JPS5826648B2 - ゼツエンコイルノセイゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直流電動機に使用する絶縁コイルの製造方法
に関し、特に、製造方法が簡単で、しかもすぐれた絶縁
特性を有する絶縁コイルを提供するものである。

従来から、直流電動機用絶縁コイルは、導体上に適当な
絶縁被膜を施した絶縁電線を所定の形状に成形した後、
マイカシート、あるいは、熱可塑性フィルム類を巻回し
た後、含浸タンク中にて、熱硬化性樹脂を真空含浸させ
、乾燥炉中で加熱硬化するという方法で製造されていた
。

このような方法は、真空含浸装置が必要であること、お
よび作業中にワニス類を取扱うことから、作業性の面で
も、問題があった。

周知のように、直流電動機は、運転時に於ける正、逆回
転、および頻繁な起動、停止等、過酷な条件下で運転さ
れる場合が多い。

そのため、導体と絶縁層との間に亀裂を生じたり、絶縁
層間に亀裂を生じるというような事故が発生していた。

本発明は、上記従来の欠点を改善すべく行われたもので
、真空含浸装置、およびワニス類の取扱いを不要とする
ごとき作業性が良好で、しかも、得られた絶縁コイルの
特性は、過酷な運転にも耐えるという、きわめて画期的
な絶縁コイルの製造方法を提供するものである。

すなわち、本発明は、コイル導体上に巻回するシート、
およびテープ類のすべてを粘着性のない半硬化状とした
プリプレグ類を用いる故、作業性が良好であり、また硬
化に際しては、プリプレグ類を巻回した絶縁層の最外層
に繊維の長さ方向に熱収縮性体を配した繊維状基材のプ
リプレグテープを施しであるので、加熱時に加圧の効果
を生じ、空隙のない絶縁層を形成するものである。

直流電動機の中でも、特に、大形機械の場合は、コイル
の直線部寸法が長く、鉄心内への挿入作業が難しい故、
コイルの直線部のみを加熱加圧して、成形してもよく、
単にテープ類の巻回と硬化の２工程のみで、すぐれた絶
縁特性を示す絶縁コイルが得られることを見出し、本発
明る完成するに至ったものである。

次に、本発明による絶縁コイルの製造方法について詳述
する。

本発明の主絶縁層となる芳香族ポリアミドペーパーのプ
リプレグ類とは、芳香族ポリアミドペーパーの片面、又
は両面にビスフェノールＡ−エピクロルヒドリン縮合物
を含むエポキシ樹脂ワニスを塗布、乾燥して半硬化状に
仕上げたものである。

芳香族ポリアミドペーパーとしては、例えば、ノーメッ
クスペーパー（デュポン社製商品名）があげられる。

また、この芳香族ポリアミドペーパーは、カレンダーか
け処理を施したものが最適であり、その厚さは、２〜５
ｍ１１程度のものを任意に選択出来るものである。

エポキシ樹脂組成物としては、エポキシ当量１５０〜２
，０００程度を有するエポキシ樹脂と、分子量１０，０
００〜２５０，０００程度を有するビスフェノールＡ−
エピクロルヒドリン縮合物と硬化剤、及び触媒から成る
組成物であり、エポキシ樹脂としては、従来公知のビス
フェノールＡ系エポキシ樹脂、ノボラック系エポキシ樹
脂、シクロ系エポキシ樹脂などが、いずれも好適に用い
られる。

特に好ましい代表例を示すと、エポン８２８、エポン８
３４、エポン１００１（いずれもシェル社製のビスフェ
ノールＡ系エポキシ樹脂）、ＤＥＮ４３８（ダウケミカ
ル社製のノボラック系エポキシ樹脂）、ＥＣＮ１２７３
（チバ社製のノボラック系エポキシ樹脂）、アラルダイ
トＣＹ１７５、アラルダイトＬＴ５８０（いずれもチバ
社製のシクロ系エポキシ樹脂）などがあげられ、これら
は、単独あるいは、混合して適宜用いられる。

ビスフェノールＡ−エピクロルヒドリン縮合物としては
、フェノキシ＄ＰＫＨＨ（ユニオンカーバイト社製商品
名）、エポノール５３、エポノール５５（いずれもシェ
ル社製商品名）で代表され、その分子量は、ｉｏ、ｏｏ
ｏ〜２５０，０００である。

硬化剤、及び触媒としては、酸無水物系硬化剤、アミン
系硬化剤のごとき、通常知られている硬化剤、及び触媒
のすべてが使用できるのであるが、プリプレグ類の寿命
を長く保持させるため、潜在性硬化剤が良好に用いられ
る。

特に好ましい代表例を示すと、ジアミノジフェニルメタ
ン、ジアミノジフェニルスルホン、ジシアンジアミド、
オクチル酸亜鉛、三弗化ホウ素アシン錯塩、などがあげ
られる。

前記エポキシ樹脂とビスフェノールＡ−エピクロルヒド
リン縮合物との配合割合は、厳密でなく、使用するエポ
キシ樹脂の粘度に合わせて適宜変化できるものであり、
通常エポキシ樹脂１００部（重量部、以下同様）に対し
、ビスフェノールＡ−エビクロヒドリン縮合物の５〜１
５０部が好適に用いられる。

また、硬化剤の配合量は、エポキシ樹脂１００部に対し
、３〜３５部が用いられる。

これらの組成物は、溶剤に溶解後、芳香族ポリアミドペ
ーパーに塗布、乾燥して半硬化状に仕上げ、樹脂付着量
として１０〜８０％（重量％、以下同様）、好ましくは
、２５〜６５％を含有するプリプレグが好適である。

周知のように、カレンダーかけ処理を施した芳香族ポリ
アミドペーパーは、非常に緻密であり、ワニス類に浸漬
シてもペーパーの内部までワニスは、含浸されない。

従って、硬化絶縁層の特性は、ペーパーとエポキシ樹脂
との接着力が良い事が必要となる。

本発明によれば、基材となる芳香族ポリアミドペーパー
と、通常知られているエポキシ樹脂との接着力は良好で
あるが、ビスフェノールＡ−エピクロルヒドリン縮合物
を配合してなるエポキシ樹脂組成物のほうが、通常知ら
れているエポキシ樹脂よりも、はるかに接着力がすぐれ
ているという事実を見出したものである。

次に、本発明の第２工程に用いるプリプレグテープにつ
いて説明する。

繊維の長さ方向に熱収縮性体を配した繊維状基材とは、
加熱時に少なくとも３％以上の収縮率を有するものであ
り、代表的なものとして、ポリエチレンテレフタレート
フィルム、ポリエチレンフィルム、ポリアミドフィルム
、等のフィルム類、及びテトロンガラス交織布（有沢製
作所、商品名）、糸入りダクロン不織布（日本バイリー
ン、商品名）などがある。

これらの基材に、前記芳香族ポリアミドペーパーに用い
たワニスを塗布含浸後、乾燥して半硬化状に仕上げ、プ
リプレグテープとするものであり、樹脂付着量として４
０〜８０％、好ましくは５０〜７０％のものがよい。

こうして製作された熱収縮性プリプレグは、芳香族ポリ
アミドペーパーのプリプレグシー・ト、及びテープ類の
上巻きテープとして用いられ、加熱時には、熱収縮性基
材の収縮により、加圧の効果を生じ、エポキシ樹脂組成
物は、巻回間に生じた空隙の細部まで流動し、その結果
、空隙の非常に少ない絶縁層が得られるものである。

また、エポキシ樹脂組成物のもつすぐれた接着力により
、芳香族ポリアミドペーパーと熱収縮性基材間は、強固
に接着される。

なお、本発明に於いて、絶縁の仕上げ寸法を重視するよ
うな機種については、プレス装置を用いて加圧成形して
もよく、本発明の要旨を変更しない限り、任意に選択で
きるものである。

以下、本発明の絶縁コイルの製造方法を実施例にて説明
する。

実施例 Ｉ Ａ；ワニスの調製 エポキシ樹脂として、エポン８３４、エポン１００１、
ＤＥＮ４３８、ＥＣＮ １２７３、アラルダイトＬＴ５
８０（いずれも前出）、ビスフェノールＡ−エピクロル
ヒドリン縮合物として、フェノキシ＋ＰＫＨＨ（分子量
３０，０００〜６０，０００前出）硬化剤として、ＢＦ
３モノエチルアミン、オクチル酸亜鉛、溶剤として、ア
セトン、トルエンをそれぞれ第１表に示す割合にて配合
後、室温で２時間攪拌して５種類のワニスを得た。

Ｂ；プリプレグの調製 カレンダーかけ処理を施したノーメックスペーパーの２
ｍ１ｌ 、 ５ ｍｉｌ 、テトロン−ガラス交織布（
厚さ０．１ｍｍ１３５℃に於ける収縮率１２％）および
収縮ポリエステルフィルム（成分ポリエチレンテレフタ
レート、奇人製商品名、厚さ１ｍ１１１３５℃に於ける
収縮率２５％）を用い、第１表に示したワニスを塗布後
、ノーメックスペーパーの場合、１１０℃×１０分間乾
課してプリプレグシートを得、また、他の収縮性基材は
、基材の収縮開始温度以下である。

７５°ＣＸ４５分間乾燥してプリプレグシートを得た。

ノーメックスペーパーの２ ｍｉ １基材には、樹脂付
着量を６０％とし、同様に５ｍ１１基材には、３０％と
した。

また、テトロン−ガラス交織布、収縮ポリエステルフィ
ルムとも６０％を含有するプリプレグとした。

以下に示すプリプレグ類は、第１表のワニスを含有する
故、プリプレグの呼称は、例えば、テトロン−ガラス交
織布にワニス（Ａ）を処理したプリプレグの場合、テト
ロン−ガラス交織布−）と表現する。

テープとして用いる場合は、前記シートを２０ｎ幅に切
断して用いた。

実施例 ２ ２×５×５００山のホルマール平角銅線１０本を１束と
し、実施例１で得たノーメツクスペーパ−の５ ｍｉ
ｌ （Ａ）ドＥ）シートを４回巻き、次にテトロン−ガ
ラス交織布（Ａ）〜（Ｅ）のテープを半重ね巻きで１回
巻回した。

その後、乾燥炉中で、１３５℃×４時間＋１５５℃×１
５時間の加熱処理を施した導体と絶縁層外面との間の誘
電圧接、絶縁破壊電圧、および機械的応力を与えた後の
絶縁破壊電圧を測定し、結果を第２表に示した。

但し、誘電正接は、横河電機製シエーリングブリツヂに
より、室温、５００ボルト下に於ける測定値であり、絶
縁破壊電圧は、絶縁破壊電圧測定装置により、室温で１
ｋＶ／ｓｅｃの条件で測定したものであり、また、機械
的応力を与えた後の絶縁破壊電圧とは、片持ばり法によ
る間隔２００關点を強制的に２０７／ＬｒＩＬの曲げ変
形を与えた後の絶縁破壊電圧を測定したものである。

第２表の結果から明らかなように、フェノキシを配合し
た組成物のほうが、フェノキシを配合しない組成物より
も接着性にすぐれているため、曲げ変形後も絶縁層に亀
裂を生じなかったことを示している。

実施例 ３ 実施例２で用いたホルマール平角銅線に、実施例１で得
たノーメックスペーパーの２ ｍｉ ｌ （Ｉｙｆ −
プを半重ね巻きで３回巻き、次に、テトロン−ガラス交
織布（Ａ）テープを半重ね巻きで１回巻いた絶縁コイル
、およびノーメックスペーパーの２ｍ１ｌ（Ａ）テープ
を半重ね巻きで３回巻き後、収縮ポリエステルフィルム
（Ａ）テープを半重ね巻きで１回巻いた絶縁コイルの各
２本を実施例２と同じ条件で加熱処理した。

この絶縁コイルの特性を実施例２と同じ方法で測定した
。

その結果、測定した４本とも誘電正接０．４８〜０．５
０％、絶縁破壊電圧１９．５〜２０．８ｋＶ、変形後の
絶縁破壊電圧１７．９〜２０ｋＶと非常に良好であった
。

また、この結果から、第２工程に用いる熱収縮性プリプ
レグの差は、全くないといえる。

実施例 ４ 実施例２で用いたノーメックス５ ｍｉ ｌ （Ａ）シ
ートの４回巻き＋テトロンーガラス交織布（Ａ）テープ
の半重ね１回巻きを施した絶縁コイルを絶縁厚さが０、
７ ｍｍになる様に設計したプレス金型に仕込み、１７
０’Ｃで２０分間、２０ｋｇ／ｃｖｒ、の圧力で成型し
た。

その後、実施例２と同じ条件で加熱処理し、実施例２と
同じ方法で、コイルの特性を測定した。

その結果、誘電正接０．４９％、絶縁破壊電圧２３．２
ｋＶ、変形後の絶縁破壊電圧２１．９ｋＶであった。

比較例 １ 実施例１〜４で製作した絶縁コイルの特性と比較するた
め、従来から行われている真空含浸法による絶縁コイル
を製作した。

基材には、集成マイカシート（厚さ０．１關、■開部マ
イカ商品名ＤＲ−１）とガラスクロス（厚さ０．０３ｍ
ｍ、有沢製作所）を実施例１（Ｅ）で調製したワニスを
塗布し、１１０℃で７分間乾繰して、樹脂分が１０％と
なるよう集成マイカ貼合せシートを製作した。

実施例２で用いたホルマール平角銅線に集成マイカ貼合
せシートを４回巻き、次いでテトロンテープ（厚さ０．
１３ｍｍ、奇人製商品名）を半重ね巻きで１回巻き、次
に示すエポキシワニスを２５℃、０．１７ｎ認Ｈｇ下で
、３時間真空含浸後、乾燥炉中で１３５℃×５時間＋１
５５℃×２０時間、加熱処理した。

エポキシワニスの配合表 その後、実施例２と同じ方法で、コイルの特性を測定し
た。

その結果、誘電正接０．４０％、絶縁破壊電圧２２．０
ｋＶと良好であったが、変形後の絶縁破壊電圧は、６．
３ ｋＶと非常に低い値であった。

実施例１〜４、および比較例１から明らかなように、本
発明により、得た絶縁コイルは、電気的性質がすぐれ、
かつ、機械的応力に対しても非常にすぐれた絶縁層を形
成している。

これは、芳香族ポリアミドペーパーの持つすぐれた弾性
作用とこの弾性作用を強固に接着維持するエポキシ樹脂
組成物との相乗効果からくるものであり、さらに熱収縮
性基材の効果と合わせて非常にすぐれた絶縁層となるも
のである。

また、本発明に於いては、ワニス類を一切取扱わず、そ
の良好な作業性と合わせて、工業上、きわめて有利に利
用できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コイル導体上に、１５０〜２，０００程度のエポキ
   シ当量のエポキシ樹脂と、分子量１０，０００〜２５０
   ，０００程度のビスフェノールＡ−エピクロルヒドリン
   縮合物との混合物に硬化剤および触媒を添加した樹脂組
   成物を芳香族ポリアミドペーパーに塗布し、乾燥させて
   半硬化状としたプリプレグシートまたはテープを巻回す
   る工程と、繊維の長さ方向に熱収縮性体を配した繊維状
   基材に、前記と同−樹脂組成物を塗布、乾燥して得たプ
   リプレグテープを巻回する工程と、コイルの全体を加熱
   硬化する工程とより成ることを特徴とする絶縁コイルの
   製造方法。