JP2023101093A - 回転電機の固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】溶液を用いるため、皮膜を形成するためには溶剤の除去が必要となり、また、凝集を避けるために低濃度溶液にする必要であるため耐電圧特性に課題がある。【解決手段】スロットが形成されるステータコアと、前記スロットに収納されるコイルと、前記スロットと前記コイルとの間に配置される絶縁部材と、を備えた回転電機の固定子であって、前記絶縁部材は、第１絶縁樹脂層と、前記第１絶縁樹脂層の厚み方向に積層される第２絶縁樹脂層と、前記第１絶縁樹脂層と前記第２絶縁樹脂層との間に散布された粒状の粉体よりなる無機フィラーと、を備える回転電機の固定子。【選択図】図３

Description

本発明は、回転電機の固定子に関する。

回転電機の固定子は、スロットが形成されるステータコアと、スロットに収納されるコイルと、スロットとコイルとの間に配置される絶縁部材とを備えている。近年では、電気機器や車両に用いられる回転電機は高出力化の要求が大きくなっている。この要求を満たすために、回転電機を高電圧下で駆動する必要がある。例えば、回転電機をインバータにより駆動する場合には、インバータのサージにより電源電圧の２倍程度の高電圧が発生することが知られており、回転電機の絶縁部材には耐電圧特性の向上が求められている。

サージ分担電圧増大によるモータ固定子のコイル内ターン間絶縁破壊を抑制するために、絶縁部材にアラミド繊維を用いた回転電機の固定子が知られている（特許文献１）。また、第１誘電率を有する第１絶縁被膜を含む第１コイルと、第１誘電率よりも低い第２誘電率を有する第２絶縁被膜を含む第２コイルとを用いて、コイル間での部分放電を抑制する回転電機の固定子が知られている（特許文献２）。さらに、電気機器のベースコイルに、電気絶縁ワニスにシリカゾルが分散されている耐インバータサージ性コイル絶縁ワニスを含浸、硬化して成る耐インバータサージ性コイルが知られている（特許文献３）。

特開２０１９－１２２１８３号公報 特開２０１２－１７５８２２号公報 特開２００４－２２８３１号公報

特許文献１の技術では、コイルの占積率が低下するため、高出力化に課題が生じる。特許文献２の技術では、誘電率は化合物固有の値であり、高出力化による発熱量の増大に伴う高耐熱性に課題が生じる。特許文献３の技術では、シリカゾルの適用により、占積率や高耐熱性の課題は解決されているものの、溶液を用いるため、皮膜を形成するためには溶剤の除去が必要となり、また、凝集を避けるために低濃度溶液にする必要であるため耐電圧特性に課題がある。

本発明による回転電機の固定子は、スロットが形成されるステータコアと、前記スロットに収納されるコイルと、前記スロットと前記コイルとの間に配置される絶縁部材と、を備えた回転電機の固定子であって、前記絶縁部材は、第１絶縁樹脂層と、前記第１絶縁樹脂層の厚み方向に積層される第２絶縁樹脂層と、前記第１絶縁樹脂層と前記第２絶縁樹脂層との間に散布された粒状の粉体よりなる無機フィラーと、を備える。

本発明によれば、絶縁部材の耐電圧特性に優れた回転電機の固定子を提供できる。

回転電機の構成を示す断面図である。 固定子の斜視図である。 絶縁部材の断面図である。 変形例１にかかる絶縁部材の断面図である。 変形例２にかかる絶縁部材の断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。

図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。

図１は、回転電機１０の構成を示す断面図である。
回転電機１０は、ハウジング５０と、固定子２０と、ステータコア２１と、固定子コイル６０と、回転子１１とより構成される。

ハウジング５０は、炭素鋼など鉄系材料の切削により、または、鋳鋼やアルミニウム合金の鋳造により、または、プレス加工によって円筒状に成形し、回転電機１０の外被を構成している。ハウジング５０は、枠体或いはフレームとも称されている。

ハウジング５０には、液冷ジャケット１３０が内設されている。液冷ジャケット１３０の内周壁とハウジング５０の外周壁とで、油などの液状の冷媒ＲＦの冷媒通路１５３が形成されている。ハウジング５０の内周側には、固定子２０が固定されている。また、ハウジング５０の内周側には、軸受１４４、１４５を介して、回転子１１が回転可能に支持されている。直接液体冷却の場合、冷媒ＲＦは、冷媒通路１５３を通り、冷媒出口１５４、１５５から固定子２０へ向けて流出し、固定子２０を冷却する。

固定子２０は、ステータコア２１と、固定子コイル６０とによって構成されている。ステータコア２１は、珪素鋼板の薄板が積層されて固定子鉄心を形成している。固定子コイル６０は、ステータコア２１の内周部に多数個設けられているスロット１５に巻回されている。固定子コイル６０からの発熱は、ステータコア２１を介して、ハウジング５０に伝熱され、液冷ジャケット１３０内を流通する冷媒ＲＦにより、放熱される。

回転子１１は、回転子鉄心１２と、回転軸１３とより構成されている。回転子鉄心１２は、珪素鋼板の薄板が積層されて作られている。回転軸１３が軸受１４４、１４５に回転自在に支持されている回転子１１は、固定子２０内において、固定子２０と所定の間隙を保ち、固定子２０に対向した位置で回転する。また、回転子１１には、永久磁石１８と、エンドリング（図示せず）が設けられている。

回転電機１０の組立は、予め、固定子２０をハウジング５０の内側に挿入してハウジング５０の内周壁に取付けておき、その後、固定子２０内に回転子１１を挿入する。次に、回転軸１３に軸受１４４、１４５が嵌合するようにして液冷ジャケット１３０に組み付ける。

図２は、固定子２０の斜視図である。
固定子２０は、スロット１５が形成されるステータコア２１と、スロット１５に収納される固定子コイル６０と、スロット１５と固定子コイル６０との間に配置される絶縁部材３００とを備える。

固定子コイル６０は、ステータコア２１の内周部に多数個設けられているスロット１５に巻回されるが、固定子コイル６０は、断面が略矩形形状の銅線などのセグメント状の導体を連結して構成される。セグメント状の導体は、断面が略矩形形状であり、同じく略矩形形状のスロット１５内に導体を挿入した場合に、スロット１５内における導体の占積率を向上させ、回転電機１０の出力効率が向上する。

各スロット１５内には、絶縁部材３００が配設され、ステータコア２１と固定子コイル６０との間の電気的絶縁を確実にしている。絶縁部材３００は、固定子コイル６０となる導体を包装するように、口字形状やＢ字形状、Ｓ字形状に成形されている。

そして、セグメント状の導体を絶縁部材３００が配設されたスロット１５に挿入し、その後、セグメント状の導体の端部を溶接などで連結することにより固定子コイル６０とする。その後、ステータコア２１と固定子コイル６０を固着するために、固着ワニスを含浸し、加熱硬化する。

回転電機１０の回転子１１は永久磁石式を例に説明したが、回転子１１は永久磁石式でなく、インダクション式や、シンクロナスリラクタンス、爪磁極式等であってもよい。また、固定子コイル６０の巻線方式は波巻方式を例に説明したが、他の巻線方式であってもよい。また、内転型で説明を行っているが、外転型であってもよい。回転電機１０は、例えば、ハイブリット自動車、電気自動車などの車両の駆動源として用いられる。

図３は、絶縁部材３００の断面図である。この断面図は、回転子１１の回転軸１３に直交する方向における絶縁部材３００の断面図である。

絶縁部材３００は、第１絶縁樹脂層４０１と、第１絶縁樹脂層４０１の厚み方向に積層される第２絶縁樹脂層４０２と、第１絶縁樹脂層４０１と第２絶縁樹脂層４０２との間に散布された粒状の粉体よりなる無機フィラー５００と、を備える。

絶縁部材３００は、第１絶縁樹脂層４０１及び第２絶縁樹脂層４０２のいずれかの表面に散布された無機フィラー５００を、第１絶縁樹脂層４０１及び第２絶縁樹脂層４０２の間に挟み込んで形成される。

第１絶縁樹脂層４０１及び第２絶縁樹脂層４０２の組成の詳細については後述するが、熱可塑性樹脂である。無機フィラー５００の組成の詳細については後述するが、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウムおよび窒化ホウ素の何れかである。無機フィラー５００の粒径は、５μｍ以下であり、好ましくは、１μｍ未満である。図３に示すように、無機フィラー５００は、絶縁部材３００の厚み方向の断面を当該断面の垂直方向から見た場合に直線状に配置される。第１絶縁樹脂層４０１及び第２絶縁樹脂層４０２は、熱可塑性樹脂であるので、無機フィラー５００を間に挟んで、熱融着および／または非溶液型の接着剤により貼り合わされる。

ステータコア２１と固定子コイル６０との間に高電圧が印加された場合でも、第１絶縁樹脂層４０１と第２絶縁樹脂層４０２との間に存在する無機フィラー５００が焼損の進展等をくい止めるため、ステータコア２１と固定子コイル６０との間の電気的絶縁を確実にし、耐電圧特性が向上する。なお、この例では、絶縁部材３００を１層にした例で説明したが、要求される耐電圧特性に応じて、２層以上に積層した構成としてもよい。

図４は、変形例１にかかる絶縁部材３１０の断面図である。この断面図は、回転子１１の回転軸１３に直交する方向における絶縁部材３１０の断面図である。図３と同一箇所には同一の符号を付してその説明を簡略に行う。

絶縁部材３１０は、図３に示した絶縁部材３００の第１絶縁樹脂層４０１と第２絶縁樹脂層４０２との最表層側に、接着層６０１、６０２を積層してなる。第１絶縁樹脂層４０１、第２絶縁樹脂層４０２、無機フィラー５００は、図３に示した構成と同様であるのでその説明を省略する。

接着層６０１、６０２は、マイクロカプセル型の発泡剤６００を含む熱硬化性樹脂である。セグメント状の導体を、絶縁部材３１０が配設されたスロット１５に挿入し、導体の端部を溶接することにより、固定子コイル６０となる。その後、ステータコア２１と固定子コイル６０とを接着層６０１、６０２を介して固着するために、誘導加熱および／または固定子コイル６０への通電加熱を用い、接着層６０１、６０２の熱硬化性樹脂を加熱、硬化する。

接着層６０１、６０２は、気泡である発泡剤６００を含むので、気泡において、高電圧印加による部分放電が発生し、接着層６０１、６０２の焼損が進行しても、第１絶縁樹脂層４０１と第２絶縁樹脂層４０２との間に存在する無機フィラー５００が焼損の進展をくい止めるため、ステータコア２１と固定子コイル６０との間の電気的絶縁を確実にし、耐電圧特性が向上する。

図５は、変形例２にかかる絶縁部材３２０の断面図である。この断面図は、回転子１１の回転軸１３に直交する方向における絶縁部材３２０の断面図である。図３、図４と同一箇所には同一の符号を付してその説明を簡略に行う。

絶縁部材３２０は、図３に示した無機フィラー５００を挟み込んだ第１絶縁樹脂層４０１と第２絶縁樹脂層４０２よりなる絶縁部材３００を、２層の構成にし、そのうえで、第１絶縁樹脂層４０１と第２絶縁樹脂層４０２との最表層側に、接着層６０１、６０２を積層してなる。第１絶縁樹脂層４０１、第２絶縁樹脂層４０２、無機フィラー５００は、図３に示した構成と同様であり、接着層６０１、６０２の構成は図４に示した構成と同様であるのでその説明を省略する。

接着層６０１、６０２は、発泡剤６００を含む熱硬化性樹脂である。セグメント状の導体を、絶縁部材３１０が配設されたスロット１５に挿入し、導体の端部を溶接することにより、固定子コイル６０となる。その後、ステータコア２１と固定子コイル６０とを接着層６０１、６０２を介して固着するために、誘導加熱および／または固定子コイル６０への通電加熱を用い、接着層６０１、６０２の熱硬化性樹脂を加熱、硬化する。

接着層６０１、６０２は、気泡である発泡剤６００を含むので、気泡において、高電圧印加による部分放電が発生し、接着層６０１、６０２の焼損が進行しても、２層に構成された無機フィラー５００が焼損の進展をくい止めるため、ステータコア２１と固定子コイル６０との間の電気的絶縁を確実にし、耐電圧特性が向上する。なお、変形例２では、図３に示した絶縁部材３００を２層にした例で説明したが、要求される耐電圧特性に応じて、３層以上に構成し、最表層側に、接着層６０１、６０２を積層してもよい。

次に、絶縁部材３００、３１０、３２０の製造方法について説明する。
絶縁部材３００は、熱可塑性樹脂フィルム上に、無機フィラー５００を散布した後、もう１枚の熱可塑性樹脂フィルムを貼り合わせることにより作製される。第１絶縁樹脂層４０１に相当する熱可塑性樹脂フィルムと第２絶縁樹脂層４０２に相当する熱可塑性樹脂フィルムは、加工性の観点から同一樹脂であることが望ましく、厚さも同一であることが好ましい。熱可塑性樹脂フィルムの種類や厚さが異なると、絶縁部材３００の加工および絶縁特性に厚さ方向の非対称性が生じ、また、絶縁部材３００をスロット１５に配設する時に煩雑になるため、好ましくない。無機フィラー５００は凝集を避けるため溶液に懸濁することなく、粒状の粉体のまま、耐電圧特性の要求に応じて高濃度に散布する。熱可塑性樹脂フィルムの貼り合わせの手法は特に限定されるものではなく、接着剤や熱溶融など熱可塑性樹脂フィルムの組成に合わせて選択できる。接着剤を用いる場合は、無機フィラー５００の散布後に無機フィラー５００が流動して凝集することを防ぐため、液体は好ましくない。

また、絶縁部材３１０は、最表層側に発泡剤を含む熱硬化性樹脂である接着層６０１、６０２を積層する。具体的には、接着層６０１、６０２は、マイクロカプセル型の発泡剤６００と、母材となるエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、その他成分を、均一に攪拌、混合して製造する。必要に応じて溶剤を加えても良い。そして、発泡剤６００を含む熱硬化性樹脂を最表層側に塗布する。また、絶縁部材３２０は、無機フィラー５００を挟み込んだ第１絶縁樹脂層４０１と第２絶縁樹脂層４０２よりなる絶縁部材３００を、多層にし、第１絶縁樹脂層４０１と第２絶縁樹脂層４０２との最表層側に、接着層６０１、６０２を積層する。

本実施形態によれば、溶剤の除去が不要で、高濃度化が可能な無機フィラー５００を用いて、絶縁部材３００、３１０、３２０の耐電圧特性に優れた回転電機１０の固定子２０を提供できる。

以下に、第１絶縁樹脂層４０１および第２絶縁樹脂層４０２、無機フィラー５００、接着層６０１、６０２について、その組成等を説明する。

（第１絶縁樹脂層４０１および第２絶縁樹脂層４０２）
第１絶縁樹脂層４０１および第２絶縁樹脂層４０２は熱可塑性樹脂が用いられる。用いる熱可塑性樹脂は特に限定されるものではなく、ポリエチレンやポリプロピレンなどのビニル樹脂や、ポリラクチド、ポリカプロン酸、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレートなどのポリエステル樹脂、ナイロン６やナイロン６６、ナイロン６Ｔおよびｍ－フェニレンジアミンとイソフタル酸からなるノーメックス（登録商標）などのポリアミド樹脂、ポリフェニレンスルフィドやポリエーテルエーテルケトン、ポリイミドといった各種エンジニアプラスチックなどが挙げられる。なかでも、耐熱性や加工性の観点からポリエチレンナフタレートなどのポリエステル樹脂が好ましい。

（無機フィラー５００）
第１絶縁樹脂層４０１と第２絶縁樹脂層４０２との間に挟み込まれる無機フィラー５００は、絶縁性を有するものが好ましく、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウムおよび窒化ホウ素などが挙げられる。無機フィラー５００は粒状の粉体であるが、その粒径は、絶縁性の観点から、既に述べたように、５μｍ以下が好ましく、さらに好ましいのは、１μｍ未満である。最小粒径については、特に限定はしないが、粒子の製造上、０．００１μｍ以上である場合が多い。

（接着層６０１、６０２）
接着層６０１、６０２は、マイクロカプセル型の発泡剤６００を含む熱硬化性樹脂である。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂が挙げられ、耐熱性の観点から、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂が好ましい。さらに、耐熱性や強度を高めるために、充填剤として、シリカやアルミナなどを添加しても良い。

エポキシ樹脂は、特に限定されるものではなく、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ダイマー酸変性ビスフェノールＡ型などのビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型などのノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらエポキシ樹脂は、一種類のみを用いてもよいし、適宜、二種類以上を混合して用いてもよい。また、エポキシ樹脂の硬化剤としては、酸無水物やフェノール、フェノールノボラック、ジシアンジアミドなどが挙げられる。

不飽和ポリエステル樹脂は、特に限定されるのもではなく、二塩基酸と多価アルコールから得られる縮合物をラジカル重合性単量体に溶解して得られる。不飽和ポリエステル樹脂の原料として用いられる二塩基酸としては、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸等のα、β－不飽和二塩基酸や、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、コハク酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、１，１０－デカンジカルボン酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸、２，７－ナフタレンジカルボン酸、２，３－ナフタレンジカルボン酸、２，３－ナフタレンジカルボン酸無水物、４，４´－ビフェニルジカルボン酸、およびこれらのジアルキルエステル等の飽和二塩基酸等を用いることができる。しかし、特にこれらの化合物に限定されるものではない。これらの二塩基酸等は、一種類のみを用いてもよいし、適宜、二種類以上を混合して用いてもよい。

不飽和ポリエステル樹脂の原料として用いられる多価アルコール類としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、２－メチル－１，３－プロパンジオール、１，３－ブタンジオール、ビスフェノールＡとプロピレンオキシドまたはエチレンオキシドとの付加物、グリセリン、トリメチロールプロパン、１，３－プロパンジオール、１，２－シクロヘキサングリコール、１，３－シクロヘキサングリコール、１，４－シクロヘキサングリコール、パラキシレングリコール、ビシクロヘキシル－４，４´－ジオール、２，６－デカリングリコール、トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレート等を用いることができる。しかし、特にこれらの化合物に限定されるものではない。また、エタノールアミン等のアミノアルコール類を用いてもよい。これら多価アルコール類は、一種類のみを用いてもよいし、適宜、二種類以上を混合してもよい。また必要により、ジシクロペンタジエン系化合物を樹脂骨格中に組み入れてもよい。

ビニルエステル樹脂の原料として用いられるエポキシ化合物としては、分子中に少なくとも２個のエポキシ基を有する化合物が用いられる。このようなエポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等のビスフェノール類とエピハロヒドリンとの縮合反応により得られるエピビスタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂や、フェノール、クレゾール、ビスフェノール等のフェノール類とホルマリンとの縮合物であるノボラックとエピハロヒドリンとの縮合反応により得られるノボラックタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂や、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸とエピハロヒドリンとの縮合反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂、４，４´－ビフェノール、２，６－ナフタレンジオール、水添ビスフェノールやグリコール類とエピハロヒドリンとの縮合反応により得られるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂や、ヒダントインやシアヌール酸とエピハロヒドリンとの縮合反応により得られる含アミングリシジルエーテル型エポキシ樹脂等を用いることができる。しかし、特にこれらの化合物に限定されるものではない。これらエポキシ化合物は、一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を混合して用いてもよい。

ビニルエステル樹脂の原料として用いられる不飽和一塩基酸としては、例えば、アクリル酸、メタアクリル酸、クロトン酸等を用いることができる。また、マレイン酸、イタコン酸等のハーフエステル等を用いてもよい。しかし、特にこれらに限定されるものではない。これら不飽和一塩基酸は、一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を混合して用いてもよい。

上述した樹脂組成物には、必要に応じて、その他任意の成分を添加してもよい。任意の成分としては、例えば、ラジカル重合性単量体や重合開始剤、硬化促進剤、重合禁止剤、接着力向上剤等が挙げられる。

ラジカル重合性単量体は、スチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、α－メチルスチレン、ビニルピロリドン、アクリルアミド、アクリロニトリル、アリルアルコール、アリルフェニルエーテル、（メタ）アクリル酸エステル、酢酸ビニル、ビニルピロリドン、(メタ)アクリルアミド、マレイン酸ジエステル、フマル酸ジエステル等が挙げられる。しかし、特にこれらの化合物に限定されるものではない。好ましくはスチレン、ビニルトルエン、（メタ）アクリル酸エステル（例えば、メタクリレート、アクリレート）を用いる。（メタ）アクリル酸エステルとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、メトキシ化シクロトリエン（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、アルキルオキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシ－３－フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、カプロラクトン変成テトラフルフリル（メタ）アクリレート、エトキシカルボニルメチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシルカルビトールアクリレート、１，４－ブタンジオール（メタ）アクリレート、アクリルニトリルブタジエンメタクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレートや、２－メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、２－メタクリロイルオキシエトキシエチルイソシアネートなどのイソシナト基を有する（メタ）アクリレート、２－（０－[１´メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ）エチルメタクリレート、２－（１´［２，４ジメチルピラゾニル］カルボキシアミノ）エチルメタクリレートなどの熱潜在性を有するイソシアネート誘導基を有する（メタ）アクリレート等が挙げられる。これら化合物は、一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を混合して用いてもよい。好ましくは、光重合開始剤の分解を阻害せず、反応性が高い、（メタ）アクリレート類が好ましい。

重合開始剤は、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酸化安息香酸ｔ－ブチル、過酸化安息香酸ｔ－アミル、ｔ－アミルパーオキシネオデカノエート、ｔ－ブチルパーオキシネオデカノエート、ｔ－アミルパーオキシイソブチレート、ジ（ｔ－ブチル）パーオキシド、ジクミルパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、１，１－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，２－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ブタン、ｔ－ブチルハイドロパーオキシド、ジ（ｓ－ブチル）パーオキシカーボネート、メチルエチルケトンパーオキシド等を用いることができる。これらの化合物は、一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を混合して用いてもよい。これらの化合物の中でも、硬化温度の観点から、１，１－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）シクロヘキサン等の、１時間半減温度が１００℃から１５０℃の範囲の化合物が望ましい。

硬化促進剤としては、ナフテン酸又はオクチル酸の金属塩（コバルト、亜鉛、ジルコニウム、マンガン、カルシウム等の金属塩）が挙げられる。これらは一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を混合してもよい。

重合禁止剤としては、ハイドロキノン、パラターシャリーブチルカテコール、ピロガロール等のキノン類が挙げられる。これらは一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を混合してもよい。

接着力向上剤としては、ｐ－スチリルトリメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。これらは一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を混合してもよい。

また、マイクロカプセル型の発泡剤６００は、特に限定されるものではなく、例えば、揮発性溶剤をアクリル樹脂で包んだコア－シェル構造を有する構造であれば良い。合成法も特に限定されることは無く、界面重合法、in-situ重合法などが適用可能である。

以下に、絶縁部材３００、３１０、３２０の組成例について説明する。本実施形態を適用した組成例１～組成例３と、本実施形態との比較対象として比較例１～比較例２を示し、本実施形態を適用した絶縁部材３００、３１０、３２０の効果等について述べる。

組成例１は、第１絶縁樹脂層４０１としての厚さ３０μｍのポリエチレンナフタレートフィルムに、平均粒径０．０５μｍの無機フィラー５００を散布したのち、第２絶縁樹脂層４０２としての厚さ３０μｍのポリエチレンナフタレートフィルムを上面に載せ、プレスにて融着した。さらに、ポリブチルアクリレートを用いて、厚さ５０μｍのポリアミド不織布を上面および下面に貼付し、絶縁部材とした。

組成例２は、表面にポリブチルアクリレートを塗布した厚さ３０μｍのポリイミドフィルムに平均粒径０．０５μｍの無機フィラー５００を散布したのち、表面にポリブチルアクリレートを塗布した厚さ３０μｍのポリエチレンナフタレートを上面に載せ、プレスにて接着した。さらに、ポリブチルアクリレートを用いて、厚さ５０μｍのポリアミド不織布を上面および下面に貼付し、絶縁部材とした。

組成例３は、組成例１の両面に、接着層６０１、６０２として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ＪＥＲ１００４（三菱ケミカル製）９０重量部、多官能酸無水物リカシッドＴＭＥＧ－Ｓ（新日本理化製）１０重量部、熱膨張性マイクロカプセル（クレハ製）１０重量部を混合塗布した。

続いて、比較例１～比較例２を示す。比較例１～比較例２は、第１絶縁樹脂層４０１と第２絶縁樹脂層４０２との間に無機フィラー５００を設けない例である。

比較例１は、厚さ３０μｍのポリエチレンナフタレートフィルムに、厚さ３０μｍのポリエチレンナフタレートフィルムを上面に載せ、プレスにて融着した。さらに、ポリブチルアクリレートを用いて、厚さ５０μｍのポリアミド不織布を上面および下面に貼付し、絶縁部材とした。

比較例２は、表面にポリブチルアクリレートを塗布した厚さ３０μｍのポリイミドフィルムの表面に、ポリブチルアクリレートを塗布した厚さ３０μｍのポリイミドフィルムを上面に載せ、プレスにて接着した。さらに、ポリブチルアクリレートを用いて、厚さ５０μｍのポリアミド不織布を上面および下面に貼付し、絶縁部材とした。

組成例１～組成例３、比較例１～比較例２で作製した絶縁部材の効果を確認するため、耐電圧特性を評価した。鉄材をスロット形状に加工した模擬コアを用い、固定子コイル６０としてアミドイミド被覆のエナメル線を、模擬コアのスロットに挿入して実験した。組成例３を除き、昭和電工マテリアルズ製不飽和ポリエステルＷＰ－２００８を用いて、接着した。組成例３は、エナメル線と絶縁部材を模擬コアのスロット部に設置したのち、誘導加熱器を用いて、加熱し接着した。エナメル線を印加部とし、模擬コアをアースとして、３ｋＶの電圧を印加した場合、絶縁部材が絶縁破壊に至る時間を評価した。

組成例１を用いた試験体の絶縁破壊に至る時間は、１５時間、組成例２を用いた試験体の絶縁破壊に至る時間は１６．５時間、組成例３を用いた試験体の絶縁破壊に至る時間は、１４．５時間であった。一方、比較例１を用いた試験体の絶縁破壊に至る時間は１０時間、比較例２を用いた場合は、１０．５時間であった。この結果、無機フィラー５００の存在により耐電圧特性が向上していることがわかる。また、最表層側に発泡剤を含む接着層を積層しても、絶縁性が低下しないことがわかる。このように、本実施形態を適用することにより、接着力を低下させることなく、耐電圧特性を向上させることが出来る。

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）回転電機１０の固定子２０は、スロット１５が形成されるステータコア２１と、スロット１５に収納される固定子コイル６０と、スロット１５と固定子コイル６０との間に配置される絶縁部材３００、３１０、３２０と、を備える。そして、絶縁部材３００、３１０、３２０は、第１絶縁樹脂層４０１と、第１絶縁樹脂層４０１の厚み方向に積層される第２絶縁樹脂層４０２と、第１絶縁樹脂層４０１と第２絶縁樹脂層４０２との間に散布された粒状の粉体よりなる無機フィラー５００と、を備える。これにより、絶縁部材の耐電圧特性に優れた回転電機の固定子を提供できる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限り、本発明の技術思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上述の実施形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。

１０・・・回転電機、１１・・・回転子、１２・・・回転子鉄心、１３・・・回転軸、１５・・・スロット、１８・・・永久磁石、２０・・・固定子、２１・・・ステータコア、５０・・・ハウジング、６０・・・固定子コイル、１３０・・・液冷ジャケット、１４４、１４５・・・軸受、１５３・・・冷媒通路、１５４、１５５・・・冷媒出口、３００、３１０、３２０・・・絶縁部材、４０１・・・第１絶縁樹脂層、４０２・・・第２絶縁樹脂層、５００・・・無機フィラー、６００・・・発泡剤、６０１、６０２・・・接着層、ＲＦ・・・冷媒。

Claims (10)

1. スロットが形成されるステータコアと、前記スロットに収納されるコイルと、前記スロットと前記コイルとの間に配置される絶縁部材と、を備えた回転電機の固定子であって、
   前記絶縁部材は、第１絶縁樹脂層と、前記第１絶縁樹脂層の厚み方向に積層される第２絶縁樹脂層と、前記第１絶縁樹脂層と前記第２絶縁樹脂層との間に散布された粒状の粉体よりなる無機フィラーと、を備える回転電機の固定子。
2. 請求項１に記載の回転電機の固定子において、
   前記無機フィラーの粒径は、５μｍ以下である回転電機の固定子。
3. 請求項２に記載の回転電機の固定子において、
   前記無機フィラーの粒径は、１μｍ未満である回転電機の固定子。
4. 請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の回転電機の固定子において、
   前記無機フィラーは、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウムおよび窒化ホウ素の何れかである回転電機の固定子。
5. 請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の回転電機の固定子において、
   前記絶縁部材は、前記第１絶縁樹脂層及び前記第２絶縁樹脂層のいずれかの表面に散布された前記無機フィラーを、前記第１絶縁樹脂層及び前記第２絶縁樹脂層の間に挟み込んで形成される回転電機の固定子。
6. 請求項５に記載の回転電機の固定子において、
   前記絶縁部材は、前記無機フィラーを、前記第１絶縁樹脂層及び前記第２絶縁樹脂層の間に挟み込んで熱融着および／または非溶液型の接着剤により貼り合わされることにより形成される回転電機の固定子。
7. 請求項５に記載の回転電機の固定子において、
   前記第１絶縁樹脂層および前記第２絶縁樹脂層は、熱可塑性樹脂である回転電機の固定子。
8. 請求項５に記載の回転電機の固定子において、
   前記絶縁部材を複数積層してなる回転電機の固定子。
9. 請求項１または請求項８に記載の回転電機の固定子において、
   前記絶縁部材は、最表層側に接着層を積層してなる回転電機の固定子。
10. 請求項９に記載の回転電機の固定子において、
    前記接着層は、発泡剤を含む熱硬化性樹脂である回転電機の固定子。
    
    

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