JPWO2004098028A1 - 回転電機の固定子の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、固定子の予備加熱温度におけるワニス粘度を所定範囲に調整することにより、ワニスをコイルエンドに簡易に、かつ、高充填率で含浸させることができる回転電機の固定子の製造方法を得るものである。その構成は、固定子を予備加熱する予備加熱工程と、予備加熱された固定子を軸心周りに回転させながら、ワニス塗布時の固定子温度での粘度が１６〜１０５ｍＰａ・ｓに調整されたワニスを該固定子の径方向外側からコイルエンドに滴下するワニス塗布工程と、ワニスが塗布された固定子を加熱して該ワニスを硬化させるワニス加熱硬化工程とを有するワニス処理工程を備えている。これにより、ワニスがコイルエンド内に高充填率に含浸され、コイルエンドの絶縁性および耐電食性が高められ、さらに固定子全体の剛性が高められた固定子を製造できる。

Description

この発明は、乗用車、トラック、電車等の車両に搭載される回転電機の固定子の製造方法に関し、特にワニスが固定子巻線のコイルエンドに高充填率で含浸される固定子の製造方法に関するものである。

従来の固定子のワニス処理方法は、例えば特開平０７−２１３０２９号公報に記載されているように、所定温度に加熱された固定子を回転させながらワニスを径方向外側から固定子巻線のコイルエンドの表面に滴下し、ついでワニスの粘性が高くなる前に低圧のエアを径方向外側からコイルエンドに吹き付け、その後乾燥炉にてワニスを硬化させるようにしていた。そして、コイルエンドの表面に滴下されたワニスは、固定子巻線のコイル間の隙間の毛細管作用によりコイルエンド内に浸透するが、ワニスの滴下量が少ないと、ワニスの浸透スピードが落ち、コイルエンド全体に浸透されない。そこで、ワニス滴下後、低圧のエアをコイルエンドに吹き付けてワニスを強制的にコイルエンド内に浸透させている。これにより、ワニスの滴下量が少ない場合でも、ワニスをコイルエンド全体に浸透させることができるとしている。
しかしながら、従来の固定子のワニス処理方法では、エア発生装置が必要となり、ワニス処理工程が極めて大掛かりなものとなってしまうという不具合があった。

本出願人は、ワニス処理工程での予備加熱された固定子の温度におけるワニス粘度に着目し、ワニス塗布時の固定子の温度におけるワニス粘度を所定範囲に調整することにより、コイルエンド内に浸透したワニスがコイルエンドから垂れ落ちることなくコイルエンド内に残留し、ワニス充填率を高めることができることを見出して本発明を発明するに至ったものである。
この発明は、ワニス塗布時の固定子温度におけるワニス粘度を所定範囲に調整することにより、ワニスをコイルエンドに簡易に、かつ、高充填率で含浸させることができる回転電機の固定子の製造方法を得ることを目的とする。
この発明による回転電機の固定子の製造方法では、固定子を予備加熱する予備加熱工程と、予備加熱された固定子を軸心周りに回転させながら、ワニス塗布時の固定子温度における粘度が１６〜１０５ｍＰａ・ｓに調整されたワニスを固定子の径方向外側からコイルエンドに滴下するワニス塗布工程と、ワニスが塗布された固定子を加熱して硬化させるワニス加熱硬化工程とを有するワニス処理工程を備えている。

図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子の製造方法を説明する工程図である。
図２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子の製造方法におけるワニス塗布工程を説明する斜視図である。
図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子の製造方法により製造された固定子を示す斜視図である。
図４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子の製造方法におけるコイルエンドのワニス含浸率と電磁音ピーク値との関係を示す図である。
図５はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子の製造方法により製造された固定子を示す斜視図である。
図６はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子の製造方法における固定子組立体の固定子巻線構造を説明する斜視図である。
図７はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子の製造方法における固定子組立体を示す斜視図である。
図８はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリを示す平面図である。
図９は図８に示される巻線アッセンブリを構成する連続導体線の要部を示す斜視図である。
図１０は図８に示される巻線アッセンブリを構成する連続導体線の配列状態を説明する図である。
図１１はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子の製造方法における仕切り板が装着された固定子組立体の要部を外径側から見た平面図である。
図１２はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子の製造方法における仕切り板が装着された固定子組立体の要部を示す断面図である。
図１３はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子の製造方法におけるワニス塗布工程を説明する斜視図である。
図１４はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子の製造方法により製造された固定子の要部を示す断面図である。

以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子の製造方法を説明する工程図、図２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子の製造方法におけるワニス塗布工程を説明する斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子の製造方法により製造された固定子を示す斜視図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子の製造方法におけるコイルエンドのワニス含浸率と電磁音ピーク値との関係を示す図である。
まず、固定子組立工程１００について説明する。
この固定子組立工程１００では、まず磁性鋼板を積層して円筒状の固定子鉄心２を作製する。この固定子鉄心２には、溝方向を軸方向とする３６個のスロット２ａが径方向内方に開口するように周方向に所定ピッチで配列されている。そして、絶縁被覆された銅細線からなる導体線を所定回巻回して環状巻線ユニット（図示せず）を作製し、この環状巻線ユニットを星形に成形して星形巻線ユニット３ａを作製する。ついで、複数個の星形巻線ユニット３ａを固定子鉄心２に装着して、図２に示される固定子組立体１を得る。
なお、固定子巻線３は、固定子鉄心２に装着された複数個の星形巻線ユニット３ａにより構成されている。そして、導体線は、１つのスロット２ａから固定子鉄心２の軸方向一端側に延出し、固定子鉄心２の軸方向一端側で折り返されて３スロット離れた次のスロット２ａに入り、ついで固定子鉄心２の軸方向他端側に延出し、固定子鉄心２の軸方向他端側で折り返されて３スロット離れたさらに次のスロット２ａに入るように、３スロット毎のスロット２ａに波巻きに巻装されている。また、固定子鉄心２の軸方向の各端面側において、３スロット離れたスロット２ａ間で折り返された導体線の部位がコイルエンド３ｆ、３ｒとなる。
ついで、ワニス処理工程１０１について説明する。
このように組み立てられた固定子組立体１を乾燥炉（図示せず）内に配置し、所定温度に予備加熱する（予備加熱工程１０２）。
そして、所定温度まで加熱された固定子組立体１を乾燥炉から取り出し、図２に示されるように、固定子組立体１を軸心Ａ周りに回転させつつ、ワニス供給装置（図示せず）から送り出されたワニス４を径方向外方からコイルエンド３ｆ、３ｒに滴下する（ワニス塗布工程１０３）。
ついで、ワニス４が所定量塗布された固定子組立体１を乾燥炉内に配置し、乾燥炉内の温度をワニス４の加熱硬化温度まで上昇させ、その後ワニス硬化温度で所定時間保持してワニス４を硬化させる（ワニス加熱硬化工程１０４）。そして、固定子組立体１を室温まで冷却した後、乾燥炉から取り出し、図３に示される固定子５を得る。
なお、このワニス加熱硬化工程１０４では、ワニス４がゲル化する間、即ち乾燥炉内の温度上昇過程の数分間、固定子組立体１を軸心周りに回転させ、その後固定子組立体１の軸心周りの回転を停止している。
ここで、ワニス４には、不飽和ポリエステル樹脂を主成分とし、セイク（耐熱向上剤）、ＨＯＭＡ（反応性希釈剤）等を添加したセイク変性ポリエステルを用いている。そして、ワニス４は、室温での粘度が９０００ｍＰａ・ｓであったものを、１００℃での粘度が２２ｍＰａ・ｓとなるように、ＨＯＭＡの添加量を調整している。なお、セイク（ＴＨＥＩＣ）は、トリヒドロキシエチルイソシアヌレートであり、ＨＯＭＡは２ヒドロキシエチルメタアクリレートである。また、予備加熱工程１０２では、固定子組立体１を１５０℃に予備加熱している。そして、ワニス塗布工程１０３では、乾燥炉から取り出された固定子組立体１に速やかにワニスの塗布を開始し、固定子組立体１の温度が約８０℃まで下がるまでにワニス４の塗布を完了させている。このワニス塗布工程１０３では、固定子組立体１を３６ｒ／ｍｉｎで回転させている。さらに、ワニス加熱硬化工程１０４では、固定子組立体１を１６０℃、３０分加熱硬化している。
この実施の形態１によれば、ワニス塗布工程１０３において、１００℃でのワニス粘度が２２ｍＰａ・ｓとなるようにワニス４を調整しているので、ワニス４はコイルエンド３ｆ、３ｒの表面に塗布されるとコイルエンド３ｆ、３ｒの温度まで上昇して適度な流動性を有するようになる。そして、ワニス塗布中、固定子組立体１を軸心周りに回転させているので、適度な流動性を有するワニス４は、コイルエンド３ｆ、３ｒから垂れることなく、コイルエンド３ｆ、３ｒを構成するコイル間の隙間の毛細管作用によりコイルエンド３ｆ、３ｒ内に浸透し、コイルエンド３ｆ、３ｒ内に充填される。従って、エア発生装置等を用いることなく、ワニス４をコイルエンド３ｆ、３ｒに高充填率に充填させることができる。
また、ワニス加熱硬化工程１０４の温度上昇過程では、コイルエンド３ｆ、３ｒ内に充填されているワニス４の粘度が下がり、流動性を増すことになる。そこで、ワニス加熱硬化工程１０４の初期の数分間、固定子組立体１を軸心Ａ周りに回転させている。これにより、流動性が増したワニス４は、コイルエンド３ｆ、３ｒから垂れることなくコイルエンド３ｆ、３ｒ内に留まり、ゲル化する。そこで、ワニス４の垂れを防止するための治具が不要となるとともに、気泡の発生が抑えられ、高密度に充填できる。
このようにして作製された固定子５では、コイルエンド３ｆ、３ｒを構成するコイルはワニス４により覆われている。そこで、固定子５のハンドリング時に、コイルエンド３ｆ、３ｒを構成するコイル同士が接触して絶縁被膜を損傷させることが防止でき、さらに、固定子５を車両用交流発電機に組み込んだ際に、コイルエンド３ｆ、３ｒがブラケットに接触して絶縁被膜を損傷させることが防止できるので、絶縁性を著しく向上させることができる。また、固定子５を搭載した車両用交流発電機において、外部から侵入した塩水などのコイルエンド３ｆ、３ｒへの付着に起因するコイルの電食も防止できる。さらに、ワニス４がコイルエンド３ｆ、３ｒ内に高充填率で充填されているので、固定子５全体の剛性が大きくなる。そこで、固定子５を搭載した車両用交流発電機を動作させた際に、電磁音の発生が大幅に低減される。
さらに、ワニス４がコイルエンド３ｆ、３ｒ内に高充填率で充填されているので、ワニス４内での空気溜まりの発生が抑えられている。そこで、コイルエンド３ｆ、３ｒで発生する熱はワニス４を介してコイルエンド３ｆ、３ｒの外周面に伝達され、冷却風により効果的に冷却される。これにより、コイルエンド３ｆ、３ｒの過度の温度上昇が抑えられ、固定子５の高出力化が図られる。
ここで、コイルエンドワニス含浸率を変えた作製した固定子を車両用交流発電機に組み込み、回転数を３０００ｒ／ｍｉｎまで上げたときの電磁音ピーク値を測定した結果を図４に示す。なお、コイルエンドワニス含浸率とは、コイルエンドの断面積に対するワニスおよび導体線の割合である。即ち、気泡が発生していると含浸率が低下することになる。
図４から、電磁音ピーク値は、ワニス含浸率に依存することが分かる。つまり、ワニス含浸率が高くなると、固定子自体の剛性が大きくなり、電磁音の発生が抑制されることになる。そして、ワニス含浸率が９０％を超えると、電磁音ピーク値が６３ｄＢ以下に安定しており、ワニス含浸率を９０％以上とすることが望ましい。
そして、ワニス塗布時の固定子組立体温度でのワニス粘度が１６ｍＰａ・ｓ未満の領域では、流動性が大きくなりすぎ、コイルエンド３ｆ、３ｒの表面に塗布されたワニス４は、コイルエンド３ｆ、３ｒ内に容易に浸透するが、コイルエンド３ｆ、３ｒ内に残留することなく、スロット２ａ内に浸透したり、コイルエンド３ｆ、３ｒから垂れ落ちてしまう。その結果、ワニス４の充填率を９０％以上とする固定子は得られなかった。一方、ワニス塗布時の固定子組立体温度でのワニス粘度が１０５ｍＰａ・ｓを超える領域では、流動性が小さくなりすぎ、コイルエンド３ｆ、３ｒの表面に塗布されたワニス４は、コイルエンド３ｆ、３ｒ内に浸透しにくく、コイルエンド３ｆ、３ｒ内に十分充填されない。その結果、ワニス４の充填率を９０％以上とする固定子は得られなかった。従って、ワニス塗布時の固定子組立体温度でのワニス粘度を１６ｍＰａ・ｓ〜１０５ｍＰａ・ｓの範囲内に調整することが望ましい。
つぎに、ワニス塗布工程１０３での固定子組立体１の回転速度について検討する。
粘度の低いワニスを用いる場合には、固定子組立体１の回転速度は速め、粘度の高いワニスを用いる場合には、固定子組立体１の回転速度を遅くすることが望ましい。そして、粘度が１６ｍＰａ・ｓに調整されたワニスを塗布する場合、固定子組立体１の回転速度が５０ｒ／ｍｉｎを超えるあたりから、コイルエンド３ｆ、３ｒの表面に塗布されたワニスの径方向外方への飛散が開始され、回転速度が速くにつれ、ワニスの飛散量が多くなる。その結果、所望のワニス含浸率が確保されなくなる。また、粘度が１０５ｍＰａ・ｓに調整されたワニスを塗布する場合、固定子組立体１の回転速度が５ｒ／ｍｉｎ未満では、コイルエンド３ｆ、３ｒの表面に塗布されたワニスの垂れが発生する。その結果、所望のワニス含浸率が確保されなくなる。従って、ワニス塗布工程での固定子組立体１の回転速度は、５〜５０ｒ／ｍｉｎの範囲内に設定することが望ましい。
なお、上記実施の形態１では、ワニス４として、不飽和ポリエステル樹脂を主成分とし、セイク、ＨＯＭＡ等を添加したセイク変性ポリエステルを用いるものとしているが、ワニスとして、不飽和ポリエステル樹脂およびエポキシ樹脂を主成分とし、スチレンモノマー（反応性希釈剤）、ＢＤＭＡ（ベンジルジメチルアミン）等を添加したエポキシ・イミド変性ポリエステルを用いても同様の効果が得られる。
また、上記実施の形態１では、ワニス加熱硬化工程の初期の数分間、固定子組立体１を回転させるものとしているが、固定子組立体１の回転時間は特に限定されないが、ワニス４がゲル化し、その流動性がほぼ失われればよい。さらに、ワニス加熱硬化工程中固定子組立体１を回転させるようにしてもよい。
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子の製造方法により製造された固定子を示す斜視図、図６はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子の製造方法における固定子組立体の固定子巻線を説明する斜視図、図７はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子の製造方法における固定子組立体を示す斜視図である。
この実施の形態２では、絶縁被覆された短尺の銅材からなる導体セグメント１３を用いて固定子巻線１２を作製している。この導体セグメント１３は、図６に示されるように、一対のスロット収納部１３ａをＵ字状のターン部１３ｂで連結してなるＵ字状に成形されている。また、固定子鉄心１１は、磁性鋼板を積層して円筒状に作製されている。そして、固定子鉄心１１には、図７に示されるように、溝方向を軸方向とする９６個のスロット１１ａが径方向内方に開口するように周方向に所定ピッチで配列されている。なお、説明の便宜上、スロット１１ａ内におけるスロット収納部１３ａの収納位置をスロット深さ方向の最浅位置（最内周位置）から１番地、２番地・・・６番地とする。
まず、固定子組立工程では、導体セグメント１３を固定子鉄心１１の軸方向一端側から６スロット離れた各スロット１１ａ対に３本ずつ挿入する。そして、固定子鉄心１１の軸方向他端側から延出する導体セグメント１３の開放端部１３ｃ同士を重ね合わせ、溶接により接合一体化して、図７に示される固定子組立体１０を得る。なお、導体セグメント１３の開放端部１３ｃ同士の溶接部が接合部１４となる。
ここで、各スロット１１ａには、６本のスロット収納部１３ａがスロット深さ方向に１列に配列されている。固定子鉄心１１の軸方向一端側では、スロット対の一方のスロット１１ａ内の１番地、３番地、５番地のスロット収納部１３ａと他方のスロット１１ａ内の２番地、４番地、６番地のスロット収納部１３ａとがそれぞれターン部１３ｂにより連結されている。そして、固定子鉄心１１の軸方向一端側において、ターン部１３ｂが３列となって周方向に１スロットピッチで配列してコイルエンド１２ｒを構成している。一方、固定子鉄心１１の軸方向他端側では、スロット対の一方のスロット１１ａ内の２番地、４番地、６番地のスロット収納部１３ａと他方のスロット１１ａ内の１番地、３番地、５番地のスロット収納部１３ａとが、それぞれ接合部１４により連結されている。そして、固定子鉄心１１の軸方向他端側において、接合部１４が３列となって周方向に１スロットピッチで配列されてコイルエンド１２ｆを構成している。また、固定子巻線１２は、６スロット毎のスロット１１ａに挿入されているスロット収納部１３ａをターン部１３ｂおよび接合部１４で交互に連結して構成された複数の波巻き巻線から構成されている。
ついで、ワニス処理工程では、上記実施の形態１と同様に、まず固定子組立体１０を乾燥炉内で１５０℃に予備加熱する。そして、１５０℃に加熱された固定子組立体１０を乾燥炉から取り出し、１００℃での粘度が２２ｍＰａ・ｓとなるように調整されたワニス４を固定子組立体１０を軸心周りに３６ｒ／ｍｉｎで回転させつつ径方向外方からコイルエンド１２ｆ、１２ｒに滴下・塗布する。ついで、ワニス４が塗布された固定子組立体１０を乾燥炉内に配置し、１６０℃まで加熱する。この時、初期の数分間、固定子組立体１を軸心周りに３６ｒ／ｍｉｎで回転させる。その後、固定子組立体１０を１６０℃、３０分保持してワニス４を硬化させ、図５に示される固定子１５を得る。
この実施の形態２においても、ワニス塗布工程において、１００℃でのワニス粘度が２２ｍＰａ・ｓとなるように調整され、固定子組立体１０が軸心周りに回転されているので、上記実施の形態１と同様に、ワニス４がコイルエンド１２ｆ、１２ｒに高充填率で充填される固定子１５を製造できる。
そこで、この固定子組立体１０においては、３列となって周方向に１スロットピッチで配列されている接合部１４は溶接により銅材を露出しているが、このワニス処理工程を実施することにより、それらの接合部１４はワニス４に確実に覆われ、絶縁性および耐電食性が向上される。
また、固定子巻線１２がＵ字状の導体セグメント１３により構成されているので、コイルエンド１２ｆ、１２ｒはターン部１３ｂおよび接合部１４を周方向に整列させて構成される。そこで、ワニス４はターン部１３ｂ間の隙間、あるいは接合部１４間の隙間からコイルエンド１２ｆ、１２ｒ内にスムーズに浸透し、空気溜まりの発生を低減できる。そこで、ターン部１２ｂや接合部１４で発生する熱はワニス４を介してコイルエンド１２ｆ、１２ｒの外周面に伝達され、冷却風により効果的に冷却される。これにより、コイルエンド１２ｆ、１２ｒの過度の温度上昇が抑えられ、固定子１５の高出力化が図られる。
実施の形態３．
図８はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子の製造方法における巻線アッセンブリを示す平面図、図９は図８に示される巻線アッセンブリを構成する連続導体線の要部を示す斜視図、図１０は図８に示される巻線アッセンブリを構成する連続導体線の配列状態を説明する図、図１１はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子の製造方法における仕切り板が装着された固定子組立体の要部を外径側から見た平面図、図１２はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子の製造方法における仕切り板が装着された固定子組立体の要部を示す断面図、図１３はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子の製造方法におけるワニス塗布工程を説明する斜視図、図１４はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子の製造方法により製造された固定子の要部を示す断面図である。
この実施の形態３では、図８に示される巻線アッセンブリ３０を用いて固定子巻線２２を構成している。この巻線アッセンブリ３０は、絶縁被覆された銅線からなる１２本の連続導体線３１を同一平面上に１スロットピッチに配列させ、一括して折り畳んで作製されている。各連続導体線３１は、図９に示されるように、ターン部３１ｂで連結された直線部３１ａが６スロットピッチ（６Ｐ）で配列された平面状パターンに折り曲げ形成されている。そして、隣り合う直線部３１ａが、ターン部３１ｂにより、連続導体線３１の幅（Ｗ）分ずらされている。巻線アッセンブリ３０は、このようなパターンに形成された２本の連続導体線３１を６スロットピッチずらして直線部３１ａを重ねて配列された導体線対（図１０に示される）が１スロットピッチずつずらされて６対配列されて構成されている。そして、連続導体線３１の端部が巻線アッセンブリ３０の両端の両側に６本ずつ延出されている。また、ターン部３１ｂが巻線アセンブリ３０の両側部に整列されて配列されている。
まず、固定子組立工程では、３つの巻線アッセンブリ３０を直方体の鉄心（図示せず）に重ねて装着し、その後直方体の鉄心を丸め、丸められた鉄心の両端面を突き合わせて溶接一体化する。この曲げられた鉄心の両端部を溶接一体化して上記実施の形態２における固定子鉄心１１と同等に構成された固定子鉄心２１が得られる。そして、巻線アセンブリ３０の両端の両側に延出している連続導体線３１の端部同士を接合して、固定子巻線２２が固定子鉄心２１に巻装された固定子組立体２０を得る。
ここで、各スロット２１ａには、６本の直線部３１ａがスロット深さ方向に１列に配列されている。固定子鉄心２１の軸方向一端側では、スロット対の一方のスロット２１ａ内の１番地、３番地、５番地のスロット収納部３１ａと他方のスロット２１ａ内の２番地、４番地、６番地のスロット収納部３１ａとが、それぞれターン部３１ｂにより連結されている。そして、固定子鉄心の軸方向一端側において、ターン部３１ｂが３列となって周方向に１スロットピッチで配列してコイルエンド２２ｒを構成している。同様に、固定子鉄心２１の軸方向他端側では、スロット対の一方のスロット２１ａ内の２番地、４番地、６番地のスロット収納部３１ａと他方のスロット２１ａ内の１番地、３番地、５番地のスロット収納部３１ａとが、それぞれターン部３１ｂにより連結されている。そして、固定子鉄心２１の軸方向他端側において、ターン部３１ｂが３列となって周方向に１スロットピッチで配列されてコイルエンド２２ｆを構成している。また、連続導体線３１の端部同士の接合部２３がコイルエンド２２ｆ、２２ｒ上に延出している。
ついで、図１１および図１２に示されるように、仕切り板２４が固定子組立体２０のコイルエンド２２ｆ、２２ｒに装着される。この仕切り板２４は、絶縁性樹脂製であり、コイルエンド２２ｆ、２２ｒの内周壁面および頂部を覆う断面Ｊ状の環状体に成形されている。また、接合部２３は仕切り板２４に形成されたキャップ部２４ａ内に収納されている。
ついで、ワニス処理工程では、上記実施の形態１と同様に、固定子組立体２０を乾燥炉内で１５０℃に予備加熱する。そして、予備加熱された固定子組立体２０を乾燥炉から取り出し、図１３に示されるように、１００℃での粘度が２２ｍＰａ・ｓとなるように調整されたワニス４を、固定子組立体２０を軸心Ａ周りに３６ｒ／ｍｉｎで回転させつつ径方向外方からコイルエンド２２ｆ、２２ｒに滴下・塗布する。さらに、固定子組立体２０を乾燥炉内に配置し、１６０℃まで加熱する。この時、初期の数分間、固定子組立体２０を軸心Ａ周りに３６ｒ／ｍｉｎで回転させる。その後、固定子組立体２０の回転を止め、１６０℃、３０分加熱してワニス４を硬化させて、固定子２５を得る。この固定子２５は、図１４に示されるように、ワニス４がコイルエンド２２ｆ、２２ｒ内に十分に含浸されている。
この実施の形態３においても、１００℃でのワニス粘度が２２ｍＰａ・ｓとなるように調整されているので、上記実施の形態１と同様に、ワニス４がコイルエンド２２ｆ、２２ｒに高充填率で充填される固定子２５を製造できる。
そこで、この固定子組立体２０においては、接合部２３は溶接により銅材を露出しているが、本ワニス処理工程を施すことにより、それらの接合部２３はワニス４に確実に覆われ、絶縁性および耐電食性が向上される。
さらに、この実施の形態３によれば、ワニス処理工程に先立って、断面Ｊ状の仕切り板２４を固定子組立体２０に装着しているので、ワニス塗布工程において、ワニス４の垂れが確実に防止される。そこで、ワニス４の内径側へのはみ出しがないので、固定子２５を車両用交流発電機に搭載した際に、ワニス４が回転子やファンと干渉することがない。また、コイルエンド２２ｆ、２２ｒの径方向内周面および軸方向外周面が仕切り板２４の平滑面で構成されるので、固定子２５を車両用交流発電機に搭載した際に、ファンによる冷却風がコイルエンド２２ｆ、２２ｒの内壁面に衝突して発生する風騒音を低減できる。
また、固定子巻線２２が巻線アッセンブリ３０により構成されているので、コイルエンド２２ｆ、２２ｒはターン部３１ｂを周方向に整列させて構成される。そこで、ワニス４はターン部３１ｂ間の隙間からコイルエンド２２ｆ、２２ｒ内にスムーズに浸透し、空気溜まりの発生を低減できる。そこで、ターン部３１ｂで発生する熱はワニス４を介してコイルエンド２２ｆ、２２ｒの外周面に伝達され、冷却風により効果的に冷却される。これにより、コイルエンド２２ｆ、２２ｒの過度の温度上昇が抑えられ、固定子２５の高出力化が図られる。
なお、仕切り板２４は、電気絶縁性および耐熱性を有していればよく、例えばガラスエポキシ樹脂やナイロンを用いることができる。

以上のように、本発明に係る回転電機の固定子の製造方法は、ワニスがコイルエンド内に高充填率で含浸されるので、固定子巻線の絶縁性および耐電食性が高められ、さらに固定子全体の剛性が高められ、使用環境が厳しい自動車等の車両に搭載される車両用交流発電機等の回転電機の固定子の製造方法として有用である。

Claims (5)

1. スロットが内径側に開口するようにして周方向に配列してなる円筒状の固定子鉄心と、上記固定子鉄心に装着された固定子巻線とを備え、ワニスが上記固定子巻線のコイルエンドに含浸されている回転電機の固定子の製造方法であって、
   上記固定子を予備加熱する予備加熱工程と、予備加熱された上記固定子を軸心周りに回転させながら、ワニス塗布時の固定子温度における粘度が１６〜１０５ｍＰａ・ｓに調整された上記ワニスを該固定子の径方向外側から上記コイルエンドに滴下するワニス塗布工程と、上記ワニスが塗布された上記固定子を加熱して硬化させるワニス加熱硬化工程とを有するワニス処理工程を備えていることを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。
2. 上記ワニス処理工程に先立って、少なくとも上記コイルエンドの径方向内周面を覆うように絶縁樹脂製の環状の仕切り板を上記固定子に装着する工程を備えたことを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子の製造方法。
3. 上記仕切り板が、上記コイルエンドの径方向内周面および軸方向外周面を覆う断面Ｊ状に成形されていることを特徴とする請求項２記載の回転電機の固定子の製造方法。
4. 上記ワニス塗布工程において、上記固定子の回転速度が５〜５０ｒ／ｍｉｎに設定されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子の製造方法。
5. 上記ワニス加熱硬化工程において、少なくとも初期の所定時間、上記固定子を軸心周りに回転させるように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の製造方法。

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