d'amélioration de la durée de vie en service de la couche de résine de polyamide imide sont annulés, car la couche de résine de polyester imide dans la couche inférieure qui est placée en contact étroit avec le fil de cuivre devient plus mince, réduisant l'adhérence entre le fil de cuivre et la couche de résine de polyester imide. Etant donné que la résine de polyamide imide est très coûteuse, il est également préférable que le pourcentage de l'épaisseur de film de la couche de résine de polyamide imide par rapport à l'épaisseur totale soit définie à 30 % pour des raisons de coût. Ainsi, il est préférable que l'épaisseur de film de la couche de résine de polyamide imide 28c soit définie comme étant supérieure ou égale à 30 % de l'épaisseur totale du revêtement d'émail dans cette bobine de champ 28 étant donné qu'une endurance thermique, une résistance mécanique et une résistance à la dégradation thermique suffisantes peuvent être obtenues en définissant l'épaisseur du film de la couche de résine de polyamide imide 28c à une valeur supérieure ou égale à 30 % de l'épaisseur totale du revêtement d'émail. Il est plus préférable de définir l'épaisseur du film de la couche de résine de polyamide imide 28c à 30 % de l'épaisseur totale du revêtement d'émail pour des raisons de coût. En combinant cette bobine de champ 28 et la résine isolante 30, il est possible d'obtenir une résistance de film améliorée et une forte adhérence initiale qui peuvent supporter des processus d'enroulement, et une adhérence et isolation accrues peuvent également être maintenues sur une longue période. Etant donné que la résine de polyester modifiée au THEIC est modifiée à 20 % par de l'acide oléique, la résistance maximale est inférieure à celle obtenue lorsque la modification par l'acide oléique est de 25 % à 35 %, comme le montrent les figures 7 et 8. Cependant, dans le deuxième mode de réalisation, cette configuration a été adaptée afin d'augmenter l'adhérence initiale pour permettre à la structure d'isolation de la présente invention d'être appliquée aux rotors. En d'autres termes, si l'adhérence du corps durci 30a de la résine isolante 30 est initialement faible, il est possible de voir surgir des problèmes tels que la rupture du corps durci 30a et l'endommagement de la bobine de champ 28 en raison d'importantes forces centrifuges qui s'exercent sur le rotor, etc. En adoptant cette configuration, l'adhérence du corps durci 30a de la résine isolante 30 est initialement supérieure, permettant d'éviter l'endommagement de la bobine de champ 28 résultant des forces centrifuges qui s'exercent sur le rotor. Dans le deuxième mode de réalisation, étant donné que le HEMA, qui est un monomère acrylique, est également utilisé pour le diluant réactif, de bonnes caractéristiques environnementales peuvent être obtenues, et une bonne compatibilité est également conservée entre la bobine de champ 28 et la résine isolante 30, maintenant une isolation accrue, et permettant d'assurer une résistance élevée à la dégradation thermique et une forte adhérence initiale. Il faut que les alternateurs d'automobile puissent supporter une utilisation sur de longues durées telles que 15 ans, 150 000 km, par exemple, et que les structures d'isolation de partie formant bobine susceptibles d'être utilisées dans celles-ci possèdent non seulement une adhérence initiale élevée mais conservent également cette adhérence élevée sur de longues durées. La structure d'isolation de partie formant bobine selon le deuxième mode de réalisation permet d'obtenir une forte adhérence initiale et de conserver une forte adhérence et une excellente résistance à la dégradation thermique sur de longues périodes, ce qui la rend parfaitement adaptée aux structures d'isolation de parties formant bobine dans les rotors d'alternateurs automobiles.

De plus, dans le deuxième mode de réalisation ci-dessus, un acide oléique, qui comprend une double liaison, est utilisé en tant qu'acide gras, mais le nombre de doubles liaisons inclues dans l'acide gras n'est pas limité à une. En d'autres termes, les acides gras qui comprennent une pluralité de doubles liaisons peuvent également être utilisés comme composant huileux de la présente invention, car ils conservent également une certaine ductilité jusqu'à complète réticulation de la double liaison. Etant donné que la résistance augmente tout en conservant une certaine ductilité, si le nombre de doubles liaisons est une, il est souhaitable d'utiliser un acide gras qui comprend une double liaison en tant que composant huileux. L'acide gras n'est pas limité à l'acide oléique.

Par exemple, les acides gras qui ont une double liaison tels que l'acide myristoléique, l'acide palmitoléique, l'acide élaïdique, l'acide vaccénique, l'acide gadoléique, l'acide érucique, l'acide nervonique, par exemple, et les acides gras qui incluent deux doubles liaisons tels que l'acide linoléique, par exemple, et les acides gras qui incluent trois doubles liaisons tels que l'acide a-linolénique, par exemple, peuvent être utilisés.

Mode de réalisation 3 La figure 15 est une vue en perspective d'un stator auquel on a appliqué une structure d'isolation selon le troisième mode de réalisation de la présente invention, la figure 16 est un plan d'un ensemble d'enroulement qui constitue un enroulement de stator du stator représenté sur la figure 15, et les figures 17A et 17B sont des schémas qui expliquent un procédé de fabrication du stator qui est représenté sur la figure 15. Sur les figures 15 à 17B, un stator 40 comprend : 15 un noyau de stator 41 et un enroulement de stator 46 qui est installé dans le noyau de stator 41. Le noyau de stator 41 comprend : une partie arrière de noyau annulaire 42 ; une pluralité de parties formant dents 43 qui sont disposées de manière 20 à s'étendre radialement vers l'intérieur à partir de la partie arrière de noyau annulaire 42 ; et une pluralité de parties formant fentes 44 qui sont définies par la partie arrière de noyau annulaire 42 et par les parties formant dents 43. Les parties formant dents 43 sont 25 constituées par des parties formant dents 43a ayant une largeur circonférentielle importante et par des parties formant dents étroites 43b. Les parties formant dents 43a et 43b sont disposées en alternance de sorte qu'un angle électrique entre les lignes médianes des parties 30 d'ouverture de fente 44a des parties formant fentes adjacentes 44 (les lignes qui relient les centres circonférentiels et un axe central) alterne entre et (60 - . Les parties formant fentes 44 sont réalisées selon un rapport de deux fentes par phase et par pôle, avec un pas non uniforme. Un papier isolant 45 est monté de sorte à couvrir les surfaces internes des parties formant fentes 44. L'enroulement de stator 46 comprend six enroulements de phase qui sont installés dans chaque sixième partie formant fente 44, et il est constitué par : un premier enroulement à courant alternatif dans lequel trois enroulements de phase qui sont installés de manière à avoir une différence de phase de 120 degrés électriques forment une connexion de courant alternatif ; et un second enroulement à courant alternatif dans lequel trois enroulements de phase restants qui sont installés de manière à avoir une différence de phase de 120 degrés électriques forment une connexion de courant alternatif. Ici, le premier enroulement à courant alternatif et le second enroulement à courant alternatif ont une différence de phase de a degrés électriques. Chacun de ces enroulements de phase est constitué de deux enroulements répartis en 3 tours qui sont connectés en parallèle.

Bien que non représentées, les bobines de stator 47 sont constituées de fils émaillés qui sont constitués par : un fil de cuivre qui sert de conducteur et présente un diamètre de 1,5 mm ; une couche de résine de polyester imide qui est appliquée de manière externe autour du fil de cuivre sur une épaisseur d'environ 20 }gym et durcie ; et une couche de résine de polyamide imide qui est appliquée de manière externe autour de la couche de résine de polyester imide sur une épaisseur d'environ 15 m et durcie. Un revêtement d'émail est configuré en une structure à deux couches dans laquelle la couche de résine de polyester imide constitue une couche inférieure, et la couche de résine de polyamide imide constitue une couche supérieure. Les parties logées dans les fentes 47a des bobines de stator 47 sont déformées de sorte à avoir une section transversale presque rectangulaire avant d'être montées dans le noyau de stator 41. Six parties logées dans les fentes 47a des bobines de stator 47 qui ont des sections transversales rectangulaires logent dans chacune des parties formant fentes 44 de sorte à être placées en contact étroit les unes avec les autres et de sorte à s'aligner en simples rangées dans une direction radiale. Les bobines de stator 47 peuvent ainsi être logées à l'intérieur des parties formant fentes 44 de sorte à avoir un facteur d'espace élevé. Des parties de retour 47b qui relient entre elles les parties logées dans les fentes 47a des bobines de stator 47 les unes aux autres (correspondant aux extrémités de bobine) s'étendent vers l'extérieur au niveau de deux extrémités axiales du noyau de stator 41 de manière à constituer des groupes d'extrémités de bobine 46a de l'enroulement de stator 46. Une résine isolante qui est décrite ci-après est appliquée dans les parties formant fentes 44 et durcie, et également appliquée sur ces deux groupes d'extrémités de bobine 46a, imprègne ces derniers, et est durcie.

Ici, les tensions lors de la formation de la section transversale rectangulaire, et les tensions à la flexion dans une étape de préparation du noyau de stator 41 telle que décrite ci-après s'exercent sur les bobines de stator 47. Ainsi, afin d'assurer une forte adhérence entre le revêtement d'émail et le fil de cuivre, et étant donné qu'une résistance mécanique et une extensibilité plus élevées sont nécessaires dans lescouches les plus à l'extérieur, la couche de résine de polyester imide, qui a une résistance à la liaison élevée avec le fil de cuivre, est formée dans la couche la plus basse, et la couche de polyamide imide, qui a une résistance mécanique et une extensibilité supérieures, est formée dans la couche le plus à l'extérieur, et en outre, l'épaisseur de la couche de résine de polyamide imide est augmentée jusqu'à environ 43 % de l'épaisseur totale du revêtement d'émail. La résine isolante est un composé qui possède une résine de base dans laquelle on a modifié une résine de polyester modifiée au THEIC à 25 % par un acide oléique, à laquelle on a ajouté du HEMA agissant comme un diluant réactif et on l'a dissous de sorte que le composant solide de la résine de base représente de 40 à 50 % en poids, et à laquelle on a ajouté 0,04 % en poids d'un inhibiteur de polymérisation (de l'hydroquinone), 0,1 % en poids d'un desséchant (du naphténate de cobalt) et 1,3 % en poids d'un peroxyde (du 1,1-di-(tert-butylperoxy)cyclohexane). Nous allons ensuite expliquer un procédé de 30 fabrication du stator 40.

Tout d'abord, on prépare un noyau stratifié en parallélépipède rectangle 50 en stratifiant un nombre prédéterminé de fines plaques magnétiques en forme de bandes qui ont été perforées à partir d'une plaque d'acier laminé. Dans ce noyau stratifié 50 sont formées : une partie arrière de noyau 50a ; des parties formant dents larges 50b et des parties formant dents étroites 50c ; et des parties formant fentes 50d qui sont définies par la partie arrière de noyau 50a et les parties formant dents 50b et 50c. On prépare ensuite un ensemble d'enroulement 51 comme celui représenté sur la figure 16 en courbant et en formant douze bobines de stator 47 simultanément selon une forme d'éclair sur un plan commun, et en les pliant ensuite à angles droits en utilisant un gabarit. De plus, les parties logées dans les fentes 47a des bobines de stator respectives 47 qui sont reliées par les parties de retour 47b sont courbées et formées en des modèles plans qui sont agencés à un pas de six fentes (6P). Les parties logées dans les fentes adjacentes 47a sont décalées par les parties de retour 47b d'une largeur des bobines de stator 47. L'ensemble d'enroulement 51 est configuré de sorte que six paires de bobines dans lesquelles deux bobines de stator 47 qui sont formées selon un tel modèle sont agencées de sorte à être décalées d'un pas de six fentes, avec leurs parties logées dans les fentes 47a superposées sont agencées de sorte à être décalées d'un pas d'une fente. Six parties d'extrémité des bobines de stator 47 s'étendent vers l'extérieur sur chacun des deux côtés aux deux extrémités de l'ensemble d'enroulement 51. Les parties de retour 47b sont agencées de telle sorte à être disposées nettement sur les parties à deux faces de l'ensemble d'enroulement 51. Les parties logées dans les fentes 47a des ensembles d'enroulement 51 qui ont été configurés de cette manière sont déformées par formage à la presse de sorte à avoir des sections transversales rectangulaires. Comme le montre maintenant la figure 17A, trois couches d'ensembles d'enroulement 51 sont empilées et montées dans le noyau stratifié 50 dans lequel le papier isolant 45 a été monté dans les parties formant fentes 50d. Ici, six parties logées dans les fentes 47a sont logées à l'intérieur de chacune des parties formant fentes 50d de sorte à s'aligner en simples colonnes. On courbe ensuite deux parties d'extrémité seulement du noyau stratifié 50 de sorte à avoir une courbure qui est égale au rayon de courbure du noyau de stator 41, et ensuite, l'ensemble du noyau stratifié 50 est courbé selon une forme cylindrique de telle sorte que les ouvertures des parties formant fentes 50d soient orientées vers l'intérieur. On met ensuite bout à bout deux surfaces d'extrémité du noyau stratifié 50 qui ont été courbées selon la forme cylindrique et on les intègre par soudure en utilisant le soudage au laser, par exemple, pour obtenir le noyau de stator cylindrique 41 qui est représenté sur la figure 17B. Ensuite, on prépare les six enroulements de phase 30 en connectant entre elles les parties d'extrémité des bobines de stator 47.

Comme le montre la figure 5, on maintient le noyau de stator 41 dans un bâti de support 18 et on le fait tourner autour d'un axe central pendant qu'on applique la résine isolante par une buse 19 radialement depuis l'extérieur du stator 40 et qu'on en imprègne les groupes d'extrémités de bobine 46a de l'enroulement de stator 46, puis qu'on la durcit en la chauffant à 150 degrés Celsius pendant trente minutes. La résine isolante imprègne ainsi les groupes d'extrémités de bobine 46a et durcit dans ceux-ci, et les nombreuses extrémités de bobine (parties de retour 47b) qui constituent les groupes d'extrémités de bobine 46a sont fixées d'un seul tenant par un corps durci 48 de la résine isolante. De manière similaire, la résine isolante qu'on a appliquée sur les groupes d'extrémités de bobine 46a passe par-dessus les extrémités de bobine et imprègne les parties formant fentes 44 et durcit dans celles-ci, et les parties logées dans les fentes 47a de la bobine de stator 47 sont fixées dans les parties formant fentes 44 par le corps durci 48 de la résine isolante. On améliore ainsi la rigidité du stator 40, supprimant l'apparition de bruit électromagnétique, et on augmente également la résistance aux vibrations de l'enroulement de stator 46, évitant ainsi la détérioration de l'isolation due à l'abrasion des bobines de stator 47. Dans le troisième mode de réalisation, étant donné que les parties logées dans les fentes 47a des bobines de stator 47 sont logées à l'intérieur des parties formant fentes 44 de sorte à être agencées en simples colonnes radialement de sorte à entrer étroitement en contact les unes avec les autres sur l'ensemble des longueurs dans une direction longitudinale, les parties logées dans les fentes adjacentes 47a sont à proximité étroite les unes des autres, et les parties logées dans les fentes 47a et le papier isolant 45 sont à proximité étroite. Ainsi, la résine isolante pénètre facilement en raison de l'action capillaire au niveau de ces parties qui sont à proximité étroite, et les parties formant fentes 44 peuvent être remplies avec la résine isolante sans laisser d'espacements même si la modification de la résine de polyester modifiée aux THEIC qui constitue un composant principal de la résine isolante par le composant huileux est réduite. Ainsi, l'adhérence initiale du corps durci 48 de la résine isolante peut être augmentée en réduisant la modification de la résine de polyester modifiée au THEIC par l'acide oléique à 25 %. Dans cette structure d'enroulement, les parties logées dans les fentes 47a des bobines de stator 47 sont en contact linéaire ou contact de surface les unes avec les autres, générant d'importantes tensions. En outre, étant donné que les parties logées dans les fentes 47a des bobines de stator 47 sont déformées de sorte à avoir des sections transversales rectangulaires, et que le noyau stratifié 50 dans lequel ont été montés les ensembles d'enroulement 51 est courbé selon une forme cylindrique, une résistance mécanique et une extensibilité élevées sont nécessaires dans les couches les plus à l'extérieur des bobines de stator 47. Dans le troisième mode de réalisation, en combinant cette résine isolante et les bobines de stator 47 dans lesquelles l'épaisseur de la couche de résine de polyamide imide dans les couches les plus à l'extérieur a été augmentée à environ 43 % de l'épaisseur totale du revêtement d'émail, une résistance élevée et une forte adhérence initiale qui peuvent supporter le processus de fabrication des ensembles d'enroulement 51 et le processus de courbure du noyau stratifié 50, par exemple, peuvent être réalisés, et une forte adhérence et une meilleure isolation peuvent également être maintenues sur une longue période. Par ailleurs, dans le premier mode de réalisation ci-dessus, on utilise des fils émaillés qui ont un revêtement monocouche qui est constitué par une couche de résine de polyamide imide, et dans les deuxième et troisième modes de réalisation, on utilisé des fils émaillés qui ont un revêtement à deux couches qui est constitué d'une couche de résine de polyester imide et d'une couche de résine de polyamide imide, mais les fils émaillés qui peuvent être utilisés dans la présente invention ne sont pas limités à ceci, à condition que la couche de résine de polyamide imide soit la couche le plus à l'extérieur. La couche de résine de polyamide imide dans la couche la plus à l'extérieur du revêtement d'émail doit simplement être d'une composition présentant le polyamide imide comme composant principal, et si une facilité d'enroulement est requise, par exemple, de petites quantités d'additifs qui renforcent la lubrification tels que le polyéthylène, par exemple, peuvent également être ajoutées. Il est préférable que le revêtement d'émail soit conçu avec du polyamide imide comme composant principal en fonction des caractéristiques et de la qualité qui sont nécessaires tout en permettant une affinité avec la présente résine isolante.

Les fils émaillés sont souvent enroulés sur de gros éléments d'enroulement pour expédition, et dans de tels cas, de la paraffine, etc. peut être appliquée afin d'empêcher l'apparition d'éraflures sur le revêtement d'émail, et d'améliorer l'efficacité de logement des fils émaillés sur les éléments d'enroulement. Dans de tels cas, la paraffine ne constitue pas une couche du revêtement d'émail et ne correspond pas à la couche la plus à l'extérieur du revêtement d'émail de la présente invention.

Dans chacun des modes de réalisation ci-dessus, les cas dans lesquels des fentes sont formées selon un rapport de deux fentes par phase par pôle ont été expliqués, mais le nombre de fentes n'est pas limité à ce rapport. Les cas dans lesquels des parties formant fentes sont agencées à un pas non uniforme ont également été expliqués, mais les parties formant fentes ne sont pas limitées à cet agencement, et peuvent également être agencées à un pas angulaire uniforme, par exemple.

Dans chacun des modes de réalisation ci-dessus, on a expliqué des cas dans lesquels la présente invention a été appliquée à des rotors et stators d'alternateurs automobiles, mais la présente invention peut également être appliquée aux moteurs électriques automobiles, ou aux générateurs de moteurs électriques automobiles, etc. Par exemple, étant donné que les rotors de moteurs de démarreurs automobiles fonctionnent uniquement lors du démarrage d'un véhicule et ne fonctionnent pas de façon constante, il est souhaitable d'utiliser une résine isolante à l'intérieur qui est durcie de sorte à obtenir une forte adhérence. Dans ce cas, il est souhaitable de supprimer le composant huileux dans la résine isolante à environ 20 % en poids. Bien que les rotors de moteurs électriques pour la direction assistée électrique, à la différence des alternateurs, ne fonctionnent pas en permanence, étant donné qu'ils fonctionnent chaque fois qu'un utilisateur braque, il est non seulement nécessaire d'obtenir une adhérence, mais également de réduire l'apparition d'une dégradation thermique. Ainsi, il est souhaitable de supprimer le composant huileux dans la résine isolante à environ 25 % en poids. Si elle est appliquée aux rotors ou stators de moteurs-générateurs électriques automobiles, la résine isolante doit être conçue de manière à augmenter l'adhérence tout en conservant une résistance à la dégradation thermique pour les fonctions de génération. Une augmentation de la fiabilité est tout particulièrement requise dans les moteurs-générateurs électriques automobiles qui seront utilisés dans les systèmes d'entraînement de véhicules hybrides, ou de véhicules électriques, par exemple, puisqu'ils affectent directement le fonctionnement du véhicule.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Structure d'isolation de partie formant bobine électrodynamique d'une machine électrodynamique, dans laquelle une partie formant bobine formée par l'enroulement d'une bobine autour d'un noyau est imprégnée d'une résine isolante, ladite structure d'isolation de partie formant bobine électrodynamique étant caractérisée en ce que : ladite bobine est un fil émaillé (24, 28, 47) qui est recouvert d'un revêtement d'émail dans lequel une couche supérieure est une couche de résine de polyamide imide (24b, 28c) ; et ladite résine isolante (26, 30, 48) est une résine de polyester modifiée au THEIC qui a été modifiée par un composant huileux.

2. Structure d'isolation de partie formant bobine électrodynamique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit composant huileux est un acide gras qui comporte une liaison insaturée.

3. Structure d'isolation de partie formant bobine électrodynamique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit composant huileux est l'acide oléique. 25

4. Structure d'isolation de partie formant bobine électrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la modification de ladite résine de polyester modifiée au20THEIC par ledit composant huileux est supérieure ou égale à 20 % et inférieure à 40 %

5. Structure d'isolation de partie formant bobine électrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un monomère acrylique est ajouté à ladite résine isolante.

6. Structure d'isolation de partie formant bobine électrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit revêtement d'émail comprend une couche de résine de polyester imide dans une couche inférieure (28b).

7. Structure d'isolation de partie formant bobine électrodynamique selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit revêtement d'émail est configuré de manière à avoir une structure à deux couches qui comprend ladite couche de résine de polyamide imide (28c) et ladite couche de résine de polyester imide (28b).

8. Structure d'isolation de partie formant bobine électrodynamique selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que ladite couche de résine de polyamide imide (28c) est formée de manière à avoir une épaisseur qui soit supérieure ou égale à 30 % d'une épaisseur totale dudit revêtement d'émail.30

9. Structure d'isolation de partie formant bobine électrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ladite bobine est une bobine de stator (24, 47) et en ce que ledit noyau est un noyau de stator (11, 41).

10. Structure d'isolation de partie formant bobine électrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ladite bobine est une bobine de champ (28) et en ce que ledit noyau est un noyau de rotor (7).

11. Structure d'isolation de partie formant bobine électrodynamique selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que ladite machine électrodynamique est un alternateur d'automobile.