JPH11215753A - 絶縁コイルおよびこれに用いる絶縁テープ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性の高い絶縁コイルを得る。 【解決手段】 絶縁コイルは、コイル導体の周囲に絶縁
層を設けたものであり、絶縁層は絶縁テープを巻回した
ものに、エポキシ樹脂および酸無水物からなる熱硬化性
含浸樹脂を含浸して硬化したものであり、上記絶縁テー
プが、硬化触媒を含有したフェノール樹脂からなるバイ
ンダ樹脂で絶縁材を補強材に接着したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば発電機用回
転機、一般産業用回転機または車両用回転機の絶縁コイ
ル、全含浸方式で製造する回転電機用の絶縁コイル並び
にこれに用いる絶縁テープに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】発電機用回転機、一般産業用回転機また
は車両用回転機は高電圧化や小型化の要求が高く、上記
回転機に組み込まれる絶縁コイルには耐電圧性、耐熱劣
化性の優れたものが求められている。

【０００３】上記回転機に組み込まれる絶縁コイルは一
般に気相中に置かれるが、高電圧下ではコイル部分に存
在する気体の空気破壊に基づくコロナ放電が発生しコイ
ルの絶縁層が破壊される恐れがあるため、絶縁材として
耐熱性、耐コロナ性、耐電圧性などに優れたマイカ箔を
用いた絶縁テープが使用されている。マイカ箔は、マイ
カ原鉱を薄くはがして得られる薄片からなるマイカ箔と
マイカ原鉱またはマイカ箔の残品などを焼成法、水ジェ
ット法などで処理して細かい鱗片状とし、これを抄紙し
てシート状に形成した集成マイカ箔とがある。絶縁テー
プは、ガラスクロス、フィルム、不織布などの補強材を
裏打ち材として、この裏打ち材に上記マイカ箔をバイン
ダ樹脂で貼り合わせたものである。

【０００４】通常の絶縁コイルは、適当な絶縁被覆を施
した素線を組み合わせて所定の形状を形成したコイル導
体上に、上記絶縁テープを巻回しこれを含浸タンクの中
で真空乾燥し、絶縁層の揮発性分や空気などを除去した
後に、熱硬化性樹脂からなる含浸樹脂を注入して更に加
圧してその巻回層に浸透させ、これを取り出し硬化させ
ることにより絶縁層を形成することにより製造してい
た。

【０００５】絶縁テープを構成するに当たり、補強材と
マイカ箔からなる絶縁材とを貼り合わせるバインダ樹脂
としては、（１）作業性の点から柔軟性がありかつ表面
のべたつきの少ないもの、（２）熱硬化性樹脂の含浸樹
脂の浸透性がよいもの、（３）耐熱性や絶縁特性に優れ
たものが使用され、エポキシ樹脂やアリル基含有ポリマ
ー等を触媒として有機酸金属塩とともに用いていた。

【０００６】含浸樹脂としては低粘度の不飽和ポリエス
テル、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂等の熱硬化性
樹脂が用いられるが、特に粘度が低く含浸作業性、取り
扱いが良好で、その硬化物の特性が優れているエポキシ
樹脂を酸無水物で硬化する樹脂系が一般に使用されてい
る。

【０００７】しかし、エポキシ樹脂―酸無水物硬化系の
含浸樹脂は、可使時間が長い反面、硬化速度が遅いため
硬化触媒を使用するのが一般的であるが、硬化触媒を含
浸樹脂に直接添加すると樹脂粘度の上昇が早くなり、可
使時間が短くなる問題がある。特に、絶縁コイルの絶縁
層への樹脂含浸は、含浸樹脂を満たした含浸タンクに絶
縁コイルを浸漬して行い、含浸が終わると、また、新た
な絶縁コイルを入れ、繰り返し含浸樹脂を使用すること
から、含浸中や含浸樹脂の保存中に粘度上昇がなく可使
時間が長いことが望まれる。

【０００８】このように含浸樹脂に硬化触媒を直接添加
する方法では、含浸樹脂の可使時間が短くなるため、触
媒分離方式と言われる硬化触媒を含浸樹脂ではなく、絶
縁層側に予め添加しておく方法が知られている。即ち、
硬化触媒を絶縁テープのバインダ樹脂中に添加しておく
方法である。

【０００９】一方、絶縁コイルの絶縁処理方式は、コイ
ル単体で樹脂含浸を行い、ヒートプレスにより加熱硬化
させた後に、固定子鉄心スロットに組み込み結線する単
体含浸方式と、樹脂含浸前のコイルを固定子鉄心スロッ
トに組み結線した後、これを一括して含浸する全含浸方
式とがある。従来は、小型の絶縁コイルは全含浸方式、
大型の絶縁コイルはコイル単体で処理する単体含浸方式
がとられていたが、全含浸方式には以下の利点があるた
め、大型な絶縁コイルに対しても全含浸方式の適用が望
まれている。 （１）含浸および硬化工程が１度で済むため加工費が低
減できる。 （２）コイルと固定子鉄心とが含浸樹脂により強固に固
着されるため巻線全体としての機械的剛性が向上する。 （３）コイルと固定子鉄心スロット間に含浸樹脂が充填
されるため、この間の熱抵抗が単体含浸方式のそれと比
べ小さくなる為、機器運転時に固定子コイル導体で発生
する熱に起因するコイルの温度上昇を、単体含浸方式に
比べ効率的に押さえることが可能となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記触
媒分離方式において、エポキシ樹脂―酸無水物からなる
熱硬化性含浸樹脂を速硬化可能な硬化触媒は、絶縁テー
プのバインダ樹脂であるエポキシ樹脂やアリル基含有ポ
リマーを単独で硬化させる硬化触媒としての作用もある
ため、絶縁テープ製造時の熱履歴や長期保存によりバイ
ンダ樹脂そのものの反応が進み、それに伴って絶縁テー
プが堅くなり、絶縁コイルの絶縁テープの巻回作業性が
悪くなるばかりか含浸樹脂の含浸性が低下して十分な特
性が得られず、絶縁コイルとしての信頼性が大きく低下
するという問題があった。そのため、上記従来のような
絶縁テープは低温で保管しなければならなかったり、絶
縁テープ製造後速やかに使用しなければならないという
制約があった。

【００１１】また、絶縁テープのバインダ樹脂として従
来使用されているエポキシ樹脂やアリル基含有ポリマー
を使用したものは、樹脂を含浸後、硬化中にバインダ樹
脂が含浸樹脂に溶融拡散して均一状態になる前に、バイ
ンダ樹脂単独で硬化反応を起こすため、絶縁層が不均一
な樹脂硬化物となり、耐熱性が低下し、長期高温熱劣化
により絶縁特性が低下するという問題があった。そのた
め、長期高温熱劣化により絶縁特性が低下するため最高
使用温度にも制限があった。

【００１２】さらに、従来の触媒分離方式で硬化触媒と
して使用されている有機酸金属塩は絶縁テープの保存安
定性は多少改善されるが触媒活性が低く硬化速度が遅い
ため、大型の絶縁コイルでは熱容量が大きいため硬化中
の絶縁コイルの昇温速度が遅く、硬化中に含浸させた樹
脂が漏れ、絶縁コイルとしての信頼性が大きく低下する
という問題があった。そのため、全含浸方式での製造に
おいても適用対象に制限があった。

【００１３】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたもので、信頼性の高い絶縁コイルを得ることを目
的とする。また、全含浸方式により製造可能で信頼性の
高い絶縁コイルを得ることを目的とするものである。さ
らに、取扱いの容易な絶縁テープを得ることを目的とす
るものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の絶縁
コイルは、コイル導体、およびこの導体に、絶縁材を補
強材にバインダ樹脂で接着してなる絶縁テープを巻回し
熱硬化性含浸樹脂を含浸して硬化した絶縁層を備えた絶
縁コイルにおいて、上記バインダ樹脂が硬化触媒を含有
したフェノール樹脂であり、上記熱硬化性含浸樹脂がエ
ポキシ樹脂および酸無水物のものである。

【００１５】本発明に係る第２の絶縁コイルは、コイル
導体に、絶縁材を補強材にバインダ樹脂で接着してなる
絶縁テープを巻回した絶縁層を設け、固定子鉄心スロッ
トに収納され、固定子鉄心と共に熱硬化性含浸樹脂を含
浸して硬化し、上記樹脂の硬化物により上記固定子鉄心
と一体化される絶縁コイルにおいて、上記バインダ樹脂
が硬化触媒を含有したフェノール樹脂であり、上記熱硬
化性含浸樹脂がエポキシ樹脂および酸無水物のものであ
る。

【００１６】本発明に係る第３の絶縁コイルは、上記第
１または第２の絶縁コイルにおいて、フェノール樹脂の
フェノール性水酸基が２以上のものである。

【００１７】本発明に係る第４の絶縁コイルは、上記第
１ないし第３のいずれかの絶縁コイルにおいて、硬化触
媒がイミダゾール系化合物、イミダゾール系化合物と有
機酸金属塩、または４級アンモニウム塩のものである。

【００１８】本発明に係る第１の絶縁テープは、硬化触
媒を含有したフェノール樹脂で、絶縁材を補強材に接着
したものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の絶縁コイルは、コイル導
体の周囲に絶縁層を設けたもので、絶縁層は絶縁テープ
を巻回したものに、エポキシ樹脂および酸無水物からな
る熱硬化性含浸樹脂を含浸して硬化したものであり、特
に、上記絶縁テープが、硬化触媒を含有したフェノール
樹脂からなるバインダ樹脂で絶縁材を補強材に接着した
ものである。絶縁テープは、シート状でもテープ状でも
任意の形状で使用できるが、特に断らなければ、本発明
ではこれらを総称して絶縁テープと呼ぶ。

【００２０】上記絶縁材としては、マイカ原鉱を薄くは
がして得られる薄片からなるマイカ箔と、マイカ原鉱ま
たはマイカ箔の残品などを焼成法、水ジェット法などで
処理して細かい鱗片状とし、これを抄紙してシート状に
形成した集成マイカ箔とが用いられる。

【００２１】上記補強材としては上記マイカ箔を補強で
きるものであれば特に制限はなく、例えば、ガラスクロ
ス、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリ
エステル不織布などの絶縁性裏打ち材を用いる。

【００２２】本発明の絶縁コイルは、絶縁テープのバイ
ンダ樹脂が硬化触媒とフェノール樹脂からなっているの
で、含浸樹脂中のエポキシ樹脂がフェノール樹脂とも反
応し、含浸樹脂、バインダ樹脂が一体となり硬化するた
め、絶縁層の特性が向上し、信頼性の高い絶縁コイルが
得られる。

【００２３】本発明に係わるフェノール樹脂としてはフ
ェノール性水酸基を２個以上含むものは、絶縁層におけ
る硬化樹脂の架橋密度が増加し耐熱性が向上するため望
ましいが、特に制限はない。そのような化合物として
は、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、キ
シレゾールノボラック、ビスフェノールＡのノボラッ
ク、ビスフェノールＦのノボラック、ビスフェノールＡ
Ｄのノボラック、ビスフェノールＡ、ビスフェノール
Ｆ、ビスフェノールＡＤ、ジアリルビスフェノールＡ、
ジアリルビスフェノールＦまたはジアリルビスフェノー
ルＡＤ等があり、単独またはその混合物があげられる。

【００２４】作業性および含浸樹脂との相溶性の観点か
ら固体のフェノール樹脂と液状のフェノール樹脂を混合
して用いるのが望ましく、その混合割合は液状のフェノ
ール樹脂は１０〜５０重量％、固体のフェノール樹脂は
５０〜９０重量％が望ましい。つまり、固形のフェノー
ル樹脂だけでは絶縁テープが堅くなり、液状のフェノー
ル樹脂だけでは、絶縁テープがべたつき巻回作業性が悪
くなる。また、絶縁コイルに樹脂を含浸後、硬化中にバ
インダの樹脂が完全に含浸させた樹脂中に溶融拡散する
ためには、樹脂状から液状に変化する軟化温度が硬化温
度より低いフェノール樹脂が望ましい。

【００２５】本発明に係わる硬化触媒とは、エポキシ樹
脂と、酸無水物またはフェノール樹脂のどちらか一方ま
たは両方との反応を促進させる働きがあれば特に制限は
ない。そのような化合物としては、トリス（ジメチルア
ミノメチル）フェノール、ジメチルベンジルアミンもし
くは１，８―ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン
―７等の３級アミン系化合物類、２―メチルイミダゾー
ル、２―エチル―４―メチルイミダゾール、２―フェニ
ルイミダゾール、１―ベンジル―２―メチルイミダゾー
ル、１―ベンジル―２―エチルイミダゾール、１―シア
ノエチル―２―メチルイミダゾール、１―シアノエチル
―２―エチル―４―メチルイミダゾール、１―メチル―
２―エチルイミダゾールもしくは１―イソブチル―２―
メチルイミダゾール等のイミダゾール系化合物類、テト
ラメチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモ
ニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムクロライ
ド、テトラエチルアンモニウムアイオダイド、テトラプ
ロピルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニ
ウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムクロライ
ド、テトラブチルアンモニウムアイオダイド、トリオク
チルメチルアンモニウムクロライド、トリウラリルメチ
ルアンモニウムクロライド、ベンジルトリエチルアンモ
ニウムクロライド、ベンジルトリエチルアンモニウムブ
ロマイド、ベンジルトリエチルアンモニウムイアイオダ
イド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド、ベ
ンジルトリブチルアンモニウムブロマイド、ベンジルト
リブチルアンモニウムアイオダイドもしくはフェニルト
リメチルアンモニウムクロライド等の４級アンモニウム
塩類、オクチル酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、コバルトアセ
チルアセチネート、ガブリン酸亜鉛もしくはマンガンア
セチルアセトネート等の有機酸金属塩類、テトラエチル
アンモニウムテトラフェニルボレート、２―エチル―４
―メチルイミダゾリウムテトラフェニルボレート、メチ
ルトリブチルフォスフォニウムテトラフェニルボレート
もしくはテトラフェニルフォスフォニウムテトラフェニ
ルボレート等のボレート塩類、トリフェニルフォスフィ
ン等のリン化合物類、または３フッ化ホウ素モノエチル
アミン等の３フッ化ホウ素アミン錯体などがあげられ
る。このうち、触媒活性の観点からイミダゾール系化合
物類が、触媒活性および絶縁特性の観点からイミダゾー
ル系化合物類および有機酸金属塩類の混合系または４級
アンモニウム塩類が好ましい。

【００２６】本発明に係わる含浸用の熱硬化性樹脂はエ
ポキシ樹脂および酸無水物からなれば特に制限はない。
また、耐熱性向上のためにエポキシ樹脂―酸無水物に分
子構造中にヘテロ環をもつマレイミド樹脂などを添加し
てもよい。

【００２７】本発明に係わる絶縁テープは、フェノール
樹脂に硬化触媒を添加したバインダ樹脂を溶剤に溶解さ
せ、これを絶縁材および補強材に塗工し溶剤を揮発させ
て作製する。バインダ樹脂の含有量は絶縁テープの３〜
１５重量％であることが望ましく、３重量％未満である
とマイカ箔等の絶縁材と補強材が十分に一体化せず、１
５重量％を越えると含浸樹脂の含浸が不十分とになり硬
化後の特性が低下する。

【００２８】本発明の絶縁コイルは、上記絶縁テープを
絶縁被覆を施した素線を組み合わせて所定の形状を形成
したコイル導体上に巻回し、これを含浸タンクの中で真
空乾燥し、絶縁層の揮発性分や空気などを除去した後に
熱硬化性樹脂からなる含浸樹脂を注入して更に加圧して
その巻回層に浸透させ、これを取り出し硬化させること
により絶縁層を形成して得ることができる。

【００２９】絶縁コイルの絶縁処理方式は、上記のよう
にコイル単体で樹脂含浸を行いヒートプレスにより加熱
硬化させた後に、固定子鉄心スロットに組み込み結線す
る単体含浸方式と、樹脂含浸前のコイルを固定子鉄心ス
ロットに組み結線した後、これを一括して含浸する下記
全含浸方式とがある。

【００３０】全含浸方式とは、コイル導体に上記絶縁テ
ープを巻回した絶縁層を設け、固定子鉄心スロットに収
納し、固定子鉄心と共に上記熱硬化性含浸樹脂を含浸し
て硬化し、上記樹脂の硬化物により上記固定子鉄心と一
体化させる方法である。

【００３１】また、イミダゾール系化合物類などの活性
の高い触媒をバインダ樹脂に添加すると、上記全含浸方
式で含浸した絶縁コイルも硬化時に樹脂漏れなく硬化す
ることができ信頼性の高い絶縁コイルが得られる。

【００３２】更に、フェノール樹脂は、エポキシ樹脂の
硬化触媒では反応しないため、絶縁テープ製造時の熱履
歴や長期保存でも変化なく、安定性、取り扱いに優れた
絶縁テープが得られる。

【００３３】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。本発明はこれら実施例に限定されない。なお、実
施例および比較例中で用いるバインダ樹脂、硬化触媒、
含浸樹脂、酸無水物の略号は下記のとおりである。 フェノール樹脂 ＸＬＣ―４Ｌ：キシレゾールノボラック（水酸基当量１
６８）｛商品名：ＸＬＣ―４Ｌ，三井東圧（株）製｝ ＰＳＭ―４２６１：フェノールノボラック（水酸基当量
１０３）｛商品名：ＰＳＭ―４２６１，群栄化学工業
（株）製｝ ＹＬＨ１２９：ビスフェノールＡのノボラック（水酸基
当量１２０）｛商品名：ＹＬＨ１２９，油化シェルエポ
キシ（株）製｝ ＤＡＢＰＡ：ジアリルビスフェノールＡ｛商品名：ＤＡ
ＢＰＡ，三井東圧（株）製｝ ＤＡＢＰＦ：ジアリルビスフェノールＦ｛商品名：ＤＡ
ＢＰＦ，本州化学（株）製｝ イミダゾール系化合物類 ２Ｅ４ＭＺ：２―エチル―４―メチルイミダゾール｛商
品名：２Ｅ４ＭＺ，四国化成工業（株）製｝ １Ｂ２ＭＺ：１―ベンジル―２―メチルイミダゾール
｛商品名：１Ｂ２ＭＺ，四国化成工業（株）製｝ ４級アンモニウム塩 ＴＥＡ―Ｃｌ：テトラエチルアンモニウムクロライド
｛和光純薬工業（株）製｝ ＢＴＥＡ―Ｃｌ：ベンジルトリエチルアンモニウムクロ
ライド｛和光純薬工業（株）製｝ ＢＴＥＡ―Ｂｒ：ベンジルトリエチルアンモニウムブロ
マイド｛和光純薬工業（株）製｝ ＢＴＥＡ―Ｉ：ベンジルトリエチルアンモニウムイアイ
オダイド｛和光純薬工業（株）製｝ 有機酸金属塩 Ｃｏ（ＩＩ）ＡＡ：コバルト（ＩＩ）アセチルアセトナ
ート｛和光純薬工業（株）製｝ 上記以外の硬化触媒として ＤＭＰ―３０：トリス（ジメチルアミノメチル）フェノ
ール｛商品名：ＤＭＰ―３０，ローム・アンド・ハース
（株）製｝ ＤＢＵ：１，８―ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデ
セン―７｛和光純薬工業（株）製｝ エポキシ樹脂 Ｅ８２５：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ
当量１７８）｛商品名：Ｅ８２５，油化シェルエポキシ
（株）製｝ ＥＸ２０１：レゾルシン型エポキシ樹脂（エポキシ当量
１１８）｛商品名：ＥＸ２０１，ナガセ工業（株）製｝ Ｅ８３４：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ
当量２５０）｛商品名：Ｅ８３４，油化シェルエポキシ
社製｝ Ｅ１００１：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキ
シ当量４７５）｛商品名：Ｅ１００１，油化シェルエポ
キシ社製｝ Ｅ１０３２：トリフェニルメタン型多官能エポキシ樹脂
（エポキシ当量１７３）｛商品名：Ｅ１０３２，油化シ
ェルエポキシ社製｝ 酸無水物 ＱＨ―２００：メチル―テトラヒドロフタル酸無水物
（酸無水物当量１６６）｛商品名：ＱＨ―２００，日本
ゼオン（株）製｝ エポキシ樹脂以外の樹脂 ＰＫＨＨ：フェノキシ樹脂｛商品名：ＰＫＨＨ，ユニオ
ンカーバイド（株）製｝ ダップ：ジアリルイソフタレートポリマー｛商品名：ダ
ップ，大阪曹達（株）製｝

【００３４】実施例１． （１）絶縁テープ用バインダ溶液の調製 本発明に係わる絶縁テープ作製のためのバインダ樹脂溶
液として、固体状のフェノール樹脂（商品名：ＸＬＣ―
４Ｌ）が７０重量部（以下部という）、液状のフェノー
ル樹脂（商品名：ＤＡＢＰＡ）が３０部、硬化触媒（商
品名：ＤＭＰ―３０）が７部からなる組成物を用い、こ
れらをアセトンとトルエンの１：１混合有機溶剤に溶解
して、不揮発分の濃度が約２５重量％になるように調製
した。

【００３５】（２）絶縁テープの作製 上記（１）で得られた絶縁テープ用バインダ樹脂溶液を
用いて、集成マイカシート｛商品名：ＤＲ―２，岡部マ
イカ工業（株）製｝の厚さ０．０７ｍｍ、幅１０００ｍ
ｍのものと、厚さ０．０３ｍｍのガラスクロスとを貼り
合わせ、バインダ樹脂溶液の混合有機溶剤を１４０℃で
５分間加熱乾燥させ、バインダ樹脂含量６〜１０重量％
の絶縁テープを作製した。

【００３６】（３）熱硬化性樹脂の調製 エポキシ樹脂（商品名：Ｅ８２５）４１．５部、エポキ
シ樹脂（商品名：ＥＸ―２０１）１０．４部、酸無水物
硬化剤（商品名：ＱＨ―２００）４８．１部を配合し
て、含浸用の熱硬化性樹脂を得た。

【００３７】（４）複合絶縁組織板の作製 複合絶縁組織板は、３．０ｍｍのスペーサをセットした
テフロンテープを張り離型処理したガラス板に、１０ｃ
ｍ×１０ｃｍの切断した上記（２）の絶縁テープを２７
枚積層して、上記（３）の熱硬化性樹脂を真空加圧含浸
して、室温から毎分０．３６℃の昇温条件で１５５℃ま
で昇温し、１５５℃で１６時間保持し熱硬化性樹脂を硬
化して評価用の複合絶縁組織板を得た。

【００３８】（５）複合絶縁組織板の耐熱性試験 上記（４）で作製した、板厚３．０ｍｍの１０ｃｍ×１
０ｃｍの複合絶縁組織板を２００℃のオーブン中で熱劣
化を行い、熱劣化による複合絶縁組織板の膨れやはがれ
を目視により観察した。

【００３９】（６）複合絶縁組織板の誘電正接（ｔａｎ
δ）測定 誘電正接（ｔａｎδ）測定の温度依存性は、上記（４）
で作製した、板厚３．０ｍｍの１０ｃｍ×１０ｃｍの複
合絶縁組織板を評価サンプルとしてＪＩＳ Ｋ６９１１
に準拠して測定を行った。

【００４０】（７）ゲル化時間 ゲル化時間は上記（３）の熱硬化性樹脂に対し硬化触媒
（商品名：ＤＭＰ―３０）を０．００００２７ｍｏｌ／
ｇ添加して１５０℃でゲルタイムテスター｛安田精機
（株）製｝を用いて測定した。

【００４１】（８）全含浸方式による絶縁コイルの作製 図１は、本発明の実施例の絶縁コイルを説明するための
説明図で、絶縁コイルを高圧回転電機に用いた場合のス
ロット出口部を示す。図中、１はケイ素鋼板を積層した
固定子鉄心、２は本発明の実施例の絶縁コイル、３は導
体、４は絶縁層、５はウエッジ、６は中間フィラー、７
は固定子鉄心スロット、９は保護絶縁層である。絶縁コ
イル２は導体３の周りに上記（２）で得られた絶縁テー
プを所定回数巻回し、コイルの絶縁層４を形成し、この
絶縁層４の表面に、ガラステープを巻回して保護絶縁層
９とする。これを鉄心スロット７へ挿入し、ウエッジ５
を打ち込みコイル２を固定した。しかる後、上記（３）
で調製した熱硬化製樹脂の含浸および室温から毎分０．
３６℃の昇温条件で１５５℃まで昇温し、１５５℃で１
６時間保持し熱硬化性樹脂を硬化して絶縁コイルを得
た。

【００４２】（９）単体含浸方式による絶縁コイルの作
製 コイル導体の周りに絶縁テープを所定回数巻回し、対地
絶縁層を形成し、更に保護絶縁層としてガラステープを
巻回し、しかる後、上記（３）で調製した熱硬化性樹脂
の含浸を行い、金型に挿入して、金型温度１５５℃、圧
力２０ｋｇ／ｃｍ²で１６時間保持し加熱加圧して熱硬
化性樹脂を硬化して絶縁コイルを得た。

【００４３】（１０）絶縁コイルの絶縁特性測定 絶縁コイルの絶縁特性は、初期および１８０℃で１６時
間熱劣化後の絶縁コイルの誘電正接―電圧特性（Δtan
δ）（１２ｋＶ―２ｋＶの誘電正接の差）および絶縁破
壊電圧（ＢＤＶ）（１ｋＶ／秒の一定昇温で油中での測
定）測定により得た。これらの結果を表１に示した。

【００４４】

【表１】

【００４５】実施例２〜４．バインダ樹脂のフェノール
樹脂として実施例１で用いたＸＬＣ―４Ｌ、ＤＡＢＰＡ
のかわりにＰＳＭ―４２６１、ＹＬＨ１２９、ＤＡＢＰ
Ｆを用いた以外は実施例１と同様にして、絶縁テープ、
複合絶縁組織板、絶縁コイルを作製して評価を行った。
これらの結果を表１に示した。

【００４６】実施例５〜７．硬化触媒として実施例１に
おいて用いたＤＭＰ―３０のかわりにＤＢＵ、２Ｅ４Ｍ
Ｚ、１Ｂ２ＭＺを用いた以外は実施例１と同様にして、
絶縁テープ、複合絶縁組織板、絶縁コイルを作製して評
価を行った。これらの結果を表１に示した。

【００４７】実施例８、９．硬化触媒としてＤＭＰ―３
０のかわりに１Ｂ２ＭＺ―オクチル酸亜鉛混合触媒、１
Ｂ２ＭＺ―ナフテン酸亜鉛混合触媒を用いた以外は実施
例１と同様にして、絶縁テープ、複合絶縁組織板、絶縁
コイルを作製して評価を行った。これらの結果を表２に
示した。

【００４８】

【表２】

【００４９】実施例１０〜１３．硬化触媒としてＤＭＰ
―３０のかわりにＴＥＡ―Ｃｌ、ＢＴＥＡ―Ｃｌ、 Ｂ
ＴＥＡ―Ｂｒ、ＢＴＥＡ―Ｉを用いた以外は実施例１と
同様にして、絶縁テープ、複合絶縁組織板、絶縁コイル
を作製して評価を行った。これらの結果を表２に示し
た。

【００５０】比較例１．バインダ樹脂のＸＬＣ―４Ｌ、
ＤＡＢＰＡのかわりにＥ８３４、Ｅ１００１をＤＭＰ―
３０のかわりにオクチル酸亜鉛を用いた以外は実施例１
と同様にして、絶縁テープ、複合絶縁組織板、絶縁コイ
ルを作製して評価を行った。これらの結果を表３に示し
た。

【００５１】

【表３】

【００５２】表３から明かなように、オクチル酸亜鉛は
触媒活性が低くゲルタイムが長いため全含浸方式での絶
縁コイル製造では含浸した熱硬化性樹脂の樹脂漏れが硬
化中に発生し、初期においても十分な絶縁特性が得られ
ない。また、初期には十分な絶縁特性が得られた単体含
浸で製造した絶縁コイルにおいても熱劣化により絶縁特
性の低下が見られる。また、複合絶縁組織板の耐熱性試
験においても２００℃、１日で界面剥離がおき膨れが発
生し耐熱性が低い。

【００５３】比較例２．バインダ樹脂のＸＬＣ―４Ｌ、
ＤＡＢＰＡのかわりにＥ１０３２をＤＭＰ―３０のかわ
りにＣｏ（ＩＩ）ＡＡを用いた以外は実施例１と同様に
して、絶縁テープ、複合絶縁組織板、絶縁コイルを作製
して評価を行った。これらの結果を表３に示した。表３
から明かなように、Ｃｏ（ＩＩ）ＡＡは触媒活性が低く
ゲルタイムが長いため全含浸方式での絶縁コイル製造で
は含浸した熱硬化性樹脂の樹脂漏れが硬化中に発生し、
初期においても十分な絶縁特性が得られない。また、初
期には十分な絶縁特性が得られた単体含浸で製造した絶
縁コイルにおいても熱劣化により絶縁特性の低下が見ら
れる。また、複合絶縁組織板の耐熱性試験においても２
００℃、１日で界面剥離がおき膨れが発生し耐熱性が低
い。

【００５４】比較例３．バインダ樹脂のＸＬＣ―４Ｌ、
ＤＡＢＰＡのかわりにＥ８３４、Ｅ１００１をＤＭＰ―
３０のかわりに２Ｅ４ＭＺを用いた以外は実施例１と同
様にして絶縁テープを作製した。これらの結果を表３に
示した。絶縁テープ製造時にバインダ溶液の混合有機溶
剤を１４０℃で５分間加熱乾燥させた熱履歴で、イミダ
ゾールの触媒効果によりバインダのエポキシ樹脂の反応
が進行し、それに伴って絶縁テープが堅くなり、評価用
のサンプルおよび絶縁コイルを作製することが出来なか
った。

【００５５】比較例４．バインダ樹脂のＸＬＣ―４Ｌ、
ＤＡＢＰＡのかわりにをダップ、ＰＫＨＨを、ＤＭＰ―
３０のかわりに２Ｅ４ＭＺを用いた以外は実施例１と同
様にして、絶縁テープ、複合絶縁組織板、絶縁コイルを
作製して評価を行った。これらの結果を表３に示した。
表３から明らかなように、単体含浸方式または全含浸方
式いずれの方式で製造した絶縁コイルも初期には十分な
絶縁特性が得られた。しかし、熱劣化により絶縁特性の
低下が見られる。また、複合絶縁組織板の耐熱性試験に
おいても２００℃、１日で界面剥離がおき膨れが発生し
耐熱性が低い。

【００５６】一方、表１または表２から明らかなよう
に、上記実施例において、いずれのフェノール樹脂をバ
インダ樹脂として用いても従来のエポキシ樹脂やアリル
基含有ポリマーをバインダにしたもの（比較例１〜４）
に比べて、複合絶縁組織板の耐熱性試験および絶縁コイ
ルの熱劣化後の絶縁特性において耐熱性が大幅に改善さ
れている。

【００５７】また、上記実施例において、いずれの硬化
触媒を用いたものも、オクチル酸亜鉛などの有機酸金属
塩を硬化触媒に用いた比較例１または比較例２に比べ
て、ゲルタイムが短くなり硬化速度が大幅に改善され、
有機酸金属塩を硬化触媒に用いたものでは不可能であっ
た全含浸方式により製造した絶縁コイルにおいても単体
含浸により製造した絶縁コイルと同等の信頼性が得られ
ている。

【００５８】特に、イミダゾール系化合物である２Ｅ４
ＭＺ、１Ｂ２ＭＺを硬化触媒に用いたもの（実施例６〜
９）は上記の絶縁信頼性の向上に加え、ゲルタイムが更
に短くなりかつガラス転移温度も向上している。さら
に、１Ｂ２ＭＺ等のイミダゾール系化合物単独触媒系に
比べ、イミダゾール系化合物と有機酸金属塩の混合触
媒、または４級アンモニウム塩を触媒として用いた複合
絶縁組織板の高温でのtanδ特性が大幅に改善されてい
る。

【００５９】

【発明の効果】本発明の第１の絶縁コイルによれば、コ
イル導体、およびこの導体に絶縁材を補強材にバインダ
樹脂で接着してなる絶縁テープを巻回し熱硬化性含浸樹
脂を含浸して硬化した絶縁層を備えた絶縁コイルにおい
て、上記バインダ樹脂が硬化触媒を含有したフェノール
樹脂であり、上記熱硬化性含浸樹脂がエポキシ樹脂およ
び酸無水物のものであり、信頼性が高いという効果があ
る。

【００６０】本発明の第２の絶縁コイルによれば、コイ
ル導体に絶縁材を補強材にバインダ樹脂で接着してなる
絶縁テープを巻回した絶縁層を設け、固定子鉄心スロッ
トに収納され、固定子鉄心と共に熱硬化性含浸樹脂を含
浸して硬化し、上記樹脂の硬化物により上記固定子鉄心
と一体化される絶縁コイルにおいて、上記バインダ樹脂
が硬化触媒を含有したフェノール樹脂であり、上記熱硬
化性含浸樹脂がエポキシ樹脂および酸無水物のものであ
り、全含浸方式により製造可能で、信頼性が高いという
効果がある。

【００６１】本発明の第３の絶縁コイルによれば、上記
第１または第２の絶縁コイルにおいて、フェノール樹脂
のフェノール性水酸基が２以上のものであり、信頼性が
高いという効果がある。

【００６２】本発明の第４の絶縁コイルによれば、上記
第１ないし第３のいずれかの絶縁コイルにおいて、硬化
触媒がイミダゾール系化合物、イミダゾール系化合物お
よび有機酸金属塩、または４級アンモニウム塩のもので
あり、信頼性が高いという効果がある。

【００６３】本発明の第１の絶縁テープによれば、硬化
触媒を含有したフェノール樹脂で、絶縁材を補強材に接
着したものであり、取扱いが容易であるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の絶縁コイルを説明するため
の説明図である。

【符号の説明】

２ 絶縁コイル、３ 導体、４ 絶縁層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤岡 弘文 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイル導体、およびこの導体に、絶縁材
   を補強材にバインダ樹脂で接着してなる絶縁テープを巻
   回し熱硬化性含浸樹脂を含浸して硬化した絶縁層を備え
   た絶縁コイルにおいて、上記バインダ樹脂が硬化触媒を
   含有したフェノール樹脂であり、上記熱硬化性含浸樹脂
   がエポキシ樹脂および酸無水物であることを特徴とする
   絶縁コイル。
2. 【請求項２】 コイル導体に、絶縁材を補強材にバイン
   ダ樹脂で接着してなる絶縁テープを巻回した絶縁層を設
   け、固定子鉄心スロットに収納され、固定子鉄心と共に
   熱硬化性含浸樹脂を含浸して硬化し、上記樹脂の硬化物
   により上記固定子鉄心と一体化される絶縁コイルにおい
   て、上記バインダ樹脂が硬化触媒を含有したフェノール
   樹脂であり、上記熱硬化性含浸樹脂がエポキシ樹脂およ
   び酸無水物であることを特徴とする絶縁コイル。
3. 【請求項３】 フェノール樹脂のフェノール性水酸基が
   ２以上であることを特徴とする請求項１または請求項２
   に記載の絶縁コイル。
4. 【請求項４】 硬化触媒がイミダゾール系化合物、イミ
   ダゾール系化合物および有機酸金属塩、または４級アン
   モニウム塩であることを特徴とする請求項１ないし請求
   項３の何れかに記載の絶縁コイル。
5. 【請求項５】 硬化触媒を含有したフェノール樹脂で、
   絶縁材を補強材に接着してなる絶縁テープ。