JPH09283318A - 回転電機のコイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイカテープを巻付けた原形コイルにレジン
による含浸処理を施すものにおいて、レジンの流出を防
止する。 【解決手段】 コイルを、素線を巻回して構成される原
形コイルの周囲に、マイカテープ１４を一部重ねながら
全体に渡って巻付け、さらにそのマイカテープ１４を含
む全体にレジンによる含浸処理を施して構成する。マイ
カテープ１４を、マイカペーパー１５の表面側にガラス
クロス等の補強材１６を接着剤１７により貼合わせて構
成すると共に、マイカペーパー１５の内面側に、レジン
の硬化反応を促進するための反応促進剤からなる塗布層
１８を設ける。マイカペーパー１５を、マイカ鱗片にア
ラミッドフィブリッドを混抄して構成された引張り強さ
の高いものとし、鱗片密度の高い側の面に補強材１６を
貼合わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、素線を巻回して構
成される原形コイルにマイカテープを巻付けた上で、レ
ジンによる含浸処理を施す構成の回転電機のコイルに関
する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】例えば高電圧回転機の
固定子コイルの絶縁方法として、真空加圧含浸処理が採
用されている。これは、まず、図５に示すように、素線
１を巻回して構成された原形コイル２の外周に、接着剤
の少ないドライマイカテープ３を巻付けて外層絶縁を施
す。そして、このものを図示しない固定子鉄心に装着し
た上で、タンク内に収容し、真空乾燥した後にエポキシ
樹脂等の無溶剤レジンを流し込み、圧力をかけてレジン
を含浸させる。この後、乾燥炉へ収容してレジンを加熱
硬化させるものである。尚、前記マイカテープ３は、図
６に示すような、マイカペーパー４の一方の面に、例え
ばガラスクロスからなる補強材５を接着剤６によって貼
合わせて構成されている。

【０００３】ところで、上記したレジンは、一般に、良
好な含浸性を得るために、比較的低粘度（０．５〜５ポ
アズ程度）にて使用される。また、この種のレジンは、
加熱硬化の過程で、粘度が一旦低下した後硬化が進行す
るといった特性がある。このため、上記した含浸処理の
行程の途中（乾燥炉で加熱する行程）にて、一旦含浸さ
れたレジンがマイカテープ３の重なり部や原形コイル２
の口出し線部分から流れ出て、例えば素線１の角部とマ
イカテープ３との隙間Ｓ部分においてレジンの未充填部
分（ボイド）が生ずる虞があった。このようなボイドが
生ずると、部分放電が発生しやすくなり、絶縁性が悪化
してしまうことになる。

【０００４】そこで、このような欠点を解消するため
に、従来より、例えば特公昭５７−１８４１９号公報に
示されるように、マイカテープ３の接着剤６の中に、加
熱硬化の過程で含浸レジンと反応する硬化促進剤を配合
する方法が考えられていた。また、例えば特開昭５８−
３９２３４号公報に示されるように、コイルの口出し線
分岐部に、ゴムコンパウンドやプリプレグシート等を充
填する方法も考えられていた。

【０００５】しかしながら、上記のうち、コイルの口出
し線分岐部にゴムコンパウンドやプリプレグシート等を
充填する方法では、レジンを含浸させる際の経路が狭め
られて含浸時間が長くなる欠点があり、採用されるに至
らなかった。そして、マイカテープ３の接着剤６の中に
硬化促進剤を配合する方法では、硬化促進剤と接着剤６
自身とが反応してマイカテープ３自体が早期に硬化する
ようになり、マイカテープ３の巻付け作業ができなくな
る不具合があった。また、含浸処理時に、硬化促進剤が
レジン中に溶け出しにくいため、レジンの硬化の進行度
合が不均一になり、硬化が遅い部分ではやはりレジンの
流出を招いてしまう欠点もあった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、マイカテープを巻付けた原形コイルに
レジンによる含浸処理を施すものにおいて、レジンの流
出を極力防止することができ、ひいては絶縁性に優れる
回転電機のコイルを提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の回転
電機のコイルは、マイカテープを巻付けた原形コイルに
レジンによる含浸処理を施すものにあって、前記マイカ
テープを、マイカペーパーの一面側に補強材を接着剤に
より貼合わせて構成すると共に、前記マイカペーパーの
他面に前記レジンの硬化反応を促進するための反応促進
剤を塗布したところに特徴を有する。

【０００８】これによれば、マイカテープに反応促進剤
が塗布されているので、含浸処理時において、レジンの
硬化反応が促進されて含浸されたレジンの流出を防止す
ることができる。この場合、反応促進剤は、マイカテー
プを構成するマイカペーパーのうち接着剤が配置されて
いる部分とは反対側の面に塗布されるので、接着剤と反
応促進剤との反応が抑えられ、マイカテープの使用可能
時間を長くすることができる。そして、反応促進剤は、
マイカテープの表面に配置されているので、レジンと容
易に接触し、ひいては速やかにレジンの硬化反応を起こ
させることができる。

【０００９】ところで、一般に、レジンの硬化促進用の
反応促進剤は吸湿性を有しており、この吸湿が過剰とな
ると、レジンの含浸処理時に水分除去の時間が長くかか
ることになる。この場合、マイカペーパーの他面に、反
応促進剤の上に、さらに当該反応促進剤との反応性の低
い樹脂を塗布するようにしても良く（請求項２の発
明）、これによれば、反応促進剤が樹脂により覆われて
空気と接触しないので、反応促進剤が空気中の水分を吸
湿してしまうことを防止することができる。

【００１０】また、マイカテープを構成するマイカペー
パーは、一般に、厚み方向に鱗片密度が高密度から低密
度に変化している。そこで、マイカペーパーの補強材が
貼合わされる面を、鱗片密度の高い側の面とすれば（請
求項３の発明）、貼合わせ用の接着剤がマイカペーパー
内に浸透しにくくなり、接着剤が反応促進剤と反応する
ことを抑制することができる。

【００１１】本発明の請求項４の回転電機のコイルは、
マイカテープを、マイカペーパーの一面側に、不織布と
フィルムとの二層構造を備える補強材を接着剤により貼
合わせて構成すると共に、前記不織布とフィルムとを、
前記レジンの硬化反応を促進するための反応促進剤を配
合したシリコーン接着剤にて接着するようにしたところ
に特徴を有する。

【００１２】これによれば、不織布とフィルムとを接着
する接着剤中に、反応促進剤が配合されているので、含
浸処理時において、不織布を通して含浸されたレジンの
硬化反応が促進され、含浸されたレジンの流出を防止す
ることができる。この場合、シリコーン接着剤は、反応
促進剤と反応しにくいので、マイカテープが早期に硬化
することはなく、その使用可能時間を長くすることがで
きる。

【００１３】また、上記したマイカテープにおいては、
マイカペーパーと補強材とを接着する接着剤として、反
応促進剤と反応しないシリコーン接着剤を採用すれば
（請求項５の発明）、マイカテープの硬化防止に一層好
ましいものとなる。さらには、マイカテープを構成する
マイカペーパーとして、マイカ鱗片にアラミッドフィブ
リッドを混抄したものを採用することもでき（請求項６
の発明）、これによれば、マイカテープの引張り強さを
高いものとすることができる。

【００１４】そして、上記した反応促進剤として、イミ
ダゾールを採用すれば（請求項７の発明）、比較的低温
でレジンの硬化促進作用を発現させることができ、含浸
されたレジンの硬化反応が速やかに進行してそのレジン
の流出を防止することができる。さらには、原形コイル
の最外層を、フィルムテープで覆う構成としても良く
（請求項８の発明）、これによれば、マイカテープから
なる絶縁層の保護をフィルムテープにより図ることがで
きると共に、フィルムテープによるレジンの流出防止効
果が付加され、より一層効果的となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のいくつかの実施例
について、図１ないし図４を参照しながら説明する。 （１）第１の実施例 まず、図１ないし図３を参照して、本発明の第１の実施
例（請求項１，３，６に対応）について述べる。

【００１６】図３は、本実施例に係る回転電機のコイル
（例えば６ｋＶ級の高電圧回転機の固定子コイル）１１
の断面形状を示している。ここで、このコイル１１は、
素線１２を巻回して構成される原形コイル１３の周囲
に、詳しくは後述するマイカテープ１４を一部重ねなが
ら全体に渡って巻付け、さらにそのマイカテープ１４を
含む全体に含浸レジン（例えばエポキシ樹脂）による対
地絶縁層を設けて構成されている。

【００１７】前記レジンは、真空加圧含浸処理法により
含浸処理されるようになっており、具体的には、マイカ
テープ１４を巻付けた原形コイル１３を図示しない固定
子鉄心に装着した上で、タンク内に収容し、真空乾燥し
た後にエポキシ樹脂等の無溶剤レジンを流し込み、圧力
をかけてレジンを含浸させる。この後、乾燥炉へ収容し
てレジンを加熱硬化させることにより、コイル１１に
は、原形コイル１３の外周や素線１２同士間、固定子鉄
心との間等に硬化したレジンによる対地絶縁層が形成さ
れるのである。

【００１８】さて、前記マイカテープ１４について述べ
る。図１はマイカテープ１４の断面を示しており、この
マイカテープ１４は、マイカペーパー１５の一面側つま
り表面側に、例えばガラスクロス等の補強材１６を、少
量の接着剤１７により貼合わせて構成されている。この
とき、前記マイカペーパー１５は、マイカ鱗片にアラミ
ッドフィブリッドを混抄して構成されており、引張り強
さの高いものとされている。また、マイカペーパー１５
は、厚み方向に見れば、鱗片密度が高密度から低密度に
変化しているが、ここでは、鱗片密度の高い側の面を外
面として補強材１６を貼合わせる構成とされている。

【００１９】そして、このマイカテープ１４は、マイカ
ペーパー１５の他面側つまり内面側に、前記レジンの硬
化反応を促進するための反応促進剤が塗布されて塗布層
１８が形成される。この反応促進剤としては、例えば三
フッ化ホウ素モノエチルアミンが用いられ、例えば２〜
８ｇ／ｍ^２が塗布されるようになっている。尚、反応促
進剤としては、他にもイミダゾールやオクチル酸亜鉛な
どを採用することもできる。

【００２０】上記構成のマイカテープ１４を原形コイル
１３に巻付けた上でレジンの含浸処理を行うと、マイカ
テープ１４に反応促進剤の塗布層１８が設けられている
ので、、レジンの硬化反応が促進され、レジンの硬化反
応を速やかに進行させることができる。この場合、反応
促進剤は、マイカテープ１４の表面に配置されているの
で、レジンと容易に接触し効果的にレジンの硬化反応を
起こさせることができるものである。

【００２１】そして、反応促進剤（塗布層１８）は、マ
イカテープ１４を構成するマイカペーパー１５のうち接
着剤１７が存在する部分とは反対側の面に塗布されるの
で、接着剤１７と反応促進剤との接触が抑えられ、接着
剤１７が反応促進剤により硬化してしまうことを抑える
ことができる。この結果、マイカテープ１４が早期に硬
化することを未然に防止することができ、マイカテープ
１４の柔軟性を確保した状態で巻付け作業等を行うこと
ができる。このとき、マイカペーパー１５の鱗片密度の
高い側の面に接着剤１７が配置されるので、接着剤１７
がマイカペーパー１５内に浸透しにくくなり、接着剤１
７と反応促進剤との接触を一層効果的に防止することが
できる。

【００２２】ところで、上記のマイカテープ１４は、マ
イカペーパー１５と補強材１６とを引張り力を与えつつ
貼合わせて製造される。また、この貼合わせの際は、接
着剤１７の使用量をできるだけ少なくすることが望まし
い。本実施例のマイカテープ１４では、マイカペーパー
１５として、マイカ鱗片にアラミッドフィブリッドを混
抄したものを採用したので、マイカペーパー１５の引張
り強さが高くなり、貼合わせ時の接着剤１７の量を少量
で済ませることができるようになり、また、マイカテー
プ１４の引張り強さを高いものとすることができる。

【００２３】このように本実施例によれば、マイカテー
プ１４において、接着剤１７と反応促進剤とが反応する
ことを防止することができるので、硬化促進剤と接着剤
６とが反応してマイカテープ３が早期に硬化してしまう
虞のあった従来のものと異なり、マイカテープ１４が早
期に硬化することを未然に防止することができ、マイカ
テープ１４の使用可能時間を長くすることができる。

【００２４】そして、反応促進剤の塗布層１８により、
レジンの硬化反応を速やかに進行させることができるの
で、一旦含浸したレジンが流出してしまう虞のあった従
来と異なり、レジンの流出を極力防止することができ、
この結果、ボイドの発生が少なく絶縁性に優れるコイル
１１とすることができ、信頼性の向上を図ることができ
るものである。

【００２５】ちなみに、図２は、ｔａｎδ−電圧特性を
調べたものであり、実線が本実施例品、破線が従来品を
示している。この図２から明らかなように、従来品で
は、高電圧下で部分放電が発生しやすく絶縁性に劣るの
に対し、上記マイカテープ１４を採用した本実施例品で
は、それに比較して高電圧下での絶縁性に十分に優れる
ものとなっているのである。

【００２６】（２）第２の実施例 次に、図示は省略するが、本発明の第２の実施例（請求
項２，７に対応）について述べる。この実施例は、上記
第１の実施例の変形例ともいうべきものであり、上記第
１の実施例と異なる点についてのみ以下述べる。

【００２７】この実施例では、上記第１の実施例と同様
に、マイカテープ１４のマイカペーパー１５の内面側
に、レジンの硬化反応を促進するための反応促進剤から
なる塗布層１８が形成されるのであるが、その反応促進
剤として、イミダゾールが採用されている。このイミダ
ゾールは比較的低温でレジンの硬化促進作用を発現させ
ることができるので、含浸されたレジンの硬化反応が速
やかに進行してレジンの流出を効果的に防止することが
できるものである。

【００２８】ところが、このイミダゾールは、上記のよ
うなメリットがある反面、吸湿性が比較的高い事情があ
り、この吸湿が過剰となると、レジンの含浸処理時に水
分除去の時間が長くかかる不都合を招くことになる。そ
こで、本実施例では、マイカペーパー１４の内面側に、
反応促進剤の塗布層１８の上に、さらに当該反応促進剤
との反応性の低い樹脂例えば環状脂肪族エポキシレジン
を塗布するようにしたものである。この樹脂としては、
例えばチバ社製のＣＹ１７５，ＣＹ１７７，ＣＹ１７
９、ＵＣＣ社製ではＥＲＬ４２３４，ＥＲＬ４２９９，
ＥＲＬ４２２１等がある。

【００２９】かかる構成によれば、反応促進剤（イミダ
ゾール）の塗布層１８が樹脂により覆われて空気と接触
しないので、反応促進剤が空気中の水分を吸湿してしま
うことを防止することができる。従って、含浸処理時に
水分除去の余分な時間を要することがなくなり、比較的
低温でレジンの硬化反応を発現させることができるとい
う反応促進剤にイミダゾールを採用したメリットを、十
分に享受することができるのである。

【００３０】（３）第３の実施例 次に、図４は本発明の第３の実施例（請求項４に対応）
に係るマイカテープ２１の断面を示している。このマイ
カテープ２１は、上記第１の実施例のマイカテープ１４
と以下の点で異なっている。

【００３１】即ち、マイカテープ２１は、マイカペーパ
ー１５の表面側に、補強材２２を接着により貼合わせて
構成されるのであるが、ここでは、補強材２２を、上面
側の不織布２３と下面側のフィルム２４（例えばポリエ
ステルフィルム）との二層構造としている。そして、前
記不織布２３とフィルム２４とは接着剤により接着され
ているのであるが、この接着剤にシリコーン接着剤２５
を採用すると共に、そのシリコーン接着剤２５内にレジ
ンの硬化反応を促進するための反応促進剤を配合するよ
うにしている。この反応促進剤としては、第１の実施例
で述べたような各種のものを採用することができる。

【００３２】この場合、マイカテープ２１を製造するに
あたっては、マイカペーパー１５の表面に、フィルム２
４を接着剤１７により接着し、その後、フィルム２４の
表面に、反応促進剤を配合したシリコーン接着剤２５に
より不織布２３を接着するようにする。尚、この場合、
不織布２３としては、厚みが０．０１〜０．０５mm程度
のものが好適し、例えば日本バイリーン製Ｈ−８１０１
５等を採用することができる。また、フィルム２４と不
織布２３とを先に接着するようにしても良いことは勿論
である。

【００３３】かかる構成においては、不織布２３とフィ
ルム２４とを接着するシリコーン接着剤２５中に、反応
促進剤が配合されているので、レジンの含浸処理時にお
いて、不織布２３を通して含浸されたレジンの硬化反応
が促進され、含浸されたレジンの流出を防止することが
できる。この場合、シリコーン接着剤２５は、反応促進
剤と反応しにくいので、マイカテープ２１が早期に硬化
することはなく、その使用可能時間を長くすることがで
きる。従って、本実施例においても、上記第１の実施例
と同様に、ボイドの発生が少なく絶縁性に優れるコイル
を構成することができ、信頼性の向上を図ることができ
るものである。

【００３４】（４）その他の実施例 最後に、図示は省略するが、本発明は次のように実施す
ることもできる。即ち、上記した各コイル１１の最外周
つまりマイカテープ１４，２１の外周に、さらにフィル
ムテープを巻付ける構成とすることができる（請求項８
に対応）。この場合、前記フィルムテープとしては、ク
ロス状や不織布状、フィルム状のものを採用することが
できが、液体（低粘度のレジン）の透過性のないフィル
ム状のものが最も好ましい。

【００３５】かかる構成によれば、マイカテープ１４，
２１からなる絶縁層の保護をフィルムテープにより図る
ことができると共に、一旦含浸されたレジンが流出する
ことがフィルムテープによって阻止されるようになり、
より一層レジンの流出防止効果に優れたものとなり、ボ
イドの発生を確実に防止することができる。

【００３６】さらに、上記した各マイカテープ１４，２
１において、マイカペーパー１４と補強材１６，２２と
を接着するための接着剤１７にも、反応促進剤との反応
性の低いシリコーン接着剤を採用することができる（請
求項５に対応）。これによれば、マイカテープ１４，２
１が早期に硬化することを防止するに一層好ましいもの
となり、ひいては、マイカテープ１４，２１の柔軟性を
確保した状態で巻付け作業等を容易に行うことができ、
その使用可能時間を長くすることができるものである。

【００３７】その他、本発明は上記した各実施例に限定
されるものではなく、例えばマイカペーパーや補強材の
材質としては各種のものを採用することができ、また、
反応促進剤や接着剤にも各種のものを採用できるなど、
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。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の回転電機のコイルによれば、マイカテープを巻付けた
原形コイルにレジンによる含浸処理を施すものにおい
て、マイカテープの使用可能時間を長くすることができ
ると共に、レジンの流出を極力防止することができ、ひ
いては絶縁性に優れ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】本発明の第１の実施例を示すもので、マイカテ
ープの断面図

【図２】ｔａｎδ−電圧特性を示す図

【図３】コイルの断面を概略的に示す図

【図４】本発明の第３の実施例を示す図１相当図

【図５】従来例を示す図３相当図

【図６】図１相当図

【符号の説明】

図面中、１１はコイル、１２は素線、１３は原形コイ
ル、１４，２１はマイカテープ、１５はマイカペーパ
ー、１６，２２は補強材、１７は接着剤、１８は塗布
層、２３は不織布、２４はフィルム、２５はシリコーン
接着剤を示す。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素線を巻回して構成される原形コイルに
   マイカテープを巻付けた上で、レジンによる含浸処理を
   施す構成の回転電機のコイルにおいて、 前記マイカテープは、マイカペーパーの一面側に補強材
   を接着剤により貼合わせて構成されると共に、前記マイ
   カペーパーの他面に前記レジンの硬化反応を促進するた
   めの反応促進剤が塗布されることを特徴とする回転電機
   のコイル。
2. 【請求項２】 マイカペーパーの他面には、反応促進剤
   の上に、さらに当該反応促進剤との反応性の低い樹脂が
   塗布されることを特徴とする請求項１記載の回転電機の
   コイル。
3. 【請求項３】 マイカペーパーの補強材が貼合わされる
   面は、鱗片密度の高い側の面であることを特徴とする請
   求項１または２記載の回転電機のコイル。
4. 【請求項４】 素線を巻回して構成される原形コイルに
   マイカテープを巻付けた上で、レジンによる含浸処理を
   施す構成の回転電機のコイルにおいて、 前記マイカテープは、マイカペーパーの一面側に、不織
   布とフィルムとの二層構造を備える補強材を接着剤によ
   り貼合わせて構成されると共に、前記不織布とフィルム
   とは、前記レジンの硬化反応を促進するための反応促進
   剤を配合したシリコーン接着剤にて接着されていること
   を特徴とする回転電機のコイル。
5. 【請求項５】 マイカペーパーと補強材とを接着する接
   着剤は、反応促進剤と反応しないシリコーン接着剤から
   なることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記
   載の回転電機のコイル。
6. 【請求項６】 マイカペーパーは、マイカ鱗片にアラミ
   ッドフィブリッドを混抄して構成されていることを特徴
   とする請求項１ないし５のいずれかに記載の回転電機の
   コイル。
7. 【請求項７】 反応促進剤は、イミダゾールからなるこ
   とを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の回
   転電機のコイル。
8. 【請求項８】 原形コイルの最外層は、フィルムテープ
   で覆われることを特徴とする請求項１ないし７のいずれ
   かに記載の回転電機のコイル。