JP2000197296A - 電機機器コイルの絶縁構造及びその製造方法 - Google Patents
電機機器コイルの絶縁構造及びその製造方法Info
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- JP2000197296A JP2000197296A JP10373658A JP37365898A JP2000197296A JP 2000197296 A JP2000197296 A JP 2000197296A JP 10373658 A JP10373658 A JP 10373658A JP 37365898 A JP37365898 A JP 37365898A JP 2000197296 A JP2000197296 A JP 2000197296A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高温、高圧、高湿、放射線、化学薬品雰囲気等
の特殊環境下でもキャン等でコイルを含む絶縁物を覆う
ことことなく使用できる電機機器のコイルの絶縁構造及
びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 鉄心に挿入されたコイルを電気的に絶縁
する素線絶縁部２、層間絶縁部３、耐地絶縁部４、相間
絶縁部５、スロット絶縁部６からなる絶縁部を有する電
機機器コイルの絶縁構造であって、素線絶縁部２、層間
絶縁部３、耐地絶縁部４、相間絶縁部５、スロット絶縁
部６を構成する材料に熱可塑性絶縁材を用い、該熱可塑
組性絶縁材を溶融一体化した。この熱可塑性絶縁材は、
ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリテトラフ
ロロアルコキシレジン（ＰＦＡ）、フロリネイティドエ
チレンプロピレンコーポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテ
トラフロロエチレンコーポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリク
ロロトリフロロエチレンコーポリマー（ＣＴＦＥ）の単
体材料又はその組み合わせ材料である。
の特殊環境下でもキャン等でコイルを含む絶縁物を覆う
ことことなく使用できる電機機器のコイルの絶縁構造及
びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 鉄心に挿入されたコイルを電気的に絶縁
する素線絶縁部２、層間絶縁部３、耐地絶縁部４、相間
絶縁部５、スロット絶縁部６からなる絶縁部を有する電
機機器コイルの絶縁構造であって、素線絶縁部２、層間
絶縁部３、耐地絶縁部４、相間絶縁部５、スロット絶縁
部６を構成する材料に熱可塑性絶縁材を用い、該熱可塑
組性絶縁材を溶融一体化した。この熱可塑性絶縁材は、
ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリテトラフ
ロロアルコキシレジン（ＰＦＡ）、フロリネイティドエ
チレンプロピレンコーポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテ
トラフロロエチレンコーポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリク
ロロトリフロロエチレンコーポリマー（ＣＴＦＥ）の単
体材料又はその組み合わせ材料である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温や高圧力の環
境下、又は高湿度、放射線、化学薬品等の充満する特殊
な雰囲気下、即ち通常の大気雰囲気とは異なる特殊環境
下で使用される電機機器のコイルの絶縁構造及びその製
造方法、特にこのような特殊環境下で使用される電動機
のコイルの絶縁構造として好適な絶縁構造及びその製造
方法に関するものである。
境下、又は高湿度、放射線、化学薬品等の充満する特殊
な雰囲気下、即ち通常の大気雰囲気とは異なる特殊環境
下で使用される電機機器のコイルの絶縁構造及びその製
造方法、特にこのような特殊環境下で使用される電動機
のコイルの絶縁構造として好適な絶縁構造及びその製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、上記のような特殊環境下において
使用される代表的な電機機器には、キャンドモータがあ
る。通常モータコイルに使用される絶縁材料はエポキシ
樹脂等の有機材料で、この種の有機材料を上記のような
特殊環境下で使用すると短時間に材料の著しい劣化が促
進し、長期間安定して使用することはできない。そのた
めキャン材でコイルを含む絶縁物を覆い、絶縁物が上記
特殊環境に直接接することが無いように構成したモータ
をキャンドモータと称している。
使用される代表的な電機機器には、キャンドモータがあ
る。通常モータコイルに使用される絶縁材料はエポキシ
樹脂等の有機材料で、この種の有機材料を上記のような
特殊環境下で使用すると短時間に材料の著しい劣化が促
進し、長期間安定して使用することはできない。そのた
めキャン材でコイルを含む絶縁物を覆い、絶縁物が上記
特殊環境に直接接することが無いように構成したモータ
をキャンドモータと称している。
【０００３】一般にキャンドモータの固定子の製造は、
先ず固定子コイルを巻回した固定子鉄心をフレームに相
当する円筒に挿入し固定する。次いで、円筒両端に側板
を嵌合させ該側板の外周部と円筒両端を溶接する。更
に、固定子鉄心の内径に相当する円筒キャン材を該固定
子鉄心の内径に挿入し、円筒キャン材の内側から固定子
鉄心方向に圧力をかけ、所謂拡管技術により円筒キャン
材を固定子鉄心に嵌合させ、その後円筒キャン材の両端
部を円筒両端に溶接固定した側板の内周部に溶接する。
先ず固定子コイルを巻回した固定子鉄心をフレームに相
当する円筒に挿入し固定する。次いで、円筒両端に側板
を嵌合させ該側板の外周部と円筒両端を溶接する。更
に、固定子鉄心の内径に相当する円筒キャン材を該固定
子鉄心の内径に挿入し、円筒キャン材の内側から固定子
鉄心方向に圧力をかけ、所謂拡管技術により円筒キャン
材を固定子鉄心に嵌合させ、その後円筒キャン材の両端
部を円筒両端に溶接固定した側板の内周部に溶接する。
【０００４】以上の工程で、固定子鉄心及び該固定子鉄
心に巻回された固定子コイルはその外周をフレーム、両
端を側板、内周をキャン材で覆われて外部とは完全に遮
断され、外部雰囲気の影響による絶縁劣化は皆無となる
キャンドモータの固定子ができる。
心に巻回された固定子コイルはその外周をフレーム、両
端を側板、内周をキャン材で覆われて外部とは完全に遮
断され、外部雰囲気の影響による絶縁劣化は皆無となる
キャンドモータの固定子ができる。
【０００５】ここで、通常の汎用モータとキャンドモー
タの大きな差異は、キャンドモータはキャンを有するこ
とで固定子鉄心と回転子鉄心の間のギャップが増え、モ
ータの電気特性が低下すること。また、キャンドモータ
は固定子コイルの周囲をフレーム、側板及びキャンで覆
われているため、コイルで発生する熱の放熱が低下する
ことである。
タの大きな差異は、キャンドモータはキャンを有するこ
とで固定子鉄心と回転子鉄心の間のギャップが増え、モ
ータの電気特性が低下すること。また、キャンドモータ
は固定子コイルの周囲をフレーム、側板及びキャンで覆
われているため、コイルで発生する熱の放熱が低下する
ことである。
【０００６】即ち、ギャップの磁気抵抗は鉄心のそれと
比較して極端に大きいため、該ギャップを大きくすると
いうことは、磁気抵抗増加によるロスを補うために電気
装荷を増やすことが必要になり、そのためモータサイズ
が大きくなるという問題がある。
比較して極端に大きいため、該ギャップを大きくすると
いうことは、磁気抵抗増加によるロスを補うために電気
装荷を増やすことが必要になり、そのためモータサイズ
が大きくなるという問題がある。
【０００７】また、キャンドモータは、コイルを含む絶
縁物がフレーム、側板、キャン材で覆われており、コイ
ルで発生する熱はコイルを納めた鉄心、鉄心を固定する
フレームを介して該フレーム表面に放出するのみである
から、冷却効率は著しく劣る。この対策として、コイル
で発生する熱を効率よくフレームに伝達するため、熱伝
導率の優れた樹脂材を空隙部に充填することがなされて
いる。特に大型機、大容量機にはこの種の技術が必要と
なる。
縁物がフレーム、側板、キャン材で覆われており、コイ
ルで発生する熱はコイルを納めた鉄心、鉄心を固定する
フレームを介して該フレーム表面に放出するのみである
から、冷却効率は著しく劣る。この対策として、コイル
で発生する熱を効率よくフレームに伝達するため、熱伝
導率の優れた樹脂材を空隙部に充填することがなされて
いる。特に大型機、大容量機にはこの種の技術が必要と
なる。
【０００８】上記樹脂の充填方法はフレームを立て、上
部に位置する側板に２個の孔を開けて、該２個の孔にそ
れぞれパイプを接続し、一方のパイプを通して樹脂を充
填することが一般的である。具体的には、一方のパイプ
にバルブを介して真空ポンプを接続し、もう一方のパイ
プにはバルブを介して樹脂を満たした漏斗を接続する。
次いで、真空ポンプを稼働し、バルブを開けてフレー
ム、側板及びキャンで囲まれた空間を真空雰囲気として
これを維持する。この状態でもう一方のバルブを開き、
漏斗に充満した樹脂を該フレーム、側板及びキャンで囲
まれた空間に導入することで該空間に樹脂を充填する。
部に位置する側板に２個の孔を開けて、該２個の孔にそ
れぞれパイプを接続し、一方のパイプを通して樹脂を充
填することが一般的である。具体的には、一方のパイプ
にバルブを介して真空ポンプを接続し、もう一方のパイ
プにはバルブを介して樹脂を満たした漏斗を接続する。
次いで、真空ポンプを稼働し、バルブを開けてフレー
ム、側板及びキャンで囲まれた空間を真空雰囲気として
これを維持する。この状態でもう一方のバルブを開き、
漏斗に充満した樹脂を該フレーム、側板及びキャンで囲
まれた空間に導入することで該空間に樹脂を充填する。
【０００９】しかし、ここで用いる樹脂とはエポキシ樹
脂等の熱硬化型合成樹脂で、この種の樹脂は液状から加
熱によるゲル状を経て完全硬化にいたる。この場合、ゲ
ルに至る過程で、また硬化に至る過程で反応熱を発生し
局部的な温度上昇と、その結果として体積膨張を起こ
し、キャン内部で膨張しようとする応力が発生する。更
に、完全硬化後の冷却の過程で収縮しようとするいわゆ
る硬化収縮による応力がキャン材に直接作用する。
脂等の熱硬化型合成樹脂で、この種の樹脂は液状から加
熱によるゲル状を経て完全硬化にいたる。この場合、ゲ
ルに至る過程で、また硬化に至る過程で反応熱を発生し
局部的な温度上昇と、その結果として体積膨張を起こ
し、キャン内部で膨張しようとする応力が発生する。更
に、完全硬化後の冷却の過程で収縮しようとするいわゆ
る硬化収縮による応力がキャン材に直接作用する。
【００１０】例えば、外径５０ｍｍのパイプ中に外径１
０ｍｍ、膨張係数９×１０-6ｍｍ／ｍｍ℃のガラス丸棒
を配し、この空隙にヤング率３４．０００ｋｇ／ｃ
ｍ2、収縮率１．１％、ポアソン比０．４９の充填樹脂
を充填し、１３０℃で硬化後、２０℃迄冷却したと仮定
して収縮応力を計算するとガラス丸棒に実に２１６ｋｇ
／ｃｍ2もの応力が加わることになる。
０ｍｍ、膨張係数９×１０-6ｍｍ／ｍｍ℃のガラス丸棒
を配し、この空隙にヤング率３４．０００ｋｇ／ｃ
ｍ2、収縮率１．１％、ポアソン比０．４９の充填樹脂
を充填し、１３０℃で硬化後、２０℃迄冷却したと仮定
して収縮応力を計算するとガラス丸棒に実に２１６ｋｇ
／ｃｍ2もの応力が加わることになる。
【００１１】ここでキャン材はキャンドモータの回転子
と固定子の間に介在するもので、モータの特性としてギ
ャップは極力小さいことが望まれており、キャン材その
ものには、例えば０．１ｍｍから０．３ｍｍ程度の薄板
が用いられる。一方、この種のキャン材を使用すれば
１．５ｋｇ・ｆ／ｃｍ2程度の応力で変形することも計
算により確認されている。
と固定子の間に介在するもので、モータの特性としてギ
ャップは極力小さいことが望まれており、キャン材その
ものには、例えば０．１ｍｍから０．３ｍｍ程度の薄板
が用いられる。一方、この種のキャン材を使用すれば
１．５ｋｇ・ｆ／ｃｍ2程度の応力で変形することも計
算により確認されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにキャン材
は磁気的には薄いものが望まれるものの物理的には厚い
ものが望まれる。その結果、固定子と回転子の間のギャ
ップが大きくなって磁気抵抗が増え、これを補うためモ
ータ自体が大きくなるという欠点がある。
は磁気的には薄いものが望まれるものの物理的には厚い
ものが望まれる。その結果、固定子と回転子の間のギャ
ップが大きくなって磁気抵抗が増え、これを補うためモ
ータ自体が大きくなるという欠点がある。
【００１３】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、上記特殊環境下でもキャン等でコイルを含む絶縁物
を覆うことなく使用できる電機機器コイルの絶縁構造及
びその製造方法を提供することを目的とする。
で、上記特殊環境下でもキャン等でコイルを含む絶縁物
を覆うことなく使用できる電機機器コイルの絶縁構造及
びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、鉄心に挿入されたコイルを電
気的に絶縁するため絶縁部を有する電機機器コイルの絶
縁構造であって、絶縁部を構成する材料に熱可塑性絶縁
材を用い、該熱可塑性絶縁材を溶融一体化したことを特
徴とする。
請求項１に記載の発明は、鉄心に挿入されたコイルを電
気的に絶縁するため絶縁部を有する電機機器コイルの絶
縁構造であって、絶縁部を構成する材料に熱可塑性絶縁
材を用い、該熱可塑性絶縁材を溶融一体化したことを特
徴とする。
【００１５】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の電機機器コイルの絶縁構造であって、熱可塑性
絶縁材は、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポ
リテトラフロロアルコキシレジン（ＰＦＡ）、フロリネ
イティドエチレンプロピレンコーポリマー（ＦＥＰ）、
エチレンテトラフロロエチレンコーポリマー（ＥＴＦ
Ｅ）、ポリクロロトリフロロエチレンコーポリマー（Ｃ
ＴＦＥ）の単体材料又はその組み合わせ材料であること
を特徴とする。
に記載の電機機器コイルの絶縁構造であって、熱可塑性
絶縁材は、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポ
リテトラフロロアルコキシレジン（ＰＦＡ）、フロリネ
イティドエチレンプロピレンコーポリマー（ＦＥＰ）、
エチレンテトラフロロエチレンコーポリマー（ＥＴＦ
Ｅ）、ポリクロロトリフロロエチレンコーポリマー（Ｃ
ＴＦＥ）の単体材料又はその組み合わせ材料であること
を特徴とする。
【００１６】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の電機機器コイルの絶縁構造であって、組み合わ
せ材料は融点の異なる材料の組み合わせであり、該組み
合わせ材料の融点の低い材料を溶融させ、融点の高い材
料を溶融させないことを特徴とする。
に記載の電機機器コイルの絶縁構造であって、組み合わ
せ材料は融点の異なる材料の組み合わせであり、該組み
合わせ材料の融点の低い材料を溶融させ、融点の高い材
料を溶融させないことを特徴とする。
【００１７】また、請求項４に記載の発明は、鉄心に挿
入したコイルを電気的に絶縁するための絶縁部を有する
電機機器コイルの絶縁構造製造方法であって、絶縁部を
構成する材料に熱可塑性絶縁材を用いて電機機器コイル
を製作する工程、電機機器コイルを電機機器の鉄心に挿
入する工程、鉄心に挿入された電機機器コイルを該鉄心
と共に熱を加え熱可塑性絶縁材を溶融一体化する工程か
らなることを特徴とする。
入したコイルを電気的に絶縁するための絶縁部を有する
電機機器コイルの絶縁構造製造方法であって、絶縁部を
構成する材料に熱可塑性絶縁材を用いて電機機器コイル
を製作する工程、電機機器コイルを電機機器の鉄心に挿
入する工程、鉄心に挿入された電機機器コイルを該鉄心
と共に熱を加え熱可塑性絶縁材を溶融一体化する工程か
らなることを特徴とする。
【００１８】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載の電機機器コイルの絶縁構造製造方法であって、
熱可塑性絶縁材は融点の異なる熱可塑性絶縁材の組み合
わせからなり、融点の低い材料の溶融温度で該融点の低
い材料を溶融させると共に、融点の高い材料は溶融させ
ない工程を有することを特徴とする。
に記載の電機機器コイルの絶縁構造製造方法であって、
熱可塑性絶縁材は融点の異なる熱可塑性絶縁材の組み合
わせからなり、融点の低い材料の溶融温度で該融点の低
い材料を溶融させると共に、融点の高い材料は溶融させ
ない工程を有することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を説
明する。 〔実施形態例１〕図１及び図２は本発明の電機機器コイ
ルの絶縁構造を具備する高圧モータの型巻きコイルの構
造例を示す断面図である。図１及び図２において、８は
固定子鉄心９に設けた鉄心スロットであり、該鉄心スロ
ット８内にはコイルを電気的に絶縁するための絶縁部が
設けられている。該絶縁部はコイルを構成する導体１の
外周を覆う素線絶縁部２、該素線絶縁部２と素線絶縁部
２の間に位置する層間絶縁部３、該素線絶縁部２と層間
絶縁部３の外周を覆う耐地絶縁部４、耐地絶縁部４と耐
地絶縁部４の間に位置する相間絶縁部５、耐地絶縁部４
の外周と鉄心スロット８の内周に位置するスロット絶縁
部６からなる。
明する。 〔実施形態例１〕図１及び図２は本発明の電機機器コイ
ルの絶縁構造を具備する高圧モータの型巻きコイルの構
造例を示す断面図である。図１及び図２において、８は
固定子鉄心９に設けた鉄心スロットであり、該鉄心スロ
ット８内にはコイルを電気的に絶縁するための絶縁部が
設けられている。該絶縁部はコイルを構成する導体１の
外周を覆う素線絶縁部２、該素線絶縁部２と素線絶縁部
２の間に位置する層間絶縁部３、該素線絶縁部２と層間
絶縁部３の外周を覆う耐地絶縁部４、耐地絶縁部４と耐
地絶縁部４の間に位置する相間絶縁部５、耐地絶縁部４
の外周と鉄心スロット８の内周に位置するスロット絶縁
部６からなる。
【００２０】上記素線絶縁部２、層間絶縁部３、耐地絶
縁部４、相間絶縁部５及びスロット絶縁部６を構成する
材料に熱可塑性絶縁材を用い、熱可塑性絶縁材を溶融一
体化して絶縁部を構成している。熱可塑性絶縁材として
は、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリテト
ラフロロアルコキシレジン（ＰＦＡ）、フロリネイティ
ドエチレンプロピレンコーポリマー（ＦＥＰ）、エチレ
ンテトラフロロエチレンコーポリマー（ＥＴＦＥ）、ポ
リクロロトリフロロエチレンコーポリマー（ＣＴＦＥ）
の単体材料又はその組み合わせ材料を用いる。以下、素
線絶縁部２、層間絶縁部３、耐地絶縁部４、相間絶縁部
５及びスロット絶縁部６からなる絶縁構造の製造例を説
明する。
縁部４、相間絶縁部５及びスロット絶縁部６を構成する
材料に熱可塑性絶縁材を用い、熱可塑性絶縁材を溶融一
体化して絶縁部を構成している。熱可塑性絶縁材として
は、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリテト
ラフロロアルコキシレジン（ＰＦＡ）、フロリネイティ
ドエチレンプロピレンコーポリマー（ＦＥＰ）、エチレ
ンテトラフロロエチレンコーポリマー（ＥＴＦＥ）、ポ
リクロロトリフロロエチレンコーポリマー（ＣＴＦＥ）
の単体材料又はその組み合わせ材料を用いる。以下、素
線絶縁部２、層間絶縁部３、耐地絶縁部４、相間絶縁部
５及びスロット絶縁部６からなる絶縁構造の製造例を説
明する。
【００２１】コイル材料となる２ｍｍ×５ｍｍの断面積
を有する導体１の外周に素線絶縁部２を形成するために
０．０８ｍｍ厚さの未焼性ポリテトラフロロエチレン
（ＰＴＦＥ）のテープを１／２重ね巻で２回巻いてテフ
ロン絶縁電線とする。該テフロン絶縁電線を規定の亀甲
形状に形成してモータの固定子コイルとする。なお、固
定コイルにするときに導体１を規定長さで切断するがこ
の時、ＰＴＦＥのテープがほつれるのを防止するため、
導体１の切断部に熱風を当て、ＰＴＦＥのテープを熱溶
融させて局部的に溶融接着する。
を有する導体１の外周に素線絶縁部２を形成するために
０．０８ｍｍ厚さの未焼性ポリテトラフロロエチレン
（ＰＴＦＥ）のテープを１／２重ね巻で２回巻いてテフ
ロン絶縁電線とする。該テフロン絶縁電線を規定の亀甲
形状に形成してモータの固定子コイルとする。なお、固
定コイルにするときに導体１を規定長さで切断するがこ
の時、ＰＴＦＥのテープがほつれるのを防止するため、
導体１の切断部に熱風を当て、ＰＴＦＥのテープを熱溶
融させて局部的に溶融接着する。
【００２２】また、固定子コイルに成型する過程で層間
（素線絶縁部２と素線絶縁部２の間）に層間絶縁部３を
形成するため０．１ｍｍの厚さのテフロン処理ガラスク
ロスを短冊状に切断して挿入する。次いで、固定子コイ
ルの耐地絶縁部４を形成するため０．０８ｍｍ厚さのＰ
ＴＦＥのテープを２／３重ね巻で３回巻いた。このテー
プの巻端部は上記と同様熱風により一時的に溶融接着す
る。
（素線絶縁部２と素線絶縁部２の間）に層間絶縁部３を
形成するため０．１ｍｍの厚さのテフロン処理ガラスク
ロスを短冊状に切断して挿入する。次いで、固定子コイ
ルの耐地絶縁部４を形成するため０．０８ｍｍ厚さのＰ
ＴＦＥのテープを２／３重ね巻で３回巻いた。このテー
プの巻端部は上記と同様熱風により一時的に溶融接着す
る。
【００２３】一方、固定子鉄心９の鉄心スロット８には
予めスロット絶縁部６を形成するため０．１８ｍｍ厚さ
のテフロン処理ガラスクロスを鉄心スロット８の形状に
合わせてＵ字型に成型して鉄心スロット８に挿入する。
該鉄心スロット８内に上記耐地絶縁部４を形成するため
ＰＴＦＥのテープを巻回した固定子コイル１０を順次挿
入し、この固定子コイル１０、１０を楔７で鉄心スロッ
ト８内に固定する。なお、固定子コイル１０、１０を鉄
心スロット８内に挿入する過程で各層の固定子コイル１
０のエンド部分には相間絶縁部５を形成するため０．１
８ｍｍ厚さのテフロン処理ガラスクロスを挿入し、各相
の固定子コイル１０が直接接触しないようにした。
予めスロット絶縁部６を形成するため０．１８ｍｍ厚さ
のテフロン処理ガラスクロスを鉄心スロット８の形状に
合わせてＵ字型に成型して鉄心スロット８に挿入する。
該鉄心スロット８内に上記耐地絶縁部４を形成するため
ＰＴＦＥのテープを巻回した固定子コイル１０を順次挿
入し、この固定子コイル１０、１０を楔７で鉄心スロッ
ト８内に固定する。なお、固定子コイル１０、１０を鉄
心スロット８内に挿入する過程で各層の固定子コイル１
０のエンド部分には相間絶縁部５を形成するため０．１
８ｍｍ厚さのテフロン処理ガラスクロスを挿入し、各相
の固定子コイル１０が直接接触しないようにした。
【００２４】上記のようにして、固定子鉄心９の鉄心ス
ロット８に納めた固定子コイル１０、１０を固定子鉄心
９と共に３７０℃の恒温槽で５時間加熱し、その後恒温
槽の熱源を断ち該恒温槽の中で除冷して固定子組立を完
了する。上記３７０℃の恒温槽で固定子鉄心９と共に固
定子コイル１０、１０を加熱することにより、素線絶縁
部２及び耐地絶縁部４として巻回したＰＴＦＥのテー
プ、層間絶縁部３、相間絶縁部５及びスロット絶縁部６
として挿入したテフロン処理ガラスクロスは溶融し一体
化して導体１を電気的に絶縁する絶縁部を形成する。
ロット８に納めた固定子コイル１０、１０を固定子鉄心
９と共に３７０℃の恒温槽で５時間加熱し、その後恒温
槽の熱源を断ち該恒温槽の中で除冷して固定子組立を完
了する。上記３７０℃の恒温槽で固定子鉄心９と共に固
定子コイル１０、１０を加熱することにより、素線絶縁
部２及び耐地絶縁部４として巻回したＰＴＦＥのテー
プ、層間絶縁部３、相間絶縁部５及びスロット絶縁部６
として挿入したテフロン処理ガラスクロスは溶融し一体
化して導体１を電気的に絶縁する絶縁部を形成する。
【００２５】上記のようにして固定子コイル１０、１０
を収容した固定子鉄心（固定組立体）を８０℃の温水槽
の温水に浸漬し導体１と水温中に３．０００Ｖの交流電
圧を印加して絶縁物中に流れる電流の変化を２週間に亘
り観測したが有意差を見いだせる程の変化は認められな
かった。
を収容した固定子鉄心（固定組立体）を８０℃の温水槽
の温水に浸漬し導体１と水温中に３．０００Ｖの交流電
圧を印加して絶縁物中に流れる電流の変化を２週間に亘
り観測したが有意差を見いだせる程の変化は認められな
かった。
【００２６】上記のような絶縁部を有するモデルコイル
を１．０００ｐｐｍ以上の水分を有する絶縁油と共に圧
力容器に入れ、この圧力容器を３００℃の恒温槽に入れ
圧力容器内に８０ｋｇ・ｆ／ｃｍ2の圧力を加えてこの
状態を保持、２週間放置した。圧力容器に入れる前後に
おいて、固定子コイル１０の表面に多少の変色は認めら
れたものの、固定子コイル１０の絶縁抵抗に有意差は認
められなかった。
を１．０００ｐｐｍ以上の水分を有する絶縁油と共に圧
力容器に入れ、この圧力容器を３００℃の恒温槽に入れ
圧力容器内に８０ｋｇ・ｆ／ｃｍ2の圧力を加えてこの
状態を保持、２週間放置した。圧力容器に入れる前後に
おいて、固定子コイル１０の表面に多少の変色は認めら
れたものの、固定子コイル１０の絶縁抵抗に有意差は認
められなかった。
【００２７】上記のように素線絶縁部２及び耐地絶縁部
４をＰＴＦＥのテープを巻回してテフロン絶縁とし、層
間絶縁部３、相間絶縁部５及びスロット絶縁部６にテフ
ロン処理ガラスクロスを用い、加熱溶融して一体化する
ことにより、テフロンは化学的にも安定しており、アン
モニア等の腐食性ガス雰囲気中でも絶縁性能に変化は認
められない絶縁構造が得られる。
４をＰＴＦＥのテープを巻回してテフロン絶縁とし、層
間絶縁部３、相間絶縁部５及びスロット絶縁部６にテフ
ロン処理ガラスクロスを用い、加熱溶融して一体化する
ことにより、テフロンは化学的にも安定しており、アン
モニア等の腐食性ガス雰囲気中でも絶縁性能に変化は認
められない絶縁構造が得られる。
【００２８】また、導体１にＰＴＦＥの熱可塑性絶縁材
テープを巻コイルに形成するが、形成時の応力はテープ
のずれにより緩和することが可能で、さらにこの後熱溶
融させて該テープを密着させるため固定子コイル１０に
なった後のテープの残留応力は殆ど解除される。従って
クリープ等によるテープの劣化は皆無とる。
テープを巻コイルに形成するが、形成時の応力はテープ
のずれにより緩和することが可能で、さらにこの後熱溶
融させて該テープを密着させるため固定子コイル１０に
なった後のテープの残留応力は殆ど解除される。従って
クリープ等によるテープの劣化は皆無とる。
【００２９】なお、上記例ではＰＴＦＥのテープを用い
た例を示したが、ポリテトラフロロアルコキシレジン
（ＰＦＡ）、フロリネイティドエチレンプロピレンコー
ポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフロロエチレンコ
ーポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフロロエチレ
ンコーポリマー（ＣＴＦＥ）の単体材料又はこれらとＰ
ＴＦＥのを含む組み合わせ材料を用いても同様な結果が
容易に予測できる。
た例を示したが、ポリテトラフロロアルコキシレジン
（ＰＦＡ）、フロリネイティドエチレンプロピレンコー
ポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフロロエチレンコ
ーポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフロロエチレ
ンコーポリマー（ＣＴＦＥ）の単体材料又はこれらとＰ
ＴＦＥのを含む組み合わせ材料を用いても同様な結果が
容易に予測できる。
【００３０】〔実施形態例２〕図３は本発明の電機機器
コイルの絶縁構造を具備する低圧モータの乱巻きコイル
の構造例を示す断面図である。８は固定子鉄心９に設け
た鉄心スロットであり、該鉄心スロット８内には固定子
コイルを電気的に絶縁するための絶縁部が設けられてい
る。該絶縁部はコイルを構成する導体１の外周を覆う素
線絶縁部２、相間絶縁部５、スロット絶縁部６からな
る。
コイルの絶縁構造を具備する低圧モータの乱巻きコイル
の構造例を示す断面図である。８は固定子鉄心９に設け
た鉄心スロットであり、該鉄心スロット８内には固定子
コイルを電気的に絶縁するための絶縁部が設けられてい
る。該絶縁部はコイルを構成する導体１の外周を覆う素
線絶縁部２、相間絶縁部５、スロット絶縁部６からな
る。
【００３１】上記素線絶縁部２、相間絶縁部５及びスロ
ット絶縁部６を構成する材料に熱可塑性絶縁材を用い、
該熱可塑性絶縁材を溶融一体化している。熱可塑性絶縁
材としては、上記実施形態例１と同じく、ポリテトラフ
ロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリテトラフロロアルコキ
シレジン（ＰＦＡ）、フロリネイティドエチレンプロピ
レンコーポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフロロエ
チレンコーポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフロ
ロエチレンコーポリマー（ＣＴＦＥ）の単体材料又はそ
の組み合わせ材料を用いる。素線絶縁部２、相間絶縁部
５及びスロット絶縁部６からなる絶縁構造の製造例を説
明する。
ット絶縁部６を構成する材料に熱可塑性絶縁材を用い、
該熱可塑性絶縁材を溶融一体化している。熱可塑性絶縁
材としては、上記実施形態例１と同じく、ポリテトラフ
ロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリテトラフロロアルコキ
シレジン（ＰＦＡ）、フロリネイティドエチレンプロピ
レンコーポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフロロエ
チレンコーポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフロ
ロエチレンコーポリマー（ＣＴＦＥ）の単体材料又はそ
の組み合わせ材料を用いる。素線絶縁部２、相間絶縁部
５及びスロット絶縁部６からなる絶縁構造の製造例を説
明する。
【００３２】コイル材料となる直径１．２ｍｍのアルミ
ニウム線に素線絶縁部２を形成するために０．０２ｍｍ
厚さのＰＴＦＥテープを２／３重ね巻で１回巻してテフ
ロン絶縁電線とした。このテフロン絶縁電線を規定の小
判形状に形成して乱巻き固定子コイル１０とした。この
固定子コイル１０を上記実施形態例１の場合と同様、ス
ロット絶縁部６を形成した固定子鉄心９の鉄心スロット
８に順次納め楔７で固定した。この時、１つの鉄心スロ
ット８中に相の異なる固定子コイル１０、１０が上と下
に挿入されるため、上下の固定子コイル１０、１０が直
接接触することがないように、上下の固定子コイル１
０、１０の間に相間絶縁部５を設けた。なお、相間絶縁
部５の材料は上記実施形態例１と同じである。
ニウム線に素線絶縁部２を形成するために０．０２ｍｍ
厚さのＰＴＦＥテープを２／３重ね巻で１回巻してテフ
ロン絶縁電線とした。このテフロン絶縁電線を規定の小
判形状に形成して乱巻き固定子コイル１０とした。この
固定子コイル１０を上記実施形態例１の場合と同様、ス
ロット絶縁部６を形成した固定子鉄心９の鉄心スロット
８に順次納め楔７で固定した。この時、１つの鉄心スロ
ット８中に相の異なる固定子コイル１０、１０が上と下
に挿入されるため、上下の固定子コイル１０、１０が直
接接触することがないように、上下の固定子コイル１
０、１０の間に相間絶縁部５を設けた。なお、相間絶縁
部５の材料は上記実施形態例１と同じである。
【００３３】固定子鉄心９に納めた固定子コイル１０、
１０を固定子鉄心９と共に３７０℃の恒温槽で３時間加
熱し、その後恒温槽の熱源を断ち該恒温槽の中で除冷し
た固定子組立を完了した。上記３７０℃の恒温槽で固定
子鉄心９と共に固定子コイル１０、１０を加熱すること
により、素線絶縁部２、相間絶縁部５、スロット絶縁部
６は溶融し一体化して固定子コイル１０、１０を電気的
に絶縁する絶縁部を形成する。
１０を固定子鉄心９と共に３７０℃の恒温槽で３時間加
熱し、その後恒温槽の熱源を断ち該恒温槽の中で除冷し
た固定子組立を完了した。上記３７０℃の恒温槽で固定
子鉄心９と共に固定子コイル１０、１０を加熱すること
により、素線絶縁部２、相間絶縁部５、スロット絶縁部
６は溶融し一体化して固定子コイル１０、１０を電気的
に絶縁する絶縁部を形成する。
【００３４】上記のようにした固定子と別途製造した回
転子等を組み合わせモータとし、該モータの内部に８０
℃の温水を充満させ、これを循環させてモータを稼働し
たが、大気雰囲気中と同様に正常に稼働した。また、稼
働前後における絶縁特性の変化は認められなかった。
転子等を組み合わせモータとし、該モータの内部に８０
℃の温水を充満させ、これを循環させてモータを稼働し
たが、大気雰囲気中と同様に正常に稼働した。また、稼
働前後における絶縁特性の変化は認められなかった。
【００３５】次いで、モータ内部にアンモニアを充満さ
せアンモニア雰囲気中で稼働させた。アンモニアを強制
的に循環させるため、時に液体、時にガス体とその時々
によって状態が変わり固定子コイルに接触したが、稼働
前後における絶縁特性に変化は認められなかった。
せアンモニア雰囲気中で稼働させた。アンモニアを強制
的に循環させるため、時に液体、時にガス体とその時々
によって状態が変わり固定子コイルに接触したが、稼働
前後における絶縁特性に変化は認められなかった。
【００３６】なお、上記実施形態例ではＰＴＦＥのテー
プのテープを用いた例を示したが、実施形態例１と同
様、ポリテトラフロロアルコキシレジン（ＰＦＡ）、フ
ロリネイティドエチレンプロピレンコーポリマー（ＦＥ
Ｐ）、エチレンテトラフロロエチレンコーポリマー（Ｅ
ＴＦＥ）、ポリクロロトリフロロエチレンコーポリマー
（ＣＴＦＥ）の単体材料又はこれらとＰＴＦＥを含む組
み合わせ材料を用いても同様な結果が得られることが容
易に予測できる。
プのテープを用いた例を示したが、実施形態例１と同
様、ポリテトラフロロアルコキシレジン（ＰＦＡ）、フ
ロリネイティドエチレンプロピレンコーポリマー（ＦＥ
Ｐ）、エチレンテトラフロロエチレンコーポリマー（Ｅ
ＴＦＥ）、ポリクロロトリフロロエチレンコーポリマー
（ＣＴＦＥ）の単体材料又はこれらとＰＴＦＥを含む組
み合わせ材料を用いても同様な結果が得られることが容
易に予測できる。
【００３７】また、上記実施形態例ではモータの固定子
を例に説明したが本発明の絶縁構造はこれに限定される
ものではなく、高温や高圧力の環境下、又は高湿度、放
射線、化学薬品等の充満する特殊な雰囲気下で使用され
る電機機器の鉄心に挿入されたコイルを電気的に絶縁す
るための絶縁構造として広く利用することができる。
を例に説明したが本発明の絶縁構造はこれに限定される
ものではなく、高温や高圧力の環境下、又は高湿度、放
射線、化学薬品等の充満する特殊な雰囲気下で使用され
る電機機器の鉄心に挿入されたコイルを電気的に絶縁す
るための絶縁構造として広く利用することができる。
【００３８】また、上記実施形態例では、熱可塑性絶縁
材からなるテープを巻き付け溶融一体化して絶縁部を形
成する例を説明したが、溶融一体化は必ずしも必要では
なく、場合によっては熱可塑性絶縁材からなるテープを
巻き付け溶融とないで絶縁部としてもよい。
材からなるテープを巻き付け溶融一体化して絶縁部を形
成する例を説明したが、溶融一体化は必ずしも必要では
なく、場合によっては熱可塑性絶縁材からなるテープを
巻き付け溶融とないで絶縁部としてもよい。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、各請求項に記載さ
れた発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
れた発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００４０】請求項１乃至３に記載の各発明によれば、
絶縁部を構成する材料に熱可塑性絶縁材を用い、該熱可
塑性絶縁材を溶融一体化したので、導電性を有する液中
でも電機機器コイルの優れた絶縁性を維持できる絶縁構
造を提供できる。
絶縁部を構成する材料に熱可塑性絶縁材を用い、該熱可
塑性絶縁材を溶融一体化したので、導電性を有する液中
でも電機機器コイルの優れた絶縁性を維持できる絶縁構
造を提供できる。
【００４１】請求項２に記載の発明によれば、熱可塑性
絶縁材にポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ
テトラフロロアルコキシレジン（ＰＦＡ）、フロリネイ
ティドエチレンプロピレンコーポリマー（ＦＥＰ）、エ
チレンテトラフロロエチレンコーポリマー（ＥＴＦ
Ｅ）、ポリクロロトリフロロエチレンコーポリマー（Ｃ
ＴＦＥ）の単体材料又はその組み合わせ材料を用いるの
で、アンモニア等の腐食性ガス雰囲気中でもで電機機器
コイルの優れた絶縁性を維持できる。
絶縁材にポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ
テトラフロロアルコキシレジン（ＰＦＡ）、フロリネイ
ティドエチレンプロピレンコーポリマー（ＦＥＰ）、エ
チレンテトラフロロエチレンコーポリマー（ＥＴＦ
Ｅ）、ポリクロロトリフロロエチレンコーポリマー（Ｃ
ＴＦＥ）の単体材料又はその組み合わせ材料を用いるの
で、アンモニア等の腐食性ガス雰囲気中でもで電機機器
コイルの優れた絶縁性を維持できる。
【００４２】請求項４、５の各発明によれば上記のよう
に優れた絶縁性を有する電機機器コイルの絶縁構造を製
造できる。
に優れた絶縁性を有する電機機器コイルの絶縁構造を製
造できる。
【図１】本発明の電機機器コイルの絶縁構造を具備する
高圧モータの型巻きコイルの構造例を示す断面図であ
る。
高圧モータの型巻きコイルの構造例を示す断面図であ
る。
【図２】本発明の電機機器コイルの絶縁構造を具備する
高圧モータの型巻きコイルの構造例を示す断面図であ
る。
高圧モータの型巻きコイルの構造例を示す断面図であ
る。
【図３】本発明の電機機器コイルの絶縁構造を具備する
低圧モータの乱巻きコイルの構造例を示す断面図であ
る。
低圧モータの乱巻きコイルの構造例を示す断面図であ
る。
１ 導体 ２ 素線絶縁部 ３ 層間絶縁部 ４ 耐地絶縁部 ５ 相間絶縁部 ６ スロット絶縁部 ７ 楔 ８ 鉄心スロット ９ 固定子鉄心 １０ 固定子コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H604 AA03 BB01 BB14 CC01 CC05 CC15 DA17 DB25 PB03 5H615 AA01 BB01 BB14 PP01 PP06 PP13 QQ02 SS11 SS32 TT26 TT32
Claims (5)
- 【請求項１】 鉄心に挿入されたコイルを電気的に絶縁
するため絶縁部を有する電機機器コイルの絶縁構造であ
って、 前記絶縁部を構成する材料に熱可塑性絶縁材を用い、該
熱可塑性絶縁材を溶融一体化したことを特徴とする電機
機器コイルの絶縁構造。 - 【請求項２】 請求項１に記載の電機機器コイルの絶縁
構造であって、 前記熱可塑性絶縁材は、ポリテトラフロロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）、ポリテトラフロロアルコキシレジン（ＰＦ
Ａ）、フロリネイティドエチレンプロピレンコーポリマ
ー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフロロエチレンコーポリ
マー（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフロロエチレンコー
ポリマー（ＣＴＦＥ）の単体材料又はその組み合わせ材
料であることを特徴とする電機機器コイルの絶縁構造。 - 【請求項３】 請求項２に記載の電機機器コイルの絶縁
構造であって、 前記組み合わせ材料は融点の異なる材料の組み合わせで
あり、該組み合わせ材料の融点の低い材料を溶融させ、
融点の高い材料を溶融させないことを特徴とする電機機
器コイルの絶縁構造。 - 【請求項４】 鉄心に挿入したコイルを電気的に絶縁す
るための絶縁部を有する電機機器コイルの絶縁構造製造
方法であって、 前記絶縁部を構成する材料に熱可塑性絶縁材を用いて電
機機器コイルを製作する工程、 前記電機機器コイルを電機機器の鉄心に挿入する工程、 前記鉄心に挿入された電機機器コイルを該鉄心と共に熱
を加え前記熱可塑性絶縁材を溶融一体化する工程からな
ることを特徴とする電機機器コイルの絶縁構造製造方
法。 - 【請求項５】 請求項４に記載の電機機器コイルの絶縁
構造製造方法であって、 前記熱可塑性絶縁材は融点の異なる熱可塑性絶縁材の組
み合わせからなり、融点の低い材料の溶融温度で該融点
の低い材料を溶融させると共に、融点の高い材料は溶融
させない工程を有することを特徴とする電機機器コイル
の絶縁構造製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37365898A JP3660820B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 電機機器コイルの絶縁構造及びその製造方法 |
| CN 99127799 CN1211812C (zh) | 1998-12-28 | 1999-12-28 | 电设备线圈的绝缘结构及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37365898A JP3660820B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 電機機器コイルの絶縁構造及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000197296A true JP2000197296A (ja) | 2000-07-14 |
| JP3660820B2 JP3660820B2 (ja) | 2005-06-15 |
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ID=18502542
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP37365898A Expired - Fee Related JP3660820B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 電機機器コイルの絶縁構造及びその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3660820B2 (ja) |
| CN (1) | CN1211812C (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7193348B2 (en) | 2002-07-11 | 2007-03-20 | Denso Corporation | Rotary electric machine |
| JP2007110899A (ja) * | 2007-01-31 | 2007-04-26 | Denso Corp | 車両用交流発電機 |
| JP2010119293A (ja) * | 2010-02-26 | 2010-05-27 | Denso Corp | 車両用交流発電機の製造方法 |
| JP2010239706A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Honda Motor Co Ltd | 電動機用ステータ又はロータとその製造方法 |
| JP2012257434A (ja) * | 2011-06-10 | 2012-12-27 | Toshiba Industrial Products Manufacturing Corp | 回転電機の相間絶縁紙および回転電機 |
| WO2016032511A1 (en) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | Schlumberger Canada Limited | Equipment including polytetrafluoroethylene |
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| WO2011000078A1 (en) * | 2009-06-29 | 2011-01-06 | Tm4 Inc. | Slot liner and interphase insulator combination |
| CN103138451A (zh) * | 2011-11-24 | 2013-06-05 | 苏州贝得科技有限公司 | 一种采用耐氨绝缘***的封闭式耐氨电动机 |
| US8978239B2 (en) * | 2013-01-09 | 2015-03-17 | General Electric Company | Field coil winding assembly |
| CN103595207A (zh) * | 2013-11-30 | 2014-02-19 | 南阳防爆集团股份有限公司 | 采煤机泵用隔爆型三相异步电动机 |
| CN104362782B (zh) * | 2014-11-04 | 2019-01-04 | 天津市天发重型水电设备制造有限公司 | 一种高压机组定子绕组嵌线加工工装 |
| CN106483483B (zh) * | 2015-08-27 | 2019-09-06 | 通用电气公司 | 梯度线圈及其制造方法 |
| CN105914958A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-08-31 | 陈龙银 | 用于高低压扁线绕组电机的修复方法 |
| CN107332406B (zh) * | 2017-07-24 | 2019-07-02 | 广东美的环境电器制造有限公司 | 定子落线方法、定子及电机 |
| DE102018219822A1 (de) * | 2018-11-19 | 2020-05-20 | Mahle International Gmbh | Isolationskörper für eine elektrische Maschine |
-
1998
- 1998-12-28 JP JP37365898A patent/JP3660820B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-12-28 CN CN 99127799 patent/CN1211812C/zh not_active Expired - Fee Related
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| JP2010239706A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Honda Motor Co Ltd | 電動機用ステータ又はロータとその製造方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1211812C (zh) | 2005-07-20 |
| CN1260574A (zh) | 2000-07-19 |
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