JPH05328680A - 電気機器のワニス含浸方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 袋を用いて巻線体にワニスを含浸させる方法
にあって、巻線のコイルエンド部に形成される通風路を
確保する。 【構成】 固定子１１のコイルエンド部１３ａの外周
に、リング状のスペーサ部材２１を装着する。スペーサ
部材２１は、柔軟性を有し且つワニス２５に対する剥離
性の良い材料からなり、コイルエンド部１３ａに形成さ
れた通風路に挿入配置される歯部を有する。固定子１１
をワニス２５が収容された気密性ある袋２４に収容し、
密閉タンク内にて減圧する。袋２４の口部２４ａをシー
ルした後、タンク内を大気圧に戻すことにより、袋２４
が固定子１１の内外周面に密着し、ワニス２５が巻線１
３の素線同士間等の狭い空間まで押し込まれて含浸され
るようになる。ワニス２５の硬化後にスペーサ部材２１
を取外す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転電機の固定子など
の巻線体に対するワニス処理の方法を改良した電気機器
のワニス含浸方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気機器例えば回転電機においては、鉄
心に巻線を巻装してなる固定子に、ワニス含浸処理を施
し、固定子の絶縁性，耐熱性の向上や強度の向上などを
図ることが行われている。

【０００３】この種のワニス含浸処理方法として、従来
では、固定子を、熱硬化性樹脂からなるワニスに浸した
後、その固定子を加熱炉に収容してワニスを加熱硬化さ
せる浸漬法や、固定子に対してワニスを滴下させて含浸
させる滴下含浸法等が用いられていた。

【０００４】ところが、これらの含浸方法では、巻線の
素線間等の狭小な部分にワニスが含浸されにくく、ま
た、一旦含浸されたワニスが流出することがあるといっ
た欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本出願人は、
従来の浸漬法や滴下含浸法に代るワニス含浸方法とし
て、固定子を気密性ある袋により覆い、その袋内を減圧
した状態で袋内のワニスを固定子に含浸させるようにし
たいわゆる真空パック法を開発し、先に出願している
（特願平２−２３１０５１号）。

【０００６】この方法は、まず、図１５に示すように、
固定子鉄心１に巻線２を巻装してなる固定子３を、気密
性ある袋４内に、その袋４の下部を内側上方に折返すこ
とにより、固定子３の内外周が覆われるようにして収容
すると共に、その袋４内に、所要量のワニス５を収容さ
せておく。

【０００７】この後、前記袋４の口部４ａを真空ポンプ
に接続して袋４の内部を減圧することにより、袋４を固
定子３の内外周面に密着させて内部のワニス５を固定子
３に含浸させ、しかる後、固定子３を袋４により覆った
ままで加熱炉内にて加熱し、ワニス５を硬化させるもの
である。

【０００８】かかる方法によれば、減圧状態にてワニス
５を含浸させることができるので、ワニス５を巻線２の
素線間等の狭い空間にまで含浸させることができ、ま
た、固定子３が気密性の袋４により覆われた状態にてワ
ニス含浸が行われるので、ワニス５が流出することを防
止でき、さらに設備も比較的簡単なもので済む等の利点
を得ることができるのである。

【０００９】しかしながら、このような真空パック法に
あっても、次のような点で改善の余地が残されていた。
即ち、図１６に示すように、固定子３にあっては、巻線
２の温度の過上昇を抑えるために、巻線２のコイルエン
ド部２ａに基端部分に位置して通風路６を設けるように
したものがあるが、上述の方法では、この通風路６部分
にもワニス５が含浸され、硬化することによりその通風
路６が塞がれてしまい、通風による冷却効果が得られな
くなってしまう。

【００１０】この場合、ワニス含浸処理の後に、通風路
６を塞ぐワニス絶縁層に、例えば棒状の工具を突き刺し
て孔をあけることにより、通風路６を確保するといった
ことも考えられるが、それでは、作業性が極めて悪くな
ってしまうと共に、巻線２に傷を付けてしまう虞がある
等の問題がある。

【００１１】従って、本発明の目的は、巻線体を気密性
の袋により覆った状態でワニス含浸を行ういわゆる真空
パック法にあって、巻線のコイルエンド部に形成される
通風路を確保することができる電気機器のワニス含浸方
法を提供するにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の電気機器のワニ
ス含浸方法は、鉄心とこの鉄心に設けられた巻線とから
なる巻線体を、気密性ある袋により覆い、この後その袋
内を減圧し、この減圧状態で前記袋内に収容したワニス
を前記巻線体に含浸させるようにした方法において、前
記巻線体を袋により覆う前に、前記巻線のコイルエンド
部に形成される通風路内に、スペーサ部材を挿入配置
し、前記ワニスの硬化後に、そのスペーサ部材を取外す
ようにしたところに特徴を有するものである。

【００１３】また、この場合、袋に収容した巻線体を密
閉タンク内に収容し、そのタンク内を減圧した後その状
態で前記袋の口部をシールし、この後、前記タンク内を
大気圧に戻すことにより、前記袋内に収容したワニスを
前記巻線体に含浸させるようにすれば、より効果的であ
る。

【００１４】

【作用】本発明の電気機器のワニス含浸方法によれば、
気密性ある袋に収容した巻線体に、減圧状態でワニスを
含浸させるものであるから、ワニスを、巻線の素線間
や、巻線と鉄心との間の狭い空間まで含浸させることが
できる。また、巻線体の周囲部は袋にて覆われた状態と
されるので、含浸されたワニスが流出することを防止す
ることができる。

【００１５】そして、巻線のコイルエンド部に形成され
る通風路内に、スペーサ部材を挿入配置しておけば、ワ
ニスの含浸の行程において、そのスペーサ部材により通
風路内にワニスが侵入することが阻止される。従って、
ワニスの硬化後に、そのスペーサ部材を取外せば、必要
部分にワニスによる絶縁層が形成されつつ、通風路を確
保することができるのである。

【００１６】また、袋により覆われた巻線体を密閉タン
ク内に収容し、タンク内の減圧状態で袋の口部をシール
し、この後、タンク内を大気圧に戻すようにすれば、袋
が大気圧によって巻線体の外周部に密着するようにな
り、この際、その圧力により、袋内のワニスが巻線体内
の狭い空間まで押し込まれるようになり、ワニスの含浸
が効果的に行われる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を回転電機の固定子のワニス含
浸処理に適用した一実施例について、図１乃至図８を参
照して説明する。尚、本実施例は、請求項２に対応して
いる。

【００１８】まず、図４，図８及び図９を参照して、電
気機器の巻線体たる固定子１１の概略構成について述べ
る。固定子１１は、固定子鉄心１２に複数個の巻線１３
を巻装して構成され、全体として略円環状をなしてい
る。このうち、固定子鉄心１２は、例えばリング状で内
周側に開放形のスロット１２ａを複数個穿設した薄鋼板
を複数枚積層して形成されている。また、このスロット
１２ａの内面には、図９に示すように、スロット絶縁物
１４が設けられている。

【００１９】一方、前記巻線１３は、ポリエステルイミ
ド銅線などの素線１５を巻回して形成され、複数個が所
定のスロット１２ａに図９で上下二段に収容されて楔１
６により固定された状態で固定子鉄心１２に巻装されて
いる。また、このスロット１２ａ内にて、巻線１３同士
間には相間絶縁物１７が設けられている。

【００２０】尚、詳しく図示はしないが、スロット１２
ａに収容されていない巻線１３のコイルエンド部１３ａ
は、縛り糸により整形されており、また、このコイルエ
ンド部１３ａにて、巻線１３間の所要の接続がされ、さ
らに巻線１３の端末部からはリード線１８が導出されて
いる。

【００２１】そして、図８に示すように、巻線１３のコ
イルエンド部１３ａには、コイルエンド部１３ａの基端
部に位置して、複数個の通風路１９が形成されるように
なっている。

【００２２】このように構成された固定子１１は、後述
するようにワニス含浸処理がなされ、これにより、図９
に示すように、全体の表面、並びに巻線１３の素線１５
同士間、及び巻線１３とスロット１２ａ（スロット絶縁
物１４）との間などに、ワニスによる絶縁層２０が形成
されるようになっている。これにて、巻線１３の耐熱強
度や耐振強度の向上、固定子鉄心１２への固着力強化、
絶縁劣化の防止等が図られるようになっている。

【００２３】さて、上記固定子１１に対するワニス含浸
処理の手順について、図１乃至図７も参照して以下述べ
る。まず、図４に示すように、上述のように固定子鉄心
１２に巻線１３を巻装して構成された固定子１１に対
し、そのコイルエンド部１３ａの外周部分にスペーサ部
材２１を装着する。

【００２４】このスペーサ部材２１は、図６に示すよう
に、４個のリング部２２を４個のコイルばね２３にて順
に輪状に連結して構成され、全体として円環状をなして
いる。前記リング部２２は、例えばシリコーンゴム，テ
フロン樹脂等のある程度の柔軟性を有し且つワニスに対
する剥離性の良い材料からなり、円弧状の主部２２ａの
内周部に、複数本の歯部２２ｂを突出状態に一体に有し
て構成されている。

【００２５】かかるスペーサ部材２１は、コイルばね２
３に伸縮のない状態では、リング部２２の主部２２ａの
内周のなす径が、前記コイルエンド部１３ａの外径より
も小さく構成されており、そのコイルばね２３のばね力
により、コイルエンド部１３ａの外周に嵌め込まれるよ
うにして装着される。このとき、前記各歯部２２ｂを夫
々前記通風路１９に挿入させると共に、リング部２２の
歯部２２ｂと歯部２２ｂとの間の凹状部をコイルエンド
部１３ａの外周面に密着させるようにする。

【００２６】次いで、このようにスペーサ部材２１が装
着された固定子１１を、図４に示すように、上端が開口
した気密性ある袋２４内に収容する。この袋２４は、例
えば柔軟性あるプラスチックフィルムから形成され、前
記固定子１１の外径よりも若干径大で、且つ十分大きな
長さ寸法を有している。固定子１１が収容された状態で
は、袋２４は、図７に原理的に示すように、その下部が
内側上方に折返されて固定子１１の内外周部分を覆うよ
うになっている。このとき、袋２４内に例えば無溶剤タ
イプのワニス２５を所要量収容しておく。

【００２７】次に、このように袋２４にワニス２５と共
に収容された固定子１１を、ワニス含浸用のタンク２６
に収容する。このタンク２６は、図１乃至図３に示すよ
うに、上面開口部に、蓋２６ａがヒンジ２７を介して開
閉自在に設けられ、また、その側壁の下部が、空気通路
２８を介して真空ポンプ２９に連結されている。

【００２８】そして、このタンク２６には、前記袋２４
の開口部をシールするためのヒートシーラ３０が設けら
れている。このヒートシーラ３０は、タンク２６及び蓋
２６ａの互いに対応する位置に設けられた一対のヒータ
支持台３１及び３２と、これら各ヒータ支持台３１及び
３２に設けられたヒータ３３及び３４とから構成されて
いる。

【００２９】図１に示すように、固定子１１は、上述の
ようなタンク２６内に、蓋２６ａを開放した状態で収容
され、このとき、袋２４の口部２４ａ部分が、下方のヒ
ータ支持台３１（ヒータ３３）上に配置されるようにす
る。この状態で、蓋２６ａを閉塞することにより、タン
ク２６内が密閉状態とされる。図２に示すように、蓋２
６ａの閉塞状態では、袋２４の口部２４ａ部分は、両ヒ
ータ３３及び３４に挟まれるようになるが、密封はされ
ないので、空気の通過が可能な状態にある。

【００３０】続いて、真空ポンプ２９を駆動してタンク
２６内を減圧していく。この減圧の際、袋２４内の空気
も口部２４ａからタンク２６内に突出されるので、袋２
４内もタンク２６内と同様に減圧される。そして、この
減圧状態で、ヒートシーラ３０の両ヒータ３３及び３４
に通電して発熱させることにより、袋２４の口部２４ａ
を気密にシールする。

【００３１】この後、真空ポンプ２９を停止すると共
に、タンク２６内を徐々に開放して空気を注入してい
き、蓋２６ａを開放させることによりタンク２６内を大
気圧に戻す。すると、図３及び図５に示すように、袋２
４の外面に大気圧が作用し、内部が減圧状態に保持され
ている袋２４が、固定子１１の内外周部にいわば真空パ
ック状態のように密着され、このとき、袋２４内に収容
されていたワニス２５が、巻線１３内及びスロット１２
ａ内に強制的に含浸される。この際、外方から大気圧が
作用することにより、袋２４内のワニス２５が固定子１
１の狭い空間内にまで押し込まれるようになる。

【００３２】しかる後、固定子１１を、袋２４内に収容
したままの状態で、タンク２６から取出して図示しない
加熱炉に収容し、この加熱炉内にて含浸されたワニス２
５を加熱硬化させる。ワニス２５の加熱硬化後、袋２４
及びスペーサ部材２１を除去するようにする。これに
て、ワニス２５による絶縁層２０が形成された固定子１
１が構成され、巻線１３の耐熱強度や耐振強度の向上、
固定子鉄心１２への固着力強化、絶縁効果の向上等が図
られるのである。尚、前記袋２４及びスペーサ部材２１
は、ワニス２５が流れる虞のなくなるゲル状になった時
点で除去するようにしても良い。

【００３３】而して、上記固定子１１を袋２４内に収容
する際、コイルエンド部１３ａに形成された通風路１９
が開放していると、その後のワニス２５の含浸行程にお
いて、この通風路１９部分にもワニス２５が含浸され、
硬化することによりその通風路１９が塞がれてしまい、
冷却効果が得られなくなってしまうことになる。

【００３４】ところが、本実施例では、巻線１３のコイ
ルエンド部１３ａの外周部に、通風路１９内に挿入配置
される歯部２２ｂを有するスペーサ部材２１を装着する
ようにしたので、ワニス２５の含浸の行程において、そ
のスペーサ部材２１により通風路１９内にワニス２５が
侵入することが阻止される。

【００３５】従って、ワニス２５の硬化後に、そのスペ
ーサ部材２１を取外せば、必要部分にワニス２５による
絶縁層２０が形成されつつ、開放状態の通風路１９を確
保することができるのである。この場合、スペーサ部材
２１は、ある程度の柔軟性を有しているから、巻線１３
を傷付けることはなく、また、ワニス２５に対する剥離
性が良いから、装着，取外しの作業も容易に行うことが
できる。特に、本実施例では、スペーサ部材２１を１個
の部材から構成したので、装着，取外しの作業が極めて
容易となる。

【００３６】このように本実施例によれば、気密性ある
袋２４に収容した固定子１１に、減圧状態でワニス２５
を含浸させるものであるから、従来の浸漬法や滴下法を
用いた場合と異なり、ワニス２５を、巻線１３の素線１
５同士間や、巻線１３とスロット１２ａとの間の狭い空
間まで含浸させることができる。また、固定子１１は袋
２４にて覆われた状態とされるので、含浸されたワニス
２５が流出することを防止することができる。

【００３７】特に本実施例では、タンク２６内の減圧状
態で固定子１１を覆う袋２４の口部２４ａをシールし、
この後タンク２６内を大気圧に戻すようにしたので、袋
２４が大気圧によって固定子１１の外周部に密着するよ
うになり、その際、その圧力によって袋２４内のワニス
２５を固定子１１内の狭い空間まで押込むことができ、
ワニス２５の含浸が極めて効果的に行われるものであ
る。

【００３８】そして、巻線１３のコイルエンド部１３ａ
の外周部に、通風路１９内に挿入配置される歯部２２ｂ
を有するスペーサ部材２１を装着するようにしたので、
通風路６が塞がれてしまう虞のあったものと異なり、通
風路１９を確保した状態で必要な絶縁層２０の形成を行
うことができ、ひいては、通風による冷却効果を確保す
ることができるものである。尚、上記実施例において使
用したスペーサ部材２１の他に、スペーサ部材の構造と
しては、以下に述べるような様々な変形例が考えられ
る。

【００３９】即ち、図１０に示すスペーサ部材４１は、
巻線１３の内周側から装着されるもので、円弧状の主部
４２ａの外周に通風路に挿入される複数本の歯部４２ｂ
を突出させた４個のリング部４２を、４個のコイルばね
４３にて順に輪状に連結して構成されている。

【００４０】そして、図１１に示すスペーサ部材４４
は、図１２に示す単位スペーサ４５を多数個連結して構
成されている。前記単位スペーサ４５は、連結部４５ａ
の上面に通風路に挿入される歯部４５ｂを有して構成さ
れ、この単位スペーサ４５を連結部４５ａ同士にて、伸
屈自在に連結することにより、いわばキャタピラ構造を
有するスペーサ部材４４が構成される。かかるスペーサ
部材４４によれば、種々の形状や大きさの巻線に対応さ
せることができ、内周側，外周側のどちらからでも装着
が可能となる。

【００４１】また、図１３及び図１４に示すスペーサ部
材４６は、外面に例えばシリコーン樹脂系の離型剤を塗
布した細帯状の形状記憶合金を、いわば歯車形に折曲形
成して、通風路に挿入される多数個の歯部４６ａを外周
部に間欠的に有したリング状に構成されている。この場
合、スペーサ部材４６の内径を、巻線の内径よりも若干
大きく形成しておき、縮径方向に変形させつつ巻線に装
着した後、加熱することにより、巻線に密着させるよう
にするものである。

【００４２】その他、上記実施例では、密閉タンク２６
を用いてこのタンク２６内を減圧することにより含浸処
理を行うようにしたが、袋２４の口部２４ａを直接的に
減圧源に接続して袋２４内を減圧するようにしても、同
様の効果を得ることができる。また、ワニス２５を加熱
硬化させる行程は、加熱炉によらずとも例えば誘導加熱
などの方法を用いるようにしても良い。

【００４３】さらに、袋２４内に予めワニス２５を収容
させておかずとも、例えば袋２４の一部にワニス注入用
の座を形成しておき、減圧後に袋２４内にワニス２５を
注入して含浸させるようにしても良い等、本発明は要旨
を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものであ
る。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の電気機器のワニス含浸方法によれば、巻線体を気密性
の袋により覆った状態でワニス含浸を行ういわゆる真空
パック法により、巻線の素線同士間や巻線と鉄心との間
の狭い空間までワニスを含浸させることができ、また、
一旦含浸されたワニスが流出することを防止することが
できるものであって、必要な絶縁層を形成しつつ巻線に
形成される通風路を確保することができるという優れた
実用的効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、固定子をタン
ク内に収容した状態を示す縦断面図

【図２】タンクを密閉状態にした状態を示す図１相当図

【図３】減圧後タンク内を大気圧に戻した状態を示す図
１相当図

【図４】固定子を袋内に収容した状態を一部を縦断して
示す正面図

【図５】袋が固定子に密着された状態を一部を縦断して
示す正面図

【図６】スペーサ部材の平面図

【図７】袋の折返し原理を示す斜視図

【図８】コイルエンド部の拡大正面図

【図９】固定子の部分的な横断面図

【図１０】本発明の他の実施例を示すスペーサ部材の平
面図

【図１１】異なる他の実施例を示すスペーサ部材の斜視
図

【図１２】単位スペーサの斜視図

【図１３】さらに異なる他の実施例を示すスペーサ部材
の平面図

【図１４】スペーサ部材の部分的斜視図

【図１５】従来例を示す図４相当図

【図１６】図８相当図

【符号の説明】

図面中、１１は固定子（巻線体）、１２は固定子鉄心
（鉄心）、１２ａはスロット、１３は巻線、１３ａはコ
イルエンド部、１９は通風路、２０は絶縁層、２１，４
１，４４，４６はスペーサ部材、２２，４２はリング
部、２２ｂ，４２ｂ，４５ｂ，４６ａは歯部、２３，４
３はコイルばね、２４は袋、２４ａは口部、２５はワニ
ス、２６はタンク、２６ａは蓋、２９は真空ポンプ、３
０はヒートシーラ、４５は単位スペーサを示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄心とこの鉄心に設けられた巻線とから
   なる巻線体を、気密性ある袋により覆い、この後その袋
   内を減圧し、この減圧状態で前記袋内に収容したワニス
   を前記巻線体に含浸させるようにした方法であって、前
   記巻線体を袋により覆う前に、前記巻線のコイルエンド
   部に形成される通風路内に、スペーサ部材を挿入配置
   し、前記ワニスの硬化後に、そのスペーサ部材を取外す
   ようにしたことを特徴とする電気機器のワニス含浸方
   法。
2. 【請求項２】 袋により覆われた巻線体を密閉タンク内
   に収容し、この状態でそのタンク内を減圧し、この減圧
   状態で前記袋の口部をシールし、この後、前記タンク内
   を大気圧に戻すことにより、前記袋内に収容したワニス
   を前記巻線体に含浸させるようにしたことを特徴とする
   請求項１記載の電気機器のワニス含浸方法。