JP2008237005A - 真空用モータコイルとその製造方法および真空用モータ - Google Patents

Abstract

【課題】 高絶縁性で生産性に優れ、かつ真空雰囲気でのガス放出速度が小さい真空用モータコイルを提供する。
【解決手段】 本発明の真空用モータコイルは、絶縁皮膜３をもつ導体２を巻回した要素コイル１と、要素コイル１を被覆する被覆樹脂５とを有するもので、被覆樹脂５の水分子の拡散係数が３．０×１０^−１３ｍ^２／ｓ以上の樹脂を用い、被覆樹脂５の被覆厚さが１０μｍ以上、２０００μｍ以下になるように形成したものである。

【選択図】 図１

Description

本発明は、真空下で用いられるモータ等の電気機器に関する。

従来、１×１０^−４Ｐａ以下の高真空雰囲気下で使用される真空用モータは、コイルを構成する導体の皮膜やモールドなどの絶縁材としてセラミック質の無機物を使用している（例えば、特許文献１，２参照）。また、電解浴中の火花放電にて導体にセラミック質の皮膜を形成しているものもある（例えば、特許文献３参照）。
図４は、従来の真空用モータに用いられるコイルの断面図である。図４において、２０ は導体、３０は無機絶縁層であり、シリコーン樹脂や、マイカ、ガラス、アルミナなどの無機物を含む含浸剤を、キシレンなどの溶剤で希釈しコイル含浸後に焼成することで形成されていた。焼成条件は、１）風乾、１ｈｒ、２）８０℃加熱、２ｈｒ、３）１２０℃加熱、２ｈｒ、４）２００℃加熱、２ｈｒ、５）５５０℃加熱、２ｈｒであった。
このように、従来の真空用モータコイルは、無機絶縁層を焼成や放電にて形成するのである。
一方、従来のコイルが１×１０^−３Ｐａ以上の低真空雰囲気下で使用される真空用モータは、コイルを構成する導体の皮膜としてエナメルを、被覆などの絶縁材としてアミン硬化型などのエポキシ樹脂をそれぞれ使用している。
特開平６−８６４９０号公報（第２−３頁、図１） 特開平７−３２２５７９号公報（第２−３頁、図１） 特開平６−９６９８１号公報（第２−３頁、図１）

ところが、従来の高真空用モータコイルは、無機絶縁層を形成する工程での乾燥や焼成が多段階で処理時間が長く焼成温度も高いため、生産性がきわめて悪いという問題があった。また、形成された無機絶縁層は、多孔質でありクラックも発生しやすいため、絶縁破壊が生じやすいというような問題もあった。また、被覆などの絶縁材として安価で汎用性のあるエポキシ樹脂を使用した場合は、親水性が高いために吸水量が多い上に、水分子の拡散係数も小さい。このような絶縁材料の親水性が高い樹脂を用いた場合は、水分ガスの放出が多く、かつ拡散係数が小さいために一般的な真空排気時間である約１日では高真空雰囲気に到達できなかった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、１×１０^−４Ｐａ以下の高真空雰囲気で使用される真空用モータコイルまたは真空用モータにおいて、絶縁性を確保し、被覆を形成する工程を短縮するとともに、ガス放出速度が小さく、細孔やクラックの発生を防止できる真空用モータコイルとこれを用いた真空用モータを提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、絶縁皮膜をもつ導体を巻回した要素コイルと、前記要素コイルを被覆する被覆樹脂とを有する真空用モータコイルにおいて、前記被覆樹脂は、樹脂中の水分子の拡散係数が３．０×１０^−１３ｍ^２／ｓ以上であり、要素コイル表面の被覆厚さが１０μｍ以上、２０００μｍ以下としたものである。
請求項２に記載の発明は、前記導体の絶縁皮膜が、ふっ素樹脂、ポリエーテルサルホンの樹脂材質、または、セラミック、ガラス、絶縁性のめっきの無機材質、またはそれらを組み合わせた材質にて形成されたものである。
請求項３に記載の発明は、前記被覆樹脂が、エポキシ樹脂組成物、ふっ素樹脂、ポリフェニレンスルフィド、液晶ポリエステル、ポリオレフィン、ポリキシリレンなどの芳香族ポリオレフィンのいずれか一つ、またはそれらを組み合わせたものである。
請求項４に記載の発明は、前記エポキシ樹脂組成物は、少なくとも主剤と反応性希釈剤と硬化剤とから構成され、前記主剤は、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、または、芳香族環、脂肪族六員環、ジシクロペンタジエン構造、ノボラック構造、メソゲン基のいずれかを含む環状の化学構造より選ばれる１つ、またはそれらの混合物であり、前記反応性希釈剤の化学構造は、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテルの単官能型、または直鎖脂肪族、ポリグリコール、ポリエーテルの２官能型、またはそれらの混合物であり、前記硬化剤は、触媒型硬化剤、アミン型硬化剤のいずれか一方または両方を含むものである。
請求項５に記載の発明は、前記触媒型硬化剤が、イミダゾール化合物または３フッ化ホウ素アミン錯体であり、前記イミダゾール化合物は２メチルイミダゾール、２エチル４メチルイミダゾール、ｎウンデシルイミダゾール、１ベンジル２メチルイミダゾールであり、前記３フッ化ホウ素アミン錯体は３フッ化ホウ素アニリン錯体、３フッ化ホウ素クロロフェニルアミン錯体、またはそれらの混合物である。
請求項６に記載の発明は、前記触媒型硬化剤を、その配合比が前記主剤と前記反応性希釈剤との合計１００重量部に対して前記触媒型硬化剤が１重量部以上７重量部以下としたものである。
請求項７に記載の発明は、前記アミン型硬化剤がポリプロピルアミド型硬化剤であり、その配合比が前記主剤と前記反応性希釈剤に含まれるエポキシ基の総数と前記ポリプロピルアミド系硬化剤に含まれる活性水素との当量比が０．９乃至１．１としたものである。
請求項８に記載の発明は、絶縁材料の皮膜をもつ導体を所定の形状に巻回して要素コイルを形成し、この要素コイルを樹脂により被覆してなる真空用モータコイルの製造方法において、前記要素コイルを被覆する被覆樹脂は、樹脂中の水分子の拡散係数が３．０×１０^−１３ｍ^２／ｓ以上の樹脂を用い、要素コイル表面の被覆厚さを１０μｍ以上、２０００μｍ以下にして作製するものである。
請求項９に記載の発明は、前記要素コイルの被覆が、被覆樹脂としてポリフェニレンスルフィド、液晶ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどのポリオレフィン、環状ポリオレフィンのいずれかを用い、成形方法として射出成形、圧縮成形、押し出し成形のいずれかで行なうものである。
請求項１０に記載の発明は、前記要素コイルの被覆は、エポキシ樹脂を用いて真空含浸、滴下含浸または注型で行なうものである。
請求項１１に記載の発明は、前記要素コイルの被覆が、ふっ素樹脂のフィルムで覆われ、熱融着するものである。
請求項１２に記載の発明は、前記要素コイルの被覆が、芳香族ポリオレフィンを化学蒸着により覆うものである。
請求項１３に記載の発明は、前記要素コイルを巻回するボビンが、請求項３記載の水分子の拡散係数が３．０×１０^−１３ｍ^２／ｓ以上である樹脂またはセラミックを用いたものである。
請求項１４に記載の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の真空用モータコイルを用いて作製した真空用モータである。
請求項１５に記載の発明は、請求項８から１３のいずれかに記載の真空用モータコイルの製造方法により作製した真空用モータである。

請求項１に記載の発明によると、真空排気にて速やかに吸湿水分を排出することができ、機器に求められる真空度に速やかに到達することができる。
請求項２から１３に記載の発明によると、有機系の樹脂材料によってコイルを被覆することができ、被覆工程の生産性の改善や、被覆の絶縁特性の改善をすることができる。
請求項１４、１５に記載の発明によると、真空装置内に設置したモータからのガス放出速度が短時間で小さくなるので、より高真空度の真空装置を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明の真空用モータコイルの断面図である。図において、１は要素コイル、２は導体、３は絶縁皮膜、４はボビン、５は要素コイル１を被覆する被覆樹脂である。
本発明が従来技術と異なる部分は、被覆樹脂５の水分子の拡散係数が３．０×１０^−１３ｍ^２／ｓ以上の樹脂からなり要素コイル表面の被覆厚さが１０μｍ以上、２０００μｍ以下であることである。

まず、被覆樹脂５の生産性の改善や、細孔、割れなどの防止による絶縁信頼性向上は、樹脂材料を用いることで解決される。次に、真空中での樹脂からの水分子の放出速度の抑制は、以下のように解決される。
一定厚さの樹脂板を真空排気した場合、樹脂板から放出される水分子の放出速度の経時変化は図２に示すように、前半は排気時間に対する傾きが、両対数プロットで−１／２前後の値となって排気効率は低いが、ある一定時間排気後の後半はこの傾きが−１かそれ以下の値となり、排気効率が高くなる。樹脂中の水分子の拡散係数が大きいほど後半の排気効率が高い領域に移る時間が短くなる。また、後半に移る時間は樹脂板の厚さの２乗にも反比例する。したがって、モータを用いた機器において、真空排気によって目標の真空度に到達する時間を短縮させるには、水分子の拡散係数が大きい樹脂を用い、要素コイル１の表面の被覆厚さを薄くすれば良い。拡散係数が３．０×１０^−１３ｍ^２／ｓ以上で、厚さが２０００μｍ以下の樹脂を用いた場合、室温での真空排気１日以下にて速やかに排気効率が高くなる領域に移り、目標の真空度に速やかに到達することができる。
なお、拡散係数は公知の拡散方程式より導出される以下の式とガス放出速度の経時変化とを比較して求めることができる。

ここで、ｑ：樹脂板の単位面積当たりのガス放出速度（分子数／ｍ^２／ｓ）、ｃ_０：初期の水分子濃度（分子数／ｍ^３）、Ｄ：水分子の拡散係数（ｍ^２／ｓ）、ｄ：樹脂板の厚さ（ｍ）、ｎ：整数、ｔ：排気時間（ｓ）である。
一方、一般的な真空用モータに求められる対地間絶縁破壊電圧は、交流１８００Ｖ（運転電圧の２倍＋１０００Ｖ）以上である。これをコイル１表面の被覆樹脂５のみで受け持つ場合は、被覆厚さ１０μｍ以上が必要であり、厚いほど効果が大きい。

本発明の材料構成にて真空用モータコイルを作製し、ガス放出特性および絶縁特性を評価した。
本実施例、比較例および従来例に用いた要素コイル１表面の被覆樹脂５の材質は以下のとおりである。実施例と従来例の場合、被覆樹脂５の厚さは２０００μｍとし、比較例の場合は被覆樹脂５の厚さを３０００μｍとした。なお、要素コイル１中の導体２の絶縁皮膜３は一般的なエナメル線として２種ポリイミド線皮膜を、ボビン４にはフッ素樹脂を用いた。
［絶縁皮膜］
本実施例、比較例および従来例に用いた要素コイル１の絶縁皮膜３の材質は以下のとおりである。
（イ）２種ポリイミド線
（ロ）セラミックとめっきの２層構造（特許文献１）
［本実施例の被覆樹脂］
（イ）ふっ素樹脂
ふっ素樹脂はポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）で、水分子の拡散係数が６０×１０^−１３ｍ^２／ｓ以上である。
（ロ）アミン系硬化剤配合エポキシ樹脂
ガラス転移温度が室温以下であり、主剤のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と、反応性希釈剤のポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルと、ポリオキシプロピルアミド系硬化剤の混合物である。配合比（重量比）＝５０／５０／３０。この場合、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルに含まれるエポキシ基の総数とポリオキシプロピルアミド系硬化剤中の活性水素との当量比は、０．９５±０．０５である。水分子の拡散係数は１０×１０^−１３ｍ^２／ｓ以上である。
（ハ）触媒配合エポキシ樹脂
ナフタレン型エポキシ樹脂（芳香族環を持つ例）とジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂とフェニルグリシジルエーテル（単官能型の例）と２エチル４メチルイミダゾールとシリカの混合物である。配合比（重量比）＝４０／３０／３０／３／２００。水分子の拡散係数３〜６×１０^−１３ｍ^２／ｓである。
［従来例の被覆樹脂］
（ニ）縮合型硬化剤配合エポキシ樹脂
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と、ジアミノジフェニルメタン系硬化剤と、シリカの混合物である。配合比（重量比）＝１００／３０／２００。水分子の拡散係数は１×１０^−１３ｍ^２／ｓである。
（ホ）無機含浸剤
シリコン化合物、マイカガラス、無機繊維、金属酸化物などを混練したものである（特許文献１）。
［本実施例の成形方法］
（イ）ふっ素樹脂の被覆はコンパウンドの圧縮成形にて形成し、その成形時間は数分であった。（ロ）、（ハ）のエポキシ樹脂は真空注形にて成形し、その成形時間は注形と硬化をあわせて５時間以内であった。したがって、従来の無機含浸剤にて形成されたコイルよりも生産性は大幅に改善された。なお、被覆厚さは図示しない金型と要素コイル１とのギャップにて管理した。

作製した真空用モータコイルのガス放出特性の評価は、室温、６０％ＲＨの調湿空気中で２４時間加湿した後に、室温にて２４時間真空排気したときのガス放出速度にて行った。一方、絶縁特性の評価は、高湿度の結露雰囲気中で２４時間吸湿させた後の対地間絶縁を、交流１８００Ｖ（運転電圧の２倍＋１０００Ｖ）、１分の耐電圧試験にて行った。
真空用モータコイルの評価結果を表１に示す。
表中のガス放出の評価結果マークにおいて、×印は５×１０^-５Ｐａ ｍ^３/ｓを超える場合、△は１×１０^-５Ｐａ ｍ^３/ｓより大きく５×１０^-５Ｐａ ｍ^３/ｓ以下の場合、○印は１×１０^-５Ｐａ ｍ^３/ｓ以下の場合、◎印は５×１０^-６Ｐａ ｍ^３/ｓ以下の場合を表す。絶縁特性の評価結果のマークは、×印は漏洩電流が１０ｍＡ以上の場合、○印は１０ｍＡ以下の場合を表す。
なお、表中の拡散係数の単位は、１０^−１３ｍ^２／ｓである。

表１から分かるとおり、実施例＃１〜＃３では、ガス放出特性と絶縁特性がともに良好であった。これに対し、比較例＃１では絶縁特性は良好であるが、ガス放出速度がわずかに大きかった。一方、拡散係数の小さい樹脂を被覆に使用した従来例＃１は、絶縁特性は良好であるが肝心のガス放出速度が大きかった。また、無機皮膜と無機含浸剤にて絶縁層を形成した従来例＃２は絶縁特性が悪かった。
以上の結果より、従来のモータコイルに使用される拡散係数の小さいエポキシ樹脂モールドを用いた場合に対し、本実施例のガス放出速度は小さく、本発明の有効性が確認された。また、従来の無機絶縁で成形したコイルに対し、本実施例のコイルは生産性や絶縁特性は良好であり、本発明の有効性が確認された。なお、残留ガススペクトルの測定結果より、いずれの実施例も室温での放出ガスの主成分は水であり、ガス放出速度は水分子の放出速度と考えて良い。

本実施例は、本発明の被覆樹脂５が、種々の絶縁皮膜３に対して有効であることを確認したものである。
表２に本発明の材料構成にて成形した真空用モータに用いられるコイルの製造条件を示す。要素コイル１表面の被覆樹脂５は、ふっ素樹脂としてテトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体（ＥＴＦＥ）を用いた。被覆厚さは５００μｍとした。
本実施例と比較例に用いた絶縁皮膜３の材質は、以下のとおりである。
［本実施例の絶縁皮膜］
（ニ）ふっ素樹脂
四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）
（ロ）セラミックとめっきの２層構造（特許文献１）
（ハ）ポリエーテルサルホン
［比較例の絶縁皮膜］
（イ）２種ポリイミド線皮膜

表２から分かるとおり、導体２の絶縁皮膜３は疎水性樹脂皮膜を用い、本発明の被覆にて絶縁層を成形した実施例＃４〜＃６では、ガス放出特性と絶縁特性がともに良好であった。これらは、従来の一般的なモータ用コイルに使用される絶縁皮膜３を使用した比較例＃２よりもさらにガス放出速度が小さく、本実施例の絶縁皮膜３はさらに有効であることが確認された。なお、残留ガススペクトルの測定結果より、いずれの実施例も室温での放出ガスの主成分は水であり、ガス放出速度は水分ガスの放出速度にほぼ依存していた。

図３は、本発明の第３実施例を示す真空用モータコイルの断面図である。
本実施例は、被覆樹脂５を熱融着や化学蒸着や滴下含浸や射出成型にて形成したものである。
本発明が従来技術と異なる部分は、被覆樹脂５が熱融着や化学蒸着や滴下含浸や射出成型にて形成されたことである。
表３に本発明の材料構成にて成形した真空用モータコイルの製造条件および評価結果を示す。本実施例に用いた絶縁皮膜３、被覆樹脂は以下のとおりである。なお、表中の拡散係数の単位は、１０^−１３ｍ^２／ｓである。
［絶縁皮膜］
（イ）ふっ素樹脂
フロロエチレンプロピレン（ＦＥＰ）
（ロ）セラミックとめっきの２層構造
（ハ）ポリエーテルサルホン
［被覆樹脂］
（イ）ふっ素樹脂
熱融着性のフロロエチレンプロピレン（ＦＥＰ）。拡散係数５０×１０^−１３ｍ^２／ｓである。
（ハ）触媒配合エポキシ樹脂
実施例１の（ハ）と同じ。
（ニ）ポリキシリレン
芳香族ポリオレフィン。拡散係数は３０×１０^−１３ｍ^２／ｓである。
（ホ）ポリプロピレン
ポリオレフィン。拡散係数は４０×１０^−１３ｍ^２／ｓである。
（ヘ）ポリフェニレンスルフィド
ガラス繊維３０体積％含有。拡散係数は７×１０^−１３ｍ^２／ｓである。
（ト）液晶ポリエステル
ガラス繊維４０体積％含有。拡散係数は５×１０^−１３ｍ^２／ｓである。
［被覆の形成］
被覆の形成は、（イ）ふっ素樹脂は厚さ１００μｍのフィルムを、要素コイル上に５重に覆い、２００℃、１時間の加熱にて融着させた。（ハ）触媒配合エポキシ樹脂は１５分の滴下含浸の後、２時間の加熱硬化にて形成した。（ニ）ポリキシリレンは要素コイルに化学蒸着にて１５０μｍの厚さで形成し、その蒸着時間は５時間以内であった。（ホ）（ヘ）（ト）は成形時間が２分以内の射出成型にて２０００μｍの厚さで形成した。したがって、従来の無機含浸剤にて形成する場合よりも生産性は大幅に改善された。ボビンは実施例１、２と同じである。
また、要素コイルのガス放出特性や絶縁特性の評価は実施例１、２と同じである。

表３から分かるとおり、水分子の拡散係数が大きな材質を用いて被覆樹脂５を成形した本実施例＃７〜＃１２では、ガス放出特性と絶縁特性がともに良好であった。以上の結果より、従来の無機絶縁で成形したコイルに対し、本実施例のコイルは生産性や絶縁特性は良好であり、ガス放出特性も満足するため、本発明の有効性が確認された。なお、残留ガススペクトルの測定結果より、いずれの実施例も室温での放出ガスの主成分は水であり、ガス放出速度は水分ガスの放出速度にほぼ依存していた。
なお、本実施例１と２はボビンを用いた例にて説明したが、ボビンを用いない場合はさらにガス放出速度が低減されるので、その効果はより大きくなる。

本発明の実施例４は、被覆樹脂５が実施例１〜３以外の種々のエポキシ樹脂について効果を調べたものである。本実施例の真空用モータコイルの構成は、図１と同じである。
本発明が従来技術と異なる部分は、被覆樹脂５が拡散係数の大きなエポキシ樹脂組成物にて形成されたことである。拡散係数は３〜１０×１０^−１３ｍ^２／ｓである。
表４に本発明の材料構成にて成形した真空用モータコイルの製造条件および評価結果を示す。なお、表中の拡散係数の単位は、１０^−１３ｍ^２／ｓである。
［絶縁皮膜］
本実施例に用いた絶縁皮膜３は、（イ）ふっ素樹脂のポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）である。
［被覆樹脂］
被覆に用いたエポキシ樹脂組成物の原料は以下のとおりである。
（チ）アミン系硬化剤配合エポキシ樹脂
ガラス転移温度が室温以下のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と、脂環式エポキシ樹脂（商品名セロキサイド２０２１Ａ、脂肪族六員環の例）ジグリシジルエーテル（ポリエーテルの例）と、ポリオキシプロピルアミド系硬化剤の混合物である。配合比（重量比）＝４０／２０／４０。この場合、主剤であるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と反応性希釈剤であるポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルに含まれるエポキシ基の総数とポリオキシプロピルアミド系硬化剤中の活性水素との当量比は０．９５±０．０５である。拡散係数は１０×１０^−１３ｍ^２／ｓである。
（リ）触媒配合エポキシ樹脂
ヒドロキシ安息香酸エステル型液晶エポキシ樹脂（メソゲン基の例）と、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂とブチルグリシジルエーテル（単官能型の例）と、２メチルイミダゾールの混合物である。配合比（重量比）＝３５／３５／３０／１。拡散係数は７×１０^−１３ｍ^２／ｓである。
（ヌ）触媒配合エポキシ樹脂
ナフタレン型エポキシ樹脂と、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂と、フェニルグリシジルエーテルと、ｎウンデシルイミダゾールの混合物である。配合比（重量比）＝３５／３５／３０／５。拡散係数は５×１０^−１３ｍ^２／ｓである。
（ル）触媒配合エポキシ樹脂
ナフタレン型エポキシ樹脂と、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂と、フェニルグリシジルエーテルと、１ベンジル２メチルイミダゾールイミダゾールの混合物である。配合比（重量比）＝３４／３３／３３／７。拡散係数は４×１０^−１３ｍ^２／ｓである。
（ヲ）触媒配合エポキシ樹脂。ナフタレン型エポキシ樹脂とジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂とフェニルグリシジルエーテルと３フッ化ホウ素アニリン錯体の混合物。配合比（重量比）＝３０／４０／３０／２。拡散係数は６×１０^−１３ｍ^２／ｓである。
（ワ）触媒配合エポキシ樹脂。ナフタレン型エポキシ樹脂とジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂とフェニルグリシジルエーテルと３フッ化ホウ素クロロフェニルアミン錯体の混合物。配合比（重量比）＝３４／３３／３３／６。拡散係数は４×１０^−１３ｍ^２／ｓ
である。
［被覆の形成］
被覆樹脂の形成は、真空注形と２時間の加熱硬化にて形成した。その成形時間は注形と硬化をあわせて５時間以内であった。したがって、従来の無機含浸剤にて形成されたコイルよりも生産性は大幅に改善された。なお、被覆厚さは図示しない金型と要素コイル１とのギャップにて１５００〜２０００μｍに管理した。
したがって、従来の無機含浸剤にて形成する場合よりも生産性は大幅に改善された。ボビンは実施例１、２、３と同じである。
また、要素コイルのガス放出特性や絶縁特性の評価記号は実施例１、２、３と同じである。

表４から分かるとおり、水分子の拡散係数が大きな材質を本実施例の製造方法にて被覆樹脂５を成形した実施例＃１３〜＃１８では、ガス放出特性と絶縁特性がともに良好であった。以上の結果より、従来の無機絶縁で成形したコイルに対し、本実施例のコイルは生産性や絶縁特性は良好であり、ガス放出特性も満足するため、本発明の有効性が確認された。なお、残留ガススペクトルの測定結果より、いずれの実施例も室温での放出ガスの主成分は水であり、ガス放出速度は水分ガスの放出速度にほぼ依存していた。

このように、コイルの被覆に水分子の拡散係数が３．０×１０^−１３ｍ^２／ｓ以上の樹脂を用いているので、従来の無機絶縁で成形したコイルに対し、本実施例のコイルは生産性や絶縁特性は良好であり、ガス放出特性も満足するため、本発明の有効性が確認された。
なお、本実施例はボビンを用いた例にて説明したが、ボビンを用いない場合はさらにガス放出速度が低減されるので、その効果は説明するまでもない。

コイルの被覆に水分子の拡散係数が３．０×１０^−１３ｍ^２／ｓ以上の樹脂を用いることによって被覆が厚い場合でも優れた真空排気特性を両立することができるので、一般的な真空用モータより高電圧を使用し、高い真空度を要求される用途、例えば荷電粒子加速器の絶縁という用途にも適用できる。

本発明の第１実施例と第２実施例を示す真空用モータコイルの断面図 本発明の要素コイルの真空中でのガス放出特性を示す模式図 本発明の第３実施例を示す真空用モータコイルの断面図 従来の真空用モータコイルを示す断面図

符号の説明

１ 要素コイル
２ 導体
３ 絶縁皮膜
４ ボビン
５ 被覆樹脂
２０ 導体
３０ 無機絶縁層

Claims (15)

1. 絶縁皮膜をもつ導体を巻回した要素コイルと、前記要素コイルを被覆する被覆樹脂とを有する真空用モータコイルにおいて、
   前記被覆樹脂は、樹脂中の水分子の拡散係数が３．０×１０^−１３ ｍ^２／ｓ以上であり、要素コイル表面の被覆厚さが１０μｍ以上、２０００μｍ以下であることを特徴とする真空用モータコイル。
2. 前記導体の絶縁皮膜は、ふっ素樹脂、ポリエーテルサルホンなどの樹脂材質、または、セラミック、ガラス、絶縁性のめっきの無機材質、またはそれらを組み合わせた材質にて形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の真空用モータコイル。
3. 前記被覆樹脂は、エポキシ樹脂組成物、ふっ素樹脂、ポリフェニレンスルフィド、液晶ポリエステル、ポリオレフィン、ポリキシリレンの芳香族ポリオレフィンのいずれか一つ、またはそれらを組み合わせたものであることを特徴とする請求項１記載の真空用モータコイル。
4. 前記エポキシ樹脂組成物は、少なくとも主剤と反応性希釈剤と硬化剤とから構成され、前記主剤は、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、または、芳香族環、脂肪族六員環、ジシクロペンタジエン構造、ノボラック構造、メソゲン基のいずれかを含む環状の化学構造より選ばれる１つ、またはそれらの混合物であり、前記反応性希釈剤の化学構造は、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテルの単官能型、または直鎖脂肪族、ポリグリコール、ポリエーテルの２官能型、またはそれらの混合物であり、前記硬化剤は、触媒型硬化剤、アミン型硬化剤のいずれか一方または両方を含むことを特徴とする請求項３記載の真空用モータコイル。
5. 前記触媒型硬化剤は、イミダゾール化合物または３フッ化ホウ素アミン錯体であり、前記イミダゾール化合物は２メチルイミダゾール、２エチル４メチルイミダゾール、ｎウンデシルイミダゾール、１ベンジル２メチルイミダゾールであり、前記３フッ化ホウ素アミン錯体は３フッ化ホウ素アニリン錯体、３フッ化ホウ素クロロフェニルアミン錯体、またはそれらの混合物であることを特徴とする請求項４記載の真空用モータコイル。
6. 前記触媒型硬化剤は、その配合比が前記主剤と前記反応性希釈剤との合計１００重量部に対して前記触媒型硬化剤が１重量部以上７重量部以下であることを特徴とする請求項４または５記載の真空用モータコイル。
7. 前記アミン型硬化剤はポリプロピルアミド型硬化剤であり、その配合比が前記主剤と前記反応性希釈剤に含まれるエポキシ基の総数と前記ポリプロピルアミド系硬化剤に含まれる活性水素との当量比が０．９乃至１．１であることを特徴とする請求項４記載の真空用モータコイル。
8. 絶縁材料の皮膜をもつ導体を所定の形状に巻回して要素コイルを形成し、この要素コイルを樹脂により被覆してなる真空用モータコイルの製造方法において、
   前記要素コイルを被覆する被覆樹脂は、樹脂中の水分子の拡散係数が３．０×１０^−１３ ｍ^２／ｓ以上の樹脂を用い、要素コイル表面の被覆厚さを１０μｍ以上、２０００μｍ以下にして作製することを特徴とする真空用モータコイルの製造方法。
9. 前記要素コイルの被覆は、被覆樹脂としてポリフェニレンスルフィド、液晶ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどのポリオレフィン、環状ポリオレフィンのいずれかを用い、成形方法として射出成形、圧縮成形、押し出し成形のいずれかで行なうことを特徴とする請求項８記載の真空用モータコイルの製造方法。
10. 前記要素コイルの被覆は、エポキシ樹脂を用いて真空含浸、滴下含浸または注型で行なうことを特徴とする請求項８記載の真空用モータコイルの製造方法。
11. 前記要素コイルの被覆は、ふっ素樹脂のフィルムで覆われ、熱融着することを特徴とする請求項８記載の真空用モータコイルの製造方法。
12. 前記要素コイルの被覆は、芳香族ポリオレフィンを化学蒸着により覆うことを特徴とする請求項８記載の真空用モータコイルの製造方法。
13. 前記要素コイルを巻回するボビンは、請求項３記載の水分子の拡散係数が３．０×１０^−１３ ｍ^２／ｓ以上である樹脂またはセラミックを用いたことを特徴とする請求項８記載の真空用モータコイルの製造方法。
14. 請求項１から７のいずれかに記載の真空用モータコイルを用いて作製したことを特徴とする真空用モータ。
15. 請求項８から１３のいずれかに記載の真空用モータコイルの製造方法により作製したことを特徴とする真空用モータ。