JPH03215151A - ワニス含浸巻線体の製造方法 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、鉄心に巻線を装着した電動機の固定子などの
ワニス含浸巻線体の製造方法に関する。

（従来の技術） 従来より、例えば電動機にあっては、巻線を鉄心に装着
した固定子などの巻線体に、電気絶縁及び補強等を図る
ために、ワニス処理を施してワニス含浸巻線体とするこ
とが行われている。

近年では、かかる処理用のワニスとして、無溶剤タイプ
（液体）の熱硬化性のワニスが使用されできている。こ
の処理は、鉄心に巻線を装着してなる巻線体に、例えば
滴下含浸法によりワニスを含浸させ、この後、これを１
３０〜１８０℃に保たれた加熱炉に収容して含浸された
ワニスを加熱して硬化させることにより行われる。

ところで、このような熱硬化性のワニスには高温で触媒
作用を呈する硬化剤などが含まれており、加熱炉内での
加熱に伴い、まずワニスの粘度が低下し、この後該ワニ
スの硬化反応が進行するようになっている。このため、
このワニスを用いる処理では、加熱の初期の段階で、せ
っかく巻線体に含浸されていたワニスが巻線から流出し
てしまうことがしばしば起こっていた。このようなワニ
スの流出が起ると、絶縁層に空隙や剥離が生ずるなど絶
縁性能の低下を招くことになり、また、巻線の素線同士
の接着強度も低下する。特に中形や大形の電動機などの
場合には、加熱にかなりの長時間を要するため、このよ
うなワニスの流出の問題が発生しやすかった。

そこで、近年では、例えば特公昭５９−４９３８号に示
される技術が開発されている。これは、熱硬化性ワニス
に紫外線硬化性のワニスを配合したものを用い、このワ
ニスの含浸処理後に、まず巻線体に紫外線を照射して巻
線表面部分のワニスを硬化させ、この後、全体を加熱炉
内で硬化させる方法である。この方法によれば、巻線表
面部分のワニスが先に硬化されることとなり、巻線内部
のワニスの粘度低下時にそのワニスが外部に流出する二
とが防止されるものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記したような、熱硬化性ワニスに紫外
線硬化性のワニスを配合したものを用いた方法では、次
のような欠点があった。

即ち、実際の巻線体の表面は、相間絶縁物，対地絶縁物
，コイルエンド成形用の緊縛糸などにより、多くの凹凸
が存在する。このため、紫外線の照射時に影となる部分
が少なからずできてしまい、この影の部分ではワニスの
硬化がなされず、結局、加熱時に粘度が低下したワニス
がそこから漏れ出してしまうことになる。この結果、や
はり絶縁層に空隙や剥離が生ずるなど絶縁性能の低下を
招くことになる。

そして、紫外線硬化性のワニスは太陽光線や蛍光灯など
でも僅かながら反応するため、ワニス滴下装置のノズル
が詰まることも多く、また、紫外線を発生するランプは
ワニス硬化時に発生するガスなどによりその寿命が極め
て短く、さらには、紫外線ランプは通電開始から所定強
さの紫外線を発生するようになるまでに長時間（数十分
）がかかるといった、処理設備上の問題も多かった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、容易にしかもワニスが漏れ出すことなく巻線体のワニ
ス処理を行うことができるワニス含浸巻線体の製造方法
を提供するにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明のワニス含浸巻線体の製造方法は、鉄心に巻線を
装着してなる巻線体に嫌気性ワニスによる含浸処理を行
い、その巻線体を不活性ガス雰囲気中に配置して前記嫌
気性ワニスを硬化させるようにしたところに特徴を有す
る。

（作用） 嫌気性ワニスは、空気あるいは酸素に接している間は液
状を保っていて、空気が遮断されると容易に重合する常
温硬化形のワニスである。

従って、上記方法によれば、巻線体にワニス処理が施さ
れて電気絶縁及び補強等が図られる。

この場合、嫌気性ワニスは、熱硬化性のワニスと異なり
、粘度が低下する過程がなく硬化するから、巻線体から
ワニスが漏れ出ることなくワニスを硬化させることがで
きる。また、ワニスを硬化させるための設備としても、
加熱炉や紫外線ランプは不要で、不活性ガス雰囲気を形
成するための処理槽のみで済む。

（実施例） 以下本発明を電動機の固定子の製造方法に適用したー実
施例について図面を参照して説明する。

第１図は巻線体たる電動機の固定子１の構成を示してい
る。ここで、２は鉄心たる固定子鉄心であり、これは図
示しないスロットを有している。

そして、そのスロット内には、対地絶縁のための絶縁部
材３が設けられ、さらに、マグネットワイヤからなる素
線４を巻同形成して構成された巻線５が収納されている
。

そして、かかる固定子１には、後述するようなワニスに
よる被膜６が全体にわたって形成され、絶縁効果の向上
等が図られている。また、このワニスは巻線５内部にも
浸透して素線４同士を固着させ、巻線５の強度の向上が
図られるようになっている。

以上のように構成された電動機を製造するにあたっては
、まず、上述のように素線４を巻回して巻線５を形成す
る。次に、この巻線５を鉄心２のスロット内に収納して
固定子１を構成する。そして、巻線５のコイルエンド部
の整形を行い、このコイルエンド部を緊縛糸にて縛った
後、次に述べる嫌気性ワニスを含浸させ硬化させること
により被膜６が形成される。しかる後、この固定子１を
固定子枠に取付けるなどの作業が行われる。

さて、嫌気性ワニスによる絶縁処理は次のような手順に
て行われる。

即ち、詳しく図示はしないが、まず滴下含浸装置により
、上述のように構成した固定子１に対して嫌気性ワニス
による含浸処理を行う。この滴下含浸装置は、固定子１
がセットされ回転される回転装置と、回転する固定子１
に対して上方から嫌気性ワニスを滴下する滴下装置とか
ら構成されている。かかる滴下含浸装置により、固定子
１に嫌気性ワニスが滴下されると、毛細管現象により巻
線５の内部に嫌気性ワニスがまんべんなく浸透すると共
に、固定子１表面全体を嫌気性ワニスが覆うようになる
。

この後、嫌気性ワニスが含浸処理された固定子１を、図
示しない処理槽内に収容する。この処理槽は、密閉可能
とされ、例えば真空ボンヅ等により内部の空気を除去で
きるようになっていると共に不活性ガス例えば窒素ガス
を注入できるようになっており、以て、内部が不活性ガ
ス雰囲気とされている。このような不活性ガス雰囲気中
に固定子１を約１５〜２０分間放置することにより、含
浸されている嫌気性ワニスの重合反応が開始し、この反
応が進行して硬化し、処理が終了する。

ここで、嫌気性ワニス及びその反応について以下簡単に
述べる。

嫌気性ワニスは空気あるいは酸素に接している間は液状
を保っていて、空気が遮断されると容易に重合する常温
硬化形のワニスである。基本的な組成としては、ラジカ
ル重合が容易なアクリルオリゴマー及びモノマーに、レ
ドックス開始剤を配合したものである。アクリルオリゴ
マーは、嫌気重合性，強靭性，耐久性のベースとなるも
ので、ポリエステル系，ポリエーテル系，ウレタン系の
メタクリレートが用いられる。レドックス系重合開始剤
としては、ハイドロバーオキサイドが用いられ、また、
促進剤としては第三級アミンが用いられている。さらに
は、第２図に示すように、重合禁止剤（Ｂ）や抑制剤（
Ｃ）の存在により、反応の立上り状況が変化することが
知られている。

本実施例では、同図Ｂに示すような酸素の供給を断って
しばらくして（数分）後に急激に重合反応を開始するも
のを採用している。

嫌気性ワニスの硬化機構は、現在研究段階にあって推測
の域を出ないものであるが、以下のように説明されてい
る。即ち、嫌気性ワニスが金属面に接触したり、あるい
は金属イオンが液中に溶解拡散することにより、ハイド
ロバーオキサイドは次のようなレドックス開始系を形成
する。

ＲＯＯＨ＋Ｆ　ｅ”−＊　　Ｆ　ｅ”＋ＯＨ−　＋ＲＯ
●そして、アルコキシラジカルＲＯ−がモノマーＭと反
応して重合が開始されるが、次のような競争反応が起こ
ることも知られている。

ＲＯｏ十Ｍ　　　４　ＲＯＭ● Ｒｏｔ　＋Ｆ　ｅ”−＊　　ＲＯ−　＋Ｆ　ｅ”嫌気性
ワニスは、空気の供給がストップされ、液中の酸素が消
費されて系中のラジカル濃度が増大して重合を開始する
。重合開始後は、オリゴマーの架橋によるゲル効果によ
って常温で速硬化が可能となる。

一方、空気か共存するメチルメタクリレート重合系では
、０２との交互共重合体が生成することが知られている
。

ＲＯ２−　＋Ｍ４　ＲＭ●　　　　・・・・・・（１）
ＲＭ−　＋０２→　ＲＯ２●　　・・・・・・（２）Ｒ
Ｍ−＋Ｍ　　−＋　ＲＭ−　　　　・・・・・・（３）
ここで、反応速度定数ｋは（２）式のものが（３）式の
ものに比べて十分に大きく、酸素が供給されている間は
（２）式の反応が支配的となる。ポリエチレン容器に保
管中の嫌気性ワニスについても、同様のメタクリレート
基と溶存０２との共重合体が生成しているものと推定さ
れる。従って、ポリエチレン容器壁より０２が補給され
ている状態であれば、嫌気性ワニスは硬化しない状態で
安定しているのである。

このように、固定子１に含浸した嫌気性ワニスは、酸素
が遮断された処理槽内にて、ワニス中に溶存されている
酸素がすべて消費された後、重合反応が急激に進行し短
時間で硬化がなされる。これにより、嫌気性ワニスによ
る被膜６が固定子１の全体にわたって形成されて絶縁効
果の向上等が図られると共に、素線４同士が強固に固着
されて巻線５の強度の向上が図られるものである。この
場合、嫌気性ワニスは、熱硬化性のヴニスと異なり、粘
度が低下する過程がなく硬化が進行するから、重合反応
の途中で固定子１から漏れ出すことはない。

このような本実施例によれば、一旦固定子１に含浸され
たワニスは漏れ出ることなく硬化されるようになるから
、ワニスが巻線から漏れ出てしまって絶縁層に空隙や剥
離が生ずる虞のあった従来のものと異なり、絶縁層に空
隙や剥離が生ずることを極力防止できる。この結果、従
来のものに比べて巻線５のより良好な絶縁性能が得られ
、またより優れた固着強度も得られる。

第３図は、高湿度（４０℃Ｘ９５％ＲＨ）下における巻
線５の対地絶縁抵抗値の時間経過に伴う変化を調べた測
定結果を示すもので、曲線Ｄが本実施例であり、曲線Ｅ
が従来例で述べた無溶剤タイプのワニス含浸処理を行っ
たものである。この第３図から明らかなように、本実施
例（曲線Ｄ）では、従来のもの（曲線Ｅ）に比べて絶縁
抵抗性が２桁高く、極めて良好な絶縁特性が得られるこ
とが理解できる。

そして、嫌気性ワニスは従来例で述べた無溶剤タイプの
熱硬化性ワニスに比べて硬化に要する時間が極めて短い
ため、この処理作業を短時間で済ませることができる。

また、ワニスを硬化させるための設備としても、加熱炉
や紫外線ランプは不要で、不活性ガス雰囲気を形成する
ための処理槽のみで済むので、従来のような処理設備上
の問題を解消でき、上述の時間の短縮化と合わせて、総
じて処理作業が容易となる。また、加熱が不要となって
省エネルギー化を図ることができる利点もある。

さらに、特に本実施例では、第２図にＢで示す特性を有
する嫌気性ワニスを採用したから、嫌気性ワニスの運搬
時や保管時などに、一時的に空気が遮断されるといった
ことがあっても硬化が起こらず安定的であり、しかも、
反応が開始してからは急激に硬化が進行するので硬化時
間が長くなることもないといった利点がある。

尚、上記実施例では、滴下含浸装置により固定子１に嫌
気性ワニスを含浸させた後これを不活性ガス雰囲気の処
理槽内に収容するようにしたが、上述のような酸素を遮
断して所定時間経過後に硬化反応を開始するタイプの嫌
気性ワニスを用いれば、処理槽内に滴下含浸装置を持ち
込んで、処理槽内部で含浸処理およびワニスの硬化の両
行程を実行させることもできる。この場合、運搬などの
行程が省略されることになり、作業に要する時間をより
短縮することが可能となる。

また、巻線５の素線４として、自己融着層を有するボン
ド線と称されるものを用いるようにしても良い。このボ
ンド線は、銅線の表面に絶縁被膜を形成し、さらにその
外周に例えば半硬化状態の熱硬化性樹脂からなる自己融
着層を形成して構成されるものであり、かかるボンド線
を素線とした巻線は、例えば通電加熱により自己融着層
が互いに融着してボンド線同士が固着され、巻線の絶縁
性及び強化等を図るようになっている。上記実施例と同
様な嫌気性ワニスによる処理を行った後、このように自
己融着層を互いに融着させることにより、ボンド線の巻
同時に発生する加工傷や巻線表面に存在するピンホール
などをワニスにより被覆することができて、より良好な
絶縁性能や巻線強度が得られるのである。この場合、従
来のワニス処理では、含浸時はワニスが加工傷を覆って
いても加熱に伴う粘度低下時に、ワニスが加工傷部分か
らはじかれることがあるが、本発明の処理方法ではワニ
スがはじかれることはなく、加工傷はワニスにより確実
に被覆されるようになり、以て、非常に優れた絶縁性能
を得ることができるものである。

その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例に限定
されるものではなく、電動機の固定子に限らず変圧器な
どの製造にも適用し得る等、要旨を逸脱しない範囲内で
種々の変更が可能である。

［発明の効果コ 以上の説明にて明らかなように、本発明のワニス含浸巻
線体の製造方法によれば、鉄心に巻線を装着してなる巻
線体に嫌気性ワニスによる含浸処理を行い、その巻線体
を不活性ガス雰囲気中に配置して嫌気性ワニスを硬化さ
せるようにしたので、容易にしかもワニスが漏れ出すこ
となく巻線体のワニス処理を行うことができ、ひいては
、高い絶縁性能を有する巻線体を得ることができる等の
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は要部の
断面図、第２図は嫌気性ワニスに重合禁止剤や抑制剤の
存在する場合の酸素遮断後の時間と重合率との関係を示
す特性図、第３図は高湿度下の巻線の絶縁抵抗の経時変
化を示した特性図である。 図面中、１は固定子（巻線体）、２は鉄心、４は素線、
５は巻線、６は被膜を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、鉄心に巻線を装着してなる巻線体に嫌気性ワニスに
   よる含浸処理を行い、その巻線体を不活性ガス雰囲気中
   に配置して前記嫌気性ワニスを硬化させるようにしたこ
   とを特徴とするワニス含浸巻線体の製造方法。