WO2022054381A1

WO2022054381A1 - 絶縁紙、回転電機用固定子および回転電機

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Publication number: WO2022054381A1
Application number: PCT/JP2021/024905
Authority: WO
Inventors: 孝仁村木; 公則澤畠; 慎司山崎
Original assignee: 日立Astemo株式会社
Priority date: 2020-09-14
Filing date: 2021-07-01
Publication date: 2022-03-17
Also published as: JP2022047683A

Abstract

従来よりもワニスと絶縁紙との接着力を高めた絶縁紙、回転電機用固定子および回転電機を提供する。　本発明の絶縁紙は、スロットを有する固定子鉄心（２１）と、スロットに設置されたコイル（６０）と、コイル（６０）をスロットに固定するワニス（５０１）と、を備えた回転電機における固定子鉄心（２１）とコイル（６０）との間に設けられる絶縁紙（３０１）であって、絶縁紙（３０１）は、基材（３０２）と、基材（３０２）の固定子鉄心（２１）と対向する側の表面に設けられ、ワニス（５０１）および基材（３０２）と相互作用する物質を含む接着力向上剤層（３０３）と、を有することを特徴とする。

Description

絶縁紙、回転電機用固定子および回転電機

　本発明は、絶縁紙、回転電機用固定子および回転電機に関する。

　従来、電気機器において絶縁紙が用いられている。例えば、回転電機においては、コイルの保護や絶縁性能を満たすため、コアとコイル間に絶縁紙が配置されている。より具体的には、回転電機は複数のスロットを有するコアと、該スロットに巻回されたコイルとを有している。スロットとコイルとの間には絶縁紙が設けられており、コア、コイルおよび絶縁紙は固着ワニス（エポキシ樹脂および不飽和ポリエステル樹脂等）によって固定されている。コアのスロットとコイルとの間に配置された絶縁紙は、コアとコイル間の絶縁を確保する役割や、コイルをスロットへ挿入する際に、コイル表面の絶縁被膜を保護する役割を果たす。

　上述した構成において、コアとコイルとの間に配置された絶縁紙が着実に固定されていないと、回転電機の運転時に電磁加振力や回転電機自身の振動により、コイルがコアなどと擦れることによってコイル表面の絶縁被膜が傷つき、絶縁性が低下してしまう。

　そこで、絶縁紙、コアおよびコイルを着実に固定するための種々の検討がなされている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。

特開２０１３－９４９９号公報特開２０１３－９４９３号公報

　上述した特許文献１および特許文献２では、絶縁紙（スロットライナ）の表面に凹凸構造を設けることで、ワニスとの接着力の向上を図っている。一方、本発明者は、要素試験や電気機器の固定子の振動試験、応力解析の結果より、絶縁紙の固定子端面近傍の絶縁紙‐ワニス界面が破壊部位であり、この部位の接着力向上が必要であることを見出した。

　本発明は、上記事情に鑑み、従来よりもワニスと絶縁紙との接着力を高めた絶縁紙、回転電機用固定子および回転電機を提供することを目的とする。

　上述した課題を解決するための本発明の一態様は、基材と、基材の表面に設けられ、ワニスおよび基材と相互作用する物質を含む接着力向上剤層と、を有することを特徴とする絶縁紙である。

　また、本発明は、上述した本発明の絶縁紙を備えた回転電機用固定子を提供する。

　また、本発明は、上述した本発明の回転電機用固定子を備えた回転電機を提供する。

　本発明のより具体的な構成は、特許請求の範囲に記載される。

　本発明によれば、従来よりもワニスと絶縁紙との接着力を高めた絶縁紙、回転電機用固定子および回転電機を提供することができる。

　上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の回転電機の一例の断面模式図本発明の回転電機用固定子の一例を示す斜視模式図本発明の絶縁紙を示す模式図コア、コイル、絶縁紙およびワニスを示す断面模式図

　本発明者らは、前述の課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、絶縁紙の特に応力が集中する部分に、ワニスおよび絶縁紙の基材と相互作用する物質を含む接着力向上剤層を設けることで、従来よりもワニスと絶縁紙との接着力を高められることを見出した。本発明は、該知見に基づくものである。

　以下、本発明について、回転電機、回転電機用固定子および絶縁紙の順に詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、あくまでも一例であり、これらの実施例に限定されるものではない。

　［回転電機］
　図１は本発明の回転電機の一例の断面模式図である。なお、以下の説明では、回転電機の一例として、ハイブリット自動車に用いられる電動機を用いる。以下の説明において、「軸方向」は、回転電機の回転軸に沿った方向を指すものとする。また、「周方向」は、回転電機の回転方向に沿った方向を指すものとする。「径方向」は、回転電機の回転軸を中心としたときの動径方向（半径方向）を指すものとする。「内周側」は径方向内側（内径側）を指し、「外周側」はその逆方向、すなわち径方向外側（外径側）を指すものとする。

　図１に示すように、回転電機１０は、大きく見ると、回転軸１３を中心に回転する回転子１１と、回転子１１の外周面に対向して配置された固定子２０と、回転子１１と固定子２０とを収容するハウジング５０を備える。

　回転子１１は、回転子鉄心１２と、回転軸１３とを備える。回転子鉄心１２は、珪素鋼板の薄板が積層されて作られている。回転軸１３は、回転子鉄心１２の中心に固定されている。回転軸１３は、液冷ジャケット１３０に取り付けられた軸受１４４，１４５により回転自在に保持されており、固定子２０内の所定の位置で、固定子２０に対向した位置で回転する。また、回転子１１には、永久磁石１８と、エンドリング（図示せず）が設けられている。

　固定子２０は、固定子鉄心２１と、固定子コイル６０（後述する図２に図示）とを備える。固定子鉄心２１も、回転子鉄心１２と同様に、珪素鋼板の薄板が積層されて作られている。固定子コイル６０は、固定子鉄心２１の内周部に多数個設けられているスロット１５に巻回されている。固定子コイル６０からの発熱は、固定子鉄心２１を介して、ハウジング５０に伝熱され、液冷ジャケット１３０内を流通する冷媒ＲＦにより、放熱される。

　固定子２０の軸方向の一端には、固定子コイルのコイルエンドである、溶接側コイルエンド６２が設けられている。溶接側コイルエンド６２は、溶接によって接合された接合部２００～２０３を有する。一方、固定子２０の軸方向の他端には、固定子コイル６０のコイルエンドである、反溶接側コイルエンド６１が設けられている。

　ハウジング５０の内周側には、固定子２０が固定されている。固定子２０の内周側には、回転子１１が回転可能に支持されている。ハウジング５０は、炭素鋼など鉄系材料の切削により、または、鋳鋼やアルミニウム合金の鋳造により、または、プレス加工によって円筒状に成形した、電動機の外被を構成している。ハウジング５０は、枠体或いはフレームとも称されている。

　ハウジング５０の外周側には、液冷ジャケット１３０が固定されている。液冷ジャケット１３０の内周壁とハウジング５０の外周壁とで、油などの液状の冷媒ＲＦの冷媒通路１５３が構成される。この冷媒通路１５３は、冷媒（油）貯蔵空間１５０から冷媒ＲＦを回転電機の外周を輸送する通路となり、液漏れしないように形成されている。液冷ジャケット１３０は、回転軸１３の軸受１４４，１４５を収納しており、軸受ブラケットとも称されている。

　直接液体冷却の場合、冷媒ＲＦは、冷媒通路１５３を通り、冷媒出口１５４，１５５から固定子２０へ向けて流出し、固定子２０を冷却する。

　回転電機の組立は、予め、固定子２０をハウジング５０の内側に挿入してハウジング５０の内周壁に取付けておき、その後、固定子２０内に回転子１１を挿入する。次に、回転軸１３に軸受１４４，１４５が嵌合するようにして液冷ジャケット１３０に組み付けることで組み立てられる。

　［回転電機用固定子］
　図２は本発明の回転電機用固定子の一例を示す斜視模式図である。図２を用いて、固定子２０の要部の構成について説明する。

　固定子２０は、円環状の固定子鉄心（固定子コア）２１と、固定子鉄心の内周部に多数個設けられているスロット１５と、スロット１５に巻回された固定子コイル６０とから構成されている。固定子コイル６０は、断面が略矩形形状の絶縁被膜を有する導体（本実施例では銅線）を使用している。断面略矩形形状のコイル導体を用いることで、スロット内の占積率を向上させ、回転電機の効率が向上する。

　固定子鉄心２１、スロット１５および固定子コイル６０は、ワニス（固着ワニス、図示せず）によって固定されている。すなわち、セグメント状の固定子コイルを絶縁紙３０１が配設されたスロット１５に挿入し、溶接することにより、固定子コイル６０となる。その後、スロット内にワニスを含浸し、加熱することにより、コイルが固着される。

　固定子鉄心２１には、固定子鉄心２１のスロット１５と固定子コイル６０との絶縁や、スロット１５内での固定子コイル６０の固定のために、円環状の絶縁紙３００および絶縁紙３０１が設けられる。絶縁紙３０１は、スロット１５の内部において、固定子コイル６０とスロット１５との間に配置される。絶縁紙３０１は、固定子コイルを包装するように、横断面がロ字形状、Ｂ字形状およびＳ字形状に成形されている。

　図３は本発明の絶縁紙を示す模式図であり、展開した状態を示す模式図である。図３において、絶縁紙３０１の中心部分３０４にコイル導体が設置され、短手方向の端部が中心に向かって折り曲げられてコイル導体を包装する。絶縁紙３０１は基材３０２と、基材３０２の表面に設けられた接着力向上剤層３０３を有する。

　図４はコア、コイル、絶縁紙およびワニスを示す断面模式図である。図４に示すように、絶縁紙３０１は、固定子鉄心２１と固定子コイル６０との間に配置され、固定子鉄心２１と絶縁紙３０１との間および固定子コイル６０と絶縁紙３０１との間にはワニス５０１で埋められている。接着力向上剤層３０３は、絶縁紙３０１の固定子鉄心２１と対向する側の表面で、かつ、回転軸方向の端部に設けられている。本発明では、絶縁紙３０１において特に応力が集中する部位に接着力向上剤層３０３を設けることで、従来よりもワニスと絶縁紙との接着力を高め、固定子コイル６０の損傷を防ぐことが出来、耐電圧特性が向上した絶縁紙を提供することができる。

　［絶縁紙］
　本発明の絶縁紙の構成について詳述する。絶縁紙３０１の基材３０２には、熱可塑性樹脂を用いる。熱可塑性樹脂としては、特に限定はなく、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンスルフィドやポリエーテルエーテルケトン、ポリイミドといった各種エンジニアプラスチックなどを用いることができる。

　ポリエステル樹脂は、ポリラクチド、ポリカプロン酸、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレートなどが挙げられる。ポリアミド樹脂は、ナイロン６やナイロン６６、ナイロン６Ｔおよびｍ－フェニレンジアミンとイソフタル酸からなるノーメックス（「ノーメックス」はイー・アイ・デユポン・デ・ニモアス・アンド・カンパニーの登録商標）などが挙げられる。上述した中でも、耐熱性や加工性の観点から、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル樹脂や芳香族ポリアミド樹脂であるアラミド樹脂が好ましい。

　これら熱可塑性樹脂は、単体で用いても、複数の樹脂を張り合わせて用いても良く、張り合わせ手法は、接着剤や熱溶着など既存の手法で良く、特に限定されるものではない。接着力向上剤層の保持および耐熱性の観点から、最外層はノーメックス（登録商標）などのアラミド樹脂が好ましい。

　上述した基材３０２の表面に、接着力向上剤層３０３が設けられる。接着力向上剤層３０３は、ワニスと基材の両方と相互作用する物質を含むことが好ましい。接着力向上剤層３０３がこのような構成を有することで、ワニスと接着力向上剤層３０３および基材３０２と接着力向上剤層３０３とが物理的・化学的に結合し、接着性を高めることができる。このような物質（接着力向上剤）としては、ケイ素化合物またはウレタン化合物が好ましい。

　ケイ素化合物としては、シランカップリング剤と称されるアルコキシシラン類が好ましく、アルキル基やビニル基、アクリル基、メタクリル基、エポキシ基、アミノ基、イソシアネート基などを有するアルコキシシラン化合物が挙げられる。

　また、ウレタン化合物の原料となるイソシアネート類では、アルキル基やビニル基、アクリル基、メタクリル基、エポキシ基を有するイソシアネート類が挙げられる。これら化合物のなかでは、接着力や耐熱性の観点から、ビニル基、アクリル基、メタクリル基およびエポキシ基を有するアルコキシシラン化合物が好ましい。また、これら化合物は１種類のみを用いてもよいし、適宜、２種類以上を混合して用いてもよい。上述した官能基の中で、ビニル基本およびエポキシ基はワニスや基材３０２と化学的に結合し、アルキル基は物理的に結合すると考えられる。接着力向上剤層３０３の組成は、ＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ－ｒａｙ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）やＩＲ（ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）によって分析することができる。

　上述した接着力向上剤は、適当な溶剤（メタノールおよびトルエン等）に希釈したのち、固定子鉄心端部に相当する部位に塗布され、必要に応じて加熱される。その結果、アルコキシシラン類は、脱アルコールの後、絶縁紙表面の水酸基やアミノ基、アミド基と反応しシラン化合物として絶縁紙表面に存在し、イソシアネートは、ウレタンあるいは尿素誘導体として、絶縁紙表面に存在し、接着力の向上に寄与する。

　基材３０２に設ける接着力向上剤層３０３の割合は、特に限定はされないが、効果を有意に発現させるためには、全表面積の１％以上あることが望ましい。

　ワニス（固着ワニス）は、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂またはエポキシ樹脂であれば、特に限定されるものではない。

　不飽和ポリエステル樹脂は、特に限定されるのもではなく、二塩基酸と多価アルコールから得られる縮合物をラジカル重合性単量体に溶解して得られる。不飽和ポリエステル樹脂の原料として用いられる二塩基酸としては、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸等のα，β－不飽和二塩基酸や、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、コハク酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、１，１０－デカンジカルボン酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸、２，７－ナフタレンジカルボン酸、２，３－ナフタレンジカルボン酸、２，３－ナフタレンジカルボン酸無水物、４，４´－ビフェニルジカルボン酸、およびこれらのジアルキルエステル等の飽和二塩基酸等を用いることができる。しかし、特にこれらの化合物に限定されるものではない。これらの二塩基酸等は、１種類のみを用いてもよいし、適宜、２種類以上を混合して用いてもよい。

　不飽和ポリエステル樹脂の原料として用いられる多価アルコール類としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、２－メチル－１，３－プロパンジオール、１，３－ブタンジオール、ビスフェノールＡとプロピレンオキシドまたはエチレンオキシドとの付加物、グリセリン、トリメチロールプロパン、１，３－プロパンジオール、１，２－シクロヘキサングリコール、１，３－シクロヘキサングリコール、１，４－シクロヘキサングリコール、パラキシレングリコール、ビシクロヘキシル－４，４´－ジオール、２，６－デカリングリコール、トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレート等を用いることができる。しかし、特にこれらの化合物に限定されるものではない。また、エタノールアミン等のアミノアルコール類を用いてもよい。これら多価アルコール類は、１種類のみを用いてもよいし、適宜、２種類以上を混合してもよい。また必要により、ジシクロペンタジエン系化合物を樹脂骨格中に組み入れてもよい。

　ビニルエステル樹脂の原料として用いられるエポキシ化合物としては、分子中に少なくとも２個のエポキシ基を有する化合物が用いられる。このようなエポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等のビスフェノール類とエピハロヒドリンとの縮合反応により得られるエピビスタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂や、フェノール、クレゾール、ビスフェノール等のフェノール類とホルマリンとの縮合物であるノボラックとエピハロヒドリンとの縮合反応により得られるノボラックタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂や、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸とエピハロヒドリンとの縮合反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂、４，４´－ビフェノール、２，６－ナフタレンジオール、水添ビスフェノールやグリコール類とエピハロヒドリンとの縮合反応により得られるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂や、ヒダントインやシアヌール酸とエピハロヒドリンとの縮合反応により得られる含アミングリシジルエーテル型エポキシ樹脂等を用いることができる。しかし、特にこれらの化合物に限定されるものではない。これらエポキシ化合物は、１種類のみを用いてもよく、適宜２種類以上を混合して用いてもよい。

　ビニルエステル樹脂の原料として用いられる不飽和一塩基酸としては、例えば、アクリル酸、メタアクリル酸、クロトン酸等を用いることができる。また、マレイン酸、イタコン酸等のハーフエステル等を用いてもよい。しかし、特にこれらに限定されるものではない。これら不飽和一塩基酸は、１種類のみを用いてもよく、適宜２種類以上を混合して用いてもよい。

　上述した樹脂組成物には、必要に応じて、その他任意成分を添加してもよい。任意成分としては、例えば、ラジカル重合性単量体や重合開始剤、硬化促進剤、重合禁止剤、接着力向上剤等が挙げられる

　ラジカル重合性単量体は、スチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、α－メチルスチレン、ビニルピロリドン、アクリルアミド、アクリロニトリル、アリルアルコール、アリルフェニルエーテル、（メタ）アクリル酸エステル、酢酸ビニル、ビニルピロリドン、（メタ）アクリルアミド、マレイン酸ジエステル、フマル酸ジエステル等が挙げられる。しかし、特にこれらの化合物に限定されるものではない。好ましくはスチレン、ビニルトルエン、（メタ）アクリル酸エステル（例えば、メタクリレート、アクリレート）を用いる。（メタ）アクリル酸エステルとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、メトキシ化シクロトリエン（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、アルキルオキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシ－３－フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、カプロラクトン変成テトラフルフリル（メタ）アクリレート、エトキシカルボニルメチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシルカルビトールアクリレート、１，４－ブタンジオール（メタ）アクリレート、アクリルニトリルブタジエンメタクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレートや、２－メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、２－メタクリロイルオキシエトキシエチルイソシアネートなどのイソシナト基を有する（メタ）アクリレート、２－（０－［１´メチルプロピリデンアミノ］カルボキシアミノ）エチルメタクリレート、２－（１´［２，４ジメチルピラゾニル］カルボキシアミノ）エチルメタクリレートなどの熱潜在性を有するイソシアネート誘導基を有する（メタ）アクリレート等が挙げられる。これら化合物は、１種類のみを用いてもよく、適宜２種類以上を混合して用いてもよい。好ましくは、光重合開始剤の分解を阻害せず、反応性が高い、（メタ）アクリレート類が好ましい。

　重合開始剤は、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酸化安息香酸ｔ－ブチル、過酸化安息香酸ｔ－アミル、ｔ－アミルパーオキシネオデカノエート、ｔ－ブチルパーオキシネオデカノエート、ｔ－アミルパーオキシイソブチレート、ジ（ｔ－ブチル）パーオキシド、ジクミルパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、１，１－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，２－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ブタン、ｔ－ブチルハイドロパーオキシド、ジ（ｓ－ブチル）パーオキシカーボネート、メチルエチルケトンパーオキシド等を用いることができる。これらの化合物は、１種類のみを用いてもよく、適宜２種類以上を混合して用いてもよい。これらの化合物の中でも、硬化温度の観点から、１，１－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）シクロヘキサン等の、１時間半減温度が１００℃から１５０℃の範囲の化合物が望ましい。

　硬化促進剤としては、ナフテン酸又はオクチル酸の金属塩（コバルト、亜鉛、ジルコニウム、マンガン、カルシウム等の金属塩）が挙げられる。これらは１種類のみを用いてもよく、適宜２種類以上を混合してもよい。

　重合禁止剤としては、ハイドロキノン、パラターシャリーブチルカテコール、ピロガロール等のキノン類が挙げられる。これらは１種類のみを用いてもよく、適宜２種類以上を混合してもよい。

　接着力向上剤としては、ｐ－スチリルトリメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。これらは１種類のみを用いてもよく、適宜２種類以上を混合してもよい。

　エポキシ樹脂は、特に限定されるものではなく、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ダイマー酸変性ビスフェノールＡ型などのビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型などのノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらエポキシ樹脂は、１種類のみを用いてもよいし、適宜、２種類以上を混合して用いてもよい。また、エポキシ樹脂の硬化剤としては、酸無水物やフェノール、フェノールノボラック、ジシアンジアミドなどが挙げられる。

　（実施例１～４および比較例１の絶縁紙の作製）
　実施例１～４および比較例１の絶縁紙を作製し、不飽和ポリエステルワニスとの接着力を評価した。実施例１の絶縁紙は、基材をＮＰＮ－２２２（日東シンコー株式会社製）とし、この表面に、メタノールで０．１質量％に希釈したメタクリル基を有するシランカップリング剤ＫＢＭ－５０３（信越シリコーン製）を０．１ｇ塗布したのち、５０℃にて加熱乾燥して作製した。

実施例２の絶縁紙は、基材をＮＰＮ－２２２（日東シンコー株式会社製）とし、この表面に、メタノールで０．１質量％に希釈したメタクリル基を有するシランカップリング剤ＫＢＭ－１００３（信越シリコーン製）を０．１ｇ塗布したのち、５０℃にて加熱乾燥して作製した。

　実施例３の絶縁紙は、基材をＮＰＮ－２２２（日東シンコー株式会社製）とし、この表面に、トルエンで０．１質量％に希釈したイソシアネート基含有メタクリレート：カレンズＭＯＩ（「カレンズＭＯＩ」は、昭和電工株式会社の登録商標）を０．１ｇ塗布したのち、７０℃にて加熱乾燥して作製した。

　実施例４の絶縁紙は、基材をＮＰＮ－２２２（日東シンコー株式会社製）とし、この表面に、メタノールで０．１質量％に希釈したデシルトリメトキシシラン（東京化成工業株式会社製）を０．１ｇ塗布したのち、５０℃にて加熱乾燥して作製した。

　比較例１の絶縁紙は、絶縁紙の基材をＮＰＮ－２２２（日東シンコー株式会社製）とし、この表面に接着力向上剤層を設けない構成とした。

　実施例１～４および比較例１の絶縁紙の構成を、後述する表１に記載する。

　（実施例１～４および比較例１の絶縁紙の評価）
　作製した絶縁紙の効果を確認するため、固着ワニスを用いたせん断接着力を評価した。上述した絶縁紙を幅２０ｍｍ、長さ１００ｍｍに切断した。接着力向上剤層を塗布した部分を含むように端部から３０ｍｍの部位に、固着ワニスを塗布し、塗布部が重なるように、それぞれを張り合わせた。実施例１～３および比較例１の固着ワニスは、不飽和ポリエステルワニス（ＷＰ－２００８（日立化成株式会社製）１００質量部と、過酸化物であるＣＴ－５０（日立化成株式会社製）１．５質量部を混合したもの）を１３０℃で１時間乾燥して作製した。得られたサンプルは、島津製作所製オートグラフＡＧＸを用い、２５℃にて、スパン間距離１００ｍｍ、引張速度５０ｍｍ／分にて引張試験を行い、その破断時接着力を評価した。実施例１～３および比較例１の接着力を後述する表１に併記する。

　表１の実施例１～４および比較例１の結果から、接着力向上剤層を有する実施例１～４の絶縁紙は、接着力向上剤層を有しない比較例１の絶縁紙よりも接着力が向上していることがわかる。

　（実施例５～６および比較例２の絶縁紙の作製）
　実施例５～６および比較例２の絶縁紙を作製し、エポキシワニスとの接着力を評価した。実施例５の絶縁紙は、基材をＮＰＮ－２２２（日東シンコー株式会社製）とし、この表面に、メタノールで０．１質量％に希釈したエポキシ基を有するシランカップリング剤ＫＢＭ－４０３（信越シリコーン製）を０．１ｇ塗布したのち、５０℃にて加熱乾燥して作製した。

　実施例６の絶縁紙は、基材をＮＰＮ－２２２（日東シンコー株式会社製）とし、この表面に、トルエンで０．１質量％に希釈したドデシルイソシアネート（東京化成工業株式会社製）を０．１ｇ塗布したのち、５０℃にて加熱乾燥して作製した。

　比較例２の絶縁紙は、絶縁紙の基材をＮＰＮ－２２２（日東シンコー株式会社製）とし、この表面に接着力向上剤層を設けない構成とした。実施例５～６および比較例２の絶縁紙の構成を、後述する表２に記載する。

　（実施例５～６および比較例２の絶縁紙の評価）
　固着ワニスとして、エポキシワニス（ｊＥＲ－８２８（三菱ケミカル株式会社製）１００質量部に対し、酸無水物ＨＮ－２２００（日立化成株式会社製）９０質量部、硬化促進剤キュアゾール２Ｅ４ＭＺ（四国化成工業株式会社製）０．３質量部を混合したものを用いて、実施例１～４および比較例１と同様に試験用サンプルを作製し、接着力を評価した。実施例５～６および比較例２の接着力を後述する表２に併記する。

　表２の実施例５～６および比較例２の結果から、接着力向上剤層を有する実施例５～６の絶縁紙は、接着力向上剤層を有しない比較例２の絶縁紙よりも接着力が向上していることがわかる。

　表１および表２の結果から、接着力向上剤層がエポキシ基を含み、ワニスがエポキシワニスである実施例５の接着力が最も高かった。これは、接着力向上剤層とワニスがともにエポキシ基を有していることから、両者の親和性が特に高くなり、接着力が高くなったものと考えられる。

　ウレタン化合物を含む接着力向上剤層を有する実施例３および実施例６は、ワニスがエポキシワニスでも不飽和ポリエステルワニスでも、高い接着力を示した。

　また、接着力の評価とは別に、実施例１～６および比較例１～２の絶縁紙とワニスとの濡れ性を評価したところ、実施例１～６は比較例１～２に比べて濡れ性が向上していることが分かった。これは、接着力向上剤層が、ワニスとの結合を向上しているためと考えられる。

　以上、説明した通り、本発明によれば、従来よりもワニスと絶縁紙との接着力を高めた絶縁紙、回転電機用固定子および回転電機を提供できることが示された。

　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

　上記説明では、永久磁石式の回転電機において説明を行ったが、本発明の特徴は固定子のコイル絶縁に関するものであるため、回転子は永久磁石式でなく、インダクション式や、シンクロナスリラクタンス、爪磁極式等にも適用可能である。また、巻線方式においては波巻方式であるが、同様の特徴を持つ巻線方式であれば、適用可能である。また、内転型で説明を行っているが、外転型でも同様に適用可能である。

　１０…回転電機、１１…回転子、１２…回転子鉄心、１３…回転軸、１５…スロット、１８…永久磁石、２０…固定子、２１…固定子鉄心、５０…ハウジング、６０…固定子コイル、６１…反溶接側コイルエンド、６２…溶接側コイルエンド、１３０…液冷ジャケット、１４４…軸受、１４５…軸受、１５０…冷媒（油）貯蔵空間、１５３…冷媒通路、１５４…冷媒出口、１５５…冷媒出口、３００…環状絶縁紙、３０１…絶縁紙、３０２…基材、３０３…接着力向上剤層、５０１…固着ワニス、ＲＦ…冷媒。

Claims

　基材と、前記基材の表面に設けられ、ワニスおよび前記基材と相互作用する物質を含む接着力向上剤層と、を有することを特徴とする絶縁紙。
　前記接着力向上剤層は、前記ワニスおよび前記絶縁紙と相互作用する物質としてケイ素化合物またはウレタン化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の絶縁紙。
　前記接着力向上剤層は、前記絶縁紙の端部を含む領域に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁紙。
　前記接着力向上剤層は、アルキル基、ビニル基、アクリル基、メタクリル基、エポキシ基、アミノ基およびイソシアネート基のうちの少なくとも１つを有するケイ素化合物を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の絶縁紙。
　前記接着力向上剤層は、アルキル基、ビニル基、アクリル基、メタクリル基、エポキシ基およびイソシアネート基のうちの少なくとも１つを有するウレタン化合物を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の絶縁紙。
　前記ワニスは不飽和ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項４に記載の絶縁紙。
　前記ワニスは不飽和ポリエステル樹脂またはエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項６に記載の絶縁紙。
　前記接着力向上剤層は、前記基材の表面積の１％以上の範囲に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の絶縁紙。
　スロットを有する固定子コアと、
前記スロットに絶縁紙を介して設けられ、エナメルで被覆される固定子コイルと、を備えた回転軸を有する回転電機の固定子であって、
　前記固定子コイル及び前記絶縁紙は、ワニスで固着され、
　前記絶縁紙は、ケイ素化合物またはウレタン化合物を含む接着力向上剤層を備える回転電機の固定子。
　前記接着力向上剤層は、前記絶縁紙の前記回転電機の回転軸方向端部に設けられることを特徴とする請求項９に記載の回転電機の固定子。
　請求項９または１０に記載の回転電機の固定子と、前記固定子と所定の隙間を介して対向する回転子と、を備える回転電機。