(57)【要約】車両用交流発電機において、薄板鋼板の積層により、固定子巻線を収納する複数のスロット部（４３）と、隣接するスロット部を規定するティース部（４４）を具備した固定子鉄心（４２）を形成し、スロット部に固定子巻線（４１）を装着して固定子（４）を構成すると共に、固定子鉄心（４２）の、少なくとも回転子（３）に対向する内径端面部位の各ティース（４４）積層間にワニス（４５）を充填すると共に、内径端面部位のティース表面にエポキシ系樹脂ワニス（４６）を塗布して防錆皮膜を形成した。
2010150354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成部品を内蔵あるいは支承するケース、該ケースに回転自在に支持されたシャフト、該シャフトに固着されたポールコアおよびこのポールコアに装着された界磁巻線を有する回転子、該回転子の外周に位置し、前記ケースに挟持される固定子鉄心とこの固定子鉄心に装着される固定子巻線とからなる固定子、前記固定子巻線に発生する交流の起電力を直流に整流する整流装置、発生電力を規定値に制限する電圧調整器を備えた車両用交流発電機において、薄板鋼板の積層により、固定子巻線を収納する複数のスロット部と、隣接するスロット部を規定するティース部を具備した前記固定子鉄心を形成し、前記スロット部に固定子巻線を装着して前記固定子を構成すると共に、前記固定子鉄心の、少なくとも前記回転子に対向する内径端面部位の各ティース積層間にワニスを充填すると共に、内径端面部位のティース表面にエポキシ系樹脂ワニスを塗布して防錆皮膜を形成したことを特徴とする車両用交流発電機の固定子。
【請求項２】
前記ワニスを、前記ティース積層間および鉄心内径側端面まで充填および塗布したことを特徴とする請求項１に記載の車両用交流発電機の固定子。
【請求項３】
前記ワニスを、前記ティース積層間の、鉄心内径端面側から外径側への径方向に向けて、少なくとも前記スロット部内に装着された固定子巻線のスロット内高さ以上の長さだけ充填したことを特徴とする請求項１に記載の車両用交流発電機の固定子。
【請求項４】
前記ティース部を形成する薄板鋼板の板厚が、ティース部内径側が他の部分よりも薄いものを用いたことを特徴とする請求項１に記載の車両用交流発電機の固定子。
【請求項５】
前記請求項１〜請求項４の車両用交流発電機の固定子の製造方法において、各ティース積層間への前記ワニスの充填は、鉄心スロット部に装着される固定子巻線へのワニス滴下工程と同時に行われることを特徴とする車両用交流発電機の固定子の製造方法。
【請求項６】
前記エポキシ系樹脂ワニスは、吹付け塗装によってティース表面に塗布されることを特徴とする請求項５に記載の車両用交流発電機の固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両等に搭載される車両用交流発電機の固定子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用交流発電機に用いられている従来の固定子には、歯部とスロット部を有する複数の積層鉄心から形成されるステータコアにおいて、歯部におけるロータとの対向面に絶縁樹脂からなる電着塗膜を形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１には、刷毛塗り含浸塗装や吹付け塗装ではその被膜が不十分だった積層板の隙間も含む十分な膜厚で、むらのない連続被膜を形成できることが示されている。【０００３】
また、他の従来例として例えば、特許文献２には、固定子鉄心内径方向の帯状体間の段差をなくして帯状体のエッジ露出をなくし、均一な防錆のための塗装を可能として、回転子と固定子との間において発生する錆による回転のロック状態の発生、ひいては性能不良を防止すると共に、固定子内周の防錆のために使用される塗装量を低減することができるものが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２７８２４２号公報
【特許文献２】特開２００６−３４５６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されるものでは、電着塗膜を形成するには歯部を陰極として接地することが必要で、これは、ステータコイルを巻装した後では歯部がほとんど覆われてしまって、接地するためのスペースがほとんどない問題がある。
特に、スロット、ティースを従来より例えば１．５倍、２倍と多く備えるステータにおいては、ティースの巾も狭くなっており、確保できるスペースはますます無い状態である。また、樹脂の塗布が不要な箇所については個々にマスキングも施す必要があり、全体を通して作業が煩雑なだけなく、設備投資も多く量産には適さないものであった。【０００６】
また、特許文献２に示されるものでは、固定子鉄心内径方向の帯状体の段差（真円寸法）がなくなるだけで、積層間の間隙に対しては何の対策もされてはいない。
積層間に間隙が生じた固定子内周面の塗装の際に、例えば防錆性は高いが浸透性が低い塗料を施す場合、吹付け噴霧直進性のため塗料が積層間に不要に吸い込まれて、必要とする円筒内周面の塗装厚みが確保しづらい状態になってしまうという問題があった。【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、ティースの回転子に対向する内径端面の塗装皮膜の均一化が容易で、防錆性に優れ、また、工程が簡単で、多大な設備投資の必要がなく安価に製作することのできる車両用交流発電機の固定子およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る車両用交流発電機の固定子は、構成部品を内蔵あるいは支承するケース、該ケースに回転自在に支持されたシャフト、該シャフトに固着されたポールコアおよびこのポールコアに装着された界磁巻線を有する回転子、該回転子の外周に位置し、前記ケースに挟持される固定子鉄心とこの固定子鉄心に装着される固定子巻線とからなる固定子、前記固定子巻線に発生する交流の起電力を直流に整流する整流装置、発生電力を規定値に制限する電圧調整器を備えた車両用交流発電機において、薄板鋼板の積層により、固定子巻線を収納する複数のスロット部と、隣接するスロット部を規定するティース部を具備した前記固定子鉄心を形成し、前記スロット部に固定子巻線を装着して前記固定子を構成すると共に、前記固定子鉄心の、少なくとも前記回転子に対向する内径端面部位の各ティース積層間にワニスを充填すると共に、内径端面部位のティース表面にエポキシ系樹脂ワニスを塗布して防錆皮膜を形成したものである。【０００９】
また、前記車両用交流発電機の固定子の製造方法において、各ティース積層間への前記ワニスの充填は、鉄心スロット部に装着される固定子巻線へのワニス滴下工程と同時に行われるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、ティースの回転子に対向する内径端面の樹脂皮膜の均一化が容易で、防錆性に優れ、また、工程が簡単で、多大な設備投資の必要がなく安価に製作することのできる車両用交流発電機の固定子およびその製造方法を得ることができる。【００１１】
上述した、またその他の、この発明の目的、特徴、効果は、以下の実施の形態における詳細な説明および図面の記載からより明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の概略断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１における固定子鉄心の概略斜視図である。
【図３】図２の固定子鉄心の軸断面図である。
【図４】図２の固定子鉄心をティース先端から見た吹付け塗装前の概略斜視図である。
【図５】ステータにワニス処理を実施している状態を示す説明図である。
【図６】図２の固定子鉄心をティース先端から見た概略斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態２における固定子鉄心の軸断面図である。
【図８】この発明の実施の形態３における固定子鉄心の軸断面図である。
【図９】この発明の実施の形態４における固定子鉄心の軸断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における車両用交流発電機の概略断面図であり、図２は図１の固定子の鉄心部のみ取り出した斜視図である。
先ず車両用交流発電機の全体構造を図１に基づいて説明する。
図１において、車両用交流発電機１は、構成部品をその内側に取り囲んで支承するケース２と、このケース２に回転自在に支持されたシャフト３３と、このシャフト３３に固着されてケース２内に回転自在に配設される回転子３と、この回転子３の軸方向端面に固着された冷却ファン３５と、回転子３を囲繞するようにケース２に保持された固定子４と、シャフト３３のリヤ側端部に固着され、回転子３の界磁巻線３４に界磁電流を供給する一対のスリップリング５と、ブラシ６と、固定子４に電気的に接続され、固定子４で発生した交流を直流に整流する整流装置７と、固定子４で発生した交流電圧の大きさを調整する電圧調整器８とを備えている。
【００１４】
回転子３は、界磁電流を流して磁束を発生する界磁巻線３４と、この界磁巻線３４を覆うように設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア３１、３２とを備えている。また、固定子４は、後述の固定子鉄心４２と、固定子鉄心４２に巻装され、回転子３の回転に伴い界磁巻線３４からの磁束の変化で交流が生じる固定子巻線４１とを備えている。この固定子４は、回転子３を囲繞するように配設され、ケース２に取り付けられている。
【００１５】
次に、固定子４について詳細説明する。
図２は固定子４の固定子鉄心４２を示す斜視図で、固定子鉄心４２は、薄板鋼板を所定枚数重ね合わせてその内径側に固定子巻線４１を収納するスロット部４３が複数形成されている。スロットとスロットの間にはそれぞれティース部４４が構成されている。
あるティース部位の軸断面である図３に示されるように、積層された鋼板は、固定子鉄心４２の内径側（ロータ対向側）で、それぞれ積層間が離間され、この離間した部位にワニス４５が充填されている。ワニス４５を充填した状態は図４に示すように、鉄心４２の端面４４とワニス層４５の端面とで一連の内径端面を構成する状態である。
【００１６】
次にワニス充填の方法について説明する。
使用するワニスは、ＴＨＥＩＣ（Tris-(2-hydroxyethyl)isocyanurate）変性不飽和ポリエステルで、従来から固定子巻線のコイルエンドに充填しているワニスである。このワニスの固定子巻線へのワニス滴下工程と同時に、積層鉄心間の隙間にワニスを充填するもので、工程が簡単で、追加の設備も必要とせず、スムーズにワニスを積層鉄心間に充填できるものである。
【００１７】
即ち、図５に示すように、絶縁性の確保と耐熱性の向上、放熱の促進を目的として、固定子巻線４１が装着された固定子４を回転させながら固定子巻線４１にワニス４５を滴下し巻線内にワニス４５を含浸させる。この時、例えば固定子巻線４１の内径側から滴下する工程の際、ワニス滴下のノズルをティース側に移動させることで、ティース４４積層間に径方向にワニスを滴下させることができる。このワニスを充填する時は、固定子鉄心、固定子巻線を高温に加熱して行うので、ワニスを滴下すれば、すぐにワニスは粘度が下がり、さらさらになって固定子巻線および積層鉄心間の隙間に浸透していき、ワニスはティース部位の積層間の根元に向かって舌状に延びて設けられる。
【００１８】
ワニス充填の後、エポキシ系樹脂ワニス（特殊変性エポキシ樹脂塗料）４６を、コア内径側（ロータ対向側）のティース表面に吹付け塗装することで、図６に示すように、膜厚の均一な防錆被膜を形成することができる。
【００１９】
ティース部位の積層間の離間は、薄板鋼板を重ね合わせたのち、外径側のみを軸方向寸法規制することで得ることができる。外径側を規制することで内径側（ロータ対向側）端面は軸方向により広がる傾向になる。
【００２０】
なお、以上の説明においては、積層鉄心間の隙間に充填するワニスとティースの内径端面に付着させるワニスとを異ならせたが、これらワニスは同一のワニスであってもよい。
要は、予め積層鉄心間の隙間にワニスを充填して隙間を埋めた後、ティースの内径端面にワニスを塗布すれば、ティースの内径端面の被膜の均一が容易で、ワニス量も低減できるものである。
【００２１】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、防錆性は高いが浸透性がワニスより低いことで吹付け塗布を採用するエポキシ系樹脂ワニスを用いる場合の不具合である、塗布面側面隙間への吸い込まれをなくし、ティース表面の塗料厚を確実に確保した製品を得ることができる。
従って、車両搭載時に塩水等が付着しても、防錆性の高いエポキシ系樹脂ワニスが十分な膜厚で固定子ティース内径側表面を覆っているので、錆がロータとの間に介されて回転がロックされ性能不良をおこすことが回避される。
【００２２】
また、積層鉄心間の隙間にワニスを充填することで、その隙間内の空気が排除され、ワニスを介しているので積層しただけの状態より熱伝導性が高められ、積層鉄心の放熱性が増し温度低減効果を得ることができる。
また、積層鉄心間に厚みばらつきの少ないワニス（即ち、樹脂膜）を施すことで、ダンパ作用が得られ、発電機特有の電磁振動を減衰することができる。
【００２３】
さらに、積層鉄心間の隙間へのワニスの浸透は、固定子巻線へのワニス滴下工程と同時に行われるので、追加の設備を必要とせず、また、固定子鉄心、固定子巻線の余熱がいきわたっているので、ワニスの浸透性が損なわれることなく、スムーズにワニスを積層鉄心間に充填することができる
【００２４】
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２における固定子鉄心の断面図を示すものである。
上述した実施の形態１の図３では、ワニス４５を鉄心積層間の隙間にのみ充填するものについて示したが、この実施の形態２では、ワニスの粘度や塗布状態を選択することで、ティース積層間の隙間およびコア内径側端面までワニス４５を充填および塗布するようにしたものである。
【００２５】
この実施の形態２によれば、実施の形態１と比べて、続いて設けるエポキシ系樹脂ワニスの塗布量が少なくて済み、コスト的に改善が見込まれる効果がある。
【００２６】
実施の形態３．
図８はこの発明の実施の形態３における固定子鉄心の軸断面図を示すものである。
上述の実施の形態１および実施の形態２においては、ティース先端側（即ち、ロータ対向面側）のみを軸方向に広げるように積層間間隙を構成するものについて説明したが、実施の形態３は、図８に示すように固定子鉄心最外径部位を除くほぼ全体に隙間を構成するものである。そして、ワニスを、スロットの深さ方向、すなわち、鉄心内径端面側から外径側への径方向に向けて、少なくとも前記スロット部内に装着された固定子巻線のスロット内高さ以上の長さだけ充填するものである。
【００２７】
この実施の形態３によれば、ティース径方向側面から、スロット内に装着されている固定子巻線へもワニスが広がるので、スロット軸端部から突出した巻線部位からの毛細管現象に頼っているスロット内巻線部へのワニス充填状態よりも、良い状態の製品を得ることができる。
【００２８】
実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４における固定子鉄心の軸断面図を示すものである。
この実施の形態４は、固定子鉄心４２のティース部を形成する薄板鋼板の板厚を均一とせず、ティース部内径側の板厚を他の部分（中央部あるいは外形部）よりも薄くしたものを使用するものである
【００２９】
この発明は、このような板厚が均一のものの積層構成に限らず、ティース部内径側が薄くなる構成であっても応用可能であり、この実施の形態４においても実施の形態１と同様の効果が得られるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
この発明は、車両に搭載される交流発電機に適用されるものである。
【符号の説明】
【００３１】
１  車両用交流発電機、２  ケース、３  回転子、３１、３２  ポールコア、３３  シャフト、３４  界磁巻線、４  固定子、４１  固定子巻線、４２  固定子鉄心、４３  スロット部、４４  ティース部、４５  ワニス、４６  エポキシ系樹脂ワニス、５  スリップリング、６  ブラシ、７  整流装置、８  電圧調整器。
【図１】
2010150354.tif 000003
【図２】
2010150354.tif 000004
【図３】
2010150354.tif 000005
【図４】
2010150354.tif 000006
【図５】
2010150354.tif 000007
【図６】
2010150354.tif 000008
【図７】
2010150354.tif 000009
【図８】
2010150354.tif 000010
【図９】
2010150354.tif 000011
【国際調査報告】
2010150354.tif 000012
2010150354.tif 000013
2010150354.tif 000014
2010150354.tif 000015