JPS61193411A

JPS61193411A - 薄葉絶縁物とその製造方法およびこの薄葉絶縁物を用いた樹脂モ−ルドコイル

Info

Publication number: JPS61193411A
Application number: JP3162285A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Kubo; 久保　博文; Shigeo Hosaka; 保坂　繁夫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-02-21
Filing date: 1985-02-21
Publication date: 1986-08-27

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】〔発明の利用分野〕本発明は、電気機器の絶縁材料として有用な執伝導性、
接着性の優れた薄葉絶縁物とその製造方法およびこの薄
葉絶縁物を用いた樹脂モールドコイルに関するものであ
る。

〔発明の・背景〕

従来から電気絶縁材料として用いられている繊維強化プ
ラスチツク材（ＦＲＰ）の一種に、プリプレグとよばれ
る薄葉絶縁物かあ・る。

プリプレグは、厚さ０．２膿程度のシート状また　　　
　　；はテープ状の繊維質基材（ガラス繊維布、ポリエ
・ステル繊維布等）に熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、　
　　　□ポリエステル樹脂等）を含浸し半硬化状態とし
た、可撓性を有する薄葉絶縁物であり、これて電気機。

器のコイル等の導電部分を覆い、含浸樹脂を加熱。

硬化させると、非吸湿性の強固な絶縁被覆が形成。

されることから、モールド金型の不要な樹脂モー。

ルドコイルの製造なとに利用されているが、従来のプリ
プレグには熱伝導性と硬化後の接着性につ。

いて配慮が欠けていた。

熱伝導性について言うならば、従来のプリプレ。

グは繊維と樹脂だけでてきているため、熱伝導率１゜は
だかたか１０〜１５×１Ｏ−４Ｃａ１．／ｃｍ−８ｅＣ
・℃程度（ガラス繊維とエポキシ樹脂とを組合わせた場
合）で、このような従来のプリプレグを用いて導電コイ
ルの絶縁被覆を形成した場合、コイル表面からの放。

熱が十分に行なわれず、したがってコイル導体の、３電
流相度を高くとれなかった。

また、接着性については、加熱硬化の過程で樹脂が軟化
した状態では他物と良く接着するが、硬化完了後は表面
が平滑であるため、第３図に示すように導電コイル１７
の内外周を覆う薄葉絶縁物ｌｌａ、　ｌｌｂとして従来
のプリプレグを用い、導電コ。

イル１７の加熱乾燥後、該導電コイルの軸方向端部。

にパテ状樹脂または液状樹脂１８を充填してモール。

ド金型の不要な樹脂モールドコイルを製造する場。

合、コイル乾燥工程で完全硬化した薄葉絶縁物　、ｌｌ
ａ、　ｌｌｂと後から充填された樹脂層１８との接着力
。

か弱く、機器使用中の温度変化により薄葉絶縁物。

１１ａ、　ｌｌｂと樹脂層１８との剥離が生して樹脂モ
ール。

トコイルの信頼性を低下させる恐れがある。このため、
従来のプリプレグをこのような樹脂モー”　Ｉｌ＋１・
゛コイルの製造に用いる場合には、コイル乾燥時に硬化
したプリプレグの樹脂層１８と接着する部分の、表面を
あらかしめ機械的にあらしたり、加熱硬化時に樹脂を含
まない繊維等の補強材を表面に付着させるなど、接着性
を改善する特別な表面処理を必要とし、コスト高になっ
ていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、従来のプリプレグと同等の機能に加え
て機器の放熱を促進する優れた熱伝導性と、含浸樹脂の
硬化後においても特別な表面処理、３　、を必要としない良好な接着性を有する薄葉絶縁物。

を提供することにある。

他の目的は、このような薄葉絶縁物を品質のム。

うなく経済的に製造できる方法を提供することにある。

さらに他の目的は、上記のような薄葉絶縁物の性質を利
用して、より小形軽量で安価であり、か。

つ信頼性の高い樹脂モールドコイルを提供することにあ
る。

〔発明の概要〕１．。

本願の第１の発明は、繊維質基材と、該繊維質基材に含
浸され半硬化状態にされた熱硬化性樹脂と、該熱硬化性
樹脂よりも高い熱伝導率を持ち該熱硬化性樹脂中に分散
した粒子状の電気絶縁体とを含んでなる薄葉絶縁物であ
る。　　　　　　　　１゜第２の発明は、液状の熱硬化
性樹脂と、該熱硬化性樹脂よりも高い熱伝導率を持ち該
熱硬化性樹脂中に分散した粒子状の電気絶縁体とを含む
含浸材料に繊維質基材を浸漬する工程と、次いで含浸材
料から引き上げた繊維質基材をそれに含浸され・　４　
・た熱硬化性樹脂が半硬、化状態になるまで加熱する。

工程とからなる薄葉絶縁物の製造方法である。　　。

さらに第３の発明は、導電コイルと、該導電コ。

イルの内外周を覆った薄葉絶縁物と、該導電コイ。

ルの軸方向端部を覆った樹脂層、とを有する樹脂モ。

−ルドコイルにおいて、上記薄葉絶縁物は、繊維。

質基材と、該繊維質基材に含浸され硬化状態にさ。

れた熱硬化性樹脂と、該熱硬化性樹脂よりも高い。

熱伝導率を持ち該熱硬化性樹脂中に分散した粒子。

状の電気絶縁体とを含んでなることを特徴とする１゜樹
脂モールドコイルである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は本発明による薄葉絶縁物の一実施例を示し、（
ａ）はその断面略図、（ｂ）はそのＡ部拡大図である。

薄葉絶縁物の強化材である繊維質基材ｌとしては、目の
細かいカラス繊維布、ポリエステル繊維布等をシート状
またはテープ状としたものが使用され、基材ｌの厚さｔ
ｌは、例えば０．１８＋＋＋ｍ程度である。

エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等のうちから。

選択された熱硬化性樹脂２は、繊維質基材ｌのす。

き間を充填するとともｈｉ、基材ｌの表面を薄く覆。

うように含浸され、半硬化（゛セミキュア）状態に。

されている。基材ｌの表面を覆う熱硬化性樹脂２゜の平
均膜厚をｔ２とすると、薄葉絶縁物全体の厚さ。

ｔはＬ　＝　ｊ＋　＋　２　ｈ　＝　０．２３〜０．２
５咽程度になる。　　　。

この薄葉絶縁物は、熱硬化性樹脂２の中に該熱。

硬化性樹脂よりも高い熱伝導率を持つ粒子状の電１゜気
絶縁体３を分散させである点が従来のプリプレ。

グと異なる。

次に、電気絶縁体３として使用することかでき。

る材料を例示する。

材　料　名　　　　熱伝導率（ｃａｌ／ｃｍ−ｓｅｃ　
−’Ｃ）　　＋ｓシリカ　　　　　　２３．Ｏ，’Ｘ　
１０アルミナ　　　　　　６００〜７００　×１０７’
酸化マグネシウム　　１０００〜１３００　ｘｌＯ’ボ
ロンナイトライド　４００〜７００　Ｘ　１０ムライト
　　　　　　１３０．、ＸｌＯ’これらのうちから選ん
だ１種また２種以上の材。

料を粒径２００μｍ以下（実用的には５〜１００μｍ）
。

の粒子状とし、熱硬化性樹脂２中に分散させて用。

いる。これら材料の熱硬化性樹脂との混合率は容。

積比で最高６０係程度（通常４０〜５０％）とすること
。

ができ、その分高価な樹脂を節約できる。　　　。

熱硬化性樹脂２として通常用いられるエポキシ、樹脂の
熱伝導率は５　ｘ１０＝４ｃａｌ／ｃｍ−ｓｅｅ　”Ｃ
程度であ。

るから、上記のような熱伝導率のより高い粒子状。

の材料を樹脂中に分散させれば、含浸材料の熱転導性が
大幅に向」ニすることは明らかであ・す、このような含
浸材料を用いた薄葉絶縁物は、樹脂だけを含浸した従来
のプリプレグに比べ少なくとも１．５〜３倍程度熱伝導
性が向上する。

それに加えて、この熱硬化性樹脂２と粒子状の電気絶縁
体３とを含む含浸材料で覆われた薄葉絶縁物の表面は第
１図（ｂ）に示すような無数の凹凸を持つ粗面になるの
で、平滑な表面を持つ従来のプリプレグに比べて表面の
接着性も向上する。

第２図は本発明による薄葉絶縁物の製造方法を・　７　
・実施するための装・置の一例を示す説明図である。。

エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の液状の熱。

硬化性樹脂に硬化剤と該熱硬化性樹脂よりも高い。

熱伝導率４持つ先に例示したような粒子状の電気。

絶縁体とを所定の割・合で混合した含浸材料４を含。

浸種５に入れ、図示しない撹拌機等を用いて含浸。

材料４を均一に混合した状態に保っておく。　　。

ドラムロから繰り出されたガラス繊維、ポリエ。

ステル繊維等からなるシート状またはテープ状の繊維質
基材ｌ、を上部ローラ群７と下部ローラ群　１０により
ジグザグ状に導き、その間に赤外線ランプ９等による予
熱処理を経て、繊維質基材ｌを含浸槽５内の含浸材料４
に浸漬する工程と、含浸槽５から引き上げられた繊維質
基材ｌを含浸された熱硬化性樹脂か半硬化（セミキュア
）状態にな、るま−Ｃ□１ｌｊｌｙ７ｆｌ。ユ。ヵ。い
、□□い、ヵ。いオ、゛。

工程とを必要に応じて２回以上繰り返し行なうことによ
り得られた製品（薄葉絶縁物）１１をポリエチレンフィ
ルム等の非接着性のセパレータ１２と重ねてドラム１３
に巻き取る。

・　８　・こうすることにより、第１図に示したような繊。

維質基材１と、該繊維質基材に含浸され半硬化状。

態にされた熱硬化性樹脂２と、該熱硬化性樹脂よ□、　
　　′りも高い熱伝導率を持ち該熱硬化性樹脂中に分散
・。

した粒子状の電気絶縁体３とを含んでなる薄゛葉゛絶、
　　　′紛物を品質のムラなく、□かつ比較的簡単な設
備で。

経済的に製造することができる。　　□粒子状の電気絶
縁体゛を混入した熱硬化性樹脂を、　　　′繊維質基材
に含浸するには、」―述した浸漬法のぼ・　　　　□か
に、吹付け、滴下筒の他の手段を用いることもできる。

第３図は本発明による薄葉絶縁物を用（くた樹脂モール
ドコイルの一例を示し、（ａ）は巻線完了直後　　　　
′の状態図、（ｂ）はモールドコイル完成後の状態図で
ある。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　°
　　　　□−こ−の樹脂モールドコイルは、たとえば次
のような工程で作られる。まず、楯３図（ａ）′に示す
よう］と離型剤を塗布した巻心１４の上に、第１図、第
２図により説明した本発明による薄葉絶縁物１１．１’
ａを巻′　　　　□回し、その上にコイル導体１５を通
常用いられる麹開維紛物（ポリエステルフィルム、芳香
族ボリア。

ミド′紙等）１６とともに多層に巻回して導電コイル。

１７を形成し、この導電コイル１７の上に再び」二記と
。

同様な薄葉絶縁物１１１）を巻回する。

この内外周が薄葉絶磁物１１ａ、　Ｉｌｂで覆われた導
。

電コイル１７を巻心１４とともに硬化炉に搬入して、導
電コイル１７を乾燥処理すると同時に、薄葉絶縁物１］
ａ、　Ｉｌｂ中の半硬化状態にあった熱硬化性樹脂を硬
化させ、その硬化完了後に巻心１４を抜き取る。。

次に、第３図（ｂ）に示すように薄葉絶縁物””ａ’　
　ｌｆ＋１１１うて覆われない導電コイル１７の軸方向
端部と薄葉絶縁物１１ａ、　ｌｌｂのコイル端部から突
出した部分とで囲まれた空所に樹脂層１８を形成する高
粘度パテ状樹脂（例えば、日立化成株式会社製品ＫＥ−
５１０パテ状樹脂）を充填し、再び硬化炉に搬入し、。

て上記パテ状樹脂を硬化させることにより、内外周が薄
葉絶縁物１１ａ、　ｌｌｂで覆われ、軸方向端部が樹脂
層１８で覆われた樹脂モールドコイルが完成する。

本実施例の樹脂モールドコイルは、繊維質基材と、該繊
維質基材に含浸され硬化状態にされた熱。

硬化性樹脂と、該熱硬化性樹脂よりも高い熱伝導。

率を持ち該熱硬化性樹脂中に分散した粒子状の電。

気絶縁体とを含んでなる熱伝導性の優れた薄葉絶。

紛物］１ａ、　］］ｂて内外周が覆われ、これら薄葉絶
縁。

物１１ａ、　Ｉｌ＋）と導電コイル１７とは薄葉絶縁物
１１ａ、　Ｉｌｂ中の熱硬化性樹脂を介して接着されて
いるので、。

コイル内外周を覆う薄葉絶縁物として従来のプリプレグ
を用いた場合に比べ、コイル表面からの放。

熱効果は大幅に向上し、したがってコイル導体１５の電
流密度が高くとれ、樹脂モールドコイルの小形軽量化か
り能となる。

また、薄葉絶縁物］１ａ、　］］ｂの刹脂層１８と接す
る面は、薄葉絶縁物１１ａ、Ｈｂ中の樹脂の硬化後にお
いても第１図（１））に示すような凹凸を持った粗面に
なっているので、凹凸による表面積の拡大や機械的な引
っ掛かり効果等により、特別な表面処理を施さなくても
後から充填される樹脂層１８と良く接着し、薄葉絶縁物
１１ａ、　］ｌｂと樹脂層１８の接着不良によるコイル
の絶縁低下を防止することができる。

、１１　・さらに、薄葉絶縁物１１ａ、　Ｉｌｂ中の熱硬化性樹脂
。

にンリカ、アルミナ等の熱伝導性の良い粒子状の。

電気絶縁体を混入したことは、薄葉絶縁物の中心。

部と表面部との温度差を小さくして温度変化によ。

る熱応力を低減するとともに、これら薄葉絶縁物。

により形成される絶縁被覆の機械的強度を高め、耐クラ
ツク性を向」ニさせる効果もある。

樹脂層１８は硬化剤、充填材等を添加した通常の。

液状樹脂の注入によって形成することもでき、こ。

の場合もパテ状樹脂を用いた場合と同等の効果が１゜得
られる。

第４図は本発明による薄葉絶縁物を用いた樹脂モールド
コイルの他の例を示す。

本実施例は、導電コイル１７の層間にも通常の層間絶縁
物（ポリエステルフィルム、芳香族ポリアミド紙等）に
代えて、コイル内外層を覆う薄葉絶縁物１１ａ、　ｌｌ
ｂと同様の薄葉絶縁物１１ｃを介在させたものである。

すなわち、第１図に示したように繊維質基材１と、該繊
維質基材に含浸され半硬化状態にされた熱硬化性樹脂２
と、該熱硬化性樹脂、１２　・よりも高い熱伝導率を持ち該熱硬化性樹脂中に分。

散した粒子状の電気絶縁体３とを含んでなる薄葉。

絶縁物１１Ｃをコイル導体１５とともに巻回して導電　
。

コイル１７を形成し、コイル乾燥時に上記薄葉絶縁。

物１１Ｃとコイル内外周を覆う薄葉絶縁物１１ａ、ｌｌ
ｂ　　５の含浸樹脂を同時に加熱硬化させるものである
。。

その後、第３図の実施例と同様に、パテ状樹脂ま。

たは液状樹脂を用いて導電コイル１７の軸方向端部。

を覆う樹脂層１８を形成する。

このように構成すると、薄葉絶縁物１１Ｃ中の含、。

浸樹脂が硬化する過程で、含浸樹脂の一部が融は出して
上記薄葉絶縁物１１ｃとコイル導体１５との間に残存し
ていた空気層を埋めるため、コイル内部からコイル表面
への熱伝導の妨げとなる空気層をなくすことができ、し
かも」二記薄葉絶縁物１１Ｃは従来のプリプレグ（熱伝
導率１０〜１５ＸＩＯ’　ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・”ｃ
　）より少なくとも１．５〜３倍程度高い熱伝導率を持
ち、通常層間絶縁物として用いられているポリエステル
フィルム（熱伝導率３〜４　Ｘ　１０−’ＣａＩ／ｃｍ
−８ｅＣ・°Ｃ）等に比べ熱伝導性かはるかに優れてい
るので、樹脂モールドコイル全体としての熱。

伝導性は第３図の実施例よりさらに向」ニし、放熱。

効果カ月−，ｆＪ（ることにより、コイル導体１５の電
流密。

度をより高（とることが可能となる。

また、コイル導体１５が薄葉絶縁物１１ｃ中の含浸　。

樹脂により固定されるため、短絡時の電磁力に対。

するコイルの機械的強度も一段と向上する。

〔発明の効果〕

本願の第１の発明によれば、繊維質基材に含浸。

された熱硬化性樹脂中に該熱−化性樹脂よりも′高１゜
い熱伝導率を持つ粒子状の電気絶縁体を分散させ。

たことにより、従来のプリプレグに比べて熱伝導。

性に優れ、かつ含浸樹脂の硬化後においても特別な表面
処理を要せずに良好な接着性を確保でき、。

電気機器の絶縁材料として有用な薄葉絶縁物が得られ、
第２の発明によれば、このような薄葉絶縁。

物を品質のムラなく、経済的に製造することがで。

きる。

さらに第３の発明によれば、上記第１の発明に。

係る薄葉絶縁物を用いて樹脂モールドコイルのコ２゜イ
ル内外周を覆う絶縁被覆を構成したことにより、２上記
薄葉絶縁物の持つ優れた熱伝導性を利用して。

コイルの放熱効果を上げることができ、その結果、。

コイル導体の電流密度を高くとれることから、よ。

り細い導体の使用が可能となり、樹脂モールトコ。

イルを一段と小形軽量化できるとともに、上記薄。

葉絶紛物が含浸樹脂の硬化後においても良好な接。

着性を有することから、コイル内外周を覆う上記。

薄葉絶縁物とコイル端部を覆う樹脂層とを容易、。

かつ確実に接着させることができ、絶縁に対する、。

信頼性を十分に確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｔ、　（ｂ）は本発明による薄葉絶縁物の一
実施例を示す概略断面図およびそのＡ部拡大図、第２図
は本発明による薄葉絶縁物の製造方法を実施。するための装置の一例を示す説明図、第３図は本発明に
よる樹脂モールドコイルの一実施例図で、（ａ）は巻線
完了盾後の状態を示す一部切断した側面図、（ｂ）は完
成状態を示す同上図面、第４図は本発明による樹脂モー
ルドコイルの他の実施例を示す・１５　゛同上図面である。 ■＝繊維質基材　　　　２：熱硬化性樹脂３：粒子状の
電気絶縁体４：含浸材料　　　　１０：加熱手段１１＝薄葉絶縁物１１ａ、　ｌｌｂ　：コイル内外周を覆った薄葉絶縁物
　。１７：導電コイル

Claims

【特許請求の範囲】

（１）繊維質基材と、該繊維質基材に含浸され半硬化状
態にされた熱硬化性樹脂と、該熱硬化性樹脂よりも高い
熱伝導率を持ち該熱硬化性樹脂中に分散した粒子状の電
気絶縁体とを含んでなる薄葉絶縁物。
（２）液状の熱硬化性樹脂と、該熱硬化性樹脂よりも高
い熱伝導率を持ち該熱硬化性樹脂中に分散した粒子状の
電気絶縁体とを含む含浸材料に繊維質基材を浸漬する工
程と、次いで含浸材料から引き上げた繊維質基材をそれ
に含浸された熱硬化性樹脂が半硬化状態になるまで加熱
する工程とからなる薄葉絶縁物の製造方法。
（３）導電コイルと、該導電コイルの内外周を覆った薄
葉絶縁物と、該導電コイルの軸方向端部を覆った樹脂層
とを有する樹脂モールドコイルにおいて、上記薄葉絶縁
物は、繊維質基材と、該繊維質基材に含浸され硬化状態
にされた熱硬化性樹脂と、該熱硬化性樹脂よりも高い熱
伝導率を持ち該熱硬化性樹脂中に分散した粒子状の電気
絶縁体とを含んでなることを特徴とする樹脂モールドコ
イル。