JPS59185147A - 固定子絶縁線輪の製造方法 - 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】 本発明は固定子絶縁線輪の製造方法に係シ、特に誘導電
動機、同期機、直流機などの回転機や変圧器などの静止
誘動電器に好適した乾式絶縁線輪の製造法に関する。

絶縁線輪は、従来導体上にガラス繊維や芳香族ポリアミ
ド繊維など無機および有機繊維の織布や不織布、和紙、
有機高重合体フィルム等の絶縁性基材を巻回するか、あ
るいはマイカ層を上記基材によシ結着剤を用いて裏打ち
させてなる、いわゆるマイカ絶縁テープを巻回して所望
の厚さの被覆層を形成し、次いで、該層に不飽和ポリエ
ステル樹脂エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化
性樹脂系フェスｋｔ浸、硬化させることによって製造さ
れている。

このような絶縁線輪は、電気機器の大容量化や使用条件
の苛酷化に伴って、優れた電気特性、機械特性、耐熱性
などをそなえていることが要求されている。とくに、誘
導電動機においては、Ｆ種の耐熱性を有し、しかも絶縁
線輪を鉄芯に挿入した状態で一体注入できる絶縁システ
ムが要求されてきた。このような動向に対処すべく該絶
縁線輪全構成する素線絶縁材料、絶縁性基材やフェス等
に関する詳細な検討が各処においてなされている。

本発明者らも各種基材と樹脂との組合せを検討した。

Ｆ種線縁に相当する絶縁線輪はすでに、製造されておシ
、絶縁性基材としてはガラス織布や不織布、芳香族のポ
リイミドフィルムやポリアミドフィルム、芳香族ボリア
ミド不織布などが適用できることが知られている。これ
らの材料からなるテープ、もしくはマイカ層をそれらに
よって裏打ちしてなるテープヶもって、導体を巻回し被
覆してなる絶縁線輪（以下では白コイルと称する）を固
定子の鉄芯の溝環所定の位置に挿入したのち、熱硬化性
樹脂を含浸させることによって絶縁する（一体注入絶縁
）方式においては、一旦含浸された樹脂が加熱硬化され
る間に被覆層から流出することが、重要な障害であると
認識された。とくに、大型の機種においては、所望の電
気特性を得るために２度の含浸、硬化が必要となるほど
であった。

そのような工程上および資材の無駄を省き、良好な電気
的および機械的特性を有するＦ種線縁として適格な固定
子絶縁線輪を、一体注入方式によって提供するために、
本発明らは樹脂組成、とくにエポキシ樹脂系の硬化促進
剤について検討を重ねた。その結果、短時間で硬化させ
ることによって含浸された樹脂の被覆基材層からの流出
を効果的に抑止し、高性能の固定子絶縁線輪を得ること
ができた。すなわち、本発明は導体上に絶縁性基材を用
いて被覆層を形成してなる絶縁線輪を固定子の鉄芯の溝
部に挿入したのち、該被覆層に熱硬化性樹脂を一体注入
で含浸し硬化させることによって、固定子絶縁線輪を製
造する方法において、（ａ）　　含浸させる樹脂の硬化
促進剤を前記被覆層に予め保持させ、かつ （ｂ）　　エポキシ樹脂、酸無水物系硬化剤、およびト
１）　フェニルホスフィンを必須成分として含む熱硬化
性組成物を含浸し硬化させることを、その特徴としてい
る。

とくに、本発明の効果とするところは、第１図に示した
粘度温度曲線から明らかなように、本開発樹脂囚は、従
来の樹脂（６）に比べ粘度が高く、シかも、粘度の増加
するまでの時間が従来の２０分に比べ１０分とおよそ１
／２短かくなる。このことが、含浸した樹脂の流出を効
果的に抑止することが可能となった。

本発明において、導体を巻回被覆する絶縁テープ類は、
ガラス不織布、芳香族ポリイミドフィルムやポリアミド
フィルム、ボリアミド不織布などの基材類ならびにこれ
らの絶縁性基材によって裏打ちされたマイカシート、芳
香族ポリアミド混抄マイカシートなどから構成される。

また、裏打ち基材とマイカシートとを貼合せる結着剤と
しては、熱硬化型シリコーン樹脂、エポキシアラミツド
樹脂等が用いられる。これらは、耐熱性の観点から、１
５重量−以下の範囲で使用されることが望ましい。

本発明において、前記絶縁性基材からなるテープを用い
て導体を巻回被覆してなる線輪に含浸される熱硬化性樹
脂は、エポキシ樹脂と酸無水物系硬化剤とを必須成分し
て含む樹脂組成物である。

該組成物におけるエポキシ樹脂と酸無水物系硬化剤との
量比は、多官能エポキシ化合物のエポキシ基１．０当量
に対して、酸無水物基０．９３〜１．１０当量を配合す
ることが望ましい。この当量比が前記範囲を外れた樹脂
組成物は、硬化物の耐熱性もしくは電気特性にそん色ヶ
生ずる。

本発明におけるエポキシ樹脂としては例えハヒスフェノ
ールＡのジグリシジルエーテルへブタジエンシエホキサ
イド、３，４−エポキシンクロヘキシルメチルー（：：
ｌ、４−エポキシ）シクロヘキサンカルボキシレート、
ビニルシクロヘキセンジオキサイド、４．４′−ジ（１
，２−エポキシエチル）ジフェニルエーテル、　４．４
．’−（１，２−エポキシエチル）ビフェニル、２．２
−ビス（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロパン、
レゾルシンのジグリシジルエーテル、フロログルシンの
ジグリシジルエーテル、メチルフロログルシンのジグ−
リシジルエーテル、ビス（２，３−エポキシシクロベン
チル）エーテル、３−（３，４−エポキシ）シクロヘキ
サン−５，５−スピロ（３，４−エボキシンーシクロヘ
キサン−ｍ　−ジオキサン、ビス−（３，４−エボ＃シ
ー６−．７’ｆルシクロへキシルノアジベー）、Ｎ、Ｎ
’　−ｍｎｉ−フェニレンビス（４，５−エポキシ−１
，２−シクロヘキサンジカルボキシイミドなどの２官能
のエポキシ樹脂、バラアミノンエノールのトリグリシジ
ルエーテル、ポリアリルグリシジルエーテル、１．３．
５−トリ（１，２−エポキシエテル）ベンセン、２．２
’　、４．４’−テトラグリシドキシベンゾフェノン、
テトラグリシドキシテトラフェニルエタン、フェノール
ボルムアルテヒドノボラックのポリグリシジルエーテル
、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロー
ルプロパンのトリグリシジエーテルなとの３官能以上の
エポキシ樹脂が用いられる。

上記エポキシ樹脂のうちでは、特にビスフェノールＡの
ジグリシジルエーテルが有用である。

また、酸無水物としては、エポキシ樹脂の硬化剤として
周知のポリカルボン酸無水物、とくにメチルテトラヒド
ロフタル酸無水物、メチルヘキサヒ）”ｏフタル酸無水
物、メチルビシクロ［２，２゜１〕へ７”）−５−エン
−２，３−ジカルボン酸無水物などのような液状金星す
る酸無水物が有用である。なかでも、メチルへキサヒド
ロフタル酸無水物（３−メチル体／４−メチル体重量比
７５／２５〜２５　／７５混合物）は、吸湿しても遊離
カルボン酸に変化しあるいはさらに結晶として析出する
ことが少なく、高い熱変形温度をもつ硬化物ケ生ずるの
で好ましい。

本発明において、含浸される熱硬化性樹脂組成物には必
須成分として、トリフェニルホスフィンが用いられる。

その適当な含量は、エポキシ樹脂と酸無水物系硬化剤の
分計重量に対して、０．００５〜０．０２　％である。

これより過剰に使用しても、該組成物のポットライフを
短縮するのみで得るところは少ない。

硬化促進剤は、その添加方法によって組成物に対する効
果をとくに限定されないが、＃組成物のポットライフ？
害さないために、樹脂組成物の使用直前に加えられるこ
とが望ましい。本発明において、硬化促進剤は、マイカ
層と裏打基材との結着剤に混合するとか、ｕｘ霧、浸漬
などの方法によって、予め白コイルの被覆層に保持され
ることが好都合である。この場合、導体に巻回する前で
もまた、巻回したあとに保持してもどちらでもよい。

白コイルの被覆層に含浸された樹脂組成物がその硬化工
程において流れ出すことを効果的に抑止し、また、該組
成物からの炭酸ガス発生を最少限におさえて硬化させる
ために、硬化促進剤は、該組成物の重量に対して、０．
３　重量−以上、とくに好適にｌ−１１，０〜３．０重
量％使用される。硬化促進剤としては、例えば２−メチ
ルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−ウンデ
シルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、２
−メチル−４−エチルイミダゾ〜ル、ｌ−ブチルイミダ
ゾール、１−プロピル−２−メチルイミダゾール、１−
ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル
−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウ
ンデシルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニ
ルイミダゾール、１−（４，６−ジアミツーＳ　−）ジ
アジニル−２−エチル）−２−ウンデシルイミダゾール
、１−（４，６−ジアミツーｓ−）ジアジニル−２−エ
チル）−２−メチルイミダゾールなどのイミダゾール誘
導体が有用である。又、上記イミダゾール誘導体のトリ
メリット酸などとの塩や、オクタン酸亜鉛との付加物な
ども有用である。

本発明においては、第２図に示されたように、まず成形
された導体１の上に、通常、テープ状にした絶縁性基材
２を巻回して被覆層を形成して、絶縁線輪（略称・白コ
イル）を得る。実際には、衝撃や汚染から保護する目的
で、該線輪の被覆層の外側にさらにガラス不織布テープ
３等を巻回することが多い、 この絶縁線輪４を、第２図および第３図に示すように、
固定子の鉄芯５の溝部６に挿入配置し一体とする。

次に、該固定子全体を樹脂含浸装置に納め、前述の熱硬
化性樹脂組成物を含浸させる。含浸に当つては、必要に
応じ装置内部を減圧または加圧する。なお、７はスロッ
トライナ、８は楔である。

そののち、該固定子を含浸槽からと９出して加熱し、絶
縁線輪の被覆層に含浸された樹脂組成物を硬化させる。

その他の固定子の各処に付着した樹脂組成物も、同時に
硬化される。

これらの工程をふんで、固定子絶縁線輪が製造される。

既述のように、硬化用の促進剤は、前記樹脂含浸工程に
入る前に、絶縁線輪の被覆層に保持される。また、加熱
硬化には、温度１６０Ｃ前後、約４〜６時間の条件が４
描である。

本発明によれは、上記一体注入方式を採用して絶縁線輪
の絶縁（被覆）層の樹脂含量を従来よりも藏められるの
そ、改善された絶縁強度を有するＦ種線縁相当の固定子
絶縁線輪を提供することができる。なお、本発明は、第
３図に示された形式とは異なる固定子絶縁線輪の一体化
注入方式による製造にも適用される。

次に、実施例を記して具体的醗明する。

実施例１ エポキシ樹脂・醸無水物硬化剤・トリフェニルホスフィ
ン組成物（フェノ）のポットライフおよびゲル化時間の
、トリフェニルホスフィン（略号ＴＰＰ　）含量に対す
る依存性全、エポキシ基当シの酸無水物基の数（当量比
）ケ変えて検討した。

用いたフェノの材料および測定法は次のとおυでおる。

エポキシ樹脂：ビスフェノールＡジグリシジルエーテル
、エポキシ当量１７４ カルボン酸無水物：メチルへキサヒドロフタル酸無水物
（日立化成（株） 製ＨＮ−５５００） ＴＰＰ　：　１級試薬 ゲル化時間二〇Ｅ式ゲルタイマーを用い１５０Ｃで測定
。

ポットライフ二回転粘度計（東京計測（抹）製ＶＡ−１
）を用いて、フェノを ４０ｔｌ’に保管したときにその粘 ｆ（４０１）が５ＰＫ達するま での日数。

結果は第１表に示すごとくである。

一体注入絶縁方式により一回のワニス含浸で良好な特性
を得るために許容されるゲル化時間（１５０Ｃ）の上限
は８０分程度であり、また、操業上望ましいポットライ
フは最短３０日である。

この規準からすれば、ＴＰＰの象加量としては０．００
５〜０．０２％が好適である。

第１表 実施例２ 予め成形された導体１の表面に、第２図に示すように、
集成マイカＩＮ！ｉ’に芳香族ポリアミド不織布をもっ
て裏打ちしてなる絶縁テープ（厚さ０．１３關）２をテ
ープ幅（２５ｍｍ　ｌの１／２のピッチで３回巻いて被
覆した。テープには予め、テープの見掛けの表面積１ｎ
？描り８ｇの割合で、含浸樹脂の硬化促進剤であるオク
タン酸亜鉛を保持させておいた。前記テープ巻回層の上
に、同様に該硬化促進剤を保持させた無アルカリガラス
不織布テープ（厚さ０．１　ｒｔａｎ　ｒ幅２５ｍｍ）
３ｅ、前と同ピツチで１回巻いて白コイルを作成した。

この白コイルを固定子鉄芯Ｆ挿入した。

他方、実施例１に使用したビスフェノールＡジグリシジ
ルエーテルと酸無水物ＨＮ−２２００１ｉ１００：９０
（重量）で配合して得た組成物に、トリフェニルホスフ
ィン（ＴＰＩ’ＪＴｈＯ，００５重量−の割合に添加し
て含浸樹脂を調製した。

前記白コイルの挿入された固定子全樹脂含浸タンク内に
設置し、３０〜４０　Ｃ，０，１ｔｏｒｒ　、　３時間
という条件によシ前記樹脂を減圧含浸させたのち、１６
０［，４時間加熱し硬化させた。

得られた固定子絶縁線輪を油中に設置して、該線輪の絶
縁破壊電圧（ＢＤＶ）を測定した。また、該線輪の絶縁
被覆層に含浸された樹脂量を、焼却法によって求めた。

それらの結果は第２表に示すとおりであった□ 実施例３〜７ 予め硬化促進剤が保持された、構成ケ異にする各種の絶
縁テープを使用し、当量比およびＴＰＰ倉量０違う樹脂
を含浸させたこと以外は、実施例２と同様に実施して固
定子絶縁線輪を作成した。

それらの線輪についてもＢＤＶおよび含浸樹脂量を測定
した。使用した絶縁テープ構成と樹脂組成、および硬化
促進剤の種類と保持量との組合せ、並びに測定結果は、
第２表に示すとおシである。第２表では、ＴＰＰ含量が
０．００５〜０．０２重量％の範囲外Ｋｉる樹脂？使用
した例が、比較例として扱われている。

使用した絶縁テープ構成の類別。

（１）　マイカ／ポリアミド不織布・・・実施例２で使
用。

（２）　　マイカ／ポリイミドフィルム（厚さ０．１　
ｗｎ　）（３ン　フィブリッド混抄マイカ／ポリアミド
不織布（厚さ０．１３　ｒａｎ　） （４）　　フィブリッド混抄マイカ／ガラス不織布（厚
さ０．１３調） （５）　　フィブリッド混抄マイカ／ガラス不織布／ポ
リエステルフィルム（厚さ０．１３＋ｍｌテープ幅はい
ずれも２５ｍである。

【図面の簡単な説明】

第２図は絶縁線輪の一部断面図、第３図および第４図は
鉄芯の溝に絶縁線輪が挿入された状態金示す一部断面図
である。 １・・・導体、２・・・絶縁テープ、３・・・外装ガラ
ステープ、４・・・絶縁線輪、訃・・固定子鉄芯、７・
・・スロツ’４；ｔｌＡ Ｙｚ　図 ｖＪ３図 手続補正書（方式） ％式％ 小作の表７」り 昭和５８年特許願願力５０２１　　号 発明　の　名　称　固定子絶縁線輪の製造方法補正をす
る者 ’Ｉｆ　ｒ’＋トノ関係　　ｎ′Ｈ！＋出願人名　ｉｌ
ｌ：　（ｎｌｔｌ１株式会十ｌ　日　立　製　イ乍　所
代　　　ＪＪｉ　　　　人 居　　Ａｉ（〒ｎｘ＋）東京都千代田区丸の内−丁目５
番１号補ｊ１の月象 明細１の１図面の簡単な説明」の欄 二 １１ｔ：心ａ毬」 明細書の図面の簡単な説明の欄を下記の通シ訂正する。 記 第１８頁第２行目に１第２図・・・・・」とめるのを「
第１図は樹脂の粘度温度曲線図、第２図・・・・・・」
と訂正する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導体上に絶縁性基材を用いて被覆層を形成してなる
   絶縁線輪を固定子の鉄芯の溝部に挿入したのち、樹脂を
   一体注入含浸し硬化させることによって、固定子絶縁線
   輪を製造する方法において、（ａ）　　含浸する樹脂の
   硬化促進剤を前記被覆層に予め保持させ、かつ、 （ｂ）　　エポキシ樹脂、酸無水物系硬化剤、およびト
   リフェニルホスフィンを必須成分として含む熱硬化性樹
   脂組成物を含浸、硬化させることを特徴とする固定子絶
   縁線輪 の製造方法。 ２　トリフェニルホスフィンが、エポキシ樹脂と酸無水
   物系硬化剤との合計重量に対して、ｏ、ｏｏｓ〜０，０
   ２重量％含有された熱硬化性樹脂組成物を使用する特許
   請求の範囲第１項記載の固定子絶縁線輪の製造方法。