專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將導(dǎo)體卷繞成多列、多層的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子及其制造方法，尤其涉及搭載在車輛等上的交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組及其制造方法。
背景技術(shù)：
在車輛用交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子中，因車輛的電氣負載增大等而要求更大的發(fā)電機輸出功率。因此，就采用將導(dǎo)體卷繞成多列、多層以提高空間效率的結(jié)構(gòu)，并在將導(dǎo)線卷繞規(guī)定圈數(shù)后，對從繞架露出的部位即最外層外周側(cè)滴上樹脂進行涂布等，保護導(dǎo)線不受熱量或異物影響。此外，為對付旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力的影響，在最外層的全周上卷繞保護帶，來確保耐離心性(例如參照日本特許第3383143號公報)。
另外，在現(xiàn)有的卷繞多層的線圈中，有如下一種結(jié)構(gòu)在筒狀部設(shè)有許多貫通孔，通過浸涂清漆或滴下含浸清漆，使清漆浸透到線圈的較深的部位，并使其穩(wěn)定化(例如參照日本實開昭61-20020號公報)。
但是，在這種現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子的制造方法中，即使例如對從繞架露出的外周面涂布樹脂，在多層的場合，樹脂也不會隨著其后的加熱而滲透到最內(nèi)層，線圈相互間夾著空氣被固定，存在著面臨受熱或摩擦等的缺點。另外，通過浸涂或滴下含浸使導(dǎo)體相互間浸透樹脂的方法，必須在繞架上設(shè)置多個浸漬用孔，不能確保作為用于旋轉(zhuǎn)體的繞架的強度，有變形、破損之虞。此外，多列、多層的導(dǎo)體排列狀態(tài)因這種繞架的變形而變化，一般認為因?qū)w損傷會使發(fā)電機自身產(chǎn)生不良情況。另外，在較密地卷繞數(shù)十層等甚至更多層線圈的場合，即使從含浸用孔進行浸漬，要使線圈相互間同樣程度地浸透清漆，實際上是相當(dāng)困難的。其原因是，在高密度排列成多層的繞組中，大半部分縱橫交錯而成為鄰接、密接狀態(tài)的所謂疊繞，難以形成粘性樹脂浸入到深層部(在卷繞結(jié)束的狀態(tài)下，用繞組將周圍圍繞得較厚的繞組范圍)的通路。另外，對于多列，只要是非常多，則必須在繞架的筒狀部上設(shè)置與其相應(yīng)的孔，在內(nèi)周側(cè)配置鐵心的場合，也有絕緣性之憂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述問題而作成的，其目的在于，提供這樣一種旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子即使在將卷繞有多列、多層繞組的轉(zhuǎn)子搭載于車輛進行連續(xù)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的場合，也可抑制多層導(dǎo)體的散開、損壞等，以確保可靠性。
本發(fā)明的另一目的在于，可獲得提高繞組的冷卻性能和每個匝數(shù)輸出功率的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子。
在本發(fā)明的車輛用交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子中，具有旋轉(zhuǎn)軸；樞裝在該旋轉(zhuǎn)軸上與其一體旋轉(zhuǎn)的勵磁鐵心；配設(shè)在該勵磁鐵心上的圓環(huán)狀的導(dǎo)體繞架；在該導(dǎo)體繞架上卷繞成多列、多層的導(dǎo)體，其特點是，從多層的最內(nèi)層到最外層的整列導(dǎo)體相互間的間隙中至少深層部的導(dǎo)體相互間隙，由均勻的樹脂層充填。
在本發(fā)明的車輛用交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，其特點是，具有在將導(dǎo)線卷繞在繞架上之前對所述導(dǎo)線涂布流動性樹脂材料的工序；將涂布了所述流動性樹脂材料的導(dǎo)線在所述繞架上卷繞成多列、多層后，將整體加熱使所述樹脂硬化的工序。
由此，可抑制因附加持續(xù)旋轉(zhuǎn)振動所引起的多層導(dǎo)體的散開、損傷，大大提高熱傳導(dǎo)率，具有增大每個匝數(shù)輸出功率的效果。


圖1是表示本發(fā)明實施例1的車輛用交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子的剖視圖。
圖2(a)是表示本發(fā)明實施例1的繞架部分的主要部分放大剖視圖。
圖2(b)是圖2(a)的導(dǎo)線周圍的放大圖。
圖3(a)是表示本發(fā)明轉(zhuǎn)子的繞組制造方法的卷繞工序圖。
圖3(b)是表示該繞組制造方法的加熱硬化工序的概念圖。
圖4是表示本發(fā)明實施例2的繞架部分的主要部分放大剖視圖。
圖5(a)是表示本發(fā)明實施例3的繞架部分的主要部分放大剖視圖。
圖5(b)是圖4(a)的導(dǎo)線周圍的放大圖。
具體實施例方式
實施例1圖1是用來實施本發(fā)明的實施例1的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子，圖2是其繞架部分的主要部分放大圖。在該實施例1中，作為旋轉(zhuǎn)電機，使用車輛用交流發(fā)電機。圖1、圖2中，轉(zhuǎn)子1具有旋轉(zhuǎn)軸2，其從車輛的內(nèi)燃機等通過未圖示的皮帶而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。還具有嵌裝在旋轉(zhuǎn)軸2上的一對爪狀磁極形勵磁鐵心3。該一對勵磁鐵心3具有沿外周互相向?qū)Ψ絺?cè)彎曲延伸的許多磁極爪3a和與其形成一體的鐵心筒狀部3b，并使互相的磁極爪3a交替嚙合地相對配置。在相對的磁極爪3a的內(nèi)側(cè)夾持有勵磁繞組4。勵磁繞組4包括截面為コ字形的圓環(huán)狀的繞架5和卷繞在該繞架5上的導(dǎo)線6，導(dǎo)線6例如是直徑為0.8mm的圓線導(dǎo)體，以二十列、十幾層那種狀態(tài)較密地卷繞成多列、多層。導(dǎo)線6與樹脂7一起較密地收納在由繞架5的中空筒體部51和從該中空筒體部51的軸兩端向徑向延伸的圓盤狀的側(cè)面部52所圍成的空間中。在所述中空簡體部51的內(nèi)周側(cè)，以壓入的狀態(tài)設(shè)有勵磁鐵心3的鐵心筒狀部3b。
在如此構(gòu)成的車輛用交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子中，如前所述，轉(zhuǎn)子利用未圖示的內(nèi)燃機等通過皮帶而作持續(xù)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力。另外，通過進行導(dǎo)通、發(fā)電，由導(dǎo)線6、勵磁鐵心3等發(fā)熱。
接著，說明所述轉(zhuǎn)子的勵磁繞組的制造方法的一例子。
圖3表示將導(dǎo)線6與樹脂7一起較密地卷繞在繞架5中的制造工序，且由下面工序構(gòu)成。
(A)第一工序(參照圖3(a))圖3(a)是為實施本發(fā)明用的繞線裝置的概要圖，圖中，5是上述的繞架，6是導(dǎo)線，通過所述繞架5的逆時針方向旋轉(zhuǎn)，從未圖示的送出骨架具有規(guī)定張力地進行卷繞。11是繞線噴嘴，其前端部設(shè)有內(nèi)藏了樹脂7的漏斗13。
在將導(dǎo)線6卷繞在由絕緣樹脂成形所制成的繞架5上之前，從漏斗13對向中空筒體部51的切線方向延伸的導(dǎo)線6的單體實施環(huán)氧樹脂等的有流動性的絕緣樹脂材料7，并使繞架5旋轉(zhuǎn)，卷繞導(dǎo)線6。圖3(a)中，繞架5是軸筆直方向剖面，表示從最內(nèi)層卷繞導(dǎo)線6的狀態(tài)。
(B)第二工序(參照圖3(b))在將所述導(dǎo)線6與樹脂7一起卷繞在繞架5上后，將整體放在加熱爐9內(nèi)進行加熱，使實施了的樹脂7硬化。
采用如上所述的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子的制造方法，在繞架5內(nèi)沿軸向鄰接的導(dǎo)線相互間及與其外周側(cè)鄰接作為上層的導(dǎo)線之間等可分配適量的樹脂7，并可均勻遍布于多列、多層的繞架內(nèi)。
另外，由于每次卷繞對導(dǎo)體涂布樹脂，故可在所需的卷繞部位自由地增減樹脂，當(dāng)然，至少可均勻地涂布在深層部，而且可價廉地制造各種式樣。
另外，上述是在卷繞在繞架上的階段中進行加熱的，但加熱硬化也可是組裝在鐵心上之后。
另外，與以往技術(shù)不同，由于樹脂7均勻遍布在導(dǎo)體相互間克服離心力，作為最后工序，除特別場合外，不必在導(dǎo)體最外層外周側(cè)卷繞保護帶等。
如上所述，采用本發(fā)明的實施例1，由于樹脂7可均勻地遍布于繞在繞架5上的導(dǎo)線6相互間的間隙，故可克服離心力而將導(dǎo)線6可靠地維持在規(guī)定位置。另外，也無導(dǎo)線6相互間摩擦產(chǎn)生斷線的不良情況。并且，由于收納在繞架5中的導(dǎo)線6周圍的空氣基本消失，因此熱傳導(dǎo)率飛躍性提高，且因進行以樹脂(具有空氣的約10倍的熱傳導(dǎo)率)為主的熱傳導(dǎo)率，故可使繞架內(nèi)導(dǎo)體溫度下降，可提高每個匝數(shù)的發(fā)電機的輸出功率。
而這里，導(dǎo)體周圍的多余空氣被置換成樹脂是重要的，不一定100％塞滿樹脂。
另外，采用本發(fā)明，由于可促進由繞線較厚地圍繞周圍的繞組范圍即勵磁繞組深層部22的熱傳導(dǎo)率，故可排出充滿內(nèi)部而不是出口處的熱量。由此，可縮小因旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的移動空氣而冷卻的非深層部(卷繞結(jié)束后的狀態(tài)下，在相近的周邊有繞架或外界的繞組范圍)23與所述深層部之間的熱量差異，提高冷卻的均衡化、甚至整體繞組的冷卻效率。
另外，卷繞的繞組是一持續(xù)的連續(xù)體，因某個高熱部位的存在，故整體冷卻效率有下降的趨勢，從這一點看，上述冷卻效率的均衡化影響到冷卻效率的顯著提高。
均勻設(shè)置的樹脂所占整列導(dǎo)體相互間間隙的范圍，最好較密地設(shè)成比整列導(dǎo)體相互間間隙即除了樹脂外的導(dǎo)體相互間小的范圍，由此，被充填的樹脂7可調(diào)整為必要最低限度的量，不會使制造成本、熱效率和空間效率惡化。
另外，上述實施例中，雖然導(dǎo)線6是直徑0.8mm的圓線，但只要是直徑0.5mm以上的線，就可獲得大致同樣的效果。這可從分別設(shè)在導(dǎo)體相互間的樹脂要有一定的截面積來推導(dǎo)。而層數(shù)若是10層以上，則難以散熱，含浸樹脂就不會遍布到整個面的深層部22，但采用本發(fā)明，即使在這種深層部22，也能可靠地獲得繞線導(dǎo)體的可靠性和改善溫度。
實施例2圖4表示本發(fā)明的實施例2。圖4中，中空筒體部51的外周面上(與鐵心筒狀部3b相反側(cè))設(shè)有波狀連續(xù)的凸部55，并嵌滿卷繞在其上的導(dǎo)線6。該凸部55與成型繞架5時所使用的導(dǎo)線6的大小(直徑)一致，同時通過樹脂成形來形成。
采用本發(fā)明的實施例2，可預(yù)先將所述中空筒體部51的外周面與導(dǎo)線6最內(nèi)層(第一層)之間的間隙做小(通常成為比第2層以后的導(dǎo)體相互間的間隙大的間隙)，可相應(yīng)減少所實施的樹脂的量而作成適當(dāng)?shù)牧俊Ａ硗?，由于在靠近鐵心附近未夾有多余的樹脂，故熱量適當(dāng)，還可降低成本。
實施例3上述實施例中，導(dǎo)體6都是圓線的例子，它是基于制作容易、具有通用性的理由。但是，如圖5所示，即使截面為六角形等的非圓形線、多邊形狀，在將其較密地卷繞在繞架內(nèi)的結(jié)構(gòu)中，也不會改變成導(dǎo)體相互間產(chǎn)生任何間隙的狀況，通過使用它，也可實現(xiàn)所期望的目的。另外，在用截面為矩形等導(dǎo)線排列卷繞成面與面互相相對的場合，該面的相互間空間較小，但無論是現(xiàn)實還是電氣絕緣性，由于繞組表面角必須構(gòu)成圓弧形狀，故該部位結(jié)構(gòu)與圓線相互間相同，另外，即使是該截面為多邊形狀的導(dǎo)體，只要是相當(dāng)于圓線截面直徑0.5mm以上的大小，則效果相同。
實用性如上所述，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子，不僅用于車輛用交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，而且可廣泛用于導(dǎo)體卷繞成多列、多層的其它所謂的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子，具有旋轉(zhuǎn)軸；樞裝在該旋轉(zhuǎn)軸上與其一體旋轉(zhuǎn)的勵磁鐵心；配設(shè)在該勵磁鐵心上的圓環(huán)狀的導(dǎo)體繞架；在該導(dǎo)體繞架上卷繞成多列、多層的導(dǎo)體，其特征在于，從多層的最內(nèi)層到最外層的整列導(dǎo)體相互間的間隙中至少深層部的導(dǎo)體相互間隙，由均勻的樹脂層充填。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子，其特征在于，均勻設(shè)置的樹脂所占整列導(dǎo)體相互間間隙的范圍，比整列導(dǎo)體相互間間隙小。
3.如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子，其特征在于，收納在繞架中的多層導(dǎo)體是10層以上。
4.如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子，其特征在于，收納在繞架中的多層導(dǎo)體由直徑0.5mm以上的線構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子，其特征在于，繞架的中空筒體部外周圍設(shè)有位于導(dǎo)體相互間的凸部。
6.如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子，其特征在于，收納在繞架中的多層導(dǎo)體，其截面具有多邊形狀。
7.一種旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于，具有在將導(dǎo)線卷繞在繞架上之前對所述導(dǎo)線涂布流動性樹脂材料的工序；將涂布了所述流動性樹脂材料的導(dǎo)線在所述繞架上卷繞成多列、多層后，將整體加熱使所述樹脂硬化的工序。
8.如權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于，涂布在導(dǎo)線上的樹脂的量被調(diào)整成其所占整列導(dǎo)體相互間間隙的范圍小于整列導(dǎo)體相互間間隙。
全文摘要
一種車輛用交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，在繞架上將導(dǎo)體卷繞多列、多層，從最內(nèi)層到最外層的導(dǎo)體相互的間隙中，至少深層部的導(dǎo)體相互間隙由均勻的樹脂層充填。而本發(fā)明的車輛用交流電機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，具有如下工序在將導(dǎo)線卷繞在繞架上之前，對所述導(dǎo)線涂布流動性樹脂材料的工序；將涂布了所述流動性樹脂的導(dǎo)線在所述繞架上卷繞成多列、多層后，將整體加熱使所述樹脂硬化的工序。
文檔編號H01F7/02GK1781233SQ20048001135
公開日2006年5月31日 申請日期2004年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月6日
發(fā)明者田中和德 申請人:三菱電機株式會社