JP2012224924A - 絶縁被膜付コイルの製造方法及び電着塗装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルエンド部に形成される絶縁被膜の膜厚が大きく且つスロット部に形成される絶縁被膜の膜厚が小さい絶縁被膜付コイルを、安価に製造することができる絶縁被膜付コイルの製造方法を提供すること。
【解決手段】絶縁被膜付コイルの製造方法は、電着工程と、焼付け工程とを備える。電着工程では、ステータコア２０のスロット２２に挿入されるスロット部１１とスロット２２から露出するコイルエンド部１２とを有するコイル１０に対して、電着によって析出被膜を形成する。焼付け工程では、析出被膜が形成されたコイル１０に対して、焼付けによって絶縁被膜ＺＨを形成する。ここで、電着工程では、特に、電着槽４０の電着液４１に浸漬されたコイル１０に向かって電着液４１を流動させ、コイルエンド部１２に対する電着液４１の流速を、スロット部１１に対する電着液４１の流速に比して、大きくする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、コイルに絶縁被膜を形成する絶縁被膜付コイルの製造方法に関し、特に、電着工程と焼付け工程とを備えた絶縁被膜付コイルの製造方法に関する。また、本発明は、コイルを電着する電着塗装装置に関する。

例えば、ハイブリッド自動車用の三相交流モータでは、ステータコアに対してＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルがそれぞれ順に組付けられていて、ステータコアのスロットから露出するコイルエンド部同士が、重なり合っているものがある。このように重なり合うコイルエンド部では、特に非常に高い電圧（例えば１３００Ｖ程度）が作用するため、コイルエンド部同士を電気的に絶縁させる必要がある。

このため、下記特許文献１に記載されたモータでは、重なり合うコイルエンド部の間に相間絶縁紙と呼ばれる絶縁性のシートが組付けられていて、各相を絶縁するための相間距離が確保されている。なお、絶縁紙は、各コイルエンド部の間だけでなく、ステータコアのスロットとこのスロットに挿入されるコイルのスロット部との間にも組付けられている。このため、ステータコアのスロットとコイルのスロット部との間も絶縁されている。

ところで、下記特許文献２には、コイルの絶縁性を確保するために、電着によってコイル自体に絶縁被膜を形成する絶縁被膜付コイルの製造方法が記載されている。この製造方法では、先ず、熱硬化性樹脂を樹脂成分として含有した電着液にコイルを浸漬し、電着液を陽極とし且つコイルを陰極として直流電流を流している。これにより、コイルの表面に電着液の粒子が析出して、析出被膜が形成される。その後、析出被膜が形成されたコイルを焼付けて、冷却する。こうして、十分に硬化し且つ強固に吸着した絶縁被膜が、コイルの表面に均一な膜厚で形成されるようになっている。

特開２００３−３１９５９４号公報 特開２０１０−２５１６１５号公報

しかしながら、上記特許文献１のように、相間絶縁紙を用いてコイルの絶縁性を確保する場合には、以下の問題点がある。即ち、相間絶縁紙には、大きな引張応力及び圧縮応力が作用するとともに大きな電圧が作用するため、十分な強度及び絶縁性を有する材質が要求される。このため、相間絶縁紙自体が高価なものになり、この相間絶縁紙を用いる点でモータの製造コストが上昇する。

更に、相間絶縁紙はコイルの形状に合わせて設計されるため、相間絶縁紙は３次元的な複雑な形状になっている。このため、この相間絶縁紙を組付ける専用の組付け機は、複雑な動作をするものであり、高価なものである。こうして、専用の組付け機を用いる点においても、モータの製造コストが上昇することになる。加えて、相間絶縁紙が組付けられる際に生じる負荷によって、シートである相間絶縁紙に破れが発生して、絶縁不良が生じるという問題もある。

そこで、相間絶縁紙を用いずに、上記特許文献２のように絶縁被膜が形成された絶縁被膜付コイルを用いて、コイルの絶縁性を確保する場合が考えられる。この場合には、相間絶縁紙及び専用の組付け機を用いる必要がないため、モータの製造コストを低くすることができる。更に、絶縁被膜は十分に硬化し且つ強固に吸着しているため、絶縁不良を生じ難くすることができる。しかしながら、この絶縁被膜付コイルを用いる場合には、以下の問題点がある。

即ち、上記特許文献２の製造方法により製造された絶縁被膜付コイルでは、絶縁被膜がコイルの表面に均一の膜厚で形成されるため、コイルエンド部に形成される絶縁被膜だけでなく、スロット部に形成される絶縁被膜においても、膜厚が同じになる。このため、コイルエンド部の絶縁性を十分確保するために、コイルエンド部及びスロット部に形成される絶縁被膜の膜厚を大きくすると、コイルエンド部の相間距離を十分確保できるが、スロット占積率（スロットの断面積に対するスロット部の導線の断面積の割合）が低下する。これにより、スロットでの放熱性が悪くなり、コイルに通電する電流を小さくする必要がある。つまり、コイルの抵抗の増加に伴って、コイルの温度が高くなり、モータの高出力化に対応できなくなる。

一方、スロット占積率を大きくするために、スロット部の導線を太くし且つスロット部に形成される絶縁被膜の膜厚を小さくすると、コイルエンド部に形成される絶縁被膜の膜厚も小さくなる。このため、この場合には、コイルエンド部の相間距離を十分確保できなくなる。以上要するに、上記特許文献２の製造方法では、コイルエンド部に形成される絶縁被膜の膜厚を大きくして十分な相間距離を確保するとともに、スロット部に形成される絶縁被膜を小さくしてモータの高出力化に対応することができない。

本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、コイルエンド部に形成される絶縁被膜の膜厚が大きく且つスロット部に形成される絶縁被膜の膜厚が小さい絶縁被膜付コイルを、安価に製造することができる絶縁被膜付コイルの製造方法、及び電着塗装装置を提供することである。

上記した課題を達成するために、本発明の絶縁被膜付コイルの製造方法は、以下の構成を有する。
（１）ステータコアのスロットに挿入されるスロット部と前記スロットから露出するコイルエンド部とを有するコイルに対して、電着によって析出被膜を形成する電着工程と、前記析出被膜が形成されたコイルに対して、焼付けによって絶縁被膜を形成する焼付け工程と、を備えた絶縁被膜付コイルの製造方法において、前記電着工程では、電着槽の電着液に浸漬された前記コイルに向かって前記電着液を流動させ、前記コイルエンド部に対する前記電着液の流速を、前記スロット部に対する前記電着液の流速に比して、大きくすることを特徴とする。
（２）（１）に記載された絶縁被膜付コイルの製造方法において、前記電着工程では、前記スロット部より前記電着液の流れの上流側で前記スロット部に対する前記電着液の流れを阻害する流れ阻害手段を設けることによって、前記コイルエンド部に対する前記電着液の流速を、前記スロット部に対する前記電着液の流速に比して、大きくすることを特徴とする。
（３）（２）に記載された絶縁被膜付コイルの製造方法において、前記流れ阻害手段は、前記スロット部を囲むように、前記スロット部より前記電着液の流れの上流側に配置される前壁部と、前記スロット部より外側で前記前壁部から前記電着液が流れる方向に延びる一対の側壁部と、を有していることを特徴とする。

また、上記した課題を達成するために、本発明の電着塗装装置は、以下の構成を有する。
（４）電着液を貯留する電着槽と、ステータコアのスロットに挿入されるスロット部と前記スロットから露出するコイルエンド部とを有するコイルを前記電着液に浸漬させた状態で吊り下げる懸架装置と、前記コイル及び前記電着液に電圧を印加する電源と、前記電着液に浸漬された前記コイルに向かって前記電着液を流動させる流動装置と、を備えた電着塗装装置において、前記スロット部より前記電着液の流れの上流側で前記スロット部に対する前記電着液の流れを阻害することで、前記コイルエンド部に対する前記電着液の流速を、前記スロット部に対する前記電着液の流速に比して、大きくする流れ阻害手段が設けられていることを特徴とする。
（５）（４）に記載された電着塗装装置において、前記流れ阻害手段は、前記スロット部を囲むように、前記スロット部より前記電着液の流れの上流側に配置される前壁部と、前記スロット部より外側で前記前壁部から前記電着液が流れる方向に延びる一対の側壁部と、を有していることを特徴とする。

上記した絶縁被膜付コイルの製造方法の作用効果について説明する。
（１）本発明の絶縁被膜付コイルの製造方法によれば、電着工程において、コイルエンド部に対する電着液の流速を、スロット部に対する電着液の流速に比して、大きくする。これにより、コイルエンド部に形成される析出被膜の表面は、凹凸が大きい密な状態になるのに対して、スロット部に形成される析出被膜の表面は、凹凸が小さい粗い状態になる。このため、この析出被膜が形成されたコイルを焼付けることによって、コイルエンド部に大きな厚膜の絶縁被膜を形成できるとともに、スロット部に小さな膜厚の絶縁被膜を形成することができる。従って、この絶縁被膜付コイルによれば、コイルエンド部の相間距離を十分に確保できるとともに、スロット占積率を大きくしてモータの高出力化に対応することができる。
また、この絶縁被膜付コイルの製造方法によれば、１回の電着工程及びその後の焼付け工程で、コイルエンド部に大きな厚膜の絶縁被膜を形成できるとともに、スロット部に小さな膜厚の絶縁被膜を形成することができる。このため、複数回の電着工程及びその後の焼付け工程で、コイルエンド部とスロット部との間に絶縁被膜の膜厚の差を設ける場合に比して、電着処理時間を短くすることができるとともに、電着工程回数の減少に基づき絶縁被膜付コイルを安価に製造することができる。
（２）この場合には、スロット部より電着液の流れの上流側でスロット部に対する電着液の流れを阻害する流れ阻害手段を設けるという簡単な構成で、コイルエンド部に大きな厚膜の絶縁被膜を形成することができるとともに、スロット部に小さな膜厚の絶縁被膜を形成することができる。従って、従来用いられている電着塗装装置に簡単な構成である流れ阻害手段を追加するだけであるため、絶縁被膜付コイルを安価に製造することができる。
（３）この場合には、流れ阻害板で囲まれた領域において、電着液の流速をほぼゼロにすることに加えて、スロット部と電着液との電位の差が小さくなることによって、スロット部に形成される析出被膜の膜厚が十分小さくなる。このため、簡易な構成である流れ阻害板によって、コイルエンド部とスロット部との間に、大きな絶縁被膜の膜厚の差を設けることができる。

上記した電着塗装装置の作用効果について説明する。
（４）本発明の電着塗装装置によれば、流れ阻害手段が、電着液に浸漬されたコイルに対してスロット部より電着液の流れの上流側で、スロット部に対する電着液の流れを阻害する。これにより、コイルエンド部に対する電着液の流速が、スロット部に対する電着液の流速に比して、大きくなる。こうして、コイルエンド部に形成される析出被膜の表面は、凹凸が大きい密な状態になるのに対して、スロット部に形成される析出被膜の表面は、凹凸が小さい粗い状態になる。このため、その後に、この析出被膜が形成されたコイルを焼き付けることによって、コイルエンド部に大きな膜厚の絶縁被膜が形成されるととともに、スロット部に小さな膜厚の絶縁被膜が形成された絶縁被膜付コイルが、製造されることになる。
また、この電着塗装装置によれば、従来の電着塗装装置に対して、スロット部より電着液の流れの上流側で、スロット部に対する電着液の流れを阻害する流れ阻害手段を追加するだけの構成である。従って、従来の電着塗装装置に比して、コストアップがほとんどない。
（５）この場合には、流れ阻害板で囲まれた領域において、電着液の流速をほぼゼロにすることに加えて、スロット部と電着液との電位の差が小さくなることによって、スロット部に形成される析出被膜の膜厚が十分小さくなる。このため、簡易な構成である流れ阻害板によって、コイルエンド部とスロット部との間に、大きな絶縁被膜の膜厚の差を設けることができる。

コイルとステータコアの斜視図である。 電着塗装装置の概略的な全体構成図である。 図２に示したコイルと流れ阻害板の拡大図である。 電着液の流速とコイルに形成される絶縁被膜の膜厚との関係を示した図である。 スロット部及びコイルエンド部に絶縁被膜が形成された絶縁被膜付コイルの斜視図である。 （ａ）第１変形実施形態における流れ阻害部材の斜視図である。（ｂ）第２変形実施形態における流れ阻害部材の斜視図である。

本発明に係る絶縁被膜付コイルの製造方法及び電着塗装装置について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、コイル１０とステータコア２０の斜視図である。コイル１０は、図１に示したように、平角導線をエッジワイズ曲げして螺旋状に巻回することによって、構成されている。平角導線は、銅で構成されていて、断面の一辺が３ｍｍ程度であり、断面の他辺が２ｍｍ程度である。なお、平角導線は、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等で構成されていても良い。図１に示したコイル１０は、後述する絶縁被膜ＺＨ（図５参照）が未だ形成されていないものである。

ステータコア２０は、図１に示したように、複数の中空円盤状の金属板を積層して形成されている。このステータコア２０には、ティース２１とスロット２２とが周方向に交互に形成されている。ティース２１は、ステータコア２０の内側に向けて突出するように形成されている。スロット２２は、断面が略コ字状になるように切欠かれて形成されている。

コイル１０は、図１に示したように、スロット部１１と、コイルエンド部１２と、内側端部１３と、外側端部１４とを有している。このコイル１０は、後述する絶縁被膜ＺＨ（図５参照）が形成された状態で、ティース２１及びスロット２２に組付けられるようになっている。このため、スロット２２に挿入されて図１の上下方向に延びる部分がスロット部１１である。また、スロット２２から露出して図１の一点鎖線で示した部分がコイルエンド部１２である。

ここで、例えば、ハイブリッド自動車用三相交流モータを製造する際には、先ず、４８個の絶縁被膜ＺＨ（図５参照）が形成されたコイル１０をステータコア２０に組付ける。そして、各コイル１０がＵ相、Ｖ相、Ｗ相に分かれるように、接続線を各コイル１０の内側端部１３及び外側端部１４に接続する。形成されたＵ相，Ｖ相，Ｗ相のコイル１０では、コイルエンド部１２が重なり合う。なお、この実施形態では、図１において、コイル１０の形状が簡略して示されていて、モータの各コイル１０のコイルエンド部１２同士が重なり合う場合について説明する。

こうして、モータの駆動時に、コイルエンド部１２には特に非常に高い電圧（例えば１３００Ｖ程度）が作用することになる。このため、各相を絶縁するための相間距離を十分確保して、コイルエンド部１２同士を電気的に絶縁させる必要がある。なお、スロット２２とこのスロット２２の挿入されるスロット部１１との間も、電気的に絶縁させる必要があるが、コイルエンド部１２のように絶縁するための十分な距離を確保する必要はない。

そこで、この実施形態では、コイル１０のスロット部１１及びコイルエンド部１２を絶縁するために、電着及び焼付けによって絶縁被膜ＺＨ（図５参照）を形成するようになっている。先ず、電着工程で用いられる電着塗装装置３０について、図２を用いて説明する。図２は、電着塗装装置３０の概略的な全体構成図である。電着塗装装置３０は、図２に示したように、電着槽４０と、懸架装置としての電着ハンガー５０と、電源６０と、流動手段としての循環ポンプ７０と、流れ阻害手段としての流れ阻害板８０とを備えている。

電着槽４０は、電着液４１を貯留するための容器である。電着液４１は、電着によってコイル１０の表面に析出膜を形成するものである。電着液４１の中に、コイル１０が内側端部１３及び外側端部１４を除いて浸漬している。この電着液４１は、絶縁性及び耐熱性が高いポリアミドイミド樹脂を含んで成るポリアミドイミド系電着液である。なお、電着液４１は、ポリアミドイミド系電着液に限定されるものではなく、適宜変更可能であり、例えば、ポリイミド樹脂を含んで成るポリイミド系電着液、又はエポキシ樹脂を含んで成るエポキシ系電着液であっても良い。ポリアミドイミド系電着液については、例えば、特開２００９−２５６４８９号公報に記載されたカチオン電着塗料組成物を用いることができる。

電着ハンガー５０は、浸漬しているコイル１０を吊り下げるためのものである。具体的に、電着ハンガー５０は、コイル１０の内側端部１３及び外側端部１４に電着によって析出膜が形成されることを防止するために、内側端部１３及び外側端部１４が電着液４１から露出するようにコイル１０を吊り下げている。この電着ハンガー５０は、導電性を有する鋼で構成されていて、電源６０の陰極側に接続されている。ここで、図２において、電着ハンガー５０は１個のコイル１０を吊り下げているが、電着ハンガー５０は例えば４８個のコイル１０を吊り下げるものであっても良い。なお、内側端部１３及び外側端部１４に電着液４１が接触しないようにマスクして、コイル１０を浸漬させても良い。

電源６０は、電着液４１を陽極側とし且つコイル１０を陰極側として、電圧を印加するためのものである。電源６０の陽極側は、電極棒６１に接続されている。電極棒６１は、電着槽４０の後壁４３に組付けられていて、下端部が電着液４１に浸漬している。こうして、電源６０−電極棒６１−電着液４１−コイル１０−電着ハンガー５０−電源６０という電気回路が形成されている。このため、電源６０から直流電流が流れると、電着液４１を陽極側とし且つコイル１０を陰極側としてカチオン電着が行われる。

循環ポンプ７０は、電着液４１を流動させるためのものである。循環ポンプ７０は、電着槽４０の前壁４２に接続されている送出管７１を通して、電着槽４０内に電着液４１を送り込むようになっている。また、電着槽４０内の電着液４１は、電着槽４０の後壁４３に接続されている排出管７２を通って、循環ポンプ７０に向かって流動するようになっている。こうして、循環ポンプ７０は、電着槽４０内の電着液４１を図２の矢印で示した方向に、流速が１５ｃｍ／ｓ程度になるように流動させる。なお、電着液４１が流れる図２の矢印で示した方向と、平角導線が螺旋状に巻回されたコイル１０の内側を貫通する方向とが略直交するように、コイル１０の向きが設定されている。

ところで、本実施形態の電着塗装装置３０には、図２に示したように、流れ阻害手段としての流れ阻害板８０が設けられている。この流れ阻害板８０は、コイル１０のスロット部１１より電着液４１の流れの上流側で、スロット部１１に対する電着液４１の流れを阻害するためのものである。流れ阻害板８０は、電着槽４０の電着液４１の中に配置されるように、図示しない支持装置によって支持されている。なお、流れ阻害板８０は、電着ハンガー５０によって支持されていても良い。この流れ阻害板８０は、例えば銅等の金属によって構成されている。ここで、図３は、図２に示したコイル１０と流れ阻害板８０の拡大図である。

流れ阻害板８０は、図３に示したように、スロット部１１を囲むように、スロット部１１より電着液４１の流れの上流側に配置される前壁部８１と、スロット部１１より外側で前壁部８１から電着液４１が流れる方向に延びる一対の側壁部８２とを有している。前壁部８１は、矩形状の薄板であり、電着液４１の流れの上流側で電着液４１が流れる方向に見たときに、コイルエンド部１２が見えるのに対してスロット部１１が見えないように、配置されている。各側壁部８２は、矩形状の薄板であり、コイル１０より電着液４１が流れる方向に延びている。この流れ阻害板８０では、高さ寸法Ｈが７０ｍｍ程度であり、幅寸法Ｗが５０ｍｍ程度であり、奥行き寸法Ｄが８０ｍｍ程度である。また、コイル１０のうち巻回されている部分では、高さ寸法が８０ｍｍ程度であり、幅寸法が３０ｍｍ程度であり、奥行き寸法が７０ｍｍ程度である。なお、流れ阻害板８０の寸法及びコイル１０の寸法は、適宜変更可能である。

こうして、コイル１０に向かって流れる電着液４１において、コイルエンド部１２に対する流れは流れ阻害板８０によって阻害されることがないため、コイルエンド部１２に対する電着液４１の流速は、１５ｃｍ／ｓ程度に維持されている。一方、スロット部１１に対する流れは流れ阻害板８０によって阻害されるため、スロット部１１に対する電着液４１の流速は、ほぼ０ｃｍ／ｓになる。即ち、流れ阻害板８０によって囲まれている領域では、電着液４１が滞留して淀んでいるため、スロット部１１に対する電着液４１の流速は、ほぼ０ｃｍ／ｓになる。なお、コイルエンド部１２に対する電着液４１の流速が、スロット部１１に対する電着液４１の流速に比して大きくなっていることによって生じる作用効果については、後に詳しく説明する。

次に、電着工程について説明する。電着液４１がコイル１０に向かって流動している状態で、電源６０が、電着液４１を陽極とし且つコイル１０を陰極として電圧を印加して、直流電流を流す。これにより、電着液４１中の陽電荷を帯びた粒子が、コイル１０に向かって電気泳動してスロット部１１及びコイルエンド部１２に析出する。こうして、析出被膜が、スロット部１１及びコイルエンド部１２に形成される。なお、析出被膜は、スロット部１１及びコイルエンド部１２にドロドロした状態で吸着する。

続いて、焼付け工程について説明する。先ず、析出被膜が形成されたコイル１０が焼付け乾燥炉の中に配置される。次いで、スロット部１１及びコイルエンド部１２に形成された析出被膜が、例えば赤外線や熱風を用いて均一に加熱される。その後、コイル１０が冷却される。こうして、析出被膜が十分に硬化し且つスロット部１１及びコイルエンド部１２に強固に吸着することで、絶縁被膜ＺＨ（図５参照）がスロット部１１及びコイルエンド部１２に形成される。以下、絶縁被膜ＺＨが形成されたコイル１０を絶縁被膜付コイル１０Ａと呼ぶことにする。

ここで、コイルエンド部１２に対する電着液４１の流速が、スロット部１１に対する電着液４１の流速に比して大きくなっていることによって生じる作用効果について、図４を用いて説明する。図４は、電着液の流速とコイルに形成される絶縁被膜の膜厚との関係を示した図である。図４では、電着液４１と同じ実験用電着液とコイル１０と同じ実験用コイルとを用いて、実験用電着液の流速を変化させた場合に、実験用コイルの表面に形成される絶縁被膜の膜厚を測定した実験結果が、黒い丸で示されている。以下、実験用電着液を電着液４１Ｘと呼び、実験用コイルをコイル１０Ｘと呼ぶことにする。ここで、黒い丸は、上述した流れ阻害板８０を用いずに、循環ポンプ７０によって電着液４１Ｘの流速を変化させた場合の実験結果である。

図４に示したように、電着液４１Ｘの流速が大きい程、絶縁被膜の膜厚が大きいことが分かる。これは、以下の理由に基づく。電着によってコイル１０Ｘの表面に析出被膜が形成されるとき、Ｈ_２の微小な泡が発生する。この泡は電着液４１Ｘの流速に応じて析出被膜の表面から離れるタイミングが異なる。即ち、電着液４１Ｘの流速が小さい場合、Ｈ_２の泡が大きく成長した後に析出被膜の表面から離れて、析出被膜の表面は凹凸が小さい粗い状態になる。これにより、この析出被膜を焼付けてレベリング（膜厚調整）したときに、絶縁被膜の膜厚は小さくなる。一方、電着液４１Ｘの流速が大きい場合、Ｈ_２の泡は小さい状態で析出被膜の表面から離れて、析出被膜の表面は凹凸が大きい密な状態になる。これにより、この析出被膜を焼付けてレベリングしたときに、絶縁被膜の膜厚は大きくなる。こうして、電着液４１Ｘの流速が１５ｃｍ／ｓである場合には、絶縁被膜の膜厚が１２０μｍ程度になるのに対して、電着液４１Ｘの流速が０ｃｍ／ｓである場合には、絶縁被膜の膜厚が８５μｍ程度になる。

ところで、図４には、本実施形態のように、流れ阻害板８０を用いた場合に、流れ阻害板８０によって囲まれているコイル１０Ｘの部分（スロット部１１に相当する部分）に形成される絶縁被膜の膜厚が、二重丸で示されている。二重丸では、絶縁被膜の膜厚が７５μｍ程度になっている。このように、流れ阻害板８０を用いた場合には、流れ阻害板８０を用いないで電着液４１Ｘの流速を０ｃｍ／ｓにした場合より、絶縁被膜の膜厚が更に小さくなっている。これは、以下の理由に基づく。

流れ阻害板８０によって囲まれているコイル１０Ｘの部分と電着液４１Ｘとの電位の差が、流れ阻害板８０を用いないときのコイル１０Ｘの部分と電着液４１Ｘとの電位の差に比して、小さくなる。これにより、流れ阻害板８０を用いた場合では、流れ阻害板８０を用いない場合に比して、電着液４１Ｘ中の陽電荷を帯びた粒子がコイル１０Ｘの表面に引きつけられ難くなり、析出被膜の膜厚が小さくなる。こうして、流れ阻害板８０を用いた場合には、流れ阻害板８０で囲まれた領域において、電着液４１Ｘの流速をほぼ０ｃｍ／ｓにすることに加えて、コイル１０Ｘと電着液４１Ｘとの電位の差が小さくなることによって、絶縁被膜の膜厚が更に小さくなる。

ここで、図５は、本実施形態の電着工程及び焼付け工程で製造された絶縁被膜付コイル１０Ａの斜視図である。図５に示したように、スロット部１１及びコイルエンド部１２には、十分に硬化し且つ強固に吸着した絶縁被膜ＺＨが形成されている。このため、この絶縁被膜付コイル１０Ａは、ステータ２０のティース２１及びスロット２２に組付けられた状態で、亀裂等による絶縁不良が生じ難いものである。

また、図５に示したように、スロット部１１に形成された絶縁被膜ＺＨをスロット被膜ＺＨ１と呼び、コイルエンド部１２に形成された絶縁被膜ＺＨをコイルエンド被膜ＺＨ２と呼ぶことにする。スロット被膜ＺＨ１の膜厚は７５μｍ程度である。このため、スロット占積率（スロット２２の断面積に対するスロット部１１の平角導線の断面積の割合）を大きくすることができる。即ち、スロット部１１の平角導線を太くすることで、コイル１０の抵抗が減少し、コイル１０の温度を低くすることができる。従って、コイル１０に通電する電流を大きくすることができ、モータの高出力化に対応できるようになっている。一方、コイルエンド被膜ＺＨ２の膜厚は１２０μｍ程度である。このため、コイルエンド部１２の相間距離を十分確保でき、コイルエンド部１２の絶縁性を十分確保できるようになっている。

また、この絶縁被膜付コイル１０Ａは、ステータ２０に組付けられた状態で、従来の相間絶縁紙を用いずに、コイルエンド部１２の絶縁性を十分確保できるものである。従って、高価な相間絶縁紙、及び相間絶縁紙を組付ける専用の組付け機を用いる必要がなくなり、モータの製造コストを低くすることができる。

本実施形態の作用効果について説明する。
先ず、絶縁被膜付コイルの製造方法の作用効果について説明する。電着工程では、コイルエンド部１２に対する電着液４１の流速を、スロット部１１に対する電着液４１の流速に比して、大きくする。これにより、コイルエンド部１２に形成される析出被膜の表面は、凹凸が大きい密な状態になるのに対して、スロット部１１に形成される析出被膜の表面は、凹凸が小さい粗い状態になる。このため、この析出被膜が形成されたコイル１０を焼付けることによって、図５に示したように、大きな厚膜のコイルエンド被膜ＺＨ２を形成できるとともに、小さな膜厚のスロット被膜ＺＨ１を形成することができる。従って、この絶縁被膜付コイル１０Ａによれば、コイルエンド部１２の相間距離を十分に確保できるとともに、スロット占積率を大きくしてモータの高出力化に対応することができる。

また、この絶縁被膜付コイルの製造方法によれば、１回の電着工程及びその後の焼付け工程で、大きな厚膜のコイルエンド被膜ＺＨ２を形成できるとともに、小さな膜厚のスロット被膜ＺＨ１を形成することができる。このため、複数回の電着工程及びその後の焼付け工程で、コイルエンド部１２とスロット部１１との間に絶縁被膜の膜厚の差を設ける場合、例えば、スロット部１１に対して１回電着を行い、コイルエンド部１２に対して２回以上電着を行う場合に比して、電着処理時間を短くすることができるとともに、電着工程回数の減少に基づき安価に絶縁被膜付コイル１０Ａを製造することができる。

また、この絶縁被膜付コイルの製造方法によれば、スロット部１１より電着液４１の流れの上流側で、スロット部１１に対する電着液４１の流れを阻害する流れ阻害手段（流れ阻害板８０）を設けるという簡単な構成で、大きな厚膜のコイルエンド被膜ＺＨ２を形成できるとともに、小さな膜厚のスロット被膜ＺＨ１を形成することができる。従って、従来用いられている電着塗装装置に簡単な構成である流れ阻害手段を追加するだけであるため、絶縁被膜付コイル１０Ａを安価に製造することができる。

また、この絶縁被膜付コイルの製造方法によれば、流れ阻害板８０で囲まれた領域において、電着液４１の流速をほぼ０ｃｍ／ｓにすることに加えて、スロット部１１と電着液４１との電位の差が小さくなることによって、スロット部１１に形成される析出被膜の膜厚が十分小さくなる。このため、簡易な構成である流れ阻害板８０によって、コイルエンド部１２とスロット部１１との間に、大きな絶縁被膜ＺＨの膜厚の差を設けることができる。

また、この絶縁被膜付コイルの製造方法によれば、流れ阻害板８０が配置される位置、流れ阻害板８０の形状を変更することで、多種類のコイルに対応することができる。即ち、流れ阻害板８０の形状、位置を変更するだけで、異なる形状のコイルであっても、コイルエンド部とスロット部との間に、絶縁被膜の膜厚の差を容易に設けることができる。従って、従来の電着塗装装置に流れ阻害板８０を追加するだけで、多種類のコイルを少量生産する場合に十分対応できるようになる。

次に、電着塗装装置３０の作用効果について説明する。流れ阻害手段（流れ阻害板８０）が、電着液４１に浸漬されたコイル１０に対して、スロット部１１より電着液４１の流れの上流側で、スロット部１１に対する電着液４１の流れを阻害する。これにより、コイルエンド部１２に対する電着液４１の流速が、スロット部１１に対する電着液４１の流速に比して、大きくなる。こうして、コイルエンド部１２に形成される析出被膜の表面は、凹凸が大きい密な状態になるのに対して、スロット部１１に形成される析出被膜の表面は、凹凸が小さい粗い状態になる。このため、その後に、この析出被膜が形成されたコイル１０を焼き付けることによって、図５に示したように、大きな厚膜のコイルエンド被膜ＺＨ２が形成されるとともに、小さな膜厚のスロット被膜ＺＨ１が形成された絶縁被膜付コイル１０Ａが製造されることになる。

また、この電着塗装装置３０によれば、従来の電着塗装装置に対して、スロット部１１より電着液４１の流れの上流側で、スロット部１１に対する電着液４１の流れを阻害する流れ阻害手段（流れ阻害板８０）を追加するだけの構成である。従って、従来の電着塗装装置に比して、コストアップがほとんどない。

また、この電着塗装装置３０によれば、流れ阻害板８０で囲まれた領域において、電着液４１の流速をほぼ０ｃｍ／ｓにすることに加えて、スロット部１１と電着液４１との電位の差が小さくなることによって、スロット部１１に形成される析出被膜の膜厚が十分小さくなる。このため、簡易な構成である流れ阻害板８０によって、コイルエンド部１２とスロット部１１との間に、大きな絶縁被膜ＺＨの膜厚の差を設けることができる。

以上、本発明に係る絶縁被膜付コイルの製造方法及び電着塗装装置において、本発明はこれに限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
本実施形態においては、流れ阻害手段として、図３に示したように、前壁部８１と一対の側壁部８２とを有する流れ阻害板８０を用いたが、流れ阻害手段の構成及び形状は、適宜変更可能である。
例えば、図６（ａ）に示した第１変形実施形態のように、流れ阻害手段は、前壁部８１と、一対の側壁部８２と、後壁部８３とを有する筒状の流れ阻害部材８０Ａであっても良い。この場合には、電着液４１が、一対の側壁部８２からスロット部１１へ回り込むことを防止することができる。
また、図６（ｂ）に示した第２変形実施形態のように、流れ阻害手段は、前壁部８１のみを有する流れ阻害部材８０Ｂであっても良い。この場合には、流れ阻害板８０を用いる場合に比して、流れ阻害手段の構成が簡単になる。また、前壁部８１の形状は、適宜変更可能であり、断面が電着液４１の流れの上流側に突出するＶ字状であっても良い。

また、本実施形態においては、流れ阻害手段が、図示しない支持装置又は電着ハンガー５０に支持される流れ阻害板８０であるが、電着槽４０の底壁等に一体的に形成された流れ阻害部分であっても良い。
また、スロット部１１に対する電着液４１の流れを阻害する流れ防止手段（流れ阻害板８０）に換えて、コイルエンド部１２より電着液４１の流れの上流側にノズルを配置して、コイルエンド部１２に対する電着液４１の流速を、スロット部１１に対する電着液４１の流速に比して、大きくしても良い。

また、本実施形態においては、電源６０が電着液４１を陽極とし且つコイル１０を陰極として電圧を印加して、カチオン電着を行ったが、電源がコイルを陽極とし且つ電着液を陰極として電圧を印加して、アニオン電着を行っても良い。

１０ コイル
１１ スロット部
１２ コイルエンド部
２０ ステータ
２１ ティース
２２ スロット
３０ 電着塗装装置
４０ 電着槽
４１ 電着液
５０ 電着ハンガー
６０ 電源
７０ 循環ポンプ
８０ 流れ阻害板
８１ 前壁部
８２ 側壁部
ＺＨ 絶縁被膜
ＺＨ１ スロット被膜
ＺＨ２ コイルエンド被膜

Claims (5)

1. ステータコアのスロットに挿入されるスロット部と前記スロットから露出するコイルエンド部とを有するコイルに対して、電着によって析出被膜を形成する電着工程と、
   前記析出被膜が形成されたコイルに対して、焼付けによって絶縁被膜を形成する焼付け工程と、を備えた絶縁被膜付コイルの製造方法において、
   前記電着工程では、電着槽の電着液に浸漬された前記コイルに向かって前記電着液を流動させて、前記コイルエンド部に対する前記電着液の流速を、前記スロット部に対する前記電着液の流速に比して、大きくすることを特徴とする絶縁被膜付コイルの製造方法。
2. 請求項１に記載された絶縁被膜付コイルの製造方法において、
   前記電着工程では、前記スロット部より前記電着液の流れの上流側で前記スロット部に対する前記電着液の流れを阻害する流れ阻害手段を設けることによって、前記コイルエンド部に対する前記電着液の流速を、前記スロット部に対する前記電着液の流速に比して、大きくすることを特徴とする絶縁被膜付コイルの製造方法。
3. 請求項２に記載された絶縁被膜付コイルの製造方法において、
   前記流れ阻害手段は、前記スロット部を囲むように、前記スロット部より前記電着液の流れの上流側に配置される前壁部と、前記スロット部より外側で前記前壁部から前記電着液が流れる方向に延びる一対の側壁部と、を有していることを特徴とする絶縁被膜付コイルの製造方法。
4. 電着液を貯留する電着槽と、
   ステータコアのスロットに挿入されるスロット部と前記スロットから露出するコイルエンド部とを有するコイルを前記電着液に浸漬させた状態で吊り下げる懸架装置と、
   前記コイル及び前記電着液に電圧を印加する電源と、
   前記電着液に浸漬された前記コイルに向かって前記電着液を流動させる流動装置と、を備えた電着塗装装置において、
   前記スロット部より前記電着液の流れの上流側で前記スロット部に対する前記電着液の流れを阻害することで、前記コイルエンド部に対する前記電着液の流速を、前記スロット部に対する前記電着液の流速に比して、大きくする流れ阻害手段が設けられていることを特徴とする電着塗装装置。
5. 請求項４に記載された電着塗装装置において、
   前記流れ阻害手段は、前記スロット部を囲むように、前記スロット部より前記電着液の流れの上流側に配置される前壁部と、前記スロット部より外側で前記前壁部から前記電着液が流れる方向に延びる一対の側壁部と、を有していることを特徴とする電着塗装装置。

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