JPH08130843A - 回転電機のコアとその絶縁方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 巻線時の応力や使用中の熱応力での絶縁層の
変形、及び絶縁層の剥離を起こすことがなく、絶縁層の
厚さを薄くしても充分な絶縁耐力を有する信頼性の高い
小型回転電機のコアとその絶縁方法を得る。 【構成】 磁性体からなるコア１と、このコア１のコイ
ル巻回部の外面に形成された厚さ１０〜１００ミクロン
の粉体エポキシ樹脂等の粉体合成樹脂層７と、この粉体
合成樹脂層の外面に塗布された無機−有機複合材層８を
備えたもので、粉体合成樹脂を流動浸漬法等を形成する
と共に、この粉体合成樹脂層の外面に希釈された無機−
有機複合材層を浸漬法または吹きつけ法にて塗布するこ
とによって形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、小型モータ等の回転
電機のコアとその絶縁方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は一般的な小型モータの電機子の構
造を示すもので、図に於て１は電機子コアで磁性体をプ
レス加工して形成される。そしてコア１には複数個の歯
２とスロット３が交互に設けられ、歯２の外周部には傘
形のポール部４が設けられる。５は前記コア１の歯２に
絶縁層６（以下コア絶縁と称す）を介して巻回された巻
線で、小型モータ等の場合巻線５はコア１の歯２に集中
巻きされる。

【０００３】コア絶縁６は巻線５とコア１を電気的に絶
縁するものであり、少なくとも巻線がコアに接触する部
分（以下巻線部と称す）には設けられなければならない
が、後述するように小型モータ等ではコア絶縁６に絶縁
性塗料等を使用するため、機械的精度を必要とする部分
以外には防錆効果を兼ねて全面的に施されることが多
い。

【０００４】従来、このような小型回転電機のコア絶縁
は生産性が良いと云う点からエポキシの粉体を流動浸漬
法にて塗布して使用していたが、エポキシ粉体の流動浸
漬法によりピンホール等の欠陥の無い絶縁層を得るため
には０．２ｍｍ以上の厚さにコーティングする必要があ
り、この絶縁層の厚さが小型回転電機の小型化及び高性
能化を阻害する原因になっていた。これに対し、絶縁層
の厚さを低減する方法として前記エポキシ粉体塗装に代
わり、コアにカチオン塗装を行い絶縁層を得る方法、あ
るいは特開平５−３００６８１号公報に示すように、下
層に溶剤により希釈されたエポキシ樹脂を浸漬法により
塗布し、硬化後上層に無機−有機絶縁層を塗布する方法
が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しょうとする課題】これらの絶縁方法によ
れば、絶縁厚さを数十ミクロンまで低減することができ
小型回転電機の小型化に有効であるが、次に述べるよう
な問題点がある。つまり、カチオン塗装による方法は塗
装の硬度が低いため、巻線時、電線のテンションで絶縁
層が変形し、更に回転電機使用中に発生する熱応力で前
記変形が進行して絶縁破壊に至るおそれがある。また、
下層に溶剤により希釈されたエポキシ樹脂を浸漬塗布す
る方法においては薄い絶縁層が得られる反面、下層絶縁
のエポキシ樹脂がコア表面に均一に付着し、下層絶縁の
表面が平滑化される結果、重ねて上層に塗布する無機−
有機絶縁層との密着性が低下し、巻線機による巻線の応
力により上層の絶縁層が剥離して絶縁耐力が低下する等
の欠陥を有するものであった。電磁鉄板等の磁性体を積
み重ねたコアに於ては巻線部は方形断面を有し、その角
部はコーティングによる絶縁層の形成法では平面部に比
べて絶縁材の付着が悪く絶縁層が薄いため、前記変形や
剥離は致命的な欠陥となる。

【０００６】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、巻線
時の応力や使用中の熱応力での絶縁層の変形、及び絶縁
層の剥離を起こすことがなく、絶縁層の厚さを薄くして
も充分な絶縁耐力を有する信頼性の高い小型回転電機の
コア絶縁方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる回転電
機のコアは、磁性体からなるコアと、このコアのコイル
巻回部の外面に形成された厚さ１０〜１００ミクロンの
粉体エポキシ樹脂等の粉体合成樹脂層と、この粉体合成
樹脂層の外面に塗布された無機−有機複合材層を備えた
ものである。

【０００８】この発明に係わる回転電機のコア絶縁方法
は、磁性体からなるコアのコイル巻回部の外面に厚さ１
０〜１００ミクロンの粉体合成樹脂層を形成する工程
と、この粉体合成樹脂層の外面に希釈された無機−有機
複合材層を塗布する工程を含むものである。また、粉体
合成樹脂層を流動浸漬法等で形成する工程と、この粉体
合成樹脂層の外面に希釈された無機−有機複合材層を浸
漬法または吹きつけ法にて塗布する工程を含むものであ
る。また、粉体合成樹脂としてエポキシ粉体、無機−有
機複合材として珪酸塩と有機樹脂の複合体を有機系希釈
剤にて希釈したものを使用するものである。

【０００９】また、この発明に係わる回転電機のコア絶
縁方法は、磁性体からなるコアのコイル巻回部の外面に
希釈された無機−有機複合材を浸漬法または吹きつけ法
にて塗布して加熱硬化させる基本工程と、この基本工程
を複数回繰り返すことによって１０〜１００ミクロンの
厚みの絶縁皮膜を得る工程を含むものである。また、珪
酸塩と有機樹脂からなる無機−有機複合材を有機系希釈
剤にて希釈して塗布するものである。

【００１０】

【作用】上記のように構成された小型回転電機のコアと
その絶縁方法においては、下層の粉体塗装を薄くしたた
めに粉体の粒が均一にコア面に付着せず、粒体間に隙間
のあるいわばピンホールの如き欠陥及び凹凸な表面を有
する状態の下層絶縁となる。上層に塗布する希釈された
無機−有機複合材は前記下層の欠陥部を充填し、更に凹
凸状の表面を覆って薄い平滑な表面の上層絶縁層を形成
すると同時に、前記欠陥部では直接コアに焼付け塗装さ
れる状態になる。

【００１１】また、希釈した無機−有機複合材を重ね塗
りする方法においては、最初の塗装ではコアの巻線部の
方形断面の角部に絶縁層を形成し難いが、平面部に付着
する絶縁層が角部の曲率半径を大きくし、数回重ね塗り
を行うことにより角部にも充分な絶縁層が得られるよう
になる。

【００１２】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例である小型回転電
機のコアとその絶縁方法を図に基づいて説明する。この
実施例で使用するコアは特にその形状を限定しないが、
図３に示すようなコア１の歯２に巻線５を集中巻きする
構成のものに適している。図１は、図３のコア１の歯２
及び絶縁層６の部分を断面した状態を示す。図に示すよ
うにコア１の歯２は電磁鉄板等の磁性板を積層して構成
され、その断面形状は方形である。図３の絶縁層６は図
１に於ては表面凹凸の下層絶縁層７とそれを覆う上層絶
縁層８の２層よりなり、この２層の絶縁層とその形成方
法に特徴がある。

【００１３】下層絶縁層７はコア１をサンドブラストま
たはバレル研磨処理の後、粉体の合成樹脂例えば粉体エ
ポキシのスプレー塗装または流動浸漬塗装によりコアに
付着させる。これらの方法は、まずコアを予熱し、一定
時間スプレーもしくは浸漬処理を行うのであるが、この
処理時間の管理により付着層の厚みが管理できる。欠陥
のない絶縁層を得るために、スプレー時間または浸漬時
間を長くして層の厚さを２００〜６００ミクロンにする
のが従来の技術であるが、ここでは塗装時間を極く短く
し、層の厚さを１０〜１００ミクロンの範囲内とする。
本発明の目的を達成するためには５０ミクロン程度に管
理するのが望ましい。この厚さの絶縁層は図１の下層絶
縁層７に示すようにコアの表面に均一に付着せず、コア
面が部分的に露出したピンホールの多い塗装面となる。

【００１４】本発明による上層絶縁層８は、例えば珪酸
塩と有機樹脂の複合体のような無機−有機複合材を有機
溶剤等により希釈し、低粘度の液状にしたものを使用す
る。上層絶縁層８は下層絶縁層７を加熱硬化後、スプレ
ーもしくは浸漬法でコーティングすることにより、下層
絶縁層７の欠陥部であるピンホール等に充分浸透し、欠
陥部を補うと同時に下層絶縁層７の上層に絶縁層を形成
する。上層絶縁層８は無機−有機複合材が低粘度である
ため、一回の処理では１０ミクロン程度の付着にとどま
り、従って全体の絶縁厚さは６０ミクロン程度になる。
なお、上層絶縁層８は焼き付け硬化される。

【００１５】無機−有機複合材よりなる上層絶縁層８は
従来のカチオン塗装に比べ硬度が高く例えば鉛筆硬度６
Ｈ〜７Ｈを有するため、巻線の応力による変形は極めて
小さく、また、下層絶縁層７の表面が凹凸状態であるこ
と及び部分的にはコアに上層絶縁層８が直接焼き付けら
れるので、巻線時に上層絶縁層８が剥離することもな
い。前述のとうりコアの角部には絶縁層が付着し難く、
下層絶縁層７にも欠陥を生じるが、この欠陥を補って上
層絶縁層８が充填され付着するので充分な絶縁耐力が得
られるようになる。

【００１６】実施例２．実施例１では下層絶縁層に粉体
の合成樹脂を使用しているが、無機−有機複合材の重ね
塗りを行うだけでも同様の効果を得ることができる。図
２は無機−有機複合材の重ね塗りのみで絶縁層を構成し
た時の絶縁層の状態を示すものであり、図１同様、図３
のコア１の歯２及び絶縁層６の部分を断面したものであ
る。図に示すように、コア１の歯２は図１同様電磁鉄板
等の磁性板を積層したもので方形断面形状を有してい
る。図３の絶縁層６は、図２では重ね塗りされた無機−
有機複合材よりなる絶縁層９，10, 11として示されてい
る。

【００１７】図２の絶縁層９，10, 11は何れも例えば珪
酸塩と有機樹脂の複合体のような無機−有機複合材を有
機溶剤等により希釈したものを使用し、スプレーもしく
は浸漬法でコーティングした後加熱焼き付けを行うもの
で、この工程を数回繰り返すことにより絶縁層９，10，
11，を形成する。第１回目の層９は図に示すようにコア
１の歯２の角部には付着し難いが、角部の曲率半径を大
きくする効果があり、第２層10、第３層11は角部にも付
着し、絶縁層を形成する。前述のとうり無機−有機複合
材は一回のコーティングにより付着する量が少なく、所
定の絶縁厚さ５０ミクロンを得るために数回のコーティ
ングを要し、角部にも充分な絶縁厚さを得ることができ
る。

【００１８】以上のように実施例２はコア絶縁に無機−
有機複合材のみを使用したものであるが、無機−有機複
合材は表面硬度が高く、実施例１同様巻線による変形の
少ない絶縁層が得られ、同一材料による多層コーティン
グであるため絶縁剥離も生じず、薄い絶縁層にて高い絶
縁耐力が得られる。

【００１９】上記の通り本発明は小型回転電機のコア絶
縁方法として説明したが、巻線を有する電気機器には本
発明が適用できることはいうまでもない。

【００２０】

【発明の効果】本発明による回転電機のコアとその絶縁
方法によれば、以上に説明したように薄い絶縁層で高い
絶縁耐力が得られ、しかも絶縁層の表面硬度が高く、絶
縁層の剥離がないので電気機器の小型化に際し、信頼性
を損なうことがなく、ＯＡ機器用小型電動機等の薄型化
に対して最適である。

【００２１】また絶縁層が薄く、表面硬度が高いので機
械的精度の必要な部分でも絶縁層を除去する必要がな
く、対剥離性も良いので防錆効果を維持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１のコア絶縁構成を示す断
面図である。

【図２】 この発明の実施例２のコア絶縁構成を示す断
面図である。

【図３】 小型回転電機の電機子の構成を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１、小型回転電機の電機子コア、２ コアの歯、５ 巻
線、６ コア絶縁 ７ 下層絶縁層、８ 上層絶縁層、９，10, 11 絶縁
層。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性体からなるコア、このコアのコイル
   巻回部の外面に形成された厚さ１０〜１００ミクロンの
   粉体エポキシ樹脂等の粉体合成樹脂層、この粉体合成樹
   脂層の外面に塗布された無機−有機複合材層を備えたこ
   とを特徴とする回転電機のコア。
2. 【請求項２】 磁性体からなるコアのコイル巻回部の外
   面に厚さ１０〜１００ミクロンの粉体合成樹脂層を形成
   する工程、この粉体合成樹脂層の外面に希釈された無機
   −有機複合材層を塗布する工程を含むことを特徴とする
   回転電機のコア絶縁方法。
3. 【請求項３】 磁性体からなるコアのコイル巻回部の外
   面に粉体合成樹脂層を流動浸漬法等で形成する工程、こ
   の粉体合成樹脂層の外面に希釈された無機−有機複合材
   層を浸漬法または吹きつけ法にて塗布する工程を含むこ
   とを特徴とする回転電機のコア絶縁方法。
4. 【請求項４】 粉体合成樹脂としてエポキシ粉体、無機
   −有機複合材として珪酸塩と有機樹脂の複合体を有機系
   希釈剤にて希釈したものを使用することを特徴とする請
   求項２または請求項３記載の回転電機のコア絶縁方法。
5. 【請求項５】 磁性体からなるコアのコイル巻回部の外
   面に希釈された無機−有機複合材を浸漬法または吹きつ
   け法にて塗布して加熱硬化させる基本工程、この基本工
   程を複数回繰り返すことによって１０〜１００ミクロン
   の厚みの絶縁皮膜を得る工程を含むことを特徴とする回
   転電機のコア絶縁方法。
6. 【請求項６】 珪酸塩と有機樹脂からなる無機−有機複
   合材を有機系希釈剤にて希釈して塗布することを特徴と
   する請求項５記載の回転電機のコア絶縁方法。