JPH02106812A - 取り巻く絶縁体を有する導電体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、導電体で、その導電体を取り巻く電気絶縁体
が与えられた導電体に関する。

〔従来の技術〕

米国特許第４，４９３，８７３号及び第４，５４６，０
４１号明細書には、微粉状酸化アルミニウムを含む有機
重合体の形の、導電体上に配列された層からなる電気絶
縁体が与えられた導電体が記載されている。絶縁体に酸
化アルミニウムを配合することは、その絶縁体のコロナ
（部分的放電）に対する抵抗性を増大するであろう。

〔発明の開示〕

本発明によれば、既知の導体よりもがなり長い時間コロ
ナに耐えられる絶縁された導体を与えることが可能であ
ることが見出された。本発明によれば、これは、下で述
べる固有抵抗を有する酸化クロム、酸化鉄又は金属フタ
ロシアニンの少なくとも一種類を充分な量て有機重合体
の形の絶縁体中に配合することにより達成される。

記載された既知の場合で用いられている酸化アルミニウ
ムは、上述の種類の酸化クロム、酸化鉄及び金属フタロ
シアニンよりもかなり大きな固有抵抗を有する。従って
、酸化アルミニウムより低い抵抗性の絶縁材料である酸
化クロム、酸化鉄及び金属フタロシアニンが酸化アルミ
ニウムを含む対応する絶縁体よりも一層よい絶縁体を与
えると言うことは全く予想もしない驚くべきことである
。

本発明により好ましい結果が得られることに対する一つ
の可能な説明は、コロナが絶縁体の表面から絶縁性重合
体材料を吹き飛ばす（ｓｐｕｔｔｅｒ　ａｕ＋ａｙ）の
に対し、酸化クロム又は酸化鉄を充填剤として用いると
、表面に露出した酸化クロム又は酸化鉄が、その抵抗が
低いため、絶縁体の表面層の局部的電気伝導度を、コロ
ナ放電の極めて集中した力が大きな表面全体に拡散され
、そのため効果的に低下するように充分増大させている
と言うことであろう。金属フタロシアニンを用いた時も
、コロす放電は大きな表面全体に広がると推定される。

この過程により、絶縁体の下にある部品がコロナによっ
て起こされる劣化に対し保護される。

特に、本発明は、コロナにより惹き起こされる劣化に対
し、絶縁体を保護する粉末充填剤を含む有機重合体の形
の、導電体を取り巻く電気絶縁体が与えられた導電体に
おいて、前記絶縁体が、１０″〜１０１１Ωｍの固有抵
抗を持つ酸化クロム（Ｃｒ２０　、）、酸化鉄（Ｆｅ２
ｅ３）、金属フタロシアニン、又はそれらの種類の少な
くとも二種類の物質の混合物の形の粉末充填剤を、粉末
充填剤の星が有機重合体とこの粉末充填剤との合計体積
の少なくとも１０％を占めるような含有量で含むことを
特徴とする導電体に関する。

有用な金属フタロシアニンの例として銅、鉄、ニッケル
、コバルＩ・、マグネシウム、アルミニウム、マンガン
、錫、クロム及び亜鉛のフタロシアニン、単独又はそれ
らの混合物を挙げることができる。就中、経済的な理由
がら特に好ましいものは、銅フタロシアニン、特にα−
銅銅フタロシアニ ンである。

酸化クロム及び金属フタロシアニンは、夫々１０４〜．
１０日Ωｍの固有抵抗を有するのが好ましい。

充填剤含有絶縁材料は１０１０Ω【ｎを越える固有抵抗
を有するのが好ましい。

上述の充填剤の含有量は、絶縁体中の有機重合体と上述
の充填剤との合計体積の１０〜４０％になるのが好まし
い。

絶縁性材料の厚さは、適切には５〜１０００μ肩、好ま
しくは２０〜２００μ屑である。

上述の充填剤の粒径は、０．００５〜３０μｌ、好まし
くは０．００５〜５μ肩であるのが適切である。０．１
５〜１０μｌの粒径のものを用いると、特に良好な可視
性を持つ絶縁体が得られ、絶縁体の加工がし易くなる。

クロムの特別な利点は、クロムが、湿分の如き外部的要
因の影響により全く又はたいして減少しないコロナ抵抗
をフィルムに与えることにある。

シアニンの特別な利点は、それがフィルムに特に低い誘
電損失を与えるからである。

保護層中の有機重合体は、就中、テレフタル酸アルキッ
ド、ポリエステルイミド、ボリアミトイミ１〜、ポリイ
ミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリスルホン、シ
リコーン′、ポリアミ１〜、及び゛ポリヒダントインを
基にした重合体の如き巻線にエナメルを適用する場合に
通常用いられるような種類のワイヤーエナメルからなる
。

本発明による導電体は、線、棒、帯又は角棒の形、即ち
丸又は多角形の一定の断面をもつ長いものである。それ
は、導電の絶縁がコロナに曝される種々の電気的機械、
電気的１〜ランスホーマー又は他の高電圧設備のための
巻線に有利に用いることができる。

絶縁体は、有機重合体及び上述の粉末充填剤以外の成分
を恐らく含んでいるであろう。例えば、それは就中、補
強又は隔離のための繊維状材ｉ′″１、例えば絶縁体中
に埋められたガラス繊維巻線を３んでいてもよい。

導体は、充填剤含有絶縁体の他に付加的な層、例えば導
体と絶縁体との間の１１着を増大するための絶縁体内部
に位置する層、水分に対する拡散障壁として働く、或は
特に良好な表面微細さを与えるために適用される絶縁体
外側に位置する層によって取り巻かれていてもよい。し
かし、そのような層は、本発明による充填剤含有絶縁体
が有するような、導体のための電気絶縁体として働く機
能を持たない。本発明による電気絶縁体は、導体を取り
巻く物質が受りる電気的応力の主要部分を常に吸収する
。

本発明を、吋図を参照して実施例により詳細に説明する
。

実施例中に用いられている酸化クロム（Ｃｒ２０．）は
１０６Ωｎ１の固有抵抗を持っていた。

実施例１ 第１図により、１（ｈｚＸ　２　ｘｉの断面をもつ長方
形の断面のワイヤー（１０）に、５μＭ未満の粒径を有
する酸化クロム（Ｃ＋・２０３）を含有するエポキシ樹
脂を、被覆及びワイピングダイス又はフェルトに何回も
通ず慣用的やり方で被覆し、ワイヤーを、ワイピング装
置及びエナメル硬化のための約４００℃の温度をもつ加
熱装置に１２回通し、各通過による厚みの増大が約５μ
肩になるようにした。従って、最終絶縁体（１１）は約
６０μ肩の厚さをもっていた。導体に直接適用されたこ
の絶縁体の中で、２５体績％が酸化クロムである。本発
明の適用て用いられるエポキシ樹脂は、１ｋｇ当たり５
．１５〜５．５モルエポキシ基を含むビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂〔例えば、オランダ、シェルからのエピ
コ−Ｉ□　（Ｅ　ｐｉｋｏｔｅ）８２８）　１００重量
部、及び４００〜４６０ｚｙＫＯＨ／ｇのアミ２価を有
するアミノ型の硬化剤５０重量部を等部のキシレンとブ
タノールに溶解したものからなっている。エポキシ樹脂
は溶媒を除いた樹脂の固体成分に基づいて３１算して２
５体績％の酸化クロムを３んでいた。

実施例２ ８１１１Ｘ　２．５ｘｚの断面を持つ長方形の断面のワ
イヤー（１０）に、実施例１に記載したのと同じ種類の
酸化クロム含有ポリエステルイミドからなる絶縁体（１
１）を適用した。絶縁体（１１）は６０μｌの厚さを有
し、その体積の３０％は酸化クロムがちな一ノてぃた。

絶縁体の適用に用いられたポリエステルイミド　エリー
メル、例えばＢＡＳＦからのテレベク（Ｔｃｒｃｂｃｃ
）（登録商標名）５３３Ｌ３３に、酸化クロム及び更に
りし・ゾールを添加し、粘度が実施例１に記載したのと
同し方法を用いて絶縁体を適用するのに適したものにな
るようにした。その時、エナメルは、溶媒を除いたエナ
メルの固体物質含有量に基づいて計算して３０体績％の
酸化クロムを含んでいた。

実施例３ ８　ｘｘ×２．５ｚｚの断面を持つ長方形の断面のワイ
ヤーに、実施例１に記載したのと同し種類の酸化クロム
含有ポリアミドイミドからなる絶縁体（１１）を適用し
た。絶縁体（１１）は６０μｌの厚さを有し、その体積
の２５％は酸化クロムがらなっていた。絶縁体の適用に
用いられたポリアミドイミドエナメル、例えば西ドイツ
のへルベルッ社からのラック（Ｌ　ａｃｋ）　Ｅ　３５
６１／　２７に、酸化クロム及び更にＮメチルピロリド
ンを添加し、粘度が実施例１に記載したのと同じ方法を
用いて絶縁体を適用するのに適したものになるようにし
たものからなる。その時、エナメルは、溶媒を除いたエ
ナメルの固体成分に基づいて計算して２５体積％の酸化
クロムを含んでいた。

実施例４ １＋ｕ＋の直径を有する第２図に示した大型ワイヤー　
（１３）に、実施例３と同じ種類のエナメルであるが、
１５体積％のクロムを含んだエナメルを適用した。実施
例１に記載のやり方で適用したが、ワイピング装置の代
わりにダイスを用い、４０μ肩厚のエナメルＪｌｉｆ　
（１４）の形に絶縁体を形成した。

実施例５ １０ｚｚＸ　２　ｘｉの断面を持つ第１図に示した長方
形の断面のワイヤーに、酸化クロム（Ｃｒ２０３）を添
加したエポキシ樹脂の形の結合剤を陰浸させ、然る後、
硬化さぜなガラスヤーンからなる包みの形の絶縁体（１
１）を適用した。エポキシ樹脂はポリアミド変性エポキ
シ樹脂（Ｕ　Ｓ　Ａ、ミネソタ・マイニング・アンド　
マニュファクチュアリング社からのＡ　Ｐ−４２の如き
もの）、又は実施例１に記載した種類のエポキシ樹脂か
らなっている。絶縁層（１１）は１００μＭの厚さを持
ち、結合剤は５μ１未満の粒径を持つ酸化クロムを２０
体積％含んでいた。

実施例６ １０ｚｖＸ２’ａ＋の断面を持つ第３図に示した長方形
の断面のワイヤーに、実施例１に記載した種類の絶縁体
（１１）を適用した。絶縁体（１１）に、ポリアミドイ
ミドエナメル、例えば、西ドイツのへルベルッ社からの
ラックＥ３５６１／２７のエナメルの形の被覆（２０）
を１０μ贋厚さに適用した。被覆を、被覆及びワイピン
グダイス又はフェルトに何回も通す方法に従って適用す
ることができ、ワイヤーを、ワイピング装置及びイ・１
随する約４００℃の温度をもつ加熱装置に２回通し、各
通過による被覆の厚みの増大が約５μ料こなるようにし
、従って、最終被覆として約１０μＭの厚さが得られる
ようにした。

上で例示した場合の酸化クロム（Ｃｒ２０３）の代わり
に、同し固有抵抗及び同し粒径を有する同じ大きな体積
％の酸化鉄（Ｆ　ｅ２０３）、又は同じ固有抵抗を有す
る同じ大きな体積％の銅フタロシアニン、又はそれら充
填剤の二種類又は全ての任意の割合、例えば等体積部で
混合した同し大きな体積％の混合物を用いることができ
る。銅フタロシアニンの代わりに、ニッケル、コバルト
又は鉄のフタロシアニンの如き別の金属フタロシアニン
を用いることができる。

本発明による導体は、例えば牽引モーター、特に変換器
作動を持つモーターを２ｋＶを越える作動電圧で作動さ
せる電気的機械のためのコイルで使用するのに非常によ
く適している。そのようなコイルでは、通常導体の周り
にコロナの作用に抵抗する導体絶縁体を作るために雲母
の絶縁層が配列されている。そのようなコイルで本発明
による導体を用いた場合、上述の既知の耐コロナ導体絶
縁体を用いた場合よりもかなり薄い絶縁体及びコロナに
対する保護体を導体の周りに作ることができる。そのよ
うなやり方で、−層多くの導体材料をコイル中に組み込
むことがてき、成る機械的容積で、−層大きな動力を得
ることがてきる。また成る動力について、機械の容積を
小さくすることがてきる。

上述の如きコイルは、長方形の断面をした本発明による
複数の長手の導体を並べて配置した束及び、機械スロッ
トに対しその束を絶縁するための導体束を取巻く主要絶
縁体を有する。

導体束は、その束の最終的形状を形成するように曲げら
れた一木の導体を何回か巻いたものからなっていてもよ
い。それは、屡々スＩ・ランド（ｓｔｒａｎｄ）と呼ば
れている数本の別々に絶縁された導体を、それらの両端
を互いに電気的に接続して通常並列接続されたものから
なっていてもよい。最初に述べた型の導体束に対し本発
明により特に大きな利点が得られる。なぜなら、この場
合の隣接した導体の間の電気的応力は、−層大きく、導
体絶縁体の損傷により起こされる短絡は一層重大なもの
になるからである。

主な絶縁体は、今まてよく知られた種々のやり方て形成
することがてきる。例えば、それは雲母デー１又は雲母
シー１−を巻いたものがらなっていてもよい。これらは
、例えば、アルキッド樹脂又は薄い熱可塑性樹脂の如き
フェス結合剤で紙、織ったガラス繊維等の保持材料に付
着された慣用的種類の雲母薄片から作られていてもよい
。雲母材料は、通常の雲母を裂いて作った小さな雲母薄
ハを互いに重ねた形の崩れないテープ又はシートからな
っていてもよく、これらの雲母材１′１は通常保持材料
に付着されている。

上述の雲母テープ又はシートの上に結合剤を適用し、そ
れによって後で、導体束の周りにそれら材料が適用され
た時、導体絶縁中の異なった層が互いに結合されるよう
にしてもよい。しかしそのようにする代わりに、そのよ
うな結合剤は、雲母材料が含浸によって導体束の周りに
適用さ！した後、供給されてもよい。何回が巻いたもの
に適した結合剤の例として、エポキシ樹脂及び不飽和ポ
リエステル樹脂の如き溶媒を含まない樹脂を挙げること
ができる。

第１図〜第３図及び第５図〜、第６図のいずれかに示し
た種類の絶縁体が与えられた導体を曲げて、第４図及び
第５図に夫々示したように、並べて複数回巻いた導体を
有する＝ｌイルを形成する。これらの並べて巻いたもの
は、コイルの導体束（２１）を形成する。第４図から明
らかなように、コイルが機械のスロット（２４）中に入
れることができるように真っすくな部分（２２）及び（
２３）、及びスロットから外に伸びる曲げた端部（２５
）及び（２６）を有するように曲げを予め形成する。コ
イルの末端は（２７）及び（２８）で示されている。隣
接して配置された長手の絶縁された導体を互いに効果的
に結合するため、絶縁された導体に、絶縁体に比較して
薄い接着剤、例えば、ポリアミド変性エポキシ樹脂（ミ
ネソタ・マイニング・ア〉′ド・マニュファクチュアリ
ング社からのＡ　Ｐ−４２の如きもの）の形、好ましく
は１０４〜１０８Ωｍの固有抵抗を有するＣｒ２００、
Ｆｅ２０ｚ。

銅フタロシアニン、又はこれら物質の少なくとも二種類
を全部て少なくとも１０体債％陰む接着剤の被覆をり、
えてもよい。導体を曲げた後、その樹脂を１６０℃へ加
熱して硬化する。

次に導体束（２１）に、０．００６＋ｚ厚のポリエチレ
ングリコールデレフタレ−１−ｍて小さな雲母薄片を互
いに重ねて０．０４ｘｘ厚の織ったガラス繊維テープへ
固定した０、０９ｚｚ厚の形の崩れない層からなる２５
１１幅の雲母テープを、例えば１′分重ねながら回度も
巻き付ける。そのような絶縁テープはスウェーデン特許
第２００８２０号明細書に記載されている。

束に、例えば、雲母テープを２０層互いに重ねて配置し
た包み（２９）が与えられた後、その巻いたものを先ず
０．］、ｚｚｌ−１ｇの圧力及び４０℃の温度で乾燥し
、そこで含浸用樹脂をその圧力で供給する。全ての含浸
用樹脂が供給された後、圧力を例えば、１０ｋｐ／ｃｚ
２へ上昇さぜる。樹脂は、既知のやり方でエピクロルヒ
ドリン及び４４′−ジオキシジフェニルジメチルメタン
から製３貴され、１９２のエポキシ当量を有するエポキ
シ樹脂１００重量部と、ヘキサビトロフタル酸無水物７
５重量部及びテＩ・うしドロフタル酸無水物２５重量部
の混合物からなる硬化剤１００重量部とからなっていて
もよい。後の硬化操作中樹脂が絶縁体から透過して出な
いように、雲母テープで包まれた含浸導体束をボリデＩ
・ラフルオロエチレン等の密封用テープで取り巻いても
よい。次にコイルを、樹脂材料を硬化させるため成形用
工具中ｌ＼入れる。硬１ヒは約１６０℃の温度て約１０
時間行われる。

別の態様として、コイルは、上の実施例と同じ種類のも
のでもよいが、束（２１）（第５図）の周りに巻きイ＝
ｆ　ｌ）る前に含浸用１Ｍ脂を２浸させた絶縁テープを
用いて製造される。樹脂は、アジピン酸（１１モル％、
フタル酸無水物（１１モル％）、マレイン酸無水物（２
３モル％）及びエチレングリコール（５５モル％）から
作られた不飽和エステル樹脂を含み、それにジアリルフ
タレ−１・がエステル樹脂とジアリルフタレ−１・どの
合計重量の４０％をそのジアリルフタレ−１・が占める
ような量で添加され、同様に全樹脂の重量の１％に相当
する星で過酸化ベンゾイルが添加されている。エステル
樹脂自身は、上述の酸とアルコールとの混合物を不活性
雰囲気中で温度を２２０　’ＣへＪｌ’Ａさぜ、その温
度を反応生成物の酸価が約３０になるまで維持して反応
させることにより製造することがてきる９絶縁テープを
３浸させる前に、１００重量部の樹脂を１００重量部の
アセトンで希釈する。絶縁テープは、上述のものと同じ
種類のものでもよいが、室温及び大気圧で樹脂材料て含
浸することができる。次に、ａ′浸さぜな雲母テープを
、溶媒を除去した後、導体束（２１）の周りに半分重ね
ながら３０層互いに重ねて巻き、主要絶縁体（２９）を
形成する。次にそのコイルを成形用工具中に入れ、樹脂
材料を１６０°Ｃの温度で３時間硬化する。

電気絶縁体を３浸するのに適した多くの不飽和ポリエス
テル樹脂及びエポキシ樹脂が知られているが、そのよう
な樹脂の更に幾つかの例を挙げることができるてあろう
。例えば、３モルの無水マレイン酸、１モルのアジピン
酸及び４．４モルのエチレングリコールの反応生成物て
、３０の酸価を有するもの６０重量部と、０．７５％の
過酸化ヘンジイルを含有するジアリルフタレ−１・４０
重厘部とからなるポリエステル樹脂、及び１モルのフマ
ール酸、１モルのフタル酸及び２．２モルの１１コピレ
ンゲリコールの反応生成物で２５の酸価を有するもの７
０重量部と、０．５％過酸化ベンゾイル含有モノスチレ
ン３０重頂部とからなるポリエステル樹脂、同様に、１
００重量部の゛エポン（Ｅ　ｐｏｎ）８２８”　（シェ
ル　ケミカル社）と、６５部の無水へ＝Ｖサヒドロフタ
ル酸とからなるエポキシ樹脂、８５部の“アラルダイト
（Ａ　ｒａｌｄｉｌ）　Ｆ”と、１００重１部の゛硬化
剤９０５”　（両方共スイス、ヂベへＧ社から得られる
）と、１５重量部のフェニルグリシジルエーテルとから
なるエポキシ樹脂、１００重量部の”Ｄ　Ｅ　Ｒ３３１
“′（ダウ・ケミカル礼）と、６５重量部の無水テ）・
うしドロフタル酸又は１００重厘部のエポキシノボラッ
ク”Ｄ　Ｅ　Ｎ　４３８”　（ダウ　ケミカル社）と、
３重亙部の三フッ化硼素銘体“’Ｉ−Ｉ　Ｚ　９３５　
、Ｊ　５０”　（ヂバ・ガイギ−Ａ　Ｇ：ｉｉ　）とか
らなるエポキシ樹脂を用いてもよい ４　。

【図面の簡単な説明】

第１図へ、第３図は、本発明による絶縁された導電体の
貰なった態様を示す図である。 第４図は、本発明による導ｆＩＩ＋′を用いて組み立て
られた、電気的機械のためのコ・ｆルの側面図である。 第５図は、同しコイルの断面図である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）コロナにより惹き起こされる劣化に対し、絶縁体
   を保護する粉末充填剤を含む有機重合体の形の、導電体
   を取り巻く電気絶縁体（１１，１４）が与えられた導電
   体（１０、１３）において、前記絶縁体が、１０＾４〜
   １０＾８Ωｍの固有抵抗を持つ酸化クロム（Ｃｒ＿２Ｏ
   ＿３）、酸化鉄（Ｆｅ＿２Ｏ＿３）、金属フタロシアニ
   ン、又はこれらの種類の少なくとも二種類の物質の混合
   物の形の粉末充填剤を、粉末充填剤の量が前記有機重合
   体とこの粉末充填剤の合計体積の少なくとも１０％を占
   めるような含有量で含むことを特徴とする導電体。
2. （２）金属フタロシアニンが銅フタロシアニンからなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の導電体。
3. （３）絶縁体（１１、１４）中の酸化クロム又は金属フ
   タロシアニンが１０＾４〜１０＾８Ωｍの固有抵抗を有
   することを特徴とする請求項１又は２に記載の導電体。
4. （４）絶縁体（１１、１４）が、１０＾１＾０Ωｍを越
   える固有抵抗を有することを特徴とする請求項１〜３の
   いずれか１項に記載の導電体。
5. （５）酸化クロム、酸化鉄、金属フタロシアニン、又は
   そのような物質の少なくとも二種類の混合物の形の粉末
   充填剤の含有量が、有機重合体とこの粉末充填剤の合計
   体積の１０〜４０％を占めることを特徴とする請求項１
   〜４のいずれか１項に記載の導電体。
6. （６）有機重合体が硬化した樹脂質結合剤からなること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電
   体。
7. （７）電気的機械の固定子又は回転子中のスロット（２
   ４）中に配列されたコイルで、並べて配列された矩形の
   断面を有する複数の長手の導体の束（２１）を有するコ
   イル中の請求項１〜６のいずれか１項に記載の種類の絶
   縁体（１１）及び、前記束を前記機械スロットから絶縁
   するために前記束を取り巻いている主要絶縁体（２９）
   が与えられた導電体（１０）の使用方法。