JP2017085774A - ワニス処理装置、ワニス処理方法、及び、回転電機製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業性が良好で、且つ、回転電機に対して電気的な信頼性を付与させることが可能なワニス処理装置等を提供すること。【解決手段】回転電機の固定子又は回転子を形成させるべく用いられ、前記固定子用のコア又は前記回転子用のコアに装着されたコイルに対してワニスによる被膜を形成させるためのワニス処理装置であって、前記コイルに前記ワニスを供給するための供給部を備え、該供給部が、前記コイルに当接される当接部材と、コイルに当接させた前記当接部材を通じて該コイルに前記ワニスを供給するワニス供給機構とを備え、前記当接部材が、当接させた前記コイルの形状に応じて変形可能な柔軟性を有しているワニス処理装置を提供する。【選択図】 図５

Description

本発明は、ワニス処理装置、ワニス処理方法、及び、回転電機製造方法に関する。

従来、車載用の回転電機として、エンジンの回転による運動エネルギーを電気的なエネルギーに変換するための発電機や、バッテリーに蓄えられた電気的なエネルギーを駆動エネルギーに変換するための電動機などが知られている。

このような回転電機の主構成要素の一つであるステータ（固定子）としては、複数のスロットをもつステータコア（固定子鉄心）と、回転電機の回転軸方向におけるステータコアの両端面からそれぞれ外側に突出するコイルエンドを形成しながらスロットに装着されたコイル（ステータコイル）とを備えたものが知られている。
また、ステータとともに回転電機を構成するロータ（回転子）についても、複数のスロットをもつロータコア（回転子鉄心）と、このロータコアのスロットに装着されたコイル（ロータコイル）とを備えたものが知られている。

前記ステータコイルは、通常、軟銅線などの導体にエナメル被膜によって絶縁被覆がされた巻線などの絶縁被覆導体によって形成されている。
また、近年において、前記コイルは、導体サイズの大きな平角エナメル線をＵ字状に折り曲げて、略平行する２本の直線状の脚部と該脚部の一端を接続する頭部とを有する“セグメント導体”と呼ばれる部材によって形成されたりしている（下記特許文献１参照）。

前記ステータや前記ロータを形成させる際には、コアのスロットにコイルを収容させた後に、該スロット内壁面とコイルとの間の隙間や前記コイルの線間の隙間にワニスを充填し、該ワニスを硬化させてコイル全体とコアとを一体的なものにさせるワニス処理が行われている（下記特許文献２参照）。

前記ワニス処理は、コイルに本来備わっているエナメル被膜に対して新たなる被膜を形成して絶縁信頼性を向上させる目的の他、コイルを形成している絶縁被覆導体の線間にワニスを含浸させることによって当該線間から空隙を除去して部分放電開始電圧を向上させる目的で実施されたりもしている。

特開２００５−１２４３８８号公報 国際公開第２００４／０９８０２８号公報

ところで、従来のワニス処理は、適度に粘度調整がされた液体状のワニスをコイルに対して自然滴下させ、該ワニスをスロット内壁面とコイルとの隙間やコイル線間の隙間に浸透させる方法で実施されている。
ここで、ワニスをコイルに対して自然滴下させる場合には、その滴下位置を正確にコントロールすることが難しい。
例えば、一般的なステータコアは、円筒形状でその内周側にスロットが形成されており、軸方向両端面において前記スロットを開口させている。
そしてステータコアにコイルを装着した状態においては、前記開口の径方向外端及び径方向内端に対してワニスを滴下させ易い状態になっているものの径方向中央部はコイルが邪魔になって前記開口に対してワニスを直接滴下させることが難しい。
このため、スロット内壁面とコイルとの間、及び、コイル線間の全ての隙間にワニスを充填させ易くするためには、浸透力の高い低粘度なワニスをワニス処理に用いる必要がある。

しかしながら、低粘度なワニスを用いてワニス処理を実施すると、コイルに対して信頼性に優れた厚い被膜を形成し難くなるという問題がある。
従って、従来のワニス処理は、その作業性を良好なものにすることと、回転電機に対して電気的な信頼性を付与させることとの両立を図ることが困難になっている。
また、このことから従来の回転電機は、電気的信頼性に優れたものを容易に製造することが困難になっている。

本発明は、上記のような問題の解決を図ることを課題としており、作業性が良好で、且つ、回転電機に対して電気的な信頼性を付与させることが可能なワニス処理方法及びワニス処理装置を提供し、ひいては製造容易で電気的信頼性に優れた回転電機を製造できる回転電機製造方法を提供することを課題としている。

本発明は、回転電機の固定子又は回転子を形成させるべく用いられ、前記固定子用のコア又は前記回転子用のコアに装着されたコイルに対してワニスによる被膜を形成させるためのワニス処理装置であって、前記コイルに前記ワニスを供給するための供給部を備え、該供給部が、前記コイルに当接される当接部材と、コイルに当接させた前記当接部材を通じて該コイルに前記ワニスを供給するワニス供給機構とを備え、前記当接部材が、当接させた前記コイルの形状に応じて変形可能な柔軟性を有しているワニス処理装置である。

また、本発明のワニス処理装置においては、好ましくは、前記当接部材が、複数の毛状体を束ねてなる刷毛部材である。

また、本発明は、回転電機の固定子又は回転子を形成させるべく、前記固定子用のコア又は前記回転子用のコアに装着されたコイルに対してワニスによる被膜を形成させるワニス処理方法であって、前記コイルに前記ワニスを供給するための供給部を備えたワニス処理装置を用い、前記供給部が前記コイルに当接される当接部材及び該当接部材に前記ワニスを供給するワニス供給機構を備え、前記当接部材が当接させた前記コイルの形状に応じて変形可能な柔軟性を有しており、コイルに当接させた前記当接部材に対して前記ワニス供給機構によってワニスを供給し、該ワニスを前記当接部材を通じて前記コイルに供給し、該コイルに供給した前記ワニスを硬化させて前記被膜を形成させるワニス処理方法である。

さらに、本発明のワニス処理方法においては、好ましくは、複数のスロットが前記コアに備えられ、前記コイルが前記スロットに収容されて前記コアに装着されており、前記当接部材を通じて供給したワニスを、前記コアのスロット内壁面とコイルとの間の隙間に充填し、該充填したワニスを硬化させる。

また、本発明のワニス処理方法においては、好ましくは、前記当接部材が、複数の毛状体を束ねてなる刷毛部材である。

さらに、本発明は、回転電機の固定子又は回転子を形成させるべく、前記固定子用のコア又は前記回転子用のコアに装着されたコイルに対してワニスによる被膜を形成させるワニス処理が実施される回転電機製造方法であって、
前記ワニス処理方法によって前記ワニス処理を実施する回転電機製造方法である。

本発明によれば、ワニス処理においてコイルに当接させた当接部材を通じて当該コイルにワニスが供給されるため、ワニスを自然滴下させるような場合に比べてワニスの供給位置を正確に設定し易い。
しかも、ワニスをコイルに供給するために、当該コイルとの当接によって変形する当接部材が用いられることから、コイルの線間などの微細な隙間の奥深くまで当該当接部材を当接させ得る。
即ち、本発明においては、前記当接部材を用いることにより粘度の高いワニスでも狭い隙間の奥深くに容易に到達させ得る。
従って、本発明によれば、作業性が良好で、且つ、回転電機に対して電気的な信頼性を付与させることが可能なワニス処理方法及びワニス処理装置を提供することができ、製造容易で電気的信頼性に優れた回転電機を提供することができる。

一実施形態のステータの一例を示した概略斜視図。 図１のステータの一部を拡大して示した概略斜視図。 図１のステータの断面構造を模式的に示した概略断面図。 セグメント導体を用いたコイル形成方法を模式的に示した概略正面図。 一実施形態のワニス処理装置を示した概略斜視図。 試験例における評価用試料（試料２Ａ）の作製方法を模式的に示した概略斜視図。

本発明の実施の形態について、ワニス処理によってステータを形成させる場合を例にし、図面を参照しつつ説明する。
まず、はじめに前記ステータについて図１〜３を参照しつつ説明する。
図１は、電気自動車やハイブリッド自動車の駆動用モータに組み込まれているステータを表す概略斜視図であり、セグメント導体によってコイルが形成されてなるステータを表す概略斜視図である。
また、図２は、図１のステータを天地逆にし、図１の矢印「ｘ」の方向から見たステータの様子を、要部を拡大して示した概略斜視図である。
さらに、図３は、図１のステータを水平面によって切断した場合の断面構造について要部を拡大して示したもので、一つのスロットの断面状況を示した概略断面図である。
また、この図３正面視左側の丸囲いによる図は、右図Ｙ部の概略拡大図である。

なお、図１は、前記ステータコア（回転電機用コア）１０の内側の中空部分が上下方向に貫通した状態となるようにステータ１を縦置きした様子を示しており、この図にも示されているように、前記ステータ１は、短い円筒形状のステータコア１０と、該ステータコア１０に装着されたコイル２０とを有する。
即ち、図１に示したステータ１は、前記コイルエンド２０ａ，２０ｂがステータコア１０の上下に配されており、以下においては、上側のコイルエンド２０ａを「第一コイルエンド」、下側のコイルエンド２０ｂを「第二コイルエンド」、とそれぞれ呼び分けることがある。

円筒形状の前記ステータコア１０は、その内面側に複数条のスロット１１が形成されており、この複数条のスロット１１が、ステータコア１０の周方向（矢印Ｂの方向）に所定の間隔を設けて互いに略平行するようにして配設されている。
該スロット１１は、ステータコア１０の全長にわたって形成されており、ステータコア１０の上端面１０ａ、及び、下端面１０ｂには、図３に示したようなスロット１１の断面形状と同形状の開口部１１ｂが形成されている。

前記ステータコア１０においては、上記のように複数のスロット１１が並行することから、その間が板状となっている。
この板状突起１２は、“ティース”などと呼ばれるもので、該ティース１２は、ステータコア１０の内側から該ステータコアの中心に向けて突出した状態で複数形成されている。
なお、前記ティース１２は、突出方向先端部にステータコア１０の周方向に広がる広幅に形成された広幅部１２ａを有しており、断面略Ｔ字状となっている。
そして、前記スロット１１は、ティースの広幅部１２ａに該当する箇所から径方向外側がコイル収容箇所となっており、ステータコア１０の内周面側においては周方向における幅が前記コイル収容箇所に比べて狭い線状開口部１１ａを形成させている。

このステータコア１０のスロット１１には、Ｕ字状に折り曲げ加工された平角エナメル線からなるセグメント導体の脚部がそれぞれ４本ずつ収容されており、径方向内側から外向きに一列に並んだ状態で計４本の脚部が収容されている。
本実施形態のステータ１は、これらのセグメント導体が互いに電気的に接続されて前記コイル２０が形成されている。
なお、この４本の脚部とスロット１１の内壁面との間にスロット絶縁紙４０が介装されており、一番内周側の平角エナメル線とティース１２の広幅部１２ａとの間にはスロット内から線状開口部１１ａに蓋をするような形でウェッジ６０が介装されている。

なお、前記セグメント導体は、直線状の２本の脚部と該脚部の一端を曲線状に接続する頭部とを有し、前記２本の脚部を略平行させて前記Ｕ字状に形成されている。
本実施形態のステータ１におけるコイル２０は、前記頭部によって接続されている側とは逆側となる脚部の他端側に当該脚部を略Ｓ字状に屈曲させてなる屈曲部２１１を有しているとともに該屈曲部２１１の先端にエナメル被膜（絶縁被覆）が除去された導体露出部２１１ａを有しており、異なるセグメント導体の前記導体露出部２１１ａが溶接されることによって形成されている。
従って、前記コイル２０は、前記第一コイルエンド２０ａをセグメント導体の前記頭部によって形成させるとともに前記第二コイルエンド２０ｂを前記屈曲部２１１によって形成させている。

なお、本実施形態の前記コイル２０は、前記導体露出部２１１ａの表面に前記エナメル被膜とは別のワニスの硬化被膜が形成されて絶縁被覆が施されている。
また、本実施形態のステータ１は、この導体露出部２１１ａに対して絶縁被覆を施しているものと同じワニスが両コイルエンド２０ａ，２０ｂやスロット内においてコイル線間に含浸硬化されており、前記コイル２０とステータコア１０のスロット内壁面との間の空隙部にも前記ワニスが含浸硬化されている。

該ワニスによる導体露出部２１１ａにおける絶縁被膜の形成や、線間含浸は、本実施形態の回転電機製造方法におけるワニス処理によって形成されている。

以下に、図４を参照しつつ、本実施形態のワニス処理方法たるワニス処理工程を含む回転電機製造方法について説明する。
前記回転電機製造方法においては、複数のセグメント導体２０ｘ，２０ｘ’をステータコア１０にセットしてコイル２０を形成させるコイル形成工程を実施した後に、該コイルをワニス処理するワニス処理工程を実施する。
なお、以下においては、セグメント導体の脚部に関し、頭部によって接続されている一端側を脚部の“基端”と称し、他端側を脚部の“先端”と称してコイル形成工程やワニス処理工程を説明する。

前記コイル形成工程は、例えば、以下の（ａ）〜（ｄ）の工程を順に行うことにより実施することができる。
（ａ）長さがスロット１１よりも長い２本の直線状の脚部と、該脚部の一端側をアーチ状に接続する頭部とを有するＵ字状のセグメント導体を複数用意し、次いで用意した前記セグメント導体２０ｘ，２０ｘ’の前記脚部２１ｘ，２１ｘ’の先端におけるエナメル被膜を剥離除去し、該脚部先端に導体を露出させた導体露出部２１ａｘ，２１ａｘ’を形成させる口出し工程。

（ｂ）前記ステータコア１０のスロット１１に、該スロットの内壁面に沿うように折り曲げられたスロット絶縁紙４０を収容させるとともにセグメント導体２０ｘ，２１ｘ’の脚部２１ｘ，２１ｘ’の先端を前記ステータコア１０の一端側からスロット絶縁紙４０の内側に差し入れ、前記先端がステータコア１０の他端面よりも突出するようにしてセグメント導体をスロット１１に収容させる導体収容工程（図４（ロ）参照）。

（ｃ）前記導体収容工程によってスロット１１に収容させたセグメント導体２０ｘ，２１ｘ’をステータコア１０の端面よりも脚部突出方向僅かに外側において周方向Ｂに向かって傾倒するように折り曲げた後に、前記導体露出部２１ａｘ，２１ａｘ’を含む先端部分を逆向きに折り曲げて前記屈曲部２１１となる部分を形成させる導体屈曲工程（図４（ハ）参照）。

（ｄ）電気的に接続すべきセグメント導体２０ｘ，２１ｘ’の導体露出部２１ａｘ，２１ａｘ’どうしを接近させてこれらを溶接し、該セグメント導体どうしを電気的に接続して、ステータコアにコイルが装着されたコイル装着体を作製する導体接続工程。

なお、前記口出し工程（ａ）における絶縁被覆の除去は、カッターナイフや回転砥石などの切削工具を用いて実施することができる。

また、前記導体収容工程（ｂ）は、例えば、複数のセグメント導体２０ｘ，２０ｘ’を、前記脚部２１ｘ，２１ｘ’の先端が上方となり前記頭部２２ｘ，２２ｘ’が下方に位置するようにして前記ステータコア１０への装着状態と同様になるように配置し、この配置されたセグメント導体の上方にスロット絶縁紙４０がスロット１１に収容されたステータコア１０を配置して、前記セグメント導体と前記ステータコアとを上下方向に相対移動させて実施することができる。
このような方法を採用することで全てのセグメント導体を一度にステータコア１０に収容させることができる。
なお、本実施形態においては、このような一度の操作で全てのセグメント導体をステータコアに装着する方法に代えて、単にセグメント導体を一つずつ順番にステータコア１０のスロット１１に収容させる方法で導体収容工程（ｂ）を実施しても良い。

前記導体屈曲工程（ｃ）は、例えば、前記脚部２１ｘ，２１ｘ’の先端部をスロット１１から突出している部分の根元において折り曲げて周方向Ｂに傾倒させ、該脚部２１ｘ，２１ｘ’の先端が一旦溶接位置を通り過ぎる状態となるまで折り曲げた後に、前記導体露出部２１ａｘ，２１ａｘ’が溶接位置において軸方向Ａにまっすぐに立ち上がる状態となるように再び脚部の先端側を根元の折り曲げ方向とは逆向きに折り曲げて実施することができる。

前記導体接続工程（ｄ）は、例えば、前記導体露出部２１ａｘ，２１ａｘ’を溶接することで実施でき、該溶接としては、ティグ溶接などのアーク溶接、ガス溶接といった融接方法；スポット溶接などの圧接方法；半田等のロウ材を用いたロウ付け方法；などにより実施することができる。

この導体接続工程（ｄ）により全てのセグメント導体を溶接した後は、ステータコアの一端側（図４において下側）に前記頭部２２ｘ，２２ｘ’による第一コイルエンド２０ａが形成されるとともに前記一端側とは逆側となるステータコアの他端側において前記屈曲部２１１による第二コイルエンド２０ｂが形成されることになる。

前記導体接続工程（ｄ）によって作製されたコイル装着体は、第二コイルエンド２０ｂにおいて導体が一部露出した状態になっていることからそのままの状態ではステータとして用いることができない。
従って、本実施形態においては、このコイル装着体に対して以下のワニス処理工程（ｅ）を実施し、導体露出箇所に絶縁被膜を形成させて前記ステータを作製する。
該ワニス処理工程（ｅ）は、例えば、下記（ｅ１）〜（ｅ３）の工程を順に行うことにより実施することができる。

（ｅ１）熱硬化性を有し、活性エネルギー線によっても硬化反応を生じさせることが可能なワニスを用意し、該ワニスを適度な粘度に調整するワニス準備工程。

（ｅ２）ステータコア１０に装着したコイルにワニスを供給し、該コイルにウェット状態の被膜（ウェット被膜）を形成するとともに該被膜に前記活性エネルギー線を照射する供給工程。

（ｅ３）前記供給工程によってゲル化された被膜（ゲル被膜）を加熱することにより、前記ワニスを硬化させて硬化状態の被膜（硬化被膜）を形成する熱硬化工程。

なお、前記ワニス準備工程（ｅ１）において用いる熱硬化性のワニスが、活性エネルギー線の照射によって硬化反応を示すかどうかが当該ワニスの成分などから不明である場合は予めワニス単体に対し、赤外光、可視光、紫外光といった光線、電子線、Ｘ線などの活性エネルギー線を照射し、該ワニスの粘度が向上するかどうかを確認すればよい。
また、前記ワニスは、上記例示の活性エネルギー線、又は、上記例示以外の活性エネルギー線の内、何れか一つに対して硬化反応を示せばよく、全ての活性エネルギー線によって硬化可能である必要性はない。
本実施形態のワニス処理工程においては、これらの中でも照射源を比較的容易に調達し易く、前記照射工程において厳重な管理を要しない点において前記光線により硬化可能なワニスを用いることが好ましい。
このような感光性且つ熱硬化性を有するワニスとしては、例えば、ラジカル重合可能なモノマーを主成分とし、該モノマー中に光の照射によってラジカルを発生させるラジカル発生剤を分散させたものを挙げることができる。

前記ワニス準備工程（ｅ１）においては、ワニスを低粘度なものとする方が、前記供給工程における回転電機用コアのコイル表面上でのワニスの濡れ広がりや、コイル線間等への含浸を良好にさせうる。
一方で、ワニスを高粘度なものとする方が、前記ウェット被膜の厚みを厚くさせることができるとともに線間での保持も良好になり、前記供給工程や前記熱硬化工程におけるコイル表面などからのワニスの脱離を抑制させることができる。
従って、良好なる作業性を確保しつつ電気的な信頼性の高いステータを作製するのに有利となる点においては、前記ワニスがある程度の粘度となっていることが好ましく、一般的な電気自動車やハイブリッド自動車の駆動用モータに用いられるようなステータを作製する場合であれば、前記ワニスの粘度は２５℃において０．０５Ｐａ・ｓ以上１０．０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、１．０Ｐａ・ｓ以上５．０Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましい。
なお、ここでいう「粘度」の値とは、ＪＩＳ Ｋ５６００−２−３：１９９９に規定されているコーン・プレート型粘度計（Ｅ型粘度計）を用いた測定方法により測定される値を意図しており、具体的には、試験例において示すような方法によって測定される値を意図している。
前記ワニスを上記のような好適な粘度に調整するには、溶媒、反応性希釈剤による希釈や、増粘剤を適宜添加すればよい。
前記熱硬化性のワニスが、活性エネルギー線の照射によって硬化反応を示すワニスであってもよい。

前記供給工程（ｅ２）は、前記スロットの内壁面とコイルとの間の隙間、並びに、導体露出部にワニスを供給するための供給部を備えたワニス処理装置を用いる。該ワニス処理装置の詳細については、後述する。

前記供給工程（ｅ２）においては、前記ステータコアや前記コイルが常温（例えば、１５℃〜３０℃）の状態で実施することも可能であるが、例えば、前記ステータコアや前記コイルを４０℃〜１００℃程度に加熱しておいて線間へのワニスの含浸性を高めたり、続く照射工程におけるワニスの反応性を向上させておいたりすることも可能である。

なお、前記供給工程（ｅ２）は、最終的に前記導体露出部において前記ワニスの硬化物による絶縁被膜が５０μｍ〜１０００μｍの厚みで形成されるように実施することが好ましい。
前記絶縁被膜は厚みが薄い方が乾燥時にアウトガスを生じにくく結果としてボイドの形成が抑制されることになる。
前記導体露出部における絶縁被膜の形成厚みが５０μｍ以上であることが好ましいのは、絶縁被膜の厚みを５０μｍ以上確保することで、この部分を絶縁耐圧に優れたものとすることができ、ピンホール等の欠陥の発生防止も図ることができるためである。
また、前記導体露出部における絶縁被膜の形成厚みが１０００μｍ以下であることが好ましいのは、絶縁被膜の厚みを１０００μｍ以下とすることで、この部分にクラックを発生させるおそれを低減させることができるためである。
このような観点から絶縁被膜の前記厚みは、１００μｍ〜５００μｍであることが特に好ましい。

前記供給工程（ｅ２）における活性エネルギー線の照射は、高いエネルギーの光線を照射可能な機器が容易に調達可能である点において紫外光を用いて実施することが好ましい。
また、該照射は、前記ワニスとして、紫外光の散乱に有効となるマイカ、セリサイト、タルクなどの板状鉱物粒子、酸化チタン、酸化亜鉛などの金属酸化物粒子を含有するワニスを用い、該ワニスによる被膜内において光を多重反射させることにより被膜全体における硬化度の均一化を図るようにして実施してもよい。さらには光ファイバ−を用いて必要な箇所のみ照度の高い光線を照射することも可能である。

なお、前記照射におけるワニスのゲル化は、熱硬化時の温度条件において０．０５Ｐａ・ｓ以上の粘度を示すように実施することが好ましい。
このためには、前記照射は、少なくとも常温（２５℃）における粘度が１０Ｐａ・ｓ以上となるようにワニスをゲル化させることが好ましく、前記粘度が５０Ｐａ・ｓ以上となるようにワニスをゲル化させることが特に好ましい。

従って、供給工程におけるワニスのゲル化は、常温（２５℃）におけるゲル化前の粘度を、η_０（Ｐａ・ｓ）、ゲル化後の常温（２５℃）におけるワニスの粘度をη_１（Ｐａ・ｓ）、熱硬化時の温度条件におけるゲル化後のワニスの粘度をη_２（Ｐａ・ｓ）とした場合に、下記関係式（１）、（２）の内の何れかを満足させることが好ましく、下記関係式（１）、（２）の両方を満足させるように実施することがより好ましい。

η_１≧ （η_０×２００） ・・・（１）
η_２≧ η_０ ・・・（２）

前記熱硬化工程（ｅ３）は、前記コイルに通電してジュール熱によるワニスの熱硬化を実施させる方法や、単にコイル装着体を加熱炉に収容して該加熱炉内で加熱する方法などにより実施することが可能である。
このワニスの硬化物により形成させる被膜（硬化被膜）は、十分な絶縁性を有することが好ましい。
なお、本明細書中における「絶縁性」とは、約０．１ｍｍ厚みの試料に対してＪＩＳ Ｃ２１０３：２００６の６．６．３項に規定の絶縁破壊電圧の試験を実施した際に、１０ｋＶ／ｍｍの絶縁破壊強さを示すことを意味する。
そして、本実施形態における硬化被膜は、５０ｋＶ／ｍｍ以上、望ましくは７０ｋＶ／ｍｍ以上の絶縁破壊強さを示すワニス硬化物で形成させることが好ましく、少なくとも、前記導体露出部においては、最小被膜厚み［ｔ（ｍｍ）］と前記ワニス硬化物の絶縁破壊強さ［Ｖ_ＢＤ（ｋＶ／ｍｍ）］とが、下記関係式（３）を満足させていることが好ましい。

（２×ｔ×Ｖ_ＢＤ） ≧ １０ｋＶ ・・・（３）

本実施形態の回転電機製造方法においては、上記のように作製されたステータをロータなどともにケーシングに収容させる工程が実施される。
なお、この工程は、従来のモータ製造方法と同様にして実施することができる。

次に、本実施形態のワニス処理装置について説明する。
本実施形態のワニス処理装置は、本実施形態のワニス処理方法で用いられる装置である。
図５に示すように、前記ワニス処理装置５０は、ステータコア１０にコイル２０が装着されてなるコイル装着体１００に対し、ワニスを供給する供給部５３と、コイル装着体１００に対し、活性エネルギー線を照射する照射部５２と、該照射部５２や前記供給部５３に対してコイル装着体１００を相対移動させるための移動機構５１を備えている。

前記移動機構５１は、回転電機の回転軸に対応する仮想軸線ＡＸが垂直方向となるようにコイル装着体１００を配置すべく上面側が水平面となったターンテーブル５１ａと、該ターンテーブル５１ａを下から支持し且つ上端がターンテーブル５１ａの下面側に固定された回転軸５１ｂとを有している。
前記回転軸５１ｂは、その中心軸線が垂直方向となるように配され前記ターンテーブル５１ａを回転させ得るべく移動機構５１に備えられている。
即ち、前記移動機構５１は、前記回転軸５１ｂの中心軸を上部に延長した延長線上にコイル装着体１００の中心が位置するようにターンテーブル５１ａ上にコイル装着体１００を載置することで当該コイル装着体１００を軸周りに回転可能となるように構成されている。
本実施形態においては、コイル装着体１００に対するワニス処理を、この軸周りに回転可能な状態にして実施する。
より詳しくは、本実施形態のワニス処理は、第二コイルエンド２０ｂが上側となるようにコイル装着体１００をターンテーブル５１ａ上に載置して実施する。

前記供給部５３は、前記回転電機用コア１０や前記コイル２０との当接によって、回転電機用コア１０やコイル２０の形状に応じて変形可能な柔軟性を有するとともに前記当接が解除された際に前記変形に対する復元性を示す当接部材と、前記当接部材に前記ワニスを供給するワニス供給機構とを備える。
前記当接部材としては、例えば、スポンジ状のものや刷毛状のものを採用することができ、本実施形態の当接部材は複数の毛状体を束ねてなる刷毛部材５３ａである。
該刷毛部材５３ａは、各毛状体が曲げ応力に対して容易に屈曲変形するとともに応力を解除した場合には各毛状体が弾性復元力により屈曲前の状態に復元するものである。
前記供給部５３は、前記刷毛部材５３ａの長さ方向一端部を保持する中空パイプ５３ｂを備えている。
なお、以下においては、中空パイプ５３ｂによって保持されている刷毛部材５３ａの“一端部”を刷毛部材の“基端部”と称し、中空パイプ５３ｂによって保持されている側とは逆の他端部を刷毛部材の“先端部”と称することがある。

前記中空パイプ５３ｂは、両端が開口端となっており、一端側の開口から内部の中空領域に前記の基端部を挿入させる形で刷毛部材５３ａを保持している。
前記中空パイプ５３ｂは、全長に亘って前記刷毛部材５３ａが挿入されておらず、他端側には前記刷毛部材５３ａの収容されていない空間部が形成されている。
前記中空パイプ５３ｂは、この他端側に開口径に対応する外径を有するチューブを着脱自在に接続するための機構が備えられている。
なお、中空パイプと刷毛部材とが一体化されたものが「刷毛ノズル」や「ノズル刷毛」などの商品名で塗装関連商品として市販されており、本実施形態の供給部５３は、このような市販品を用いて構成させても良い。

前記供給部５３は、前記刷毛部材５３ａを保持している側とは逆側において前記中空パイプ５３ｂに接続されたワニス供給チューブ５３ｃをさらに備えている。
前記供給部５３は、ワニス供給チューブ５３ｃにより前記中空パイプ５３ｂの内部にワニスが充填され、該ワニスが刷毛部材５３ａの毛状体の間に浸透し、該刷毛部材５３ａの先端部にワニスが到達し得るように構成されている。
即ち、本実施形態の前記ワニス供給機構は、前記中空パイプ５３ｂと前記ワニス供給チューブ５３ｃとを備えている。

本実施形態のワニス処理装置５０は、第一供給部５３’と第二供給部５３”との２つの供給部５３を備えている。
第一供給部５３’は、第二コイルエンド２０ｂの導体露出部にワニスを供給することができるように構成されている。
即ち、ワニス処理装置５０は、第一供給部５３’の刷毛部材５３ａによって導体露出部に対してワニスを刷毛塗りして当接ワニスにより前記導体露出部にウェット被膜を形成し得るように構成されている。
第二供給部５３”は、セグメント導体とスロット内壁面との間の隙間にワニスを供給することができるように構成されている。
第二供給部５３”は、第一コイルエンド２０ａを構成しているセグメント導体がステータコア１０の端面より上方に突出をしている基端部位においてセグメント導体とステータコア１０の端面との両方に刷毛部材５３ａを当接させる形でワニス処理装置５０に備えられている。
即ち、ワニス処理装置５０は、ターンテーブル上に載置されたコイル装着体１００のステータコア１０の上面（図１における下端面１０ｂ）においてスロットが開口している部位に対してワニスを供給することでセグメント導体とスロット内壁面との間の隙間に上から下へとワニスを充填し得るように構成されている。

本実施形態の前記ワニス処理装置５０は、前記移動機構５１によって前記コイル装着体１００を軸周りに回転させることにより、軸周りに配されている複数のスロット、及び、導体露出部に対し、順次ワニスを供給し得るように構成されている。
そして、前記照射部５２は、供給部５３によるワニス供給地点よりも回転方向下流側において第二コイルエンド２０ｂに対して活性エネルギー線を照射すべく線源を配している。

以上のように構成された前記ワニス処理装置を用いた前記ワニス処理工程について以下に詳細に説明する。
まず、第一コイルエンド２０ａが下方を向き、第二コイルエンド２０ｂ（導体露出部側）が上方を向くように、前記コイル装着体１００をターンテーブル上に載置する。
そして、ターンテーブルの回転によりコイル装着体１００が軸周りに回転するようにコイル装着体１００をターンテーブル５１ａに対して位置合わせを行う。
次いで、刷毛部材５３ａの先端が導体露出部に当接する状態となるように第一供給部５３’をセットする。
なお、本実施形態においては、セグメント導体の脚部先端に導体露出部が形成されており、この導体露出部どうしの電気的な結合が、コイル装着体１００の回転軸方向におけるコア両端部の内の一端部側において行われている。
従って、本実施形態のコイル装着体１００は、前記回転軸周りに導体露出部が環状に配置されている。
言い換えれば、前記導体露出部は、前記回転軸を中心に描かれる仮想円に沿って配置されている。
そのため、上記のようにセットされた第一供給部５３’の刷毛部材５３ａは、ターンテーブル５１ａを回転させた際に仮想円に沿って配置されている全ての導体露出部に順次当接されることになる。

また、第二供給部５３”は、ステータコア１０の第二コイルエンド側の端面において開口しているスロット１１の内壁面とコイルとの隙間に上方からワニスを充填すべく刷毛部材５３ａの先端部が前記隙間に差し込まれた状態となるようにセットする。
第二供給部５３”の刷毛部材５３ａは、ターンテーブル５１ａを回転させてコイル装着体１００を軸周りに回転させた際には、前記隙間に差し込んだ先端部が屈曲状態となって一旦は隣り合うスロット間においてスロットの外側に出た状態になる。
しかしながら、当該刷毛部材５３ａは、毛状体が前記のように弾性復元力を有しているので前記回転によって次のスロット１１の位置に到達した際に、改めてこのスロットの内壁面とコイルとの隙間に先端部が差し込まれる状態になる。
なお、前記刷毛部材５３ａは、コイル積層体の回転中にステータコアやコイルに当接されることになるが、当接される相手材の形状に応じて変形可能な柔軟性を有しているため毛状体が破損するなど自身に損傷が与えられたり、逆にコイルのエナメル被膜を傷付けたりして相手材を損傷したりするおそれが低い。

本実施形態のワニス処理工程（ｅ）における供給工程（ｅ２）は、このようにセットされた刷毛部材５３ａに対してワニス供給チューブ５３ｃを通じてワニスを供給することによって実施することができる。
即ち、本実施形態においては、ワニス供給チューブ５３ｃを通じて刷毛部材５３ａにワニスを供給することで、コイルの線間の隙間やコイルとスロット内壁面との間の隙間などに対して前記刷毛部材５３ａを通じてワニスを充填するとともに導体露出部に対してワニスによるウェット被膜を形成する供給工程が実施される。
なお、本実施形態の供給工程においては、前記ターンテーブル５１ａを回転させることにより、コイル装着体１００において前記仮想軸線ＡＸを周回する方向に配置された複数のスロット及び導体露出部に対しワニスの供給を順に実施する。
そして、活性エネルギー線は、このワニス供給地点からコイル装着体の回転方向下流側において連続的に照射する。
このコイル装着体を回転しつつワニスの供給と活性エネルギー線の照射とを連続的に実施することにより、ワニス供給地点での被膜の形成と、光照射地点での被膜の高粘度化とが交互に繰り返してそれぞれ複数回ずつ実施されることになる。
このことにより多大な手間を要することなく、ワニスによって形成される被膜が幾重にも塗り重ねられることになり導体露出部に対して絶縁信頼性の高い絶縁被覆を施すことが可能となる。
なお、ワニスが供給されてから、当該ワニスが脚部先端まで行き渡り、且つ、余分なワニスが排除されて残りのワニスで均質な被膜が形成されるまでにはある程度の時間を要する。
従って、０．０５ｍＰａ・ｓ〜１０ｍＰａ・ｓの粘度のワニスを用いる場合であれば、回転速度はワニス供給地点から光照射地点までの移動時間が２〜５秒となるように設定されることが好ましい。
また、コアの回転は、回転速度と回転半径との積が０．５ｍ・ｒｐｍ〜２ｍ・ｒｐｍとなるように実施することが好ましい。
なお、前記第一供給部５３’と前記第二供給部５３”とで供給するワニスを共通させる必要はなく、例えば、導体露出部における厚みの厚い被膜形成を行い、且つ、スロット内に対するワニスの含浸性を勘案して、第一供給部５３’によって供給するワニスの粘度を第二供給部５３”によって供給するワニスの粘度よりも高粘度とすることができる。

また、本実施形態のワニス処理工程によれば、とりわけ前記コイルが複数のセグメント導体を電気的に接続してなるものである場合には、異なるセグメント導体の前記導体露出部２１１ａが溶接された溶接部の被膜厚みを厚くさせやすいので、溶接部の絶縁性を高くすることができるという利点を有する。

さらに、本実施形態によれば、ワニスを担持した当接部材がスロットの開口縁に当接されるとともに当該当接部材と回転電機用コアとが相対移動するため、前記開口縁によって当接部材に担持させたワニスを掻き取らせたり、前記当接部材によってワニスを隙間に押し込ませたりすることができるという利点を有する。

なお、電気的な信頼性を付与させることが可能となるという本発明の効果は、セグメント導体によって形成されたコイルを有するステータを作製する場合のみに発揮されるものではなく、巻線によって形成されたコイルを有するステータを作製する場合においても同じく発揮される効果である。
また、上記効果は、ステータのみならずロータを作製する場合においても同様に発揮される効果である。
また、上記効果は、自動車用の駆動モータだけではなく、モータやジェネレータといった各種の回転電機全般に対して広く発揮される効果である。

なお、本実施形態のワニス処理装置、ワニス処理方法、及び、回転電機製造方法は、上記例示以外にも種々変更を加えうることは説明するまでもなく当然の事柄である。

以下に試験例を示して本発明をより具体的に説明する。
（ワニス）
ワニス処理を行うためのワニスとして、以下の（Ａ）〜（Ｃ）を混合して感光性且つ熱硬化性を有するワニスを調製した。
（Ａ）日東シンコー社製のコイルワニス（型名「ＮＶ−２０４０」、２５℃における粘度：８０ｍＰａ・ｓ）１００質量部
（Ｂ）日東シンコー社製の促進剤（型名「Ｎｏ．２」）０．３質量部
（Ｃ）日東シンコー社製の触媒（型名「Ｎｏ．１５」）１質量部

（粘度測定）
上記の「ＮＶ−２０４０」の粘度は、以下のような測定により求めた。
測定器：東機産業社製のＥ型粘度計、型名「ＲＥ８０Ｕ」
コーンの角：４８分
コーンの直径：４８ｍｍ
コーン回転数：１００ｒｐｍ

（評価実験１：ワニス処理模擬実験）
（試料１Ａについての評価）
幅：３．２ｍｍ、厚み：１．８ｍｍの平角エナメル線（日立マグネットワイヤ社製、商品名：ＯＦＣ−ＡＩＷ（Ｐ２Ｃ））を約１０ｃｍ長さに切り出し、２％伸長後、片端から２ｃｍの区間にわたってエナメル被膜を剥離して銅導体を露出させた部分（導体露出部）を形成させ評価用試料（試料１Ａ）とした。
前記ワニス（（Ａ）〜（Ｃ）混合物）を収容させた槽を用意し、前記試料１Ａを導体露出部が下端となるように保持した状態で前記の槽に室温で浸漬させ、導体露出部全体が液面下に没した時点で前記試料１Ａを引き上げ、その状態で１０分間保持した。
次いで、この試料１Ａを上下逆向きにしてワニスの付着した導体露出部側が上端となるようにし、このワニス付着箇所に対し２５０Ｗの超高圧水銀灯による光照射を３分間実施し、導体露出部を被覆しているワニスの粘度を増大させた。
この光照射した試料１Ａを、再びワニス付着部分が下端となるように保持した状態でオーブン中で９０℃３０分、１５０℃３０分の合計６０分の加熱を行い、ワニスの熱硬化を実施し、前記導体露出部に前記ワニスの硬化物からなる絶縁被膜を形成させた。
そして、導体露出部の中間位置（エナメル線の末端から１ｃｍ内側の位置）においてエナメル線の３．２ｍｍ幅の面に形成された絶縁被膜の厚みを測定した。

（試料１Ｂについての評価）
また、光照射を実施しなかった点を除いて試料１Ａと同様に作製した試料１Ｂに関しても同様に絶縁被膜の厚みを測定した。
結果を、下記表１に示す。

（評価実験２：ワニスの含浸及び脱離防止）
（試料２Ａについての評価）
試料１Ａ、１Ｂと同じ平角エナメル線（日立マグネットワイヤ社製、商品名：ＯＦＣ−ＡＩＷ（Ｐ２Ｃ）、幅：３．２ｍｍ、厚み：１．８ｍｍ）を２０ｃｍ長さに切断したもの４本とを用意し、この４本の平角エナメル線を２列２段に束ねた試料（試料２Ａ）を作製した。
なお、図６に示すように、この試料２Ａ（ＴＡ２）は、束ねた４本の平角エナメル線（Ｅ）の両端部を糸で縛って作製し、且つ、厚み０．１３ｍｍで大きさ数ミリ角のスペーサー（図示せず）を所定の間隔で挟み込むことによって線間に隙間を形成させるようにして作製した。

作製した試料２Ａを室温（２５℃）とし、長さ方向が垂直方向となるように支持し、上端に室温状態の前記ワニスを０．２ｍｌ滴下し、同じ姿勢のまま１０分間保持した後に、オーブンに収容させた。
そして、該オーブン中で９０℃３０分、１５０℃３０分の合計６０分の加熱を行い、ワニスの熱硬化を実施し、平角エナメル線の線間において前記ワニスの硬化物からなる被膜を形成させた。
このときオーブン中にアルミホイルを試料２Ａの下方に配置しておき、６０分間の前記加熱後にアルミホイルを目視にて観察することで、熱硬化中におけるワニスの脱離の有無を確認した。
また、前記加熱後に試料２Ａを分解し、ワニスの滴下を行った上端から、下端に向けてどの程度の距離までワニスが到達しているかを計測し、この到達距離［Ｄ１（ｃｍ）］を試料長さ（２０ｃｍ）で除した百分率によりワニスの含浸性を評価した。

（試料２Ｂについての評価）
試料２Ａと同様にして作製した試料２Ｂに対し、試料２Ａと同様に上端に前記ワニスを０．２ｍｌ滴下し、同じ姿勢のまま１０分間保持した後に、この試料２Ｂの下方から２５０Ｗの超高圧水銀灯による光照射を３分間実施した。
この光照射した試料２Ｂを、試料２Ａと同様にアルミホイルをセットしたオーブン中で９０℃３０分、１５０℃３０分の合計６０分の加熱を行い、該加熱中におけるワニスの脱離状況を確認した。
また、試料２Ａと同様に試料上端からのワニスの到達距離により含浸性についての評価を行った。

（試料２Ｃについての評価）
試料２Ａ、試料２Ｂと同様にして作製した試料２Ｃに対し、試料２Ａと同様に上端に前記ワニスを０．２ｍｌ滴下し、同じ姿勢のまま１０分間保持した後にオーブン中で９０℃３０分、１５０℃３０分の合計６０分の加熱を行い前記ワニスを熱硬化させ、ワニスの脱離状況の確認とワニスの含浸性の計測とを実施した。
ただし、この試料２Ｃは、温度が１５０℃となるように加熱してワニスの前記滴下を実施した。
結果を、下記表２に示す。

上記の結果からも、本実施形態によれば作業性が良好で、且つ、回転電機に対して電気的な信頼性を付与させることが可能なワニス処理装置及びワニス処理方法が提供され、製造容易で電気的信頼性に優れた回転電機が提供され得ることがわかる。

１０：ステータコア、１１：スロット、２０：コイル、２０ｘ：セグメント導体、
５０：ワニス処理装置、５１：移動機構、５２：照射部、５３：供給部

Claims (6)

1. 回転電機の固定子又は回転子を形成させるべく用いられ、
   前記固定子用のコア又は前記回転子用のコアに装着されたコイルに対してワニスによる被膜を形成させるためのワニス処理装置であって、
   前記コイルに前記ワニスを供給するための供給部を備え、
   該供給部が、前記コイルに当接される当接部材と、コイルに当接させた前記当接部材を通じて該コイルに前記ワニスを供給するワニス供給機構とを備え、
   前記当接部材が、当接させた前記コイルの形状に応じて変形可能な柔軟性を有しているワニス処理装置。
2. 前記当接部材が、複数の毛状体を束ねてなる刷毛部材である請求項１記載のワニス処理装置。
3. 回転電機の固定子又は回転子を形成させるべく、前記固定子用のコア又は前記回転子用のコアに装着されたコイルに対してワニスによる被膜を形成させるワニス処理方法であって、
   前記コイルに前記ワニスを供給するための供給部を備えたワニス処理装置を用い、
   前記供給部が前記コイルに当接される当接部材及び該当接部材に前記ワニスを供給するワニス供給機構を備え、
   前記当接部材が当接させたコイルの形状に応じて変形可能な柔軟性を有しており、
   コイルに当接させた前記当接部材に対して前記ワニス供給機構によってワニスを供給し、該ワニスを前記当接部材を通じて前記コイルに供給し、該コイルに供給した前記ワニスを硬化させて前記被膜を形成させるワニス処理方法。
4. 複数のスロットが前記コアに備えられ、前記コイルが前記スロットに収容されて前記コアに装着されており、
   前記当接部材を通じて供給したワニスを、前記コアのスロット内壁面とコイルとの間の隙間に充填し、該充填したワニスを硬化させる請求項３記載のワニス処理方法。
5. 前記当接部材が、複数の毛状体を束ねてなる刷毛部材である請求項３又は４記載のワニス処理方法。
6. 回転電機の固定子又は回転子を形成させるべく、前記固定子用のコア又は前記回転子用のコアに装着されたコイルに対してワニスによる被膜を形成させるワニス処理が実施される回転電機製造方法であって、
   請求項３乃至５の何れか１項に記載のワニス処理方法によって前記ワニス処理を実施する回転電機製造方法。