JPH0226458B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は巻き終つた巻線導体を焼き付け可能な
充てん材と共に焼きつけることによつて固められ
るコイル巻線、特に電気機械の固定子及び回転子
のコイル巻線製造方法に関する。

〔従来の技術〕

この種のコイル巻線は例えばドイツ連邦共和国
実用新案第7640891号明細書によつて公知である。

公知のコイル巻線の場合にはコイル保持部、例
えばスロツトを有する固定子積層鉄心に納められ
るコイル巻線に対してそれの絶縁ワニス層が別の
焼き付けワニス層に被覆された巻線導体が使用さ
れる。この種の焼き付けワニス層を被覆した巻線
導体は焼き付けワニスをその軟化温まで加温し続
いて冷却することによつて導体相互又は導体とそ
の被覆部とが焼き付けられる。この際焼き付けワ
ニス材としては熱可塑性プラスチツクもまた熱硬
化性プラスチツクも共に考慮される。

焼き付けワニス層を被覆した巻線導体はただそ
れらが相互に強固に押圧された時にのみ相互にあ
るいはコイル保持部に確実に焼き付けられる。そ
のためにコイルを通じて強力な電流衝撃を加える
ことによつて生ずる電磁力か若しくは外部から巻
き終つた巻線導体に作用させる押し型によつて押
圧力を作ることが知られている。特に電気機械の
固定子または回転子に納められる巻線の場合には
その際に同時にコイルエンド部である巻線端部を
成形することは得策である。特に比較的小形の電
動機の場合には巻線の焼き付けワニス層を焼き付
け硬化した後、冷却することのみで規定寸法の巻
線端部が保証される。その際巻線端部の固定のた
めにそれ以上に巻線端部保持バンドその他の補助
手段を付加する必要はない。

ドイツ連邦共和国特許691196号明細書によつて
さらに巻枠コイルの絶縁方法が公知である。この
絶縁方法によると在来の巻線導体が葉片状の絶縁
物のセパレータの下に層をなしてフランジを有す
るボビンに巻かれ、コイルの前面と巻枠のフラン
ジとの間にはバンド状または糸状の絶縁物あるい
はこれに類似した絶縁物若しくは絶縁物質の含浸
された繊維が圧力をかけて巻き込まれる。必要な
場合にはコイル前面の他に少なくともコイルの外
周の一部にも絶縁物の糸、バンド若しくは類似の
ものが巻き付けられ、外部から圧力をかけなくて
も十分にち密な固い実際的に均質な絶縁が得られ
る。実際にこれに類似した方法がさらにまたドイ
ツ連邦共和国特許出願公開第2810183号明細書に
記載されている。この場合絶縁材料としては公知
の溶解性粘着糸が使用されている。

最後にまたドイツ連邦共和国特許第1613209号
明細書によつて焼き付けワニス層で絶縁された導
体からなる固定子巻線の硬化法が公知である。こ
の方法においては巻線焼き付けの際に巻線相互の
すき間が熱可塑性プラスチツク絶縁体で充てんさ
れ、従つてできる限り簡単に広範囲に空洞の存在
しない固定子巻線の絶縁が形成されるように、特
別な装置によつて軸方向にもまた付加えて半径方
向にもコイル巻線に押圧力が加えられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこの種の焼き付けワニスの被膜は
焼き付けワニス層を有しない巻線導体と比して巻
線導体の直径を焼き付けワニス層の２倍の寸法の
厚さ分だけ増大するから、前記の如くに軸方向並
びに半径方向に押圧力を加える場合ですらも一般
には高い巻線占積率は得られない。特に固定子並
びに回転子積層鉄心の巻線の場合には、外側に焼
き付けワニス被膜のない単にワニス絶縁のみの普
通の巻線導体を使用する場合に得られるような高
いスロツト占積率は得られない。それ以上に本質
的に低いスロツト占積率は焼き付けワニス導体の
巻線が押圧されない状態において生ずるから、一
般に固定子並びに回転子積層鉄心に巻線する際に
は焼き付けワニス層を被覆した巻線導体のコイル
を焼き付け及び圧縮するための押圧が必要にな
る。この押圧力はただ焼き付けワニスを焼き付け
するためにのみ必要な圧力よりはかなり大であ
る。

この発明は、コイル巻線の固化、特に固定子及
び回転子積層鉄心の端面より突出しているコイル
エンド部である巻線端部を規定の寸法と形状に保
持することができ、かつ巻線に添加され、巻線の
後また必要な場合にコイルの成形後に焼き付けら
れる熱硬化性の充てん材を用いてコイル巻線の固
化、および前記した規定寸法と形状の巻線端部が
得られる電気機械のコイル巻線を提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、この発明の電気
機械のコイル巻線は、電気機械の固定子や回転子
のスロツト内に挿入され、熱硬化性の絶縁充てん
材で焼き固められる電気機械のコイル巻線であつ
て、該巻線は巻線導体と糸状の熱硬化性充てん材
とを共に巻いたものを前記スロツト内に挿入した
後焼き固められてなるものである。

〔作用〕

本発明のように巻線内に焼き付け可能な熱硬化
性充てん材（以下充てん材という）をそう入する
場合には、一方の個別の充てん材の糸と他方の巻
線導体とを平行にして同時に巻線しそれに引き続
いてヒートプレスによつて成形硬化することによ
つて、一方では特殊な焼き付けワニス層の被覆し
た巻線導体を使用することなく平行に自由に組合
わすことのできる充てん材の糸と共に普通の外側
に焼き付けワニス層のない単にワニス絶縁のみエ
ナメル銅線を使用することができ、他方では焼き
付けワニス層を被覆した巻線導体のコイルに比較
して巻線されたコイル巻線の占積率をかなり高め
ることができる。充てん材の糸は巻線導体と共に
同時に巻かれるから充てん材をそう入するための
付加的な作業工程は必要でなくなる。さらに多く
の場合に型押しによる巻線の圧縮、特に電動機の
積層鉄心のスロツトに巻き込まれる巻線の場合に
スロツト占積率を高めるための型押しによる巻線
の圧縮すらも必要でなくなる。何となれば、焼き
付けワニス層を被覆した巻線導体の場合とは対照
的に共に巻かれる糸状の充てん材が巻線に際して
巻き終つたコイル巻線内の隣り合つた導体の間に
形成される多角形状の空洞部に押し込まれるか又
は自ら入り込み、したがつて巻線作業中に既に巻
線導体相互間の空洞が充てんされるからである。
さらに多くの場合に巻線の際に生ずる巻線導体の
引張力がコイル巻線の焼き付けと固化に対して十
分に作用してコイル巻線を圧縮させるからであ
る。

本発明のように巻線導体と共に同時に巻かれる
個別の充てん材の糸はその上有利なことに絶縁さ
れたエナメル銅線の断面に関係なく種々の断面を
とることができるから、例えば特別に強度上の要
求のある場合に意のままに充てん材の量を増加す
ることも、あるいはその断面をコイル巻線内部の
巻線導体の又はコイル巻線を収納する型の内部の
コイル巻線の特別な位置状態に適合させることも
できる。

〔実施例〕

次に図面に概念的に表わされた実施例にもとづ
いてこの発明ならびに別の有利な実施態様の詳細
を説明する。

第１図は電動機積層鉄心のスロツト内にそう入
されたコイル巻線の４個の巻線導体２１ないし２
４とこれらと共に同時に巻き込まれた充てん材の
糸３１ないし３４の焼き付け前の状態における断
面を表わす。直接巻きの場合には個々の巻線導体
は充てん材の糸と共に順次巻き込まれる。そのた
めには巻線導体と充てん材の糸とは２個の別々の
リールマガジンから引き出されるか、あるいはあ
らかじめ巻線導体と充てん材の糸とをねじ合わせ
た材料の装備された単一のリールマガジンから引
き出される。前者の場合にはしたがつて巻線に際
して決して付加的な時間の浪費を要することはな
く、また後者の場合には直接巻きまたはコイル納
めの際に充てん材の糸が特に比較的早期に可塑性
になるために、スロツトの角のように切削作用の
ある部分において巻線導体に対し「犠牲的役割」
を受けもつから、本来の巻線導体に対して特に良
好な機械的保護が生ずる。コイル巻線は針状巻線
としてそう入することも納め巻線として納め込む
こともあるいは落し込み巻線として落し込むこと
もできる。スロツト内で外側に位置する導体２１
及び２２は図面に表示されていないスロツトの上
側の壁に対してスロツト絶縁１によつて保護され
る。

巻線導体２１ないし２４と共に巻き込まれる充
てん材の糸３１ないし３４は巻線の際に巻かれた
巻線導体相互の間及び巻線導体とコイル巻線保持
部（スロツト又は巻枠）との間の多角形状の空洞
部５１〜５４に入り込み、その結果一方において
前記多角形状の空洞部５１〜５４の充てんが得ら
れ、他方において巻線をスロツトに納める際の工
具又は電動機積層鉄心のスロツトの境界部による
損傷に対して導体の機械的保護が保証できる。充
てん材の糸の断面積は通常それが隣り合つた巻線
導体の間の前記空洞部５１〜５４の自由面積より
幾分大きいか又は等しい大きさであるように択ば
れる。

第２図は第１図のコイル巻線の焼き付け後の状
態を示す。そのため場合によつては必要な予備成
形を行つた後、巻線端部と電動機積層鉄心のスロ
ツト内に位置するコイルとは、純粋な焼き付けワ
ニス導体の巻線の焼き付けの際と同様に型の中で
最終的な寸法にまで押圧され熱を加えて焼き付け
られる。熱の温度及び添加時間は通常それぞれの
充てん物質の種類とその配置とに適合される。熱
添加はコイル巻線を直接電気的に加熱するか、あ
るいは加熱された型を介して又は加熱炉内で行な
われる。

充てん材の糸の焼き付けに際して充てん材の流
動温度を越えると、充てん材はなお存在する空洞
内に成形圧力又は巻線圧力のもとで流入する。熱
硬化性の充てん材であるので熱硬化に必要な反応
時間だけ待つて型が外されねばならない。条件の
良い場合には成形圧力のもとでのコイル巻線の圧
縮、特に電動機積層鉄心のスロツト内への圧入は
必要でなくなる。

何となれば単に焼き付けワニス層を被覆した巻
線導体のみで巻かれたコイル巻線とは対照的に、
充てん材は巻線の際にすでに広く自動的に空洞内
に場所を占めこれを充てんするからであり、さら
にコイル巻線を焼き付けるためには加温と、巻線
時コイル巻線が引張りながら巻き付けられてお
り、この際存在する引張力すなわち導体引張力と
により、コイル巻線が十分に特に加温時圧縮され
る。したがつて、コイル巻線の巻線導体間が充て
ん材でおおわれることになる。

上記の充てん材の糸には、図示しない機械的に
引張強度を有する材料からなる心を有するもの
や、熱硬化性充てん材の含浸されたガラス繊維、
又は充てん材の含浸された繊維の束を用いても、
加温と導体引張力とにより、コイル巻線を焼き固
めることが可能でる。

第３図ないし第５図にはこの発明の個別の充て
ん材の糸の種々の断面が示されている。第３図は
特に簡単な円形断面を有する有利な形状を示す。
第４図では焼き付け前の充てん材の糸の断面が多
角形に形成されている。第５図は充てん材の糸の
長方形の断面形状を示している。

第６図ないし第８図に示す断面形状及び配置は
本来の巻線導体と共に同時に巻かれた充てん材の
糸の本発明による焼き付けの有利な変化の可能性
を明らかにする。すなわち充てん材はもはや焼き
付けワニス層を被覆した巻線導体の場合の如くに
巻線導体とその寸法に拘束されないから、本来の
巻線導体に関係なく良好な固化と同時に高い充て
ん度が得られるように種々の断面形状の充てん材
の糸を組合わせることができる。こうして第６図
は個々の巻線導体の間の多角形状の空洞部の中心
にある直径の大きい断面円形の充てん材の糸と、
２個の巻線導体のより接近した隣接部分にある直
径の小さい断面円形の充てん材の糸とを示す。第
７図は断面円形の充てん材の糸と断面長方形のそ
れとの組合せを示す。第８図はそれ相応にかなり
小さな断面を有する多数の独立した糸から構成さ
れた柔軟性の高い有利な充てん材の束を示す。

第９図と第１０図とは巻線導体と平行に同時に
共に巻線される本発明の個別の充てん材の糸が焼
き付けワニス層を被覆した巻線導体２５，２６，
２７と有利に組合わせて使用できることを明示し
ている。この組合わせは焼き付けワニス層を被覆
した巻線導体の充てん材が巻線の固化に対して十
分でなく、この要求に沿う特殊な焼き付けワニス
層を被覆した巻線導体が自由に得られないか若し
くは得られるとしてもその調達又は備蓄に余分の
経費を要するため不経済である時には特に得策で
ある。

第１０図は巻線導体の本来の焼き付けワニス層
と個別の充てん材の糸の充てん材とが相互に混合
流動している状態を示す。

前記の実施例に表わされた独立して巻線導体と
共に巻かれる個別の充てん材の糸を用いるコイル
巻線の焼き付けは前記の積層鉄心への直接巻きに
のみ限られるのではなくて、外部の例えば独立し
た巻枠に巻かれるコイル巻線にも有利に適用する
ことができる。

〔発明の効果〕

この発明は以上に説明した如く、巻き終つた巻
線導体を焼き付け可能な充てん材と共に焼き付け
ることによつて固められるコイル巻線、特に電気
機械の固定子及び回転子のコイル巻線であつて、
前記コイル巻線が巻線導体と巻線導体と共に同時
に巻かれる個別の焼き付けに適した充てん材の糸
とを含むようにすることによつて、コイル巻線の
固化、特に規定の寸法と形状を有するコイルエン
ド部である巻線端部が得られるという効果が得ら
れる。その効果のもとに、さらにコイルに添加さ
れた巻線の後にまた必要な場合はコイルの成形の
後に焼き付けられる充てん材を用いて、上記のよ
うにこの充てん材がコイル導体間の空洞内に自動
的に入り込むことや、さらに加温と導体引張力の
作用により、外部から加圧することなくコイル巻
線が圧縮され、その結果占積率を高められるとい
う効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は単にワニスのみで絶縁された巻線導体
とこれと共に同時に巻かれる個別の充てん材の糸
とを含むコイル巻線の一部の焼き付け前の状態を
表わす断面図、第２図は第１図のコイル巻線の一
部の焼き付け後の状態を表わす断面図、第３図な
いし第８図はそれぞれに異なつた充てん材の糸の
実施態様と配置とを表わす図面、第９図は焼き付
けワニス導体とこれと共に巻かれる個別の充てん
材の糸との組合せを含むコイル巻線の一部の焼き
付け前の状態を表わす断面図、第１０図は第９図
のコイル巻線の一部の焼き付け後の状態を表わす
断面図である。 １……スロツト絶縁、２１，２２，２３，２４
……巻線導体、３１，３２，３３，３４……熱硬
化性充てん材の糸、５１，５２，５３，５４……
多角形状の空洞部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気機械の固定子や回転子のスロツト内に挿
   入され、熱硬化性の絶縁充てん材で焼き固められ
   る電気機械のコイル巻線の製造方法であつて、該
   巻線は巻線導体と糸状の熱硬化性充てん材とを共
   に巻いたものを前記スロツトに挿入した後焼き固
   められてなることを特徴とする電気機械のコイル
   巻線製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の電気機械のコ
   イル巻線製造方法において、熱硬化性充てん材の
   糸が機械的に引張り強度を有する材料からなる補
   強のための心を含む電気機械のコイル巻線製造方
   法。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の電気機械のコイ
   ル巻線製造方法において、熱硬化性充てん材の糸
   が熱硬化性充てん材の含浸されたガラス繊維、又
   は熱硬化性充てん材の含浸されたガラス繊維の束
   から形成される電気機械のコイル巻線製造方法。