JP2002272046A - 回転電機の固定子及びその製造方法 - Google Patents

回転電機の固定子及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 固定子の絶縁性能、冷却性能が高く、簡便に
製造でき、高品質でコストの安い回転電機の固定子及び
その製造方法を得る。 【解決手段】 回転子と、この回転子の外周に対向配置
された固定子鉄心及びこの固定子鉄心に装着された固定
子巻線を有する固定子とを備えた回転電機の固定子であ
って、固定子鉄心は、軸方向に延びるスロット１５ａが
周方向に所定ピッチで複数形成された積層鉄心１５０を
備え、この積層鉄心１５０の少なくとも固定子鉄心の軸
方向端面１５ｆ及びスロット１５ａ内壁面に絶縁樹脂を
塗布することにより固定子鉄心と固定子巻線との間が絶
縁され、スロット１５ａの内周側開口面１５ｂが内側と
なるように屈曲させて積層鉄心１５０の周方向両端部１
５ｇを当接させることにより円筒状に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば車両の内
燃機関によって駆動される回転電機の固定子及びその製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１３は、例えば特許第３０７８２８８
号公報に開示されている従来の回転電機（車両用交流発
電機）を示す斜視構成図である。図において、ランドル
型の回転子７がアルミニウム製のフロントブラケット１
およびリヤブラケット２から構成されたケース３内にシ
ャフト６を介して回転自在に装着され、固定子８が回転
子７の外周側を覆うようにケース３の内壁面に支持され
て構成されている。シャフト６は、フロントブラケット
１およびリヤブラケット２に回転可能に支持されてい
る。このシャフト６の一端にはプーリ４が固着され、エ
ンジンの回転トルクをベルト（図示せず）を介してシャ
フト６に伝達できるようになっている。回転子７に電流
を供給するスリップリング９がシャフト６の他端部に固
着され、一対のブラシ１０がこのスリップリング９に摺
接するようにケース３内に配設されたブラシホルダ１１
に収納されている。固定子８で生じた交流電圧の大きさ
を調整するレギュレータ１８がブラシホルダ１１に嵌着
されたヒートシンク１７に接着されている。固定子８に
電気的に接続され、固定子８で生じた交流を直流に整流
する整流器１２がケース３内に装着されている。
【０００３】回転子７は、電流を流して磁束を発生する
回転子コイル１３と、この回転子コイル１３を覆うよう
に設けられ、回転子コイル１３で発生された磁束によっ
て磁極が形成される一対のポールコア２０、２１とから
構成される。一対のポールコア２０、２１は鉄製で、そ
れぞれ８つの爪状磁極２２、２３が外周縁に周方向に等
角ピッチで突設され、爪状磁極２２、２３をかみ合わせ
るように対向してシャフト６に固着されている。さら
に、ファン５が回転子７の軸方向の両端に固着されてい
る。また、吸気孔１ａ、２ａがフロントブラケット１お
よびリヤブラケット２の軸方向の端面に設けられ、排気
孔１ｂ、２ｂがフロントブラケット１およびリヤブラケ
ット２の外周両肩部に固定子巻線１６のフロント側およ
びリヤ側のコイルエンド群１６ａ、１６ｂの径方向外側
に対向して設けられている。
【０００４】固定子８は、図１４に示されるように、軸
方向に延びるスロット１５ａが周方向に所定ピッチで複
数形成された円筒状の積層鉄心から成る固定子鉄心１５
と、固定子鉄心１５に巻装された多相固定子巻線１６
と、各スロット１５ａ内に装着されて多相固定子巻線１
６と固定子鉄心１５とを電気的に絶縁する絶縁紙１９と
を備えている。そして、多相固定子巻線群１６は、１本
の素線３０が、固定子鉄心１５の端面側のスロット１５
ａ外で折り返されて、所定スロット数毎にスロット１５
ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採るよ
うに波巻きされて巻装された巻線を複数備えている。こ
こでは、固定子鉄心１５には、回転子７の磁極数（１
６）に対応して、３相固定子巻線１６を２組収容するよ
うに、９６本のスロット１５ａが等間隔に形成されてい
る。また、素線３０には、例えば絶縁被覆された長方形
の断面を有する長尺の銅線材が用いられる。
【０００５】次に、固定子８の製造方法について図１５
乃至図２１を参照にして具体的に説明する。まず、図１
５に示されるように、１２本の長尺の素線３０を同時に
同一平面上で雷状に折り曲げ形成する。ついで、図１６
に矢印で示されるように、直角方向に治具にて折り畳ん
でゆき、図１７に示される素線群３０Ａを作製する。さ
らに、同様にして、図１８に示されるように、渡り結線
および口出し線を有する素線群３０Ｂを作製する。素線
群３０Ａ、３０Ｂは、このようなパターンに形成された
２本の素線３０を図２１に示されるように６スロットピ
ッチずらして直線部３０ｂを重ねて配列された素線対が
１スロットピッチずつずらして６対配列されて構成され
ている。そして、素線３０の端部が素線群３０Ａ、３０
Ｂの両端の両側に６本づつ延出されている。また、ター
ン部３０ａが素線群３０Ａ、３０Ｂの両側部に整列され
て配列されている。
【０００６】一方、台形形状のスロット１５ａ及びティ
ース１５ｃが所定のピッチ（電気角で３０°）で形成さ
れたＳＰＣＣ材で作製された主積層板１５ｄが所定枚数
積層されて、さらにその外周部の所定の位置が積層方向
にレーザ溶接されて、図１９に示されるように、概略直
方体の積層鉄心１５０が作製される。
【０００７】そして、図２０の（ａ）及び図２１に示さ
れるように、絶縁紙１９が鉄心３６のスロット１５ａに
装着され、２つの素線群３０Ａ、３０Ｂの各直線部を各
スロット１５ａ内に重ねて押し入れる。これにより、図
２０の（ｂ）に示されるように、２つの素線群３０Ａ、
３０Ｂが積層鉄心１５０に装着される。この時、素線３
０の直線部３０ｂは、絶縁紙１９により積層鉄心１５０
と絶縁されてスロット１５ａ内に径方向に４本並んで収
納されている。また、２つの素線群３０Ａ、３０Ｂは、
図２１に示されるように、重なって積層鉄心１５０に装
着されている。ついで、積層鉄心１５０を丸め、その端
面１５ｇ同士を当接させて溶接し、図２０の（ｃ）に示
されるように、円筒状の固定子８を得る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
車両用交流発電機は、上述したように、固定子巻線群１
６と固定子鉄心１５との絶縁を絶縁紙１９によって行っ
ていたので、絶縁紙１９の材料費が必要になると共に、
工程数が多くなりコストが高くなるという問題点があっ
た。また、鉄心部が露出した部分には、別工程により塗
装などで絶縁処理が必要となり、さらに工程が増える問
題点があった。
【０００９】また、固定子鉄心１５を円筒形に成形する
工程を有しているので、固定子鉄心１５のティース１５
ｃに過大な応力が発生し、固定子鉄心１５の内径側で
は、ティース１５ｃを構成する積層鋼板が周方向に変形
してずれてしまい、磁気回路を乱し、出力電圧が低下す
る問題点があった。しかも、固定子鉄心１５と固定子巻
線１６との絶縁は絶縁紙１９によって行われていたの
で、ティース１５ｃの変形時に絶縁紙１９が破損し、固
定子巻線１６と短絡するという問題点があった。
【００１０】また、図２１に示すように、固定子巻線群
１６を固定子鉄心１５のスロット１５ａに矢印Ａの方向
に挿入する際や、図２０（ｃ）に示すように、円周状成
形時に固定子巻線群１６からの反力が作用する。特に、
固定子鉄心１５は、コアバックの略中央部の中立軸を中
心に円筒成形されるのに対して、各巻線群１６は、各巻
線群１６の中立軸を中心にして円筒に変形するので、固
定子鉄心１５及び各巻線群１６の変位はそれぞれ異なる
ため、大きな応力がティース１５ｃに作用する。従っ
て、固定子鉄心１５の軸方向端面側開口縁と固定子巻線
群１６とに接触が生じ、絶縁紙１９と固定子巻線群１６
の絶縁皮膜が剥がれ、耐圧不良を起こす問題点があっ
た。
【００１１】さらに、絶縁紙１９は、固定子鉄心１５と
固定子巻線群１６間に介在するだけのものであり、スロ
ット１５ａの内壁面と絶縁紙１９との間には隙間が存在
する。そのため、固定子巻線群１６の挿入時のずれや、
当該隙間への水分の浸入による絶縁不良や、発熱体であ
る固定子巻線群１６と固定子鉄心１５との熱伝導性（冷
却性）悪化によって、車両用交流発電機の品質を低下さ
せる問題点があった。
【００１２】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたもので、固定子の絶縁性能、冷却性能
が高く、簡便に製造でき、高品質でコストの安い回転電
機の固定子及びその製造方法を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明に係る回転電機
の固定子は、回転子と、この回転子の外周に対向配置さ
れた固定子鉄心及びこの固定子鉄心に装着された固定子
巻線を有する固定子とを備えた回転電機の固定子であっ
て、固定子鉄心は、軸方向に延びるスロットが周方向に
所定ピッチで複数形成された積層鉄心を備え、この積層
鉄心の少なくとも固定子鉄心の軸方向端面及びスロット
内壁面に絶縁樹脂を塗布することにより固定子鉄心と固
定子巻線との間が絶縁され、スロットの内周側開口面が
内側となるように屈曲させて積層鉄心の周方向両端部を
当接させることにより円筒状に形成したものである。
【００１４】また、固定子鉄心の軸方向端面における絶
縁樹脂は、スロット軸方向中央部の内壁面より厚く塗布
したものである。
【００１５】また、固定子鉄心の内周側開口面近傍にお
ける絶縁樹脂は、スロット内壁面の他の部分より厚く塗
布したものである。
【００１６】また、固定子鉄心の軸方向端面における絶
縁樹脂がＲ形状または面取り形状に塗布されているもの
である。
【００１７】また、固定子鉄心の軸方向端面がＲ形状ま
たは面取り形状に塗布されているものである。
【００１８】また、固定子鉄心の軸方向端面の絶縁樹脂
は、コアバック中立軸の外径側より内径側を厚く塗布し
たものである。
【００１９】スロットの固定子鉄心外周側の内壁面にお
ける絶縁樹脂は、内壁面の他の部分より薄く塗布したも
のである。
【００２０】また、スロットの固定子鉄心外周側の内壁
面に切り欠きを設け、この切り欠きにおいて、内壁面の
他の部分より薄く絶縁樹脂を塗布したものである。
【００２１】また、固定子鉄心の軸方向端面は、凹凸形
状に形成されているものである。
【００２２】また、スロット内壁面は、凹凸形状に形成
されているものである。
【００２３】また、積層鉄心の周方向両端部における絶
縁樹脂は、積層鉄心の他の部分より薄く塗布したもので
ある。
【００２４】また、絶縁樹脂は、エポキシ系の絶縁樹脂
である。
【００２５】また、絶縁樹脂は、シリコン系の絶縁樹脂
である。
【００２６】また、固定子巻線は、スロット内において
固定子鉄心の径方向に一列になるように挿入されている
ものである。
【００２７】また、固定子巻線は、略矩形の断面形状で
ある。
【００２８】また、固定子巻線は、固定子鉄心の端面側
のスロット外で折り返されて、所定スロット数ごとにス
ロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採
るように巻装された巻線を複数有し、固定子鉄心の端面
側のスロット外で折り返されたコイル素線のターン部が
周方向に並んでコイルエンド群を構成しているものであ
る。
【００２９】また、この発明に係る回転電機の固定子の
製造方法は、スロット形状が打ち抜かれた直線状の鋼板
シートを積層して積層鉄心を形成する工程、この積層鉄
心の少なくとも固定子鉄心の軸方向端面及びスロット内
壁面に絶縁樹脂を塗布する工程、絶縁樹脂の塗布された
積層鉄心の周方向両端部を当接して円筒状の固定子鉄心
を形成する工程、この固定子鉄心に固定子巻線を巻装す
る工程を含むものである。
【００３０】また、スロット形状が打ち抜かれた直線状
の鋼板シートを積層して積層鉄心を形成する工程、この
積層鉄心の少なくとも固定子鉄心の軸方向端面及びスロ
ット内壁面に絶縁樹脂を塗布する工程、この樹脂の塗布
された積層鉄心に固定子巻線を巻装する工程、この固定
子巻線を巻装した積層鉄心の周方向両端部を当接して円
筒状の固定子鉄心を形成する工程を含むものである。
【００３１】また、絶縁樹脂の塗布は、粉体静電塗装に
よる塗布である。
【００３２】また、絶縁樹脂は、固定子鉄心のスロット
の内周側開口面から塗布するものである。
【００３３】また、絶縁樹脂は、固定子鉄心の軸方向か
ら塗布するものである。
【００３４】また、固定子巻線は、スロット内における
配置状態にあらかじめ成形された後、スロットに挿入さ
れるものである。
【００３５】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１による回転電機の固定子を示す斜視図で
ある。図２は、図１に示す固定子の円筒成形前の積層鉄
心を示す斜視図である。固定子２は、０．３５ｍｍのＳ
ＰＣＣが積層された固定子鉄心１５と、この固定子鉄心
１５に固定されている固定子巻線群１６とを有してい
る。固定子巻線群１６は、上記従来例で説明したような
長尺のコイル素線３０を雷状に形成して折り曲げたもの
である。上記従来例では、固定子巻線１６とスロット１
５ａの内壁面との間の電気的絶縁は絶縁紙１９によって
行っていたが、本発明では絶縁紙１９を廃し、固定子鉄
心１５に絶縁樹脂１００を塗布することによって、固定
子巻線１５とスロット１５ａの内壁面との間の電気的絶
縁を行うものである。
【００３６】ここで絶縁樹脂１００の塗布は、エポキシ
系の絶縁樹脂を静電粉体塗装によって行うことが望まし
い。エポキシ系の樹脂は、被塗装物に浸透しやすく、均
一に塗布しやすい。図３は、一般的に公知の静電粉体塗
装装置を説明するための構成図である。図に示すよう
に、供給機５１によって静電ガン５に供給された粉体塗
料（ここでは絶縁樹脂１００としてエポキシ樹脂）を、
静電発生機５２で得られた直流高電圧で帯電させ、供給
機５１から静電ガン５０に供給されたエアーで、帯電さ
れたエポキシ樹脂を被塗装物（ここでは積層鉄心１５
０）に塗布する。積層鉄心１５０はアースされており、
マイナスに帯電された粉体状のエポキシ樹脂がプラスの
電荷が誘起された固定子鉄心１５に静電引力で付着して
いく。積層鉄心１５０は所望の部位がマスキングされ、
積層鉄心１５０の固定子鉄心端面１５ｆに相当する部分
及びスロット１５ａの内壁面（すなわち図２における斜
線部）の少なくとも一部にエポキシ樹脂を塗布する。樹
脂塗布の後、積層鉄心１５０に塗着されたエポキシ樹脂
は、焼付炉で加熱溶融、硬化させて連続皮膜を形成させ
る。ここで、絶縁樹脂１００を塗布する方向は、積層鉄
心１５０の軸方向から塗布しており、軸方向両端面１５
ｆに比較的厚い膜厚を形成している。
【００３７】また、図４に示すように、端面１５ｆにお
いて、絶縁樹脂１００を、コアバック中立軸（直線状の
積層鉄心１５０を円筒状に形成したとき、端面１５ｆに
おいて、変位のない地点を結んでいった連続線）の外径
側より内径側を厚く塗布することが望ましい。これは、
直線状の積層鉄心１５０を円筒状に形成する際、コアバ
ック中立軸より外径側は内径側に比べると変位が大き
く、絶縁樹脂１００をあまり厚く塗布するとクラックが
生じやすくなるからである。また、仮にコアバック中立
軸より外径側でクラックが発生しても、内径側の絶縁樹
脂１００を外径側より薄く塗布すれば、発生したクラッ
クはコアバック中立軸付近で止まる。従って、スロット
１５ａの開口縁など樹脂割れが好ましくない個所でのク
ラック発生を防ぐことができる。
【００３８】図４のコアバックとティース１５ｃの軸方
向断面を図５に示す。本実施の形態の場合、固定子８の
軸方向端面１５ｆにおいて、コアバック中立軸の内径側
は３５μｍ、外形側は２０μｍの膜厚とし、スロット１
５ａの内壁面の軸方向中央は２０μｍとしている。ま
た、スロット１５ａの軸方向端面角部の絶縁樹脂１００
はＲ形状とし、固定子巻線１６との干渉によるクラック
発生を防止している。
【００３９】なお、積層鉄心１５０の周方向両端部１５
ｇは、他の部位より絶縁樹脂１００を薄く塗布すること
が望ましい。これは、この後積層鉄心１５０の周方向両
端部１５ｇを当接して円筒状の固定子鉄心１５を形成す
る際、当接部から絶縁樹脂１００にクラック発生しやす
く、隣接するティース１５ｃの絶縁樹脂１００が剥がれ
る恐れがあるからである。加えて、当接部の隙間によっ
て、固定子鉄心１５の磁気抵抗が悪化して出力に影響す
るため、マスキングなどで可能な限りこの部位への塗布
を抑えるのが望ましい。
【００４０】このように絶縁樹脂１００を塗布して得ら
れた積層鉄心１５０の各スロット１５ａに、上記従来例
図１５乃至図２１に示したごとく、雷状に形成されたコ
イル素線３０を折り曲げて形成した固定子巻線１６を挿
入する。ここで、固定子巻線１６をスロット１５ａに挿
入する際、スロット１５ａ内において固定子鉄心１５の
径方向に一列になるように挿入される。これにより、コ
イル挿入が規則正しく行われ、固定子巻線１６がスロッ
ト１５ａの内壁面に当たって絶縁樹脂１００が損傷する
ことを防ぎ、絶縁性を向上できる。
【００４１】さらに、積層鉄心１５０の周方向両端部１
５ｇを当接して円筒状の固定子鉄心１５を形成し、図１
に示すような固定子８となる。
【００４２】以上のように、固定子巻線１６とスロット
１５ａの内壁面との間の電気的絶縁に、従来用いられて
きた絶縁紙１９を廃して絶縁樹脂１００とすることによ
り、以下のような効果が得られる。
【００４３】すなわち、従来例では、絶縁手段として絶
縁紙１９を積層鉄心１５０に挿入するという非常に手間
のかかる作業をしなければならなかったが、本発明によ
れば、絶縁樹脂１００を積層鉄心１５０に一括して塗布
すれば良く、簡易に積層鉄心１５０に絶縁処理を施すこ
とができ、作業時間が短縮され、加えて、絶縁樹脂１０
０は絶縁紙１９よりも材料費が安く、コストの安い製品
を得ることできる。また、積層鉄心１５０は直線状であ
るため、スロット１５ａの固定子鉄心１５内周側の開口
部１５ｂが大きく開いており、絶縁樹脂１００を塗布し
やすい。
【００４４】また、絶縁樹脂１００の塗布により固定子
鉄心１５の剛性が高くなり、ティース１５ｃの変形を防
ぐことができ、変形に伴う出力低下や、絶縁紙１９の破
損による固定子巻線１５の短絡が防止できる。また、固
定子鉄心１５の剛性が高くなることにより、電磁音も低
減できる。
【００４５】また、コイルの発熱が絶縁樹脂１００を介
して効率よく固定子鉄心１５に伝わり、冷却性を向上さ
せることができる。絶縁紙１９を使用すると、絶縁紙自
体の熱伝導率の低さと、絶縁紙１９とスロット１５ａ内
壁面とは固着されておらず空気を介して接触しているた
め、熱伝導性が低くなる。しかし、絶縁樹脂１００は絶
縁紙１９より熱伝導率が高い上に、絶縁樹脂１００とス
ロット１５ａの内壁面とは空気を介さず固着されている
ため、コイルの発熱が効率よく固定子鉄心１５に伝わ
り、ブラケットに熱を逃がすことができ、冷却性が向上
する。
【００４６】また、絶縁紙１９とスロット１５ａ内壁面
とは固着されていないので、外部から水などが流入した
場合、固定子鉄心１５に水分が付着して錆を発生させ、
絶縁不良を起こす恐れがあるが、絶縁樹脂１００とスロ
ット１５ａの内壁面は完全に固着されているので、水分
が侵入することはなく、防錆効果が著しい。
【００４７】なお、上記実施の形態１では、絶縁樹脂１
００にエポキシ系の絶縁樹脂を用いたが、シリコン系の
絶縁樹脂を用いても良い。シリコン系の絶縁樹脂は、エ
ポキシ系の絶縁樹脂より減衰係数が大きく、発電機の回
転振動により絶縁樹脂１００に発生するクラックの発生
を防止できる効果が得られる。また、振動減衰効果によ
り電磁音も低減できる。
【００４８】実施の形態２．図６は、この発明の実施の
形態２による回転電機の固定子を示す斜視図、図７及び
図８は、固定子鉄心への巻線群の挿入工程図である。本
実施の形態では、上記実施の形態１とは異なり、縦１．
６ｍｍ×横１．４ｍｍ×角部Ｒ０．２ｍｍの矩形断面を
有する長尺の銅線３０からなる固定子巻線群１６を３組
有している。
【００４９】また、図９は、この発明の実施の形態２に
よる回転電機の固定子鉄心におけるスロット周方向の外
形図及び部分断面図である。図に示すように、スロット
１５ａの固定子鉄心外周側の内壁面を他の部位に塗布さ
れる絶縁樹脂１００より薄く設定している。これは、直
線状の積層鉄心１５０を円筒状に形成する際、スロット
１５ａの固定子鉄心外周側の内壁面は、他の内壁面より
変位が大きく、絶縁樹脂１００をあまり厚く塗布すると
クラックが生じやすくなるからである。
【００５０】また、スロット１５ａの固定子鉄心外周側
の内壁面に切り欠き１５ｈを設けたものである。この切
り欠き１５ｈによって、直線状の積層鉄心１５０を円筒
状に形成する際、鉄心に生じる変位は、この切り欠き部
１５ｇに集中するため、コアバックの他の部位の変位は
抑えられ、絶縁樹脂１００の剥離を防止できる。また、
積層鉄心１５０を曲げやすくし、より高い真円度を得る
ことができ、電磁音低減に寄与するという効果もある。
なお、絶縁樹脂１００を塗布する際、切り欠き１５ｈに
塗布される樹脂は、スロット１５ａ内壁面の他の部位よ
り薄い方が望ましい。これは、積層鉄心１５０を曲げた
とき、切り欠き１５ｈ近傍に変位を集中させているの
で、絶縁樹脂１００をあまり厚く塗布するとクラックが
生じやすくなるからである。なお、微小クラックが生じ
ても、切り欠き１５ｈによる空間があるため、固定子巻
線群１６との干渉による短絡不具合も発生し難くなる。
【００５１】また、図１０は、図９に示す積層鉄心のコ
アバック部とティース部の軸方向断面図である。図に示
すように、スロット深さ方向中央部の積層板１５ｄの板
厚が０．３５ｍｍに対して最端面の積層板１５ｅの板厚
を０．５ｍｍと厚くして、スロット１５ａの開口縁付近
における絶縁樹脂１００を厚く、且つＲ形状に形成して
いる。積層鉄心１５０に固定子巻線１６を挿入して円筒
状に形成する際、固定子巻線１６は、特に、スロット１
５ａの固定子鉄心端面１５ｆ側開口縁付近において接触
し、過大な応力が発生して絶縁皮膜が損傷する恐れもあ
るが、この個所の絶縁樹脂１００を厚く且つＲ形状と
し、さらに最端面積層板１５ｅの角部をテーパ形状とす
ることにより、固定子巻線１６がスロット１５ａの開口
縁付近で受けるダメージと、絶縁樹脂１００の剥離を軽
減して絶縁皮膜の損傷を防ぎ、絶縁性を向上させること
ができる。
【００５２】また、図９に示すように、積層鉄心１５０
への固定子巻線１６の挿入時や円筒成形時に、スロット
１５ａの内周側開口縁付近の絶縁性を確保するために、
絶縁樹脂１００を厚く形成している。このようにするこ
とで、挿入時の、固定子巻線１６とスロット１５ａの開
口縁との干渉による絶縁皮膜の損傷や、絶縁樹脂１００
の剥離を防ぐことができる。また、円筒成形時にティー
ス１５ｃ先端部が周方向に縮小、変形するが、同様に絶
縁性を確保できる。なお、本実施の形態では、内周側開
口縁の膜厚を厚く形成するために、上記実施の形態１と
は異なり、スロット１５ａの内周側開口より絶縁樹脂１
００の塗布を施している。
【００５３】また、本実施の形態では、コイル素線３０
の断面形状が、上記実施の形態１のような円形のもので
なく矩形のものを用いる。断面形状が円形のコイル素線
３０の場合、円形故に固定子巻線１６とスロット１５ａ
の内壁面との接触が点接触となり、接触部分に過大な応
力を発生させる。しかし、断面形状が本実施の形態のよ
うに矩形のコイル素線３０を用いれば、固定子巻線１６
とスロット１５ａの内壁面との接触が線接触となり、接
触部分における過大な応力の発生を抑制でき、絶縁樹脂
１００の剥がれ、コイルの絶縁皮膜の損傷を防ぐことが
できる。
【００５４】実施の形態３．図１１は、この発明の実施
の形態３による回転電機の固定子の固定子鉄心における
ティースの周方向断面図である。図１１に示すように、
固定子鉄心１５の端面１５ｆが凹凸形状に形成されてい
る。これにより、固定子鉄心１５の端面１５ｆと絶縁樹
脂１００との密着性が高まり、固定子巻線１６のスロッ
ト１５ａ挿入時における絶縁樹脂１００の剥離を防止す
ることができる。また、凹凸形状の形成は、ショット加
工などの表面処理工程で実施しても良い。
【００５５】また、図１１に示すように、スロット２４
の内壁面に凹凸形状を形成しても同様の効果が得られ
る。凹凸形状の形成は、例えば、スロット形状が打ち抜
かれた鋼板シートを積層して固定子鉄心１５を製作する
場合、ティース１５ｃにおいて、固定子鉄心周方向に大
きい寸法の積層板３６０ｄと、小さい寸法の積層板３６
１ｄとを交互に積層することにより凹凸形状を形成する
ことができる。また、同一周方向幅の積層板を交互にず
らして積層することによって凹凸形状としても良い。ま
た、図１２に示すように、積層板１５ｄの角部をＲ形状
とすることで凹凸形状に形成しても良い。
【００５６】なお、上記各実施の形態では、また、積層
鉄心１５０に絶縁樹脂１００を塗布し、この積層鉄心１
５０に固定子巻線１６を巻装してから積層鉄心１５０の
両端部１５ｇを当接して円筒状の固定子鉄心１５を形成
する例を説明したが、円筒状の固定子鉄心１５を形成し
た後に、固定子巻線１６を固定子鉄心１５に巻装しても
同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【００５７】また、固定子巻線として、長尺のコイル素
線３０を雷状に形成して折り曲げたものを想定して説明
を行って来たが、これに限るものではない。例えば、種
々の導体セグメント（略Ｕ字状、略Ｉ字状、略Ｊ字状導
体セグメントなど）を採用しても、同様の効果が得られ
ることは言うまでもない。また、特開平９−１０３５２
号公報に開示されるような非整列の波巻巻線でも良い。
この場合、同公報に開示されているように、あらかじめ
スロット内における配置状態に成形してスロットに挿入
するような工法を採れば、簡便に製造ができる。
【００５８】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、固定子鉄心は、軸方向に延びるスロットが周方向
に所定ピッチで複数形成された積層鉄心を備え、この積
層鉄心の少なくとも固定子鉄心の軸方向端面及びスロッ
ト内壁面に絶縁樹脂を塗布することにより固定子鉄心と
固定子巻線との間が絶縁され、スロットの内周側開口面
が内側となるように屈曲させて積層鉄心の周方向両端部
を当接させることにより円筒状に形成したので、固定子
の絶縁性能、冷却性能が高く、簡便に製造でき、高品質
でコストの安い回転電機の固定子を得られる効果があ
る。
【００５９】また、請求項２記載の発明によれば、固定
子鉄心の軸方向端面における絶縁樹脂は、スロット軸方
向中央部の内壁面より厚く塗布したので、巻線の絶縁皮
膜の損傷を防ぎ、絶縁性を向上させることができる効果
が得られる。
【００６０】また、請求項３記載の発明によれば、固定
子鉄心の内周側開口面近傍における絶縁樹脂は、スロッ
ト内壁面の他の部分より厚く塗布したので、巻線の絶縁
皮膜の損傷や、絶縁樹脂の剥離を防ぐことができる効果
が得られる。
【００６１】また、請求項４記載の発明によれば、固定
子鉄心の軸方向端面における絶縁樹脂がＲ形状または面
取り形状に塗布されているので、巻線の絶縁皮膜の損傷
を防ぎ、絶縁性を向上させることができる効果が得られ
る。
【００６２】また、請求項５記載の発明によれば、固定
子鉄心の軸方向端面がＲ形状または面取り形状に塗布さ
れているので、スロット開口縁付近の絶縁性樹脂をＲ形
状に塗布しやすくできる効果が得られる。
【００６３】また、請求項６記載の発明によれば、固定
子鉄心の軸方向端面の絶縁樹脂は、コアバック中立軸の
外径側より内径側を厚く塗布したので、スロット開口縁
における絶縁樹脂のクラック発生を防ぐことができる効
果が得られる。
【００６４】また、請求項７記載の発明によれば、スロ
ットの固定子鉄心外周側の内壁面における絶縁樹脂は、
内壁面の他の部分より薄く塗布したので、スロット内壁
面における絶縁樹脂のクラック発生を防ぐことができる
効果が得られる。
【００６５】また、請求項８記載の発明によれば、スロ
ットの固定子鉄心外周側の内壁面に切り欠きを設け、こ
の切り欠きにおいて、内壁面の他の部分より薄く絶縁樹
脂を塗布したので、スロット内壁面における絶縁樹脂の
クラック発生を防ぐことができる効果が得られる。
【００６６】また、請求項９記載の発明によれば、固定
子鉄心の軸方向端面は、凹凸形状に形成されているの
で、固定子鉄心の端面と絶縁性樹脂との密着性を高め
て、絶縁性樹脂の剥がれを防止することができる効果が
得られる。
【００６７】また、請求項１０記載の発明によれば、ス
ロット内壁面は、凹凸形状に形成されているので、スロ
ットの内壁面と絶縁性樹脂との密着性を高めて、絶縁性
樹脂の剥がれを防止することができる効果が得られる。
【００６８】また、請求項１１記載の発明によれば、積
層鉄心の周方向両端部における絶縁樹脂は、積層鉄心の
他の部分より薄く塗布したので、円筒成形時の当接部で
の絶縁樹脂におけるクラック発生を防ぐことができる効
果が得られる。また、当接部での隙間の発生を抑え、磁
気抵抗の悪化を防ぐことができる効果が得られる。
【００６９】また、請求項１２記載の発明によれば、絶
縁樹脂は、エポキシ系の絶縁樹脂であるので、被塗装物
に浸透しやすく、均一に塗布しやすい効果が得られる。
【００７０】また、請求項１３記載の発明によれば、絶
縁樹脂は、シリコン系の絶縁樹脂であるので、振動減衰
効果により電磁音の低減ができる効果が得られる。
【００７１】また、請求項１４記載の発明によれば、固
定子巻線は、スロット内において固定子鉄心の径方向に
一列になるように挿入されているので、コイル挿入が規
則正しく行われ、絶縁樹脂が損傷することを防ぎ、絶縁
性を向上できる効果が得られる。
【００７２】また、請求項１５記載の発明によれば、固
定子巻線は、略矩形の断面形状であるので、成形時、絶
縁性樹脂への損傷を防ぎ、また折り曲げやすく簡便に製
造できる効果が得られる。
【００７３】また、請求項１６記載の発明によれば、固
定子巻線は、固定子鉄心の端面側のスロット外で折り返
されて、所定スロット数ごとにスロット内でスロット深
さ方向に内層と外層とを交互に採るように巻装された巻
線を複数有し、固定子鉄心の端面側のスロット外で折り
返されたコイル素線のターン部が周方向に並んでコイル
エンド群を構成しているので、高品質でコストの安い回
転電機の固定子を得られる効果がある。
【００７４】また、請求項１７記載の発明によれば、こ
の発明に係る回転電機の固定子の製造方法は、スロット
形状が打ち抜かれた直線状の鋼板シートを積層して積層
鉄心を形成する工程、この積層鉄心の少なくとも固定子
鉄心の軸方向端面及びスロット内壁面に絶縁樹脂を塗布
する工程、絶縁樹脂の塗布された積層鉄心の周方向両端
部を当接して円筒状の固定子鉄心を形成する工程、この
固定子鉄心に固定子巻線を巻装する工程を含むので、固
定子の絶縁性能、冷却性能が高く、簡便に製造でき、高
品質でコストの安い回転電機の固定子の製造方法を得ら
れる効果がある。
【００７５】また、請求項１８記載の発明によれば、ス
ロット形状が打ち抜かれた直線状の鋼板シートを積層し
て積層鉄心を形成する工程、この積層鉄心の少なくとも
固定子鉄心の軸方向端面及びスロット内壁面に絶縁樹脂
を塗布する工程、この樹脂の塗布された積層鉄心に固定
子巻線を巻装する工程、この固定子巻線を巻装した積層
鉄心の周方向両端部を当接して円筒状の固定子鉄心を形
成する工程を含むので、固定子の絶縁性能、冷却性能が
高く、簡便に製造でき、高品質でコストの安い回転電機
の固定子の製造方法を得られる効果がある。
【００７６】また、請求項１９記載の発明によれば、絶
縁樹脂の塗布は、粉体静電塗装による塗布であるので、
被塗装物に浸透しやすく、均一に塗布しやすい効果が得
られる。
【００７７】また、請求項２０記載の発明によれば、絶
縁樹脂は、固定子鉄心のスロットの内周側開口面から塗
布するので、内周側開口縁の膜厚を厚く形成することが
できる効果が得られる。
【００７８】また、請求項２１記載の発明によれば、絶
縁樹脂は、固定子鉄心の軸方向から塗布するので、絶縁
樹脂が塗布しやすく、簡便に製造できる効果が得られ
る。
【００７９】また、請求項２２記載の発明によれば、固
定子巻線は、スロット内における配置状態にあらかじめ
成形された後、スロットに挿入されるので、簡便に製造
できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による回転電機の固
定子の固定子を示す斜視図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による回転電機の固
定子の積層鉄心の一部分を示す斜視図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による回転電機の固
定子の固定子鉄心に絶縁樹脂を塗布する静電粉体塗装装
置を示す構成図である。ある。
【図４】 この発明の実施の形態１による回転電機の固
定子の積層鉄心の一部を示す外形図及び断面図である。
【図５】 この発明の実施の形態１による回転電機の固
定子の積層鉄心の一部を示す断面図である。
【図６】 この発明の実施の形態２による回転電機の固
定子の固定子を示す斜視図である。
【図７】 この発明の実施の形態２による回転電機の固
定子の組み立て方法を示す斜視図である。
【図８】 この発明の実施の形態２による回転電機の固
定子の組み立て方法を示す斜視図である。
【図９】 この発明の実施の形態２による回転電機の固
定子の積層鉄心の一部を示す断面図である。
【図１０】 この発明の実施の形態２による回転電機の
固定子の積層鉄心の一部を示す断面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態３による回転電機の
固定子のティースを示す断面図である。
【図１２】 この発明の実施の形態３による回転電機の
固定子のティースを示す断面図である。
【図１３】 従来の回転電機を示す断面構成図である。
【図１４】 従来の回転電機の固定子を示す斜視図であ
る。
【図１５】 従来の回転電機の固定子のコイル素線を示
す斜視図である。
【図１６】 従来の回転電機の固定子のコイル素線を示
す斜視図である。
【図１７】 従来の回転電機の固定子のコイル素線を示
す全体図である。
【図１８】 従来の回転電機の固定子のコイル素線を示
す全体図である。
【図１９】 従来の回転電機の固定子の積層鉄心を示す
斜視図である。
【図２０】 従来の回転電機の固定子の固定子鉄心の組
み立て方法を示す斜視図である。
【図２１】 従来の回転電機の固定子の固定子鉄心の組
み立て方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１ フロントブラケット、２ リアブラケット、３ ケ
ース、４ プーリ、５ファン、６ シャフト、７ 回転
子、８ 固定子、９ スリップリング、１０ブラシ、１
１ ブラシホルダ、１２ 整流器、１３ 回転子コイ
ル、１５ 固定子鉄心、１５ａ スロット、１５ｃ テ
ィース、１５ｄ 積層板、１５ｆ 固定子鉄心の軸方向
端面、１５ｈ 切り欠き、１５ｇ 積層鉄心の両端部、
１６ 固定子巻線、１７ ヒートシンク、１８ レギュ
レータ、１９ 絶縁紙、２０、２１ ポールコア、２
２、２３ 爪状磁極、３０ コイル素線、５０ 静電ガ
ン、１００ 絶縁樹脂、１５０ 積層鉄心。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 19/22 Ｈ０２Ｋ 19/22 (72)発明者 片山 広記 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 大橋 篤志 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 浅尾 淑人 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H002 AA04 AA07 AB01 AB04 5H603 AA03 AA04 AA09 BB02 BB09 BB12 CA01 CA05 CB02 CB17 CB26 CC04 CD02 CD06 CD11 CD22 CD32 CD33 CE01 CE05 EE01 EE12 FA02 FA05 FA08 FA24 FA30 5H604 AA03 AA05 AA08 BB03 BB10 BB14 CC01 CC05 CC13 DA15 DA25 DB01 DB25 DB30 PB03 5H615 AA01 BB02 BB07 BB14 BB16 PP01 PP06 PP13 QQ02 QQ03 QQ06 QQ12 QQ26 RR02 RR05 RR07 SS05 SS09 SS16 SS33 SS37 TT26 TT34 5H619 AA03 AA04 AA05 AA11 BB02 BB06 BB15 BB17 PP01 PP04 PP14 PP25 PP30

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転子と、この回転子の外周に対向配置
    された固定子鉄心及びこの固定子鉄心に装着された固定
    子巻線を有する固定子とを備えた回転電機の固定子であ
    って、上記固定子鉄心は、軸方向に延びるスロットが周
    方向に所定ピッチで複数形成された積層鉄心を備え、こ
    の積層鉄心の少なくとも上記固定子鉄心の軸方向端面及
    びスロット内壁面に絶縁樹脂を塗布することにより上記
    固定子鉄心と上記固定子巻線との間が絶縁され、上記ス
    ロットの内周側開口面が内側となるように屈曲させて上
    記積層鉄心の周方向両端部を当接させることにより円筒
    状に形成したものであることを特徴とする回転電機の固
    定子。
  2. 【請求項２】 固定子鉄心の軸方向端面における絶縁樹
    脂は、スロット軸方向中央部の内壁面より厚く塗布した
    ことを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
  3. 【請求項３】 固定子鉄心の内周側開口面近傍における
    絶縁樹脂は、スロット内壁面の他の部分より厚く塗布し
    たことを特徴とする請求項１または２記載の回転電機の
    固定子。
  4. 【請求項４】 固定子鉄心の軸方向端面における絶縁樹
    脂がＲ形状または面取り形状に塗布されていることを特
    徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電
    機の固定子。
  5. 【請求項５】 固定子鉄心の軸方向端面がＲ形状または
    面取り形状に塗布されていることを特徴とする請求項１
    から４のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
  6. 【請求項６】 固定子鉄心の軸方向端面の絶縁樹脂は、
    コアバック中立軸の外径側より内径側を厚く塗布したこ
    とを特徴とする請求項1から５のいずれか一項に記載の
    回転電機の固定子。
  7. 【請求項７】 スロットの固定子鉄心外周側の内壁面に
    おける絶縁樹脂は、上記内壁面の他の部分より薄く塗布
    したことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に
    記載の回転電機の固定子。
  8. 【請求項８】 スロットの固定子鉄心外周側の内壁面に
    切り欠きを設け、この切り欠きにおいて、上記内壁面の
    他の部分より薄く絶縁樹脂を塗布したことを特徴とする
    請求項１から７のいずれか一項に記載の回転電機の固定
    子。
  9. 【請求項９】 固定子鉄心の軸方向端面は、凹凸形状に
    形成されていることを特徴とする請求項１から８のいず
    れか一項に記載の回転電機の固定子。
  10. 【請求項１０】 スロット内壁面は、凹凸形状に形成さ
    れていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一
    項に記載の回転電機の固定子。
  11. 【請求項１１】 積層鉄心の周方向両端部における絶縁
    樹脂は、上記積層鉄心の他の部分より薄く塗布したこと
    を特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の
    回転電機の固定子。
  12. 【請求項１２】 絶縁樹脂は、エポキシ系の絶縁樹脂で
    あることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項
    に記載の回転電機の固定子。
  13. 【請求項１３】 絶縁樹脂は、シリコン系の絶縁樹脂で
    あることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項
    に記載の回転電機の固定子。
  14. 【請求項１４】 固定子巻線は、スロット内において固
    定子鉄心の径方向に一列になるように挿入されているこ
    とを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載
    の回転電機の固定子。
  15. 【請求項１５】 固定子巻線は、略矩形の断面形状であ
    ることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に
    記載の回転電機の固定子。
  16. 【請求項１６】 固定子巻線は、固定子鉄心の端面側の
    スロット外で折り返されて、所定スロット数ごとに上記
    スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に
    採るように巻装された巻線を複数有し、上記固定子鉄心
    の端面側の上記スロット外で折り返された上記コイル素
    線のターン部が周方向に並んでコイルエンド群を構成し
    ていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一
    項に記載の回転電機の固定子。
  17. 【請求項１７】 スロット形状が打ち抜かれた直線状の
    鋼板シートを積層して積層鉄心を形成する工程、この積
    層鉄心の少なくとも固定子鉄心の軸方向端面及びスロッ
    ト内壁面に絶縁樹脂を塗布する工程、絶縁樹脂の塗布さ
    れた積層鉄心の周方向両端部を当接して円筒状の固定子
    鉄心を形成する工程、この固定子鉄心に固定子巻線を巻
    装する工程を含むことを特徴とする回転電機の固定子の
    製造方法。
  18. 【請求項１８】 スロット形状が打ち抜かれた直線状の
    鋼板シートを積層して積層鉄心を形成する工程、この積
    層鉄心の少なくとも固定子鉄心の軸方向端面及びスロッ
    ト内壁面に絶縁樹脂を塗布する工程、この樹脂の塗布さ
    れた積層鉄心に固定子巻線を巻装する工程、この固定子
    巻線を巻装した積層鉄心の周方向両端部を当接して円筒
    状の固定子鉄心を形成する工程を含むことを特徴とする
    回転電機の固定子の製造方法。
  19. 【請求項１９】 絶縁樹脂の塗布は、粉体静電塗装によ
    る塗布であること特徴とする請求項１７または１８記載
    の回転電機の固定子の製造方法。
  20. 【請求項２０】 絶縁樹脂は、上記固定子鉄心のスロッ
    トの内周側開口面から塗布することを特徴とする請求項
    １７から１９のいずれか一項に記載の回転電機の固定子
    の製造方法。
  21. 【請求項２１】 絶縁樹脂は、上記固定子鉄心の軸方向
    から塗布することを特徴とする請求項１７から１９のい
    ずれか一項に記載の回転電機の固定子の製造方法。
  22. 【請求項２２】 固定子巻線は、スロット内における配
    置状態にあらかじめ成形された後、上記スロットに挿入
    されることを特徴とする請求項１８から２１のいずれか
    一項に記載の回転電機の固定子の製造方法。
JP2001073860A 2001-03-15 2001-03-15 回転電機の固定子及びその製造方法 Expired - Lifetime JP3674523B2 (ja)

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