JPH11299156A - 回転電機および電気機器用絶縁シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】スロット絶縁物の耐熱性と機械挿入性を向上す
ることのできる回転電機を提供すること。 【解決手段】固定子鉄心６ａの内周部分に形成されたス
ロット９内に、芳香族ポリエステル不織布の両面にＰＥ
Ｔフィルムを貼り合わせた絶縁シートからなるスロット
絶縁物１０を設けた。そして、スロット絶縁物１０を、
その全体の厚さが０．０５〜０．３５ｍｍで、かつ、芳
香族ポリエステル不織布の厚さがシート全体の厚さの３
３〜５０％になるようにすることが望ましい。また、固
定子巻線を、自己潤滑性のエナメル線で構成し、さら
に、絶縁ワニスとして、不飽和ポリエステル樹脂または
不飽和エポキシエステル樹脂を使用し、さらに、電気機
器用絶縁シートを、ベクルスの両面にＰＥＴフイルムを
貼り合わた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機および電
気機器用絶縁シートに係り、特にＦ種(１５５℃)絶縁に
好適なかご形誘導電動機などの回転電機、およびこのよ
うな回転電機などに使用するに好適な電気機器用絶縁シ
ートに関する。

【０００２】

【従来の技術】回転電機、例えば汎用かご形誘導電動機
の一例を図７に示す。

【０００３】この図７において、１はハウジングで、枠
体あるいはフレームとも呼ばれるもので、鋳鉄や鋼板な
どによりほぼ筒状に作られ、電動機の外被を構成してい
る。２，３はエンドブラケットで、軸受ブラケットとも
呼ばれ、軸受４，５を収納し、ハウジング１の両端にイ
ンロー嵌合され、ボルトなどにより取付けられている。
６は固定子で、珪素鋼板の積層体で作られた固定子鉄心
６ａと、この固定子鉄心６ａの内周部に多数設けられて
いるスロットに巻回された固定子巻線６ｂとで構成され
ている。

【０００４】７は回転子で、珪素鋼板の積層体で作られ
た回転子鉄心７ａと、この回転子鉄心７ａにアルミダイ
カスト成形されたかご形回転子巻線（導電バーとエンド
リングからなっている。）７ｂおよび冷却用羽根７ｃと
で構成され、回転軸８に取付けられている。なお、この
図では、かご回転子巻線７ｂのうちのエンドリング部分
だけが現われている。そして、回転軸８は、エンドブラ
ケット２，３の軸受４，５により回転自在に保持されて
おり、これにより回転子７は固定子６に対向した位置で
回転するように構成されている。

【０００５】また図１に示すように、上記固定子巻線６
ｂは、固定子鉄心６ａの内周部に設けられているスロッ
ト９内に、ほぼ断面Ｕ字形のスロット絶縁物１０を介し
て、合成樹脂エナメル線１１を例えば巻線機により乱巻
することによって構成されており、円弧状の絶縁くさび
１２をスロット９の開口部に打込んで、固定子巻線６ｂ
のスロット内での固定と固定子鉄心６ａに対する絶縁処
理を行い、さらに、絶縁ワニスをスロット９の内部およ
びスロット９の外部に突出した巻線端部分に含浸し、加
熱硬化させて一体に固着している。

【０００６】上記スロット絶縁物１０および絶縁くさび
１２としては、例えば芳香族ポリアミド（Dupont社製：
Nomex ：登録商標名）シート単体または、ポリエチレン
テレフタレート（以下、ＰＥＴと略称する。）シート単
体が用いられ、上記合成樹脂エナメル線１１としては、
例えばエステルイミド線、または、ポリエステルアミド
イミド線が用いられ、上記絶縁ワニスとしては、例えば
スチレン，トルエン，キシレンなどの有機溶剤を含む溶
剤型絶縁ワニス、または、無溶剤型絶縁ワニスが用いら
れる。

【０００７】一方、特開昭59−4002号公報，特開昭59−
4003号公報および特開昭59−63944号公報には、絶縁シ
ートと水溶性絶縁ワニスとを組合わせて汎用電動機用の
Ｆ種絶縁の電気巻線がそれぞれ開示されている。

【０００８】そして、特開昭59−4002号公報では、上記
絶縁シートとしてポリエステルシートと四弗化エチレン
シートの貼り合わせたものを用い、また、特開昭59−40
03号公報では、ポリエステルシートとポリプロピレンシ
ートの貼り合わせたものを用い、さらに、特開昭59−63
944 号公報では、ポリエステルシートにアラミド樹脂を
塗布，焼付けしたものを用いている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術はいずれも水溶性絶縁ワニスを用いているため、
その加熱硬化に長時間を要し、また、加熱硬化後に水分
が残存するおそれがあり、特に残存した水分が逃げにく
い密閉型電動機において特に問題となる。

【００１０】また、回転電機の小型軽量化のためには、
スロット内での巻線占積率の向上や、巻線端部分におけ
る曲率半径の縮小が必要であるが、これに伴って、エナ
メル線１１同士やエナメル線１１のスロット絶縁物１０
に対する滑りが悪いと、エナメル線はその巻線時にスロ
ット部で擦られて損傷し易く、かつ、挿入しにくくなっ
て作業性が悪くなるという問題があった。

【００１１】さらに、スロット絶縁物１０および絶縁く
さび１２として上記した芳香族ポリアミドシート単体を
用いた場合、耐熱性には問題はないが、剛性が比較的低
いためにスロット内への機械挿入性が悪く、かつ、材料
コストが高くなるという問題があり、また、ＰＥＴシー
ト単体を用いた場合には、スロット内への機械挿入性は
良いが、耐熱性はＢ種絶縁が限界であった。特開平9−2
19949 号公報は、芳香族ポリアミド不織布の両面にポリ
エチレンテレフタレートフィルムを貼り合わせた絶縁シ
ートを記載する。特開平5−62553号公報は、厚さ２０〜
５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムと、厚
さ１００〜２００μｍのポリエステル不織布との２層構
造の電機絶縁用粘着テープ用のシート基材を記載する。
特開平9−100363号公報は、直径３０μｍのポリエステ
ル繊維が１００μｍ間隔で編まれている織物の両面にフ
ィルム厚さ８μｍのＰＥＴフィルムをポリエステル系接
着層を介してラミネートした低誘電率プラスチック絶縁
フィルムを記載する。

【００１２】したがって、本発明の第１の目的は、スロ
ット絶縁物の耐熱性と機械挿入性を向上することのでき
る回転電機を提供することにある。

【００１３】また、第２の目的は、スロット絶縁物の耐
熱性と機械挿入性を向上し、かつ、固定子巻線を構成す
る電線の被膜の損傷を少なくすることのできる回転電機
を提供することにある。

【００１４】さらに、第３の目的は、スロット絶縁物の
耐熱性と機械挿入性を向上し、かつ、絶縁ワニスの耐熱
性と耐クラック性を向上することのできる回転電機を提
供することにある。

【００１５】さらに、第４の目的は、スロット絶縁物の
耐熱性と機械挿入性を向上し、かつ、ハウジングからの
熱放散性を良好にするとともに機械を小型，軽量化する
ことのできる回転電機を提供することにある。

【００１６】さらに、第５の目的は、耐熱性と剛性に優
れた回転電機などの電気機器に使用される絶縁シートを
提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、スロット絶縁物として、芳香族ポリエス
テル不織布の両面にＰＥＴフィルムを貼り合わせてなる
絶縁シートを使用し、より望ましくは、前記スロット絶
縁物を、その全体の厚さが０.０５〜０.３５mmで、か
つ、芳香族ポリエステル不織布の厚さがシート全体の厚
さの３３〜５０％になるようにしたことを特徴としてい
る。芳香族ポリエステル不織布は芳香族ポリエステルの
繊維と微細短繊維とを組合わせることにより、通常の紙
の製造と同様の方法でウォータージェット機等を使用し
て抄造し熱カレンダーで仕上げられる。本発明では芳香
族ポリエステル不織布としてパラヒドロキシ安息香酸と
２−ヒドロキシ，６ナフトエ酸の共重合ポリマーからな
る（株）クラレ製の芳香族ポリエステル繊維１００％不
織布｛以下ベクルスと略称｝を用いたが、本発明の芳香
族ポリエステル不織布がベクルスに限定されるものでは
ない。

【００１８】また、上記固定子巻線を、自己潤滑性のエ
ナメル線で構成したことを特徴とし、さらに、上記絶縁
ワニスとして、不飽和ポリエステル樹脂または不飽和エ
ポキシエステル樹脂を使用し、より望ましくは、上記絶
縁ワニスの硬化物を、そのガラス転移温度が１２０℃以
下、線膨張係数が７.０×１０^-5／℃ 以下で、かつ、室
温における初期弾性率が１００〜３５０kg／mm² となる
ようにしたことを特徴とし、さらに、上記ハウジング
を、アルミ合金ダイカストで構成したことを特徴とし、
さらに、電気機器用絶縁シートを、ベクルスの両面にＰ
ＥＴフィルムを貼り合わせて構成したことを特徴とす
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図
１，図２および図７を用いて説明する。

【００２０】本発明が適用される回転電機、例えば汎用
かご形誘導電動機の構成は、図７および図２に示した従
来の汎用かご形誘導電動機の構成とほぼ同じであるが、
以下に述べる点で相違している。

【００２１】すなわち、この実施形態においては、スロ
ット絶縁物１０および絶縁くさび１２に使用する絶縁シ
ート１３として、図２に示すような、ベクルス１４の両
面にＰＥＴフィルム１５を接着剤で接着して貼り合わせ
たものを用いている。

【００２２】ここで使用する接着剤としては、無溶剤
系，溶剤系とも用い得るが、接着剤の耐熱性や接着剤を
積層する作業性から考えて硬化型の溶媒系の接着剤が好
ましい。その一例としてポリウレタン系の接着剤につい
て述べると、通常市販されているポリウレタン系の接着
剤を用いてもよいが、耐熱性の点からあらかじめイソシ
アネート（好ましくは芳香族イソシアネート）とポリプ
ロピレングリコールやポリエステルなどとを反応させた
イソシアネートのプレポリマを作製し、該プレポリマと
ポリプロピレングリコール，ポリエステル，ポリオール
などとからなるポリウレタン系の接着剤が好ましい。該
プレポリマとポリプロピレングリコール，ポリエステ
ル，ポリオールなどは、酢酸エチル，酢酸ブチルなどの
有機溶媒中に均一混合され接着剤溶液となる。また該接
着剤に難燃剤などの無機又は有機添加剤を接着性を損な
わない程度に添加することはさしつかえない。

【００２３】このような構成の絶縁シート１３は、後述
の絶縁ワニスとの相性がよく、熱劣化による特性の低下
が少ない。これは初期的には、絶縁シート１３が絶縁ワ
ニス中のスチレン等に対する耐薬品性がよく、しかも、
ベクルス１４の両面のＰＥＴフィルム１５が絶縁シート
１３全体の剛性を高めるため、スロット９内への機械挿
入性が向上し、さらにベクルス１４そのものが耐熱性及
び耐湿性を有し、PETフィルム１５の芯材となって絶縁
シート１３全体の耐熱性及び耐湿性が向上し、絶縁シー
ト１３全体としてＦ種絶縁の耐熱性及び耐湿性を満足す
るものが得られる。

【００２４】また、エナメル線１１として、例えば表面
に潤滑剤を塗布したり、被膜内に潤滑剤を含ませて潤滑
剤が表面に滲み出るようにした自己潤滑剤エナメル線を
用いている。このような自己潤滑性エナメル線を用いる
ことにより、エナメル線１１同士やスロット絶縁シート
１３に対する滑りがよくなって、エナメル線１１の被膜
の損傷が少なくなり、巻線作業性も向上する。なお、自
己潤滑性エナメル線としては、耐熱性，耐薬品性，表面
滑性および耐摩耗性に優れ、かつスロット９内への機械
挿入性に優れたＦ種絶縁に適合するものが望ましい。

【００２５】さらに、スロット９内およびスロット９の
外部へ突出した巻線端部分に含浸する絶縁ワニスとし
て、高接着強度，耐クラック性，耐薬品性等が優れた不
飽和エポキシエステル樹脂または不飽和ポリエステル樹
脂を用いている。固定子巻線６ｂに働く機械力のうち
で、特に重要な運転時の応力を考えると、起動時と停止
時のヒートサイクルによる応力（導体と絶縁層の熱膨張
差に起因する。）と電磁力、および回転子の回転による
振動力が挙げられるが、これらの応力による固定子巻線
６ｂの絶縁層の摩耗，剥離等に対しては、上記したよう
な絶縁ワニスを用いることにより、充分に満足するもの
が得られる。なお、このような絶縁ワニスを固定子巻線
６ｂ等に含浸し、加熱硬化した絶縁ワニスの硬化物とし
て、そのガラス転移温度が１２０℃以下、線膨張係数が
７.０×１０^-5／℃ 以下で、かつ、室温における初期弾
性率が１００〜３５０kg／mm² のものを選択することに
より、絶縁ワニスで処理された固定子巻線６ｂのヒート
サイクル中に発生する熱応力をより低減して、Ｆ種絶縁
の耐熱性を達成することができる。

【００２６】さらに、ハウジング１は、従来と同様に鋳
鉄製または鋼板製とするか、あるいは、アルミ合金ダイ
カスト製としている。そして、アルミ合金ダイカスト製
ハウジングとした場合には、鋳鉄製や鋼板製ハウジング
とした場合に比べて、熱放散性（熱伝導率）がよいた
め、同じＦ種絶縁材料を用いてもよりコンパクトな絶縁
で対応でき、小型化を図ることができる。また、ダイカ
スト製とすれば、設計値通りの薄肉および厚肉の部分を
精度よく形成できるので、機械加工等もあまり必要とせ
ず、製造工程を短縮することが可能であり、しかも、ア
ルミ合金は鋳鉄等に比べて比重が小さいため、軽量化を
図ることもできる。

【００２７】さらに、図２に示した絶縁シート１３は、
上記したスロット絶縁物１０や絶縁くさび１２に限ら
ず、その他の電気機器の絶縁にも使用することが可能で
あり、電気機器用として広く使用した場合、ベクルス１
４の両面のＰＥＴフィルム１５が絶縁シート全体の剛性
を高め、また、ベクルス１４そのものが耐熱性及び耐湿
性を有し、ＰＥＴフィルム１５の芯材となって絶縁シー
ト全体の耐熱性及び耐湿性を高めるため、絶縁シート１
３全体として剛性と耐熱性及び耐湿性に優れたものとな
る。

【００２８】（実施例） （実施例１）厚さ１２５μｍのベクルス１４の両面に５
０μｍのＰＥＴフィルム１５を貼り合わせた絶縁シート
１３をほぼＵ字形に成形し、スロット絶縁物１０として
固定子鉄心６ａのスロット９内に設ける。

【００２９】上記スロット絶縁物１０の内側に、自己潤
滑性アミドイミドオーバーコートエステルイミド線（日
立電線製：１ＡＩ−ＥＩＷ−Ｅ：商品名）１１からなる
巻線６ｂを挿入し、さらに、上記絶縁シート１３を断面
をほぼ円弧状に成形してなる絶縁くさび１２を打ち込
み、スロット９内部および巻線端部分へ不飽和エポキシ
エステルワニス（日東電工製：ＮＶ−５５０２：商品
名）を含浸処理した後、１００〜１６０℃で加熱硬化さ
せて固定子鉄心６ａとの間を一体に固着し、固定子６を
作製した。また、回転子鉄心７ａにアルミダイカスト製
法によりかご形回転子巻線７ｂと冷却用羽根７ｃを一体
に形成して回転子７を作製する。

【００３０】次に、加熱膨張させた外径２５０mmの鋳物
製ハウジングに上記固定子６を挿入し、さらに上記回転
子７をエンドブラケット２，３、および軸受４，５を用
いて組み込んで３.７ｋｗ の４極のかご形誘導電動機を
完成した。

【００３１】また、上記絶縁シート１３（厚さ１２５μ
ｍのベクルス１４の両面に５０μｍのＰＥＴフィルム１
２を貼り合わせた構成）を上記のかご形誘導電動機の作
製条件と同じ条件で絶縁ワニス処理を施し、引張り試験
用の試験片を作製した。

【００３２】上記絶縁シート１３の引張り強度の熱劣化
特性の代表例として２１０℃における特性を図４の特性
Ａとして、また、１６５〜２１０℃の各熱劣化温度にお
ける初期の引張り強度の５０％になるまでの時間を寿命
とした時のアレニウスプロットを同じく特性Ａとして図
６に示す。

【００３３】図４の特性Ａに示すように、後述の比較例
１と比べて強度低下が著しく改善され、図６の２万時間
に相当する耐熱温度は１７０℃で十分Ｆ種絶縁の耐熱性
を有することが確認された。

【００３４】なお、絶縁シート１３の引張試験は、幅１
５mm×長さ２００mmの試験片を、島津製作所製ＤＳＳ−
５０００型オートグラフを用い、チヤック間距離１００
mm，引張速度２００mm／分で行った。また、熱劣化試験
は、温度２１０℃，１８０℃，１６５℃のそれぞれの熱
風循環式恒温槽内に試験片を吊り下げ、所定時間経過後
取り出し、上記引張試験を行った。なお、引張試験は２
５℃における５本の試験片の平均値で示した。

【００３５】（実施例２）厚さ１００μｍのベクルス１
４の両面に７５μｍのＰＥＴフィルム１５を貼り合わせ
た絶縁シート１３を用いた他は、上記実施例１と同様に
して作製した絶縁シートの引張り強度の熱劣化特性の代
表例として２１０℃における特性を図４の特性Ｂに示
す。また、１６５〜２１０℃の各熱劣化温度における初
期の引張り強度の５０％になるまでの時間を寿命とした
時のアレニウスプロットを図６の特性Ｂに示す。

【００３６】図４の特性Ｂから分かるように後述の比較
例１と比べて強度の低下が大幅に改善され、図６の２万
時間に相当する耐熱温度は１６５℃であり、十分Ｆ種絶
縁の耐熱性を有することが確認された。

【００３７】（実施例３）厚さ７５μｍのベクルス１４
の両面に７５μｍのＰＥＴフィルム１５を貼り合わせた
絶縁シート１３を用いた他は、上記実施例１と同様にし
て作製した試験片を用いて測定した引張り強度の熱劣化
特性の代表例として２１０℃における特性を図４の特性
Ｃに示す。また、１６５〜２１０℃の各熱劣化温度にお
ける初期の引張り強度の５０％になるまでの時間を寿命
とした時のアレニウスプロットを図６の特性Ｃに示す。

【００３８】図４の特性Ｃから分かるように後述の比較
例１と比べて強度の低下が改善され、図６の２万時間に
相当する耐熱温度は１６２℃であり、十分Ｆ種絶縁の耐
熱性を有することが確認された。

【００３９】（実施例４）厚さ１７５μｍのベクルス１
４の両面に２５μｍのＰＥＴフィルム１５を貼り合わせ
た絶縁シート１３を用いた他は上記実施例１と同様にし
て固定子６を作製した。また、不飽和エポキシエステル
ワニス（日東電工製：ＮＶ−５５０２：商品名）を含
浸，加熱硬化した絶縁シートの引張り強度の熱劣化特性
の代表例として２１０℃における特性を図４の特性Ｄに
示す。

【００４０】図４の特性Ｄに示すように、後述の比較例
１と比べて強度低下が著しく改善された。また、２１０
℃の熱劣化温度による５５日までの加熱劣化では劣化が
飽和してそれ以上ほとんど進まず、絶縁シートの引張り
強度は初期値の５０％まで低下しなかった。また、その
他の加熱劣化温度でも絶縁シートの引張り強度の低下が
少なかった。

【００４１】（実施例５）厚さ５０μｍのベクルス１４
の両面に１００μｍのＰＥＴフィルム１５を貼り合わせ
た絶縁シート１３を用いた他は、上記実施例１と同様に
して作製した絶縁シートの引張り強度の熱劣化特性の代
表例として２１０℃における特性を図４の特性Ｅに示
す。また、１６５〜２１０℃の各熱劣化温度における初
期の引張り強度の５０％になるまでの時間を寿命とした
時のアレニウスプロットを図６の特性Ｅとして示す。

【００４２】図４の特性Ｅから分かるように後述の比較
例１と比べて強度の低下が改善され、図６の２万時間に
相当する耐熱温度では１５９℃であり、十分Ｆ種絶縁の
耐熱性を有することが確認された。

【００４３】（比較例１）図３に本比較例で用いた絶縁
シート１６の断面構成図を示す。

【００４４】厚さ１２５μｍのＰＥＴフィルム１８の両
面に５０μｍの芳香族ポリアミド不織布１７を貼り合わ
せた絶縁シート１６（新興化学製：ＮＴＮ２５２：商品
名）を用いた他は、実施例１と同様にして作製した絶縁
シートの引張り強度の熱劣化特性の代表例として２１０
℃における特性を図５の特性Ｆに示す。また、１６５〜
２１０℃の各熱劣化温度における初期の引張り強度の５
０％になるまでの時間を寿命とした時のアレニウスプロ
ットを図６の特性Ｆに示す。

【００４５】図５の特性Ｆから分かるように強度の低下
が大きく、図６の２万時間に相当する耐熱温度は１３９
℃となりＦ種絶縁の耐熱性を有していないことが確認さ
れた。

【００４６】（比較例２）厚さ２５０μｍのＰＥＴフィ
ルム単体からなる絶縁シートをスロット絶縁物として用
いた他は、上記実施例１と同様にして作製した絶縁ワニ
ス処理絶縁シートの引張り強度の熱劣化特性の代表例と
して２１０℃における特性を図５の特性Ｇに示す。ま
た、１６５〜２１０℃の各熱劣化温度における初期の引
張り強度の５０％になるまでの時間を寿命とした時のア
レニウスプロットを図６の特性Ｇに示す。

【００４７】図５の特性Ｇから分かるように引張り強度
の低下が大きく、図６の２万時間に相当する耐熱温度は
１３６℃となりＦ種絶縁の耐熱性を有していないことが
確認された。

【００４８】（比較例３）厚さ２５０μｍの芳香族ポリ
アミド不織布単体からなる絶縁シートをスロット絶縁物
として用いた他は、上記実施例１と同様にして作製した
絶縁ワニス処理絶縁シートの引張り強度の熱劣化特性の
代表例として２１０℃における特性を図５の特性Ｈに示
す。図５の特性Ｈから分かるように２１０℃で５５日間
加熱劣化しても絶縁シートの引張り強度はほとんど低下
しなかった。また、その他の加熱劣化温度でも絶縁シー
トの引張り強度の低下が少なかった。

【００４９】（実施例６）図１の固定子鉄心６ａのスロ
ット９内部および巻線端部分へ含浸，加熱硬化する絶縁
ワニスを不飽和ポリエステルワニス（日立化成工業製：
ＷＰ−４３５Ｈ：商品名）に変更した他は、実施例１と
同様にして作製した絶縁シートの引張り強度の熱劣化特
性を測定した。

【００５０】本実施例の引張り強度は、各劣化温度にお
いて比較例１より低下が少なく、各熱劣化温度における
引張り強度が初期値の５０％になるまでの時間を寿命と
し、アレニウスプロットにより求めた２万時間の耐熱温
度は１５９℃であった。

【００５１】（実施例７）絶縁ワニスで処理した固定子
巻線導体のヒートサイクル中に発生する熱応力による耐
クラック性を測定するために、自己潤滑性アミドイミド
オーバーコートエステルイミド線（日立電線製：１ＡＩ
−ＥＩＷ−Ｅ：商品名）でバイファイラーコイルを作製
し、これに不飽和エポキシエステルワニス（日東電工
製：ＮＶ−５５０２：商品名）を含浸処理し、１５０℃
で２時間硬化した。

【００５２】このバイファラーコイルを１５５℃／２時
間⇔−４０℃／２時間を１サイクルとするヒートサイク
ル試験を５サイクル行った。その結果、すべてのバイフ
ァイラーコイルにクラックの発生は認められなかった。

【００５３】これとは別に、上記と同一の硬化条件で上
記ＮＶ−５５０２により樹脂板を作製した。樹脂板は機
械加工し、８mm角で厚さ１５mmの試験片Ａを、また幅４
mm×厚さ１mm×長さ３５mmの試験片Ｂを作製した。真空
理工製熱物理試験装置ＴＭＡ−３０００型を用い、試験
片Ａのガラス転移温度（Ｔｇ）とＴｇ以下の線膨張係数
（α）を、また、（株）レオロジ社製粘弾性測定装置Ｄ
ＶＥ−Ｖ４型を用いて試験片Ｂの室温の引張り弾性率を
求めた。

【００５４】本実施例の樹脂硬化物のＴｇは１１５℃、
αは６.９×１０^-5／℃ 、室温における引張り弾性率は
３４５kg／mm²であった。

【００５５】（実施例８）バイファイラーコイルに浸漬
含浸処理する絶縁ワニスとして不飽和ポリエステルワニ
ス（日立化成工業製：ＷＰ−４３５Ｈ）を用い、１２０
℃で３時間硬化した他は、実施例７と同様にしてバイフ
ァイラーコイルを作製し、ヒートサイクル試験、樹脂硬
化物のＴｇ，αおよび室温の引張り弾性率を測定した。
ヒートサイクル試験の結果は良好であり、樹脂硬化物の
Ｔｇは６６℃、αは５.８×１０^-5／℃、室温の引張り
弾性率は１０５kg／mm²であった。

【００５６】（比較例４）バイファイラーコイルに浸漬
含浸処理する絶縁ワニスとして無水酸硬化エポキシワニ
ス（日立化成工業製：ＫＥ−５７１：商品名）を用い、
１５０℃／１時間硬化した他は実施例７と同様にしてバ
イファイラーコイルを作製し、ヒートサイクル試験、樹
脂硬化物のＴｇ、αおよび室温の引張り弾性率を測定し
た。

【００５７】その結果、ヒートサイクル試験では５サイ
クル目で５本のバイファイラーコイルの内２本にクラッ
クが発生した。また、本比較例の樹脂硬化物のＴｇは１
２５℃、αは７.２×１０^-5／℃、室温の引張り弾性率
は３７０kg／mm²であった。

【００５８】（比較例５）スロット絶縁物を構成する絶
縁シートとしてはＰＥＴフィルム単体を、また、固定子
巻線を構成するエナメル線にはエステルイミド線を用い
た他は実施例１と同様にし、固定子を保持するハウジン
グが外径２２３mmの鋳鉄製である３.７kwの４極のかご
形誘導電動機を製造し、重量および容積を測定した。こ
れを後述の実施例９と比較した。

【００５９】（実施例９）固定子を保持するハウジング
が外径２２３mmのアルミ合金ダイカスト製である以外は
実施例１と同様の３.７ｋｗ の４極のかご形誘導電動機
を製造し、重量と容積を測定し比較例５と比較した。

【００６０】比較例５の重量，容積をそれぞれ１００と
すると、本実施例のものは重量で７０、容積で８９とい
ずれも大幅に低減することができた。

【００６１】ハウジングの材質であるアルミニウム合金
は鋳鉄と比較して、熱伝導率が高くしかも密度が低い。
さらにアルミ合金ダイカスト製法は溶融したアルミニウ
ム合金を高圧で型に射出するため製品中のボイドを無く
すことができ、薄肉部分でも十分な強度がある製品が得
られる。このため、アルミ合金ダイカスト製ハウジング
は、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）により強度
を保持しながら余分な部分をなくした高効率の製品設計
が可能になり、鋳鉄製ハウジングに比較して小型，軽量
化することができた。

【００６２】以上の理由でアルミ合金ダイカスト製のハ
ウジングを用いた本実施例のかご形誘導電動機は比較例
５のかご形誘導電動機に比較して、前述したように小
型，軽量化ができた。

【００６３】前記各実施例について総括すると、実施例
１，２および３は、図４の特性図で示すように比較例１
に比べ、絶縁シートの特性が大幅に著しく改善された。
また、実施例４は、ベクルスの厚みの割合が多い絶縁シ
ートであるため、比較例１に比べ、絶縁シートの特性が
著しく改善されているが、スロット絶縁物のスロット内
への機械挿入性が若干悪かった。

【００６４】実施例１〜４の２万時間に相当の耐熱温度
では、比較例１に比べて約２０℃以上の向上が見られＦ
種絶縁を満足するものであった。

【００６５】実施例１〜４は、ベクルスの両面にＰＥＴ
フィルムを貼り合わせることにより、以下の理由で耐熱
性を向上できる。

【００６６】実施例１〜４の絶縁シートは、その芯材と
してベクルスを用い、その両面にＰＥＴフィルムを貼り
合わせてある。表面層にＰＥＴフィルムがあるため、絶
縁ワニス中に含まれるスチレン等の有機溶剤または水等
の影響はＰＥＴフィルムの表面層のみが受け、芯材のベ
クルスはこれらの影響を受けにくく，しかもベクルス自
体の吸水率が非常に少ないため安定である。また、芯材
として芳香族ポリアミドに匹敵する程度の耐熱性のある
ベクルスを用いることにより、ＰＥＴフィルムの耐熱性
を大幅に向上させ絶縁シート全体としての耐熱性及び耐
湿性が向上できる。

【００６７】これに反して、比較例１の絶縁シートは、
芯材としてＰＥＴフィルムを用い、その両面に芳香族ポ
リアミド不織布を貼り合わせてある。表面層の芳香族ポ
リアミド不織布は絶縁ワニスや水が浸透し易いため、芯
材のＰＥＴフィルムも絶縁ワニス中に含まれるスチレン
等の有機溶剤または水等の影響を受け易く、絶縁シート
全体としては芳香族ポリアミド不織布の耐熱性を大幅に
低下させている。

【００６８】このように比較例１では耐熱性のある芳香
族ポリアミド不織布を構成単位に持ちながら耐熱性の低
いＰＥＴフィルムの耐熱並みに耐熱性が低下し、実用上
問題がある。比較例２はＰＥＴフィルム単体を用いたも
のであるため、図５の特性Ｇに示すように耐熱性不足で
ある。

【００６９】比較例３は図５の特性図の特性Ｈに示すよ
うに絶縁シートの引張り強度が低下せずに非常に優れて
いるが、スロット絶縁物のスロット内への機械挿入性が
悪かった。これは芳香族ポリアミド不織布の弾性率がＰ
ＥＴシート等に比較して低いため、スロット絶縁物をス
ロット内に挿入する時の折り曲げに対して剛性が低くな
ったためと思われる。芳香族ポリアミド不織布の厚さを
増して剛性を高くすることも行われているが、コスト高
になることと、絶縁耐力など電気特性に若干の不安が残
るためあまり行われない。

【００７０】巻線端部分等に発生する熱応力に関しては
実施例７，８のヒートサイクル試験結果から明らかなよ
うに、含浸された絶縁ワニスとして、その樹脂硬化物の
Ｔｇが１２０℃以下、線膨張係数αは７.０×１０^-5／
℃ 以下で、室温での引張り弾性率が１００〜３５０kg
／mm² となるような絶縁ワニスを用いることにより、熱
応力を低減することができる。

【００７１】固定子鉄心のスロット内への機械挿入性も
本実施例の絶縁シートを用いたスロット絶縁物はいずれ
もＰＥＴフィルム単体を用いた場合と同等以上であっ
た。

【００７２】また、実施例９よりアルミ合金ダイカスト
製ハウジングと本実施例のＦ種絶縁材料とを組合わせた
かご形誘導電動機と、鋳物製ハウジングと本実施例のＦ
種絶縁材料とを組合わせたかご形誘導電動機について、
容積および重量を比較してみると、アルミ合金ダイカス
ト製ハウジングを用いたかご形誘導電動機は、鋳物製ハ
ウジングを用いたかご形誘導電動機に比較して容積比で
約１０％、重量比で約３０％低減することが可能であ
る。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、スロッ
ト絶縁物として、ベクルスの両面にＰＥＴフィルムを貼
り合わせてなる絶縁シートを使用したので、スロット絶
縁物の耐熱性及び耐湿性が向上し、しかも、ＰＥＴフィ
ルム単体を使用した場合とほぼ同等のスロット内への機
械挿入性が得られる。

【００７４】また、固定子巻線を自己潤滑性のエナメル
線で構成したので、エナメル線同士やスロット絶縁物に
対する滑りがよくなって、エナメル線の被膜の損傷を少
なくし、かつ巻線作業性を向上することができる。

【００７５】さらに、絶縁ワニスとして、不飽和ポリエ
ステル樹脂または不飽和エポキシエステル樹脂を使用し
たので、上記したスロット絶縁物やエナメル線との相性
がよく、その耐熱性および耐クラック性を向上すること
ができる。

【００７６】さらに、ハウジングをアルミ合金ダイカス
ト製としたので、熱放散性がよく、コンパクトな絶縁で
対応できるようになって、回転電機を小型化できるとと
もに、ハウジング各部を精度よく形成することができ
て、機械加工等もあまり必要とせず、製造工程を短縮す
ることができ、しかも、鋳鉄製等に比べて回転電機を軽
量化できる。

【００７７】さらに、ベクルスの両面にＰＥＴフィルム
を貼り合わせて構成された電気機器用絶縁シートは、ベ
クルスの両面のＰＥＴフィルムが絶縁シート全体の剛性
を高め、また、ベクルスそのものが耐熱性及び耐湿性を
有し、ＰＥＴフィルムの芯材となって絶縁シート全体の
耐熱性及び耐湿性を高めるため、絶縁シート全体として
剛性と耐熱性及び耐湿性に優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】かご形誘導電動機の固定子内周スロット部分を
示す断面図である。

【図２】本発明で使用する絶縁シートを示す断面図であ
る。

【図３】比較例１の絶縁シートを示す断面図である。

【図４】絶縁シートの引張り強度の熱劣化特性図であ
る。

【図５】絶縁シートの引張り強度の熱劣化特性図であ
る。

【図６】絶縁シートの各劣化温度における寿命特性をア
レニウスプロットした特性図である。

【図７】かご形誘導電動機の上半部を縦断して示す正面
図である。

【符号の説明】

１…フランジ、６ａ…固定子鉄心、６ｂ…固定子巻線、
９…スロット、１０…スロット絶縁物、１１…エナメル
線、１２…絶縁くさび、１３，１６…絶縁シート、１４
…ベクルス、１５，１８…ＰＥＴフィルム、１７…芳香
族ポリアミド不織布。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 桂介 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 日立京葉エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 関根 昭裕 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 株式会社日立製作所産業機器事業部内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定子と、この固定子を固着したハウジン
   グと、このハウジングに軸受を介して回転自在に保持さ
   れた回転子とを備え、上記固定子は、複数個のスロット
   を有する鉄心と、この鉄心のスロット内にスロット絶縁
   物を介して収納された巻線からなり、かつ、上記スロッ
   ト絶縁物および巻線に絶縁ワニスを含浸して加熱硬化し
   た回転電機において、前記スロット絶縁物が芳香族ポリ
   エステル不織布の両面にポリエチレンテレフタレートフ
   ィルムを貼り合わせてなる絶縁シートを用いたことを特
   徴とする回転電機。
2. 【請求項２】請求項１において、前記絶縁シートは、そ
   の全体の厚さが０.０５〜０.３５mmで、かつ、上記芳香
   族ポリエステル不織布の厚さが上記絶縁シート全体の厚
   さの３３〜５０％であることを特徴とする回転電機。
3. 【請求項３】請求項１において、上記固定子の巻線は、
   自己潤滑性のエナメル線で構成されたことを特徴とする
   回転電機。
4. 【請求項４】請求項１において、上記絶縁ワニスは、不
   飽和ポリエステル樹脂または不飽和エポキシエステル樹
   脂であることを特徴とする回転電機。
5. 【請求項５】芳香族ポリエステル不織布の両面にポリエ
   チレンテレフタレートフィルムを貼り合わせて構成した
   ことを特徴とする電気機器用絶縁シート。