JPH0327745A - 金属充填型ガラ織布からなるスロット封鎖用くさびを含む回転電気機械、並びにその回転電気機械を製造する方法 - Google Patents

金属充填型ガラ織布からなるスロット封鎖用くさびを含む回転電気機械、並びにその回転電気機械を製造する方法

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JPH0327745A
JPH0327745A JP2130103A JP13010390A JPH0327745A JP H0327745 A JPH0327745 A JP H0327745A JP 2130103 A JP2130103 A JP 2130103A JP 13010390 A JP13010390 A JP 13010390A JP H0327745 A JPH0327745 A JP H0327745A
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slot
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John C Rieber
ジョン　チャールズ　リーバー
Jeffrey S Mccoy
ジェフリー　エス、マッコイ
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General Electric Co
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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】 本発明は、一般には回転電気機械、より特定すれば、ス
ロット封鎖用くさびを有する回転電気機械、並びに強磁
性戒層体からなるスロット封鎖用くさびを製造する方法
及び装置に関するものである。
金属を含有した合成材料は種々のものが知られており、
典型的には合成樹脂としてナイロン類（ポリアミド樹脂
）の一種からなる熱可塑性材料を採用している。成形プ
ラスチック磁石の多くのタイプは、例えばナイロンバイ
ンダを用いている。ナイロンは熱可塑性材料であり、そ
の重合化は触媒作用により開始される。エポキシバイン
ダ（ポリエチレン樹脂）中に充填されたガラス布及び鉄
粉は、例えばユナイテッド　テクノロジーズコーポレイ
ションより製造販売されているものがある。エポキシ樹
脂は熱硬化性ポリエステル樹脂に比してより高価であり
、典型的に硬化速度が遅いものである。
材質の絶対透磁率は材質中に磁束を誘起する磁化力に対
するその材質中の磁束密度の比率であり、他方、材質の
比透磁率は自由空間の絶対透磁率に対するその材質の絶
対透磁率の比率である。
材質の透磁率は起磁力に対する磁束の比率であり、材質
のリラクタンス（磁気抵抗）はその透磁率に反比例する
。空気、マイラ及び大部分の他の電気絶縁材料は１に近
い比透磁率を有し５、したがって、きわめて低い磁気導
通性しか有しない。
しかしながら、比透磁率の高い電気絶縁材料、すなわち
磁気導通性の良い電気絶縁材料の必要性も現在種々の分
野において喚起されている。
内向きに開口した導体スロットを有するステータコアを
備えた回転電気機械において、ステータの隣接歯間のス
ロット開口（すなわち、空間）は比較的高リラクタンス
（低透磁率）であり、この部分における磁束の減少とス
テータ及びロータ間の環状空隙における磁界の不均一化
、さらには不所望の磁束高調波の誘発を生じ、その結果
、ステータ歯先の磁気飽和を生じ易いものである。例え
ば、米国特許第３５１９８６２号において開示されたよ
うに、スロット開口を封鎖して巻線セグメントが各スロ
ット内にとどまるようにするため、紙又はマイラなどの
ような低透磁率絶縁材料からなるボア又はスロット用く
さびを構成することが知られている。しかしながら、ス
テータの隣接歯間の空隙内に強磁性材料、すなわち１よ
り大きい実質的な比透磁率を有する材料を充填すること
が強く望まれる場合がある。
電気絶縁性強磁性体からなるスロットくさびは、従来よ
りその存在が知られている。例えば、米国特許第１６０
５１１２号において、高透磁率スロット封鎖片は鉄系の
磁化可能な金属糸及び付加的な絶縁材料の編成糸をフェ
ノール縮合生成物中に充填し、絶縁ワニスで被覆したも
のから形成される。すなわち、ステータ開口に近接した
表面のみがこの米国特許の構成において金属糸を装備す
るものである。また、米国特許第８７２３２４号及び同
第１６８４２５５号においては、ロール巻された鉄又は
スチールクロスを所望形状に形成し、かつこれにベーク
ライトなどのような絶縁材料を含浸する方法が開示され
ている。このように形成された開口くさびは、フェス塗
布紙又は同様な絶縁体により鉄心構造から絶縁される。
これら米国特許における強磁性材料の密度は所望の値よ
り低いものであり、したがって、その挿入部の比透磁率
も低くなる。最近の一技術において、電気絶縁性強磁性
体くさびはその打抜きに関連して威形されたポリエステ
ル樹脂表面層を有する打抜きスチール束から製造される
。これらの強磁性体スロットくさびはそれらの電磁気的
役割をよく果たすものであるが、比較的製造コストが高
いものである。前述した３種類の強磁性体くさびの各々
は、電気抵抗性並びに透磁率がくさびの全体を通じて不
均一であり、金属一絶縁体境界面においてそれらの特性
が突発的に変化するという不均質性を有するものである
。さらに、金属部内において抵抗は比較的低いため、不
所望の渦電流損が生ずることになる。
そこで、最少の好ましい透磁率において、そのようなく
さびのコストを減少せしめた強磁性体スロフトくさびの
利点を発揮させながら、そのようなくさび中の強磁性材
料密度を鉄糸又は鉄布技術により得られたものよりも大
きくすることが強く要求される。さらに、ナイロンなど
のような熱可塑性材料の具現する加工容易性を維持しつ
つ多くのポリエステル樹脂が具現するような交鎖結合型
熱可塑性プラスチックに特有の比較的高い耐熱性を維持
することが強く望まれる。所望のポリエステル樹脂は重
合中に交鎖結合し得るという二重結合を含み、その交鎖
結合が製品に良好な温度特性を与えるものである。
本発明の１つの目的は、改良された回転電気機械におけ
るスロット開口封鎖用くさびを提供することである。
本発明の別の目的は、強磁性成層体を製造するための方
法を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、強磁性体からなる回転電気
機械のスロットくさびの製造における有用な技術手段を
提供することである。
本発明の技術に従って形成されたスロット封鎖用くさび
合戊体は、例えば比透磁率が３〜５の範囲内に収まるよ
うな均質性を有する。スロット封鎖用くさびを形戊する
材料は、所望形状に容易に加工し得るような優れた機械
加工性を有するこ共に、その完成品は本発明の出願人会
社が製造販売している周知のフェノール樹脂含浸リネン
材料、いわゆる“テクストライト”と同様な特性を有す
る。
したがって、本発明のさらなる目的は、好ましい磁気特
性、優れた機械特性、そして最終公差及び平滑表面仕上
げに対する容易な機械加工性、及び高い寸法安定性を有
する成層体材料を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、好ましい電気絶縁性を有す
る強磁性体材料を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、強磁性体からなる回転電気
機械のスロット封鎖用くさびの製造における前述した２
つの目的に適合する材料の使用方法を提供することであ
る。
本発明の前述した目的並びにその他の目的及び利点は、
以下の説明においてさらに明確になるであろう。
本発明の一形態において、回転電気機械はほぼ真円の円
筒型ロータ受容孔及び電気コイル部分を受け入れるため
の複数のスロットを備えた巻線型回転電気機械のステー
タコアを有する。コアにおいてスロットがロータ受容孔
に通ずるアクセス開口部は、それらスロット内に電気コ
イル部分を配置するために存在している。ロータは受容
孔及び電気コイル内において同心回転するように支持さ
れ、電気コイルが付勢されると、ステータとロー夕との
間に磁界が発生する。それらの軸方向に沿った均一断面
形状のスロット封鎖用くさびはコア内においてスロット
へのコイル配置に続き、アクセス開口部を封鎖するため
に配置される。前記スロット封鎖用くさびの各々はその
くさび全体を通じて実質上均一な比透磁率を有する磁気
導通性一電気絶縁性複合材料から形成される。
スロット封鎖用くさびの機能はアクセス開口部を封鎖す
るだけでなく、ステータとロータとの間の磁界の均一性
を高めるものである。
別の形態において、本発明を実施すべく提供される方法
によれば、強磁性体からなるモータ又は発電機のステー
タ又はロータにおけるスロット差し渡し用くさびが製造
される。好ましい一方法においては、強磁性体粉末を未
硬化及び不飽和の熱硬化性樹脂と混合してペースト状に
し、そのペーストをガラス布などのような支持繊維に含
浸させる。ペーストを含浸した支持繊維はなるべくなら
圧縮整形されることにより所望形状に仕上げられ、ここ
で樹脂が重合、すなわち硬化される。より好ましい形態
において、強磁性材料はペースト中の重量比が少くとも
７５％の鉄粉からなり、熱硬化性樹脂はポリエステル樹
脂からなる。前記工程が実施された後の好ましい工程と
しては、成形及び重合された形状を機械加工し、一般に
均一な断面形状を有する細長バーへの仕上げを含むもの
である。
本発明のさらに別の形態によれば、電気コイル部分を収
容するための複数のスロットを有し、コア内におけるア
クセス開口部が前記スロットへの電気コイル部分の配置
のために用いられる巻線型回転電気機械の鉄心が提供さ
れる。磁気導通性一電気絶縁性スロット封鎖用くさび合
成体の役割はスロットへのコイル部分の配置の後にアク
セス開口部を封鎖することである。各スロット封鎖用く
さびはくさびの全体を通じて約３〜５の範囲内にある実
質上均一な比透磁率を有する。スロット封鎖用くさびは
また、そのくさび全体を通じて少くとも２Ω−のという
実質上均一な電気抵抗性を有する。これらのくさびは重
量比で少くとも約６０％の所定サイズを有する強磁体粒
子と、約１０％の補強繊維並びに最大約２０％の樹脂結
合材からなっている。なるべくなら、強磁性材料は６０
〜８０％の強磁性粒子及び１０〜２０％の樹脂結合材、
特に好ましい形態において、材料は約７０％の強磁性粒
子を含んでいる。
本発明の別の一局面によれば、回転電気機械のスロット
くさびは均一断面形状及びポリエステル樹脂などのよう
な交鎖結合型熱硬化性プラスチックパインダ中に均一に
分散した鉄粉などの強磁性材料を含む均質合成体からな
っている。好ましくは、スロットくさびの比透磁率は約
３〜５の範囲内にあり、電気抵抗は少くとも２Ω−■の
値である。電気抵抗及び比透磁率はスロットくさびの全
体を通じて比較的均一な値である。
好ましい実施例の説明 第１図及び第２図においては、ステータコアのスロット
形状をよりよく示すために常套的なステータ巻線のコイ
ル端部を切断して描いてある。
第１図及び第２図において、ステータコア（１０）及び
（１１）は円周方向に間隔を置いて形成されたコイル受
け入れ用の複数の内向き開口スロットを有する成層体又
は打抜き体のスタックから形成されている。コイルはよ
く知られた形状の導体ターンを含み、ターンの各部は第
１図において（２１）、（２３）、（２５）、（２７）
として示し、第２図において（３５）、（３７）及び（
３９）として示されている。第１図及び第２図の回転電
気機械はまた、ステータ中心孔内に回転可能に配置され
た磁気ロータ（３２）及び（３３）を含んでいる。概し
て均一な環状空隙（４１）はステータコアとロー夕とを
隔てており（空隙の相対的な寸法は第１図及び第２図に
おいて幾分誇張して示されている）、磁界は機械が駆動
されるときその空隙を横切って確立される。
第１図及び第２図を比較すると、第１図ではロータ（３
２）及びステータ（１０）間の半径方向空隙（４１）内
において導体（２１）及び（２７）が不適当に位置して
いる。従来技術においては、スロットの開口部を封鎖し
て、第１図に示すような空隙にコイルターンが不適当に
移動することを阻止するためのスロット封鎖用ウエッジ
を採用することが知られている。このような開口くさび
は典型的にはデュポン社の“マイラ”などのようなポリ
エチレンテレフタレートからなり、コイルをスロット内
に制限するものである。
第１図及び第２図において横断線（４５）はロータとス
テータとの間の磁力線を示している。第１図において、
これら磁力線は図示のステータ歯の端縁（４３）の近傍
において果申し、そこからロータ（３２）に向かって拡
散している。この不均一性はステータの隣接歯間におけ
る間隙（１７）及び（１９）が実効上空間又は他の高リ
ラクタンス物質であるという事実に基づくものである。
空隙（４１）内におけるこのような不均一磁界はステー
タの望ましくない磁気飽和部分を生じ、機械の総合的な
効率を減少させると共に、空隙磁束の変動において不所
望の高調波を発生するものである。常套的なプラスチッ
ク材料によるスロットくさびの導入は、スロット開口の
リラクタンスが基本的に空気と同様の値にとどまるため
、これらの磁界問題を改善するものではない。
第２図において、空隙（４１）内の磁力線（４５）は比
較的均一である。このような均一性は従来においては、
例えば型押し戊形シ一ト金属に絶縁材料を被覆（例えば
、押出し処理）して形成されたスロットくさびを用いる
ことにより達成されてきたくさび（３１）及び（１３）
は、例えばこの後説明する工程により金属充填、ガラス
布補強或層体から形或される。
第３図を参照すると、鉄粉（４７）、ポリエステル樹脂
（４９）及び化学的シックナ又は増粘剤（５１）　（後
述する特別の実施例においてはＭｇＯ）がそれぞれ容器
（５３）、（５５）及び（５７）内に貯留されている。
これらは容器（５９）に所望の比率において加えられ、
ミキサ（６１）により十分に混合される。混合の後得ら
れた鉄含有ポリエステルペースト（６３）は導管（６５
）により搬送されてガラス布ストリップ上に供給される
。
織成ガラス布（８７）の供給ロールの一端はフィルムス
トリップロール（６９）から引き出されたｌミル（０．
００１インチ）厚のポリエチレンフィルムと合流するよ
うに引き出される。ポリエチレンフィルムは工程中の支
持体として作用し、後工程においてロール巻される際の
ベースト含浸布の層間の分離性を維持するものである。
ガラス布ストリップ（７３）は所望に応じて単織成層又
は多重層からなっている。より好ましい実施例において
は、６本撚１）　（Ｄ　ハ−　ＩＪ　７　｝　７型３７
３３　　３０／３０ガラス織布が用いられる。このガラ
ス織布及びボリエチレン支持フィルムはガイドローラ（
７７）において合体し、ペースト適用ステーションに向
かって連続的に移動する。ペーストは導管（６５）から
一定の制御を受けてガラス布土に供給され、これにより
ガラス布土に単一層が形成される。ペーストのわずかな
盛り上がり（９７）はドクタブレード（８５）によりガ
ラス布土の厚さが約０．０６２インチとなるように均一
に慣らされる。ガラス布（ガラス布（７３）と同様のも
の）の別の供給源（７２）は、ロール（７１）から供給
される別のポリエチ１７ンフィルム（１０１）　（フィ
ルム（９９）と同じもの）によりガイドローラ又はアイ
ドルローラ（７９）の直下を過ぎた後支持され、導管（
６５）から供給されるペーストに被覆され、さらに、こ
のペーストは重層されたストリップ（７５）及び（１０
１）がドクタブレード（６７）の下を通り過ぎるとき、
約０．０６２インチの均一な厚さとなるように慣らされ
る。ペースト被覆後のガラス織布及びポリエスチレンフ
ィルムはガイドローラ（８１）及び（８３）のまわりを
通過して供給ロール（８７）及び（６９）から引き出さ
れた同様なベースト被覆ガラス織布及びポリエチレンフ
ィルムと（ペースト被覆面が互いに対面するように）接
合され、この接合成層体はビンチローラ（８９）及び（
９０）の列間を通過してこれらがペーストの均一な展開
を促進され、かつガラス布に十分浸透するように強制さ
れる。
第３Ａ図は重層されたストリップの断面をそれらが第１
組のピンチローラ（８９）、（９０）間に入るときの状
態を拡大して示すものであり、ここに対面接触するペー
スト層は単一層（９５）として合併するが、ペーストの
合併を越えた移動はガラス布（７３）及び（７５）への
浸透を生ずる。均等なストリップ厚さを確立するため、
及びペーストを布の織り目中に浸透させるための付加的
な展開操作は、ストリップが金属のピンチローラ対間を
通過する際に強制される。
第９図は重層されたストリップが第１組のビンチローラ
（８９）、（９０）間を通過した後、最終組のビンチロ
ーラから出るまでの間におけるその重層ストリップ断面
を拡大して示すものである。第９、１０及び１１図にお
いて、ガラス布層（７３）及び（７５）はペーストのガ
ラス布内への浸透をよりよく図解するため、網目（ｗｉ
ｎｄｏｗ　ｓｃｒｅｅｎ）状に組織さ・れた比較的大き
い繊維糸（１３５）、（１３９）、（１４１）、（１６
１）及び（１６３）からなる単一シートとして単純化し
て示されている。実際には、繊維は図示のものから想像
されるよりも小さく、かつ多数存在する。第９図におい
ては、ペースト（９５）がガラス布層内によく移動して
いるが、ほとんどの場合、フィルム（９９）及び（１０
１）の面に完全に接するまでは浸透していないことに留
意すべきである。例えば、図示の断面内には存在しない
糸（１６３）が糸（１６１）の背後においてなお認めら
れるような外側保護フィルム近傍部には、（１５７）で
示すような空所が残存している。（１４９）はペースト
層内部にもなお存在する同様な空所である。ビンチロー
ラの残りの組による重層ストリップの通路はペーストを
空所（１５７）に分配し、第９図と第１０図を比較して
明らかな通り、可視的な糸（１６３）の存在数を減少さ
せるものである。
最終組のピンチローラ（８９）、（９０）から出た重層
ストリップ（９３）はここで巻取ローラ（９１）のまわ
りに巻き取られ、高粘度化される。このような高粘度化
は最終重合ではなく、成形工程の前にシックナ（５１）
の作用に基づいて数日間にわたりそのペースト粘度を適
用時の約２　０，　Ｏ　Ｏ　Ｏｃｐｓから約２０Ｘ　１
　０　ｃｐｓまで増大させることにより進行する。
そのガラス切断ステーションを休止させた状態の、常套
的なシ一ト威形合或機械は、第３図に示す工程の一部を
実行するように改変して用いることができる。
適当な高密度化又は変態が生じた後、ロール（９ｌ）は
第４図に示すように巻きほどかれ、ポリエチレンフィル
ム（９９）及び（１０１）からなる外側２層が剥離され
る。残りのポリエステルペースト含浸ガラス布（典型的
には、１／４インチ以下の厚さを有する）がシート状に
切断される。この切断は例えば常套的な金属シャーにお
ける一対の切断歯（１０３）により典型的には１２イン
チ四方の正方形のシートを得て、これらを後工程のため
に（１０５）で示すように積み上げる。この後工程は好
ましくは一対のダイス片（１０７）間に配置した切断後
の合或片に約１，　Ｏ　Ｏ　Ｏｐｓｉの圧力を加えてシ
ートを形或し、及び最終硬化（重合化）すべく圧縮成形
するものである。
第１０図及び第１１図はそれぞれ圧縮成形工程の前、及
び後における１２Ｘ１２インチシ一トの断面を示してい
る。第１０図及び第１１図の各々は２枚のガラス布シー
ト（７３）及び（７５）からなり、それらのシート間に
存在し、かつシー・トの織り目等の凹部に浸透したペー
スト（９５）を有するものを示している。各シート（７
３）又は（７５）は第９図に関しても述べた通り、横糸
（１３５）、（１６１）及び縦糸（１３９）、（１４１
）を有する“網目”組織として示されているが、実際上
は、数枚のシート、及びより復雑な組織パターンが選択
的に採用される。後数組のピンチローラ（８９）及び（
９０）間を通るにもかかわらず、第１０図に示す通り、
ガラス布層間には（１４９）で示すような空間、すなわ
ち層内無ペースト領域、及びペーストがガラス布組織に
完全に浸透しなかった部分である空所（１５１）、（１
５７）がなお存在する。このような空所は典型的にはシ
ートの縁端に近接して存在する。圧縮或形はこれら少数
の残留空所を充填しようとする傾向がある。第１０図及
び第１１図を比較すると、第１１図における状態は空所
（１５１）及び（１５７）中に充填されたペースト（１
５９）、（１６９）により糸（１６３）が見えにくくな
っていることがわかる。圧縮戊形の前にスタック、すな
わちシート積み上げ束（１０５）中のシートは第１０図
に示す通り、約０．２インチの厚さを有するが、圧縮威
形後のスタック（１０９）中のシートは第１１図に示す
通り、約０．　１　２　５インチの厚さとなっている。
この厚さの減少はガラスシ一ト間の領域における何等か
の空所（１４９）に、ペーストがその基本的な横向き流
により完全に充填されると共に、ガラス布外面の空所（
１５１）、（１５７）に向かったペースト支流がこれら
に浸透し、さらには、重層体の端縁から多少の溢れを生
ずることにより達戎される。このような溢れはごくわず
かであり、多分ペースト量全体の１／８０程度であるた
め、そのまま廃棄される。
ポリエステルは熱硬化性物質であり、それは熱及び圧力
を加えることにより硬化、すなわち重合化される。硬化
時間は約１，　０　０　０ｐｓｉの圧力及び約３００°
Ｆの温度において約２分間である。工程中のこの点でそ
の合或体を永久磁石にしようとする場合には、これに強
力な磁界が加えられる。しかしながら、この場合は鉄粉
（４７）よりもさらに永久磁石の形成にふさわしい強磁
性材料を選択することが望ましい。スタック（１０９）
中の硬化シートはその後所望の最終形状を得るために機
械仕上げされる。この硬化シートに対する機械仕上げに
おいても、通常の金属加工用機械を同様に用いることが
できる。
一つの好ましい最終形状は、第５図及び第６図に示すよ
うなステータスロフト封鎖用くさびとしてのくさび型で
ある。スタック（１０９）中の個々のシートは、まず表
面（１１３）及び（１１５）を平滑化してこれらの面が
概して平行するように表面加工される。すでに述べた通
り、この合成体は容易に機械加工されるものであり、ほ
とんどの形式の周知の金属工作装置をこれらシートの形
或及び機械仕上げに用いることができる。シートは次い
で単純な金属シャーを用いることにより一般に均一な断
面を有する細長片として切断される。典型的に、切断さ
れた細長片の断面形状は矩形（又は切断歯が切断縁に沿
ってわずかに傾斜しているものであるときは台形状）で
あり、互いに背反した平滑面が各片の両側細長面（１１
３）、（１１５）を形成する。両側縁における突出湾曲
部（１２０）及び（１２１）と平行縁面（１１７）、（
１１９）は通常のルータにより各片の縁として切断され
る。このようにして輪郭付けされたくさびの側縁は第７
図において最もよく示す通り、ステータの隣接歯先間に
よく適合する形状となる。第５図のくさびは均一な断面
形状を有し、１／１０インチの厚さと４／１０インチの
幅及びそれが適用される回転電気機械のコア長に対応す
る長さを有する。互いに背反する突出湾曲面（１２０）
及び（１２１）は好ましくは、約３７１０インチの曲率
半径を有する。
第５図及び第６図に示したくさびは第７図のステータコ
ア（１２７）における隣接歯（１２３）及び（１２５）
間に挿入されて、第２図に関連し．てすでに述べたよう
なステーターロー夕間の空隙において比較的均一な磁界
を提供することができる。典型的なステーコアの製造に
おいて、個々の成層体はシート素材から打抜かれ、次い
で、ステータコアを形成すべく次々と束ねられる。ステ
ータコア（１２７）用の成層体を打抜くためのダイはス
ロット封鎖用くさびの弧状部（１２０）及び（１２１）
を収容するための隣接歯間における一対の湾曲凹部（１
２９）及び（１３１）を形成する弧状部を含んでいる。
巻線（１３３）のコイル側部が対応するステーコアのス
ロット中に配置された後、スロット封鎖用くさびはステ
ータの各一対の隣接歯間の空隙中に軸方向に押し込まれ
、巻線のコイル側部をスロット内に保持し、かつその隣
接歯間領域のリラクタンスを顕著に減少させる。互いに
補完形状を有するくさび側縁及びステータ歯の側縁は、
そのステータに対するくさびの正確な半径位置を確立す
るものである。
第８図は第５図及び第６図のスロット封鎖用くさびの好
ましい適用状態を示すものである。空間、特にステータ
コアのスロットスペースを有するモータ又は発電機の設
計において、コイルはしばしば正方形又は矩形状断面を
有する導体から形成される。この形状は円形断面を有す
るコイル間に基本的に形成される空隙を排除し、特定の
導体サイズによる特定数のコイルターンをステータ中の
鉄量を最大にした比較的小さいスロット中に詰め込むこ
とを可能にする。第８図は１又は２以上の矩形導体を受
け入れるための平行両側面一開口スロットを示している
。このスロット形状は半封閉又は完全封閉スロット形状
において、空隙リラクタンスの上昇及び歯部の高周波無
負荷損の発生という犠牲を払うことにより巻線配置を容
易にするものである。これらの効果はいわゆる“半磁気
”スロットくさびを用いることにより改善することがで
きる。第８図に示された特定形状のステータ（１３８）
は約１５インチのロータ受孔の周囲において均等に配列
された７２個の概略矩形状スロフト（１４０）、（１４
３）を有する。図示のスロット封鎖用くさび（１４２）
はスロット（１４３）を封鎖する位置において示されて
いる。この形式の矩形状スロットに充填すべく設計され
たコイルは“成形コイル”として知られており、通常は
比較的高馬力の集積型回転電気機械において最もよく用
いられるものである。
次の実例は第３図及び第４図に示された前述の方法を実
施して、スロット封鎖用くさびを形成すべく用いられた
装置及び技術とともに採用された各構成材料を、その重
量百分率と共に示すものである。
構威材料の実例！ ガラス布 ペースト バーリントン型３７３３　　３０／３ ０ガラス布、ＵＭ７２８フィニッ シュ、補強用として１２．３％ ホーガネイズ（Ｈｏｅｇａｎａｓｅ）　２　３　０Ｆｅ
粉末（原子化されたもの）　６ ８．８％、アリステック　レジンズ インコーポレイテッドより製造販 売されているＭＲ１４０６７イソフ タリックポリエステル樹脂　１６． ７％ イニシェーク又は触媒として作用 するルーペロックス５００Ｒジクミ ルバーオキサイド　０．４％ 増粘剤として作用するアリステッ ク　レジンズ　インコーポレイテッ ドより製造販売されている液分散モ ディファイヤ　０．３％ ジンクステアリン酸塩　１．１％ ガラスとポリエステル樹脂との間 の結合材として作用するＵＣ　　Ａ− １７４オルガノシランエステル ０．２％ ＵＣ　　ＶＲ−３粘度低下剤０．２ ％剤 合　　　計　　　　１　　０　　０．　０％この実例に
従って製造された厚さ約１７８インチ、１フィート角の
正方形シート（最終機械仕上げ寸法）は、撓み強度（Ａ
ＳＴＭ　　Ｄ７９０）及び引張強度（ＡＳＴＭ　　Ｄ６
３８）がそれぞれ室温下において約２　７．　７　５　
０ｐｓｉ及び１　６．　２　８　ｏｐｓｉであり、対応
する撓み係数及び引張係数はそれぞれ１．５ｘｌＯｐｓ
ｉ及び１．６２Ｘ１０ｐｓｉであった。これらの数値は
温度が上昇すると顕著に低下するが、樹脂がナイロンな
どのような不道熱性物質であるときは急激には低下しな
い。やはり、室温下においてこれらの典型的な１フィー
ト角シートから得られたサンプルの衝撃耐力は、イゾッ
ドノッチーバーテスト（Ｉｚｏｄ　ｎｏｔｃｈ−ｂａｒ
　ｔｅｓｔ，ＡＳＴＭ　　Ｄ２５６）により、４．７３
７ートーポンド／インチの値が測定された。
上例Ｉにおける百分率は第４図の圧縮戊形工程時のスキ
ージ操作に基づくペースト損失が約７．７％であるもの
としてコンピュータ計算されたものである。ガラス補強
材を無視すると、上記の実例は約７　８．　４　５％の
鉄粉、１５．０５％のポリエステル樹脂及び２．５％の
他の成分を含み、したがって、鉄対樹脂の比率は約４．
１％となる。好ましい結果において、ペーストは少くと
も７５％の均一分散した鉄粉を含んでおり、最終製品（
約１０％のガラス織布を含む）は重量において６０〜８
０％の鉄分と、重量において１５〜２０％の樹脂部分を
含んでいる。ペーストの粘度は鉄の比率が増大すれば上
昇するが、前述したユニオンカーバイドＶＲ−３のよう
な適当な粘度低下剤の添加、又は４対１以上の大メッシ
ュガラス織布比を用いることにより、比較的高い相関的
透磁率を達威し、適当な電気絶縁特性を維持することに
より、渦電流損の重大な上昇を生じさせないようになっ
ている。粘度低下剤を用いない４対１比の場合のペース
ト粘度は、その布に初期適用を加えるとき約３．０４１
センチポイズであり、さらに、適用時４．５対１比の場
合に６，　４　８　０センチポイズまで上昇し、５対１
比の場合、１３．２００センチポイズまで上昇する。
構成材料の実例■ 実例■はＶＲ−３粘度低下剤が省略された以外は実例工
と同じである。ルーペロックス触媒は第３プチルバーベ
ンゾエートと置換される。シ一トサイ．ズは約２Ｘ３フ
ィートまで拡大され、ベースト掻き慣らし（スクィーズ
アウト）損失は約１．２５％まで低下した。この実例に
従って形成されたスロット封鎖用くさび材料のテストの
結果、第１２図の磁化曲線を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
第１図はスロットくさびを有しない回転電気機械の一部
を分離し、かつ断面で示す略図、第２図は回転電気機械
が本発明の一形態によるスロットくさびを有する場合に
ついての第１図と同様な略図、 第３図は本発明の一形態に基づいてスロット封鎖用くさ
びを製造すべく用いられる工程及び装置の一部を示す略
構威図、 第３Ａ図は第３図の工程における複数対のピンチローラ
間に入る直前のステージにおける材料重層体を示す拡大
断面図、 第４図は第２図のスロット封鎖用くさびを製造するため
のさらに後の工程を示す略図、第５図は本発明の一形態
に従って製造された均一断面のステータ開口用くさびの
形状を示す端面図、 第６図は第２図のくさびの一つを示す部分斜視図、 第７図は本発明のさらに別の形態に従って構成された電
動機又は発電機の一部を示す部分斜視図、 第８図は戒形コイル（図示せず）を受け入れる形状を有
するステータコア内に展開された第５図のくさびを示す
図、 第９図は第３図のビンチローラ間においてスクィーズ操
作された後の材料重層体を示す拡大断面図、 第１０図は第４図の工程において個々のシート（１０５
）として切断された後の材料重層体を示す拡大断面図、 第１１図は第４図の工程において圧縮成形された後の材
料重層体を示す拡大断面図、 第１２図は典型的な開口部用くさび材料における磁化曲
線である。 （１０）、（１１）・・・・・・・・・・・・ステータ
コア（１５Ｌ　（２９）・・・・・・・・・・・・スロ
ット（２１）　、（２３）　、（２５）　、（２７）　
、（３５）　、（３７）　、（３９）・・・・・・・・
・・・・導体ターン

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）その長さに沿った均一な断面形状を有する細長バ
    ーであって、重量百分率で少くとも約６０％の比較的小
    さい強磁性粉末と、約１０％の補強用ガラス織布及びそ
    のバーを通じて均一に分散した最大２０％の交鎖結合型
    熱硬化性ポリエステル樹脂結合材を含む電気絶縁性強磁
    性材料から形成された前記細長バーよりなる回転電気機
    械用の高透磁率スロットくさび。
  2. （２）前記比較的小さい強磁性粒子を６０〜８０％含み
    、前記熱硬化性ポリエステル樹脂結合材を１０〜２０％
    含むことを特徴とする請求項１記載の強磁性材料。
  3. （３）前記比較的小さい強磁性粒子として、約７０％の
    鉄を含むことを特徴とする請求項２記載の強磁性材料。
  4. （４）電気コイル部分を受け入れるための複数のスロッ
    トを有する巻線型回転電気機械の鉄心であって、前記ス
    ロットに電気コイル部分を配置するために前記鉄心内に
    設けられたアクセス用開口部と、前記スロットへのコイ
    ル部分の配置に続いて前記アクセス開口部を封鎖するた
    めの電気絶縁性合成体からなるスロット封鎖用くさびと
    を備え、前記スロット封鎖用くさびの各々がそのくさび
    全体を通じて実質上均一な約３〜５の比透磁率を有する
    ことを特徴とする巻線型回転電気機械の鉄心。
  5. （５）前記スロット封鎖用くさびの各々がそのくさびを
    通じて実質上均一な少くとも２Ω−ｃｍの電気抵抗を有
    することを特徴とする請求項４記載の鉄心。
  6. （６）前記鉄心がほぼ真円の円筒型ロータの受孔を有す
    るステータからなり、前記スロットが前記アクセス用開
    口部に沿ってその受孔と連通し、前記スロット封鎖用く
    さびが前記アクセス開口部を封鎖するだけでなく、その
    開口部近傍の鉄心リラクタンスを顕著に減少させるもの
    であることを特徴とする請求項４記載の鉄心。
  7. （７）前記スロット封鎖用くさびが重量で少くとも約６
    ０％の比較的小さい強磁性粒子と、約１０％の補強用ガ
    ラス織布、及び最大２０％のくさび内に均一に分散した
    交鎖結合型熱硬化性ポリエステル樹脂結合材を含む強磁
    性材料から形成されたものであることを特徴とする請求
    項４記載の鉄心。
  8. （８）前記比較的小さい強磁性粒子を６０〜８０％含む
    と共に、前記熱硬化性ポリエステル樹脂結合材を１０〜
    ２０％含むことを特徴とする請求項７記載の強磁性材料
    。
  9. （９）前記比較的小さい強磁性粒子として、約７０％の
    鉄粒子を含むことを特徴とする請求項８記載の強磁性材
    料。
  10. （１０）ほぼ真円の円筒型ロータ受孔と、電気コイル部
    分を受け入れるための複数のスロット、及び前記スロッ
    トに電気コイル部分を配置すべく前記受孔に連通するよ
    うに設けられたアクセス開口部を有する巻線型回転電気
    機械用ステータ鉄心と、 前記受孔内において同心回転するように支持されたロー
    タであって、前記電気コイルが付勢された時前記ステー
    タ及びロータ間に磁界を発生するようにした回転電気機
    械のロータと、前記スロット中にコイル部分を配置した
    後、前記アクセス開口部を封鎖するためのスロット封鎖
    用くさびであって、各々そのくさび体を通じて実質上均
    一な比透磁率を有し、前記アクセス開口部を封鎖すると
    共に、前記ステータ及びロータ間の磁界の均一性を増進
    するための磁気導通性−電気絶縁性合成体からなるスロ
    ット封鎖部材 とを備えたことを特徴とする回転電気機械。
  11. （１１）前記スロット封鎖用くさびがその長さに沿って
    均一な断面形状を有する細長バーからなり、重量で少く
    とも約６０％の比較的小さい強磁性粒子と、約１０％の
    補強用ガラス織布、及びくさび体中に均一に分散した最
    大２０％の交鎖結合型熱硬化性ポリエステル樹脂結合材
    を含む電気絶縁性強磁性材料より形成されたことを特徴
    とする請求項１０記載の回転電気機械。
  12. （１２）前記くさび形成材料の６０〜８０％が前記比較
    的小さい強磁性粒子からなり、１０〜２０％が熱硬化性
    ポリエステル樹脂結合材であることを特徴とする請求項
    １記載の回転電気機械。
  13. （１３）前記比較的小さい強磁性粒子が前記くさび形成
    材料中において約７０％を占める鉄であることを特徴と
    する請求項１２記載の回転電気機械。
  14. （１４）前記スロット封鎖用くさびの各々における比透
    磁率が約３〜５の範囲内にあることを特徴とする請求項
    １３記載の回転電気機械。
  15. （１５）前記スロット封鎖用くさびがさらに、そのくさ
    び体を通じて実質上均一な少くとも２Ω−ｃｍの電気抵
    抗を有するものであることを特徴とする請求項１４記載
    の回転電気機械。
  16. （１６）回転電気機械用絶縁性スロットくさびを製造す
    る方法であって、 粉末強磁性材料と未硬化ポリエステル樹脂とを混合して
    前記強磁性材料を重量で少くとも７５％含むペーストを
    形成する工程と、 前記ペーストを支持織布に含浸させる工程と、 前記ペーストを含浸した支持織布を圧縮成形してシート
    を形成し、かつ樹脂を重合させ、これにより形成及び重
    合化されたシートが３〜５の比透磁率を有するようにす
    る工程と、前記形成及び重合化されたシートを機械仕上
    げによりその長さに沿ったほぼ均一な断面形状を有する
    細長バーに整形する工程とからなることを特徴とする回
    転電気機械用絶縁性スロットくさびの製造方法。
  17. （１７）前記圧縮整形工程が前記含浸支持織布の両側に
    不活性フィルムの保護層を重層すると共に、前記重層化
    含浸支持織布を慣らすことにより前記ペーストの織布中
    への展開を促進させることからなる予備段階を含むこと
    を特徴とする請求項１６記載のくさび製造方法。
  18. （１８）重層化され、かつ掻き慣らし処理された含浸支
    持織布を個々のシートに切断する工程を含むことを特徴
    とする請求項１７記載のくさび製造方法。
  19. （１９）前記混合工程が増粘剤の添加を含み、前記方法
    がさらに、前記増粘剤によりペーストを前記切断前の時
    間内において高粘度化することを特徴とする請求項１８
    記載のくさび製造方法。
  20. （２０）請求項１９記載の方法により製造されたステー
    タスロット封鎖用くさび。
  21. （２１）強磁性材料の粉末を未硬化の熱硬化性プラスチ
    ック樹脂と混合してペーストを形成し、 前記ペーストを支持織布に含浸させ、 前記樹脂含浸後の支持織布を圧縮成形することにより平
    板を形成すると共に樹脂を重合させ、さらに、 前記形成され、かつ重合化された平板を機械仕上げによ
    り、その長さ方向に沿ったほぼ均一な断面形状を有する
    開口用細長くさびとして整形する ことにより製造された均質、かつ機械加工可能なステー
    タ開口用くさび。
  22. （２２）前記機械仕上げ工程が一対の比較的平滑な互い
    に背反する平行横断面を形成し、前記平板をその長さ方
    向においてほぼ均一な四辺形断面を有すると共に、前記
    平滑化された背反平行面が各片の互いに背反する細長い
    平行面を形成するようにした細長片として切断し、さら
    に、他の２側の平坦面をステータ鉄心の部分的輪郭を補
    完するように輪郭付けするものであることを特徴とする
    請求項２１記載のステータ開口用くさび。
  23. （２３）前記強磁性材料が重量においてペーストの少く
    とも７５％を占め、前記熱硬化性プラスチック樹脂がポ
    リエステル樹脂であり、この場合において、前記くさび
    製造方法が前記樹脂含有後の支持織布の両側に不活性フ
    ィルムの保護層を重層し、前記重層化された樹脂含浸後
    の支持織布を慣らすことにより、その織布を通じてペー
    ストを展開促進させ、さらに、前記重層化された支持織
    布を前記ペースト展開促進工程後、次の工程に移る前に
    個々のシートとなるように切断した各工程を含むことを
    特徴とする請求項２１記載のステータ開口用くさび。
  24. （２４）前記保護層を重ねる工程が増粘剤の添加を含み
    、前記方法がさらに、前記増粘剤により前記ペーストを
    切断工程までの期間に増粘化する工程を含むことを特徴
    とする請求項２３記載のステータ開口用くさび。
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