JP2007166731A - 回転電気モータ及びワニス含浸方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁紙とステータコアとの間にもワニスを供給させることを可能として冷却性能を向上させるた回転電気モータを提供する。
【解決手段】回転電気モータのステータコア１０に形成されたコイル収容溝部１９に絶縁紙２１を配置し、その絶縁紙２１の上から線材２０を巻回してコイル収容溝部１９に環状のコイル９を形成し、ステータコア１０から飛び出たコイルエンド９ａよりワニスを滴下してコイル９とステータコア１０間を絶縁してなる回転電気モータにおいて、コイル収容溝部１９の溝底角部と対応する位置に小孔であるワニス供給用開口部２２を形成し、そのワニス供給用開口部２２から絶縁紙２１とステータコア１０間にワニスを供給する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ステータコアに配置した環状のコイルにワニスを含浸させてなる回転電気モータ及びワニス含浸方法に関し、詳細には、コイルが配置されるコイル収容溝部に設けられる絶縁紙とステータコア間にもワニスが供給できるようにする技術に関する。

例えば、回転電気モータのステータコアに配置される環状のコイルは、導体との接触によるショートの回避及びコイルの補強のため、ワニスをコイル全体に含浸させる絶縁処理がなされている。

コイルにワニスを含浸させるには、ステータコアと電線との絶縁性を確保すると共に電線同士の固着や絶縁性の向上を図ることを目的としてステータコアのコイル収容溝部に絶縁紙を介在させている（例えば、特許文献１など参照）。
特開平６−３２７２０３号公報

しかしながら、コイルとコイル収容溝部との間に絶縁紙を介在させてしまうと、コイル端部から滴下されたワニスが絶縁紙に邪魔されてコイル収容溝部に供給されない。そのため、コイルで発生した熱がステータコアに逃げず放熱性が悪化し、回転電気モータの冷却性能が低下する。

そこで、本発明は、絶縁紙とステータコアとの間にもワニスを供給させることを可能として冷却性能を向上させることのできる回転電気モータ及びワニス含浸方法を提供することを目的とする。

本発明の回転電気モータは、ステータコアに形成されたコイル収容溝部に絶縁紙を配置し、その絶縁紙の上から線材を巻回して前記コイル収容溝部に環状のコイルを形成し、ステータコアから飛び出たコイル端部よりワニスを滴下してコイルとステータコア間を絶縁した構造である。そして、この回転電気モータでは、絶縁紙とステータコア間にワニスを供給するワニス供給用開口部を、前記絶縁紙に設けるようにする。

本発明のワニス含浸方法は、絶縁紙にワニス供給用開口部を設け、そのワニス供給用開口部から、コイル端部より滴下したワニスを前記絶縁紙と前記ステータコア間に供給させるようにする。

本発明の回転電気モータによれば、絶縁紙にワニス供給用開口部を設けたので、コイル端部に滴下したワニスが、このワニス供給用開口部を通して絶縁紙側からステータコア側に流れコイル収容溝部に供給されることになる。そのため、コイル収容溝部全体にワニスが行き渡り、コイルで発生した熱がステータコアに逃げることが可能となり、放熱性が向上し回転電気モータの冷却性能を高めることができる。

本発明のワニス含浸方法によれば、ワニス供給用開口部からワニスが絶縁紙とステータコア間に供給されるので、ワニスをコイル収容溝部全体に行き渡らせることができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

「ワニス含浸装置及び回転電気モータの構成」
図１はワニス含浸装置の概略構成図、図２はワニス含浸装置に取り付けられる回転電気モータの概略構成を示す拡大断面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は絶縁紙の拡大斜視図、図５は絶縁紙の展開図である。

ワニス含浸装置１は、図１に示すように、ワニスを滴下するワニス滴下部２と、ワニスを乾燥させる乾燥部３とを備えている。ワニス滴下部２は、回転電気モータＭを回転させると共に、この回転電気モータＭを乾燥部３まで進出させる回転駆動進退駆動部４を装置ベース５上に有している。

回転駆動進退駆動部４は、図２に示すように、駆動モータによって回転する主軸６を備えている。この主軸６の先端には、円板７が固定されている。そして、円板７の外周縁部には、乾燥部３側へ突出する拡張ピン８が円周方向等間隔に数本設けられている。拡張ピン８は、回転電気モータＭの構成部品である環状のコイル９を配置させたステータコア１０の内面に対してその先端側が接近離反する方向に移動可能となるように基端部を、前記円板７の外周部に対して連結させている。

また、主軸６の先端には、ネジ部１１によって締結固定される副軸１２が設けられている。この副軸１２には、拡張ピン８の先端部と接触するテーパ面１３ａを有した拡張用円板１３が取り付けられている。また、主軸６に固定される円板７には、副軸１２側に向けて突出する円筒部１４が設けられている。この円筒部１４の先端は、拡張用円板１３に形成されている環状溝１５に挿入されている。

このワニス含浸装置では、副軸１２を主軸６にねじ込むと、拡張用円板１３のテーパ面１３ａが拡張ピン８を外側へ押しやり、その押しやられた拡張ピン８がステータコア１０の内面を押圧付勢することにより、前記ステータコア１０を前記主軸１１に保持させる。

また、このワニス含浸装置では、主軸６の上方にノズル保持ブラケット１６を有している。このノズル保持ブラケット１６には、可撓性を有したワニス滴下用ノズル１７が４本取り付けられている。これらワニス滴下用ノズル１７は、何れもステータコア１０の外側に突出するコイル９のコイルエンド９ａの真上に配置されている。また、このワニス滴下用ノズル１７は、回転電気モータＭの軸芯方向に沿って移動自在とされ、ワニスの滴下位置を可変可能となっている。

回転電気モータＭは、図２に示すように、円筒状のステータコア１０と、このステータコア１０の内面に複数形成されたコイル収容溝部（スロット）に線材を巻回して形成された環状のコイル９と、図示を省略するロータとからなる。

ステータコア１０は、図示は省略するがリング状の厚みの薄い鋼板を多数枚積層して構成され、全体として円筒状とされている。このステータコア１０の内面には、図３に示すように、断面略Ｕ字形状のスロットとして機能するコイル収容溝部１９が所定間隔を置いて複数形成されている。

コイル９は、線材２０を各コイル収容溝部１９に複数巻回することにより形成される。このコイル９の両端部は、縛り糸により成形されてコイルエンド９ａとされ、その一方のコイルエンド９ａからはリード線１８が導出されている。

コイル９とコイル収容溝部１９との間には、ステータコア１０と電線２０とがショートしないように絶縁性確保を目的として絶縁紙２１が介在されている。絶縁紙２１は、図４及び図５に示すように、コイル収容溝部１９に挿入されたときにステータコア１０の両端から僅かに突出し得る程度の長さとされると共にコイル収容溝部１９の内面をほぼ覆う大きさに形成されている。

この絶縁紙２１は、コイル収容溝部１９の溝底１９ａと対応する底部２１ａと、コイル収容溝部１９の両側面１９ｂと対応する側面部２１ｂ、２１ｂとを有した断面略Ｕ字形状をなす長尺体として形成されている。また、この絶縁紙２１の両端部には、コイル収容溝部１９から抜け落ちないように折返し部２１ｃが形成されている。

さらに、絶縁紙２１には、コイル収容溝部１９の溝底角部と対応する位置に複数の小孔として形成されるワニス供給用開口部２２が形成されている。かかるワニス供給用開口部２２は、コイル端部であるコイルエンド９ａより滴下したワニスを、絶縁紙２１とステータコア１０（コイル収容溝部１９）の間に供給させる役目をする。ワニス供給用開口部２２の直径としては、コイル収容溝部１９の溝底角部のＲ形状と絶縁紙２１の厚みと電線２０の直径とを考慮して約０．５ｍｍ程度とすることが好ましい。但し、そのワニス供給用開口部２２の直径が０．５ｍｍ未満のときには、当該ワニス供給用開口部２２を通してワニスが浸透し難くなる。また、ワニス供給用開口部２２の直径を、使用する電線２０の直径よりも小さくすることで、ステータコア１０と電線２０とが接触する可能性を低減できる。

本実施の形態では、絶縁紙２１の長手方向に沿ってほぼ所定間隔を置いてワニス供給用開口部２２を、両方の溝底角部と対応する位置に複数形成している。ワニス供給用開口部２２は、この他図６に示すように、溝底角部に加えてコイル収容溝部１９の両側面１９ｂと対応する側面部２１ｂ、２１ｂに形成してもよい。または、図７に示すように、その溝底角部と両側面１９ｂと対応する位置に形成したワニス供給用開口部２２の数を減らしてもよい。さらには、図８に示すように、溝底角部には形成せずに両側面１９ｂと対応する位置にのみワニス供給用開口部２２を形成してもよい。

［ワニス含浸方法］
次に、前記したワニス含浸装置１を使用してコイル９にワニスを含浸させるワニス含浸方法について説明する。

先ず、図２に示すように、コイルエンド９ａより導出されたリード線１８の根元部１８ａにワニスを数滴滴下させる。ワニスの滴下は、例えばスポイトなどを使用して行う。滴下するワニスとしては、例えば液状の熱硬化性樹脂、具体的には、エポキシ樹脂又はポリエステル樹脂などを使用する。

次に、ステータコア１０を、前記したワニス含浸装置１の主軸６に取り付け、拡張ピン８の付勢力によって当該主軸６に保持固定させる。次いで、回転駆動進退駆動部４を動作させて、ステータコア１０を、前記した乾燥部３内に進入させる。この乾燥部３では、主軸６を回転させながら予備加熱を行う。予備加熱は、炉内温度を約１２０℃程度まで昇温させてコイル９を加熱する。

その結果、環状に巻回されたコイル９は、この予備加熱によってその巻き付けによる残留応力を開放させる。また、この予備加熱を行うと、リード線１８の根元部１８ａに数滴滴下されたワニス２２は、ゲル化して固まり、ワニス浸透防止部を形成する。

次に、回転駆動進退駆動部４を動作させてステータコア１０を乾燥部３から取り出す。そして、図１に示す状態において、回転駆動進退駆動部４の主軸６の回転動作によりステータコア１０を回転させながらワニス滴下用ノズル１７からワニスを連続してコイルエンド９ａに滴下させる。

コイルエンド９ａにワニスを滴下すると、毛細管現象によってワニスが各線材２０を伝ってコイル収容溝部１９に収容されたコイル９全体に浸透する。また、ワニスは、絶縁紙２１に形成されたワニス供給用開口部２２を通して絶縁紙２１側からステータコア１０側に流れ、当該絶縁紙２１とコイル収容溝部１９との隙間に流れ、当該コイル収容溝部１９全体に広がる。通常、絶縁紙２１とコイル収容溝部１９との間にはワニスが流れ込まないが、絶縁紙２１にワニス供給用開口部２２を形成することでワニスがステータコア１０の方へ流れ出ることになる。

次に、ワニス滴下処理が終了したら回転駆動進退駆動部４を動作させてステータコア１０を再び乾燥部３内に進入させ、ワニスを本乾燥させる。ワニスの本乾燥は、ワニスの種類により加熱温度および加熱時間が異なるので、使用するワニスに適した条件の下に行う。本乾燥が終了したら、回転駆動進退駆動部４を動作させてステータコア１０を乾燥部３から取り出すと共に主軸６からステータコア１０を取り外す。そして最後に、ステータコア１０を冷却する。

［本実施の形態による効果］
本実施の形態によれば、絶縁紙２１とステータコア１０間にワニスを供給するワニス供給用開口部２２を当該絶縁紙２１に設けたので、このワニス供給用開口部２２からワニスがステータコア１０へと流れ、絶縁紙２１とステータコア１０（コイル収容溝部１９）間にワニスを供給させることができる。その結果、ステータコア１０がワニスで含浸されることで（コイル収容溝部１９の内面全体がワニスで濡れるので）回転電気モータＭの放熱性が高まり冷却性能が向上する。

また、本実施の形態によれば、コイル収容溝部１９の溝底角部と対応する位置にワニス供給用開口部２２を設けたので、コイル収容溝部１９の溝底１９ａのみならず両側面１９ｂにもワニスがこのワニス供給用開口部２２を通して流れ出ることになるので、当該コイル収容溝部１９全体にワニスを行き渡らせることができる。

また、本実施の形態によれば、コイル収容溝部１９の側面１９ｂと対応する位置にワニス供給用開口部２２を設けることで、さらにワニスをコイル収容溝部１９全体にまんべんなく供給できる。

また、本実施の形態によれば、ワニス供給用開口部２２を直径０．５ｍｍ程度としたことで、電線２０とステータコア１０が擦れて電線表面の絶縁皮膜を傷つけることなく電線２０をコイル収容溝部１９に設けることができる。

［その他の実施の形態］
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能である。

例えば、図９及び図１０に示すように、絶縁紙２１の長手方向両端部に切り欠き２３を形成し、その切り欠き２３がステータコア１０から飛び出るようにし、且つその絶縁紙２１の両端部を折り返してもよい。切り欠き２３は、折返し部２１ｃの底部２１ａと側面部２１ｂの一部に掛けて形成される。また、この切り欠き２３は、コイル収容溝部１９への装着側に向けて形成され、ワニス滴下される際に上向きに設けられる。

この切り欠き２３を設けた絶縁紙２１を使用した場合は、図１１に示すように、ステータコア１０の両端部から飛び出した絶縁紙２１に切り欠き２３が露出する。このため、コイルエンド９ａに滴下されたワニスは、切り欠き２３から絶縁紙２１とステータコア１０（コイル収容溝部１９）との間に流れ込んで行く。図１２は、図１１におけるＢ−Ｂ線位置での断面を示す。

本実施の形態によれば、絶縁紙２１が片側に寄せられる事態が起こった場合でも、ステータコア１０から飛び出た絶縁紙２１の切り欠き２３から当該絶縁紙２１とコイル収容溝部１９との間にワニスを供給させることができる。したがって、絶縁紙２１とコイル収容溝部１９との間にワニスを供給することができることになるから、回転電気モータＭの放熱性が高まり冷却性能を向上させることができる。

ワニス含浸装置の概略構成図である。 ワニス含浸装置に取り付けられる回転電気モータの概略構成を示す拡大断面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 絶縁紙の拡大斜視図である。 図４の絶縁紙の展開図である。 絶縁紙の他の例を示す展開図である。 絶縁紙のさらに他の例を示す展開図である。 絶縁紙のさらに他の例を示す展開図である。 絶縁紙の折返し部に切り欠きを形成した絶縁紙の拡大斜視図である。 図９の絶縁紙の展開図である。 図９の絶縁紙をステータコアに設けた回転電気モータの概略構成を示す拡大断面図である。 図１１のＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１…ワニス含浸装置
２…ワニス滴下部
３…乾燥部
９…コイル
９ａ…コイルエンド
１０…ステータコア
１８…リード線
１９…コイル収容溝部
２０…線材
２１…絶縁紙
２１ｃ…折返し部
２２…ワニス供給用開口部
２３…切り欠き

Claims (6)

1. 回転電気モータのステータコアに形成されたコイル収容溝部に絶縁紙を配置し、その絶縁紙の上から線材を巻回して前記コイル収容溝部に環状のコイルを形成し、ステータコアから飛び出たコイル端部よりワニスを滴下してコイルとステータコア間を絶縁してなる回転電気モータにおいて、
   前記絶縁紙と前記ステータコア間に前記ワニスを供給するワニス供給用開口部を、前記絶縁紙に設けた
   ことを特徴とする回転電気モータ。
2. 請求項１に記載の回転電気モータであって、
   前記ワニス供給用開口部は、前記コイル収容溝部の溝底角部と対応する位置に設けられている
   ことを特徴とする回転電気モータ。
3. 請求項１または請求項２に記載の回転電気モータであって、
   前記ワニス供給用開口部は、前記コイル収容溝部の側面と対応する位置に設けられている
   ことを特徴とする回転電気モータ。
4. 請求項１から請求項３の何れか一つに記載の回転電気モータであって、
   前記ワニス供給用開口部は、直径０．５ｍｍの小孔からなる
   ことを特徴とする回転電気モータ。
5. 請求項１から請求項４の何れか一つに記載の回転電気モータであって、
   前記絶縁紙の長手方向両端部に切り欠きを形成し、その切り欠きが前記ステータコアから飛び出るようにし、且つその絶縁紙の両端部を折り返した
   ことを特徴とする回転電気モータ。
6. 環状のコイルを絶縁紙を介してコイル収容溝部に配置させた回転電気モータのステータコアを回転させながらステータコアから飛び出たコイル端部よりワニスを滴下してコイル全体にワニスを含浸させるワニス含浸方法において、
   前記絶縁紙にワニス供給用開口部を設け、そのワニス供給用開口部からワニスを前記絶縁紙と前記ステータコア間に供給させる
   ことを特徴とするワニス含浸方法。

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