JPS58190254A - 整流子製造方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は大形直流機の整流子胴に締結するいわゆるバ
インド整流子の製造に当り、バインドテープに張力を残
すことによって、ノ・イバー、ノ・イマイカを防止する
整流子製造方法に関する。

〔発明の技術的背景およびその問題点〕整流子は直流機
の構造と必要不可決のもので、一般には次のように製造
される。まずＪＩ８Ｃ２８０１による楔形断面の硬引銅
ま九は鋏入銅を使用した整流子片をライザを介して電機
子巻線に接続する。

整流子片間の絶縁にはＪＩＳＣ２２５２による実質のマ
イカ板金電圧電流に応じて選択して用いる。組合された
整流子の両側面ｉＶ形に仕上げｖ形のマイカ絶縁リング
を介して、締付リングで締付けたものが一般に用いられ
るＶ形整流子である。またこれとは別に整流子片全整流
子胴の外側に組みたて、ＪＩＳＣ２４１２に記載された
ような半硬化樹脂含浸ガラスバインドテープに所定の張
力を与えながら、整流子片上の溝部に適当回数巻きつけ
、これを加熱炉にて、所定の温度、時間で樹脂を硬化さ
せ、整流子片を固定するバインド整流子がある。さらに
モールドタイプの整流子もあるが、これは比較的小形の
ものに限定されるため、ここでは特にふれ表い。

前にも述べたが整流子は直流機の最も重要な箇所で、整
流子は直流機の特性を左右する。即ち整流子の不具合い
は刷子との接触不良を招き、整流の悪化を生じる。従っ
て運転中の遠心力による整流子片のたわみについても極
力防止する必要がある。一方整流子は運転時に流れる電
流により温度が上昇し、当然整流子片も膨張する。また
、整流子片間の絶縁に用いられているマイカも若干なが
ら膨張する。しかし、整流子片に用いられている銅の膨
張係数も整流子片間の絶縁に用いられているマイカの膨
張係数は極端に異なるため、運転および停止によるヒー
トサイクルで整流子片とマイカとの間にずれを生じる。

このずれは整流子の径が大きい程、また温度差の大きい
もの程大きくなる。このずれがハイパーまたはハイマイ
カの原因となる。ハイパーまたはハイマイカが生ずると
整流子片と刷子との接触不良を招き、これも整流悪化の
一因となる。

これらを防止するためには、まず、整流子およびマイカ
を、運転時の遠心力によって飛び出さないよう強固に固
定することが必要である。この他に整流子片とマイカと
の間に十分な締結力を与えて、整流子片およびマイカが
動かぬよう固定し、ハイパーやハイマイカを防がなけれ
ば表らない。

ここでＶ形整流子の場合は、Ｖ形！イカを充分枯らして
厚さを安定させるため、整流子片６上、使用状態よりも
高い温度および速度で回転させて締直することを繰り返
す、いわゆるシーズニングを行って、整流子片とマイカ
との間に充分な締結力をＩ；えることができる。従って
Ｖ形整流子の場合は充汁なシーズニングによりハイパー
およびハイマイカを極力防止（７ており、実使用上問題
ない。

しかしＶ形整流子の最大の欠点は、Ｖ形ｉイカを作るに
あたってＶ形の型が必要で、量産品はともかく、単品お
よび大形のものには、経済性の面で非常に不利である。

また整流士長が長くなった場合、側面のみの固定である
ため、整流子片中央部の締結は困難である。これら欠点
を除去するためなされているのが、前述のバインド整流
子である。

ここで一般になされているバインド整流子と社、半硬化
樹脂含浸ガラスバインドテープに所定の張力を与えなが
ら、整流子片上に設けた溝部に適当回数巻きつけ、所定
の温度、時間で半硬化樹脂含浸ガラスバインドテープの
硬化を行うものである。

ここに用いられるガラスバインドテープとは、一般にＪ
ＩＳＣ２４１２に記載されている第１図で示す半硬化樹
脂含浸ガラスバインドテープが用いられるこれの製法と
してＦｉ、ＪＩＳＲ３４１３ま九はＪＩＳＲ３４１２に
規定されているガラス糸またはガラスロービング（ガラ
ス引きそろえ糸）による無アルカリガラス繊維１を平行
に並べて熱硬化性樹脂２を含浸（７、テープ状に整形半
硬化したものである。このガラスバインドテープは厚さ
均等で、適当外粘着性、柔軟性および均一か電気絶縁性
を有し、たるみ、折れ目傷がなく、使用上有害な物質を
含まないもので規格値としては揮発分１種の場合５−以
下、２種の場合１％以下さらに樹脂量としては２４，２
６゜２８．３０±２チが与えられている。ここでこのよ
うなバインドテープを第２図で示すように整流子片６上
に形成された＃Ｉ７内に巻きつけてバインド整流子を組
み立てた場合次のような問題が生じる。

（ａ）　　バインドテープとは例えばＪＩ８０２４１１
に記載しであるよ）に、７，１０，１３，１９，２５，
４０■の幅を有しているが、これらの全幅すべてに同張
力を与えて巻くことは困難である１、すなわち、バイン
ドテープとは無アルカリのガラス糸またはガラスロービ
ングｌを平行に並べて熱硬化性樹脂２ｔ−含浸整形半硬
化したものであり、局部的に一本一本を見れば千わぞれ
の張力は当然異なる。例えばバインドテープの巻き始め
、または懐数列巻き時には科目方向に移行させるが、こ
の場合画然のことながら極端な張力差が生じる。また多
層回巻く場合もガラス糸またはガラスロービングが整列
した状態で重なることは期待できず、これでも張力差が
生じる。従って、バインドテープを巻く時に加えること
のできる張力は、ガラス系またはガラスロービングの実
力に比較し、非常に小さ表値となる。従って整流子片と
マイカを締結させる張力も小さな値となる。

（ｂ）　　バインドテープを加熱硬化させる場合、所定
の温度と時間を加えて含浸されている熱硬化樹脂を硬化
させるが、ここで含浸されている樹脂は最低２４嚢前後
でかつ半硬化状態であるため、バインドテープを巻く時
の張力ではバインドテープに含浸されている樹脂量は第
２図で示すようにほとんど変らない。そのため加熱時の
熱により含浸されている熱硬化樹脂が軟化して粘度の低
下をきたし、巻き付は時加えられていた張力によって樹
脂の流出を生じ、第３図で示すようにバインドテープの
ガラス糸やガラスロービング１が沈み、また流出した樹
脂２はガラス糸やガラスロービング１によって押し上げ
られる。そのためガラス糸やガラスロービングＩＫ巻き
つけ時与えていた張力がそのｔｔの状態で硬化すること
はない。すなわち、残留張力が著しく低下する。また複
数回バインドテープｆ：＊＜場合、巻き始めの下側より
巻き終りの上側の残留張力低下率が大きいため巻き回数
が多くなる糧上下間に残留張力の違いが出てくる。

（ｃ）幅を有するバインドテープの巻き端末を硬化固定
する場合、均一な張力を与えた状態で硬化させる必要が
ある１、【７かし、厚さと幅を有するため非常に困難で
、そのため端末に集中した応力で剥離し易い。

（ｄ）　　ＪＩＳＫ記載されているバインドテープを用
いた場合、適当な柔軟性および粘着性を与えるため樹脂
に稀釈剤を入れており、この揮発分は１種で５−１２種
で１チ以下となっている。これらは完全硬化時点では、
当然ながら飛散しており、バインド層内圧空隙を作る。

バインドテープは、上述のような問題点を有するものの
、加熱硬化後に積層板形状を呈するため、引張り強度は
比較的強い。そのため整流子片の遠心力に対する飛散防
止にはバインドテープの巻き回数を増やして対処するこ
とにより整流子片とマイカのずれの少ない低速または小
形の整流子としては充分使用できる。しかし、前記バイ
ンド整流子はＶ形整流子のように増し締めが不可能な構
造であるため、後工程でバインドテープに張力を与える
ことはできない。そのため、大形の整流子、高速運転の
整流子、温度差の大きい整流子では残留張力が少ないた
め整流子片とマイカとの間にずれを生じ、いわゆるハイ
パーまたはハイマイカが生じるため使用することはでき
ない。

〔発明の目的〕

この発明の目的はガラス糸またはガラスロービングに、
真空下で樹脂を含浸しこれを整流子片の溝部に巻き締め
、加熱硬化後も巻き締め時の張力をそのｔま残す、いわ
ゆる残留張力を与えたまま硬化させることＫより、整流
子片マイカとの締結を充分に行うことができ、その結果
、ハイパー、ハイマイカ等生じさせない整流子製造方法
を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、例えば着手が５．６〜４０４．９ｔｅｘ　の
ガラス糸またはガラスロービング（ガラス引きそろえ糸
）および不織布に無溶剤樹脂を真空下で含浸する第一工
程、整流子に設けた溝内に無溶剤樹脂が流出しないよう
Ｕ字形状のフィルムを挿入する第二工程、このＵ字形状
フィルム上に第一工程で含浸し九ガラス糸またはガラス
ロービングを含浸され九樹脂中に空気が入り込まないよ
うに張力を与えて所定回数巻きねける第三工程、第一工
程で含浸した不織布で第三工程にて巻きつけたガラス糸
またはガラスロービングの端末を含めた表面を覆う第四
工程、これらガラス糸またはガラスロービングおよび不
織布を第二工程で用いたＵ字形状フィルムで包む第五工
程、この上に離形フィルムを配し、さらに熱収縮テープ
を巻回して、所定の温度および時間で前記樹脂を硬化さ
せる第六工程を備え、ガラス糸またはガラスロービング
に残留張力を与、ｔたまま硬化できることを大形直流機
に適する整流子製造方法にある。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を工程順に従って説明する。

第−工Ｓ：ボビンに巻かれたガラス系またはガラスロー
ビングを容器に入れ、容器ごと真空下に保ち無溶剤樹ｒ
ｔ含没する。この場合ボビンに巻かれている形状、無溶
剤樹脂の粘度に左右されるが、ガラス糸またはガラスロ
ービングの内部迄無溶剤樹脂を含浸させるには、多くの
場合加圧も必要である。

第二工程：組み念てた整流子に設けられている溝部にフ
ィルムを挿入する。これは、溝の幅と深さ、それに表面
を包むに十分な幅を有するテープの、溝内側壁に面する
両側馳部にたて方向の切り込みを入れ、溝の内面を覆う
ように溝に沿って挿入する。尚、２枚以上のフィルムを
用い、切９込み部分が重ならないように挿入すれば溝の
内面はすべてフィルムで覆うことができる、 第三工程：フィルムで覆った溝部に第一工程で含浸した
ガラス糸１＋はガラスロービングラ巻キつける。これは
、整流子を旋盤等の高速回転体にと９つけ、含浸したガ
ラス糸またはガラスロービングを容器から引き出し、含
浸され喪樹脂中に空気が入り込まないような張力を与え
て規定回数巻第四工程：第一工程でガラス系ｆたけガラ
スロービングを容器に入れて含浸したが、この容器の中
に一緒に入れておいた不織布のテープでガラス糸ま念は
ガラスロービングの端末を含めて表面管包む。

第五工程：巻きあげたガラス糸またはガラスロービング
およびこれらを包んだ不織布のテープを、・第二工程で
用いたフィルムでくるむ。これはフィルムに切り込みが
人っているので容易にくるむことができる。またガラス
糸またはガラスロービングおよび不織布に含浸された樹
脂が滲み出るので容易に粘着できる。

第六工程：溝よりも若干幅広な無形フィルム（例、ｔば
テフロンテープ）ｔ−１第五工程でくるんだフィルム上
に巻き、さらに熱収縮テープを巻いて、所定の温度と時
間で含浸樹脂の硬化を行う。

以上でバインド整流子がで性あがるが、これを図を用い
て従来のバインド整流子と比較しカから説明する。第４
図は本発明に使用するバインドテープでガラス糸または
ガラスロービング１に前記第一工程により未硬化の樹脂
３を含浸させたものである。第５図は整流子の構成を示
しており、４は整流子胴で、胴絶縁５！ｒｊ１ｍこした
上に溝７會有する整流子片６と、マイカ（図省略）を交
互に配し組みたてている。この整流子の溝７に第１図で
示したバインドテープを巻きつける。第６図は第５図の
Ａ部拡大図で、バインドテープを巻きつけた状ｎを示す
。なお図中Ｕ字形状のフィルム等は省略している。ここ
で従来のバインドテープにより巻きつけた＠２図で示す
ものは巻きつけ時の張力では含浸された樹脂２が半硬化
状であるため、バインドチーブ自体の厚さはほとんど変
らず積みあげられる。これに対し第６図で示す本発明に
よるもの社、含浸樹脂が未硬化であるため、ガラス系ま
たはガラスロービング１自体會巻きつけるのとほとんど
同じ厚みで巻きあげられる。これを所足の温度と時間で
加熱硬化させた場合を示すのが第７図である。第３図で
示した従来のバインドテープによるものは、半硬化状樹
脂２が温度の上昇に伴い軟化して粘度の低下をきたす。

ここでバインドテープには十分な張力を加えて巻いてい
るためバインドテープの基材であるガラス糸またはガラ
スロービング１は軟化し粘度の低下した半硬化樹脂層２
に食いこむように沈む。そのため轟然のことなから巻き
つけ時に加えていた張力をそのまｔ維持して硬化するこ
とは不可能で、いわゆる残留張力は著しく減少する。こ
れに対し、第７図で示す本発明のものは第６図とは？Ｙ
同じ形状で硬化できるため、巻きつけ時に加えてい念張
力をそのｆま残留張力として残すことができる。なお前
述のＵ字状フィルム、不縁布等は、含浸樹脂の加熱硬化
時の粘度低下による流出を防止する亀のである 次にバインドテープを巻回した場合、最終的には端末を
固定する必要があるが、この端末には第８図で示すよう
に非常に大きな剪断力が作用する。

端末の強ｆ１ｆｔ：決定する要因としては、端末の応力
集中係数の大きさと、層間接着力が考えられる。

ここで層間接着力は使用する含浸樹脂によって決まるた
め、応力集中係数を極力小さくして強度を増す必要があ
る。しかし従来の幅と厚さを有するバインドテープでは
端末処理をいかにうまく施こしても応力集中係数を極端
に小さくすること杜できない。例えばＪＩ８Ｃ２４１２
に記載されている厚さ０．３３幅１（）ｍのバインドテ
ープの場合、ガラス糸はＥＣＧ　１５０−ｌ／２４．４
８　（１３５ｔａｘ　）　６０本で構成されており、半
硬化樹脂を含めた計算上の断面積は６．２７−となる。

しかし一般には半硬化状の樹脂の一部が流出するので実
際に１９■幅のガラステープに１３０に４の張力を与え
て巻き、加熱硬化後実測したところ、約４．９４−とな
った。従って従来のガラステープの端末部の剪断力りこ
の４．９４−のすべてにかかることになる。

これに対し本発明では、ガラス糸を用いるが、例えばＥ
ＣＧ　１５０−４／２４．４８　（２７０ｔａｘ　）　
、すなわち前述した従来のガラステープに用いられてい
るガラス糸の約２倍の径會有するものを用いた場合、−
ヒ配ガラステーグと同様に、１本当り５Ｋｆの張力を与
えて巻き、加熱硬化板実測値で０．１４０−となり、ガ
ラス糸の端末部にかかる剪断力は、この０．１４０−で
うけることになるっ従って従来のガラステープＯ場合、
端末部にかかる剪断力が、テープ内のガラス糸すべてに
対し均一であったとしても（実際には非常に困難で、そ
れぞれのガラス糸Ｋかかる剪断力は異なる）、本発明に
おけるガラス糸の実に３５倍もの剪断力が働くことにな
る。

次に本発明の一実施例における！Ｉｗ張力會比較させ、
数値により具体的に説明する。

直径５００■の整流子に、半硬化樹脂含浸ガラスバイン
ドテープを張力を加えながら巻きつけた従来例によるも
のと、本発明のガラス糸會張力會加えながら巻きつけた
ものと會共に１５０℃で１５時間の加熱硬化後、室温に
おいて歪ゲージにより残留張力１ｆｒ、ＩＩｌ定した。

その結果を下表に示す。

上記表から明らかなように、本発明方法によるものが、
従来のバインドテープを用いたものに比べ、残留張力が
格段に大きく、整流子片を強固に保持できる。また従来
例による半硬化樹脂含浸ガラスバインドテープの整流子
温度を８０℃に保ち、半硬化樹脂を溶融させながら巻い
てみると、室温巻き時の１．５倍近い値となったが、上
記表で示される本発明の比ではなかつえ。このことから
、本発明方法がいかに有効であるかが明らかである。

なお、従来例として用いた半硬化樹脂含浸ガラスバイン
ドテープはＪＩＳＣ２４１２によシ製作し九厚さ０．３
３■、幅１９■のエポキシ樹脂含浸のもので、ガラス糸
の組み合せはＥＣＧ　１５０−２／２４．４８　（１３
５ｔｅｘ）６０本により構成されたものである。また本
発明で用いたものは、ＥＣＧ　１５０−４／２４．４８
　（２７０ｔ＠ｘ　）ツカラス糸ニ、エポキシ樹脂ＴＶ
Ｂ２６０３．ＴＶＢ２６０４゜ＴＶＢ２６０５　（東芝
ケミカル商品名）を真空加圧下で含浸したものを用いた
。

また上述のようにして製作した整流子を１２０℃の雰囲
気中で毎分８００回転で１回転させ、１０分後に静止さ
せてみたら、従来品は端末剥離が生じていたが、本発明
方法によるものは１０００回転にも充分耐えることがで
きた。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、整流子片管バインドする
ガラス糸またはガラスロービングラ、残雪張力を与えた
まま硬化できるので、整流子片とマイカとの締結を充分
強く行うことができ、ハイパーやハイマイカ勢を生じる
ことのない整流子が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来用いられるＪＩＳＣ２４１２により製作し
たバインドテープの断面図、第２図は第１図で示しよバ
インドテープ巻き後の状態を示す部分図、第３図は第２
図で示し九バインドテープ硬化後の状１１１を示す部分
図、第４図は本発明を一実施例に用いるガラス糸を示す
断面図、第５同社本発明が適用されるバインド整流子を
示す一部断面図、鮪６図は＃！４図で示したガラス糸巻
きつけ後の状態を示す部分図、第７図は第６図で示した
ガラス糸硬化後の状態金示す部分図、第８図（ａ）　（
ｂ）はテーブ端末部およびその剪断力の関係を表わす図
である。 １・・・ガラス糸を九はガラスロービング３・・・含浸
樹脂　　　　４・・・整流子胴５・・・胴絶縁　　　　
　６・・・整流子片７・・・溝 （７３１７）　　代理人　弁理士　　則　近　憲　佑　
（ほか１名）第５図 ６　第６図 ６第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガラス糸またはガラスロービングおよび不織布に無溶剤
   樹脂を真空下で含浸させる工程と、整流子に設けた溝の
   内面を覆うように、Ｕ字形状のフィルムを溝内に挿入す
   る工程と、このＵ字形状フィルム上に無溶剤樹脂を含浸
   した前記ガラス糸またはガラスロービングを、張力を与
   えながら所定回数巻きつける工程と、この巻きつけられ
   たガラス糸マ友はガラスロービングの表面をその端末を
   ４含め、無溶剤樹脂を含浸した前記不織布にて覆う工程
   と、これらガラス糸またはガラスロービングおよび不織
   布を前記Ｕ字形状のフィルムで包む工程と、この上に離
   形フィルムを配し、さらに熱収縮テープを巻回して、所
   定の温度および時間により前記無溶剤樹脂を硬化させる
   工程とを備えた整流子製造方法。