JP5190231B2 - Insulating sheet - Google Patents
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Description
本発明は、モータ/ジェネレータのステータやロータに用いられる絶縁シートに関し、より詳しくは、ステータコアコアやロータコアのスロットに挿入されて配設される絶縁シートに関する。 The present invention relates to an insulating sheet used for a stator or rotor of a motor / generator, and more particularly to an insulating sheet inserted and disposed in a slot of a stator core core or rotor core.
従来、電力によって回転動力を発生させるモータや回転動力を電力に変換するジェネレータなどの装置が、鉄道や電気自動車などに広く用いられており、このモータとジェネレータとは、互いに共通する原理を利用した装置である。そして、鉄道や電気自動車用の駆動用モータなどにおいては、制動時に駆動用モータをジェネレータとして作用させて回生電力を有効活用することなども行われている。
通常、モータやジェネレータには、固定配置されたステータと、該ステータに対して回転可能に設けられたロータとが備えられており、このステータやロータには、エナメル線などの巻線で形成されたコイルが設けられたりしている。
そして、モータにおいては、例えば、ステータの巻線に通電してコイルで磁界を発生させ、該磁界により永久磁石が用いられてなるロータとの間に反発力を発生させてロータを回転させたり、あるいは、ロータの巻線に通電してコイルで磁界を発生させ、永久磁石が用いられたステータとの間に反発力を発生させてロータを回転させたりしている。
また、ジェネレータにおいては、永久磁石が配設されたロータの回転によって生じる磁界の変動によりステータに配設されたコイルに誘導電位を発生させたりしている。
Conventionally, devices such as a motor that generates rotational power using electric power and a generator that converts rotational power into electric power have been widely used in railways, electric vehicles, and the like. The motor and the generator use a common principle. Device. In a drive motor for a railway or an electric vehicle, the regenerative power is effectively used by causing the drive motor to act as a generator during braking.
Usually, a motor or a generator is provided with a fixedly arranged stator and a rotor provided rotatably with respect to the stator, and the stator and the rotor are formed by windings such as enamel wires. Coil is provided.
And in the motor, for example, by energizing the windings of the stator and generating a magnetic field in the coil, the magnetic field is used to generate a repulsive force between the permanent magnet and the rotor, Alternatively, the rotor winding is energized to generate a magnetic field with the coil, and a repulsive force is generated between the stator and the permanent magnet, thereby rotating the rotor.
Further, in the generator, an induced potential is generated in a coil provided in the stator by a change in a magnetic field generated by rotation of a rotor in which a permanent magnet is provided.
このコイルは、通常、ステータコアやロータコアに形成されたスロットと呼ばれる溝の内部に巻線を配設させてステータやロータに備えられている。
このスロットは、通常、モータやジェネレータの回転軸方向と平行な方向に沿って延在されており、前記回転軸周りに、略均等な間隔でステータコアやロータコアの表面に複数条形成されている。
そして、スロットは、ステータコアやロータコアの全長にわたる長さに形成されておりステータコアやロータコアの両端面には開口部が形成されている。
このステータコアやロータコアの形成には、モータやジェネレータの運転効率の観点から高い透磁率を有する鋼材などが用いられている。
そのため、例えば、巻線とコア端面のエッジ部との接触などで巻線の絶縁被膜に傷が発生することを防止すべく、巻線は、スロットライナやウェッジなどの絶縁シートで包囲されてスロット内に配設されている(特許文献1参照)。
このスロットライナやウェッジなどの絶縁シートには、特許文献1に記載されているようなマイカシートや、あるいは、アラミド紙などが広く用いられている。
This coil is usually provided in a stator or rotor by arranging a winding in a groove called a slot formed in the stator core or rotor core.
The slots normally extend along a direction parallel to the rotation axis direction of the motor or generator, and a plurality of slots are formed on the surface of the stator core or the rotor core around the rotation axis at substantially equal intervals.
And the slot is formed in the length over the full length of a stator core or a rotor core, and the opening part is formed in the both end surfaces of a stator core or a rotor core.
For the formation of the stator core and the rotor core, a steel material having a high magnetic permeability is used from the viewpoint of the operation efficiency of the motor and the generator.
Therefore, for example, in order to prevent damage to the insulating film of the winding due to contact between the winding and the edge portion of the core end surface, the winding is surrounded by an insulating sheet such as a slot liner or a wedge. (Refer to Patent Document 1).
As the insulating sheets such as slot liners and wedges, mica sheets as described in
この絶縁シートは、特許文献2に記載されているように、通常、ステータコアやロータコアの端面の開口部からスロット内に挿入されて配設されており、特に、アラミド紙は、一般的な樹脂フィルムなどに比べてすべり性に優れた表面性状を有しており、スロットへの挿入作業時の作業性に優れている。 As described in Patent Document 2, this insulating sheet is usually disposed by being inserted into a slot from an opening on an end surface of a stator core or a rotor core. In particular, aramid paper is a general resin film. Compared to the above, it has a surface property that is excellent in sliding property, and is excellent in workability during insertion into the slot.
ところで、モータやジェネレータには、特に近年、小型で高効率なものが求められており、巻線の占積率の増大が求められている。
従来、マイカシートやアラミド紙は、樹脂フィルムなどに比べて薄肉化によってピンホールなどが形成されやすく、絶縁信頼性の低下を抑制しつつ薄肉化させることが困難である。
しかも、アラミド紙は、同じ厚みの樹脂フィルムに比べてコシがなく、座屈を生じ易いことから薄肉化させるとスロットへの挿入時に座屈を生じさせるおそれがある。
さらには、アラミド紙は、そもそも50μm以上の製品しか市販されておらず樹脂フィルムと違って50μm未満の薄手の製品を入手すること自体困難である。
このようなことから、従来のスロットライナやウェッジなどの絶縁シートとしては、複数枚のマイカシートやアラミド紙が接着剤を介して複数枚積層された積層構造を有する厚みの厚いものしか用いられておらず、従来の絶縁シートは、通常、数百μm程度の厚みを有している。
そして、スロット内の巻線の占積率が高い場合においても優れたスロット挿入作業性を有する絶縁シートは、アラミド紙以外にはいまだ見出されておらず、スロット挿入作業性の低下を抑制しつつ絶縁シートを薄肉化させることが従来困難な状況となっている。
By the way, in recent years, motors and generators are required to be small and highly efficient, and an increase in the space factor of the winding is required.
Conventionally, mica sheets and aramid paper are more likely to have pinholes or the like due to thinning than resin films, and it is difficult to reduce the thickness while suppressing a decrease in insulation reliability.
Moreover, since aramid paper is less stiff than a resin film having the same thickness and tends to buckle, if it is made thin, it may cause buckling when inserted into a slot.
Furthermore, since aramid paper is only commercially available with a product of 50 μm or more, unlike a resin film, it is difficult to obtain a thin product of less than 50 μm.
For this reason, only a thick sheet having a laminated structure in which a plurality of mica sheets or aramid papers are laminated via an adhesive is used as an insulating sheet such as a conventional slot liner or wedge. In addition, the conventional insulating sheet usually has a thickness of about several hundred μm.
An insulation sheet having excellent slot insertion workability even when the space factor of the windings in the slot is high has not yet been found except for aramid paper, and suppresses the deterioration of slot insertion workability. However, it has been difficult to reduce the thickness of the insulating sheet.
したがって、スロットにおける巻線の収容スペースの拡大も困難となっており、モータやジェネレータにおける占積率の増大という要望を満足させることが困難な状況となっている。 Therefore, it is difficult to expand the space for accommodating the winding in the slot, and it is difficult to satisfy the demand for an increase in the space factor of the motor or generator.
本発明の課題は、スロットへの挿入作業性の低下を抑制しつつ薄肉化された絶縁シートを提供することにある。 The subject of this invention is providing the insulating sheet thinned, suppressing the fall of the workability | operativity to insertion in a slot.
本発明者らは、絶縁シートの表面性状に着目して、スロットへの挿入作業性について鋭意検討を行ったところ、所定表面粗さを有する樹脂フィルムがアラミド紙と同等のすべり性を有していることを見出して本発明の完成に到ったのである。
すなわち、本発明は、前記課題を解決すべく、モータ/ジェネレータのステータコアまたはロータコアのスロットに挿入されて配設される絶縁シートであって、算術平均粗さ(Ra)0.05μm以上0.1μm以下、且つ、最大高さ粗さ(Rz)0.5μm以上1.0μm以下の表面粗さを有する樹脂フィルムが用いられており、しかも、前記表面粗さを有する面を前記スロットの内壁面と接する表面に露出させた状態で前記樹脂フィルムが用いられていることを特徴とする絶縁シートを提供する。
The inventors of the present invention focused on the surface properties of the insulating sheet and conducted intensive studies on the workability of insertion into the slot. As a result, the resin film having a predetermined surface roughness has slipperiness equivalent to that of aramid paper. As a result, the present invention has been completed.
That is, the present invention is an insulating sheet that is inserted and disposed in a slot of a stator core or a rotor core of a motor / generator to solve the above problems, and has an arithmetic average roughness (Ra) of 0.05 μm or more and 0.1 μm. A resin film having a surface roughness of 0.5 μm or more and 1.0 μm or less is used, and the surface having the surface roughness is defined as an inner wall surface of the slot. Provided is an insulating sheet in which the resin film is used in a state where the resin film is exposed on a surface in contact therewith.
なお、本明細書中における“モータ/ジェネレータ”との用語は、“モータのみとして機能するもの”、“ジェネレータのみとして機能するもの”、及び、“モータとしてもジェネレータとしても機能するもの”の全てを包含する意味で用いている。 In this specification, the term “motor / generator” is any of “things that function only as motors”, “things that function only as generators”, and “things that function as both motors and generators”. It is used in the meaning including.
本発明によれば、絶縁シートに算術平均粗さ(Ra)0.05μm以上0.1μm以下、且つ、最大高さ粗さ(Rz)0.5μm以上1.0μm以下の表面粗さを有する樹脂フィルムが用いられており、しかも、前記表面粗さを有する面を絶縁シートの表面に露出させた状態で前記樹脂フィルムが用いられている。
したがって、絶縁シートの表面を、アラミド紙が用いられた従来の絶縁シートと同等のすべり性とし得る。
しかも、樹脂フィルムを用いることで、アラミド紙を用いる場合に比べてピンホールの発生を抑制しつつ薄肉化を実施し得る。
さらには、樹脂フィルムを用いることで、アラミド紙を用いる場合に比べて絶縁シートにコシを付与させ易く座屈強度を向上させ得る。
すなわち、スロットへの挿入作業性の低下を抑制しつつ薄肉化された絶縁シートを提供し得る。
According to the present invention, the insulating sheet has an arithmetic average roughness (Ra) of 0.05 μm or more and 0.1 μm or less and a maximum height roughness (Rz) of 0.5 μm or more and 1.0 μm or less of the surface roughness. A film is used, and the resin film is used in a state where the surface having the surface roughness is exposed on the surface of the insulating sheet.
Therefore, the surface of the insulating sheet can be made to have the same slipperiness as a conventional insulating sheet using aramid paper.
In addition, by using a resin film, it is possible to reduce the thickness while suppressing the generation of pinholes compared to the case of using aramid paper.
Furthermore, by using a resin film, it is easier to impart stiffness to the insulating sheet than in the case of using aramid paper, and the buckling strength can be improved.
That is, it is possible to provide a thin insulating sheet while suppressing a decrease in workability of insertion into the slot.
以下に、本発明の好ましい実施の形態について(添付図面に基づき)説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described (based on the accompanying drawings).
図1は、回転軸に垂直な平面で誘導モータを切断した場合の断面の概略を示した概略図であり、図2は、図1において記号「A」で示されている破線で囲まれた領域を拡大した拡大図である。 FIG. 1 is a schematic view showing an outline of a cross section when the induction motor is cut in a plane perpendicular to the rotation axis, and FIG. 2 is surrounded by a broken line indicated by a symbol “A” in FIG. It is the enlarged view to which the area | region was expanded.
10は、誘導モータの略中心部に配設された細長い円柱形状を有する回転軸を表している。
20は、該回転軸10の外周側に周設されているロータコアを表しており、該ロータコアは、前記回転軸10を挿通させ得る貫通孔を一端側から他端側に貫通させた全体略円筒形状に形成されている。
該回転軸10とロータコア20とは、固定一体化されて前記回転軸10周りに回転可能な状態で誘導モータに備えられている。
Reference numeral 10 denotes a rotating shaft having an elongated cylindrical shape disposed at a substantially central portion of the induction motor.
The rotary shaft 10 and the
30は、誘導モータ内に固定されて配設されているステータコアを表しており、該ステータコア30は、前記ロータコア20の円筒形状の外径よりも僅かに大きな内径を有する全体略円筒形状に形成されており、しかも、円筒形状の内側に形成されている中空領域をモータの回転軸が延在する方向に沿わせた状態で誘導モータ内に固定されて配設されている。
そして、ステータコア30は、その円筒形状の内周面とロータコア20の外周面との間に僅かに空隙を形成させて中空領域にロータコア20を収容させた状態で誘導モータに配設されている。
The
31は、ステータコア30の内周面側に形成された複数条のスロットを表しており、この複数のスロット31は、前記回転軸10の延在方向に略平行して延在されており、しかも、隣接するスロット31が互いに略平行して配設されている。
そして、ステータコア30の内周面側には、このスロット31によって、ステータコア30の一端側から他端側にいたる長さ(テータコア30の全長)を有する直線状の開口部31aが互いに略平行して複数形成されている。
また、スロット31は、ステータコア30を長さ方向に貫通する状態で形成されており、ステータコア30の一方の端面と他方の端面には、スロット31の断面形状と同形状の開口部が形成されている。
さらに、ステータコア30の内周面から外周側に向けてのスロット30の深さは、全てのスロット31において略同一深さとされている。
Further, on the inner peripheral surface side of the
The
Further, the depth of the
32は、ステータコア30の内周面側に形成された複数のスロット11によって、回転軸10方向に向けて突出した状態に形成されたティースである。
該ティース32は、突出方向先端部に他部よりも広幅に形成された広幅部32aを有しており、スロット30の延在方向(回転軸10の延在方向)に垂直な平面による断面が略T字状となる形状を有している。
このロータコア20やステータコア30の形成には、特に限定されるものではないが、例えば、電磁鋼板を前記回転軸10の軸方向に積層させた積層体などを用いることができる。
32 is a tooth formed in a state of projecting in the direction of the rotary shaft 10 by a plurality of slots 11 formed on the inner peripheral surface side of the
The
The formation of the
40は、このスロット31に収容されてステータコア30とともにステータを構成するコイルに用いられている巻線を表している。
そして、51は、該巻線40とスロット31の内壁面との間に介装された状態でステータに配設されており、主として、巻線40がステータコア30に収容される前にスロット31に挿入されて配設される絶縁シート(以下「スロットライナ」ともいう)であり、該スロットライナ51は、スロット31の延在方向(回転軸10の延在方向)に垂直な平面による断面が、回転軸10方向に向けて開口された略コの字状となる状態で配設されている。
また、スロットライナ51は、スロット31の長さよりも僅かに長く形成されており、ステータコア30の一方の端面と他方の端面とに形成されたスロット31の開口部のエッジ部分と巻線40とが直接接触して、巻線40が傷ついたりすることを防止し得るように、その両端部を、ステータコア30の端面に形成されたスロット31の開口部からそれぞれ突出させて配設されている。
51 is disposed in the stator in a state of being interposed between the winding 40 and the inner wall surface of the
The
52は、スロットライナ51とともに用いられ、主として、巻線40がステータコア30に収容された後にスロット31に挿入されて配設される絶縁シート(以下「ウェッジ52」ともいう)を表している。
このウェッジ52は、スロットライナ51の回転軸10方向の開口部を覆う状態で配設されており、スロットライナ51のコの字状断面に対向するコの字状断面を有し、スロットライナ51とウェッジ52とは、そのコの字形状の先端部を重畳させてスロット31内に配設されている。
そして、スロット31内においては、ウェッジ52のコの字状断面形状における先端部は、スロットライナ51のコの字状断面形状における先端部よりも外側に位置させて重畳されている。
すなわち、スロット31内においては、ウェッジ52のコの字形状における先端部は、スロットライナ51のコの字形状における先端部とスロット31の内壁面との間に挟持された状態とされている。
このウェッジ52もスロット31の長さよりも僅かに長く形成されており、巻線40は、スロット31内においては、このスロットライナ51とウェッジ52とにより包囲されてステータコア30に配設されている。
The
In the
That is, in the
The
このスロットライナ51、ならびに、ウェッジ52は、いずれも単一の樹脂フィルムで形成されており、しかも、その表面は算術平均粗さ(Ra)0.05μm以上0.1μm以下、且つ、最大高さ粗さ(Rz)0.5μm以上1.0μm以下の表面粗さを有している。
アラミド紙が用いられた従来のスロットライナやウェッジは、通常、350μm程度の厚さを有する。したがって、このような従来のスロットライナやウェッジに対しては、前記樹脂フィルムが、例えば、330μm以下の厚みであれば巻線の占積率を向上させ得る。
また、前記樹脂フィルムとしては、300μm以下であることがより好ましく、200μm以下であることがさらに好ましい。
なお、絶縁シートの厚みを薄肉化させると、薄肉化とともに座屈強度が低下するおそれがある。したがって、このような厚みの薄い樹脂フィルムとしては、成形品の曲げ弾性率が高い値を示す樹脂が用いられて形成されたものが好適である。
Each of the
Conventional slot liners and wedges using aramid paper usually have a thickness of about 350 μm. Therefore, for such a conventional slot liner and wedge, the space factor of the winding can be improved if the resin film has a thickness of 330 μm or less, for example.
Moreover, as the said resin film, it is more preferable that it is 300 micrometers or less, and it is further more preferable that it is 200 micrometers or less.
Note that when the thickness of the insulating sheet is reduced, the buckling strength may decrease as the thickness is reduced. Therefore, as the resin film having such a small thickness, a resin film formed using a resin having a high bending elastic modulus is preferable.
また、上記のような表面粗さを有する樹脂フィルムが用いられるのは、算術平均粗さ(Ra)が上記範囲から外れた値となる場合には、スロット31内壁面との間のすべり性に乏しいものとなり、スロット31への挿入時に引っ掛かりを生じて絶縁シートに座屈が発生したり、シワが生じたりして挿入作業性を低下させるおそれを有するためである。
また、最大高さ粗さ(Rz)が1.0μmを超えると、この最大高さ粗さ(Rz)を有する箇所において裂けが発生したりするおそれがあるためである。
なお、樹脂フィルムの表裏両面が必ずしも上記表面粗とされていなくともよく、要すれば、スロットライナ51やウェッジ52などの絶縁シートがスロット31の内壁面と接触する表面側のみが上記粗さとなるように、例えば、一面側が算術平均粗さ(Ra)0.05μm以上0.1μm以下、且つ、最大高さ粗さ(Rz)0.5μm以上1.0μm以下の表面粗さを有し、他面側が表面平滑に形成された樹脂フィルムを用いることも可能である。
In addition, the resin film having the surface roughness as described above is used because of the slip property between the inner wall surface of the
In addition, if the maximum height roughness (Rz) exceeds 1.0 μm, tearing may occur at a portion having the maximum height roughness (Rz).
Note that the front and back surfaces of the resin film need not necessarily have the above-mentioned surface roughness, and if necessary, only the surface side where the insulating sheet such as the
なお、この算術平均粗さ(Ra)ならびに最大高さ粗さ(Rz)については、JIS B601−2001に定義されており、例えば、株式会社東京精密製の表面粗さ測定器(型名「SURCOM 1400D−3DF」)を用いて、触針先端半径R=2μm、評価長さ10mm、基準長さ2mm、カットオフ値 0.8mm、ならびに、測定速度3mm/秒の測定条件により測定することができる。 The arithmetic average roughness (Ra) and the maximum height roughness (Rz) are defined in JIS B601-2001. For example, a surface roughness measuring instrument (model name “SURCOM” manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.). 1400D-3DF "), and can be measured under measurement conditions of a stylus tip radius R = 2 μm, an evaluation length of 10 mm, a reference length of 2 mm, a cutoff value of 0.8 mm, and a measurement speed of 3 mm / second. .
このスロットライナ51やウェッジ52などの絶縁シートに用いる樹脂フィルムとしては、絶縁性とともに優れた耐熱性を有し、例えば、直流にあっては750Vを、交流にあっては600Vを超える電圧で運転される高圧モータなどにおいても好適に使用し得る点において、ポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリフェニレンサルファイド樹脂フィルム、および、超高分子量ポリエチレン樹脂フィルムの内のいずれかであることが好ましい。
なかでも、ポリイミド樹脂フィルムや超高分子量ポリエチレン樹脂フィルムが特に好適である。
As a resin film used for insulating sheets such as the
Of these, polyimide resin films and ultrahigh molecular weight polyethylene resin films are particularly suitable.
また、一面側に例えばポリイミド樹脂が用いられ、他面側に例えば超高分子量ポリエチレン樹脂が用いられるなどして異なる樹脂が積層されて形成された2層構造の樹脂フィルムや、あるいは、3層以上の積層構造を有する樹脂フィルムなども絶縁シートに用いることができる。
例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートフィルムを中心層とし、接着層を介してこの中心層の両面にポリイミド樹脂フィルムや超高分子量ポリエチレン樹脂フィルムを用いて表面層を形成させた、表面層/接着層/中心層/接着層/表面層の5層構造の積層フィルムを絶縁シートとして用いることも可能である。
このような構造を採用することにより、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートフィルムの優れた座屈強度を絶縁シートに反映させつつ、ポリイミド樹脂フィルムや超高分子量ポリエチレン樹脂フィルムの優れた耐湿熱性や耐電圧特性を絶縁シートに反映させることができる。
Also, a two-layer resin film formed by laminating different resins such as using a polyimide resin on one side and using an ultra-high molecular weight polyethylene resin on the other side, or three or more layers A resin film having a laminated structure of can also be used for the insulating sheet.
For example, a surface layer / adhesive layer in which a polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate film is used as a central layer, and a surface layer is formed on both surfaces of the central layer using a polyimide resin film or an ultrahigh molecular weight polyethylene resin film via an adhesive layer. A laminated film having a five-layer structure of / center layer / adhesive layer / surface layer can also be used as an insulating sheet.
By adopting such a structure, the excellent buckling strength of polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate film is reflected in the insulation sheet, while the excellent moisture and heat resistance and voltage resistance characteristics of polyimide resin film and ultrahigh molecular weight polyethylene resin film are reflected. Can be reflected on the insulating sheet.
なお、この“超高分子量ポリエチレン”との用語は、本明細書中においては、JIS K 6936−1、−2に記載されているようにJIS K 7210によるメルトフローレートを測定することができず、190℃、21.6kgの条件によりメルトマスフローレート(MFR)を測定した際に0.1g/10min未満となるポリエチレン材料を意図して用いている。 In this specification, the term “ultra high molecular weight polyethylene” cannot measure the melt flow rate according to JIS K 7210 as described in JIS K 6936-1 and -2. , 190 ° C., 21.6 kg, and a polyethylene material that is less than 0.1 g / 10 min when a melt mass flow rate (MFR) is measured is intentionally used.
このような、樹脂フィルムで形成されたスロットライナ51やウェッジ52は、ステータコア30の一端面に形成された開口部からスロット31の延在方向に沿ってスロット31内に挿入する際に、スロット31内壁面との間に優れたすべり性を発揮し、引っ掛かりを生じて絶縁シートに座屈が発生したり、シワが生じたりして挿入作業性が低下するおそれを抑制させ得る。
しかも、スロット31内における巻線40の収容スペースを、従来に比べて増大させ得る。
Such a
Moreover, the space for accommodating the winding 40 in the
このことについて、示す従来のスロットライナ51xや従来のウェッジ52xを配設させた場合の概略断面図である図3を参照しつつさらに説明する。
従来のスロットライナ51xやウェッジ52xは、例えば、ポリエステル樹脂フィルムの両面に接着剤を介してアラミド紙が接着されて形成されていたり、あるいは、複数枚のマイカシートが積層されていたりして、数百μm程度の厚みに形成されている。
このようにスロットライナ51xやウェッジ52xの厚みが厚いため、スロット31の内部における巻線40の収容スペースが圧迫されて占積率の高い状態でステータコア30にコイルを配設することが従来困難であった。
また、このような積層構造を有する従来のスロットライナ51xは、コシが必要以上に強く、マイカシートなどが用いられているような場合においては、特に剛直なものとなっている。
そのため、スロット31の内面形状に沿わせて配設することが困難で、例えば、角部Cなどのスロット31の内壁が曲折する箇所においては、スロット31の内壁面とスロットライナ51xとの間にすき間Aが生じやすく、該すき間がデッドスペースとなってスロット31の収容スペースを巻線40の収容のために十分有効に活用することが困難であった。
This will be further described with reference to FIG. 3 which is a schematic cross-sectional view in the case where the conventional slot liner 51x and the conventional wedge 52x are provided.
The conventional slot liner 51x and wedge 52x are formed, for example, by bonding aramid paper on both sides of a polyester resin film via an adhesive, or by laminating a plurality of mica sheets. It is formed to a thickness of about 100 μm.
As described above, since the slot liner 51x and the wedge 52x are thick, it is conventionally difficult to arrange the coil on the
Further, the conventional slot liner 51x having such a laminated structure is stronger than necessary, and is particularly rigid when a mica sheet or the like is used.
Therefore, it is difficult to arrange along the inner surface shape of the
一方で、本発明に係るスロットライナ51やウェッジ52などの絶縁シートにおいては、スロット31の角部などにおいてもすき間が生じにくく、スロット31の収容スペースを巻線40の収容のために十分有効に活用させ得るばかりでなく、スロットライナ51やウェッジ52自体の厚みも50μm以下となっていることから、従来のスロットライナ51xやウェッジ52xを用いた場合に比べて、スロット31内における巻線40の収容スペースを増大させることができ、占積率の高い状態でステータコア30にコイルを配設することができる。
On the other hand, in the insulating sheets such as the
なお、本実施形態においては、誘導モータのステータコアに設けられたスロットに挿入されてステータコアに配設されるスロットライナとウェッジとを例に絶縁シートを説明したが、本発明に係る絶縁シートの用途を上記のような場合に限定するものではない。
本実施形態においては、すべり性などの特性を挿入作業性に特に反映させ得る点においてスロットライナとウェッジとを例に説明したが、本発明は、絶縁シートをこれらに限定するものではなく、スロットに挿入されてステータコアに配設されるもの全般を意図している。
In the present embodiment, the insulating sheet has been described taking the slot liner and the wedge inserted into the slot provided in the stator core of the induction motor as an example, but the use of the insulating sheet according to the present invention. Is not limited to the above case.
In the present embodiment, the slot liner and the wedge have been described as examples in that the characteristics such as the slip property can be particularly reflected in the insertion workability, but the present invention does not limit the insulating sheet to these, In general, it is intended to be inserted into the stator core and disposed on the stator core.
そして、本実施形態においては、ステータコアに配設される場合を例に絶縁シートを説明したが、本発明は、絶縁シートをステータコアに配設されるものに限定するものではなくロータコアに配設されるものであってもよい。
また、本実施形態においては、モータのステータコアに配設される場合を例に絶縁シートを説明したが、本発明に係る絶縁シートは、モータのステータやロータに用途が限定されるものではなく、ジェネレータのステータやロータ、あるいは、モータとしてもジェネレータとしても機能する装置のステータやロータにも本実施形態と同様に用いることも可能である。
In the present embodiment, the insulating sheet has been described by way of example in which the insulating sheet is disposed on the stator core. However, the present invention is not limited to the insulating sheet disposed on the stator core, and is disposed on the rotor core. It may be a thing.
Further, in the present embodiment, the insulating sheet has been described by way of example in the case where it is disposed in the stator core of the motor, but the insulating sheet according to the present invention is not limited to the stator or rotor of the motor, The present invention can also be used for the stator and rotor of a generator, or the stator and rotor of a device that functions as both a motor and a generator.
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to these.
(実施例1)
(絶縁シート)
(樹脂フィルム)
実施例1の絶縁シートには、以下のような積層構造を有する樹脂フィルムを用いた。
構造:ポリイミド樹脂層(25μm)/接着層(15μm)/ポリエチレンナフタレート樹脂層(250μm)/接着層(15μm)/ポリイミド樹脂層(25μm)の5層構造の総厚み330μm
表面粗さ(ポリイミド樹脂層の表面粗さ):算術平均粗さ(Ra)=0.07μm、最大高さ粗さ(Rz)=0.78μm
なお、この表面粗さは、JIS B601−2001に準拠して、株式会社東京精密製の表面粗さ測定器(型名「SURCOM 1400D−3DF」)を用いて、触針先端半径R=2μm、評価長さ10mm、基準長さ2mm、カットオフ値 0.8mm、ならびに、測定速度3mm/秒の測定条件により測定したものである。
Example 1
(Insulating sheet)
(Resin film)
For the insulating sheet of Example 1, a resin film having the following laminated structure was used.
Structure: Total thickness 330 μm of five-layer structure of polyimide resin layer (25 μm) / adhesive layer (15 μm) / polyethylene naphthalate resin layer (250 μm) / adhesive layer (15 μm) / polyimide resin layer (25 μm)
Surface roughness (surface roughness of polyimide resin layer): arithmetic average roughness (Ra) = 0.07 μm, maximum height roughness (Rz) = 0.78 μm
In addition, this surface roughness is based on JIS B601-2001, using a surface roughness measuring instrument (model name “SURCOM 1400D-3DF”) manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., stylus tip radius R = 2 μm, It is measured under measurement conditions of an evaluation length of 10 mm, a reference length of 2 mm, a cutoff value of 0.8 mm, and a measurement speed of 3 mm / second.
(ウエッジ成形)
上記樹脂フィルムを図4に示すような幅9mmの矢羽形状に切断した後に、図中の破線に沿って幅方向両端部を同方向に90度折り曲げて断面コの字状のウェッジを作製した。
(Wedge molding)
After the resin film was cut into an arrow feather shape having a width of 9 mm as shown in FIG. 4, both ends in the width direction were bent 90 degrees in the same direction along the broken line in the figure to produce a wedge with a U-shaped cross section. .
(評価)
(挿入作業性)
ウエッジ挿入機を用いて、スロットへの挿入作業性を評価した。
作業性については、後段に示す従来のウェッジ(従来例)を基準として、従来例と同等の場合「○」として判定した。
また、従来のウェッジよりも、座屈などが生じにくく滑らかに挿入することができた場合を「◎」として判定した。
さらに、座屈や引っ掛かりなどが発生しやすく、従来のウェッジよりも、慎重な作業を必要とする場合を「×」として判定した。
(Evaluation)
(Insertion workability)
Using a wedge insertion machine, the insertion workability into the slot was evaluated.
Regarding workability, a conventional wedge (conventional example) shown later is used as a reference, and it is determined as “◯” when it is equivalent to the conventional example.
Further, the case where buckling or the like was less likely to occur than in the conventional wedge and the insertion was smooth could be determined as “◎”.
Furthermore, the case where buckling or catching is likely to occur and a more careful work than the conventional wedge is required was determined as “x”.
(座屈強度の測定)
また、あわせて座屈強度の測定を実施した。
測定は、以下のように実施した。
まず、幅57mm×長さ62mmの試料を2枚用意し、この2枚の試料をいずれも長さ方向中央部にて直角に折り曲げた。
この折り曲げた試料同士を対向させて互いの端部をつきあわせて、四角筒(31mm角×長さ57mm)状の試料となし、この四角筒状試料の下端側を内寸31mm角の正方形の有底型枠に装着した。
さらに、同型の型枠を四角筒状試料の上端側に装着し、この上下の型枠間の距離を5mm/minの速度で縮め型枠同士が接触する前に観察される最大応力の値を座屈強度として測定した(図5参照)。
結果を、表1に示す。
(Measurement of buckling strength)
In addition, the buckling strength was measured.
The measurement was performed as follows.
First, two samples having a width of 57 mm and a length of 62 mm were prepared, and both of the two samples were bent at a right angle at the center in the length direction.
The folded samples are made to face each other, and the ends of the samples are brought together to form a square tube (31 mm square × 57 mm long) sample. The lower end of the square tube sample is a square with an inner size of 31 mm square. Mounted on bottomed formwork.
Furthermore, the same type mold is mounted on the upper end side of the square cylindrical sample, the distance between the upper and lower molds is reduced at a speed of 5 mm / min, and the maximum stress value observed before the molds come into contact with each other is calculated. The buckling strength was measured (see FIG. 5).
The results are shown in Table 1.
(比較例1)
最大高さ粗さ(Rz)=0.3μmのポリイミド樹脂層を形成させたこと以外は実施例1と同様にウェッジを作製し、実施例1と同様に評価を実施した。
結果を、表1に示す。
(Comparative Example 1)
A wedge was prepared in the same manner as in Example 1 except that a polyimide resin layer having a maximum height roughness (Rz) = 0.3 μm was formed, and evaluation was performed in the same manner as in Example 1.
The results are shown in Table 1.
(従来例)
アラミド紙(商品名「ノーメックスペーパー」:50μm)/接着層(21μm)/ポリエチレンナフタレート樹脂層(188μm)/接着層(21μm)/アラミド紙(商品名「ノーメックスペーパー」:50μm)の5層構造の総厚み340μmの従来広く用いられている絶縁シートを用いた以外は、実施例1と同様にウェッジを作製し実施例1と同様に、この従来例の評価を実施した。
結果を、表1に示す。
(Conventional example)
Aramid paper (trade name “NOMEX paper”: 50 μm) / adhesive layer (21 μm) / polyethylene naphthalate resin layer (188 μm) / adhesive layer (21 μm) / aramid paper (trade name “NOMEX paper”: 50 μm) Except for using a conventionally widely used insulating sheet having a total thickness of 340 μm, a wedge was produced in the same manner as in Example 1 and evaluation of this conventional example was performed in the same manner as in Example 1.
The results are shown in Table 1.
(比較例2)
比較例2として、厚み約250μmのアラミド紙(商品名「ノーメックスペーパー」)単独のシートを絶縁シートとし実施例1と同様にウェッジを作製し実施例1と同様に評価を実施した。
結果を、表1に示す。
(Comparative Example 2)
As Comparative Example 2, a wedge was prepared in the same manner as in Example 1 using a single sheet of aramid paper (trade name “Nomex Paper”) having a thickness of about 250 μm as an insulating sheet, and evaluation was performed in the same manner as in Example 1.
The results are shown in Table 1.
(比較例3)
比較例3として、厚み約370μmのアラミド紙(商品名「ノーメックスペーパー」)単独のシートを絶縁シートとし実施例1と同様にウェッジを作製し実施例1と同様に評価を実施した。
結果を、表1に示す。
(Comparative Example 3)
As Comparative Example 3, wedges were produced in the same manner as in Example 1 using a single sheet of aramid paper (trade name “Nomex Paper”) having a thickness of about 370 μm as an insulating sheet, and evaluation was performed in the same manner as in Example 1.
The results are shown in Table 1.
この表1からも、本発明によれば、アラミド紙などが用いられた従来の絶縁シートに比べてスロットへの挿入作業性が低下することが抑制され、しかも、従来の絶縁シートに比べて薄肉化を図ることができる絶縁シートを提供し得ることがわかる。 Also from Table 1, according to the present invention, it is possible to suppress the workability of insertion into the slot from being lowered as compared with the conventional insulating sheet using aramid paper or the like, and to be thinner than the conventional insulating sheet. It can be seen that an insulating sheet that can be made simple can be provided.
10:回転軸、20:ロータコア、30:ステータコア、31:スロット、32:ティース、32a:広幅部、40:巻線、51、51x:スロットライナ、52、52x:ウェッジ、A:すき間、C:角部 10: Rotating shaft, 20: Rotor core, 30: Stator core, 31: Slot, 32: Teeth, 32a: Wide part, 40: Winding, 51, 51x: Slot liner, 52, 52x: Wedge, A: Clearance, C: Corner
Claims (4)
算術平均粗さ(Ra)0.05μm以上0.1μm以下、且つ、最大高さ粗さ(Rz)0.5μm以上1.0μm以下の表面粗さを有する樹脂フィルムが用いられており、しかも、前記表面粗さを有する面を前記スロットの内壁面と接する表面に露出させた状態で前記樹脂フィルムが用いられていることを特徴とする絶縁シート。 An insulating sheet inserted and disposed in a slot of a stator core or rotor core of a motor / generator,
A resin film having an arithmetic average roughness (Ra) of 0.05 μm or more and 0.1 μm or less and a maximum height roughness (Rz) of 0.5 μm or more and 1.0 μm or less is used, The insulating sheet, wherein the resin film is used in a state where a surface having the surface roughness is exposed on a surface in contact with an inner wall surface of the slot .
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