(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と、この回転子の外周に対向配置された固定子鉄心及びこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子とを備えた回転電機の固定子であって、上記固定子鉄心は、軸方向に延びるスロットが周方向に所定ピッチで複数形成された積層鉄心を備え、この積層鉄心の少なくとも上記固定子鉄心の軸方向端面及びスロット内壁面に絶縁樹脂を塗布することにより上記固定子鉄心と上記固定子巻線との間が絶縁され、上記スロットの固定子鉄心内周側開口面が内側となるように屈曲させて上記積層鉄心の周方向両端部を当接させることにより円筒状に形成したものであって、上記スロットの固定子鉄心内周側の開口縁近傍の内壁面における絶縁樹脂は、上記内壁面の他の部分より厚く塗布したことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
回転子と、この回転子の外周に対向配置された固定子鉄心及びこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子とを備えた回転電機の固定子であって、上記固定子鉄心は、軸方向に延びるスロットが周方向に所定ピッチで複数形成された積層鉄心を備え、この積層鉄心の少なくとも上記固定子鉄心の軸方向端面及びスロット内壁面に絶縁樹脂を塗布することにより上記固定子鉄心と上記固定子巻線との間が絶縁され、上記スロットの固定子鉄心内周側開口面が内側となるように屈曲させて上記積層鉄心の周方向両端部を当接させることにより円筒状に形成したものであって、上記固定子鉄心の軸方向端面の絶縁樹脂は、コアバック中立軸の外径側より内径側を厚く塗布したことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項３】
回転子と、この回転子の外周に対向配置された固定子鉄心及びこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子とを備えた回転電機の固定子であって、上記固定子鉄心は、軸方向に延びるスロットが周方向に所定ピッチで複数形成された積層鉄心を備え、この積層鉄心の少なくとも上記固定子鉄心の軸方向端面及びスロット内壁面に絶縁樹脂を塗布することにより上記固定子鉄心と上記固定子巻線との間が絶縁され、上記スロットの固定子鉄心内周側開口面が内側となるように屈曲させて上記積層鉄心の周方向両端部を当接させることにより円筒状に形成したものであって、上記スロットの固定子鉄心外周側の内壁面における絶縁樹脂は、上記内壁面の他の部分より薄く塗布したことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項４】
固定子鉄心の軸方向端面における絶縁樹脂がＲ形状または面取り形状に塗布されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
固定子鉄心の軸方向端面がＲ形状または面取り形状に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項６】
スロットの固定子鉄心外周側の内壁面に切り欠きを設け、この切り欠きにおいて、上記内壁面の他の部分より薄く絶縁樹脂を塗布したことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項７】
固定子鉄心の軸方向端面は、凹凸形状に形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項８】
スロット内壁面は、凹凸形状に形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項９】
積層鉄心の周方向両端部における絶縁樹脂は、上記積層鉄心の他の部分より薄く塗布したことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項１０】
絶縁樹脂は、エポキシ系の絶縁樹脂であることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項１１】
絶縁樹脂は、シリコン系の絶縁樹脂であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項１２】
固定子巻線は、スロット内において固定子鉄心の径方向に一列になるように挿入されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項１３】
固定子巻線は、略矩形の断面形状であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項１４】
固定子巻線は、固定子鉄心の端面側のスロット外で折り返されて、所定スロット数ごとに上記スロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採るように巻装された巻線を複数有し、上記固定子鉄心の端面側の上記スロット外で折り返された上記コイル素線のターン部が周方向に並んでコイルエンド群を構成していることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項１５】
スロット形状が打ち抜かれた直線状の鋼板シートを積層して積層鉄心を形成する工程、上記スロットの固定子鉄心内周側開口面の方から上記スロットの内壁面に絶縁樹脂を塗布する工程、絶縁樹脂の塗布された積層鉄心の上記スロットの固定子鉄心内周側開口面が内側となるように屈曲させて上記積層鉄心の周方向両端部を当接して円筒状の固定子鉄心を形成する工程、この固定子鉄心に固定子巻線を巻装する工程を含むことを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。
【請求項１６】
スロット形状が打ち抜かれた直線状の鋼板シートを積層して積層鉄心を形成する工程、上記スロットの固定子鉄心内周側開口面の方から上記スロットの内壁面に絶縁樹脂を塗布する工程、絶縁樹脂の塗布された積層鉄心に固定子巻線を巻装する工程、この固定子巻線を巻装した積層鉄心の上記スロットの固定子鉄心内周側開口面が内側となるように屈曲させて上記積層鉄心の周方向両端部を当接して円筒状の固定子鉄心を形成する工程を含むことを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。
【請求項１７】
スロット形状が打ち抜かれた直線状の鋼板シートを積層して積層鉄心を形成する工程、この積層鉄心の固定子鉄心軸方向の方から上記固定子鉄心の軸方向端面に絶縁樹脂を塗布する工程、絶縁樹脂の塗布された積層鉄心の周方向両端部を当接して円筒状の固定子鉄心を形成する工程、この固定子鉄心に固定子巻線を巻装する工程を含むことを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。
【請求項１８】
スロット形状が打ち抜かれた直線状の鋼板シートを積層して積層鉄心を形成する工程、この積層鉄心の固定子鉄心軸方向の方から上記固定子鉄心の軸方向端面に絶縁樹脂を塗布する工程、絶縁樹脂の塗布された積層鉄心に固定子巻線を巻装する工程、この固定子巻線を巻装した積層鉄心の周方向両端部を当接して円筒状の固定子鉄心を形成する工程を含むことを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。
【請求項１９】
絶縁樹脂の塗布は、粉体静電塗装による塗布であること特徴とする請求項１５から１８のいずれか一項に記載の回転電機の固定子の製造方法。
【請求項２０】
固定子巻線は、スロット内における配置状態にあらかじめ成形された後、上記スロットに挿入されることを特徴とする請求項１６，１８及び１９のいずれか一項に記載の回転電機の固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両の内燃機関によって駆動される回転電機の固定子及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、例えば特許第３０７８２８８号公報に開示されている従来の回転電機（車両用交流発電機）を示す斜視構成図である。図において、ランドル型の回転子７がアルミニウム製のフロントブラケット１およびリヤブラケット２から構成されたケース３内にシャフト６を介して回転自在に装着され、固定子８が回転子７の外周側を覆うようにケース３の内壁面に支持されて構成されている。シャフト６は、フロントブラケット１およびリヤブラケット２に回転可能に支持されている。このシャフト６の一端にはプーリ４が固着され、エンジンの回転トルクをベルト（図示せず）を介してシャフト６に伝達できるようになっている。回転子７に電流を供給するスリップリング９がシャフト６の他端部に固着され、一対のブラシ１０がこのスリップリング９に摺接するようにケース３内に配設されたブラシホルダ１１に収納されている。固定子８で生じた交流電圧の大きさを調整するレギュレータ１８がブラシホルダ１１に嵌着されたヒートシンク１７に接着されている。固定子８に電気的に接続され、固定子８で生じた交流を直流に整流する整流器１２がケース３内に装着されている。
【０００３】
回転子７は、電流を流して磁束を発生する回転子コイル１３と、この回転子コイル１３を覆うように設けられ、回転子コイル１３で発生された磁束によって磁極が形成される一対のポールコア２０、２１とから構成される。一対のポールコア２０、２１は鉄製で、それぞれ８つの爪状磁極２２、２３が外周縁に周方向に等角ピッチで突設され、爪状磁極２２、２３をかみ合わせるように対向してシャフト６に固着されている。さらに、ファン５が回転子７の軸方向の両端に固着されている。また、吸気孔１ａ、２ａがフロントブラケット１およびリヤブラケット２の軸方向の端面に設けられ、排気孔１ｂ、２ｂがフロントブラケット１およびリヤブラケット２の外周両肩部に固定子巻線１６のフロント側およびリヤ側のコイルエンド群１６ａ、１６ｂの径方向外側に対向して設けられている。
【０００４】
固定子８は、図１４に示されるように、軸方向に延びるスロット１５ａ が周方向に所定ピッチで複数形成された円筒状の積層鉄心から成る固定子鉄心１５と、固定子鉄心１５に巻装された多相固定子巻線１６と、各スロット１５ａ内に装着されて多相固定子巻線１６と固定子鉄心１５とを電気的に絶縁する絶縁紙１９とを備えている。そして、多相固定子巻線群１６は、１本の素線３０が、固定子鉄心１５の端面側のスロット１５ａ外で折り返されて、所定スロット数毎にスロット１５ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採るように波巻きされて巻装された巻線を複数備えている。ここでは、固定子鉄心１５には、回転子７の磁極数（１６）に対応して、３相固定子巻線１６を２組収容するように、９６本のスロット１５ａが等間隔に形成されている。また、素線３０には、例えば絶縁被覆された長方形の断面を有する長尺の銅線材が用いられる。
【０００５】
次に、固定子８の製造方法について図１５乃至図２１を参照にして具体的に説明する。まず、図１５に示されるように、１２本の長尺の素線３０を同時に同一平面上で雷状に折り曲げ形成する。ついで、図１６に矢印で示されるように、直角方向に治具にて折り畳んでゆき、図１７に示される素線群３０Ａを作製する。さらに、同様にして、図１８に示されるように、渡り結線および口出し線を有する素線群３０Ｂを作製する。素線群３０Ａ、３０Ｂは、このようなパターンに形成された２本の素線３０を図２１に示されるように６スロットピッチずらして直線部３０ｂを重ねて配列された素線対が１スロットピッチずつずらして６対配列されて構成されている。そして、素線３０の端部が素線群３０Ａ、３０Ｂの両端の両側に６本づつ延出されている。また、ターン部３０ａが素線群３０Ａ、３０Ｂの両側部に整列されて配列されている。
【０００６】
一方、台形形状のスロット１５ａ及びティース１５ｃが所定のピッチ（電気角で３０°）で形成されたＳＰＣＣ 材で作製された主積層板１５ｄが所定枚数積層されて、さらにその外周部の所定の位置が積層方向にレーザ溶接されて、図１９ に示されるように、概略直方体の積層鉄心１５０が作製される。
【０００７】
そして、図２０の（ａ）及び図２１に示されるように、絶縁紙１９が鉄心３６のスロット１５ａに装着され、２つの素線群３０Ａ、３０Ｂの各直線部を各スロット１５ａ内に重ねて押し入れる。これにより、図２０の（ｂ）に示されるように、２つの素線群３０Ａ、３０Ｂが積層鉄心１５０に装着される。この時、素線３０の直線部３０ｂは、絶縁紙１９により積層鉄心１５０と絶縁されてスロット１５ａ内に径方向に４本並んで収納されている。また、２つの素線群３０Ａ、３０Ｂは、図２１に示されるように、重なって積層鉄心１５０に装着されている。ついで、積層鉄心１５０を丸め、その端面１５ｇ同士を当接させて溶接し、図２０の（ｃ）に示されるように、円筒状の固定子８を得る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両用交流発電機は、上述したように、固定子巻線群１６と固定子鉄心１５との絶縁を絶縁紙１９によって行っていたので、絶縁紙１９の材料費が必要になると共に、工程数が多くなりコストが高くなるという問題点があった。また、鉄心部が露出した部分には、別工程により塗装などで絶縁処理が必要となり、さらに工程が増える問題点があった。
【０００９】
また、固定子鉄心１５を円筒形に成形する工程を有しているので、固定子鉄心１５のティース１５ｃに過大な応力が発生し、固定子鉄心１５の内径側では、ティース１５ｃを構成する積層鋼板が周方向に変形してずれてしまい、磁気回路を乱し、出力電圧が低下する問題点があった。しかも、固定子鉄心１５と固定子巻線１６との絶縁は絶縁紙１９によって行われていたので、ティース１５ｃの変形時に絶縁紙１９が破損し、固定子巻線１６と短絡するという問題点があった。
【００１０】
また、図２１に示すように、固定子巻線群１６を固定子鉄心１５のスロット１５ａに矢印Ａの方向に挿入する際や、図２０（ｃ）に示すように、円周状成形時に固定子巻線群１６からの反力が作用する。特に、固定子鉄心１５は、コアバックの略中央部の中立軸を中心に円筒成形されるのに対して、各巻線群１６は、各巻線群１６の中立軸を中心にして円筒に変形するので、固定子鉄心１５及び各巻線群１６の変位はそれぞれ異なるため、大きな応力がティース１５ｃに作用する。従って、固定子鉄心１５の軸方向端面側開口縁と固定子巻線群１６とに接触が生じ、絶縁紙１９と固定子巻線群１６の絶縁皮膜が剥がれ、耐圧不良を起こす問題点があった。
【００１１】
さらに、絶縁紙１９は、固定子鉄心１５と固定子巻線群１６間に介在するだけのものであり、スロット１５ａの内壁面と絶縁紙１９との間には隙間が存在する。そのため、固定子巻線群１６の挿入時のずれや、当該隙間への水分の浸入による絶縁不良や、発熱体である固定子巻線群１６と固定子鉄心１５との熱伝導性（冷却性）悪化によって、車両用交流発電機の品質を低下させる問題点があった。
【００１２】
この発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、固定子の絶縁性能、冷却性能が高く、簡便に製造でき、高品質でコストの安い回転電機の固定子及びその製造方法を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回転電機の固定子は、回転子と、この回転子の外周に対向配置された固定子鉄心及びこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子とを備えた回転電機の固定子であって、固定子鉄心は、軸方向に延びるスロットが周方向に所定ピッチで複数形成された積層鉄心を備え、この積層鉄心の少なくとも固定子鉄心の軸方向端面及びスロット内壁面に絶縁樹脂を塗布することにより固定子鉄心と固定子巻線との間が絶縁され、スロットの固定子鉄心内周側開口面が内側となるように屈曲させて積層鉄心の周方向両端部を当接させることにより円筒状に形成したものであって、スロットの固定子鉄心内周側の開口縁近傍の内壁面における絶縁樹脂は、内壁面の他の部分より厚く塗布したものである。
【００１４】
また、回転子と、この回転子の外周に対向配置された固定子鉄心及びこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子とを備えた回転電機の固定子であって、固定子鉄心は、軸方向に延びるスロットが周方向に所定ピッチで複数形成された積層鉄心を備え、この積層鉄心の少なくとも固定子鉄心の軸方向端面及びスロット内壁面に絶縁樹脂を塗布することにより固定子鉄心と固定子巻線との間が絶縁され、スロットの固定子鉄心内周側開口面が内側となるように屈曲させて積層鉄心の周方向両端部を当接させることにより円筒状に形成したものであって、固定子鉄心の軸方向端面の絶縁樹脂は、コアバック中立軸の外径側より内径側を厚く塗布したものである。
【００１５】
また、回転子と、この回転子の外周に対向配置された固定子鉄心及びこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子とを備えた回転電機の固定子であって、固定子鉄心は、軸方向に延びるスロットが周方向に所定ピッチで複数形成された積層鉄心を備え、この積層鉄心の少なくとも固定子鉄心の軸方向端面及びスロット内壁面に絶縁樹脂を塗布することにより固定子鉄心と固定子巻線との間が絶縁され、スロットの固定子鉄心内周側開口面が内側となるように屈曲させて積層鉄心の周方向両端部を当接させることにより円筒状に形成したものであって、スロットの固定子鉄心外周側の内壁面における絶縁樹脂は、内壁面の他の部分より薄く塗布したものである。
【００１６】
また、固定子鉄心の軸方向端面における絶縁樹脂がＲ形状または面取り形状に塗布されているものである。
【００１７】
また、固定子鉄心の軸方向端面がＲ形状または面取り形状に形成されているものである。
【００１８】
また、スロットの固定子鉄心外周側の内壁面に切り欠きを設け、この切り欠きにおいて、内壁面の他の部分より薄く絶縁樹脂を塗布したものである。
【００１９】
また、固定子鉄心の軸方向端面は、凹凸形状に形成されているものである。
【００２０】
また、スロット内壁面は、凹凸形状に形成されているものである。
【００２１】
また、積層鉄心の周方向両端部における絶縁樹脂は、積層鉄心の他の部分より薄く塗布したものである。
【００２２】
また、絶縁樹脂は、エポキシ系の絶縁樹脂である。
【００２３】
また、絶縁樹脂は、シリコン系の絶縁樹脂である。
【００２４】
また、固定子巻線は、スロット内において固定子鉄心の径方向に一列になるように挿入されているものである。
【００２５】
また、固定子巻線は、略矩形の断面形状である。
【００２６】
また、固定子巻線は、固定子鉄心の端面側のスロット外で折り返されて、所定スロット数ごとにスロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採るように巻装された巻線を複数有し、固定子鉄心の端面側のスロット外で折り返されたコイル素線のターン部が周方向に並んでコイルエンド群を構成しているものである。
【００２７】
また、この発明に係る回転電機の固定子の製造方法は、スロット形状が打ち抜かれた直線状の鋼板シートを積層して積層鉄心を形成する工程、スロットの固定子鉄心内周側開口面の方からスロットの内壁面に絶縁樹脂を塗布する工程、絶縁樹脂の塗布された積層鉄心のスロットの固定子鉄心内周側開口面が内側となるように屈曲させて積層鉄心の周方向両端部を当接して円筒状の固定子鉄心を形成する工程、この固定子鉄心に固定子巻線を巻装する工程を含むものである。
【００２８】
また、スロット形状が打ち抜かれた直線状の鋼板シートを積層して積層鉄心を形成する工程、スロットの固定子鉄心内周側開口面の方からスロットの内壁面に絶縁樹脂を塗布する工程、絶縁樹脂の塗布された積層鉄心に固定子巻線を巻装する工程、この固定子巻線を巻装した積層鉄心のスロットの固定子鉄心内周側開口面が内側となるように屈曲させて積層鉄心の周方向両端部を当接して円筒状の固定子鉄心を形成する工程を含むものである。
【００２９】
また、スロット形状が打ち抜かれた直線状の鋼板シートを積層して積層鉄心を形成する工程、この積層鉄心の固定子鉄心軸方向の方から固定子鉄心の軸方向端面に絶縁樹脂を塗布する工程、絶縁樹脂の塗布された積層鉄心の周方向両端部を当接して円筒状の固定子鉄心を形成する工程、この固定子鉄心に固定子巻線を巻装する工程を含むものである。
【００３０】
また、スロット形状が打ち抜かれた直線状の鋼板シートを積層して積層鉄心を形成する工程、この積層鉄心の固定子鉄心軸方向の方から固定子鉄心の軸方向端面に絶縁樹脂を塗布する工程、絶縁樹脂の塗布された積層鉄心に固定子巻線を巻装する工程、この固定子巻線を巻装した積層鉄心の周方向両端部を当接して円筒状の固定子鉄心を形成する工程を含むものである。
【００３１】
また、絶縁樹脂の塗布は、粉体静電塗装による塗布である。
【００３２】
また、固定子巻線は、スロット内における配置状態にあらかじめ成形された後、スロットに挿入されるものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による回転電機の固定子を示す斜視図である。図２は、図１に示す固定子の円筒成形前の積層鉄心を示す斜視図である。固定子２は、０．３５ｍｍのＳＰＣＣが積層された固定子鉄心１５と、この固定子鉄心１５に固定されている固定子巻線群１６とを有している。固定子巻線群１６は、上記従来例で説明したような長尺のコイル素線３０を雷状に形成して折り曲げたものである。上記従来例では、固定子巻線１６とスロット１５ａの内壁面との間の電気的絶縁は絶縁紙１９によって行っていたが、本発明では絶縁紙１９を廃し、固定子鉄心１５に絶縁樹脂１００を塗布することによって、固定子巻線１５とスロット１５ａの内壁面との間の電気的絶縁を行うものである。
【００３４】
ここで絶縁樹脂１００の塗布は、エポキシ系の絶縁樹脂を静電粉体塗装によって行うことが望ましい。エポキシ系の樹脂は、被塗装物に浸透しやすく、均一に塗布しやすい。図３は、一般的に公知の静電粉体塗装装置を説明するための構成図である。図に示すように、供給機５１によって静電ガン５に供給された粉体塗料（ここでは絶縁樹脂１００としてエポキシ樹脂）を、静電発生機５２で得られた直流高電圧で帯電させ、供給機５１から静電ガン５０に供給されたエアーで、帯電されたエポキシ樹脂を被塗装物（ここでは積層鉄心１５０）に塗布する。積層鉄心１５０はアースされており、マイナスに帯電された粉体状のエポキシ樹脂がプラスの電荷が誘起された固定子鉄心１５に静電引力で付着していく。積層鉄心１５０は所望の部位がマスキングされ、積層鉄心１５０の固定子鉄心端面１５ｆに相当する部分及びスロット１５ａの内壁面（すなわち図２における斜線部）の少なくとも一部にエポキシ樹脂を塗布する。樹脂塗布の後、積層鉄心１５０に塗着されたエポキシ樹脂は、焼付炉で加熱溶融、硬化させて連続皮膜を形成させる。ここで、絶縁樹脂１００を塗布する方向は、積層鉄心１５０の軸方向から塗布しており、軸方向両端面１５ｆに比較的厚い膜厚を形成している。
【００３５】
また、図４に示すように、端面１５ｆにおいて、絶縁樹脂１００を、コアバック中立軸（直線状の積層鉄心１５０を円筒状に形成したとき、端面１５ｆにおいて、変位のない地点を結んでいった連続線）の外径側より内径側を厚く塗布することが望ましい。これは、直線状の積層鉄心１５０を円筒状に形成する際、コアバック中立軸より外径側は内径側に比べると変位が大きく、絶縁樹脂１００をあまり厚く塗布するとクラックが生じやすくなるからである。また、仮にコアバック中立軸より外径側でクラックが発生しても、内径側の絶縁樹脂１００を外径側より薄く塗布すれば、発生したクラックはコアバック中立軸付近で止まる。従って、スロット１５ａの開口縁など樹脂割れが好ましくない個所でのクラック発生を防ぐことができる。
【００３６】
図４のコアバックとティース１５ｃの軸方向断面を図５に示す。本実施の形態の場合、固定子８の軸方向端面１５ｆにおいて、コアバック中立軸の内径側は３５μｍ、外形側は２０μｍの膜厚とし、スロット１５ａの内壁面の軸方向中央は２０μｍとしている。また、スロット１５ａの軸方向端面角部の絶縁樹脂１００はＲ形状とし、固定子巻線１６との干渉によるクラック発生を防止している。
【００３７】
なお、積層鉄心１５０の周方向両端部１５ｇは、他の部位より絶縁樹脂１００を薄く塗布することが望ましい。これは、この後積層鉄心１５０の周方向両端部１５ｇを当接して円筒状の固定子鉄心１５を形成する際、当接部から絶縁樹脂１００にクラック発生しやすく、隣接するティース１５ｃの絶縁樹脂１００が剥がれる恐れがあるからである。加えて、当接部の隙間によって、固定子鉄心１５の磁気抵抗が悪化して出力に影響するため、マスキングなどで可能な限りこの部位への塗布を抑えるのが望ましい。
【００３８】
このように絶縁樹脂１００を塗布して得られた積層鉄心１５０の各スロット１５ａに、上記従来例図１５乃至図２１に示したごとく、雷状に形成されたコイル素線３０を折り曲げて形成した固定子巻線１６を挿入する。ここで、固定子巻線１６をスロット１５ａに挿入する際、スロット１５ａ内において固定子鉄心１５の径方向に一列になるように挿入される。これにより、コイル挿入が規則正しく行われ、固定子巻線１６がスロット１５ａの内壁面に当たって絶縁樹脂１００が損傷することを防ぎ、絶縁性を向上できる。
【００３９】
さらに、積層鉄心１５０の周方向両端部１５ｇを当接して円筒状の固定子鉄心１５を形成し、図１に示すような固定子８となる。
【００４０】
以上のように、固定子巻線１６とスロット１５ａの内壁面との間の電気的絶縁に、従来用いられてきた絶縁紙１９を廃して絶縁樹脂１００とすることにより、以下のような効果が得られる。
【００４１】
すなわち、従来例では、絶縁手段として絶縁紙１９を積層鉄心１５０に挿入するという非常に手間のかかる作業をしなければならなかったが、本発明によれば、絶縁樹脂１００を積層鉄心１５０に一括して塗布すれば良く、簡易に積層鉄心１５０に絶縁処理を施すことができ、作業時間が短縮され、加えて、絶縁樹脂１００は絶縁紙１９よりも材料費が安く、コストの安い製品を得ることできる。また、積層鉄心１５０は直線状であるため、スロット１５ａの固定子鉄心１５内周側の開口部１５ｂが大きく開いており、絶縁樹脂１００を塗布しやすい。
【００４２】
また、絶縁樹脂１００の塗布により固定子鉄心１５の剛性が高くなり、ティース１５ｃの変形を防ぐことができ、変形に伴う出力低下や、絶縁紙１９の破損による固定子巻線１５の短絡が防止できる。また、固定子鉄心１５の剛性が高くなることにより、電磁音も低減できる。
【００４３】
また、コイルの発熱が絶縁樹脂１００を介して効率よく固定子鉄心１５に伝わり、冷却性を向上させることができる。絶縁紙１９を使用すると、絶縁紙自体の熱伝導率の低さと、絶縁紙１９とスロット１５ａ内壁面とは固着されておらず空気を介して接触しているため、熱伝導性が低くなる。しかし、絶縁樹脂１００は絶縁紙１９より熱伝導率が高い上に、絶縁樹脂１００とスロット１５ａの内壁面とは空気を介さず固着されているため、コイルの発熱が効率よく固定子鉄心１５に伝わり、ブラケットに熱を逃がすことができ、冷却性が向上する。
【００４４】
また、絶縁紙１９とスロット１５ａ内壁面とは固着されていないので、外部から水などが流入した場合、固定子鉄心１５に水分が付着して錆を発生させ、絶縁不良を起こす恐れがあるが、絶縁樹脂１００とスロット１５ａの内壁面は完全に固着されているので、水分が侵入することはなく、防錆効果が著しい。
【００４５】
なお、上記実施の形態１では、絶縁樹脂１００にエポキシ系の絶縁樹脂を用いたが、シリコン系の絶縁樹脂を用いても良い。シリコン系の絶縁樹脂は、エポキシ系の絶縁樹脂より減衰係数が大きく、発電機の回転振動により絶縁樹脂１００に発生するクラックの発生を防止できる効果が得られる。また、振動減衰効果により電磁音も低減できる。
【００４６】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２による回転電機の固定子を示す斜視図、図７及び図８は、固定子鉄心への巻線群の挿入工程図である。本実施の形態では、上記実施の形態１とは異なり、縦１．６ｍｍ×横１．４ｍｍ×角部Ｒ０．２ｍｍの矩形断面を有する長尺の銅線３０からなる固定子巻線群１６を３組有している。
【００４７】
また、図９は、この発明の実施の形態２による回転電機の固定子鉄心におけるスロット周方向の外形図及び部分断面図である。図に示すように、スロット１５ａの固定子鉄心外周側の内壁面を他の部位に塗布される絶縁樹脂１００より薄く設定している。これは、直線状の積層鉄心１５０を円筒状に形成する際、スロット１５ａの固定子鉄心外周側の内壁面は、他の内壁面より変位が大きく、絶縁樹脂１００をあまり厚く塗布するとクラックが生じやすくなるからである。
【００４８】
また、スロット１５ａの固定子鉄心外周側の内壁面に切り欠き１５ｈを設けたものである。この切り欠き１５ｈによって、直線状の積層鉄心１５０を円筒状に形成する際、鉄心に生じる変位は、この切り欠き部１５ｇに集中するため、コアバックの他の部位の変位は抑えられ、絶縁樹脂１００の剥離を防止できる。また、積層鉄心１５０を曲げやすくし、より高い真円度を得ることができ、電磁音低減に寄与するという効果もある。なお、絶縁樹脂１００を塗布する際、切り欠き１５ｈに塗布される樹脂は、スロット１５ａ内壁面の他の部位より薄い方が望ましい。これは、積層鉄心１５０を曲げたとき、切り欠き１５ｈ近傍に変位を集中させているので、絶縁樹脂１００をあまり厚く塗布するとクラックが生じやすくなるからである。なお、微小クラックが生じても、切り欠き１５ｈによる空間があるため、固定子巻線群１６との干渉による短絡不具合も発生し難くなる。
【００４９】
また、図１０は、図９に示す積層鉄心のコアバック部とティース部の軸方向断面図である。図に示すように、スロット深さ方向中央部の積層板１５ｄの板厚が０．３５ｍｍに対して最端面の積層板１５ｅの板厚を０．５ｍｍと厚くして、スロット１５ａの開口縁付近における絶縁樹脂１００を厚く、且つＲ形状に形成している。積層鉄心１５０に固定子巻線１６を挿入して円筒状に形成する際、固定子巻線１６は、特に、スロット１５ａの固定子鉄心端面１５ｆ側開口縁付近において接触し、過大な応力が発生して絶縁皮膜が損傷する恐れもあるが、この個所の絶縁樹脂１００を厚く且つＲ形状とし、さらに最端面積層板１５ｅの角部をテーパ形状とすることにより、固定子巻線１６がスロット１５ａの開口縁付近で受けるダメージと、絶縁樹脂１００の剥離を軽減して絶縁皮膜の損傷を防ぎ、絶縁性を向上させることができる。
【００５０】
また、図９に示すように、積層鉄心１５０への固定子巻線１６の挿入時や円筒成形時に、スロット１５ａの内周側開口縁付近の絶縁性を確保するために、絶縁樹脂１００を厚く形成している。このようにすることで、挿入時の、固定子巻線１６とスロット１５ａの開口縁との干渉による絶縁皮膜の損傷や、絶縁樹脂１００の剥離を防ぐことができる。また、円筒成形時にティース１５ｃ先端部が周方向に縮小、変形するが、同様に絶縁性を確保できる。なお、本実施の形態では、内周側開口縁の膜厚を厚く形成するために、上記実施の形態１とは異なり、スロット１５ａの内周側開口より絶縁樹脂１００の塗布を施している。
【００５１】
また、本実施の形態では、コイル素線３０の断面形状が、上記実施の形態１のような円形のものでなく矩形のものを用いる。断面形状が円形のコイル素線３０の場合、円形故に固定子巻線１６とスロット１５ａの内壁面との接触が点接触となり、接触部分に過大な応力を発生させる。しかし、断面形状が本実施の形態のように矩形のコイル素線３０を用いれば、固定子巻線１６とスロット１５ａの内壁面との接触が線接触となり、接触部分における過大な応力の発生を抑制でき、絶縁樹脂１００の剥がれ、コイルの絶縁皮膜の損傷を防ぐことができる。
【００５２】
実施の形態３．
図１１は、この発明の実施の形態３による回転電機の固定子の固定子鉄心におけるティースの周方向断面図である。図１１に示すように、固定子鉄心１５の端面１５ｆが凹凸形状に形成されている。これにより、固定子鉄心１５の端面１５ｆと絶縁樹脂１００との密着性が高まり、固定子巻線１６のスロット１５ａ挿入時における絶縁樹脂１００の剥離を防止することができる。また、凹凸形状の形成は、ショット加工などの表面処理工程で実施しても良い。
【００５３】
また、図１１に示すように、スロット２４の内壁面に凹凸形状を形成しても同様の効果が得られる。凹凸形状の形成は、例えば、スロット形状が打ち抜かれた鋼板シートを積層して固定子鉄心１５を製作する場合、ティース１５ｃにおいて、固定子鉄心周方向に大きい寸法の積層板３６０ｄと、小さい寸法の積層板３６１ｄとを交互に積層することにより凹凸形状を形成することができる。また、同一周方向幅の積層板を交互にずらして積層することによって凹凸形状としても良い。また、図１２に示すように、積層板１５ｄの角部をＲ形状とすることで凹凸形状に形成しても良い。
【００５４】
なお、上記各実施の形態では、また、積層鉄心１５０に絶縁樹脂１００を塗布し、この積層鉄心１５０に固定子巻線１６を巻装してから積層鉄心１５０の両端部１５ｇを当接して円筒状の固定子鉄心１５を形成する例を説明したが、円筒状の固定子鉄心１５を形成した後に、固定子巻線１６を固定子鉄心１５に巻装しても同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【００５５】
また、固定子巻線として、長尺のコイル素線３０を雷状に形成して折り曲げたものを想定して説明を行って来たが、これに限るものではない。例えば、種々の導体セグメント（略Ｕ字状、略Ｉ字状、略Ｊ字状導体セグメントなど）を採用しても、同様の効果が得られることは言うまでもない。また、特開平９−１０３５２号公報に開示されるような非整列の波巻巻線でも良い。この場合、同公報に開示されているように、あらかじめスロット内における配置状態に成形してスロットに挿入するような工法を採れば、簡便に製造ができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、回転子と、この回転子の外周に対向配置された固定子鉄心及びこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子とを備えた回転電機の固定子であって、固定子鉄心は、軸方向に延びるスロットが周方向に所定ピッチで複数形成された積層鉄心を備え、この積層鉄心の少なくとも固定子鉄心の軸方向端面及びスロット内壁面に絶縁樹脂を塗布することにより固定子鉄心と固定子巻線との間が絶縁され、スロットの固定子鉄心内周側開口面が内側となるように屈曲させて積層鉄心の周方向両端部を当接させることにより円筒状に形成したものであって、スロットの固定子鉄心内周側の開口縁近傍の内壁面における絶縁樹脂は、内壁面の他の部分より厚く塗布したので、巻線の絶縁皮膜の損傷や、絶縁樹脂の剥離を防ぐことができ、固定子の絶縁性能、冷却性能が高く、簡便に製造でき、高品質でコストの安い回転電機の固定子を得られる効果がある。
【００５７】
また、請求項２記載の発明によれば、回転子と、この回転子の外周に対向配置された固定子鉄心及びこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子とを備えた回転電機の固定子であって、固定子鉄心は、軸方向に延びるスロットが周方向に所定ピッチで複数形成された積層鉄心を備え、この積層鉄心の少なくとも固定子鉄心の軸方向端面及びスロット内壁面に絶縁樹脂を塗布することにより固定子鉄心と固定子巻線との間が絶縁され、スロットの固定子鉄心内周側開口面が内側となるように屈曲させて積層鉄心の周方向両端部を当接させることにより円筒状に形成したものであって、固定子鉄心の軸方向端面の絶縁樹脂は、コアバック中立軸の外径側より内径側を厚く塗布したので、スロット開口縁における絶縁樹脂のクラック発生を防ぐことができ、固定子の絶縁性能、冷却性能が高く、簡便に製造でき、高品質でコストの安い回転電機の固定子を得られる効果がある。
【００５８】
また、請求項３記載の発明によれば、回転子と、この回転子の外周に対向配置された固定子鉄心及びこの固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子とを備えた回転電機の固定子であって、固定子鉄心は、軸方向に延びるスロットが周方向に所定ピッチで複数形成された積層鉄心を備え、この積層鉄心の少なくとも固定子鉄心の軸方向端面及びスロット内壁面に絶縁樹脂を塗布することにより固定子鉄心と固定子巻線との間が絶縁され、スロットの固定子鉄心内周側開口面が内側となるように屈曲させて積層鉄心の周方向両端部を当接させることにより円筒状に形成したものであって、スロットの固定子鉄心外周側の内壁面における絶縁樹脂は、内壁面の他の部分より薄く塗布したので、スロット内壁面における絶縁樹脂のクラック発生を防ぐことができ、固定子の絶縁性能、冷却性能が高く、簡便に製造でき、高品質でコストの安い回転電機の固定子を得られる効果がある。
【００５９】
また、請求項４記載の発明によれば、固定子鉄心の軸方向端面における絶縁樹脂がＲ形状または面取り形状に塗布されているので、巻線の絶縁皮膜の損傷を防ぎ、絶縁性を向上させることができる効果が得られる。
【００６０】
また、請求項５記載の発明によれば、固定子鉄心の軸方向端面がＲ形状または面取り形状に形成されているので、スロット開口縁付近の絶縁性樹脂をＲ形状に塗布しやすくできる効果が得られる。
【００６１】
また、請求項６記載の発明によれば、スロットの固定子鉄心外周側の内壁面に切り欠きを設け、この切り欠きにおいて、内壁面の他の部分より薄く絶縁樹脂を塗布したので、スロット内壁面における絶縁樹脂のクラック発生を防ぐことができる効果が得られる。
【００６２】
また、請求項７記載の発明によれば、固定子鉄心の軸方向端面は、凹凸形状に形成されているので、固定子鉄心の端面と絶縁性樹脂との密着性を高めて、絶縁性樹脂の剥がれを防止することができる効果が得られる。
【００６３】
また、請求項８記載の発明によれば、スロット内壁面は、凹凸形状に形成されているので、スロットの内壁面と絶縁性樹脂との密着性を高めて、絶縁性樹脂の剥がれを防止することができる効果が得られる。
【００６４】
また、請求項９記載の発明によれば、積層鉄心の周方向両端部における絶縁樹脂は、積層鉄心の他の部分より薄く塗布したので、円筒成形時の当接部での絶縁樹脂におけるクラック発生を防ぐことができる効果が得られる。また、当接部での隙間の発生を抑え、磁気抵抗の悪化を防ぐことができる効果が得られる。
【００６５】
また、請求項１０記載の発明によれば、絶縁樹脂は、エポキシ系の絶縁樹脂であるので、被塗装物に浸透しやすく、均一に塗布しやすい効果が得られる。
【００６６】
また、請求項１１記載の発明によれば、絶縁樹脂は、シリコン系の絶縁樹脂であるので、振動減衰効果により電磁音の低減ができる効果が得られる。
【００６７】
また、請求項１２記載の発明によれば、固定子巻線は、スロット内において固定子鉄心の径方向に一列になるように挿入されているので、コイル挿入が規則正しく行われ、絶縁樹脂が損傷することを防ぎ、絶縁性を向上できる効果が得られる。
【００６８】
また、請求項１３記載の発明によれば、固定子巻線は、略矩形の断面形状であるので、成形時、絶縁性樹脂への損傷を防ぎ、また折り曲げやすく簡便に製造できる効果が得られる。
【００６９】
また、請求項１４記載の発明によれば、固定子巻線は、固定子鉄心の端面側のスロット外で折り返されて、所定スロット数ごとにスロット内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採るように巻装された巻線を複数有し、固定子鉄心の端面側のスロット外で折り返されたコイル素線のターン部が周方向に並んでコイルエンド群を構成しているので、高品質でコストの安い回転電機の固定子を得られる効果がある。
【００７０】
また、請求項１５記載の発明によれば、スロット形状が打ち抜かれた直線状の鋼板シートを積層して積層鉄心を形成する工程、スロットの固定子鉄心内周側開口面の方からスロットの内壁面に絶縁樹脂を塗布する工程、絶縁樹脂の塗布された積層鉄心のスロットの固定子鉄心内周側開口面が内側となるように屈曲させて積層鉄心の周方向両端部を当接して円筒状の固定子鉄心を形成する工程、この固定子鉄心に固定子巻線を巻装する工程を含むので、スロットの固定子鉄心内周側開口縁における絶縁樹脂の膜厚を厚く形成することができ、固定子の絶縁性能、冷却性能が高く、簡便に製造でき、高品質でコストの安い回転電機の固定子の製造方法を得られる効果がある。
【００７１】
また、請求項１６記載の発明によれば、スロット形状が打ち抜かれた直線状の鋼板シートを積層して積層鉄心を形成する工程、スロットの固定子鉄心内周側開口面の方からスロットの内壁面に絶縁樹脂を塗布する工程、絶縁樹脂の塗布された積層鉄心に固定子巻線を巻装する工程、この固定子巻線を巻装した積層鉄心のスロットの固定子鉄心内周側開口面が内側となるように屈曲させて積層鉄心の周方向両端部を当接して円筒状の固定子鉄心を形成する工程を含むので、スロットの固定子鉄心内周側開口縁における絶縁樹脂の膜厚を厚く形成することができ、固定子の絶縁性能、冷却性能が高く、簡便に製造でき、高品質でコストの安い回転電機の固定子の製造方法を得られる効果がある。
【００７２】
また、請求項１７記載の発明によれば、スロット形状が打ち抜かれた直線状の鋼板シートを積層して積層鉄心を形成する工程、この積層鉄心の固定子鉄心軸方向の方から固定子鉄心の軸方向端面に絶縁樹脂を塗布する工程、絶縁樹脂の塗布された積層鉄心の周方向両端部を当接して円筒状の固定子鉄心を形成する工程、この固定子鉄心に固定子巻線を巻装する工程を含むので、固定子鉄心の軸方向端面への絶縁樹脂が塗布しやすく、固定子の絶縁性能、冷却性能が高く、簡便に製造でき、高品質でコストの安い回転電機の固定子の製造方法を得られる効果がある。
【００７３】
また、請求項１８記載の発明によれば、スロット形状が打ち抜かれた直線状の鋼板シートを積層して積層鉄心を形成する工程、この積層鉄心の固定子鉄心軸方向の方から固定子鉄心の軸方向端面に絶縁樹脂を塗布する工程、絶縁樹脂の塗布された積層鉄心に固定子巻線を巻装する工程、この固定子巻線を巻装した積層鉄心の周方向両端部を当接して円筒状の固定子鉄心を形成する工程を含むので、固定子鉄心の軸方向端面への絶縁樹脂が塗布しやすく、固定子の絶縁性能、冷却性能が高く、簡便に製造でき、高品質でコストの安い回転電機の固定子の製造方法を得られる効果がある。
【００７４】
また、請求項１９記載の発明によれば、絶縁樹脂の塗布は、粉体静電塗装による塗布であるので、被塗装物に浸透しやすく、均一に塗布しやすい効果が得られる。
【００７５】
また、請求項２０記載の発明によれば、固定子巻線は、スロット内における配置状態にあらかじめ成形された後、スロットに挿入されるので、簡便に製造できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による回転電機の固定子の固定子を示す斜視図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による回転電機の固定子の積層鉄心の一部分を示す斜視図である。
【図３】  この発明の実施の形態１による回転電機の固定子の固定子鉄心に絶縁樹脂を塗布する静電粉体塗装装置を示す構成図である。
ある。
【図４】  この発明の実施の形態１による回転電機の固定子の積層鉄心の一部を示す外形図及び断面図である。
【図５】  この発明の実施の形態１による回転電機の固定子の積層鉄心の一部を示す断面図である。
【図６】  この発明の実施の形態２による回転電機の固定子の固定子を示す斜視図である。
【図７】  この発明の実施の形態２による回転電機の固定子の組み立て方法を示す斜視図である。
【図８】  この発明の実施の形態２による回転電機の固定子の組み立て方法を示す斜視図である。
【図９】  この発明の実施の形態２による回転電機の固定子の積層鉄心の一部を示す断面図である。
【図１０】  この発明の実施の形態２による回転電機の固定子の積層鉄心の一部を示す断面図である。
【図１１】  この発明の実施の形態３による回転電機の固定子のティースを示す断面図である。
【図１２】  この発明の実施の形態３による回転電機の固定子のティースを示す断面図である。
【図１３】  従来の回転電機を示す断面構成図である。
【図１４】  従来の回転電機の固定子を示す斜視図である。
【図１５】  従来の回転電機の固定子のコイル素線を示す斜視図である。
【図１６】  従来の回転電機の固定子のコイル素線を示す斜視図である。
【図１７】  従来の回転電機の固定子のコイル素線を示す全体図である。
【図１８】  従来の回転電機の固定子のコイル素線を示す全体図である。
【図１９】  従来の回転電機の固定子の積層鉄心を示す斜視図である。
【図２０】  従来の回転電機の固定子の固定子鉄心の組み立て方法を示す斜視図である。
【図２１】  従来の回転電機の固定子の固定子鉄心の組み立て方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１  フロントブラケット、２  リアブラケット、３  ケース、４  プーリ、５  ファン、６  シャフト、７  回転子、８  固定子、９  スリップリング、１０  ブラシ、１１  ブラシホルダ、１２  整流器、１３  回転子コイル、１５  固定子鉄心、１５ａ  スロット、１５ｃ  ティース、１５ｄ  積層板、１５ｆ  固定子鉄心の軸方向端面、１５ｈ  切り欠き、１５ｇ  積層鉄心の両端部、１６  固定子巻線、１７  ヒートシンク、１８  レギュレータ、１９  絶縁紙、２０、２１  ポールコア、２２、２３  爪状磁極、３０  コイル素線、５０  静電ガン、１００  絶縁樹脂、１５０  積層鉄心
【図１】
0003674523.tif 000002
【図２】
0003674523.tif 000003
【図３】
0003674523.tif 000004
【図４】
0003674523.tif 000005
【図５】
0003674523.tif 000006
【図６】
0003674523.tif 000007
【図７】
0003674523.tif 000008
【図８】
0003674523.tif 000009
【図９】
0003674523.tif 000010
【図１０】
0003674523.tif 000011
【図１１】
0003674523.tif 000012
【図１２】
0003674523.tif 000013
【図１３】
0003674523.tif 000014
【図１４】
0003674523.tif 000015
【図１５】
0003674523.tif 000016
【図１６】
0003674523.tif 000017
【図１７】
0003674523.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
0003674523.tif 000020
【図２０】
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【図２１】
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