JP4872594B2

JP4872594B2 - ワニス処理方法

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Publication number: JP4872594B2
Application number: JP2006287739A
Authority: JP
Inventors: 秀昭高橋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2026-10-23
Also published as: JP2008109732A

Description

この発明は、ステータコアに装着されたコイルにワニスを含浸させるワニス処理方法に関する。

従来より、ステータコアに装着されたコイル間全域に、コイルの固定とコイルの放熱を目的に、絶縁用のワニスを含浸させてから、硬化させるワニス処理が行われている。この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載された滴下含浸処理方法が挙げられる。この処理方法では、コイルの一側にワニスを滴下含浸させた後、そのコイルを反転させて他側にワニスを滴下含浸させることにより、ステータへのワニス流出を防ぎながら生産性を向上させている。

特開昭６２−１３８０３８号公報

ところが、特許文献１に記載の処理方法では、ステータコアの軸が横に寝てコイルの両コイルエンド部が水平方向に延在する姿勢でコイルにワニスを少量で滴下含浸させている。この方法では、先ず、両コイルエンド部への滴下において、大量に滴下するとコイルエンド部からワニスが垂れ落ちてしまうため、滴下量を、例えば１（ｇ／秒）以下の少量にする必要があった。また、コイルにワニスを含浸させるのに毛細管現象のみに頼らざるを得ず、ワニスの含浸時間を短縮させることが困難であった。また、コイルを反転させる場合に、ワニスの滴下の仕方やコイルを反転させるタイミングによっては、反転するときにワニスが液状のままなので、コイルに対するワニスの含浸ばらつきが発生するおそれや、ステータコアへ垂れ流れて、コイル以外のコア内外周面へ垂れ付着してしまうことがあった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ワニスの処理時間を短縮し、コイルに対するワニスの含浸ばらつきを防止することができるワニス処理方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ステータコアに装着されたコイルにワニスを含浸させるワニス処理方法において、ステータコアに装着されたコイルのコイルエンドが上下になる姿勢でステータコアを保持し、コイルのうちステータコアの上側端面から突出する上側コイルエンドの上面からワニスを注入し、上側コイルエンドの上から下へ含浸流下するワニスが、コイルのうちステータコアの下側端面から突出する下側コイルエンドの外部に達するより前にゲル化するように供給量を制御しながらワニスを供給する第１供給工程と、第１供給工程で最後に供給されたワニスがゲル化する時間以上の間隔をおいてコイルが装着されたステータコアを反転させる反転工程と、反転工程の後に、第１供給工程でゲル化が始まった位置付近までワニスを含浸させてからゲル化が始まるように供給量を制御してワニスを供給する第２供給工程とを含むことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、第１供給工程で、ステータコアに装着されたコイルのコイルエンドが上下になる姿勢で保持されたステータコアにおいてコイルの上側コイルエンドの上面からワニスを注入し、上側コイルエンドの上から下へ含浸流下するワニスが、下側コイルエンドの外部に達するより前にゲル化するようにワニスの供給量が制御される。その後、反転工程では、第１供給工程で最後に供給されたワニスがゲル化する時間以上の間隔をおいてコイルが装着されたステータコアが反転される。その後、第２供給工程では、反転工程の後に、第１供給工程でゲル化が始まった位置付近までワニスを含浸させてからゲル化が始まるようにワニスの供給量が制御される。従って、上側コイルエンドの上面からワニスを注入することで、毛細管浸透と重力浸透の効果が得られ、ワニスが上側コイルエンドを上から下へ向けて速やかに含浸流下することとなる。また、各工程の進行に伴いワニスが順次充填されながらゲル化していくこととなり、ワニスは液状状態から短い時間で充填したまま流動停止するので、安定した含浸状態が得られ、しかも、ステータコアの反転時や搬送時にワニスの飛散や流出が抑えられる。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、第１供給工程の途中で、ワニスの時間当たりの供給量を一旦減少させ、その後に増大させることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、先に供給されたワニスが、後から供給されるワニスに押されなくなる。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、第１供給工程では、ワニスの時間当たりの供給量を、初めに一気に増大させ、その途中で一旦減少させ、その後に一気に増大させてから漸減させることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、初めにワニスの供給量を一気に増大させるので、最初から多量のワニスが上側コイルエンドに注入され、下側コイルエンドへ向けて速やかに含浸流下することとなる。また、先に供給されたワニスの供給量が一旦減少するので、先に供給されたワニスが、後から供給されるワニスに押されなくなる。更に、後から供給されるワニスは、最後に供給量を漸減させるので、第１供給工程で供給すべき総供給量に対する供給の調節が容易となる。

上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、第１供給工程では、初めに一気に増大させてから一旦減少させるときのワニスの総供給量に対し、その後に一気に増大させてから漸減させるときのワニスの総供給量を１／２以下としたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、初めに供給されるワニスの総供給量と、一旦減少させてから供給されるワニスの総供給量とをそれぞれ特定することで、請求項３に記載の発明と同等の作用が得られる。

上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、第１供給工程では、ワニスの時間当たりの供給量を、初めに一気に増大させ、その途中から漸減させることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、初めにワニスの供給量を一気に増大させるので、最初から多量のワニスが上側コイルエンドに注入され、下側コイルエンドへ向けて速やかに含浸流下することとなる。また、供給の途中から供給量を漸減させるので、第１供給工程で供給すべき総供給量に対する供給の調節が容易となる。

上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の発明において、第２供給工程では、ワニスの時間当たりの供給量を、初めに一気に増大させてから漸減させることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の作用に加え、初めにワニスの供給量を一気に増大させるので、最初から多量のワニスが下側コイルエンドに注入され、下へ向けて速やかに含浸流下することとなる。また、供給の途中から供給量を漸減させるので、第２供給工程で供給すべき総供給量に対する供給の調節が容易となる。

上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の発明において、第１供給工程におけるワニスの総供給量を全供給量の２／３程度とし、第２供給工程におけるワニスの総供給量を、全供給量から第１供給工程における総供給量を減じた残余分としたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１乃至６の何れかに記載の発明の作用に加え、第１供給工程で全供給量の２／３程度という大半のワニスが供給され、第２供給工程では全供給量の残余分という少なめのワニスが供給されるので、第２供給工程で供給されるワニスのゲル化までに要する総工程時間が短くなる。

上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の発明において、ワニスは、上側コイルエンドの上面から注入されてから下側コイルエンドの外部に達するまでの時間以内にゲル化が始まるようなハイキュアなワニス材からなることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１乃至７の何れかに記載の発明の作用に加え、ハイキュアなワニス材がワニスに用いられるので、ワニスのゲル化に要する時間が短くなる。

上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８の何れかに記載の発明において、ステータコアを水平に保持し、水平のまま回転もしくは揺動させながら上側コイルエンドの上面からワニスを注入することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１乃至８の何れかに記載の発明の作用に加え、コイルエンドの上面にワニスが満遍なく供給される。

請求項１に記載の発明によれば、ワニスの処理時間を短縮することができ、コイルに対するワニスの含浸ばらつきを防止することができ、ワニス処理後に、余分に付着したワニスを除去するトリミングの手間を削減することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、第１供給工程でのワニスのゲル化開始位置を安定させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、第１供給工程でのワニスのゲル化開始位置を安定させることができる。また、ワニスの処理時間を更に短縮させることができ、上側コイルエンドの上面でワニスの注入を丁度終えることができ、上側コイルエンドに過不足無くワニスを充填することができる。

請求項４に記載の発明によれば、初めに供給されるワニスの総供給量と、一旦減少させてから供給されるワニスの総供給量とを特定することで、請求項３に記載の発明と同等の効果を得ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、ワニスの処理時間を更に短縮することができ、上側コイルエンドの上面でワニスの注入を丁度終えることができ、上側コイルエンドに過不足無くワニスを充填することができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の効果に加え、ワニスの処理時間を更に短縮することができ、下側コイルエンドの上面でワニスの注入を丁度終えることができ、下側コイルエンドに過不足無くワニスを充填することができる。

請求項７に記載の発明によれば、請求項１乃至６の何れかに記載の発明の効果に加え、第２供給工程後から処理完了までの待機時間を短縮することができる。

請求項８に記載の発明によれば、請求項１乃至７の何れかに記載の発明の効果に加え、ワニスの処理時間を更に短縮することができる。

請求項９に記載の発明によれば、請求項１乃至８の何れかに記載の発明の効果に加え、ワニスの注入時間を短縮することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明のワニス処理方法を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１に、本実施形態のワニス処理方法が実施されるステータ１の概略形状を断面図により示す。このステータ１は、ステータコア２のスロット２ｃ（図２参照）にコイル３が装着されたものである。ワニス処理後のステータ１は、電動機に使用される。図１は、ステータ１が水平に保持された状態、すなわち、ステータコア２が縦向きとなる状態を示す。図１において、ステータコア２及びコイル３についての断面表記（ハッチング）は、便宜上省略する。ステータコア２は、電磁鋼板を積層して円環状に構成される。水平に保持された状態において、コイル３のうちステータコア２の上側端面２ａから上方へ突出する部分が上側コイルエンド３ａであり、ステータコア２の下側端面２ｂから下方へ突出する部分が下側コイルエンド３ｂである。下側コイルエンド３ｂからは、コイル端子３ｃが横方向へ突出する。ここで、ステータコア２が水平に保持される状態とは、ステータコア２に装着されたコイル３のコイルエンド３ａ，３ｂが上下になる姿勢でステータコア２の姿勢を意味し、特に上側コイルエンド３ａと下側コイルエンド３ｂとの間のコイル３が上下に延在するようなステータコア２の姿勢を意味する。

図２に、一般によく用いられるコイル分布巻きステータを例にし、図１に示すステータ１のコイル構成を説明するために、コイルエンド部を簡素にしてイメージした模式的なステータを斜視図により詳細に示す。図３に、ステータ１の内周面における各相１ブロックにつき、ステータコア２とコイル３との関係を模式的に正面図により示す。ステータコア２は、所定の厚みを有し円環状をなす。ステータコア２の内周には、垂直方向へ延びる複数のスロット２ｃが互いに平行に形成される。これらスロット２ｃに対し、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相を構成する異なる巻線３Ｕ，３Ｖ，３Ｗは、相間紙４を介して絶縁させて装着される。すなわち、各相の巻線３Ｕ〜３Ｗは、ステータコア２の上端面２ａと下端面２ｂとの間を、スロット２ｃを介して往復するかたちでステータコア２に装着される。そして、図２に示すように、各巻線３Ｕ〜３Ｗのうち、ステータコア２の上端面２ａと下端面２ｂからそれぞれ突出した部分が寄せ合わされ束ねられることにより、図１に示すように、上側コイルエンド３ａ及び下側コイルエンド３ｂが形成される。上側コイルエンド３ａと下側コイルエンド３ｂは、スロット２ｃを通る巻線３Ｕ〜３Ｗを介してつながる。このため、図１〜３に示すように、ステータ１（ステータコア２）を水平に保持した状態では、上側コイルエンド３ａの上面から液体状のワニスを注入することにより、そのワニスは、各スロット２ｃを介して下側コイルエンド３ｂへ含浸流下することが可能である。このことは、コイル集中巻きステータやカセット式コイルのステータ等においても同様な関係である。

次に、上記したコイル３にワニスを含浸させるワニス処理方法について説明する。ワニスは、主としてコイル３を構成する線材を固着するためと、コイル３の放熱性（熱伝導性）を高めるためにコイル３に注入される。図４に、ステータコア２に装着されたコイル３にワニスを含浸させるワニス処理方法の手順をフローチャートにより示す。

この実施形態のコイル３は、製品サイズに応じて、一般に、２００〜５００ｇのワニスを注入、充填する必要がある。この実施形態では、ワニスがコイル３以外のステータコア２の内外周側面等に付着することがないようにし、かつ大幅に短い時間のうちにコイル３にワニスを充填ムラなく安定して含浸させることを目的としてワニス処理方法が実施される。

先ず、ステップ１では、図１に示すステータ１を所定の温度に前加熱する。この実施形態では、ステータ１（ステータコア２及びコイル３）が「約１２０℃」の温度になるように事前に加熱する。

次に、ステップ２へ移行する前に第１シールを実施する。すなわち、上側コイルエンド３ａの内周側面と外周側面のそれぞれをシールする。図５に、図１の２点鎖線で囲んだ部分にシール装置１１を装着した状態を概略図により示す。図５に示すように、シール装置１１は、上側コイルエンド３ａに装着される。シール装置１１は、上側コイルエンド３ａの内周側面及びステータコア２の内周側面の一部、並びにステータコア２の上端面２ａの一部をシールするための内周シール具１２と、上側コイルエンド３ａの外周側面及びステータコア２の上端面２ａの一部をそれぞれシールするための外周シール具１３とから構成される。内周シール具１２と外周シール具１３は互いに別部材であり、各々別々に装着される。

内周シール具１２は、内周シール部材１４と、内周押さえ枠１５とを含む。内周押さえ枠１５の内部には、内周シール部材１４を加熱保温するためのプレートヒータ１６が設けられる。内周シール部材１４は、上側コイルエンド３ａの内周側面に当接した状態で、内側から内周押さえ枠１５により押圧される。内周シール部材１４及び内周押さえ枠１５は、コイル３の内周に沿った形状をなし、上側コイルエンド３ａの内周に対して垂直方向へ移動させることで着脱可能に設けられる。内周シール部材１４及び内周押さえ枠１５は、複数片に分割可能な構造であってもよい。

一方、外周シール具１２は、外周シール部材１６と、外周押さえ枠１７とを含む。外周押さえ枠１７の内部には、外周シール部材１６を加熱保温するためのプレートヒータ１６が設けられる。外周シール部材１６は、上側コイルエンド３ａの外周側面に当接した状態で、外側から外周押さえ枠１７により押圧される。外周シール部材１６及び外周押さえ枠１７は、コイル３の外周に沿った形状をなし、上側コイルエンド３ａの外周に対して水平方向へ移動させることで着脱可能に設けられる。外周シール部材１６及び外周押さえ枠１７は、複数片に分割可能な構造であってもよい。

各シール部材１４，１６には、シリコンゴムの他、フッ素ゴム等の１２０℃以上の耐熱性と耐薬品性を有する材料を選定することができる。また、製品と接する各シールの面は、事前に製品モデルを転写した型を用いて鋳型にしたものが用いられる。図５に示すように、上側コイルエンド３ａの内外周が両シール部材１４，１６によりシールされた状態で、両シール部材１４，１６の上部が上側コイルエンド３ａの上面より上方へ突出しており、その突出部分が上側コイルエンド３ａの上面に対して堤部１４ａ，１６ａをなしている。

その後、ステップ２では、第１供給工程を実施する。すなわち、ステータコア２に装着されたコイル３のコイルエンド３ａ，３ｂが上下になる姿勢でステータコア２を、図１に示すように水平に保持した状態で、上側コイルエンド３ａの上面からワニスを多点ノズル２４で注入する。そして、注入された上側コイルエンド３ａの上から下へ含浸流下するワニスが、コイル３のうち下側コイルエンド３ｂの外部に達するより前にゲル化するように供給量を制御しながらワニスを供給する。

図６に、ワニスの注入装置２１の概略構成を斜視図により示す。図６において、上記したシール装置の図示は便宜上省略する。ステータ１は、例えば、搬送用パレット２２の上に置かれて固定され、水平に保持される。また、ステータ１を、搬送用パレット２２ごとに水平回転可能又は水平揺動可能にできる設備機構が別途設けられる。ワニス注入時には、ステータ１を水平回転又は水平揺動させるようになっている。ワニスの注入装置２１は、２液直前混合装置２３と、その混合装置２３で混合した２液反応状態のワニスを吐出する３本のノズル２４とを備える。２液直前混合装置２３は、２液体反応材料を供給する二つの配管２５，２６と、供給された２種類の液体材料を混合するために二つの配管２５，２６が、各々開閉バルブ機構を介して接続された混合器２７と、混合器２７を駆動するモータ２８と、混合器２７の出口に取り付けられた円板２９とを備える。例えば、３本の各ノズル２４は、混合器２７から放射状に分岐して設けられる。２液体反応材料が混合器２７で混合されることにより所定のワニスが作られる。この実施形態では、２液体反応材料として、例えば、不飽和ポリエステル系の熱硬化性樹脂と、ＭＥＫ過酸化化合物又はエステル系過酸化化合物よりなる触媒材料とが使われ、これら液体材料を注入直前に混合することにより、従来の１０倍以上の速度でゲル化するハイキュアなワニスを得るようになっている。この実施形態では、ワニスとして、上側コイルエンド３ａの上面から注入されてから下側コイルエンド３ｂの外部に達するまでの時間以内にゲル化が始まるようなハイキュアなワニス材が用いられる。このように得られたワニスは、各ノズル２４の先端から吐出されて上側コイルエンド３ａの上面からコイル３に注入される。この実施形態では、各ノズル２４からのワニスの吐出を、上側コイルエンド３ａの上面に対し同じ高さから行うために、各ノズル２４の上下位置が設定される。また、各ノズル２４の先端は、ステータ１のＷ，Ｖ，Ｕの各相のコイルブロックが同一円周上に並ぶ規則性を利用し、コイル３のＷ，Ｖ，Ｕの各相の適切な位置に各１個配置される。

このように上側コイルエンド３ａの上面からワニスを注入することで、毛細管浸透と重力浸透の効果が得られ、ワニスが上側コイルエンド３ａを上から下へ向けて速やかに含浸流下することとなる。このように毛細管浸透と重力浸透の効果が得られるので、コイル３に対するワニスの浸透速度として、従来例の５倍以上の速度を引き出すことができる。ワニス注入時にステータ１を水平回転又は水平揺動させることと、上側コイルエンド３ａの上面にワニスを多点ノズルで注入することで、満遍なく供給するようにしている。すなわち、図５に示すように、各コイルエンド３ａ，３ｂは、相間紙４により幅方向に、Ｗ相、Ｖ相及びＵ相の３つの巻線３Ｕ〜３Ｗに仕切られるが、これらの巻線３Ｕ〜３Ｗへワニスを満遍なく供給するようにしている。この実施形態では、例えば、ステータ１の水平回転を「３０ｒｐｍ」の回転速度で行い、その回転によりステータ１が同じ位置に戻るまでにワニスの含浸が丁度終わるまでの最大注入量として、従来法の最大１（ｇ／秒）のステータ１において、ノズル２４の全体からの注入速度が「７ｇ／秒」となるように設定することができる。また、上記した各シール部材１４，１６に堤部１４ａ，１６ａが設けられるので、上側コイルエンド３ａの上面に吐出されたワニスが、同コイルエンド３ａの内外周側面やステータコア２の上端面２ａに垂れ落ちないようにしている。同時に、注入されるワニスを、上側コイルエンド３ａの上面に一旦溜まる程度に受けることができるので、製品として含浸できる最大量と同等レベルの量のワニスを供給することができ、注入中連続して最大浸透速度を引き出すことができる。これにより、所定量のワニスをコイル３に注入するための注入時間を大幅に短縮することができる。

ここでは、ステータ１がステータコア２に装着されたコイル３のコイルエンド３ａ，３ｂが上下になる姿勢で水平に保持されるので、その意味でも、注入中にコイル３の内部に含浸するワニスが、常にコイル３の上から下へ含浸流下することとなり、かつ、ステータコア２が傾かないことで、ステータコア２の内外周側面にワニスが垂れ零れることを原理的に防止することができる。

この実施形態では、上記したように２液体反応材料を注入直前に混合することによりハイキュアなワニスを得ている。２液体反応材料として、例えば、熱硬化性樹脂と触媒を組み合わせている。その２液体反応材料は、定量ポンプで計量され、必要な配合比で事前に定量混合される。例えば、必要な配合比として、熱硬化性樹脂と触媒の質量比を「１００：１〜５」とすることができる。図７に、ワニスの粘度特性をグラフに示す。この実施形態で使用されるワニスは、「１２０℃」の温度状態で注入された場合に、ゲル化時間が「６０秒以下」となるように設定される。ゲル化時間を「６０秒以下」とした意味は、高性能な高占積率のワニスを含浸させる時間が長くかかるステータ１において、従来のワニスが、上側コイルエンドから含浸して下側コイルエンドから抜け落ちる時間と同等で、そのレベルを限界としたことによる。ここで、「ゲル化」とは、反応性樹脂において、急速な反応により材料粘度が急激に増大して流動停止レベルになる状態を意味する。図７から明らかなように、開発材（本実施形態のワニス）は、ゲル化が６０秒以下であるが、これは従来材（従来例のワニス）がゲル化時間１０分程度に比べて１／１０以下の短時間であることが分かる。

第１供給工程では、ワニスの注入中にワニスをゲル化反応させることで、コイル３に含浸していくワニスが前加熱されたステータコア２から伝熱履歴を受け、最初にワニスの流動先端位置がステータコア２のスロット２ｃの下部から下側コイルエンド３ｂの中央までの間でゲル化するように、上記のハイキュアなワニスの注入量と注入速度、すなわちワニスの供給量を制御する。図８に、ワニスの流動状態を概念図により示す。図８において、多数の点を散りばめて示す領域が流動したワニスを意味する。図８に示すように、ステータコア２の高さ（コア高さ）を「ＨＣ」とし、下側コイルエンド３ｂの高さ（エンド高さ）を「ＨＫ」とすると、コア高さの半分「ＨＣ／２」の位置から、エンド高さの半分「ＨＫ／２」の位置までの間でハイキュアなワニスの流動先端位置がゲル化するようにワニスの供給量を制御する。これにより、コイル３の上から下へのワニス流路の途中を堰き止めるようにしている。この結果、最初は液状であったワニスが、図８に示すように、熱履歴上、一番最初にゲル化する堰き止め位置ＰＤから上へ順次溜まっていき、かつ、随時ゲル化反応を起こして流動停止しながら、ステータコア２のスロット２ｃと上側コイルエンド３ａとの部分に順次充填することができる。

次に、ステップ３へ移行する前に、上側コイルエンド３ａのシールを解除する。すなわち、図５に示す内周シール具１２及び外周シール具１３を各々上側コイルエンド３ａから取り外す。

その後、ステップ３では、天地の（上下の）反転工程を実施する。すなわち、第１供給工程で最後に供給されたワニスがゲル化する時間以上の間隔をおいて、図９に示すように、ステータ１を反転させる。これにより、今まで下側に配置されていた下側コイルエンド３ｂが、上側に配置されることとなる。ここで、上側コイルエンド３ａに注入した先のワニスは、その注入からゲル化までが完了しているので、注入したワニスは、この時点では液状ではない。このため、ステータ１が上下反転するとき、ステータ１が傾いたり、逆さになったりしても、ワニスが垂れ落ちることがない。

次に、ステップ４へ移行する前に、第２シールを実施する。すなわち、今度は、上側に配置された下側コイルエンド３ｂの内外周をシールする。このシールは、図５に示すと同様に内周シール具１２及び外周シール具１３を使用して行われる。

その後、ステップ４では、第２供給工程を実施する。すなわち、反転工程の後に、ステータ１を水平に保持した状態で、下側コイルエンド３ｂの上面からワニスを注入し、第１供給工程でゲル化が始まった位置付近までワニスを含浸させてからゲル化が始まるように供給量を制御しながらワニスを下側コイルエンド３ｂに供給し、ゲル化させる。このことにより、反転しないケースに比べ、重力の影響によるステータコア２の上下の充填量偏りをなくすことができ、従来例の滴下法並の充填度合いを確保することができるという効果を得ることができるようになった。このステップ４でも上記したワニスの注入装置２１が使用される。

次に、ステップ５へ移行する前に、下側コイルエンド３ｂの内外周シールを解除する。そして、最後に、ステップ５では、ステータ１につき、コイル３に含浸させたワニスを保温して硬化させる。

つまり、この実施形態では、特に高占積率な電動機に使用されるステータコア２のコイル３にワニスを含浸させるワニス処理方法において、ステータコア２の内外周に対するワニスの注入垂れ付着を防止することと、コイル３に対するワニスの良好な含浸充填性と、コイル３に対するワニスの大量高速注入性とを共に成立させるために、ゲル化時間が６０秒以下となるハイキュア化したワニスを用い、かつ、事前に加熱したステータコア２及びコイル３を縦向き姿勢、つまり、コイルエンド３ａ，３ｂが上下の状態になる姿勢にし、その内外周部をシールした状態で、水平回転又は水平揺動させながら、先ずその上側コイルエンド３ａへ大量のワニスを注入し含浸流下させながらゲル化させ、次にステータコア２を上下反転させて、上記と同様にワニスを注入、ゲル化させてコイル３の全域にワニスを充填させるようにしている。

ここで、上記したワニス処理方法によるワニス供給パターンを、図１０にグラフにより示す。このグラフは、横軸に時間（秒）を示し、縦軸にワニスの時間当たりの総供給量である総注入速度（ｇ／秒）を示す。このグラフから分かるように、時刻ｔ１〜ｔ５の間に第１供給工程を実施し、時刻ｔ６〜ｔ７の間に反転工程を実施し、その反転工程の後、時刻ｔ８〜ｔ１０の間に第２供給工程を実施している。

第１供給工程では、その途中で、ワニスの注入速度を一旦減少させ、その後に増大させるようにしている。より詳細には、ワニスの注入速度を、初めに時刻ｔ１で一気に増大させ、時刻ｔ１〜ｔ２の間で一定速度を維持して、その途中の時刻ｔ２〜ｔ３の間で一旦減少させ、その後に時刻ｔ３で一気に増大させ、時刻ｔ３〜ｔ４の間で一定速度を維持してから、時刻ｔ４〜ｔ５の間で漸減させるようにしている。つまり、この第１供給工程では、ワニスの注入を休止時間ＴＫを挟んで、前半と後半に２分割している。この実施形態では、前記前半期（時刻ｔ１〜ｔ２）におけるワニスの総供給量に対し、前記後半期（時刻ｔ３〜ｔ５）におけるワニスの総供給量を１／２としている。ここで、休止時間ＴＫは、キュア条件設定したゲル化時間ＴＧの三分の一以上で、かつ、前半の注入時間Ｔ１と休止時間ＴＫとの和がゲル化時間ＴＧよりも大きくなるように設定されている。このように、第１供給工程の途中で休止時間ＴＫを設けて、ワニスの注入を一旦急停止させることで、後半に注入されるワニスに押されないようにし、かつ、ワニスの浸透流速を急減速させて緩やかにして、前半に注入したワニスをある程度ゲル化させる位置にバラツキが出ないようにしている。これにより、前半に注入されたワニスがゲル化時間ＴＧに達するときに形成される堰き止めの位置が、例えば、特別な温度や反応時間の制御をすることなく、第１供給工程により安定した状態に制御できるようにしている。

その後、時刻ｔ５〜ｔ８の間は、ワニスの供給を休止する時間となるが、この休止時間の途中の時刻ｔ６〜ｔ７の間に反転工程を実施している。この反転工程は、第２供給工程を開始する前までに完了する。

その後、第２供給工程では、ワニスの注入速度を、初めに時刻ｔ８で一気に増大させ、時刻ｔ８〜ｔ９の間で一定速度を維持させてから、時刻ｔ９〜ｔ１０の間で漸減させるようにしている。この実施形態では、第１供給工程におけるワニスの総供給量を全供給量の２／３程度とし、第２供給工程におけるワニスの総供給量を全供給量の残余分（１／３程度）としている。

以上説明したこの実施形態のワニス処理方法によれば、第１供給工程で、ステータコア２に装着されたコイル３のコイルエンド３ａ，３ｂが上下になる姿勢で水平に保持されたステータコア２におけるコイル３の上側コイルエンド３ａの上面からワニスを注入し、上側コイルエンド３ａの上から下へ含浸流下するワニスが、下側コイルエンド３ｂの外部に達するより前にゲル化するようにワニスの供給量が制御される。その後、反転工程では、第１供給工程で最後に供給されたワニスがゲル化する時間以上の間隔をおいてコイル３が装着されたステータコア２が反転される。その後、第２供給工程では、反転工程の後に、第１供給工程でゲル化が始まった位置付近でゲル化が始まるようにワニスの供給量が制御される。従って、上側コイルエンド３ａの上面からワニスを注入することで、毛細管浸透と重力浸透の効果が得られ、ワニスが上側コイルエンド３ａを上から下へ向けて速やかに含浸流下することとなる。このため、所定量のワニスをコイル３に注入するための注入時間を短縮することができ、この意味でワニスの処理時間を短縮することができる。また、各工程の進行に伴いワニスが順次充填されながらゲル化していくこととなり、ワニスは液状状態から短い時間で充填したまま流動停止するので、安定した含浸状態が得られ、しかも、ステータコア２の反転時や搬送時にワニスの飛散や流出が抑えられる。このため、コイル３に対するワニスの含浸不足や含浸ばらつきを防止することができる。更に、ワニス処理後に、ステータコア２の内外周側面にワニスの垂れ付着がないので、余分なワニスを除去するトリミングの手間を削減することができる。

また、この実施形態によれば、第１供給工程の途中で、ワニスの時間当たりの供給量、すなわちワニスの注入速度を一旦減少させ、その後に増大させている。従って、先に供給されたワニスの総供給量が一旦減少するので、先に供給されたワニスが、後から供給されるワニスに押されなくなる。このため、第１供給工程において、ワニスのゲル化開始位置を安定的に設定することができる。

特に、この実施形態では、第１供給工程において、ワニスの注入速度を、初めに一気に増大させ、その途中で一旦減少させ、その後に一気に増大させてから漸減させている。特に、この実施形態では、初めに一気に増大させてから一旦減少させるワニスの総供給量に対し、その後に一気に増大させてから漸減させるワニスの総供給量を１／２としている。従って、初めにワニスの供給量を一気に増大させるので、最初から多量のワニスが上側コイルエンド３ａに注入され、下側コイルエンド３ｂへ向けて速やかに含浸流下することとなる。また、先に供給されたワニスに比べ、後から供給されるワニスは、供給量を一気に増大させてから漸減させるので、第１供給工程で供給すべき総供給量に対する供給の調節が容易となる。このため、ワニス量の歩留まりが向上し、その分供給する時間が不要となり、その結果としてワニスの処理時間を短縮することができる。また、上側コイルエンド３ａの上面でワニスの注入を丁度終えることができ、上側コイルエンド３ａに過不足無くワニスを充填することができる。

更に、この実施形態によれば、第２供給工程において、ワニスの注入速度を、初めに一気に増大させてから漸減させている。従って、初めにワニスの供給量を一気に増大させるので、最初から多量のワニスが下側コイルエンド３ｂに注入され、下へ向けて速やかに含浸流下することとなる。また、供給の途中から供給量を漸減させるので、第２供給工程で供給すべき全供給量に対する供給の調節が容易となる。このため、ワニスの処理時間を短縮することができ、下側コイルエンド３ｂの上面でワニスの注入を丁度終えることができ、下側コイルエンド３ｂに過不足無くワニスを充填することができる。

また、この実施形態では、第１供給工程で全供給量の２／３程度という大半のワニスが供給され、第２供給工程で全供給量の残余分である１／３程度という少なめのワニスが供給されるので、第２供給工程で供給されるワニスのゲル化に要する時間が短くなる。このため、第２供給工程後からワニス処理完了までの待機時間を短縮することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明のワニス処理方法を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

この第２実施形態は、前記第１実施形態とワニス供給パターンの点で構成が異なる。図１１に、この実施形態におけるワニス供給パターンを、図１０に準ずるグラフにより示す。このグラフから分かるように、時刻ｔ１〜ｔ４の間に第１供給工程を実施し、時刻ｔ５〜ｔ６の間に反転工程を実施し、その反転工程の後、時刻ｔ７〜ｔ９の間に第２供給工程を実施している。

第１供給工程では、ワニスの注入速度を、時刻ｔ１にて、初めに一気に増大させ、その途中から時刻ｔ３〜ｔ４の間で漸減させるようにしている。この点、第１供給工程を、休止時間ＴＫを挟んで前半と後半に２分割してワニス注入を行う第１実施形態と構成が異なる。また、この実施形態では、ワニスを一気に増大させてから一定速度で注入する時刻ｔ１〜ｔ３の間の時間が、ワニスのゲル化時間ＴＧよりも大きくなるように設定されている。

その後、時刻ｔ４〜ｔ７の間は、ワニスの供給を休止する時間となるが、この休止時間の途中の時刻ｔ５〜ｔ６の間に反転工程を実施している。この反転工程は、第２供給工程を開始する前までに完了するようにしている。

その後、第２供給工程では、ワニスの注入速度を、初めに時刻ｔ７で一気に増大させ、時刻ｔ７〜ｔ８の間で一定速度を維持してから、時刻ｔ８〜ｔ９の間で漸減させるようにしている。

従って、この実施形態のワニス処理方法によれば、初めにワニスの供給量を一気に増大させるので、最初から多量のワニスが上側コイルエンド３ａに注入され、下側コイルエンド３ｂへ向けて速やかに含浸流下することとなる。また、供給の途中から供給量を漸減させるので、第１供給工程で供給すべき総供給量に対する供給の調節が容易となる。このため、ワニス処理時間の短縮化を図ることができ、上側コイルエンド３ａの上面でワニスの注入を丁度終えることができ、上側コイルエンド３ａに過不足無くワニスを充填することができる。

また、この実施形態でも、第２供給工程において、ワニスの注入速度を、初めに一気に増大させてから漸減させているので、最初から多量のワニスが下側コイルエンド３ｂに注入され、下へ向けて速やかに含浸流下することとなり、第２供給工程で供給すべき総供給量に対する供給の調節が容易となる。このため、ワニス処理時間の短縮化を図ることができ、下側コイルエンド３ｂの上面でワニスの注入を丁度終えることができ、下側コイルエンド３ｂに過不足無くワニスを充填することができる。

尚、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して以下のように実施することもできる。

（１）前記各実施形態では、３本のノズル２４の先端を、同一円周上に位置するように配置すると共に、コイル３の幅方向の中央に位置するように配置した。これに対し、４本以上のノズルを上記と同様に配置したり、コイルの幅方向において複数のノズルを１列に並べて配置したりしてもよい。例えば、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線３Ｕ〜３Ｗの上面に整合するように３本のノズルをコイルの幅方向に並べて配置してもよい。また、各ノズルは分岐でなく、ノズル毎に１混合器を持たせて吐出量精度をより保証させてもよい。更に、ノズル先端形状は円ではなく、Ｕ，Ｖ，Ｗの幅を１つでカバーできる長方形でもよく、あるいは、中央部の量を抑制して幅方向で吐出量が同じになるような中央部で凹状をなす長方形であってもよい。

（２）前記第１実施形態では、図４のフローチャートに示すように、ステップ２で第１供給工程を実施する前に、上側コイルエンド３ａの内外周をシールする第１シールを実施し、ステップ４で第２供給工程を実施する前に、下側コイルエンド３ｂの内外周をシールする第２シールを実施するようにワニス処理方法を構成した。これに対し、第１供給工程の前に、上側コイルエンド３ａ及び下側コイルエンド３ｂの内外周をそれぞれシールするシール工程を実施するようにワニス処理方法を構成してもよい。

ワニス処理方法が実施されるステータの概略形状を示す断面図。コイルエンド部を簡素にしてイメージした模式的なステータを示す斜視図。各相１ブロックにつきステータコアとコイルとの関係を模式的に示す正面図。ワニス処理方法の手順を示すフローチャート。図１の２点鎖線で囲んだ部分にシール装置を装着した状態を示す概略図。ワニスの注入装置の概略構成を示す斜視図。ワニスの粘度特性を示すグラフ。ワニスの流動状態を示す概念図。ステータの反転工程を示す説明図。ワニス供給パターンを示すグラフ。ワニス供給パターンを示すグラフ。

符号の説明

２ステータコア
２ａ上端面
２ｂ下端面
３コイル
３ａ上側コイルエンド
３ｂ下側コイルエンド

Claims

ステータコアに装着されたコイルにワニスを含浸させるワニス処理方法において、
前記ステータコアに装着されたコイルのコイルエンドが上下になる姿勢で前記ステータコアを保持し、前記コイルのうち前記ステータコアの上側端面から突出する上側コイルエンドの上面からワニスを注入し、前記上側コイルエンドの上から下へ含浸流下するワニスが、前記コイルのうち前記ステータコアの下側端面から突出する下側コイルエンドの外部に達するより前にゲル化するように供給量を制御しながら前記ワニスを供給する第１供給工程と、
前記第１供給工程で最後に供給されたワニスがゲル化する時間以上の間隔をおいて前記コイルが装着された前記ステータコアを反転させる反転工程と、
前記反転工程の後に、前記第１供給工程でゲル化が始まった位置付近まで前記ワニスを含浸させてからゲル化が始まるように供給量を制御して前記ワニスを供給する第２供給工程と
を含むことを特徴とするワニス処理方法。
前記第１供給工程の途中で、前記ワニスの時間当たりの供給量を一旦減少させ、その後に増大させることを特徴とする請求項１に記載のワニス処理方法。
前記第１供給工程では、前記ワニスの時間当たりの供給量を、初めに一気に増大させ、その途中で一旦減少させ、その後に一気に増大させてから漸減させることを特徴とする請求項１に記載のワニス処理方法。
前記第１供給工程では、初めに一気に増大させてから一旦減少させるときの前記ワニスの総供給量に対し、その後に一気に増大させてから漸減させるときの前記ワニスの総供給量を１／２以下としたことを特徴とする請求項３に記載のワニス処理方法。
前記第１供給工程では、前記ワニスの時間当たりの供給量を、初めに一気に増大させ、その途中から漸減させることを特徴とする請求項１に記載のワニス処理方法。
前記第２供給工程では、前記ワニスの時間当たりの供給量を、初めに一気に増大させてから漸減させることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のワニス処理方法。
前記第１供給工程における前記ワニスの総供給量を全供給量の２／３程度とし、前記第２供給工程における前記ワニスの総供給量を、前記全供給量から前記第１供給工程における総供給量を減じた残余分としたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のワニス処理方法。
前記ワニスは、前記上側コイルエンドの上面から注入されてから前記下側コイルエンドの外部に達するまでの時間以内にゲル化が始まるようなハイキュアなワニス材からなることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のワニス処理方法。
前記ステータコアを水平に保持し、水平のまま回転もしくは揺動させながら前記上側コイルエンドの上面からワニスを注入することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のワニス処理方法。