JPH02261038A - 真空用電気機器線輪の絶縁方法 - 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〕 本発明は半導体製造装置や宇宙空間などの真空環境下で
使用される電気機器線輪の絶縁方法に関する。

〔従来の技術〕

真空環境下で使用される機器においては、ガスの放出が
少ないことが要求される。これは、機器からの放出ガス
が多いと他の機器に悪影響を及ぼしたり真空状態にする
ための排気時間が長くなるなどの問題が起こるためであ
り、とくに電気機器では、絶縁材料からのガスの放出量
が多く、ガス放出の少ない絶縁線輪が望まれる。

このため従来では、真空用モータなどの絶縁線輪用とし
て、つぎの絶縁方式が開発されている。

まず第１は比較的耐熱性の高い有機絶縁材料を主体とし
た絶縁方式で、例えば電線にポリアミドイミド線、絶縁
フィルムにポリイミドフィルム、コイルワニスに耐熱ア
ルキッドワニスを用いたもの（山洋電気株式会社高真空
用ステッピングモータ；トリケップ社主催講演会資料）
や、コイル絶縁にはポリイミド系樹脂を使用しリード線
にはテフロン被覆絶縁電線を用いたもの（楠　勲、村上
純−１照井佳幸、小林隆、百目鬼英雄；真空、３０　（
１９８７）６１９）である。

第２は、絶縁層を金属でシールドし真空環境から隔離す
る方式で、例えばステンレスシースのＭＩ型ケーブルを
用いたコイル（助川電気工業株式会社；真空用ステッピ
ングモータ（カタログ））やコイルが巻回されたステー
タをステンレスのキャンでシールドする方法である（武
松忠、盛山一部、山川洋室、小笠原勝：真空、３１　（
１９８８）３８Ｂ）。

第３は電線を巻回した線輪にシリコーン化合物と合成マ
イカを主成分とする含浸剤を含浸、又は含浸モールドし
てセラミックス絶縁層を形成する方式（特願昭６２−１
６９０７号）などである。

しかし、比較的耐熱性の高い有機絶縁材料を主体とした
絶縁方式では、有機材料は本質的にガスの放出量が多く
、絶縁層からのガスの放出を少なくすることができない
。

絶縁層を金属でシールドし真空環境から隔離する方式に
おいて、ステンレスシースのＭＩ型ケーブルを用いたコ
イルでは、渦電流によるステンレスシースの発熱で、ス
テンレスからのガスの放出量が多くなるという問題があ
り、また、コイルとともにステータをステンレスのキャ
ンでシールドする方法では、ガスの放出量は非常に少な
（なるが、キャンによるステータとロータ間の磁気ギャ
ップの増大によるモータの効率の低下や、構造が複雑で
薄肉のキャンを加工する必要があるために、生産性が悪
く高価になるという問題がある。

これらの問題点を解決するものとして、セラミックス絶
縁層を形成する絶縁方式がある。この絶縁方式は、電線
を巻回した線輪に無機含浸剤を含浸させ、セラミックス
絶縁層を形成させるもので、本質的にガス放出量の少な
い絶縁線輪を容易に得ることができ、しかも、モータの
効率を低下させるごともない。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このようにして形成された無機材料の絶縁線
輪の絶縁層はポーラスになっており大気中の水分を吸着
しやすい性質があるため、真空中で吸着水分の放出がお
こる。

本発明の目的は、真空環境内においてガスの放出が少な
い真空用電気機器線輪の絶縁方法を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明は、無機材料で絶縁された電線を巻回し
た線輪や、絶縁された電線を巻回して無機含浸剤を含浸
した線輪、または無機材料でモールドしてセラミックス
絶縁層を形成した線輪に、ふっ素樹脂を含浸するように
している。

［作用］ このようにセラミックス絶縁層を形成した種々の絶縁線
輪にふっ素樹脂を含浸することにより、絶縁層の気孔を
封孔することができるので、ガス放出量の少ない絶縁線
輪を得ることができる。このため、このような線輪を含
む機器を真空状態に封入する時の排気時間が短くなり、
到達真空度も高くなる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図によって具体的に説明する。

第１図は本発明を用いたアキシャルギャップモ−タのス
テータを示す断面図である。対地間絶縁を施したステー
タコアｌに低粘度の無機含浸剤を含浸処理した無機絶縁
コイル２を挿入した後、高粘度の無機含浸剤でモールド
して無機モールドを形成し、これにふっ素樹脂を含浸し
てふっ素樹脂含浸無機モールド３を製作したものである
。なお、４はステータハウジングである。

無機含浸剤として、シリコーン化合物と合成マイカを混
練後有機溶剤で希釈したつぎのものを使用した。メチル
シリコーン樹脂（信越化学■ＫＲ２５１）と合成ふっ素
マイカ（トビ−工業■ＰＤＭ−７）とを重量比で１：１
に混合しボールミルで混練した後にキシレンで希釈し、
低粘度の無機含浸剤は２０°Ｃの粘度が５００ＣＰにな
るように、高粘度の無機含浸剤は２０００ＣＰになるよ
うにＣ型粘度計を用いて調整した。

無機絶縁コイル２は、上記のように調整した低粘度の無
機含浸剤を含浸後１時間風乾し、さらに８０″Ｃで２Ｈ
ｒと１２０°Ｃで２Ｈｒ加熱することにより溶剤を蒸発
させ、これをステータコア１の脚に挿入しステータハウ
ジング４内に設置した。

さらに無機絶縁コイル２の外周面とステータコア１およ
びステータハウジング４との間隙に高粘度の無機含浸剤
を充填し８０°Ｃで４Ｈｒさらに１２０′Ｃで４Ｈｒ加
熱し溶剤を蒸発させた後、２００゛Ｃでメチルシリコー
ン樹脂を硬化させ、さらに４００°Ｃで焼成して無機モ
ールドを形成した。この無機モールドによるセラミック
ス絶縁層は、４００°Ｃでの焼成時に含浸剤中の合成ふ
っ素マイカから気化するＳｉＦ＜、ＫＦ等の微量のふっ
素化合物がシリコーン樹脂の分解生成物であるＳｉＯ□
の一部を溶かし、セラミック化した骨材となる。

この骨材は十分な強度をもつが、溶剤とシリコーン樹脂
の分解生成ガスが系外に放出された跡がポーラスな構造
になっている。

つぎに、この無機モールドコイルにふっ素樹脂ディスバ
ージョンを含浸して封孔処理を行った。

ふっ素樹脂ディスバージョンには連続使用温度が高く、
水の接触角が大きいポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）のディスバージョン（グイキン工業（株）ポリフ
ロン＠ＴＦＥディスバージョンＤ−１）を用いた。この
ディスバージョンの粘度を２５″Ｃで２５ＣＰに調整し
た後、この中に焼成してセラミック化し、室温まで冷却
した無機モールドコイルを浸漬して３０分間放置した。

その後無機モールドコイルを取り出して１０分間風乾し
、８０’でＩＨｒ、１５０°でＩＨｒ加熱乾燥を行い、
さらに、ＰＴＦＥの融点より高い４００°Ｃで３０分間
加熱し、ＰＴＦＥ粒子を溶着させふっ素樹脂含浸無機モ
ールド３を形成した。

このようにして絶縁処理したステータの排気特性を調べ
るため、第３図に示す真空装置の真空容器１４内に組み
込んで排気テストを行った。６はロータリーポンプ、８
は拡散ポンプ、１５は前記のステータを用いた真空モー
タである。排気特性の測定結果を第２図に示す。図中の
記号Ａは本発明のセラミックス絶縁線輪を用いたステー
タの圧力特性、Ｂは従来のセラミックス絶縁線輪を用い
たステータの圧力特性を示す。

第２図は真空排気をＩＨｒ行った後ベーキングを比較的
低い１００°Ｃで６Ｈｒ行い、さらに排気をおこなった
時の排気特性を示したものである。

本発明のセラミックス絶縁線輪を用いたステータを組み
込んだ時の圧力Ａは初期段階では、従来のセラミックス
絶縁線輪のみの同様のステータを組み込んだ時の圧力Ｂ
よりもおよそ１桁低く、圧力がｌＸｌ０−５ｔｏｒｒま
で排気するには従来の約３分の１の時間でよい。排気時
間を長くしてもセラミックス絶縁線輪のみの特性Ｂより
常に低い値を示している。この差は絶縁線輪の水分吸着
量の差によるもので、ベーキング温度が比較的低いため
、絶縁線輪からの水分の放出速度が遅く、いつまでも水
分の放出が続くためと考えられ、本発明のものは到達圧
力がベーキング前はもとよりベーキング後も低く、その
効果が認められた。

このように、セラミックス絶縁層にふっ素樹脂を含浸し
絶縁層の気孔を封孔することにより水分の吸湿を防ぐこ
とができため、比較的低い温度でベーキングする真空装
置においてはベーキング終了後の到達真空度を高くする
ことができる。

本実施例ではセラミックス絶縁層を形成する含浸剤はシ
リコーン系を用いたが、これに限らず有機金属ポリマー
からなる塗料（例えば、昭和電線■のショウエクセルや
宇部興産■のチラノコート）やアルカリ金属ケイ酸塩系
の無機接着剤（例えば乗和合成■のアロンセラミックス
）などを用いることもできる。また、絶縁線輪に含浸す
るふっ素樹脂にはＰＴＦＥのディスバージョンを用いた
が、ＦＢＰ　Ｃテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオ
ロプロピレン共重合体）等のディスバージョンや、ＰＴ
ＦＥ等のエナメルなども用いることができる。さらに、
含浸方法としては、真空含浸（Ｖｌ）法や真空加圧含浸
（ＶＰＩ）法を用いることができ、これを数回繰り返し
てもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の絶縁方法を用いることに
より、本質的にガス放出が少なく、大気中での水分吸着
の少ない絶縁線輪を容易に得ることができ、この線輪を
用いた電気機器を真空装置に組み込み封入する時の排気
時間を短くすることができ、超高真空領域の圧力を容易
に得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセラミックス絶縁線輪を用いたアキシ
ャルギャップモータのステータを示す断面図、第２図は
本発明による絶縁と従来の絶縁とを真空装置中で排気し
た場合の排気特性を示す特性図、第３図は真空装置の概
略図である。 なお、１はステータコア、２は無機絶縁コイル、３はふ
っ素樹脂含浸無機モールド、４はステータハウジングを
示す。 第 図 排気時間（Ｈ「）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、無機材料で絶縁された電線を巻回した線輪に、ふっ
   素樹脂を含浸することを特徴とする真空用電気機器線輪
   の絶縁方法。 ２、絶縁された電線を巻回した線輪に無機含浸剤を含浸
   してセラミックス絶縁層を形成した後、セラミックス絶
   縁層にふっ素樹脂を含浸することを特徴とする真空用電
   気機器線輪の絶縁方法。 ３、線輪を無機材料でモールドしてセラミックス絶縁層
   を形成した後、セラミックス絶縁層の表面にふっ素樹脂
   を含浸することを特徴とする真空用電気機器線輪の絶縁
   方法。