JPS6223057Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、絶縁コイルに関するものであつて、
特に回転電機に使用される巻線において、その絶
縁層の絶縁破壊電圧および寸法安定性を向上する
ようにしたものに関する。

例えば回転電機の電機子巻線は、第１図に示す
ように、導体に絶縁被膜を施した複数本の絶縁電
線１，１……からなるコイル本体２を絶縁層３で
複覆したものである。この絶縁層３は、通常ガラ
スクロスなどを裏打ちしたマイカ系絶縁テープを
上記絶縁電線に巻付けることにより形成される。
この際、マイカ系絶縁テープは、半硬化状態の熱
硬化性樹脂を予め含有させたプリプレグマイカテ
ープが使用されたり、あるいはマイカテープを巻
回したのち熱硬化性樹脂を真空含浸させるタイプ
のものが使用されたりする。このいずれの場合
も、最終的には絶縁電線とマイカ系絶縁テープの
間にボイドが発生しないように巻回されたマイカ
系絶縁テープは外方から加熱加圧されて締付け固
定される。このようにしてマイカ系絶縁テープか
らなる絶縁層が形成されるが、この絶縁層の絶縁
破壊電圧は加熱加圧されたマイカ系絶縁テープの
状態により決ることになる。このマイカ系絶縁テ
ープは、例えばガラスクロスとマイカが接着剤を
介して加熱加圧されることにより成形されるが、
その巻回性を維持するためテープが剛直になるま
で高圧にプレスすることができない。そのためマ
イカの充填密度を大きくするにも限界があり、絶
縁破壊電圧もそれ相当に抑えられることになる。
このようなマイカ系絶縁テープがコイル本体２に
巻付けられ、第２図イに示すような収縮テープ成
形法で成形されると第２図ロに示す成形品となる
が、絶縁層の絶縁破壊電圧は30kv／mm以上にす
ることはできない。しかも、隅部が丸くなり、肉
薄になるのでこの部分で絶縁破壊を生じ易くな
る。ここで、第２図イに示す方法は、コイル本体
２に被覆した上記マイカ系絶縁テープの両側に離
型紙４を介して鉄板５を当てがい、この上に熱収
縮性テープ６を被覆し、この熱収縮性テープ６を
加熱収縮させて上記マイカ系絶縁テープを加圧成
形するものである。そして熱収縮性テープ６、鉄
板５および離型紙４を取去り第２図ロの成形品と
するものである。この方法では熱収縮性テープの
収縮力によりマイカ系絶縁テープに圧縮力が加え
られ、鉄板５によりこの収縮力が均一に作用する
が、上記したように絶縁破壊電圧を大きくとれな
い。そのため3kv以上の高電圧用巻線では、絶縁
破壊電圧を大きくとれなくなる。また、回転電機
の固定子の鉄心に巻線を収容する場合には、その
収容部は通常矩形断面を有するので、この収容部
に隙間なく収容するには、巻線の隅部も角隅に形
成されていなければならないが、上記のように隅
部が丸くなると、この点からも不都合である。上
記方法の外にマイカ系絶縁テープを被覆したコイ
ル本体２を金型によりプレス成形する金型プレス
成形方法や、コイル本体２に被覆したマイカ系絶
縁テープの隅部に断面Ｌ写形片を当てがい液圧で
成形する液圧プレス成形方法もあるが、これらの
方法によつても、絶縁層はその絶縁破壊電圧を大
きくとれず、隅部で絶縁破壊をおこし易い。

したがつて、本考案は、以上のように従来巻線
の絶縁層の絶縁破壊電圧を大きくとれず、特に隅
部で絶縁破壊をおこし易かつた問題点を改善する
ために、マイカ含有絶縁片を少くとも絶縁層の隅
部に設けることにより簡単な構造で上述の欠点を
取除くようにした絶縁コイルを提供するものであ
る。そのために本考案の絶縁コイルは、導体のま
わりに加圧成形した絶縁層を有しこの絶縁層に隅
部の存する絶縁コイルにおいて、上記絶縁層の少
くとも上記隅部にこの隅部を角隅に保持する耐絶
縁破壊電圧性のマイカ含有絶縁片を設けることを
特徴とするものである。

本考案のマイカ含有絶縁片は、マイカを高密度
に成形した剛直なものであつて、絶縁破壊電圧が
大きく、外圧に抗して一定の形状を保持する保形
性を有するものである。このマイカ含有絶縁片
は、マイカ又は裏打材で裏打ちしたマイカに熱硬
化性樹脂（エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリエ
ステル樹脂など）を含浸させたものを積層し、剛
直になるまで高圧で加熱成形した積層板からな
る。このように成形すると、マイカが緻密に充填
される結果絶縁破壊電圧が例えば40〜50kv／mm
になる。なお裏打材としては、紙、ガラスクロ
ス、不織布、プラスチツクフイルムなどがある。
このマイカ含有絶縁片は、マイカ含有率が多けれ
ば多いほど絶縁破壊電圧が大きくとれるが、通常
少くとも50％含有させる。このマイカ含有絶縁片
は、後述する絶縁層の層内に埋設するかあるいは
外表面に接着して使用される。その形状は平板で
も、直角に成形した折角片、その他の形状でも良
いが、絶縁層の隅部ではこの絶縁層が成形される
ときこの隅部が角隅になるようにして用いられ
る。また、このマイカ含有絶縁片は、少くとも絶
縁層の隅部に使用されるが、この隅部のみではな
くコイル本体の周囲全面を覆うようにしても用い
られる。この全面を覆うようにとは、必ずしも同
一周面上に限らず結果的に絶縁層からコイル本体
に至る途中にマイカ含有絶縁片を存在させ、コイ
ル本体からの絶縁破壊電圧がこのマイカ含有絶縁
片に必ず印加されるようにすることを意味する。

また、本考案の絶縁層は、従来使用されている
上記マイカ系絶縁テープを重ね巻きすることによ
り形成される。この絶縁層の絶縁破壊電圧は、収
縮テープ成形法、金型プレス成形法、液圧プリス
成形法のいずれの方法によつて絶縁層が形成され
ても、ほぼ同じであつて例えば25〜30kv／mmで
ある。

以上のように構成された絶縁コイルは、マイカ
含有絶縁片を絶縁層に有するので、絶縁層の絶縁
破壊電圧が大きくとれるとともに、絶縁層の成形
時に絶縁層に一定の形状を与えることができる。

したがつて、特に絶縁破壊を生じ易い絶縁層の
隅部にこの隅部が角隅になるようにマイカ含有絶
縁片を用いることにより、隅部が肉薄になること
がないので、この隅部における絶縁破壊が防止さ
れる。また、マイカ含有絶縁片をあて板のように
使用すると、絶縁層を一定の形状に成形でき、寸
法安定性を確保できる。さらに、マイカ含有絶縁
片は、マイイカが高密度に充填されているので、
長時間課電されたとき、耐コロナ性がすぐれてい
るという利点がある。

次に本考案の一実施例を第３図および第４図に
もとづいて説明する。

第３図は本考案の一実施例の絶縁コイルの断面
図、第４図はその一部の拡大断面図である。

図中、他図と同一符号部は同一構成部分を示す
ものであつて、３′ａは第１マイカ絶縁層、３′ｂ
は第２マイカ絶縁層、３′ｃは第３マイカ絶縁
層、７ａ，７′ａは第１マイカ含有絶縁片、７
ｂ，７′ｂは第２マイカ含有絶縁片である。

第１マイカ絶縁層３′ａは、エポキシ系樹脂を
集成マイカ箔に含浸させたプリプレグマイカテー
プからなる。このマイカテープ（厚さ0.18mm、巾
25mm）はコイル本体２に巻付けられている。この
巻付けは、テープをその幅の半分を重ねるように
してらせん状に順次巻回し、これを３回くり返
す、半重ね３回巻きによる。また、第１マイカ含
有絶縁片７ａは、集成マイカ箔90％、エポキシ系
樹脂10％からなる平板（厚さ0.5mm）からなり、
上記第１マイカ絶縁層３′ａの図示左側面に当て
がわれている。第１マイカ含有絶縁板７′ａも同
様に形成され、第１マイカ絶縁層３′ａの右側面
に当てがわれている。これら第１マイカ含有絶縁
片７ａ，７′ａおよび上記第１マイカ絶縁層３′ａ
の両側面に上記と同様に形成されたプリプレグマ
イカテープが半重ね２回巻きにより巻付けられ、
第２マイカ絶縁層３′ｂが形成されている。さら
に、この第２マイカ絶縁層３′ｂの上下側面に上
記第１マイカ含有絶縁片７ａと同様に形成された
第２マイカ含有絶縁片７ｂ，７′ｂが当てがわ
れ、これら第２マイカ含有絶縁片７ｂ，７′ｂお
よび第２マイカ絶縁層３′ｂの左右側面のまわり
に上記プリプレグマイカテープが半重ね２回巻き
により巻付けられ、第３マイカ絶縁層３′ｃが形
成されている。

このようにして、コイル本体２から最外側まで
1.8mmの絶縁層３を有する巻線が形成される。

この巻線の製造に当つては、上記構成にしたが
つて、プリプレグマイカテープ、第１マイカ含有
絶縁片７ａ，７′ａ、第２マイカ含有絶縁片７
ｂ，７′ｂを配設しておき、第２図イに示すよう
に離型紙を介して鉄板を当てがい、さらにこの上
から熱収縮性ポリエステルテープを巻回し、80℃
〜120℃に加熱する。これにより、熱収縮性ポリ
エステルテープが収縮し、プリプレグマイカテー
プおよび各マイカ含有絶縁板が締付けられる。そ
してしばらく加熱しつづけると、プリプレグマイ
カテープの熱硬化性樹脂が硬化される。この際第
１マイカ含有絶縁片７ａ，７′ａおよび第２マイ
カ含有絶縁片７ｂ，７′ｂを、それぞれが当てが
われる面内におき、前者の外面が後者の左右側面
に一致するように配設しておくと、隅部は角隅に
形成される。この結果隅部は肉薄になることはな
く、寸法安定性も確保される。また、第１マイカ
絶縁層３′ａおよび第２マイカ絶縁層３′ｂがとも
に熱収縮ポリエステルテープにより締付けられる
と、第３図および第４図に示すように第１マイカ
含有絶縁片７ａ，７′ａの上下端部、第２マイカ
含有絶縁片７ｂ，７′ｂの左右端部の空隙にはエ
ポキシ系樹脂がしみ出てくるので、この空隙は埋
められることになり、各層内および層間にボイド
がないようになる。このようにして形成された巻
線は熱収縮ポリエステルテープ、鉄板および離型
紙を取除くことにより第３図に示す成形品として
完成される。この完成された巻線の絶縁層３の絶
縁破壊電圧を測定した結果は、35.9kv／mmであつ
た。この場合絶縁破壊個所は角隅以外のところで
あつた。これと比較するために、上記と同様のプ
リプレグマイカテープを半重ね７回巻きにより約
1.8mmの絶縁層を形成した絶縁コイルの絶縁破壊
電圧は28.5kv／mmであつた。この場合、絶縁破壊
個所は角隅部であつた。以上の結果から、本実施
例の場合、従来の絶縁層の角隅の弱点が除去さ
れ、しかもマイカ含有絶縁片をコイル本体２の周
囲の全面を覆うようにして用いたので絶縁破壊電
圧が向上した。

次に第５図にもとづいて第２図の実施例を説明
する。

第１マイカ含有絶縁片７ｃは第３図に示す第１
マイカ含有絶縁片７ａと同様な組成からなるが、
今度はチヤンネル状に形成されている。第１マイ
カ含有絶縁片７′ｃも同様に形成されている。そ
して、これらマイカ含有絶縁片７ｃ，７′ｃが、
第１マイカ絶縁層３′ａの上下に当てがわれ、さ
らにこれらのまわりに第２マイカ絶縁層３′ｂが
形成されている。この第２マイカ絶縁層３′ｂの
左右側面に上記第１マイカ含有絶縁片７ｃと同様
な組成の平板からなる第２マイカ含有絶縁片７
ｄ，７′ｄが当てがわれ、第３図と同様にこれら
の上にさらに第３マイカ絶縁３′ｃが形成されて
いる。

次に第６図にもとづいて第３の実施例を説明す
る。

マイカ含有絶縁片７ｅ，７′ｅ，７″ｅ，７ｅ
を第３図に示す第１マイカ含有絶縁片７ａと同様
の組成のものを直角に折曲した折曲片とする。そ
してこれらマイカ含有絶縁片７ｅ，７′ｅ，７″
ｅ，７ｅが第１マイカ絶縁層３′ａの隅部に当
てがわれ、さらにこれらのまわりに第２マイカ絶
縁層３′ｂが形成されている。

次に第７図にもとづいて第４の実施例を説明す
る。

第１マイカ含有絶縁片７ｆ，７′ｆおよび第２
マイカ含絶縁片７ｇ，７′ｇは上記第６図のマイ
カ含有絶縁片と同様に形成されているが、今度は
第１マイカ含有絶縁片７ｆ，７′ｆは第１マイカ
絶縁層３′ａの一方の対角線上の角隅に当てがわ
れ、第２マイカ含有絶縁片７ｇ，７′ｇは第２マ
イカ絶縁層３′ｂの他方の対角線上に当てがわ
れ、さらに第３マイカ絶縁層３′ｃが形成されて
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電機子巻線の断面図、第２図イはその
成形方法を示す図、第２図ロは成形後の電機子巻
線を示す図、第３図は本考案の一実施例の電機子
巻線の断面図、第４図はその一部拡大断面図、第
５図は第２の実施例の電機子巻線の断面図、第６
図は第３の実施例の電機子巻線の断面図、第７図
は第４の実施例の電機子巻線の断面図である。 図中、１は絶縁電線、２はコイル本体、３は絶
縁層、３′ａ，３′ｂ，３′ｃはマイカ絶縁層、４
は離型紙、５は鉄板、６は熱収縮性テープ、７′
ａ，７′ａ，７ｂ，７′ｂ，７ｃ，７′ｃ，７ｄ，
７′ｄ，７ｅ，７′ｅ，７″ｅ，７ｅ，７ｆ，
７′ｆ，７ｇ，７′ｇはマイカ含有絶縁片である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 導体のまわりに加圧成形した絶縁層を有しこの
   絶縁層に隅部の存する絶縁コイルにおいて、上記
   絶縁層の少くとも上記隅部にこの隅部を角隅に保
   持する耐絶破壊電圧性のマイカ含有絶縁片を設け
   ることを特徴とする絶縁コイル。