JPH06225504A - 巻線体並びにその巻線体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鉄心の端面に付着したワニス層に亀裂が発生
することを防止でき、電気的特性を良好にする。 【構成】 固定子鉄心１２及び巻線１３から成る環状の
固定子１１を気密性ある袋１９内に収容し、この袋１９
内を減圧した状態でワニス２０を含浸させることにより
構成された固定子１１において、固定子鉄心１２の端面
１２ｂを覆うカバー部材１８を設け、固定子鉄心１２の
端面１２ｂをカバー部材１８で覆った状態でワニス２０
を固定子１１に含浸させるように構成したものである。
これにより、カバー部材１８と端面１２ｂとの間の間隔
が非常に狭いことから、この狭い隙間に含浸して硬化し
たワニス層即ち端面１２ｂに付着したワニス層は非常に
薄くなると共に均一になり、該ワニス層に亀裂が生じな
くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば回転電機の固定
子などに好適する巻線体並びにその巻線体の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電気機器である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、図１０に示すように、まず、
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内に収容すると共に、袋４の下部を固定子３
の内周側へ上方に向けて折返すことにより、袋４で固定
子３の内外周を覆うようにする。そして、袋４内には、
所要量のワニス５を注入して収容しておく。

【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、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、ワニスを含浸硬化させた後の固定子３を観察する
と、図１１に示すように、固定子鉄心１の端面１ａの上
面にワニス５がかなり厚く且つ不均一に付着していた。
この場合、端面１ａに付着したワニス層５の熱膨脹係数
と、固定子鉄心１の熱膨脹係数とが異なるため、図１２
に示すように、該係数の差により生ずる機械的力によっ
て厚く且つ不均一なワニス層５に亀裂６が径方向に発生
するという不具合があった。特に、上記亀裂６が巻線２
を覆うワニス層及び巻線２にまで達すると、該亀裂６を
介して水分が浸入することにより、固定子３の電気的特
性が悪化するという問題点があった。そこで、本発明の
目的は、鉄心の端面に付着したワニス層に亀裂が発生す
ることを防止でき、電気的特性が良好な巻線体を提供す
るにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の巻線体は、鉄心
とこの鉄心に巻回された巻線とから成る環状の巻線体を
袋内に収容し、この袋内を減圧した状態でワニスを前記
巻線体に含浸させて成る巻線体において、前記巻線体の
鉄心の端面を覆うカバー部材を備え、前記鉄心の端面を
前記カバー部材で覆った状態で前記ワニスを前記巻線体
に含浸させるように構成したところに特徴を有する。

【００１１】また、本発明の巻線体の製造方法は、鉄心
とこの鉄心に巻回された巻線とから成る環状の巻線体
を、気密性を有する袋内に収容する工程と、前記袋内を
減圧する工程と、減圧状態で前記袋内に注入されたワニ
スを前記巻線体に含浸させる工程とを備えて成る巻線体
の製造方法において、前記巻線体の鉄心の端面をカバー
部材で覆った状態で前記ワニスを前記巻線体に含浸させ
るようにしたところに特徴を有する。この場合、前記カ
バー部材の表面に離型剤を塗布しておくことが好まし
い。

【００１２】

【作用】上記手段によれば、鉄心の端面をカバー部材で
覆った状態でワニスを巻線体に含浸させるように構成し
たので、減圧により袋が巻線体に密着することにより、
カバー部材が鉄心の端面に密着し、カバー部材と鉄心の
端面との間の間隔が狭くなり、この狭い隙間にワニスが
含浸して硬化する。このため、鉄心の端面上に付着した
ワニス層は、厚み寸法が非常に薄くなると共に均一にな
る。従って、鉄心の端面に付着したワニス層の熱膨脹係
数と、鉄心の熱膨脹係数とが異なっていても、ワニス層
に亀裂が発生しなくなる。これにより、巻線体の電気的
特性が悪化することを防止できる。

【００１３】この場合、カバー部材の表面に離型剤を塗
布しておく構成とすれば、カバー部材の表面にワニスが
付着することを防止でき、巻線体の外観性を向上させる
ことができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を回転電機の固定子に適用した
一実施例について図１ないし図８を参照しながら説明す
る。まず、図１、図７及び図８を参照して、回転電機の
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径側に開放形のスロ
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の内面にはス
ロット絶縁物１４が設けられている。

【００１５】一方、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内に図８中上下２段に収容されて楔１６
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。尚、スロット１２ａ内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、このコイルエンド部１３ａにて巻線１３間が接続さ
れ、また、巻線１３の端末部からはリード線が導出され
ている。

【００１６】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８
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１７が形成
されるようになっている。これによって、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。

【００１７】また、固定子鉄心１２の両端面１２ｂに
は、図１及び図７に示すように、例えばルミラーフィル
ム製のカバー部材１８が取付けられている。このカバー
部材１８は、図６に示すように、固定子鉄心１２の端面
１２ｂの形状に対応するようにリング状をなしており、
該端面１２ｂを覆うようになっている。この場合、後述
するワニス含浸処理がなされることにより、カバー部材
１８と固定子鉄心１２の端面１２ｂとの間の隙間には、
ワニスが含浸して硬化することにより、厚み寸法が均一
で且つ非常に薄いワニス層即ち絶縁層が形成されてい
る。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ないし図５も参照して以下述べる。

【００１８】まず、図１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１
１を、気密性を有する袋１９内に収容する。このとき、
固定子１１を袋１９内に収容する前に、固定子鉄心１２
の両端面１２ｂをカバー部材１８で覆っておく。具体的
には、カバー部材１８を固定子鉄心１２の端面１２ｂに
接着剤や接着テープ等により仮止めする。尚、この場
合、接着剤や接着テープ等を使わずに、固定子鉄心１２
の上部側の端面１２ｂ上には、カバー部材１８を載置し
て巻線１３のコイルエンド部１３ａで押さえるように
し、一方、固定子鉄心１２の下部側の端面１２ｂには、
カバー部材１８を当接させ且つ巻線１３のコイルエンド
部１３ａで押さえるようにしても良い。

【００１９】また、上記袋１９は例えば柔軟性あるプラ
スチックフィルムから成形されており、その形状は、上
端に開口部１９ａを有し、外径寸法が前記固定子１１の
外径寸法にほぼ等しく（若干径大）なるように設定され
ている。そして、袋１９の上下方向の長さ寸法は、固定
子１１の長さ寸法に比べて十分長くなるように設定され
ている。そして、上記構成の袋１９内に固定子１１を収
容する場合、上部側に固定子１１を収容した後、下部側
を固定子１１の内周側へ折り返す。また、このとき、袋
１９内に例えば無溶剤タイプのワニス２０を所要量収容
しておく。

【００２０】次に、このように袋１９内にワニス２０と
共に収容された固定子１１を、図２に示すように、ワニ
ス含浸用のタンク２１に収容する。このタンク２１の上
面開口部は、蓋２２により開閉されるように構成されて
いる。この蓋２２は、タンク２１の左側壁上部にヒンジ
２３を介して回動可能に設けられている。また、タンク
２１の右側壁の下部には、空気流出入口２４が設けられ
ており、この空気流出入口２４が空気通路２５を介して
真空ポンプ２６に連結されている。

【００２１】また、タンク２１内の右側には、袋１９の
開口部１９ａをシールするためのヒートシーラ２７が設
けられている。このヒートシーラ２７は、タンク２１及
び蓋２２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２８及び２９と、これら各ヒータ支持台２８及
び２９に設けられたヒータ３０及び３１とから構成され
ている。上記したタンク２１、蓋２２、真空ポンプ２
６、ヒートシーラ２７等から減圧装置が構成されてい
る。

【００２２】そして、図２に示すように、固定子１１
は、上述のようなタンク２１内に、蓋２２を開放した状
態で収容され、このとき、袋１９の開口部１９ａ部分
が、下方のヒータ支持台２８（ヒータ３０）上に載置さ
れるように配置する。この状態で、蓋２２を閉塞するこ
とにより、タンク２１内が密閉状態とされる。蓋２２の
閉塞状態では、図３に示すように、袋１９の開口部１９
ａ部分は、両ヒータ３０及び３１間に挟まれるようにな
るが、密封されていないので、空気の通過が可能な状態
にある。

【００２３】続いて、真空ポンプ２６を駆動してタンク
２１内を真空引きして減圧していく。この減圧により、
袋１９内の空気が開口部１９ａからタンク２１内へ真空
引きされ、袋１９内もタンク２１内と同様に減圧され
る。そして、所定の真空度まで減圧された状態で、ヒー
トシーラ２７のヒータ３０、３１を通電して発熱させる
ことにより、袋１９の開口部１９ａを気密にシールす
る。

【００２４】この後、真空ポンプ２６を停止すると共
に、タンク２１内を徐々に開放して空気を注入してい
き、タンク２１内を大気圧に戻し、蓋２２を開放する。
すると、図４及び図５に示すように、袋１９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１９
が、固定子１１の内外周部に真空パック状態のように密
着する。この場合、袋１９の密着作用により、カバー部
材１８が固定子鉄心１２の端面１２ｂに押し付けられて
密着するようになる。

【００２５】そして、袋１９内に収容されていたワニス
２０は、巻線１３内及びスロット１２ａ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１９内のワニス２０が固定子１１の狭い空間内に
まで十分押し込まれるようになる。この場合、カバー部
材１８と固定子鉄心１２の端面１２ｂとの間の非常に狭
い隙間にも、ワニス２０が薄膜状に含浸される。

【００２６】この後、固定子１１を、袋１９内に収容し
たままの状態で、タンク２１内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
０を加熱硬化させる。ワニス２０を加熱硬化した後は、
袋１９を除去する。これによって、ワニス２０による絶
縁層１７が形成された固定子１１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。

【００２７】特に、カバー部材１８と固定子鉄心１２の
端面１２ｂとの間の隙間に含浸されたワニス２０が硬化
することにより、非常に薄く且つ均一な膜状のワニス層
つまり絶縁層が固定子鉄心１２の端面１２ｂ上に形成さ
れる。このため、固定子鉄心１２の端面１２ｂに付着し
たワニス層の熱膨脹係数と、固定子鉄心１２の熱膨脹係
数とが異なっていても、ワニス層が非常に薄く且つ均一
な膜であるので、従来構成（図１０ないし図１２参照）
とは異なり、該ワニス層に亀裂が発生することを防止で
きる。この結果、亀裂を介して水分等が浸入することも
ないから、固定子１１の電気的特性が悪化することを防
止できる。

【００２８】尚、カバー部材１８の表面には、ワニスが
皺状（不均一且つ厚く）に付着するが、固定子鉄心１２
の端面１２ｂに非常に薄く且つ均一なワニス層が形成さ
れているので、上記皺状のワニス層は何ら悪影響を与え
ることがない。

【００２９】また、図９は、本発明の変形例を示すもの
であり、上記一実施例と異なるところを説明する。図９
に示すように、カバー部材１８に代わるカバー部材３２
は、固定子鉄心１２の端面１２ｂの形状により正確に対
応するように、リング状部３２ａと、このリング状部３
２ａの内周部に内方へ突出するように形成された多数の
突片部３２ｂとから構成されている。上記突片部３２ｂ
は、固定子鉄心１２の端面１２ｂのうちのスロット１２
ａの間の部分を覆うようになっている。従って、この変
形例においても、上記一実施例とほぼ同様な作用効果を
得ることができ、特に、カバー部材３２が固定子鉄心１
２の端面１２ｂをより広く正確に覆うことから、該端面
１２ｂに形成されるワニス層に亀裂が発生することをよ
り一層防止することができる。

【００３０】尚、上記各実施例では、カバー部材１８、
３２をルミラーフィルム製としたが、他のプラスチック
製のフィルム又はシート又はプレートから構成しても良
い。また、カバー部材１８、３２の表面（固定子鉄心１
２の端面１２ｂと当接しない側の面）に、離型剤を塗布
するようにしても良い。この場合、離型剤を塗布する
と、カバー部材１８、３２の表面にワニスが付着するこ
とを極力防止することができ、皺状のワニスが付着しな
いことから、外観性を向上させることができる。

【００３１】尚、上記各実施例では、密閉タンク２１を
用いてこのタンク２１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１９の開口部１９ａを直接的に
減圧源（真空ポンプ等）に接続して袋１９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２０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。

【００３２】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、減圧状態でワニスを巻線体に含浸させる構成におい
て、鉄心の端面をカバー部材で覆った状態でワニスを含
浸させる構成としたので、鉄心の端面上に付着したワニ
ス層が非常に薄くなると共に均一になり、該ワニス層に
亀裂が発生することを防止できて電気的特性を良好にす
ることができるという優れた効果を奏する。

【００３３】また、カバー部材の表面に離型剤を塗布し
ておくように構成したので、カバー部材の表面にワニス
が付着することを防止でき、巻線体全体の外観性を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、袋内に固定子
を収容した状態を示す一部破断側面図

【図２】袋内に収容した固定子をタンク内に収容した状
態を示す縦断側面図

【図３】蓋を閉塞したタンクの縦断側面図

【図４】袋内を減圧した後、蓋を開放したタンクの縦断
側面図

【図５】減圧後の袋及び固定子の破断側面図

【図６】カバー部材の正面図

【図７】固定子の端部部分の側面図

【図８】固定子の部分横断面図

【図９】本発明の変形例を示すカバー部材の正面図

【図１０】従来構成を示す図１相当図

【図１１】固定子鉄心の部分正面図

【図１２】固定子の部分縦断側面図

【符号の説明】

１１は固定子、１２は固定子鉄心、１２ａはスロット、
１３は巻線、１７は絶縁層、１８はカバー部材、１９は
袋、２０はワニス、２１はタンク、２２は蓋、２６は真
空ポンプ、２７はヒートシーラ、３２はカバー部材を示
す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄心とこの鉄心に巻回された巻線とから
   成る環状の巻線体を袋内に収容し、この袋内を減圧した
   状態でワニスを前記巻線体に含浸させて成る巻線体にお
   いて、 前記巻線体の鉄心の端面を覆うカバー部材を備え、 前記鉄心の端面を前記カバー部材で覆った状態で前記ワ
   ニスを前記巻線体に含浸させるように構成したことを特
   徴とする巻線体。
2. 【請求項２】 鉄心とこの鉄心に巻回された巻線とから
   成る環状の巻線体を、気密性を有する袋内に収容する工
   程と、 前記袋内を減圧する工程と、 減圧状態で前記袋内に注入されたワニスを前記巻線体に
   含浸させる工程とを備えて成る巻線体の製造方法におい
   て、 前記巻線体の鉄心の端面をカバー部材で覆った状態で前
   記ワニスを前記巻線体に含浸させるようにしたことを特
   徴とする巻線体の製造方法。
3. 【請求項３】 前記カバー部材の表面に離型剤を塗布し
   たことを特徴とする請求項２記載の巻線体の製造方法。