JP2000014101A

JP2000014101A - 電動機の製造方法

Info

Publication number: JP2000014101A
Application number: JP10174524A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miyazaki; 寛宮崎; Tetsuya Miura; 徹也三浦
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1998-06-22
Publication date: 2000-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】コイルとコイルスロット内壁との間の空隙を
排除し、コイル冷却能力を向上させる。【解決手段】コイルスロット１の内壁に接するよう
に、Ｕ字形状にして布製のスペーサ３を挿入する。次い
で、例えばポリエステル線等の合成樹脂エナメル線を用
いたコイル５をスペーサ３内に収納し、半Ｕ字形の楔９
を打ち込み、滴下含浸法で絶縁性充填材、例えばワニス
８を滴下含浸させる。滴下含浸処理を行うことにより、
スペーサ３がワニス８を浸透する布製なので、ワニス８
が含浸処理時に充分にスペーサ３を介してコイルスロッ
ト１の内壁まで充填される。さらに、コイルスロット１
の内壁とコイル５との間にワニス８を滴下含浸処理させ
た後に、ステータを回転させることにより、さらに、ワ
ニス８の充填性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動機の製造方法、
特に電動機のステータのコイルスロット内の巻線（コイ
ル）の冷却性能の向上を図る電動機を製造する製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的に用いられていステータの
コイルスロット内に乱巻巻線（以下「コイル」という）
が収納されている電気巻線の絶縁構造は、例えば図８の
断面図に示すような構造を有している。すなわち、コイ
ルスロット１内には、例えばポリエステルフィルム等を
用いたＵ字形スロット絶縁物１１が装着され、このスロ
ット絶縁物１１の内側に、ポリエステル線等の合成樹脂
エナメル線を用いたコイル５を収納し、スロット絶縁物
１１を包み込んだ上から、ポリエステルフィルム等を半
Ｕ字形に成形した楔９を打ち込みコイル５を固定する。
さらに組み立てられたコイル５は、浸漬含浸処理、ある
いは滴下含浸処理等により、コイルスロット１内及びコ
イルエンド部分に熱硬化性樹脂４を含浸し、加熱硬化さ
せてコイル５を一体に固定成形している。

【０００３】上述の従来のコイルの絶縁構造は、コイル
間の耐電圧は前記エナメル線の絶縁強度で保ち、対地電
圧はスロット絶縁物１１で保つようにしている。また、
コイルスロット１内、及びコイルエンド部分に含浸する
絶縁樹脂は、絶縁耐力の補強の他にコイルを機械的に強
固に耐湿絶縁性を向上させる役目を果たしている。

【０００４】しかしながら、上述の絶縁構造では、コイ
ル５をスロット絶縁物１１内に収納する場合、その作業
性およびエナメル線被覆の損傷を勘案して、コイルスロ
ット１内の断面積中のスロット絶縁物１１、コイル５、
楔９の割合、すなわちコイルスロット１内占積率は、通
常５５〜６０％である。従って、残りの４０〜４５％の
約スロット断面の半分近くは空気層として残存している
ことになる。この空気層は、スロット絶縁物１１とコイ
ル５との間、コイルスロット１の内壁の電磁鋼板２とス
ロット絶縁物１１との間にも存在している。

【０００５】一方、スロット絶縁物１１として一般に用
いられている絶縁紙２０は、浸漬含浸処理方法あるいは
滴下含浸処理方法では、熱硬化性樹脂４を透過させるこ
とができない。このため、浸漬含浸処理あるいは滴下含
浸処理を行った後も、図１２に示すように、電磁鋼板２
と絶縁紙２０の間および絶縁紙２０とコイル５との間に
空隙７が残存してしまう。この空隙７は、コイル５から
鉄心への熱伝導率を著しく低下させるため、小型でかつ
高出力の電動機の開発の妨げとなっていた。

【０００６】そこで、特開昭５４−１５９６０７号公報
には、上記事情に鑑みて、コイルスロット１の内壁とス
ロット絶縁物１１との間に発生する空気層を除いた回転
電気巻線が提案されている。ここで、スロット絶縁物１
１は、図９に示すように、例えばポリエステルフィルム
等の基材１５に、少なくともその片面に樹脂含浸性に優
れたポリエステル繊維等からなる微粉片または不織布１
６が貼り合わせられた複合絶縁からなる。

【０００７】従って、図１０に示すように、この複合絶
縁からなるスロット絶縁物１１をＵ字形状にコイルスロ
ット１内に挿入し、次いで図１１に示すように、このス
ロット絶縁物１１内にコイル５を収納して、半Ｕ字形状
の楔９を打ち込み、真空含浸または滴下含浸法により熱
硬化性樹脂４等を合成樹脂の含浸を行い、不織布１６等
の樹脂含浸層を介して、スロット絶縁物１１とコイルス
ロット１の内壁との間に熱硬化性樹脂４等の合成樹脂が
円滑に含浸し、固化する。これにより、スロット絶縁物
１１とコイルスロット１の内壁との間の空気層を除去す
ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報のスロット絶縁物１１は、上述したように複合絶縁か
らなるために、その厚みが厚くなってしまう。例えば、
通常の絶縁紙の厚みは０．３ｍｍであり、上記基材１５
として絶縁紙を用いる場合には、０．３ｍｍ以上の厚み
となってしまう。一方、スロット絶縁物１１の厚みが厚
くなるほど、スロット内からの熱伝導性が低下してしま
うという問題があった。

【０００９】本発明は上記従来の課題に鑑みたものであ
り、その目的は、コイルスロット内壁とコイルとの間の
距離を絶縁耐力に足る最低限の距離に近づけ、かつコイ
ルスロット内壁とコイルとの間の空気層を排除してコイ
ル冷却能力を向上させる電動機の製造方法を提供するこ
とである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明に係る電動機の製造方法は、以下の
特徴を有する。

【００１１】（１）電動機のステータのコイルスロット
内に、絶縁性充填材の浸透可能な布製のスペーサを配置
し、次いで前記スペーサの内側に乱巻巻線を収納し、さ
らに前記コイルスロット内に前記充填材を充填する電動
機の製造方法である。

【００１２】上記スペーサは、熱硬化性樹脂やワニス等
の充填材の浸透可能な布製であるため、充填材が含浸処
理時に充分にスペーサを介してコイルスロット内壁まで
充填される。従って、コイルとコイルスロット内壁との
間に空気層を残存させるおそれがない。さらに、布製の
スペーサ中でも充填材が含浸固化するため、コイルスロ
ット内壁とコイルとの間に充填された充填材が実質絶縁
層となる。一方、このスペーサを含む充填材からなる絶
縁層の厚みは、極力絶縁耐力に足る厚みに近づけること
ができる。従って、空気層を排除し絶縁層の厚みを薄く
することにより、コイル冷却能力を向上させることがで
きる。

【００１３】（２）上記（１）に記載の電動機の製造方
法において、前記スペーサは、前記充填材の含浸処理温
度下で充填材と反応または溶融可能なコーティング剤で
コーティングされている電動機の製造方法である。

【００１４】従って、さらにコイルとコイルスロット内
壁との間に空気層を残存させるおそれがなくなり、コイ
ル冷却能力を向上させることができる。

【００１５】（３）上記（１）または（２）に記載の電
動機の製造方法において、前記コイルスロットの内壁と
乱巻巻線との間に前記充填材を滴下含浸処理または浸漬
含浸処理させた後に、前記ステータを回転させ、前記充
填材の充填を促進させる電動機の製造方法である。

【００１６】充填材を滴下含浸処理または浸漬含浸処理
の後にステータを回転させることにより、充填材をコイ
ルスロット内全体に均一かつ空隙を形成することなく、
充填させることができる。従って、コイルスロット内に
コイルを一体固定化させることができると共に、空気層
を排除できる。さらに、ステータを回転させることによ
り、スペーサも遠心力でコイルスロット内壁に近接させ
ることができる。従って、コイルスロット内壁とコイル
との間の充填材が充填された絶縁層の厚みを、さらに絶
縁耐力に足る厚みに近づけることができる。以上より、
コイル冷却能力を向上させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施の形
態を説明する。

【００１８】実施の形態１．図１〜図６を用いて、本実
施形態の電動機の製造方法について説明する。尚、従来
の製造方法の説明に用いた要素と同様の構成要素には同
一の符号を付しその説明を省略する。

【００１９】図１（ａ）の縦断面図に示すコイルスロッ
ト１の内壁の電磁鋼板２の表面は、図２に示すように凸
凹になっている。本実施形態の電動機の製造方法は、図
１（ｂ）に示すように、コイルスロット１の内壁に接す
るように、Ｕ字形状にして布製のスペーサ３を挿入す
る。この時点で、図３に示すように、コイルスロット１
の内壁と横糸３ｂと縦糸３ａとからなる布製のスペーサ
３との間には、空気層が存在する。

【００２０】次いで、図１（ｃ）に示すように、例えば
ポリエステル線等の合成樹脂エナメル線を用いたコイル
５をスペーサ３内に収納し、半Ｕ字形の楔９を打ち込
み、滴下含浸法で絶縁性充填材、例えばワニス８を含浸
させる。コイル５をスペーサ３内に収納した時点では、
図４に示すように、コイル５ａ，５ｂとスペーサ３との
間およびスペーサ３とコイルスロット１の内壁との間に
は、空気層が存在する。一方、ワニス８を滴下含浸処理
を行うことにより、図５に示すように、スペーサ３がワ
ニス８等の充填材の浸透性を有する布製なので、充填
材、例えばワニス８が含浸処理時に充分にスペーサ３を
介してコイルスロット１の内壁まで充填される。さら
に、図６に示すように、コイルスロット１の内壁とコイ
ル５との間にワニス８を滴下含浸処理させた後に、ステ
ータ１０を回転させる。

【００２１】これにより、コイルスロット１自体は自転
したに等しい姿勢変換効果が得られ、ワニス８が遠心力
（図６黒矢印方向）も含めコイルスロット１内全体に均
一かつ空隙を形成することなく、充填させることができ
る。従って、コイルスロット１内にコイル５を一体固定
化させることができると共に、コイル５とコイルスロッ
ト１の内壁との間に空気層を残存させるおそれがない。
さらに、ステータ１０を回転させることにより、スペー
サ３も遠心力でコイルスロット１内壁に近接させること
ができる。

【００２２】さらに、布製のスペーサ３中でもワニス８
が含浸固化するため、コイルスロット１の内壁とコイル
５との間に充填されたワニス８が実質絶縁層となる。こ
のスペーサ３を含むワニス８からなる絶縁層の厚みは、
極力絶縁耐力に足る厚みに近づけることができ、さらに
ステータ１０を回転させることにより、さらに絶縁層の
厚みを薄くすることができる。従って、空気層を排除し
絶縁層の厚みを薄くすることにより、従来に比べコイル
冷却能力を向上させることができる。

【００２３】本実施形態ではワニスを絶縁性充填材とし
て用いたが、これに限るものではなく、絶縁性を有し、
かつ必要に応じて流動性および固化性を有するものであ
れば何れのものでもよく、例えば熱硬化性樹脂等を用い
ることもできる。

【００２４】本実施形態で使用されるスペーサ３として
は、例えばポリエステル、ポリイミドからなる布、ガラ
ス繊維からなる布等を用いることができ、このスペーサ
３の目は、上記の絶縁性を有する充填材が毛細管現象等
により浸透可能な大きさであることが好ましい。さら
に、スペーサ３の厚みは、スペーサ３を含む充填材から
なる絶縁層の厚みが、極力絶縁耐力に足る厚みに近づく
ように、例えば０．０５ｍｍ程度が好ましい。

【００２５】ステータ１０の回転速度は、含浸させた充
填材が飛散しない程度の例えば１回／秒〜６回／秒くら
いが好ましい。また、ゲル化に合わせて回転数を上げる
ことで遠心力によるコイルスロット１の内壁への密着効
果を高めることが出来る。

【００２６】本実施の形態では、滴下含浸処理方式を採
用した場合について説明したが、これに限るものではな
く、浸漬含浸処理方式、真空含浸処理方式を用いてもよ
い。

【００２７】実施の形態２．本実施の形態の特徴は、ス
ペーサが、絶縁性充填材の含浸処理温度下で充填材と反
応または溶融可能なコーティング剤でコーティングされ
ていることである。

【００２８】本実施の形態の一例を図７を用いて説明す
る。尚、本実施の形態１の製造方法の説明に用いた要素
と同様の構成要素には同一の符号を付しその説明を省略
する。

【００２９】図７に示すように、スペーサ１３は、実施
の形態１にて説明したスペーサ３に絶縁性充填材より高
い熱伝導性を有し、かつ充填材含浸処理温度下で充填材
と反応または自己融解可能な溶出充填材６がコーティン
グされている。本実施の形態では、充填材としてワニス
８を用いている。ワニスの含浸処理温度は、通常１００
℃前後であり、この温度において反応または自己融解可
能な溶出充填材６であれば何れのものを用いてもよい。

【００３０】本実施の形態では、実施の形態１のスペー
サ３に充填材の含浸処理温度下で充填材と反応または溶
融可能なコーティング剤をコーティングしたスペーサ１
３について説明したが、これに限るものではなく、例え
ばスペーサ自体が、充填材の含浸処理温度下で充填材と
反応または溶融可能な自己反応性または自己融解性のス
ペーサであってもよい。

【００３１】上記スペーサを用いることにより、さらに
コイルとコイルスロット内壁との間に空気層を残存させ
るおそれがなくなり、コイル冷却能力を向上させること
ができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る電動機の製
造方法によれば、上記スペーサが、熱硬化性樹脂やワニ
ス等の絶縁性充填材の浸透可能な布製であるため、充填
材が含浸処理時に充分にスペーサを介してコイルスロッ
ト内壁まで充填される。従って、コイルとコイルスロッ
ト内壁との間に空気層を残存させるおそれがない。さら
に、布製のスペーサ中でも充填材が含浸固化するため、
コイルスロット内壁とコイルとの間に充填された充填材
が実質絶縁層となる。一方、このスペーサを含む充填材
からなる絶縁層の厚みは、極力絶縁耐力に足る厚みに近
づけることができる。従って、空気層を排除し絶縁層の
厚みを薄くすることにより、コイル冷却能力を向上させ
ることができる。

【００３３】また、スペーサが、前記充填材の含浸処理
温度下で充填材と反応または溶融可能なコーティング剤
でコーティングされていることにより、さらにコイルと
コイルスロット内壁との間に空気層を残存させるおそれ
がなくなり、コイル冷却能力を向上させることができ
る。

【００３４】また、前記充填材を滴下含浸処理または浸
漬含浸処理の後にステータを回転させることにより、充
填材をコイルスロット内全体に均一かつ空隙を形成する
ことなく、充填させることができる。これにより、コイ
ルスロット内にコイルを一体固定化させることができる
と共に、空気層を排除できる。さらに、ステータを回転
させることにより、スペーサも遠心力でコイルスロット
内壁に近接させることができる。従って、コイルスロッ
ト内壁とコイルとの間の充填材が充填された絶縁層の厚
みを、さらに絶縁耐力に足る厚みに近づけることができ
る。以上より、コイル冷却能力を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動機の製造方法を説明する図であ
る。

【図２】図１のＡ部分の拡大断面図である。

【図３】図１のＢ部分の拡大断面図である。

【図４】本発明の電動機の製造方法によりスペーサ内
にコイルを収納した状態のコイルスロット内壁部分を拡
大した拡大断面図である。

【図５】図１のＣ部分の拡大断面図である。

【図６】本発明の電動機の製造方法において、充填材
含浸処理後にステータを回転させる動作を説明する図で
ある。

【図７】本発明の電動機の製造方法の第２の実施の形
態を説明する図である。

【図８】従来の回転電機巻線スロットの絶縁方法を示
すスロット縦断面図である。

【図９】特開昭５４−１５９６０７号公報に開示され
たスロット絶縁物の構造を示す図である。

【図１０】特開昭５４−１５９６０７号公報に開示さ
れたスロットの絶縁方法を示すスロット縦断面図であ
る。

【図１１】特開昭５４−１５９６０７号公報に開示さ
れたスロットの絶縁物をスリット内に装着した端部斜視
図である。

【図１２】図１１のＤ部分の拡大断面図である。

【符号の説明】

１コイルスロット、２電磁鋼板、３スペーサ、５
コイル、８ワニス、９楔、１０ステータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H615 AA01 BB01 BB14 PP01 PP08 PP13 PP19 QQ02 RR03 RR07 RR09 SS31 SS41 SS42 TT04 TT23 TT31 TT35 TT36

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動機のステータのコイルスロット内
に、絶縁性充填材の浸透可能な布製のスペーサを配置
し、次いで前記スペーサの内側に乱巻巻線を収納し、さ
らに前記コイルスロットの内に前記充填材を充填させる
ことを特徴とする電動機の製造方法。
【請求項２】請求項１に記載の電動機の製造方法にお
いて、前記スペーサは、前記充填材の含浸処理温度下で充填材
と反応または溶融可能なコーティング剤でコーティング
されていることを特徴とする電動機の製造方法。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の電動機
の製造方法において、前記コイルスロットの内壁と乱巻巻線との間に前記充填
材を滴下含浸処理または浸漬含浸処理させた後に、前記
ステータを回転させ、前記充填材の充填を促進させるこ
とを特徴とする電動機の製造方法。