(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心と前記鉄心の周囲に素線が巻き回された巻線体とを有するコイルを予熱する第１の工程と、
予熱された前記コイルの前記巻線体に対してワニスを滴下する第２の工程と、
前記ワニスを滴下した前記コイルの前記鉄心に圧縮空気を吹き付けることで、当該鉄心を冷却する第３の工程と、
前記コイルの前記巻線体に滴下された前記ワニスを加熱して硬化させる第４の工程と、
を備える電気機器コイルの製造方法。
【請求項２】
前記第４の工程は、前記ワニスが外気に露出している部分から硬化させること
を特徴とする請求項１に記載の電気機器コイルの製造方法。
【請求項３】
前記第４の工程は、前記巻線体を通電加熱又は誘導加熱すること
を特徴とする請求項１に記載の電気機器コイルの製造方法。
【請求項４】
鉄心と前記鉄心の周囲に巻き回された巻線体とを有するコイルの巻線体に対してワニスを滴下する滴下手段と、
前記コイルの前記巻線体に滴下された前記ワニスを加熱して硬化させる前に、前記ワニスを滴下された前記コイルの前記鉄心に圧縮空気を吹き付けることで、当該鉄心を冷却する冷却手段と、を備えたワニス滴下含浸装置。
【請求項５】
前記コイルを移動させる移動手段と、
をさらに備える電気機器のコイルのワニス滴下含浸装置であって、
前記冷却手段は、前記コイルの移動方向に対して前記滴下手段よりも先にあること、
を特徴とする請求項４に記載のワニス滴下含浸装置。
【請求項６】
鉄心と前記鉄心の周囲に巻き回された巻線体とを有するコイルが複数結線されて形成された円形コイルを予熱する第１の工程と、予熱された前記円形コイルの前記コイルの前記巻線体に対してワニスを滴下する第２の工程と、
前記ワニスを滴下した前記コイルの前記鉄心に圧縮空気を吹き付けることで、当該鉄心を冷却する第３の工程と、
前記コイルの前記巻線体に滴下された前記ワニスを加熱して硬化させる第４の工程と、
硬化された前記ワニスを有したステーターコイルとしての前記円形コイルの内部に、永久磁石を用いて形成されたローターを組み入れる第５の工程と、
を備える回転電機の製造方法。
【請求項７】
鉄心と前記鉄心の周囲に巻き回された巻線体とを有するコイルが複数結線されて形成された円形コイルを予熱する第１の工程と、
予熱された前記円形コイルの前記コイルの前記巻線体に対してワニスを滴下する第２の工程と、
前記ワニスを滴下した前記コイルの前記鉄心に圧縮空気を吹き付けることで、当該鉄心を冷却する第３の工程と、
前記コイルの前記巻線体に滴下された前記ワニスを加熱して硬化させる第４の工程と、
硬化された前記ワニスを有したローターコイルとしての前記円形コイルの外周側に、永久磁石を用いて形成されたステーターを設ける第６の工程と、
を備える回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器コイルの製造方法及びワニス滴下含浸装置、並びに回転電機の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄心と巻線体とを有するステーターコイル、ローターコイルなどの電気機器コイルの製造において、絶縁性の向上に加え、巻線体から鉄心への熱伝導性を向上させて放熱性を向上させる目的で、熱硬化性樹脂のワニスで巻線と巻線との間の空隙を充填するワニス含浸処理が行われている。
【０００３】
ワニス含浸処理の方法には、コイルをワニス中に浸してコイルへワニスを浸透させる浸漬含浸法、コイルへワニスを滴下して含浸させる滴下含浸法、コイルを真空容器内に収納し、容器内を減圧した状態でコイルをワニス中に浸漬して含浸させる真空含浸法などがある。この中でも、ワニス滴下含浸法は、必要な部分に必要な量だけのワニスを含浸させる事ができ、材料歩留りの観点から、非常に優れた含浸方法である。
【０００４】
しかしながら、ワニス滴下含浸法は、主として表面張力による毛細管現象のみによりワニスがコイル中心部へ浸透していくため、巻線と巻線との間に空隙が残留してしまうことがある。これにより、絶縁性能の低下や放熱性能の低下が起こることがある。
【０００５】
そのため、従来の電気機器コイルの製造におけるワニス滴下含浸法では、コイルへワニスを滴下しているときに、固定子コイルを振動子で加振して、巻線と巻線との間のワニスの空隙を除去している（例えば、特許文献１）。また、ワニス滴下時に固定子コイルを鉄心の中心軸を水平に対し５度から２０度傾けて保持し、傾斜上部のコイル端にワニスを滴下して、ワニスの自重により浸透を促進させる方法も用いられている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３２７２０３号公報
【特許文献２】特開平９−６６２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような電気機器コイルの製造におけるワニス滴下含浸法を用いても、ワニスをコイル中心部まで十分に浸透させることができないという問題点がある。例えば、コイルへワニスを滴下しているときに、固定子コイルを振動子で加振しても、ワニスの浸透速度は変わらないので、一旦空隙が抜けても、ワニスが浸透しきる前に再び空隙ができてしまい、コイル中心部まで十分にワニスを浸透させることができない。また、ワニス滴下時に固定子コイルを鉄心の中心軸を水平に対し傾けても、ワニスの浸透速度が速くなるだけであって、一度できた空隙はそのままであり、コイル中心部まで十分にワニスを浸透させることができていない。
【０００８】
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、コイル中心部へのワニスの浸透を促進させることができる電気機器コイル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】
【０００９】
本発明にかかる電機機器コイルの製造方法は、鉄心と鉄心の周囲に素線が巻き回された巻線体とを有するコイルを予熱する第１の工程と、予熱されたコイルの巻線体に対してワニスを滴下する第２の工程と、ワニスを滴下したコイルの鉄心に圧縮空気を吹き付けることで、当該鉄心を冷却する第３の工程と、コイルの巻線体に滴下されたワニスを加熱して硬化させる第４の工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる電機機器コイルの製造方法によれば、コイル中心部へのワニスの浸透を促進させることができる。予熱されたコイルにワニスを滴下したあと、鉄心を冷却すると、巻線と巻線との間の残留空隙は、体積を収縮させる。残留空隙の体積が収縮すると、ワニスは浸透圧によってその残留空隙の方向へ浸透する。したがって、コイル中心部へのワニスの浸透を促進させることができる。
【００１１】
ここでその後、ワニスは加熱されて硬化するが、ワニスは加熱によって粘度を上昇させて硬化していくので、残留空隙の周りのワニスが粘性抵抗となり、残留空隙の体積が収縮前の体積まで膨張することはない。以上より、従来よりもコイル中心部へのワニスの浸透を促進させることができている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法に用いるコイルの製造方法のうち、素線を鉄心に巻く工程を説明するための模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法に用いるコイルを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法に用いるコイルを示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法を示す工程フロー図である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造に用いる円形コイル５を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の構成を概略的に示す上面図である。
【図７】本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の構成を概略的に示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の冷却手段を示す概略図である。
【図９】本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の冷却手段の１つ目の変形例を示す概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の冷却手段の２つ目の変形例を示す概略図である。
【図１１】本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の構成の変形例を概略的に示す上面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３にかかる電気機器コイルの製造方法に用いるワニス滴下含浸装置の構成を概略的に示した上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法に用いるコイルについて説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法に用いるコイルの製造方法のうち、素線を鉄心に巻く工程を説明するための模式図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法に用いるコイルを示す斜視図である。図２は、図１を用いて説明される製造方法を経て鉄心に素線が巻かれたコイルを示している。
【００１４】
図１では、旋回軸４２に把持された巻線ノズル４１を、旋回軸４２を中心にして鉄心１の周囲を旋回させることにより、鉄心１に素線４を巻きつけている。鉄心１は、電磁鋼板などを積層して形成されたものである。素線４には、エナメル線、ポリエステルイミド銅線などが用いられる。このようにして、図２に示すコイル３が製造される。図２に示すコイル３は、鉄心１と巻線体２とを有する。巻線体２は、素線４を鉄心１の周囲に複数層巻き回して形成されたものを示すが、図２では巻線体２が素線４を鉄心１の周囲に巻き回して形成されたものであることを分かりやすく図示するため、１層のみとなっている。
【００１５】
図３は、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法に用いるコイルを示す断面図であり、図２のＡ−Ａ断面をＸ方向の向きから見た図に相当する。図３では、巻線体２を素線４が鉄心１の周囲に複数層巻き回して形成された状態で示した。巻線体２は１本の素線４で形成されているが、図３に示すように、断面で見ると、複数の線があるように見える。このように、巻線体２を断面で見たときの１本、１本を、巻線２１と呼ぶことにする。本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法では、この巻線２１と巻線２１の間の空隙にワニスを充填する。
【００１６】
図４は、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法を示す工程フロー図である。本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法は、図４に示すステップＳ１からステップＳ４を備えている。ステップＳ１はコイル３を予熱する予熱工程、ステップＳ２はコイル３の巻線体２にワニスを滴下する滴下工程、ステップＳ３はコイル３の鉄心１を冷却する冷却工程、ステップＳ４はコイル３に滴下したワニスを硬化させる硬化工程である。
【００１７】
ステップＳ１について、詳細を説明する。ステップＳ１は、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法の第１の工程であって、鉄心１と鉄心１の周囲に巻かれた巻線体２とを有するコイル３を予熱する工程である。巻線体２が吸着している水分、及び巻線体２を形成する時に発生した巻線２１の歪みを除去するため、コイル３を１００度以上に予熱する。コイル３の予熱は、例えば、コイル３を熱風乾燥炉内に入れて行うことでできるが、この方法に限られるものではない。
【００１８】
次に、ステップＳ２について、詳細を説明する。ステップＳ２は、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法の第２の工程であって、予熱されたコイル３の巻線体２に対してワニスを滴下する工程である。すなわち、予熱されたコイル３の巻線体２に対してワニスを滴下する。このとき、ワニスは温度を調節することによって、巻線体２に滴下するときの粘度を調節して、巻線体２に対しての滴下を行う。
【００１９】
ステップＳ３について、詳細を説明する。ステップＳ３は、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法の第３の工程であって、ワニスを滴下したコイル３の鉄心１を冷却する工程である。冷却する方法は、後述するが、空冷式、水冷式などいくつかの方法を考えることができる。ステップＳ１、ステップＳ２及びステップＳ３を経たコイル３を、ここでは、冷却コイルと呼ぶ。
【００２０】
ステップＳ４について、詳細を説明する。ステップＳ４は、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法の第４の工程であって、コイル３の巻線体２に滴下されたワニスを加熱して硬化させる工程である。すなわち、冷却コイルのワニスを加熱して硬化させる。ワニスの硬化は、例えば、冷却コイルを熱風乾燥炉内に入れて行うことができるが、この方法に限られるものではない。遠赤外線ヒーターによって、ワニスを加熱し、硬化させることもできるし、紫外線を照射することによってワニスを周囲から硬化させていくこともできる。また、巻線体２を通電加熱、誘導加熱などの方法によって加熱し、ワニスを加熱することもできる。
【００２１】
以上より、電気機器コイルが製造される。
【００２２】
本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で用いられるコイルは、鉄心１と巻線体２とを有するもので、これから巻線２１と巻線２１との間の空隙をワニスで充填するものであればよい。したがって、製造される電気機器コイルにはトランス、リアクトルなども含み、後述するようなステーターコイル、ローターコイルなどの回転電機コイルも含む。
【００２３】
本発明の実施の形態１では、以上のような製造方法としたことにより、コイル３中心部へのワニスの浸透が促進された電気機器コイルを得ることができる。コイル３中心部とは、巻線体２の鉄心１に近い部分を示し、すなわち、巻線体２の断面において、巻線体２の鉄心１の周囲に最も近い部分である。
【００２４】
本発明の実施の形態１では、予熱されたコイル３の巻線体２に対してワニスを滴下するステップＳ２のあとに、ワニスを滴下したコイル３の鉄心１を冷却するステップＳ３を備えている。これにより、巻線体２にワニスを滴下したあとも巻線２１と巻線２１との間に残ってしまった空隙の体積を、収縮させることができる。ここで、巻線体２にワニスを滴下したあとも巻線２１と巻線２１との間に残ってしまった空隙を残留空隙と呼ぶ。
【００２５】
ステップＳ３では、コイル３の鉄心１を冷却するので、残留空隙は、鉄心１に近いものから順に体積を収縮させる。鉄心１に一番近い残留空隙の体積が収縮すると、ワニスは浸透圧によってその残留空隙の方向へ浸透する。すなわち、コイル中心部へワニスが浸透する。これが、鉄心１に近い残留空隙から順に行われるので、コイル中心部へのワニスの浸透を促進させることができている。
【００２６】
さらに、残留空隙の体積収縮により、その残留空隙の周囲にワニスが入りこみやすくなり、残留空隙は浮力を大きくすることができている。したがって、体積収縮した残留空隙は、外部へ抜けやすくなっている。
【００２７】
ステップＳ４では、コイル中心部まで浸透したワニスを加熱して硬化させている。冷却コイルを熱風乾燥炉内に入れてワニスを加熱する場合は、ワニスには温度分布が生じ、ワニスが外気に露出している部分から硬化していく。冷却コイルのワニスに遠赤外線ヒーターをあてる場合、紫外線を照射する場合も同様である。このように、ワニスが外気に露出している部分から硬化していくと、残留空隙の体積は、ワニスが硬化し始めた時点で決定される。そのため、体積収縮した残留空隙は、その内圧を上げ、体積は収縮したままとなる。
【００２８】
巻線体２を通電加熱又は誘導加熱することによってワニスを加熱する場合は、ワニスには温度分布がほとんど生じず、ほぼ均一に加熱されるようになる。このように、ワニスに温度分布がほとんど生じさせず、ほぼ均一に加熱していく場合であっても、体積収縮した残留空隙は多少の膨張をするが、ワニスは加熱によって粘度を上昇させて硬化していくので、残留空隙の周りのワニスが粘性抵抗となり、残留空隙の体積が収縮前の体積まで膨張することはない。もちろん、残留空隙の周りのワニスが膨張の抵抗となるのは、ワニスを外気に露出している部分から硬化していく場合でも同様である。
【００２９】
巻線体２を通電加熱又は誘導加熱することによってワニスを加熱する場合、冷却コイルを熱風乾燥炉内に入れてワニスを加熱する場合などに比べて、ワニスの温度は上がりやすい。そのため、ワニスの硬化は、冷却コイルを熱風乾燥炉内に入れてワニスを加熱する場合などに比べて、速く進むので、硬化にかかる時間を短くすることができる。したがって、残留空隙の体積が収縮前の体積まで膨張する前に、ワニスは硬化する。
【００３０】
本発明の実施の形態１では、上述したように、コイル３中心部へのワニスの浸透を促進させることができるので、絶縁性能、放熱性能に優れた電気機器コイルを得ることができる。
【００３１】
本発明の実施の形態１では、鉄心１に直接素線４を巻き回したコイル３を使用したが、素線４を型に巻いて巻線体２の形状を作り、鉄心１にはめ込んだコイルを使用してもよい。巻線２１と巻線２１との間の残留空隙は、鉄心１に直接素線４を巻き回したコイル３を使用した場合により残りやすいものであり、本発明は、鉄心１に直接素線４を巻き回したコイル３を使用した場合により起こりやすい問題を解決する。
【００３２】
図５は、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造に用いる円形コイル５を示す図である。図５に示す円形コイル５は、複数のコイル３を円形になるように組み合わせて固定し、巻線体２の端末同士を所定の方法で結線している。円形コイル５のコイル３のすべてが、上述したステップＳ１からステップＳ４を経れば、モーター、オルタネーターなどに使用される回転電機コイルとなる。
【００３３】
以下に、円形コイル５を用いて、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイル製造方法をさらに詳しく説明しながら、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイル製造方法で使用するワニス滴下含浸装置について説明する。したがって以下では、回転電機コイルが製造される。
【００３４】
本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置について説明する。図６は、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の構成を概略的に示す上面図である。本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置は、コイル３の巻線体２にワニスを滴下する滴下手段と、ワニスを滴下されたコイル３の鉄心１を冷却する冷却手段７とを備えている。本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置は、ここではさらに、コイル３を移動させる移動手段、すなわち円形コイル５を回転させる手段を備えている。
【００３５】
図６では、コイル３の巻線体２にワニスを滴下する滴下手段について、滴下ノズル６のみを示している。ワニスは、この滴下ノズル６を通り、コイル３の巻線体２に対して滴下される。図７は、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の構成を概略的に示す側面図である。図６及び図７より、滴下手段の滴下ノズル６は、円形コイル５のコイル３の巻線体２の上方に来るように配置されていることが分かる。
【００３６】
コイル３を移動させる移動手段は、ここでは、円形コイル５を中心軸まわりに回転させる手段であって、モーターと、そのモーターで駆動される回転テーブル８と、ステップＳ２及びステップＳ３にかかる時間などに合わせて、モーターの駆動を制御する制御装置とを備えており、図６では、回転テーブル８のみ示している。ここでは、図６に示すように、回転テーブル８と、回転テーブル８上に置かれた円形コイル５は、時計回りの回転方向Ｂに回転する。
【００３７】
冷却手段７は、コイル３の移動方向に対して滴下手段よりも先にある。すなわち、図６に示すよう、冷却手段７は、円形コイル５の回転方向Ｂに対して滴下手段の滴下ノズル６よりも先にある。
【００３８】
図８は、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の冷却手段７を示す概略図である。本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の冷却手段７は、エアーノズル１０から圧縮空気を鉄心１に吹き付けるものである。鉄心１の冷却にエアーノズル１０より圧縮空気を吹き付ける方法を用いることで、鉄心１のみを選択的に冷却することができ、非接触型の方式なので、干渉により鉄心１を傷つけることがない。さらに、エアーレギュレータによりエアーノズル１０から出る圧縮空気の風量をコントロールすれば、鉄心１の冷却速度を制御することができる。
【００３９】
本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイル製造方法では、まず、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法のステップＳ１に沿って、図５に示した円形コイル５の複数のコイル３を予熱する。例えばここでは、円形コイル５を熱風乾燥炉内に入れて、１７０度に予熱する。
【００４０】
予熱された円形コイル５は、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の回転テーブル８上に配置される。このとき、滴下ノズル６の真下に、円形コイル５の複数あるコイル３のうちのどれか１つのコイル３の巻線体２が来るようにする。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法のステップＳ２に沿って、予熱された円形コイル５のコイル３の巻線体２に対して、滴下ノズル６からワニスを滴下する。
【００４２】
そして、円形コイル５は回転テーブル８の回転に従って、回転方向Ｂに回転する。このとき、円形コイル５のワニスが滴下されたコイル３が、滴下ノズル６の真下から、冷却手段７がある位置に来るまで、回転テーブル８は回転する。
【００４３】
次に、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法のステップＳ３に沿って、ワニスを滴下したコイル３の鉄心１を冷却手段７によって冷却する。冷却する方法は、図８に示したように、鉄心１にエアーノズル１０から圧縮空気を吹き付ける方法である。鉄心１にエアーノズル１０から圧縮空気を吹き付けることによって、鉄心１を例えばここでは、５０度まで冷却する。
【００４４】
ここで、コイル３の鉄心１が冷却されているときに滴下ノズル６の真下にあるコイル３の巻線体２に対してはワニスが滴下されている。すなわち、円形コイル５は複数のコイル３を有するので、円形コイル５に対しては、ステップＳ３とステップＳ２が同時に行われていることがあるが、ステップＳ３が行われているコイル３と、ステップＳ２が行われているコイル３は、同じコイル３ではない。円形コイル５のコイル３には、必ずステップＳ２を経てから、ステップＳ３が行われる。
【００４５】
円形コイル５のすべてのコイル３に対し、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法のステップＳ２及びステップＳ３が行われたあと、ワニスが滴下され鉄心１を冷却された円形コイル５は、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法のステップＳ４に沿って、コイル３の巻線体２に滴下されたワニスを加熱して硬化させる。ワニスが滴下され鉄心１を冷却された円形コイル５は、複数の冷却コイルを有するものであるので、ここでは冷却円形コイルと呼ぶ。例えばここでは、冷却円形コイルを熱風乾燥炉内に入れ、ワニスを外気に露出している部分から硬化させる。
【００４６】
以上より、回転電機コイルが製造される。
【００４７】
図６では、冷却手段７が円形コイル５の内径側に配置された例を示したが、鉄心１を冷却するという目的からは、特に内径側に配置される必要はなく、外径側に配置されてもよい。ここでは、内径側に配置した方が冷却手段７から巻線体２までの経路が短く、巻線体２の中心部の残留空隙を効率よく冷却できるため、好適であるので、内径側に配置された例を示した。
【００４８】
本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法では、例として、ステップＳ１で円形コイル５のコイル３を１７０度まで予熱し、ステップＳ３で鉄心１を５０度まで冷却した。巻線体２の巻線２１と巻線２１との間の空隙内の気体の温度も同様の温度になっていたとすると、ステップＳ３に入る直前の残留空隙内の気体の温度は約１７０度であり、ステップＳ３を経た直後の残留空隙の気体の温度は約５０度である。したがって、気体の状態方程式より、ステップＳ３を経た直後の残残留空隙の体積は、ステップＳ３に入る直前の体積の約７割の大きさとなる。
【００４９】
ステップＳ３に入る直前のコイル３中心部は、巻線２１と巻線２１との間の空隙の約３割から４割の領域がワニスが充填されず残留空隙となっていることが多く、この残留空隙の体積が約３割も減り、ワニスがコイル３中心部まで浸透するので、本発明の効果は非常に大きいものである。
【００５０】
次に、以下では、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法に使用するワニス滴下含浸装置の冷却手段７の１つ目の変形例について説明する。
【００５１】
図９は、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の冷却手段７の１つ目の変形例を示す概略図である。本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の冷却手段７の１つ目の変形例は、図９に示すようなヒートシンク１１とファン１２とを備えた空冷式冷却装置１３である。空冷式冷却装置１３は、これを鉄心１に接触させることによって、鉄心１を冷却する。空冷式冷却装置１３は鉄心１に直接接触させて、鉄心１を冷却するので、鉄心１の冷却効率がよい。
【００５２】
次に、以下では、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法に使用するワニス滴下含浸装置の冷却手段７の２つ目の変形例について説明する。
【００５３】
図１０は、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の冷却手段７の２つ目の変形例を示す概略図である。本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の冷却手段７の２つ目の変形例は、図１０に示すような水冷式冷却装置１４である。空冷式冷却装置１４は、これを鉄心１に接触させることによって、鉄心１を冷却する。図１０中に示す矢印は、冷却水の流れる方向を示している。水冷式冷却装置１４は鉄心１に直接接触させて、鉄心１を冷却するので、鉄心１の冷却効率がよい。
【００５４】
次に、以下では、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の構成の変形例について説明する。
【００５５】
図１１は、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の構成の変形例を概略的に示す上面図である。本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で使用するワニス滴下含浸装置の構成の変形例としては、図１１に示すようなワニス滴下含浸装置であって、冷却手段７が２つ以上あるものである。図１１では、冷却手段７を３つ備えているワニス滴下含浸装置を示したが、冷却手段７の数はこれに限るものではない。
【００５６】
２つ以上ある冷却手段７は、すべてが同じ方式のものでもよいし、異なる方式のものを組み合わせてもよい。例えば、３つある冷却手段７のすべてがエアーノズル１０によって圧縮空気を吹き付けるものであってもよいし、エアーノズル１０によって圧縮空気を吹き付けるものと空冷式冷却装置１３と水冷式冷却装置１４との１つずつにしてもよい。
【００５７】
本発明では、さらに、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で製造した回転電機コイルをステータ―コイルとして、このステータ―コイルの内部に、永久磁石を用いて形成されたローターを組み入れる第５の工程をさらに行い、回転電機を製造することができる。この回転電機は、ステーターコイルに電流を流すことによって、ローターが回転すれば、モーターとなる。一方で、ローターを回すことによってステータ―コイルに電流が流れ、その電流を取り出すようにすれば、オルタネーターとなる。
【００５８】
また、本発明では、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法で製造した回転電機コイルをローターコイルとして、ローターコイルの外周側に永久磁石を用いて形成されたステータを設ける第６の工程をさらに行い、回転電機を製造することができる。この回転電機は、ローターコイルに電流を流すことによって、ローターコイルが回転すれば、モーターとなる。一方で、ローターコイルを回転させることで、ローターコイルに電流が流れ、その電流を取り出すようにすれば、オルタネーターとなる。
【００５９】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、本発明の実施の形態１と相違する部分について説明し、同一又は対応する部分についての説明は省略する。本発明の実施の形態１では、コイル３の巻線体２にワニスを滴下したあとすぐにコイル３の鉄心１を冷却した。これに対し本発明の実施の形態２は、コイル３が複数ある場合に、すべてのコイル３の巻線体２にワニスを滴下したあと、コイル３の鉄心１を冷却する。
【００６０】
例えば、複数のコイル３を有する円形コイル５を用いて電気機器コイルを製造する場合、予熱されたコイル３の巻線体２にワニスを滴下するステップＳ２を、すべてのコイル３の巻線体２に対して行ってから、ワニスを滴下したコイル３の鉄心１を冷却するステップＳ３を、すべてのコイル３の鉄心１に対して行う。したがって、本発明の実施の形態２では、円形コイル５に対して、ステップＳ２とステップＳ３が同時に行われていることはない。
【００６１】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３では、本発明の実施の形態１と相違する部分について説明し、同一又は対応する部分についての説明は省略する。本発明の実施の形態３は、本発明の実施の形態１とは、複数のコイル３の巻線体２に対して同時にワニスを滴下し、次工程でワニスが滴下されたその複数のコイル３の鉄心１が同時に冷却される点が異なる。
【００６２】
図１２は、本発明の実施の形態３にかかる電気機器コイルの製造方法に用いるワニス滴下含浸装置の構成を概略的に示した上面図である。本発明の実施の形態３では、円形コイル５を用いて電気機器コイルを製造する場合で説明する。図１２に示すように、本発明の実施の形態３にかかる電気機器コイルの製造方法に用いるワニス滴下含浸装置は、複数のコイル３の巻線体２に対して同時にワニスを滴下できるよう、複数の滴下手段を備えている。ここでは、滴下手段の滴下ノズル６のみが示されている。さらに、複数の滴下手段に合わせて、冷却手段７も複数備えている。ここでは、滴下手段も冷却手段７も４つ備えている。
【００６３】
本発明の実施の形態３にかかる電気機器コイルの製造方法では、複数のコイル３の巻線体２に対して同時にワニスを滴下し、次工程でワニスが滴下されたその複数のコイル３の鉄心１が同時に冷却される。すなわち、本発明の実施の形態３にかかる電気機器コイルの製造方法では、本発明の実施の形態１にかかる電気機器コイルの製造方法のステップＳ２を複数のコイル３に対して同時に行い、その後、ステップＳ２を経た複数のコイル３に対してステップＳ３を行う。
【００６４】
図１２を用いて説明すれば、円形コイル５の複数のコイル３、ここでは４つのコイル３の巻線体２に対して同時に、それぞれの上方に位置する滴下ノズル６からワニスが滴下される。その後、円形コイル５は回転テーブル８の回転に従って、回転方向Ｂに回転する。このとき、円形コイル５のワニスが滴下されたコイル３が、滴下ノズル６の真下から、冷却手段７がある位置に来るまで、回転テーブル８は回転する。そして、ワニスを滴下した複数のコイル３のそれぞれの鉄心１を同時に、冷却手段７によって冷却する。
【００６５】
図１２では、１本の滴下ノズル６に対して冷却手段７を１つ配置しているが、複数配置してもよく、空冷式冷却装置１３、水冷式冷却装置１４など異なる方式の冷却手段７を組み合わせて用いてもよい。
【００６６】
本発明の実施の形態３では、円形コイル５のように複数のコイル３を有するものに対しては、ステップＳ２及びステップＳ３の時間を短縮することができる。例えば、図１２の例では、本発明の実施の形態１及び実施の形態２の場合に対して、それぞれステップＳ２及びステップＳ３の時間を１／４まで短縮できる。円形コイル５のように複数のコイル３を有するものでない場合は、一度のたくさんの電気機器コイルの製造することが可能になる。
【００６７】
なお、本発明は、発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせることや、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。また、実施の形態１から３では、巻線体２が１本の素線４で形成される場合を例に説明したが、複数の素線を巻いて形成される場合であっても、図３のように巻線が構成されていれば、同様の効果を奏することは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６８】
１  鉄心、２  巻線体、３  コイル、４  素線、５  円形コイル、６  滴下ノズル、７  冷却手段、８  回転テーブル、１０  エアーノズル、１１  ヒートシンク、１２  ファン、１３  空冷式冷却装置、１４  水冷式冷却装置、２１  巻線、４１  巻線ノズル、４２  旋回軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0006332042.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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