JPS58144563A - コイル導体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えばタービン発電機、水車発電機などの
高電圧の回転電機に用いられるコイル導体の製造方法に
関するものである。

通常、高電圧回転電機用のコイル導体は、うず電流を防
止するために多数本の小導体素線を組合わせて作られて
いるが、特に高電圧入容Ｎ機ではスロット漏れ磁束の不
同による内部循環電流をなくすため、一般には第１図に
斜視図で示すように１　レーベル転位なる方法がなされ
ている０図中（１）は絶縁素線、（ｌａ）は転位部絶縁
素線である。

この転位により導体外周、特に転位部絶縁素線（１ａ）
付近には大きな凹凸が生じる。また、各絶縁素線（１）
、（１ａ）を組合わせただけでは変形しやすくマイカチ
ーブの巻回に支障をきたすので、種々の方法によって素
線間を結合すると共に、凹凸部、特に凹部な絶縁物で充
填することが行われている。

第２図は第１図のＩ−１線に相当する位置での断面図で
あり、主絶縁処理を完了した状態を示す。

図中（２）は絶縁素線（１）間のレヤーショートを防止
するための列間絶縁材、（３）は転位部絶縁素線（ｌａ
）と絶縁素線（１）とのレヤーショートを防止するため
の補助絶縁機、（４）は転位による凹凸を平滑にするた
めに施された充填絶縁層、（５）はマイカ絶縁層、（６
）は保護絶縁層である。

各絶縁素％　０）　、　（１ａ）を組合わせ、マイカあ
るいはガラス繊維な基材とする絶縁材（２＋　、　（３
）及び充填絶縁層（４）が施され、熱硬化性樹脂で全体
を加熱成形してコイル導体を得、さらに外周に薄葉絶縁
材料、例へばはがレマイカテープや集成マイカテープを
所要回数巻装し、ガラステープやポリエステルテープな
どの保護テープを巻く。しかる後熱硬化性樹脂、例へば
エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂などで真空加圧
含浸し、加熱加圧成形してマイカ絶縁層（５）、保護絶
縁層（６）を形成して絶縁コイルを得るという方法が採
られていた。

第３図は最も多用されている絶縁素線（１）の詳細を示
す。図中、（７）は導体で通常は平角銅線であり、（８
）及び（９）はガラス繊維やポリエステル繊維などの多
孔質絶縁材を異角度で巻回した絶縁被覆で、全体は熱硬
化性樹脂にて硬化処理されている。

従来のコイル導体の製造方法では・各絶縁索線（１）間
や転位部絶縁素線（１ａ）下の結合は絶縁材（２）。

（３ンに熱硬化性樹脂処理を施しプリグレグ状に仕上げ
たもの、あるいはフェス類で行ない、レーベル転位によ
る凹部の充填は、熱硬化性樹脂に無機質粉末を含むコン
パウンド類やポリエステルマット。

ガラスマットなどの多孔質絶縁材に熱硬化性樹脂を多量
に含浸処理した材料が用いられ、それぞれ加熱成形して
所定の形状をなすコイル導体を得ていた。

このようにして形成されたコイル導体部の充填絶縁層（
４）は、加熱成形時に多量のガス体を包み込み、内部に
空隙を残す絶縁層となっていた。この結果、対地絶縁層
として施したマイカ絶縁Ｊ＠　（５１が完全に仕上って
いても、コイル導体部分に空隙が残っていれば、絶縁コ
イ′ルとして実使用下においてはコロナの発生を伴い、
最終的には絶縁性能の低化を招くという欠点があった。

また、コイル導体の製作上においても、転位部絶縁糸線
（１ａ）下への補助絶縁材（３〕の挿入作業や素線絶縁
（１）間への列間絶縁材（２）の挿入作業、あるいは素
線結合のためのフェス塗布作業等作業力；メμ常に煩雑
であるという欠点があった。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、シート状絶縁Ｉ傾および繊維状基
材が各々巻装され、全体に熱硬イヒ性樹脂が処理されて
なる絶縁素線を転位して組合わせ、この転位された部分
に形成される空隙に長子り負結縁材を配し、加熱成形し
て所定の形状に仕上げることによりコイル導体の製造時
における煩雑な作業を一切排除し、特に耐コロナ性に優
れるという極めて画期的なコイル導体の製造方法を提供
することを目的としたものである。

すなわち、この発明は転位部の凹凸の大きい部分は強制
的に多孔性層となるように仕上げ、力λつ高強度絶縁素
線の採用により煩雑な作業を排除し。

しかも素線間の結合は半硬化状に仕上げられた糸色縁素
線の熱硬化性樹脂の高い接着作用により一体化構造とな
るようにしたもので、必要最ｌ」＼限の材料を使用して
コイル導体を製造することに特微力よある。

以下、実施例に基づいてこの発明の詳細な説明する。第
４図はこの発明の一実施例によシ得たコイル導体を用い
た絶縁コイルの断面図でろり、第１図のト」線に沿う断
面に相当する図である・また第５図はこの発明に用いる
絶縁素線αＱの拡大断面図である。各図中、α刀は転位
部の充填絶縁層で多孔性硬質絶縁層であり、（ロ）は硬
化され、しかも可撓性を示す熱硬化性樹脂ｊ―、０は十
分ち密な性状を示すシート状絶縁層、圓は繊維状基材に
熱硬化性樹脂を処理して半硬化状に仕上げられているプ
リプレグ絶縁層である。かかる構成の絶縁索線ＱＯ，（
１０ａ）は第１図のようにレーベル転位した形状に組合
わされる。次に転位部上にはコイル導体部の幅の仕上げ
寸法と同じ寸法に切断した多孔性プリプレグ絶縁材Ｑυ
を重ね、加熱成形して所定の形状をなすコイル導体が得
られる。

この発明の作用、効果についてさらに詳しく説明する。

通常の絶縁素線は、転位、組合わせ操作によシ絶縁被覆
が損傷され易く、そのため従来から絶縁素線間のレヤー
ショートを防止するため絶縁材ｆ２＋　、　（３１が用
いられているが、この発明の絶縁素線００では加工によ
る絶縁被覆の損傷を防止するため、導体側に耐電圧性に
すぐれ、しかも高強度のシート状絶縁層（至）を設け、
絶縁素線の加工時には導体の変形にもシート状絶縁層０
が接着、一体化したまま変形に追従するよう可撓性、弾
性を示す熱硬化性樹脂層（６）を配している。さらにシ
ート状絶縁ｍ（１３の上にはガラス繊維やポリエステル
繊維から成る繊維基材の巻装と共に熱硬化性樹脂を含浸
処理して半硬化状に仕上げたプリプレグ絶縁７９１０４
１により加工時の被覆損傷防止作用及び加熱成形時の各
絶縁素線間との接着結合作用を持ち、不必要な材料の排
除と、作業性の向上とを可能ならしめたものである。

上記シート状絶縁ｊ−０下の熱硬化性樹脂層（ロ）とし
ては通常知られているポリエステルエポキシ。

シリコン、エステルイミド、ポリウレタン等の熱硬化性
樹脂の単独及び組合わせたもので、いずれも硬化後の性
状が可撓性及び弾性を示す樹脂系が好適に用いられる。

一般的に樹脂層の厚さとしては０．１μ〜１０μ程度が
適尚である。

シート状絶縁ｊ―（至）となる基材系はポリエステルポ
リアミド、ポリイミド、エステルイミド等からなるフィ
ルム材及び芳香族ポリアミド紙の単体あるいは芳香族ポ
リアミドに高分子フィブリッドを１〜１０チ程度混入し
、ち密になるよう圧縮成形された絶縁材が好適で、通常
３〜５０μの厚さのものがシート状として用いられる場
合や、テープ状のものを巻回して使用される場合がある
。

グリプレグ絶縁１！　ｔｅａを形成する繊維は単繊維と
して０１〜１０μ　のものが用いられ、前記したような
公知の熱硬化性樹脂が半硬化状に処理されている。

熱硬化性樹脂としては高い耐熱性、接着強度を持つエポ
キシ樹脂が特に好適でろ力、絶縁素線としての加工性、
保管寿命をも満足する樹脂系となるよう高分子化された
ビスフェノールへ−エビクロルヒドリン縮合物とエポキ
シ樹脂との混合組成物が好ましい。使用する樹脂量とし
ては、接着結合に際しより効果を発揮させるよう繊維基
材１００重量部に対し５０〜４００重量部好ましくは１
５０〜２５０重量部がよい。

通常、絶縁索線顛の製造は熱硬化性樹脂（２）の成分を
常温又は低温で加熱硬化する樹脂系に選定し、プリプレ
グ絶縁層０４１に含有される熱硬化性樹脂を乾燥させる
だけで半硬化状に仕上げるようにするのが好ましい。絶
縁被覆（ロ）、（至）、Ｈの厚さとしては０．１〜０．
２５　ｍｍに仕上げられる。

多孔性充填絶縁層０υとは通常知られているポリエステ
ル不織布フェルトやガラス繊維フェルトのごとき極めて
多孔性の大きい材料に、前述に例示した熱硬化性樹脂を
基材１００重量部に対し３０重量部以下に配合する。す
なわち熱硬化性樹脂を全く含有しない場合でも、絶縁素
線ａＯからの樹脂成分のみで接着される場合もあり、樹
脂含有の有無は使用する素線に影響されるものである。

もし樹脂系の含有量が３０重量部以上の場合、基材の多
孔性が失われ、最終的な真空加圧含浸時に含浸レジンが
十分含浸し得す、空隙の残った絶縁層となり好ましくな
い。

次に実用例について簡単に説明する。

第５図に示す構成の絶縁素線ＱＯを得た。すなわち２、
ＯＸ　６．５　Ｉｌｌの平角銅線上にシート状絶縁層（
至）として高分子フィブリッドを含む芳香族ポリアミド
紙（日本アロマ社製品、厚さ１２．５μ）を、またプリ
プレグ絶縁層−中の繊維基材としてガラス繊維（旭ファ
イバー社製品、厚さ５０μ）を配し、熱硬化性樹脂とし
てエポキシ樹脂を各々熱硬化性樹脂層曹中には可撓性成
分を配合し、プリプレグ絶縁層圓中には可撓性成分を排
してビスフェノール人−エビクロルヒドリン縮合物を配
合してなる絶縁素Ｍ　（１Ｇ　２．３　Ｘ　６．８朋を
用い、レーベル転位な行って組合わせ第１図の形状に仕
上げた。その後、転位部上に多孔性硬質絶縁層ＣＩＩＪ
としてポリエステルフエルトプリグレグ、（有沢製作所
製品、商品名ＨＰ−３５ＥＰＰ　、樹脂含有量２０％）
を１枚重ね、５１ｃｇ／ｃｔｌの圧力下、１５０℃にて
４０分間加熱成形して、４８．５×１２．７龍の断面を
有するコイル導体を得た。

比較例として、第３図に示す２重ガラス巻平角銅線（天
日日本電線■製品）の２．３　Ｘ　６．８朋の絶縁素線
を使用し、０．２５ｍｍのはがレマイカの積層板を絶縁
材として第２図の（２１、（３）位置に挿入し、転位部
上にエポキシ樹脂とシリカ粉末とから成るコンパウンド
を配し、上記実施例と同一条件で成形して４９．ＯＸ　
１３．Ｏｍｍの断面を有するコイル導体を得た。

これらのコイル導体上に集成マイカテープを所要数巻回
し、保護テープとしてガラスクロステープを巻回した後
、エポキシ樹脂系含浸レジンを真空加圧含浸し、１５０
℃で２ｏＨｒ加熱成形して各々主絶縁層（５）の厚さ２
．８扉尻保護絶縁層（６）の厚さが０．２朋の絶縁コイ
ルを製作した。絶縁コイルの性能を知る目安として、ｂ
ｉｎδの電圧特性を測定し５ＫＶ／１ｍ−０１５ＫＶ／
＋ｎ１１の条件で比較測定した結果、実施例の絶縁コイ
ルでは０．０２％比較例の絶縁コイルでは０．７３チで
あった。また各素線間の耐電圧値は平均値で各々２，５
００Ｖ、　１，８００Ｖというように、この発明による
絶縁コイルの優秀性が確認された。

すなわち、この発明は絶縁コイルを製造するに際し、必
要最小限の材料を使用し、作業性を向上せしめるぽかり
でなく、最終的な絶縁コイルの性能を１０Ｊ上させ得る
ものである。

また、上記実施例では水車発電機、タービン発電機用絶
縁コイルのようにレーベル転位を施した場合について説
明したが、レーベル転位を施さない他のコイル、例へは
直流機用コイル、変圧器用コイル等への適用に際しても
、絶縁素線の持つすぐれた性能は発揮でき作業性の向上
、品質の向上に寄与できるものである。

以上のように、この発明によればシート状絶縁層および
繊維基材が各々巻装され、全体に熱硬化性樹脂が処理さ
れてなる絶縁素線を転位して組合わせ、この転位された
部分に形成される空隙に多孔質絶縁材を配し、加熱成形
して所定の形状に仕上げることにより、コイル導体の製
造時における煩雑な作業を一切排除し、耐コロナ性に優
れるという極めて画期的なコイ・ル導体の製造方法を提
供することができ、実用上の効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーベル転位を施したコイル導体の一部を示す
斜視図、第２図は第１図のＩ−Ｉ線に相当する位置での
従来の絶縁コイルの断面図、第３図は従来の絶縁素線の
断面図、第４図は第１図の１”−１線に相当する位置で
のこの発明の一実施例による絶縁コイルの断面図、第５
図はこの発明のコイル導体に使用する絶縁素線の断面図
である。 図中、αＯは絶縁素線、（１Ｏａ）は転位部絶縁素線、
αυは多孔性絶縁層、（２）は熱硬化性樹脂層、（至）
はシート状絶縁層である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　葛野信− 第１図 り 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）シート状絶縁層及び繊維状基材が各々巻装され、
   全体に熱硬化性樹脂が処理されてなる絶縁素線を転位し
   て組合わせ、上記転位された部分に形成される空隙に多
   孔質絶縁材を配し、加熱成形して所定の形状に仕上げる
   ことを特徴とするコイル導体の製造方法。 （２〕絶縁素線に用いる熱硬化性樹脂として、素線とシ
   ート状絶縁層には硬化され、かつ可とう性を有する樹脂
   系を用いさらに繊維状基材の周辺には半硬化状に仕上げ
   られている樹脂系を用いることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のコイル導体の製造方法。 （３）多孔質絶縁材は熱硬化性樹脂処理してなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコイル導体の製
   造方法。