JP3497719B2 - 電機絶縁コイルおよびこれを用いた回転電機 - Google Patents
電機絶縁コイルおよびこれを用いた回転電機Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電機絶縁コイルお
よびそのコイルを用いた回転電機に関する。
よびそのコイルを用いた回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】電機絶縁コイルは、電流を通すための導
体と、その導体間および導体と対地間を電気的に遮断す
るため導体の周囲を覆っている絶縁層とで構成される。
その絶縁層としては、マイカを熱硬化性樹脂によって固
着させたマイカ絶縁層が電気絶縁性能の高さから広く用
いられている。
体と、その導体間および導体と対地間を電気的に遮断す
るため導体の周囲を覆っている絶縁層とで構成される。
その絶縁層としては、マイカを熱硬化性樹脂によって固
着させたマイカ絶縁層が電気絶縁性能の高さから広く用
いられている。
【０００３】一般に、電機絶縁コイルを組み込んだ回転
電機が稼働している段階においては、通電している導体
が発熱しマイカ絶縁層が熱劣化するため、回転電機中に
備えられている冷却手段で電機絶縁コイルを冷却してい
る。電機絶縁コイルの寿命はマイカ絶縁層の寿命に依存
しており、冷却が十分でないと電機絶縁コイルおよびそ
のコイルを用いた回転電機の寿命が低下してしまう。
電機が稼働している段階においては、通電している導体
が発熱しマイカ絶縁層が熱劣化するため、回転電機中に
備えられている冷却手段で電機絶縁コイルを冷却してい
る。電機絶縁コイルの寿命はマイカ絶縁層の寿命に依存
しており、冷却が十分でないと電機絶縁コイルおよびそ
のコイルを用いた回転電機の寿命が低下してしまう。
【０００４】導体の発熱量は、導体の単位断面積当たり
の通電量に依存するので、寿命を低下させずに回転電機
の容量を拡大するためには、導体の断面積を大きくする
か、より高性能の冷却手段を用いるか、あるいはマイカ
絶縁層の熱伝導率を高めるなどの方法が考えられる。
の通電量に依存するので、寿命を低下させずに回転電機
の容量を拡大するためには、導体の断面積を大きくする
か、より高性能の冷却手段を用いるか、あるいはマイカ
絶縁層の熱伝導率を高めるなどの方法が考えられる。
【０００５】しかし、導体の断面積を大きくする方法、
または、より高性能の冷却手段を用いる方法は、回転電
機が大きくなると云う欠点がある。そこで、近年、絶縁
層の熱伝導率を高める方法が検討されている。
または、より高性能の冷却手段を用いる方法は、回転電
機が大きくなると云う欠点がある。そこで、近年、絶縁
層の熱伝導率を高める方法が検討されている。
【０００６】より高い熱伝導率のマイカ絶縁層で導体を
覆うことにより、電機絶縁コイルの冷却効率が上がり、
導体の断面積を小さくできると同時に、簡単な冷却手段
とすることができ、回転電機の小型化や、回転電機の容
量拡大に結びつく。絶縁層の熱伝導率を高める手段の一
つとして、一般に熱硬化性樹脂を高熱伝導率化するため
フィラを用いる手法が考えられる。
覆うことにより、電機絶縁コイルの冷却効率が上がり、
導体の断面積を小さくできると同時に、簡単な冷却手段
とすることができ、回転電機の小型化や、回転電機の容
量拡大に結びつく。絶縁層の熱伝導率を高める手段の一
つとして、一般に熱硬化性樹脂を高熱伝導率化するため
フィラを用いる手法が考えられる。
【０００７】特開昭６３−１１０９２９号公報には、マ
イカを含むテープ上にフィラを添加した熱硬化性樹脂組
成物をコートしたマイカテープを導体の周りに巻回し、
加圧下での加熱成型を行った電機絶縁コイルが提案され
ている。この場合、絶縁層の構成としては、フィラおよ
び熱硬化性樹脂を含むフィラ充填層と、マイカを含むマ
イカ層が導体の周囲に交互に積層されることになる。し
かし、作製した電機絶縁コイルの絶縁破壊電圧が低いと
云う問題があった。
イカを含むテープ上にフィラを添加した熱硬化性樹脂組
成物をコートしたマイカテープを導体の周りに巻回し、
加圧下での加熱成型を行った電機絶縁コイルが提案され
ている。この場合、絶縁層の構成としては、フィラおよ
び熱硬化性樹脂を含むフィラ充填層と、マイカを含むマ
イカ層が導体の周囲に交互に積層されることになる。し
かし、作製した電機絶縁コイルの絶縁破壊電圧が低いと
云う問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】電機絶縁コイルの絶縁
破壊電圧が低いと、同じ規格の回転電機の常規電圧を下
げなければならず、実質的な容量拡大につながらない。
破壊電圧が低いと、同じ規格の回転電機の常規電圧を下
げなければならず、実質的な容量拡大につながらない。
【０００９】本発明の目的は、上記に鑑みなされたもの
で、フィラを用いて高熱伝導率化を図ると共に、絶縁破
壊電圧の高い電機絶縁コイルおよびそれを用いた回転電
機を提供することにある。
で、フィラを用いて高熱伝導率化を図ると共に、絶縁破
壊電圧の高い電機絶縁コイルおよびそれを用いた回転電
機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】図１は電機絶縁コイルの
絶縁層の状態図である。本発明者らは、図１（ａ）に示
すように導体１の周囲にフィラおよび熱硬化性樹脂を含
むフィラ充填層２と、マイカを含むマイカ層３で構成さ
れるマイカテープを巻回した時に、マイカテープの段差
が生じている箇所において、加圧下で加熱成型を行う際
にフィラ充填層２がマイカ層３を破壊してしまうことを
（図１（ｂ））が、電機絶縁コイルの絶縁破壊電圧が低
い原因であることを解明した。
絶縁層の状態図である。本発明者らは、図１（ａ）に示
すように導体１の周囲にフィラおよび熱硬化性樹脂を含
むフィラ充填層２と、マイカを含むマイカ層３で構成さ
れるマイカテープを巻回した時に、マイカテープの段差
が生じている箇所において、加圧下で加熱成型を行う際
にフィラ充填層２がマイカ層３を破壊してしまうことを
（図１（ｂ））が、電機絶縁コイルの絶縁破壊電圧が低
い原因であることを解明した。
【００１１】そして、球形フィラを含むフィラを用いる
ことでフィラ充填層の粘度を低くしたマイカテープを用
いることで、マイカ層が破壊されず（図１（ｃ））、電
機絶縁コイルの絶縁破壊電圧が低下しないことを見出し
た。このとき、フィラ充填層２は破壊されるが、絶縁層
の熱伝導率の低下は起きない。さらに、このコイルを用
いた回転電機では、同一規格で容量を拡大することがで
きる。
ことでフィラ充填層の粘度を低くしたマイカテープを用
いることで、マイカ層が破壊されず（図１（ｃ））、電
機絶縁コイルの絶縁破壊電圧が低下しないことを見出し
た。このとき、フィラ充填層２は破壊されるが、絶縁層
の熱伝導率の低下は起きない。さらに、このコイルを用
いた回転電機では、同一規格で容量を拡大することがで
きる。
【００１２】本発明の要旨は次のとおりである。
【００１３】（１） フィラおよび熱硬化性樹脂を含む
フィラ充填層と、マイカを含むマイカ層が積層された絶
縁層で導体を絶縁処理した電機絶縁コイルにおいて、前
記フィラが球形フィラを含むことを特徴とする電機絶縁
コイル。
フィラ充填層と、マイカを含むマイカ層が積層された絶
縁層で導体を絶縁処理した電機絶縁コイルにおいて、前
記フィラが球形フィラを含むことを特徴とする電機絶縁
コイル。
【００１４】（２） 前記フィラの１００体積部中に含
まれる前記球形フィラが１〜７体積部である前記の電機
絶縁コイル。
まれる前記球形フィラが１〜７体積部である前記の電機
絶縁コイル。
【００１５】（３） 前記フィラが、５Ｗ／ｍＫ以上の
熱伝導率を有するランダム形状フィラと、１Ｗ／ｍＫ以
上の熱伝導率を有する球形フィラとを有し、前記フィラ
の最大粒径がフィラ充填層の厚さよりも小さい前記の電
機絶縁コイル。
熱伝導率を有するランダム形状フィラと、１Ｗ／ｍＫ以
上の熱伝導率を有する球形フィラとを有し、前記フィラ
の最大粒径がフィラ充填層の厚さよりも小さい前記の電
機絶縁コイル。
【００１６】（４） 前記球形フィラが、該球形フィラ
以外のフィラのモース硬度以上のモース硬度を有する前
記の電機絶縁コイル。
以外のフィラのモース硬度以上のモース硬度を有する前
記の電機絶縁コイル。
【００１７】（５） フィラおよび熱硬化性樹脂を含む
フィラ充填層と、マイカを含むマイカ層が積層された絶
縁層で導体を絶縁処理した電機絶縁コイルを用いた回転
電機において、前記フィラが球形フィラを含むことを特
徴とする電機絶縁コイルを用いた回転電機。
フィラ充填層と、マイカを含むマイカ層が積層された絶
縁層で導体を絶縁処理した電機絶縁コイルを用いた回転
電機において、前記フィラが球形フィラを含むことを特
徴とする電機絶縁コイルを用いた回転電機。
【００１８】（６） 前記フィラの１００体積部中に含
まれる前記球形フィラの配合量が１〜７体積部である前
記の電機絶縁コイルを用いた回転電機。
まれる前記球形フィラの配合量が１〜７体積部である前
記の電機絶縁コイルを用いた回転電機。
【００１９】（７） 前記フィラが、５Ｗ／ｍＫ以上の
熱伝導率を有するランダム形状フィラと、１Ｗ／ｍＫ以
上の熱伝導率を有する球形フィラとを有し、前記フィラ
の最大粒径がフィラ充填層の厚さよりも小さい前記の電
機絶縁コイルを用いた回転電機。
熱伝導率を有するランダム形状フィラと、１Ｗ／ｍＫ以
上の熱伝導率を有する球形フィラとを有し、前記フィラ
の最大粒径がフィラ充填層の厚さよりも小さい前記の電
機絶縁コイルを用いた回転電機。
【００２０】（８） 前記球形フィラが、該球形フィラ
以外のフィラのモース硬度以上のモース硬度を有する前
記の電機絶縁コイルを用いた回転電機。
以外のフィラのモース硬度以上のモース硬度を有する前
記の電機絶縁コイルを用いた回転電機。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電機絶縁コイルに
ついて詳細に説明する。本発明におけるフィラ充填層
は、フィラおよび熱硬化性樹脂を含むことが必須用件で
あるが、必要に応じて、補強材などを含むことができ
る。また、本発明におけるマイカ層はマイカを含むこと
が必須用件であるが、その他必要に応じて、補強材、熱
硬化性樹脂などを含むことができる。
ついて詳細に説明する。本発明におけるフィラ充填層
は、フィラおよび熱硬化性樹脂を含むことが必須用件で
あるが、必要に応じて、補強材などを含むことができ
る。また、本発明におけるマイカ層はマイカを含むこと
が必須用件であるが、その他必要に応じて、補強材、熱
硬化性樹脂などを含むことができる。
【００２２】補強材としては、例えば、クロス、短繊
維、長繊維、不織布、フィルムなどが挙げられ、その材
質は、例えば、ガラス、アラミド、ポリアミド、ポリイ
ミド、ポリエステル、セルロースが挙げられる。
維、長繊維、不織布、フィルムなどが挙げられ、その材
質は、例えば、ガラス、アラミド、ポリアミド、ポリイ
ミド、ポリエステル、セルロースが挙げられる。
【００２３】マイカとしては、例えば、剥がしマイカ、
未焼成集成マイカ、焼成集成マイカなどである。
未焼成集成マイカ、焼成集成マイカなどである。
【００２４】熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ
樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、アルキッド樹脂、尿素樹脂、メラミン樹
脂、ケイ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド
樹脂、アミドイミド樹脂などが挙げられる。
樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、アルキッド樹脂、尿素樹脂、メラミン樹
脂、ケイ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド
樹脂、アミドイミド樹脂などが挙げられる。
【００２５】本発明におけるフィラとしては、例えば、
窒化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、酸化マグ
ネシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、フッ化マグ
ネシウム、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム、二
酸化ケイ素が挙げられる。
窒化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、酸化マグ
ネシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、フッ化マグ
ネシウム、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム、二
酸化ケイ素が挙げられる。
【００２６】また、球形フィラは、フィラを火炎中に吹
き込み溶融処理する方法、あるいはフィラの水溶液を媒
体中に小滴状に分散させたものを乾燥する方法などによ
る球形化処理を行ったフィラで、例えば、酸化アルミニ
ウム、酸化チタン、二酸化ケイ素などの球形フィラが挙
げられる。
き込み溶融処理する方法、あるいはフィラの水溶液を媒
体中に小滴状に分散させたものを乾燥する方法などによ
る球形化処理を行ったフィラで、例えば、酸化アルミニ
ウム、酸化チタン、二酸化ケイ素などの球形フィラが挙
げられる。
【００２７】本発明において、フィラの１００体積部中
に含まれる球形フィラは、１〜７体積部であることが望
ましい。１体積部未満ではフィラ充填層の粘度が十分低
下せず、電機絶縁コイルの絶縁破壊電圧の低下を招く。
また、７体積部を超えると電機絶縁コイルの絶縁層の熱
伝導率が低下する傾向がある。
に含まれる球形フィラは、１〜７体積部であることが望
ましい。１体積部未満ではフィラ充填層の粘度が十分低
下せず、電機絶縁コイルの絶縁破壊電圧の低下を招く。
また、７体積部を超えると電機絶縁コイルの絶縁層の熱
伝導率が低下する傾向がある。
【００２８】また、前記フィラとしては、５Ｗ／ｍＫ以
上の熱伝導率を有するランダム形状フィラと、１Ｗ／ｍ
Ｋ以上の熱伝導率を有する球形フィラとを用い、これら
フィラの最大粒径がフィラ充填層の厚さよりも小さいこ
とが望ましい。
上の熱伝導率を有するランダム形状フィラと、１Ｗ／ｍ
Ｋ以上の熱伝導率を有する球形フィラとを用い、これら
フィラの最大粒径がフィラ充填層の厚さよりも小さいこ
とが望ましい。
【００２９】５Ｗ／ｍＫ未満の熱伝導率を有するランダ
ム形状フィラ、１Ｗ／ｍＫ未満の熱伝導率を有する球形
フィラでは、電機絶縁コイルの絶縁層の熱伝導率が十分
高くならない。また、これらフィラの最大粒径がフィラ
充填層の厚さ以上であると、該フィラ充填層の厚さが不
均一となり、電機絶縁コイルの絶縁破壊電圧の低下を招
く。
ム形状フィラ、１Ｗ／ｍＫ未満の熱伝導率を有する球形
フィラでは、電機絶縁コイルの絶縁層の熱伝導率が十分
高くならない。また、これらフィラの最大粒径がフィラ
充填層の厚さ以上であると、該フィラ充填層の厚さが不
均一となり、電機絶縁コイルの絶縁破壊電圧の低下を招
く。
【００３０】さらにまた、本発明の球形フィラのモース
硬度は、フィラに含まれる前記球形フィラ以外のフィラ
のモース硬度以上であることが好ましい。球形フィラの
モース硬度が他のフィラのそれ未満では、フィラ充填層
の粘度が高くなる傾向があるので、電機絶縁コイルの絶
縁破壊電圧を低下する恐れがある。
硬度は、フィラに含まれる前記球形フィラ以外のフィラ
のモース硬度以上であることが好ましい。球形フィラの
モース硬度が他のフィラのそれ未満では、フィラ充填層
の粘度が高くなる傾向があるので、電機絶縁コイルの絶
縁破壊電圧を低下する恐れがある。
【００３１】このような本発明の電機絶縁コイルにおい
ては、フィラに所定の球形フィラを含ませることで、フ
ィラ充填層の粘度が低下し、電機絶縁コイルの絶縁破壊
電圧の低下が抑制され、しかも、フィラにより絶縁層は
高熱伝導率を有し、電機絶縁コイルの放熱を向上するこ
とができる。
ては、フィラに所定の球形フィラを含ませることで、フ
ィラ充填層の粘度が低下し、電機絶縁コイルの絶縁破壊
電圧の低下が抑制され、しかも、フィラにより絶縁層は
高熱伝導率を有し、電機絶縁コイルの放熱を向上するこ
とができる。
【００３２】さらにまた、目的に応じ、低誘電率のフィ
ラを用いて低誘電率化した電機絶縁コイルや、また、高
誘電率のフィラを用いて高誘電率化した電機絶縁コイル
を得ることができる。
ラを用いて低誘電率化した電機絶縁コイルや、また、高
誘電率のフィラを用いて高誘電率化した電機絶縁コイル
を得ることができる。
【００３３】低誘電率のフィラとしては、例えば、窒化
ホウ素、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ア
ルミニウム、フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウ
ム、フッ化カルシウム、二酸化ケイ素などが挙げられ、
高誘電率のフィラとしては、例えば、炭化ケイ素、酸化
チタンなどが挙げられる。
ホウ素、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ア
ルミニウム、フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウ
ム、フッ化カルシウム、二酸化ケイ素などが挙げられ、
高誘電率のフィラとしては、例えば、炭化ケイ素、酸化
チタンなどが挙げられる。
【００３４】本発明の電機絶縁コイルは、その優れた電
気絶縁性能と高熱伝導率を併せ持ち、該電機絶縁コイル
を回転電機の固定子等に組み込むことで、大容量化が可
能となる。例えば、発電機や高圧交流モータなどの容量
を、同じサイズで拡大することができる。
気絶縁性能と高熱伝導率を併せ持ち、該電機絶縁コイル
を回転電機の固定子等に組み込むことで、大容量化が可
能となる。例えば、発電機や高圧交流モータなどの容量
を、同じサイズで拡大することができる。
【００３５】本発明による電機絶縁コイルは、産業用直
流モータ、電車用モータ、ハイブリッド自動車用発電
機、ハイブリッド自動車用モータ、電気自動車用モータ
などの回転電機にも好適である。
流モータ、電車用モータ、ハイブリッド自動車用発電
機、ハイブリッド自動車用モータ、電気自動車用モータ
などの回転電機にも好適である。
【００３６】
【実施例】本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
なお、実施例および比較例で用いたフィラの種類とその
モース硬度を表１に示す。
なお、実施例および比較例で用いたフィラの種類とその
モース硬度を表１に示す。
【００３７】〔実施例 １〕集成マイカを水中分散させ
抄紙機で抄造した厚さ０.０８ｍｍの未焼成集成マイカ
に、補強材として厚さ０.０３ｍｍのガラスクロスを、
ノボラク型エポキシ樹脂１００重量部に対してＢＦ3モ
ノエチルアミン３重量部を加えた熱硬化性樹脂組成物で
張り合わせシートを作製した。
抄紙機で抄造した厚さ０.０８ｍｍの未焼成集成マイカ
に、補強材として厚さ０.０３ｍｍのガラスクロスを、
ノボラク型エポキシ樹脂１００重量部に対してＢＦ3モ
ノエチルアミン３重量部を加えた熱硬化性樹脂組成物で
張り合わせシートを作製した。
【００３８】次に、ＡｌＦ3ランダム形状フィラ（モー
ス硬度：４）とＳｉＯ2球形フィラ（モース硬度：７）
を体積部９７：３で予め混合したフィラと、ノボラク型
エポキシ樹脂１００重量部に対してＢＦ3モノエチルア
ミン３重量部を加えた熱硬化性樹脂組成物と、メチルエ
チルケトンを重量部で５５：３０：１５で混合したもの
を、ロールコータで塗布し、マイカシートを作製した。
このマイカシートを幅３０ｍｍに切断しマイカテープを
作製した。
ス硬度：４）とＳｉＯ2球形フィラ（モース硬度：７）
を体積部９７：３で予め混合したフィラと、ノボラク型
エポキシ樹脂１００重量部に対してＢＦ3モノエチルア
ミン３重量部を加えた熱硬化性樹脂組成物と、メチルエ
チルケトンを重量部で５５：３０：１５で混合したもの
を、ロールコータで塗布し、マイカシートを作製した。
このマイカシートを幅３０ｍｍに切断しマイカテープを
作製した。
【００３９】図２に示すように、予め素線間絶縁処理を
行った４０ｍｍ×１０ｍｍ×長さ１０００ｍｍの導体１
に、前記マイカテープの半分が重なり合うように７回巻
き、１１０℃で１５分加熱後、さらに圧力５ＭＰａで１
７０℃，６０分加熱することでマイカ絶縁層５を形成
し、これを用いて電機絶縁コイルを作製した。
行った４０ｍｍ×１０ｍｍ×長さ１０００ｍｍの導体１
に、前記マイカテープの半分が重なり合うように７回巻
き、１１０℃で１５分加熱後、さらに圧力５ＭＰａで１
７０℃，６０分加熱することでマイカ絶縁層５を形成
し、これを用いて電機絶縁コイルを作製した。
【００４０】上記マイカ絶縁層５の構成を図３の模式断
面図を用いて説明する。マイカ絶縁層５は素線間絶縁処
理を行った導体１側から、フィラ充填層２とマイカ層３
が交互に積層している。
面図を用いて説明する。マイカ絶縁層５は素線間絶縁処
理を行った導体１側から、フィラ充填層２とマイカ層３
が交互に積層している。
【００４１】上記の電機絶縁コイルの絶縁破壊電圧と、
絶縁層の熱伝導率を測定した結果を表１に示す。なお、
絶縁破壊電圧はＪＩＳ Ｃ２１１６に従い、また、熱伝
導率は絶縁層から直径５０ｍｍの円盤状試験片を採取
し、厚さ方向の値を試験片の表裏の温度差と、定常状態
において貫通する熱量を熱貫流センサーで測定して算出
する装置（ダイナテック社製Ｃ−ＭＡＴＩＣ）により求
めた。
絶縁層の熱伝導率を測定した結果を表１に示す。なお、
絶縁破壊電圧はＪＩＳ Ｃ２１１６に従い、また、熱伝
導率は絶縁層から直径５０ｍｍの円盤状試験片を採取
し、厚さ方向の値を試験片の表裏の温度差と、定常状態
において貫通する熱量を熱貫流センサーで測定して算出
する装置（ダイナテック社製Ｃ−ＭＡＴＩＣ）により求
めた。
【００４２】このようにして作製した電機絶縁コイル
は、絶縁層の熱伝導率が０.５５Ｗ／ｍＫと高く、絶縁
破壊電圧が２８ｋＶ／ｍｍと高い値のものであった。
は、絶縁層の熱伝導率が０.５５Ｗ／ｍＫと高く、絶縁
破壊電圧が２８ｋＶ／ｍｍと高い値のものであった。
【００４３】
【表１】
【００４４】〔実施例 ２〜８〕表１の実施例２〜８に
示した各種フィラを各体積部で混合し、実施例１に示し
た方法で、絶縁層を形成した電機絶縁コイルを作製し
た。
示した各種フィラを各体積部で混合し、実施例１に示し
た方法で、絶縁層を形成した電機絶縁コイルを作製し
た。
【００４５】これら電機絶縁コイルの絶縁破壊電圧とそ
の絶縁層の熱伝導率を測定した結果を表１に示す。な
お、絶縁破壊電圧ならびに熱伝導率は実施例１と同じ手
法により求めた。
の絶縁層の熱伝導率を測定した結果を表１に示す。な
お、絶縁破壊電圧ならびに熱伝導率は実施例１と同じ手
法により求めた。
【００４６】実施例２〜５の場合、絶縁層の熱伝導率が
０.５３〜０.６０Ｗ／ｍＫと高く、電機絶縁コイルの絶
縁破壊電圧が２８〜２９ｋＶ／ｍｍと高い値を示した。
球形フィラを１０体積部添加した実施例６では、絶縁層
の熱伝導率が０.４７Ｗ／ｍＫと若干低下する傾向が見
られた。
０.５３〜０.６０Ｗ／ｍＫと高く、電機絶縁コイルの絶
縁破壊電圧が２８〜２９ｋＶ／ｍｍと高い値を示した。
球形フィラを１０体積部添加した実施例６では、絶縁層
の熱伝導率が０.４７Ｗ／ｍＫと若干低下する傾向が見
られた。
【００４７】また、球形フィラのモース硬度が、球形フ
ィラ以外のフィラのモース硬度よりも小さい実施例７，
８においては、電機絶縁コイルの絶縁破壊電圧が２３〜
２４ｋＶ／ｍｍと若干低下した。
ィラ以外のフィラのモース硬度よりも小さい実施例７，
８においては、電機絶縁コイルの絶縁破壊電圧が２３〜
２４ｋＶ／ｍｍと若干低下した。
【００４８】〔比較例 １〕フィラとして、ＡｌＦ3ラ
ンダム形状フィラ（モース硬度：９）のみを用いて、実
施例１と同様に絶縁層を形成した電機絶縁コイルを作製
した。この電機絶縁コイルの絶縁破壊電圧とその絶縁層
の熱伝導率を測定した結果を表１に示す。
ンダム形状フィラ（モース硬度：９）のみを用いて、実
施例１と同様に絶縁層を形成した電機絶縁コイルを作製
した。この電機絶縁コイルの絶縁破壊電圧とその絶縁層
の熱伝導率を測定した結果を表１に示す。
【００４９】なお、絶縁破壊電圧ならびに熱伝導率は実
施例１と同じ手法により求めた。この場合、電機絶縁コ
イルの絶縁破壊電圧が１８ｋＶ／ｍｍと非常に低かっ
た。
施例１と同じ手法により求めた。この場合、電機絶縁コ
イルの絶縁破壊電圧が１８ｋＶ／ｍｍと非常に低かっ
た。
【００５０】〔比較例 ２〕集成マイカを水中分散させ
抄紙機にて抄造した厚さ０.０８ｍｍの未焼成集成マイ
カに、補強材として厚さ０.０３ｍｍのガラスクロスを
ノボラク型エポキシ樹脂１００重量部に対してＢＦ3モ
ノエチルアミン３重量部を加えた熱硬化性樹脂組成物で
張り合わせたシートを作製した。このマイカシートを幅
３０ｍｍに切断しマイカテープを作製した。
抄紙機にて抄造した厚さ０.０８ｍｍの未焼成集成マイ
カに、補強材として厚さ０.０３ｍｍのガラスクロスを
ノボラク型エポキシ樹脂１００重量部に対してＢＦ3モ
ノエチルアミン３重量部を加えた熱硬化性樹脂組成物で
張り合わせたシートを作製した。このマイカシートを幅
３０ｍｍに切断しマイカテープを作製した。
【００５１】このマイカテープを、予め素線間絶縁処理
を行った断面４０ｍｍ×１０ｍｍ×長さ１０００ｍｍの
導体にマイカテープの半分が重なり合うように１４回巻
き、１１０℃で１５分加熱後、さらに圧力５ＭＰａで１
７０℃，６０分加熱し、フィラを含まない絶縁層を形成
した電機絶縁コイルを作製した。このときの絶縁層の厚
さは、実施例１と同じとした。
を行った断面４０ｍｍ×１０ｍｍ×長さ１０００ｍｍの
導体にマイカテープの半分が重なり合うように１４回巻
き、１１０℃で１５分加熱後、さらに圧力５ＭＰａで１
７０℃，６０分加熱し、フィラを含まない絶縁層を形成
した電機絶縁コイルを作製した。このときの絶縁層の厚
さは、実施例１と同じとした。
【００５２】この電機絶縁コイルの絶縁破壊電圧とその
絶縁層の熱伝導率を測定した結果を表１に示す。
絶縁層の熱伝導率を測定した結果を表１に示す。
【００５３】なお、絶縁破壊電圧ならびに熱伝導率は実
施例１と同じ手法により求めた。この場合、絶縁層の熱
伝導率が０.２２Ｗ／ｍＫと非常に低かった。
施例１と同じ手法により求めた。この場合、絶縁層の熱
伝導率が０.２２Ｗ／ｍＫと非常に低かった。
【００５４】〔実施例 ９〕実施例１で用いたマイカテ
ープを、予め素線間絶縁処理を行った断面７０ｍｍ×幅
１５ｍｍ×長さ２０００ｍｍの導体に半掛け７回巻いた
後、１１０℃で１５分加熱した後、圧力５ＭＰａで１７
０℃，６０分加熱して、絶縁層を形成した電機絶縁コイ
ルを作製した。この電機絶縁コイルを固定子コイルとし
て組み込み回転電機を作製した。
ープを、予め素線間絶縁処理を行った断面７０ｍｍ×幅
１５ｍｍ×長さ２０００ｍｍの導体に半掛け７回巻いた
後、１１０℃で１５分加熱した後、圧力５ＭＰａで１７
０℃，６０分加熱して、絶縁層を形成した電機絶縁コイ
ルを作製した。この電機絶縁コイルを固定子コイルとし
て組み込み回転電機を作製した。
【００５５】図４に、上記回転電機の概略を示す部分断
面図を示す。回転電機は、軸受け２０を保持する固定子
枠１００と、該固定子枠に固定された固定子と、該固定
子の内部に在って軸受け２０に回転自在に支持されて回
転子６０を備えている。固定子は固定子鉄心３０と固定
子スロットに組み込まれた固定子コイル４０を有する。
面図を示す。回転電機は、軸受け２０を保持する固定子
枠１００と、該固定子枠に固定された固定子と、該固定
子の内部に在って軸受け２０に回転自在に支持されて回
転子６０を備えている。固定子は固定子鉄心３０と固定
子スロットに組み込まれた固定子コイル４０を有する。
【００５６】図５に、固定子スロット部の断面斜視図を
示す。固定子のスロット溝５０には、マイカ絶縁層５を
施した固定子コイルが組み込まれており、固定子のスロ
ット溝５０と固定子コイルの間にガラス繊維強化プラス
チックスばね６、楔８、固定子コイルの間にガラス繊維
強化プラスチックスシート７０が挿入されており、楔８
とガラス繊維強化プラスチックスシート７０の間にガラ
ス繊維強化プラスチックスばね９を挟み込み、固定子コ
イルをスロット溝５０に固定している。
示す。固定子のスロット溝５０には、マイカ絶縁層５を
施した固定子コイルが組み込まれており、固定子のスロ
ット溝５０と固定子コイルの間にガラス繊維強化プラス
チックスばね６、楔８、固定子コイルの間にガラス繊維
強化プラスチックスシート７０が挿入されており、楔８
とガラス繊維強化プラスチックスシート７０の間にガラ
ス繊維強化プラスチックスばね９を挟み込み、固定子コ
イルをスロット溝５０に固定している。
【００５７】上記の回転電機の常規電圧２０ｋＶにおけ
る運転試験を行い、抵抗法により測定した固定子コイル
の温度が１００℃に達する際の固定子導体電流量は、１
２,０００Ａであった。
る運転試験を行い、抵抗法により測定した固定子コイル
の温度が１００℃に達する際の固定子導体電流量は、１
２,０００Ａであった。
【００５８】〔比較例 ３〕実施例９に示した方法で、
比較例２で用いたマイカテープで絶縁処理した電機絶縁
コイルを、固定子コイルとして用いた回転電機を作製し
た。この回転電機の常規電圧２０ｋＶにおける運転試験
を行い、抵抗法により測定した固定子コイルの温度が１
００℃に達する際の固定子導体電流量は、９,０００Ａ
であった。本比較例の回転電機は、実施例９のもの比べ
て放熱性の点で劣る。
比較例２で用いたマイカテープで絶縁処理した電機絶縁
コイルを、固定子コイルとして用いた回転電機を作製し
た。この回転電機の常規電圧２０ｋＶにおける運転試験
を行い、抵抗法により測定した固定子コイルの温度が１
００℃に達する際の固定子導体電流量は、９,０００Ａ
であった。本比較例の回転電機は、実施例９のもの比べ
て放熱性の点で劣る。
【００５９】
【発明の効果】本発明によれば、絶縁層の熱伝導率が高
く、絶縁破壊電圧の高い電機絶縁コイルを作製すること
ができる。また、この電機絶縁コイルを回転電機に組み
込むことで、その回転電機の容量拡大が可能となる。
く、絶縁破壊電圧の高い電機絶縁コイルを作製すること
ができる。また、この電機絶縁コイルを回転電機に組み
込むことで、その回転電機の容量拡大が可能となる。
【図１】本発明の電機絶縁コイルの絶縁層の状態図であ
る。
る。
【図２】本発明の電機絶縁コイルの一実施例を示す模式
斜視図である。
斜視図である。
【図３】本発明の電機絶縁コイルの絶縁層の一実施例の
模式断面図である。
模式断面図である。
【図４】本発明に係わる回転電機の一実施例の部分断面
図である。
図である。
【図５】本発明に係わる回転電機の固定子スロット部の
一実施例の断面斜視図である。
一実施例の断面斜視図である。
１…導体、２…フィラ充填層、３…マイカ層、５…マイ
カ絶縁層、６…ガラス繊維強化プラスチックばね、８…
楔、９…ガラス繊維強化プラスチックばね、２０…軸受
け、３０…固定子鉄心、４０…固定子コイル、５０…ス
ロット溝、６０…回転子、７０…ガラス繊維強化プラス
チックシート、１００…固定子枠。
カ絶縁層、６…ガラス繊維強化プラスチックばね、８…
楔、９…ガラス繊維強化プラスチックばね、２０…軸受
け、３０…固定子鉄心、４０…固定子コイル、５０…ス
ロット溝、６０…回転子、７０…ガラス繊維強化プラス
チックシート、１００…固定子枠。
フロントページの続き
(72)発明者 森川 慶一
茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式
会社日立製作所日立工場内
(56)参考文献 特開 平２−19808（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−162112（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−110929（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−145602（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−64754（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02K 3/30
H01F 5/06
H02K 3/34
Claims (8)
- 【請求項１】 フィラおよび熱硬化性樹脂を含むフィラ
充填層と、マイカを含むマイカ層が積層された絶縁層を
導体に巻回して該導体を絶縁処理した電機絶縁コイルで
あって、前記フィラが球形フィラを含むことを特徴とす
る電機絶縁コイル。 - 【請求項２】 前記フィラの１００体積部中に含まれる
前記球形フィラの配合量が１〜７体積部である請求項１
に記載の電機絶縁コイル。 - 【請求項３】 前記フィラが、５Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導
率を有するランダム形状フィラと、１Ｗ／ｍＫ以上の熱
伝導率を有する球形フィラとを有し、前記フィラの最大
粒径がフィラ充填層の厚さよりも小さい請求項１または
２に記載の電機絶縁コイル。 - 【請求項４】 前記球形フィラが、該球形フィラ以外の
フィラのモース硬度以上のモース硬度を有する請求項
１，２または３に記載の電機絶縁コイル。 - 【請求項５】 フィラおよび熱硬化性樹脂を含むフィラ
充填層と、マイカを含むマイカ層が積層された絶縁層を
導体に巻回して該導体を縁処理した電機絶縁コイルを用
いた回転電機であって、前記フィラが球形フィラを含む
ことを特徴とする電機絶縁コイルを用いた回転電機。 - 【請求項６】 前記フィラの１００体積部中に含まれる
前記球形フィラの配合量が１〜７体積部である請求項５
に記載の電機絶縁コイルを用いた回転電機。 - 【請求項７】 前記フィラが、５Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導
率を有するランダム形状フィラと、１Ｗ／ｍＫ以上の熱
伝導率を有する球形フィラとを有し、前記フィラの最大
粒径がフィラ充填層の厚さよりも小さい請求項５または
６に記載の電機絶縁コイルを用いた回転電機。 - 【請求項８】 前記球形フィラが、該球形フィラ以外の
フィラのモース硬度以上のモース硬度を有する請求項
５，６または７に記載の電機絶縁コイルを用いた回転電
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00369198A JP3497719B2 (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | 電機絶縁コイルおよびこれを用いた回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00369198A JP3497719B2 (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | 電機絶縁コイルおよびこれを用いた回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11206055A JPH11206055A (ja) | 1999-07-30 |
| JP3497719B2 true JP3497719B2 (ja) | 2004-02-16 |
Family
ID=11564430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00369198A Expired - Lifetime JP3497719B2 (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | 電機絶縁コイルおよびこれを用いた回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3497719B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4625615B2 (ja) * | 2003-05-22 | 2011-02-02 | 株式会社東芝 | テープ部材とその製造方法及びテープ部材を用いた電磁コイル並びに電磁機器 |
| FR2880827B1 (fr) * | 2005-01-14 | 2008-07-25 | Snecma Moteurs Sa | Presse de forgeage du type a matrices chaudes et moyen d'isolation thermique pour la presse |
| JP5981089B2 (ja) * | 2010-08-23 | 2016-08-31 | トヨタ自動車株式会社 | コイル固定用絶縁樹脂シート、コイル固定用絶縁樹脂シートを用いたモータ用ステータおよびモータ用ステータの製造方法 |
| CN105940467B (zh) * | 2014-01-29 | 2017-08-22 | 三菱电机株式会社 | 绝缘带及其制造方法、定子线圈及其制造方法、以及旋转电机 |
| WO2016104141A1 (ja) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | 三菱電機株式会社 | 絶縁テープ及びその製造方法、並びに固定子コイル及びその製造方法、並びに発電機 |
-
1998
- 1998-01-12 JP JP00369198A patent/JP3497719B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11206055A (ja) | 1999-07-30 |
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