JPS59153447A - 回転電機コイルの製造法 - 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】 この発明は回転電機のコイル、特に緊線絶縁が施された
緊線導体を鉄心のスロットの深さ方向に黴ねて巻回して
コイルユニットが形成される回転電機コイルの製倚法に
関する。

第１図は従来の回転電機のコイルを示す断面図であり、
この第１図において（１）は緊線絶縁（２）が施された
緊線導体で、鉄心（３）のスロット（４）の深さ方向に
重ねて巻回されて、コイル導体ユニット（５）として成
形されている。（６）はこのコイル導体ユニット（５）
の周囲に施された主絶縁層で、レジン含浸、加熱硬化に
より形成され、上記コイル導体ユニット（５）とでコイ
ルユニットを構成している。（７Ａ）は上コイルユニッ
ト、（７Ｂ）は下コイルユニットであり、両コイルユニ
ット（７Ａ）、（７Ｂ）間にはセパレータ（８）が介装
されている。（９）は上記両コイルユニッ１−（７Ａ、
）。

（７Ｂ）を鉄心スロット（４）内に固定保持するウェッ
ジである。

第１図において、素ＦＪ導体（１）の各ターン間にかか
る電１Ｆは素線絶縁（２）で負担し、素線導体（υと鉄
心（３）との間にかかる電圧は緊線絶縁（２）と主絶縁
層（６）とで分担している。

ところで、緊線絶縁（２）については、その厚さが薄い
のが一般的であり、そのため素線絶縁（２）を施す場合
にはピンホール等が生じないように細心の注意を払いな
がら処理していると共に、また、素線絶縁（２）が施さ
れた素線導体（１）を適宜ターン数だけを回して第１図
のように適切な断面嗜、・新面形状になるように整線す
る場合に素線絶縁（２）を傷付けないように細心の注意
をしながら作業２行なっている。また、主絶縁層（６）
については、一般に樹脂絶縁に依存している場合か殆ど
であり、ｗ脂の種類、加熱温度、加熱硬化時間等に起因
するクラックの発生、ボイドの発生を防止するべ（、種
々工夫、研究がなされているのが現状であり、その絶縁
耐力、絶縁特性等は、例えば、ｔａｎδの測定、絶縁抵
抗の測定、Ｗ′ｆ！電容職の測定、部分放電の測定等番
こよりチェックしている。

上記素線絶縁（２）および主絶縁層（６）の絶縁特性等
は、回転電機の長特命化、小形軽微化、低コスト化のた
めに、常にその改善を計るべく工夫研究されている。

この発明は絶縁特性の向上を図ることを目的とし、従来
の公知観点とは別の観点、すＩＪち、従来公知の場合の
ように絶縁材料自体の改良、加熱温度、加熱時間に工夫
を加えるのではなく、従来着眼されてなかったコイル構
造、特に緊線絶縁が施された緊線導体を鉄心のスロット
の深さ方向に重ねて巻回することによって形成されるコ
イル導体ユニットと、このコイル導体ユニットの周りに
施される主絶縁層とを有するコイル導体ユニットの構造
に着眼し、上記目的を満足しようとするものである。

第２図（イ）、（ロ）はこの発明の基本的な考え方、着
眼点を虎明するための拡大図である。

１７ｉち、素線絶縁（２）が施された素線導体（１）を
見た場合、緊線導体（１）の角部がＲを有し、しかもそ
の上に素線絶縁（２）が施されていることがら素線絶縁
（２）が施された緊線導体（１）を重ねて巻回した場合
第２図に示すように、各ターンの素＠導体（１）の境界
部分には溝（１ｏ）が必然的にできる。

このように？Ｆ７　（１０）ができるため、主絶縁層（
６）をエポキシレジン等の＠脂含浸により形成する場合
結果的に姑でその溝（１ｏ）の部分にボイドができる可
能性が大である。コイルは真空加圧含浸によって一μは
樹脂が完全に含浸されるか、構（］、　（１）のように
空間の大きい）π９位では加＠（、す７化時に、冷浸さ
れた樹脂が硬化前にＲｉ　Ｒの低下により流れ出てしま
い、ここにボイドができるわけである。

このように溝（１０）に樹ＩＲが存在せずに空間として
残っているということは、例えばコロナ放電が溝（１０
）に発生して絶縁が劣化する原因、即ち、主絶縁層（６
）、素線絶縁（２）の絶縁劣化の原因となり、長寿命化
、小形群硬化等を難１−くする一因となる。そして緊線
導体（１）はスロット（４）内に何重にも咀ねて配置さ
れるため、コイル導体ユニット（５）の上下両面より両
側面に多くのｔＭ　（１，０）が存在し、しかも主絶ｆ
ｆｌ　ｌｆｌ　Ｃ６）の例えはマイカテープの如き母料
をテーピングする時にコイル導体ユニット（５）の−上
下部より両側面における方がテープがこれらの而から浮
きやすく大きなボイドができる可能性が大であるため、
ボイドの間順は特にコイル導体ユニット（５）の両側面
において大きい。

従来は、専ら、樹脂そのものの改良、加熱温度、時間の
工夫等絶縁材そのもの、絶縁材の処理そのものに工夫、
研究の努力が向けられているのが現状であった。

先にも述べたようにこの発明は、絶縁特性の向上を計る
ことを目的とし従来公知の観点とは別の観点、］１１Ｊ
ち従来公知の場合のように絶縁利料自体の改良、加熱温
度、時間等の所謂絶縁利白体の処理に、Ｔ″、夫をＤ目
えるのではなく、従来着眼されてなかったコイル構造、
時に緊線絶縁が施された緊線導体を鉄心のスロットの深
さ方向に市ねて巻回することによってコイル導体ユニッ
トを形成すると共にこのコイル導体ユニットの固りに主
絶縁層を含侵椿［脂を加熱硬化して形成する回転電機に
おいて、各緊線導体間に形成されている溝による絶縁特
性への悪影響を除去、あるいは抑制する具体的手段を提
供しようとするものである。

弔３図はこの発明の一実施例の要部を示す続断側面図（
回転軸の軸線と直角の方向に切断した断面図）で、同図
において、（１）は例えば絶縁テープ等の素線絶縁（２
）が施された例えは銅線等の素１￥導体で、鉄心（３）
のスロット（４）の深さ方向、すなわち径方向に鑞ねて
巻回することによって、コイル導体ユニット（５）に形
成されている。（６）はこのコイル導体ユニット（５）
の周囲に施された主絶縁層で、レジン含浸・加熱硬化に
より形成されている。（７Ａ）は上コイル断面積）、（
７］３）は下コイルユニットで、両コイルユニット（７
Ａ）。

（７Ｂ）は上記スロット（４）に収容され、また両コイ
ルユニット（７Ａ）、（７Ｂ）間にはセパレータ（８）
が介装されている。（９）は上記両コイルユニット（’
７Ａ）、（７Ｂ）およびセパレータ（８）を鉄心スロッ
ト（４）内に固定保持するウェッジ、（１０）は上記素
線絶縁（２）が施された素線導体（１）間に生じた溝、
（１１）は主絶縁層（６）の上から施された外部放電抑
制のための半導電層、（１２）はプリプレグ絶縁層であ
る。

次に上記第３図（こ示すコイル部の製造法を説明する。

先ず最初に、絶縁テープをテーピングする等、必要な素
線絶縁（２）が施された素線導体（１，）を、スロット
の深さ方向に５重にかつ周方向に２列に隣接するように
巻回する。この５重かつ２列の巻回は勿論、回転電機の
容Ｒｔ、その他により必要なコイルターン数、コイル断
面積を確保するための単なる一例であり、必要に応じて
変更される。この後、このコイル導体ユニット（５）の
全周に適当な厚さだけプリプレグチーブを巻回し、この
プリプレグチーブをコイル導体ユニット（５）の方向へ
押圧加熱してプリプレグデー　フ（Ｄ　ＧｔＪ　ＩＪｔ
＃を’／ｈ１１（１０）内に圧入すると、ＩＱに硬化さ
せると共にその表面を円滑にする。次いで例えばマイカ
テープ等の主絶縁層（６）の１せ材を例えばテーピング
等によって上記プリプレグＭ　ａＶ層（１２）が施され
たコイル導体ユニット（５）の周りに紬した援、その外
周面に半導′電層（１１）をｔｔｔｈ　ｔ、てコイルユ
ニット（７Ａ）、（７Ｂ）を形成する。これらコイルユ
ニット（７Ａ）。

（７Ｂ）は、鉄・し・（３）のスロット（４）の中に、
コイルユニット（７Ｂ）を先に挿入し、次いでセパレー
タ（８）をその上に挿入した後にコイル断面積１−（７
Ａ）を挿入する。ウェッジ（９）をｔｌち込めハ、コイ
ルユニット（７Ａ）、（７Ｂ）はスロット（４）内に固
定される。次いでこれら全体を樹１１ｉα槽（図示せず
）の中に入れる。樹脂槽中に入れると樹脂は上記母料中
に浸透していき、浸透が完全に終われば適当な時期に樹
脂槽から引き揚げ所定時間加熱して硬化させる。上記の
ようにコイル導体ユニットの周りにプリプレグテープを
巻回してプレス硬化することにより、コイル溝（１０）
に空隙は全く惰らない。

絶縁特性を、ｔａｎδにつきチェックした結果、この発
明によるものは第４図の曲線Ａに示す特性となった。同
１ス中曲線Ｂは第１図に示す従来のものにおける特性で
ある。この第４図がら明白なように、この発明によれば
絶縁苛性が向上した。なおこの第４図中縦軸はｔａｎδ
（（６）を、横軸は電圧をそれぞれ示し、また横軸のＵ
は定格電圧である。

上記のよう（こｔ’ｆｌ　（１０）の部分の空隙が無く
なる理由は主絶縁層（６）を形成する前にプリプレグ絶
縁層を施し、このプリプレグ絶縁層をプレス硬化する時
に、プリプレグ絶縁層の樹脂が溝（１０）に圧入、硬化
されて溝（１ｏ）を埋めるためである。

なお、上記実施例では樹脂としてエポキシ樹脂（アラル
ダイト、ＧＹ２５５、酸無水物硬化剤ＨＮ−５５００に
ベンジルジメチルアミン０．３ＰＨＲ添ＩＪＩ＋　）を
使用し、プリプレグ絶縁層の形成は工ｙ１＋’キシ樹脂
である工ｄ？ン８２８（シェル化学社の商品名）に酸無
水物硬化剤（ＨＮ　−２２００（日立化成工業株式会社
の商品名）にベンジルメチルアミンを０．５　ＰＨＲ添
加〕を配合したエポキシ糸含浸樹脂３０〜８０重量％を
処理してプリプレグ状にしたガラステープをコイル導体
ユニット（５）の直線部（スロットの軸線方向長さに対
応した部分）に巻回してプレス硬化することによってな
された。この場合のガラステープ幅は、スロットの軸方
内閣さより狭い幅のものとし、端東巻数回のテーピング
とした。

また、プリプレグ絶ＭＪｆ１．ｚ）をテープ状のもので
はなく、スロットの軸方向長さにわたる幅を有したシー
ト状のものをコイル導体ユニット（５）の直線部にすし
巻状に必要な回数巻回した場合も、テープ状のものと同
様に第４図の曲線（Ａ）に示す絶縁特性が得られる。

なお、上記実施例ではプリプレグ絶縁層（１２）をコイ
ル導体ユニット（５）の全外周に施しているが、先に述
べたようにボイドの問題はコイル導体ユニット（５）の
両側面において大きく、従ってプリプレグ絶縁Ｍ　（１
２）はコイル導体ユニット（５）の全外周に施すのが最
も好ましいのではあるが、両側面のみに施しても良く、
その場合にも絶縁特性が大幅に改善されること明らかで
ある。

なお、上記実施例では、プリプレグ絶縁テープあるいは
シートの暴利としてガラスを用いたが、例えばポリエス
テル繊維織テープあるいはシート、ポリエステル不織布
テープあるいはシート、ポリエチレンテレフタレートフ
ィルム、カプトンフィルム等の薄葉材を用いてもよくガ
ラスに限られるものではない。同様にプリプレグ樹脂と
して例えばシリコン樹脂、ＢＴエポキシ樹脂等も用いて
もよく、エポキシ樹脂に限られるものではない。

また、主絶縁層（６）の樹脂含浸方式として、全含浸方
式の場合について記載したが、レジン含浸ブレス硬化方
式やレジンリッチ方式を採Ｈイしてもよい。

この発明は以上のようにコイル導体ユニットの少なくと
も両側面に、Ｊ二記スロットの軸方向長さにわたってプ
リプレグ層を怖し、その後このプリプレグ絶縁層を上記
コイル導体ユニットの方へ押庄することによって、上記
プリプレグ絶縁層の樹脂をヒ記各溝内ｔ？：Ｉ五人かつ
硬化させ、この後プリプレグ絶縁層の周りに主絶縁層を
施すようにしたので、各溝に空隙が残ることがなく、絶
縁特性を同上させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１１゛４は従来の回転＠機のコイル部を示丈縦断側面
図、第２図はこの発明の基本的な考え方、着眼点を説明
するための縦断拡大側面図、第３図はこの発明の一実施
例の要部を示す縦断側面図、第４図は従来のコイルおよ
びこの発明の一実施例のコイルのｔａｎ　ａ−電圧特性
を比軸して示す線図である。 図において（１）は素ｍ導体、（２）は素線絶縁、（３
）は鉄心、（４）はスロット、（５）はコイル導体ユニ
ット、（６）は主絶縁層、（１０）は溝、（１２）はプ
リプレグ絶縁層である。 なお、・＊　１　＋’ｌ〜第３図において同一符号は同
一部分または相当部分を示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　素線絶縁が施された素線導体を鉄心のスロットの
   深さ方向に重ねて巻回することによってコイル導体ユニ
   ットを形成した後、このコイル導体ユニットの少なくと
   も両側面に上記スロットの軸方向長さにわたってプリプ
   レグ絶縁層を怖し、その後このプリプレグ絶縁層を北記
   コイルＬｌｔｌ　体ユニットの方へ押庄することによっ
   て上記プリプレグ絶縁層の樹脂を一ヒ記各緊線導体間の
   溝内に圧入かっ硬ｆヒさせ、更−こ上記プリプレグ絶縁
   層の固りに主絶縁層を細すことを特徴とする回転電機コ
   イルの製造法。 ２、　スロットの軸方向長さにわたる幅を有したプリプ
   レグ絶縁シートをコイル導体ユニットの外周に巻くこと
   によりプリプレグ絶縁層を怖すことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の回転電機コイルの製造法。 ３、　スロットの軸方向長さより狭い幅のプリプレグ絶
   縁テープを、コイル導体ユニットの外周に上記スロット
   の軸方向長さにわたる幅になるようにテーピングするこ
   とにより、プリプレグ絶縁層を施すことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の回転電機コイルの製造法。