JPH03124247A - 回転電機の固定子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動機等の回転電機に用いられる固定子及び
その製造方法に関する。

〔従来技術〕

電動機等の固定子においては、コイル相互の絶縁強化あ
るいは電磁振動抑制のための固着を目的として、コイル
にワニス処理が施される。一方鉄心に対しては、電動機
とその取付対象物より構成される系の共振周波数をずら
すことを目的として、ワニス処理が施されてその剛性が
強化される。

上記理由から、コイルと鉄心の双方にワニスを含浸させ
る必要のある場合は、鉄心にコイルを装着した後、固定
子全体をワニスの槽に浸すことによってワニス処理を行
っている。この場合、一般に固定子鉄心の両端から突出
するコイルエンドにおいては、電線のほつれが生じ易い
ため、高濃度のワニスを含浸させて固着強度を大きくす
る必要がある。一方薄鉄板の積層体よりなる鉄心は、薄
鉄板相互の隙間が微小であるため、高濃度のワニスは浸
透し難く、また鉄心内外径部に厚肉にワニスが付着、固
化するために材料的な無駄が多い。

１− ２− 上記問題を改善する手段として、特開昭５２−７１６０
４号公報に開示されるワニス処理方法が知られている。

これは予めコイルエンドのみ高濃度のワニスな付着含浸
させた後、固定子全体を低濃度のりニスの槽に浸して鉄
心には低濃度のワニスを付着含浸させるようにしたもの
であり、これにより固定子の鉄心部分へのワニスの浸透
が良好となる特長を有している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが上記特開昭５２−７１６０４号公報に開示され
るワニス処理においても、固定子の鉄心表面部へのワニ
スの付着、同化の問題は依然として存在する。この場合
、鉄心内径部へ付着して固化するワニスに関しては、鉄
心内径部に配置される回転子との間にエアギャップが存
在することから、このエアギャップの範囲内の付着量で
あれば特に問題とはならない。しかし鉄心外径部へ付着
して固化するワニスに関しては、たとえ薄肉なものであ
っても、固定子外径部を電動機ケース等へ圧入する際の
しめしろが変動して圧入不能となってしまう場合が多い
。また仮に上記ケース等への圧入ができたとしても、圧
入時に削り取られたワニス固化分がケース内へ脱落した
りするので、特に密閉型電動圧縮機等のようにケース内
への異物の混入を嫌う機器に使用する固定子の場合は好
ましくない。

また鉄心を貫通するボルトによって固定子を支持物に螺
合締結するいわゆるボルトダウンタイプの固定子の場合
は、該支持物との当接部分である鉄心端面に付着固化し
たりニスによって、支持物に対する固定子の取付精度が
悪くなってしまい、品質上の問題が生じ易いという欠点
が存在する。

従って一般には、ワニス含浸後のワニス固化前に、鉄心
外径部及び鉄心端面部に付着したワニスの拭き取り作業
や、溶剤によるワニスの洗い落とし作業がなされていた
。そしてこれらワニスの拭き取りや洗い落としの作業は
自動化が困難であることから、固定子の組立工数を大幅
に増加させる要因となっているばかりでなく、揮発溶剤
によって作業環境が非常に悪化するといった問題が存在
３− ４− した。

一方本発明者らの実験によれば、固定子鉄心のワニス処
理において、鉄心全体にワニスを含浸させて固化した場
合と、鉄心の内径部近傍域のみに含浸させて固化した場
合とで、鉄心の剛性に大差がないことが判明した。これ
は鉄心の外径部近傍には、カシメクランプや溶接等の鉄
心固着手段が施されているため、この部分のワニスの有
無にかかわらず剛性が維持されるためである。従って鉄
心の外径部近傍域にはワニスを付着含浸させなくても実
用上問題はなく、この部分に付着固化するワニスは固定
子をコストアップさせる要因となっていた。

また前述したように固定子鉄心へのワニス処理は、固有
振動数を変化させて共振点を逃げる一手段であるが、イ
ンバータ等を介した非正弦波電源によって駆動される電
動機等の固定子にあっては、電源に含まれる時間高調波
の影響により電磁的加振源の高調波成分が可聴周波数全
域にわたって存在するため、固定子鉄心の固有振動数近
辺の振動及びこれに起因する騒音が特に増大する傾向に
ある。この固有振動数の各次モードのうち、特に２次モ
ードのものは、可聴周波数領域に存在するために耳ざわ
りな騒音を発生し、大きな問題となっている。そして固
定子鉄心に対し均一なワニス処理を施した場合、剛性が
均一に構成されるため２次モードに対して対称性のある
構成となり、第３図に示すような鉄心２ｂにおいて、図
中破線で示す２次モードの変形モード８が生じ易く、こ
れに起因する振動及び騒音が問題となっている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、内径部にスロットを有する複数の薄鉄板を外
径部近傍に施した固着手段によって一体化して鉄心を形
成し、前記鉄心のスロットに絶縁紙を介してコイルを収
納してなる回転電機の固定子において、前記鉄心は、そ
の内径部近傍域のみにワニスを付着含浸させて構成する
ものである。

上記固定子を製造するために、コイル及び絶縁紙が装着
された鉄心に対し、その内径部からスプレー状又はシャ
ワー状のワニスを吹き付けるもの５− ６− である。

また、より低振動、低騒音の固定子を得る手段として、
鉄心の内径部からスプレー状又はシャワー状のワニスを
吹き付ける際、鉄心の内径円周上の互いに離間した３つ
の地点に対して重点的にワニスを付着含浸させるもので
ある。

〔作用〕

鉄心の内径部近傍域に付着含浸されて固化したワニスに
よって、鉄心の内径部近傍域の剛性が強化され、一方鉄
心の外径部近傍域にはカシメクランプや溶接等の鉄心固
着手段が施されているため、両者が相まって鉄心全体の
剛性が強化される。

〔実施例〕

図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明のワニス処理方法を説明するものであり
、図中１は例えば電動機の固定子を示している。固定子
１の鉄心２は、内径部にスロットを有する複数の薄鉄板
を積層して形成され、外径部近傍において例えばカシメ
クランプによって薄鉄板相互が固着されている。鉄心内
径部１３のスロットには絶縁紙を介してコイルが収納さ
れて、該コイルは鉄心２０両端から突出してコイルエン
ド３，３を形成している。

６は２個を一対として略平行に向かい合わせた断面り形
の保持具であり、対をなす部材間が拡縮可能に形成され
てターンテーブル７に複数対放射状に配設されており、
固定子鉄心２の外径部及び端面部に当接してこれをクラ
ンプ又は載置して保持している。固定子１を保持具６に
よって空中に保持した状態で、鉄心２の内径部に挿入さ
れたノズル５よりスプレー状又はシャワー状のワニス４
が鉄心２の内径部１３に向けて吹き付けられる。

ワニス４は、固形分の少ない低濃度のワニスが適し、上
記吹き付けによって、スロット内に付着含浸してスロッ
ト内のコイル及び絶縁紙に浸透すると共に、スロット相
互間に存在する歯部に付着含浸して毛管現象によって薄
鉄板相互の隙間へ浸透してゆく。このワニス浸透の程度
は、少なくとも鉄心２の内径部１３からスロットの底部
までの域、即ち鉄心２の歯部の存在する域が全て含浸さ
れる７− 程度とし、鉄心２の外径部近傍域には積極的に浸透させ
ず、ワニスの吹き付は圧、量又は時間を制御することに
よって管理を行う。

ノズル５は鉄心２と同軸状の関係に配置される円筒体よ
りなり、その円筒面全面にワニスの噴出口を有し、図示
しないアクチュエータによって鉄心２の積厚全長にわた
って上下動してワニスの吹き付けを行う。尚、ワニスの
噴出口をノズル円筒面の一部のみに有する場合は、上記
アクチュエータによってノズル５に回転を与えて、鉄心
２の内径部１３の全周に吹き付は可能な構成とする。

ノズル５へのワニス４の供給は、図示しないワニス貯留
槽よりポンプ機構によってなされ、スプレー状ワニスと
して吹き付ける場合は任意のスプレーガン機構を介して
供給を行う。また吹き付は後に固定子１より落下する余
剰ワニスは、下部に設けた受は容器で受けて、ワニス貯
留槽へ回収する。

また固定子１のコイルエンド３，３のワニス処理は、上
記鉄心２のワニス処理工程の前又は後のいずれかの工程
において別途行うものである。これには先ず、第１図に
示したターンテーブル７を回転させて固定子１を高濃度
のりニス槽の上へ移動させ、該ワニス槽を鉄心２がワニ
スに浸らない位置まで上昇させて下側のコイルエンド３
のみを高濃度のワニスに浸す。この状態でしばらく放置
してワニスを付着含浸させた後、適宜なチャック機構に
より鉄心２の外径部を挟持して固定子１を反転させて、
他方のコイルエンド３を下側にして再び保持具６により
固定子１を保持し、次に上記同様の手順によって他方の
コイルエンド３を高濃度のワニスに浸すことによって達
成される。

本発明のワニス処理方法によれば、鉄心２の外径部及び
端面部にはワニスが付着しないため、上記鉄心内径部１
３及びコイルエンド３のワニス処理に際しては、保持具
６やチャック機構のように、鉄心の外径部又は端面部を
用いて固定子１を保持して行うことが容易であり、ワニ
ス処理に用いる治具の洗浄や交換等が不要となる利点を
有する。

また本発明の別の実施例として、スプレー状又９− １０− はシャワー状のワニスを鉄心内径部に向けて吹き付ける
際、鉄心の内径円周上の互いに離間した３つの地点に対
して重点的にワニスを付着含浸させることにより、特に
低振動、低騒音の固定子を形成することができる。

上記重点的にワニスを付着含浸させるためには、第１図
におけるノズル５を、その円筒面円周上に設けるワニス
の噴出口を３ケ所のみとした構造、あるいは所定の３ケ
所の噴出量を他の箇所よりも多くした構造とすればよい
。またノズル５に回転を与えて吹き付けを行う場合は、
ワニスの吹き付けを間欠的に行って所定の３ケ所のみに
吹き付けるように設定したり、あるいは所定の３ケ所に
対する吹き付は時間を他の箇所よりも多めに設定するこ
とにより容易に達成される。

この結果形成される固定子を、その鉄心部分について第
２図に示す。第２図に示すように、鉄心２ａの内径円周
上の３つの地点に重点的に吹き付けられたワニスは、図
中斜線で示すように、内径部１３の近傍に重点的に付着
含浸した区域９ａ。

９ｂ、９ｃを積厚方向全長にわたりて生じ、この部分で
固化したワニスによって該区域９ａ、９ｂ。

９Ｃにおいて鉄心２ａの剛性が特に強化される。

ワニスを重点的に付着含浸させる３つの地点は、鉄心の
変形２次モードの節部の近傍１ケ所と、該節部に隣接し
ない２個の腹部のそれぞれの中央部近傍に各１ケ所とす
るのが理想的であるが、相互の地点が明確に離間して略
三角形状をなす程度を目安に設定すれば概ね顕著な効果
が得られる。

第２図に示す固定子鉄心は、ワニスが均一に付着含浸さ
れた鉄心に比べて、３つの区域に剛性が集中して構成さ
れるため、振動モードがこの３つの区域に強く拘束され
る結果、特に２次モードに対する対称性が崩されて２次
モードの変形モードが抑制される構成となっている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、固定子鉄心の外径部及び端面部へのワ
ニスの付着がないため、固定子外径部を電動機ケース等
へ圧入する場合に圧入不良等の支障を生じることがなく
、またこの圧入によってワ１− １２ ニス同化分がケース内へ脱落する不具合も生じることな
く、さらにボルトダウンタイプの固定子の場合は取付精
度が維持されて品質に優れた固定子が構成できる。

また作業面では、固定子鉄心の外径部及び端面部へ付着
したワニスの拭き取り作業や洗い落とし作業が不要とな
って、組立工数が削減されると共に作業環境の改善がな
され、ワニス処理の全自動化も容易となる。

また固定子鉄心の外径部近傍にはワニスを付着含浸させ
ないため、従来と略同等の剛性を維持しながら、材料的
なコストダウンが達成される。そして鉄心の内径部に向
けてスプレー状又はシャワー状のワニスを吹き付けるこ
とにより、吹き付けによる圧力によってスロット内にワ
ニスを十分浸透させることができるため、スロット内の
コイル及び絶縁紙の固着が十分なされて、この結果縦型
回転電機等で問題となっている絶縁クサビの脱落が防止
できる特長も有している。

さらに固定子鉄心の内径部の互いに離間した３つの地点
に重点的にワニスを付着含浸させることにより、振動の
２次モードに対する対称性が崩されて２次モードの変形
モードが抑制され、可聴周波数領域における振動及び騒
音が低減される効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法の一例を説明する断面図、第
２図は本発明により製造される固定子の一例を説明する
鉄心部分の平面図、第３図は固定子鉄心の振動の２次モ
ードを示す説明図である。 １・・・固定子、２．２ａ、２ｂ・・・鉄心、４−・・
ワニス、１０・・・スロット、１１・・・歯部、１２・
・・カシメクランプ部、１３・・・鉄心内径部。 １３ ＝１４＝ 第 １ 図 特開平３ １２４２４７　（５） 第２ 第３

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内径部にスロットを有する複数の薄鉄板を外径部
   近傍に施した固着手段によって一体化して鉄心を形成し
   、前記鉄心のスロットに絶縁紙を介してコイルを収納し
   てなる回転電機の固定子において、前記鉄心は、その内
   径部近傍域のみにワニスが付着含浸されていることを特
   徴とする回転電機の固定子。
2. （２）コイル及び絶縁紙が装着された鉄心の内径部から
   、スプレー状又はシャワー状のワニスを吹き付けること
   を特徴とする固定子の製造方法。
3. （３）鉄心の内径円周上の互いに離間した３つの地点に
   対して、重点的にワニスを付着含浸させることを特徴と
   する請求項２に記載の固定子の製造方法。