JP2010148275A - Stator for rotary electric machine and manufacturing method for stator for rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機用ステータと回転電機用ステータの製造方法に関し、より詳しくは、アースされた状態で用いられるステータコアを有し、該ステータコアに形成されたスロット溝に、巻線が巻き束ねられてなる巻線コイルが収容されており、前記ステータコアと前記巻線コイルとの間の静電容量を低減しうるように前記スロット溝の壁面と前記巻線コイルとの間に空隙を設けて前記巻線コイルが収容されている回転電機用ステータとその製造方法に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine stator and a manufacturing method of a rotating electrical machine stator, and more particularly, has a stator core used in a grounded state, and windings are wound around slot grooves formed in the stator core. A winding coil is housed, and a gap is provided between the wall surface of the slot groove and the winding coil so as to reduce an electrostatic capacity between the stator core and the winding coil. The present invention relates to a stator for a rotating electrical machine in which a winding coil is accommodated, and a manufacturing method thereof.
従来、電力によって回転動力を発生させるモータや回転動力を電力に変換するジェネレータなどの回転電機が広く用いられている。
通常、モータやジェネレータなどの回転電機には、固定配置されたステータと、該ステータに対して回転可能に設けられたロータとが備えられており、このステータやロータには、エナメル線などの巻線が巻き束ねられて形成された巻線コイル（以下、単に「コイル」ともいう）が設けられたりしている。
そして、例えば、モータにおいては、ステータの巻線に通電してコイルで磁界を発生させ、該磁界により永久磁石が用いられてなるロータとの間に反発力を発生させてロータを回転させたり、あるいは、ロータの巻線に通電してコイルで磁界を発生させ、永久磁石が用いられたステータとの間に反発力を発生させてロータを回転させたりしている。
また、ジェネレータにおいては、永久磁石が配設されたロータの回転によって生じる磁界の変動によりステータに配設されたコイルに誘導電位を発生させたりしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, rotating electrical machines such as a motor that generates rotational power using electric power and a generator that converts rotational power into electric power have been widely used.
Usually, a rotating electrical machine such as a motor or a generator is provided with a stator that is fixedly arranged and a rotor that is rotatably provided to the stator. The stator or the rotor is wound with an enameled wire or the like. A winding coil (hereinafter also simply referred to as “coil”) formed by winding a wire is provided.
For example, in a motor, a magnetic field is generated in the coil by energizing the windings of the stator, and a repulsive force is generated between the rotor and the permanent magnet used to rotate the rotor. Alternatively, the rotor winding is energized to generate a magnetic field with the coil, and a repulsive force is generated between the stator and the permanent magnet, thereby rotating the rotor.
Further, in the generator, an induced potential is generated in a coil provided in the stator by a change in a magnetic field generated by rotation of a rotor in which a permanent magnet is provided.
このコイルは、通常、ステータコアやロータコアに形成されたスロットと呼ばれる溝の内部に巻線を配設させてステータやロータに備えられている。
このスロット溝は、通常、モータやジェネレータの回転軸方向と平行な方向に沿って延在されており、前記回転軸周りに、略均等な間隔でステータコアやロータコアの表面に複数条形成されている。
そして、スロット溝は、ステータコアやロータコアの全長にわたる長さに形成されておりステータコアやロータコアの両端面に開口された状態となるように形成されている。
このステータコアなどの形成には、モータやジェネレータの運転効率の観点から高い透磁率を有する鋼材などの金属材料が用いられている。
そのため、例えば、モータの電気的な信頼性を向上させるべく、このステータコア端面の開口部のエッジと巻線コイルとがモータ駆動時の振動などで擦れ合って巻線の絶縁被膜に傷が発生することを防止しうるように巻線コイルをスロットライナやウェッジなどの絶縁シートで包囲してスロット溝に収容させることが行われている。
また、巻線の絶縁層に欠陥が生じていた場合であっても該欠陥箇所を樹脂で被覆して絶縁性を確保させるとともに、スロット溝に収容させた後の巻線を樹脂で被覆して絶縁層に傷が発生してしまうことを防止すべくワニスを巻線間に含浸させて巻線間の空気をできるだけ追い出した後に、該ワニスを固化させることによりモータの絶縁信頼性を向上させることが行われている。
さらに、巻線の導体とステータコアとが短絡した際の感電事故などを防止すべくステータコアにアースが施されて信頼性の向上が図られたりしている。
This coil is usually provided in a stator or rotor by arranging a winding in a groove called a slot formed in the stator core or rotor core.
The slot grooves normally extend along a direction parallel to the rotation axis direction of the motor or generator, and a plurality of strip grooves are formed around the rotation axis on the surface of the stator core or the rotor core at substantially equal intervals. .
The slot groove is formed to have a length extending over the entire length of the stator core and the rotor core, and is formed so as to be open at both end faces of the stator core and the rotor core.
For the formation of the stator core and the like, a metal material such as a steel material having a high magnetic permeability is used from the viewpoint of the operation efficiency of the motor or the generator.
Therefore, for example, in order to improve the electrical reliability of the motor, the edge of the opening of the stator core end face and the winding coil rub against each other due to vibration during driving of the motor, and the insulation film of the winding is damaged. In order to prevent this, the winding coil is surrounded by an insulating sheet such as a slot liner or a wedge and is accommodated in the slot groove.
Further, even when a defect has occurred in the insulating layer of the winding, the defective portion is covered with resin to ensure insulation, and the winding after being accommodated in the slot groove is covered with resin. Improve the insulation reliability of the motor by solidifying the varnish after impregnating the varnish between the windings in order to prevent scratches on the insulating layer and expelling air between the windings as much as possible. Has been done.
Furthermore, in order to prevent an electric shock accident when the winding conductor and the stator core are short-circuited, the stator core is grounded to improve reliability.
ところで、前記絶縁シートには、通常、ポリマーなどの誘電体が用いられていることから、ステータコアがアースされることで、モータの駆動時にスロットライナに誘電分極が生じて、この分極による漏れ電流が発生してしまうおそれがある。
このことに対し巻線コイルとステータコアとの間の静電容量を低下させて漏れ電流を低減させるべく、ポリマーよりも比誘電率（以下、単に「誘電率」ともいう）の低い空気などの気体を存在させて巻線コイルとステータコアとの間に空隙を設けることが行われている。
例えば、特許文献１には、スロット溝の壁面に突起を設けて絶縁シートとの間に空隙を設けることにより巻線コイルとステータコアとの間の静電容量を低減させて漏れ電流を抑制させることが記載されている。
しかし、この特許文献１に記載の方法では、スロット溝の壁面の突起部のみで巻線コイルが実質上支持されることから巻線コイルがモータ駆動時に振動しやすく、漏れ電流の低減がなされたとしても巻線コイルが振動して絶縁層に損傷を与えるおそれがある。
By the way, since a dielectric such as a polymer is usually used for the insulating sheet, when the stator core is grounded, dielectric polarization occurs in the slot liner when the motor is driven, and a leakage current due to this polarization is generated. May occur.
On the other hand, in order to reduce the leakage current by reducing the capacitance between the winding coil and the stator core, a gas such as air having a lower relative dielectric constant (hereinafter also simply referred to as “dielectric constant”) than the polymer. It is practiced to provide an air gap between the winding coil and the stator core.
For example, in
However, in the method described in
また、巻線コイルへのワニスの含浸によって、絶縁層への損傷を防止することも考え得るが、ワニスの含浸は、ワニスで固められた巻線コイルをスロット溝に収容させるよりも、一旦、スロット溝中に巻線コイルを収容させた後に当該巻線コイルを固化させる方が作業が簡便であることから、従来、巻線コイルをスロット溝中に収容させた後に実施されたりしている。
一方で特許文献１に記載の方法でスロット溝の内壁面と巻線コイルとの間に空隙を設けた場合には、このワニスの含浸時にスロット溝の突起によって形成された空隙部にワニスが浸透されやすく静電容量の低減が十分なされないおそれがある。
したがって、特許文献１に記載されているような方法によって、電気的な信頼性を確保しようとすると簡便な方法でステータを作製することが困難となってしまう。
すなわち、従来、電気的な信頼性が向上されたステータを簡便な方法で製造することが困難であるという問題を有している。
In addition, it is possible to prevent damage to the insulating layer by impregnating the varnish into the winding coil, but the impregnation with the varnish is more than temporarily accommodating the winding coil solidified with the varnish in the slot groove. Since it is easier to solidify the winding coil after the winding coil is accommodated in the slot groove, it has been conventionally performed after the winding coil is accommodated in the slot groove.
On the other hand, when a gap is provided between the inner wall surface of the slot groove and the winding coil by the method described in
Therefore, it is difficult to manufacture a stator by a simple method if electrical reliability is to be ensured by the method described in
That is, conventionally, there is a problem that it is difficult to manufacture a stator with improved electrical reliability by a simple method.
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、信頼性の向上されたステータを簡便なる方法で提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a stator with improved reliability by a simple method.
本発明の回転電機用ステータは、回転電機に用いられ、アースされた状態で用いられるステータコアを有し、該ステータコアに形成されているスロット溝に、巻線が巻き束ねられてなる巻線コイルが収容されており、前記ステータコアと前記巻線コイルとの間の静電容量を低減しうるように前記スロット溝の壁面と前記巻線コイルとの間に空隙を設けて前記巻線コイルが前記スロット溝に収容されている回転電機用ステータであって、樹脂組成物で形成され、内部に複数の気泡を含有する発泡体で、前記スロット溝の壁面と前記巻線コイルとの間が充填されて前記空隙が設けられていることを特徴としている。 A stator for a rotating electrical machine according to the present invention has a stator core that is used in a rotating electrical machine and is grounded, and a winding coil in which windings are wound in a slot groove formed in the stator core. A space is provided between the wall surface of the slot groove and the winding coil so that the capacitance between the stator core and the winding coil can be reduced, and the winding coil has the slot. A stator for a rotating electrical machine housed in a groove, which is formed of a resin composition and contains a plurality of bubbles therein, and is filled between the wall surface of the slot groove and the winding coil. The gap is provided.
また、本発明の回転電機用ステータの製造方法は、回転電機に用いられ、アースされた状態で用いられるステータコアを有し、該ステータコアに形成されているスロット溝に、巻線が巻き束ねられてなる巻線コイルが収容されており、前記ステータコアと前記巻線コイルとの間の静電容量を低減しうるように前記スロット溝の壁面と前記巻線コイルとの間に空隙を設けて前記巻線コイルが前記スロット溝に収容されている回転電機用ステータの製造方法であって、樹脂組成物で形成され、内部に複数の気泡を含有する発泡体で、前記スロット溝の壁面と前記巻線コイルとの間を充填させて前記空隙を設けることを特徴としている。 The method for manufacturing a stator for a rotating electrical machine according to the present invention includes a stator core that is used in a rotating electrical machine and is grounded, and windings are wound in slot grooves formed in the stator core. The winding coil is housed, and a gap is provided between the wall surface of the slot groove and the winding coil so as to reduce the capacitance between the stator core and the winding coil. A method of manufacturing a stator for a rotating electrical machine in which a wire coil is accommodated in the slot groove, the foam formed of a resin composition and containing a plurality of bubbles therein, and the wall surface of the slot groove and the winding The gap is provided by filling the space between the coils.
本発明によれば、スロット溝の壁面と巻線コイルとの間に発泡体を充填させて空隙を設けることから巻線コイルの振動を防止でき絶縁層が損傷を受けることを抑制させつつ漏れ電流の低減を図りうる。
また、スロット溝の壁面と巻線コイルとの間に発泡体を充填させるという簡便な手段で絶縁層の損傷を防止でき、絶縁信頼性を向上させうる。
さらには、巻線間にワニスが含浸される場合であっても、樹脂組成物で包囲された気泡の状態で空隙が形成されることから、この空隙部にワニスが含浸されてしまうおそれを低減させうる。
すなわち、本発明によれば、信頼性の向上されたステータを簡便なる方法で得ることができる。
According to the present invention, since the gap is provided between the wall surface of the slot groove and the winding coil to provide the air gap, the winding coil can be prevented from vibrating and the leakage current can be suppressed while suppressing damage to the insulating layer. Can be reduced.
Moreover, damage to the insulating layer can be prevented by a simple means of filling a foam between the wall surface of the slot groove and the winding coil, and insulation reliability can be improved.
Furthermore, even when the varnish is impregnated between the windings, a void is formed in the state of bubbles surrounded by the resin composition, thereby reducing the possibility that the varnish is impregnated in the void. It can be made.
That is, according to the present invention, a stator with improved reliability can be obtained by a simple method.
なお、巻線コイルとステータコアとの間の静電容量が大きくなると、電源側においてサージが発生した際に、特に、このサージが最初に入力される巻線コイルとステータコアとの間に生じる分担電圧が多大なものとなり、場合によっては、部分放電が生じるなどして巻線の絶縁層にダメージを与えるおそれがあるが、本発明においては、上記のように巻線間にワニスが含浸される場合であっても、静電容量が増大されてしまうことを抑制しつつワニス含浸を実施させ得る。
すなわち、ステータコアと巻線コイルとの間の静電容量が低減され、巻線間へのワニスの充填などが容易となることにより、サージ発生時における分担電圧の低減を図りうるとともに巻線の絶縁性を向上させうることから部分放電の抑制を図りうる。
In addition, when the electrostatic capacitance between the winding coil and the stator core increases, when a surge occurs on the power supply side, in particular, the shared voltage generated between the winding coil and the stator core to which this surge is first input. In some cases, partial discharge may occur and damage the insulating layer of the winding. In the present invention, the varnish is impregnated between the windings as described above. Even so, varnish impregnation can be carried out while suppressing an increase in capacitance.
In other words, the capacitance between the stator core and the winding coil is reduced, and it becomes easier to fill the varnish between the windings, thereby reducing the shared voltage during the occurrence of a surge and insulating the winding. Therefore, partial discharge can be suppressed.
以下に、回転電機として誘導モータを例示しつつ本発明の好ましい実施の形態を添付図面に基づき説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings while illustrating an induction motor as a rotating electrical machine.
図１は、回転軸に垂直な平面で誘導モータを切断した場合の断面の概略を示した概略図であり、図２は、図１の記号「Ａ」で示されている破線で囲まれた領域における本実施形態のステータを拡大した拡大断面図である。 FIG. 1 is a schematic view showing an outline of a cross section when the induction motor is cut in a plane perpendicular to the rotation axis, and FIG. 2 is surrounded by a broken line indicated by a symbol “A” in FIG. It is the expanded sectional view which expanded the stator of this embodiment in a field.
図中の符号１０は、誘導モータの略中心部に配設された細長い円柱形状を有する回転軸を表している。
２０は、該回転軸１０の外周側に周設されているロータコアを表しており、該ロータコアは、前記回転軸１０を挿通させ得る貫通孔を一端側から他端側に貫通させた略円筒形状に形成されている。
前記回転軸１０とロータコア２０とは、固定一体化されて軸周りに回転可能な状態で誘導モータに備えられている。
The rotating
３０は、誘導モータ内に固定されて配設されているステータコアを表しており、本実施形態のステータは、該ステータコア３０と巻線が巻き束ねられてなる巻線コイルとが用いられて構成されている。
このステータコア３０は、前記ロータコア２０の円筒形状の外径よりも僅かに大きな内径を有する全体略円筒形状に形成されており、しかも、円筒形状の内側に形成されている中空領域をモータの回転軸が延在する方向に沿わせた状態で誘導モータ内に固定されて配設されている。
そして、ステータコア３０は、その円筒形状の内周面とロータコア２０の外周面との間に僅かに空隙を形成させて中空領域にロータコア２０を収容させた状態で誘導モータに配設されている。
The
The
３１は、ステータコア３０の内周面側に形成された複数条のスロット溝を表しており、この複数のスロット溝３１は、前記回転軸１０の延在方向に略平行して延在されており、しかも、隣接するスロット溝３１が互いに略平行して配設されている。
そして、ステータコア３０の内周面側には、このスロット溝３１によって、ステータコア３０の一端側から他端側にいたる長さ（テータコア３０の全長）を有する直線状の開口部３１ａが互いに略平行して複数形成されている。
また、スロット溝３１は、ステータコア３０を長さ方向に貫通する状態で形成されており、ステータコア３０の一方の端面と他方の端面には、スロット溝３１の断面形状と同形状の開口部が形成されている。
さらに、ステータコア３０の内周面から外周側に向けてのスロット溝３１の深さは、全てのスロット溝３１において略同一深さとされている。
Further, on the inner peripheral surface side of the
The
Further, the depth of the
３２は、ステータコア３０の内周面側に形成された複数のスロット溝３１によって、回転軸１０方向に向けて突出した状態に形成されたティースである。
該ティース３２は、突出方向先端部に他部よりも広幅に形成された広幅部３２ａを有しており、スロット溝３１の延在方向（回転軸１０の延在方向）に垂直な平面による断面が略Ｔ字状となる形状を有している。
このロータコア２０やステータコア３０の形成には、特に限定されるものではないが、例えば、電磁鋼板を前記回転軸１０の軸方向に積層させた積層体などを用いることができる。
The
The formation of the
４０は、このスロット溝３１に収容されてステータコア３０とともにステータを構成する巻線コイルに用いられている巻線を表している。
そして、５１は、該巻線４０とスロット溝３１の内壁面との間に介装された状態でステータに配設されており、主として、巻線４０がステータコア３０に収容される前にスロット溝３１に挿入されて配設される絶縁シート（以下「スロットライナ」ともいう）であり、該スロットライナ５１は、スロット溝３１の延在方向（回転軸１０の延在方向）に垂直な平面による断面が、回転軸１０方向に向けて開口された略コの字状となる状態で配設されている。
また、スロットライナ５１は、スロット溝３１の長さよりも僅かに長く形成されており、ステータコア３０の一方の端面と他方の端面とに形成されたスロット溝３１の開口部のエッジ部分と巻線４０とが直接接触して、巻線４０の絶縁層が傷ついたりすることを防止し得るように、その両端部を、ステータコア３０の端面に形成されたスロット溝３１の開口部からそれぞれ突出させて配設されている。
51 is disposed in the stator in a state of being interposed between the winding 40 and the inner wall surface of the
Further, the
５２は、スロットライナ５１とともに用いられ、主として、巻線４０がコイル状に巻き束ねられてステータコア３０に収容された後にスロット溝３１に挿入されて配設される絶縁シート（以下「ウェッジ５２」ともいう）を表している。
このウェッジ５２は、スロットライナ５１の回転軸１０方向の開口部を覆う状態で配設されており、スロットライナ５１のコの字状断面に対向するコの字状断面を有し、スロットライナ５１とウェッジ５２とは、そのコの字形状の先端部を重畳させてスロット溝３１内に配設されている。
そして、スロット溝３１内においては、ウェッジ５２のコの字状断面形状における先端部は、スロットライナ５１のコの字状断面形状における先端部よりも外側に位置させて重畳されている。
すなわち、スロット溝３１内においては、ウェッジ５２のコの字形状における先端部は、スロットライナ５１のコの字形状における先端部とスロット溝３１の内壁面との間に挟持された状態とされている。
このウェッジ５２もスロット溝３１の長さよりも僅かに長く形成されており、巻線４０は、スロット溝３１内においては、このスロットライナ５１とウェッジ５２とにより包囲されてステータコア３０に配設されている。
該スロットライナ５１やウェッジ５２は、ポリマーフィルムや、ポリマー繊維によって紙状に形成されてなるシートを用いて形成されたものを採用することができる。
なかでも、適度なコシを有し、すべり性が良好でスロット溝３１への挿入作業性のみならず巻線コイルをスロット溝３１に収容させる際の作業性をも向上させうる点において少なくとも表面が芳香族ポリアミド繊維によって紙状に形成されてなる絶縁紙が好適である。
52 is used together with the
The
In the
That is, in the
The
As the
Among these, at least the surface is suitable in that it has moderate stiffness, good sliding properties, and can improve not only the insertion workability into the
図中の、符号６１は、巻線コイルの最も外側に位置する巻線の表面と前記スロットライナ５１の内側表面との間に充填されている発泡体を示し、符号６２は、巻線コイルを形成する各巻線４０の間にワニスが含浸されて固化されたワニス固体を示している。
In the figure,
前記発泡体６１は、例えば、加熱することで気体が発生される発泡剤とベース樹脂とを混合して、加熱することで発泡が生じる加熱発泡性樹脂組成物を作製し、該加熱発泡性樹脂組成物を加熱発泡させることにより形成させることができ、例えば、予め加熱発泡性樹脂組成物を加熱して発泡させたものを巻線コイルとスロットライナ５１との間に圧入したり、未発泡な加熱発泡性樹脂組成物を巻線コイルとスロットライナ５１との間に介在させた後に加熱発泡させたりして充填させることができる。
For example, the
前記加熱発泡性樹脂組成物には、ベースポリマー、発泡剤以外に、例えば、ベースポリマーを架橋させるための架橋剤や触媒などを含有させることができ、有機もしくは無機フィラーなども適宜含有させることができる。
また、前記加熱発泡性樹脂組成物は、固体状態または液体状態で前記発泡体６１の形成に用いることができ、液体状態とする場合には、例えば、ベース樹脂や発泡剤などを溶剤に分散させたものを用いて前記発泡剤により発泡させるとともに前記溶剤を揮発させたり、あるいは、常温液体状の熱硬化性樹脂をベース樹脂に用いて発泡と同時にこのベース樹脂を熱硬化させるなどして発泡体を形成させることができる。
In addition to the base polymer and the foaming agent, the heat-foamable resin composition can contain, for example, a crosslinking agent or a catalyst for cross-linking the base polymer, and an organic or inorganic filler can be appropriately contained. it can.
In addition, the heat-foamable resin composition can be used for forming the
前記ベース樹脂としては、特に限定されるものではないが、通常、体積抵抗率の値が１０10Ω・ｃｍ以上の電気絶縁性を有するものを用いうる。
また、低い比誘電率（例えば、２．５以下）で、しかも、高い発泡倍率で発泡させうるものが好適である。
例えば、予め発泡させた加熱発泡性樹脂組成物を巻線コイルとスロットライナ５１との間に圧入するような場合においては、ポリ四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合樹脂、四フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂などのフッ素系樹脂や、環状オレフィン樹脂、ポリナフタレン樹脂などの炭化水素系樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などのポリマーを例示することができる。
Although it does not specifically limit as said base resin, Usually, what has the electrical insulation whose value of volume resistivity is 10 <10> ohm * cm or more can be used.
Further, a material having a low relative dielectric constant (for example, 2.5 or less) and capable of foaming at a high foaming ratio is suitable.
For example, in the case where a pre-foamed heat-foamable resin composition is press-fitted between the winding coil and the
また、巻線コイルとスロットライナ５１との間に介在させた後に加熱発泡性樹脂組成物を加熱発泡させる場合には、ある程度の温度で軟化させることができ、且つ、軟化時（あるいは溶融時）において高い張力を示すポリマーが好適である。
このようなベース樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。
In addition, when the heat-foamable resin composition is heated and foamed after being interposed between the winding coil and the
Examples of such a base resin include polyethylene resin, polyester resin, polyamide resin, and epoxy resin.
このベース樹脂と混合される発泡剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、水素化ホウ素アンモニウム、アジド類などの無機系発泡剤や、トリクロロモノフルオロメタンなどのフッ化アルカン、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ系化合物、パラトルエンスルホニルヒドラジドなどのヒドラジン系化合物、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジドなどのセミカルバジド系化合物、５−モルホリル−１，２，３，４−チアトリアゾールなどのトリアゾール系化合物、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソテレフタルアミドなどのＮ−ニトロソ化合物などの有機系発泡剤などの他に炭化水素系溶剤を樹脂で覆って平均粒径１０〜３０μｍ程度となるようにマイクロカプセル化させたマイクロカプセル化発泡剤などが挙げられる。
なかでも、樹脂組成物のベース樹脂の軟化点近傍あるいはそれ以上の温度で気体を発生させるものが好ましい。
また、炭化水素系溶剤をマイクロカプセル化させたマイクロカプセル化発泡剤は、エポキシ樹脂やポリアミド樹脂をはじめとする多くの種類の樹脂に対して与える影響が小さく、例えば、加熱発泡性樹脂組成物を硬化させる際に硬化阻害したり、ベース樹脂の加熱老化特性を低下させたりするような悪影響を与えることを抑制させうる点において好適である。
The foaming agent to be mixed with the base resin is not particularly limited. For example, inorganic foaming agents such as ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate, ammonium nitrite, ammonium borohydride, azides, and trichloromono Fluorinated alkanes such as fluoromethane, azo compounds such as azobisisobutyronitrile, hydrazine compounds such as paratoluenesulfonyl hydrazide, semicarbazide compounds such as p-toluenesulfonyl semicarbazide, 5-morpholyl-1,2,3 In addition to organic foaming agents such as triazole compounds such as 1,4-thiatriazole and N-nitroso compounds such as N, N′-dinitrosoterephthalamide, a hydrocarbon solvent is covered with a resin and an average particle size of 10 to 10 Microencapsulate to be about 30μm Such as micro-encapsulated blowing agents.
Among them, those that generate gas at a temperature near or above the softening point of the base resin of the resin composition are preferable.
In addition, the microencapsulated foaming agent obtained by microencapsulating a hydrocarbon solvent has little influence on many types of resins including epoxy resins and polyamide resins. This is preferable in that it can suppress adverse effects such as inhibiting the curing or lowering the heat aging characteristics of the base resin.
また、発泡体６１を、発泡倍率（発泡時の体積／未発泡時の体積）が１．５〜３０倍のいずれかとなる状態で形成させた場合には、適度なクッション性を発揮させ得る。
すなわち、誘導モータを駆動させた際の振動により巻線コイルがスロット溝３１内で振動して、その絶縁層が損傷してしまうおそれを低減させうるとともに、騒音の発生を抑制させ得る。
Moreover, when the
That is, it is possible to reduce the possibility that the winding coil vibrates in the
前記ワニス固体６２は、一般にモータ用巻線の“固定用ワニス”、“含浸用ワニス”などとして市販のワニス状樹脂組成物（以下「ワニス」ともいう）を巻線４０の間に含浸させて熱硬化などによって固化させることで形成させることができる。
このワニスには、アルキッド樹脂などのポリエステル樹脂をベースにした液状の熱硬化性樹脂組成物を挙げることができる。
なお、このように実質上問題となる気泡が巻き込まれていない無発泡な状態でワニス固体６２を巻線４０の間に充填させることでステータの絶縁信頼性を大きく向上させうる。
The varnish solid 62 is generally impregnated between
Examples of the varnish include a liquid thermosetting resin composition based on a polyester resin such as an alkyd resin.
It is to be noted that the insulation reliability of the stator can be greatly improved by filling the varnish solid 62 between the
（ステータ製造方法１）
本実施形態のステータは、例えば、以下のようにして製造することができる。
まず、ステータコア３０の一端面に形成された開口部からスロット溝３１の延在方向に沿ってスロット溝３１内にスロットライナ５１を挿入し、巻線装置にて巻線４０をティース３２に所定ターン数巻回して巻線コイルを作製しスロット溝３１の内部に収容させた後、ウェッジを挿入する。
その後、予め所定の発泡倍率で発泡させた加熱発泡性樹脂組成物を巻線コイルとスロットライナ５１との間に圧入して巻線コイルとスロットライナ５１との間に形成された空間に発泡体６１を充填する。
その後、ステータコア３０の隣接するティース３２の広幅部３２ａの間に形成されている直線状の開口部３１ａに対してワニスを滴下し、該滴下をワニスがコイルエンド部から滲出するまで継続した後に全体を加熱してワニスの熱硬化を実施し、無発泡な状態、すなわち、実用上問題となる気泡が混入されていない状態のワニス固体６２を形成させる。
(Stator manufacturing method 1)
The stator of this embodiment can be manufactured as follows, for example.
First, the
Thereafter, a heat-foamable resin composition foamed in advance at a predetermined expansion ratio is press-fitted between the winding coil and the
Thereafter, the varnish is dropped into the
このとき従来であれば、スロットライナとステータコアとの間にまでワニスが浸透して、空気層がワニスで充満されてしまうおそれを有していた。
そのため、このような方法により巻線コイルにワニスを含浸させる場合には慎重な作業を要し多大な手間がかかっていた。
特に、スロットライナに紙状の素材のものを用いている場合には、ワニスを含浸させた後にスロット溝の壁面と巻線コイルとの間に空気を残存させることは実質不可能であった。
At this time, conventionally, the varnish may penetrate between the slot liner and the stator core, and the air layer may be filled with the varnish.
Therefore, when the winding coil is impregnated with the varnish by such a method, careful work is required and much labor is required.
In particular, when a paper liner material is used for the slot liner, it is virtually impossible to leave air between the wall surface of the slot groove and the winding coil after impregnating the varnish.
一方で、本発明によれば、発泡体に形成されている気泡部分にはワニスが含浸されず、しかも、この発泡体がバリアとなって、スロットライナにワニスが含浸されることを抑制することから、スロット溝の壁面と巻線コイルとの間に多くの空気を存在させることができる。
また、仮に、巻線コイルがスロット溝に収容されたステータコア全体をワニスを収容した槽に浸漬させるようなワニス含浸方法が実施されたとしても、スロット溝の壁面と巻線コイルとの間に発泡体の気泡を存在させうる。
したがって、ステータコアがアースされた状態で誘導モータが駆動された場合においても、スロット溝の壁面と巻線コイルとの間にワニスが含浸されて空気が実質存在しなくなっているような場合に比べて、巻線コイルとステータコアとの間の誘電率を低減させることができ、ステータコアと巻線コイルとの間の静電容量を低減させ得る。
On the other hand, according to the present invention, the bubble portion formed in the foam is not impregnated with varnish, and the foam serves as a barrier to suppress the slot liner from being impregnated with varnish. Therefore, a large amount of air can exist between the wall surface of the slot groove and the winding coil.
Further, even if a varnish impregnation method in which the entire stator core in which the winding coil is accommodated in the slot groove is immersed in a tank in which the varnish is accommodated, foaming is performed between the wall surface of the slot groove and the winding coil. There can be air bubbles in the body.
Therefore, even when the induction motor is driven while the stator core is grounded, the varnish is impregnated between the wall surface of the slot groove and the winding coil, so that air substantially does not exist. The dielectric constant between the winding coil and the stator core can be reduced, and the capacitance between the stator core and the winding coil can be reduced.
このようにステータコアと巻線コイルとの間の静電容量を低減させ得ることから、漏れ電流を低減することができるとともに、サージ発生時における分担電圧も低減することができ部分放電の発生を抑制させ得る。
しかも、スロット溝の壁面と巻線コイルとの間に空気を存在させつつも巻線の間にワニスを十分含浸させる得ることから、ワニス固体中への空気の混入を防止することができ巻線の絶縁信頼性をより向上させうる。
すなわち、この“ステータ製造方法１”として例示したステータ製造方法によれば、簡便なる方法で信頼性の向上された回転電機用ステータを得ることができる。
Since the capacitance between the stator core and the winding coil can be reduced in this way, it is possible to reduce leakage current and to reduce the shared voltage at the time of surge occurrence, thereby suppressing the occurrence of partial discharge. Can be.
Moreover, since air can be sufficiently impregnated between the windings while air is present between the wall surface of the slot groove and the winding coil, it is possible to prevent air from being mixed into the varnish solid. It is possible to further improve the insulation reliability.
That is, according to the stator manufacturing method exemplified as “
（ステータ製造方法２）
上記のステータ製造方法１に代えて以下のような製造方法によりステータを作製することも可能である。
まず、液体状の加熱発泡性樹脂組成物、あるいは、シート状の加熱発泡性樹脂組成物を作製し、スロットライナ５１の一面、または両面に液体状の加熱発泡性樹脂組成物を塗工、乾燥させるか、あるいは、シート状の加熱発泡性樹脂組成物を貼り合わせ、この加熱発泡性樹脂組成物が備えられた面が内側（巻線に接する側）となるようにしてステータコア３０の一端面に形成された開口部からスロット溝３１内にスロットライナ５１を挿入し、巻線装置にて巻線コイルを作製しスロット溝３１の内部に収容させる。
(Stator manufacturing method 2)
Instead of the
First, a liquid heat-foamable resin composition or a sheet-like heat-foamable resin composition is prepared, and the liquid heat-foamable resin composition is applied to one or both surfaces of the
その後、巻線コイルがスロット溝に収容されたステータコア全体を、発泡剤から気体が放出される温度（以下「発泡温度」ともいう）まで加熱して加熱発泡性樹脂組成物を発泡させ、該発泡により巻線コイルとスロットライナ５１との間の空間に加熱発泡性樹脂組成物が発泡されてなる発泡体を充填させる。
その後、ワニスを巻線間に含浸させてワニス固体を形成させる点についてはステータ製造方法１と同様である。
また、簡便なる方法で信頼性の向上された回転電機用ステータを得ることができるという効果についてもステータ製造方法１と同様である。
このステータ製造方法２による製造方法によれば、軟化された加熱発泡性樹脂組成物を発泡の勢いによって巻線コイルの表面に密着させ得ることから、巻線コイルの表面に形成されている凹凸形状に追従させて発泡体を形成させうる。
Thereafter, the entire stator core in which the winding coil is accommodated in the slot groove is heated to a temperature at which gas is released from the foaming agent (hereinafter also referred to as “foaming temperature”) to foam the heat-foamable resin composition, Thus, the space formed between the winding coil and the
Thereafter, varnish is impregnated between the windings to form a varnish solid, which is the same as in
The effect that a stator for a rotating electrical machine with improved reliability can be obtained by a simple method is the same as that of the
According to the manufacturing method by this stator manufacturing method 2, since the softened heat-foamable resin composition can be brought into close contact with the surface of the winding coil by the force of foaming, the uneven shape formed on the surface of the winding coil The foam can be formed by following the above.
したがって、予め発泡された発泡体を巻線コイルとスロットライナ５１との間に圧入させる場合に比べてより多くの空気をスロット溝３１の内壁面と巻線コイルとの間に形成させやすいこととなる。
また、スロットライナ５１に芳香族ポリアミド繊維が用いられてなる絶縁紙など紙状のものを用いた場合においては、その繊維間に加熱発泡性樹脂組成物を侵入させることもでき、絶縁紙に対するワニスの侵入をよりいっそう抑制させ得る。
また、この加熱発泡性樹脂組成物を発泡させるべく巻線コイルがスロット溝に収容されたステータコア全体を加熱することにより、巻線間におけるワニスの流動性が向上され、巻線間に気泡などが残存するおそれをよりいっそう抑制させ得る。
すなわち、絶縁信頼性の向上がより強く要望されているような場合においては、ステータ製造方法１の方法よりもステータ製造方法２の方法を採用して回転電機用ステータを作製する方が好適であるといえる。
Therefore, it is easy to form more air between the inner wall surface of the
In addition, when a paper-like material such as insulating paper using aromatic polyamide fibers is used for the
Further, by heating the entire stator core in which the winding coil is accommodated in the slot groove in order to foam this heat-foamable resin composition, the fluidity of the varnish between the windings is improved, and bubbles or the like are generated between the windings. The possibility of remaining can be further suppressed.
That is, in a case where improvement of insulation reliability is strongly demanded, it is preferable to produce a stator for a rotating electrical machine by adopting the method of the stator production method 2 rather than the method of the
なお、本実施形態においては、スロットライナやウェッジを巻線コイルとともにスロット溝に収容させた場合を例示して誘導モータ用ステータとその製造方法を説明しているが、スロットライナやウェッジを備えていない場合も本発明の意図する範囲である。
また、本実施形態においては、誘導モータを例示して回転電機用ステータと回転電機用ステータ製造方法を説明しているが、本発明においては、回転電機を誘導モータに限定するものではない。
In this embodiment, the induction motor stator and the manufacturing method thereof are described by exemplifying the case where the slot liner and the wedge are accommodated in the slot groove together with the winding coil. However, the slot liner and the wedge are provided. If not, it is within the scope of the present invention.
Moreover, in this embodiment, although the induction motor was illustrated and the stator for rotary electric machines and the stator manufacturing method for rotary electric machines were demonstrated, in this invention, a rotary electric machine is not limited to an induction motor.
１０：回転軸、２０：ロータコア、３０：ステータコア、３１：スロット溝、３２：ティース、３２ａ：広幅部、４０：巻線、５１：スロットライナ、５２：ウェッジ、６１：発泡体、６２：ワニス固体 10: Rotating shaft, 20: Rotor core, 30: Stator core, 31: Slot groove, 32: Teeth, 32a: Wide portion, 40: Winding, 51: Slot liner, 52: Wedge, 61: Foam, 62: Varnish solid
Claims (6)
樹脂組成物で形成され、内部に複数の気泡を含有する発泡体で、前記スロット溝の壁面と前記巻線コイルとの間が充填されて前記空隙が設けられていることを特徴とする回転電機用ステータ。 A stator core used in a rotating electrical machine and used in a grounded state, and a winding coil in which windings are bundled is accommodated in a slot groove formed in the stator core, and the stator core and the For a rotating electrical machine in which a gap is provided between the wall surface of the slot groove and the winding coil so that the capacitance between the winding coil and the winding coil can be reduced, and the winding coil is accommodated in the slot groove A stator,
A rotating electrical machine characterized in that it is formed of a resin composition and contains a plurality of bubbles inside, and is filled with a space between a wall surface of the slot groove and the winding coil to provide the gap. Stator.
樹脂組成物で形成され、内部に複数の気泡を含有する発泡体で、前記スロット溝の壁面と前記巻線コイルとの間を充填させて前記空隙を設けることを特徴とする回転電機用ステータの製造方法。 A stator core used in a rotating electrical machine and used in a grounded state, and a winding coil in which windings are bundled is accommodated in a slot groove formed in the stator core, and the stator core and the For a rotating electrical machine in which a gap is provided between the wall surface of the slot groove and the winding coil so that the capacitance between the winding coil and the winding coil can be reduced, and the winding coil is accommodated in the slot groove A method for manufacturing a stator, comprising:
A stator for a rotating electrical machine, wherein the gap is formed by filling a space between a wall surface of the slot groove and the winding coil with a foam formed of a resin composition and containing a plurality of bubbles inside. Production method.
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