JPH1169685A

JPH1169685A - 回転電気機械用のコイル

Info

Publication number: JPH1169685A
Application number: JP21296297A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Takeda; 政寛竹田
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1997-08-07
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 1999-03-09

Abstract

(57)【要約】【課題】電気絶縁材料を用いての施工方法が改良された
電気絶縁層を持つ回転電気機械用のコイルを提供する。【解決手段】亀甲形コイル１は、従来例に対して、液状
のエポキシ樹脂に燐片状のマイカとアルミナ粉末とを混
入して得た樹脂混和物を，コイル部７の長さＬ_Fの部分
の外周を覆って適宜な方法によって塗り付けることによ
って形成された，主絶縁層２を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回転電気機械用
のコイルに係わり、電気絶縁材料を用いての施工方法が
改良された対地絶縁用などの電気絶縁層に関する。

【０００２】

【従来の技術】比較的に高い電圧や大形の回転電気機械
（発電機，電動機など）の例えば電機子（固定子等）に
装填されるコイルにおいては、素線絶縁が施された導体
（多くの場合に平角銅線）である素線が採用され、所定
の形状に形成されることが一般である。この種の回転電
気機械に採用されているコイルには、亀甲形コイルや，
素線に転位が施されているギッター（転移）コイルが多
くの場合に用いられている。まず、亀甲形コイルの概要
について図面を用いて説明する。

【０００３】図７は、一般例の亀甲形コイルを模式的に
示したその上面図であり、図８は、図７に示した亀甲形
コイルの図７におけるＡ−Ａ断面図であり、図９は、図
７に示した亀甲形コイルが半完成状態にある場合を模式
的に示したその上面図である。図７〜図９において、９
は、素線７１を用いて素線７１の整列体として形成され
たコイル部７と、素線７１をコイル部７の要部で固めて
なる素線固め処理部８と、電気絶縁材を用いて形成され
た対地絶縁用の電気絶縁層である主絶縁層６とを備えた
亀甲形コイルである。この事例では、コイル部７は、素
線７１を２列，９段に整列させて形成されている。

【０００４】素線７１は、この事例の場合には、平角銅
線の外周に図示しない素線絶縁層が形成されているもの
である。この素線絶縁層に用いられる電気絶縁材として
は、テープ状の基材（ガラスクロス，高分子フィルムな
どが一般である）に合成樹脂が含浸されるなどした電気
絶縁テープ材（例えば、エポキシガラステープ材）など
が用いられており、集成マイカを貼り合わせた電気絶縁
テープ材が用いられる事例も多い。主絶縁層６は、コイ
ル部７の外周面の、図示しない回転電気機械の電機子鉄
心が持つ溝内に亀甲形コイル９が装填される部位（図７
に長さＬ_Fで示す）の外周を覆って形成されている。こ
の主絶縁層６の形成方法については後述する。

【０００５】コイル部７は、図９に示したように、いわ
ゆるレーストラック状とされた半完成状態としてまず作
製された後、図７に示すごとき六角状にする成形処理が
施され、その後に主絶縁層６が形成されて、亀甲形コイ
ル９が完成することになる。この半完成状態のコイル部
７には、素線７１の整列状態が崩れるのを防止するため
に、主絶縁層６が形成される部位（図９に長さＬで示
し、長さＬ≒長さＬ_Fである）に対して、六角状にする
成形処理の実施前に電気絶縁材製の素線固め処理部８が
形成されている。

【０００６】素線固め処理部８は、刷毛塗りなどに適し
た比較的に低粘度の液状である熱硬化性の合成樹脂剤
（例えば、周知のエポキシ樹脂系のワニス）を用いて形
成されることが一般である。電気絶縁材であるこの合成
樹脂剤は、半完成状態のコイル部７の外周の前記の長さ
Ｌの部位に刷毛塗りなどをされ、この合成樹脂剤がエポ
キシ樹脂系のワニスである場合には、加熱硬化｛硬化条
件；約１１５〔℃〕〜約１６０〔℃〕の程度の温度条件
で、数十分間程度加熱する｝を行うことで形成されてい
る。

【０００７】素線固め処理部（例えば、素線固め処理部
８）に用いられる熱硬化性の合成樹脂剤の異なる組成例
として、素線（例えば、素線７１）との熱膨張係数の差
異などに起因しての素線固め処理部における剥離の発生
の防止を主な目的に、同じ出願人より特願平９−００１
３６３号によって提案されたものがある。この提案によ
る素線固め処理部は、前記熱硬化性合成樹脂剤に粒状ま
たは粉末状の電気絶縁性の無機質充填材が混入されてい
る。

【０００８】続いて、ギッターコイルの概要について図
１０，図１１を用いて説明する。ここで図１０は、一般
例のギッターコイルを詰め物部を除いて模式的に示した
その斜視図であり、図１１は、図１０に示したギッター
コイルの詰め物部を含む要部の図１０におけるＤ−Ｄ断
面図である。図１０，図１１においては、図７〜図９に
示した一般例の亀甲形コイルと同一部分には同じ符号を
付し、その説明を省略する。図１０，図１１において、
９Ａは、素線７１を用いて素線７１の整列体として形成
されたコイル部７Ａと、詰め物部７９と、主絶縁層６と
を備えたギッターコイルである。

【０００９】一般に、素線（例えば、素線７１）に用い
られている平角銅線においては、電機子で発生された漏
れ磁束の影響を受けることによって、平角銅線中を通流
する電流に偏りが生じることがある。これを避けるため
に、素線に転位を施すことが慣用されており、素線に転
位を施したコイルがギッターコイルである。そうして、
図１０，図１１に示したギッターコイル９Ａが備えるコ
イル部７Ａにも、図１０に示したように転位が施されて
いる。

【００１０】この転位が施されているコイル部７Ａにお
いては、その頭部（図１１におけるＥ部とＦ部）におけ
る素線７１の外側面を連ねる包絡面は凹凸状になる。コ
イル部７Ａの頭部の端面における凹凸度を低減し、主絶
縁層６の形成後においてこの部位に空隙が発生しないよ
うにするなどのために、コイル部７Ａの頭部には、素線
７１の外側面を連ねる包絡面の凹部を埋めて、電気絶縁
材製の詰め物部７９が形成されている。詰め物部７９
は、例えば、熱硬化性の合成樹脂剤（例えば、エポキシ
樹脂）にマイカ片を混合して、周知のへら作業などに適
した比較的に高粘度とされた樹脂混和物を用いて形成さ
れる。

【００１１】詰め物部（例えば、詰め物部７９）に用い
られる樹脂混和物の異なる組成例として、素線（例え
ば、素線７１）との熱膨張係数の差異などに起因しての
詰め物部における剥離の発生の防止を主な目的に、上記
特願平９−００１３６３号によって提案されたものがあ
る。この提案による素線固め処理部は、前記熱硬化性合
成樹脂剤に粒状または粉末状の電気絶縁性の無機質充填
材が混入されている。なお、コイル部（例えば、コイル
部７Ａ）によっては、頭部ばかりで無く、その側面部に
も前記のコンパウンド材が詰められることで、コイル部
の側面部の素線７１相互間の凹凸をも無くすようにした
事例も知られている。

【００１２】次に、一般例の上述亀甲形コイル７やギッ
ター（転移）コイル７Ａに用いられている従来例の主絶
縁層についての説明を行う。比較的に高い電圧や大形の
回転電気機械に採用される主絶縁層６には、基材（ガラ
スクロス材などが一般である）の片面側に、はがしマイ
カや集成マイカなどのマイカ片を貼り合わせてなるマイ
カシート等の電気絶縁シート材が主として用いられてい
る。また、主絶縁層６の作製方法には、電気絶縁シート
材（以降、単に絶縁シート材と略称することがある。）
に対する合成樹脂剤による処理に関して、絶縁シート材
をコイル（例えば、亀甲形コイル７やギッターコイル７
Ａ）部の外周に巻き付けた後に，前記合成樹脂剤の含浸
処理を行うようにするものと、前記合成樹脂剤によって
予め含浸処理を施された絶縁シート材を用い，この絶縁
シート材をコイル部の外周に巻き付けるものとの、大き
く分けて２種類の方法が知られている。

【００１３】いずれの作製方法の場合であっても、主絶
縁層６は、図１２に示したような、前記によるいずれか
の内容を持つ絶縁シート材６２を重ね巻きすることで形
成した絶縁シート材巻回層６１の複数（対象とする回転
電気機械の使用電圧や絶縁シート材の厚さ寸法などに対
応する適切な値に設定されることが一般である）が巻き
重ねられて形成されている。ここで図１２は、図７のＢ
−Ｂ部の断面として示した従来例の主絶縁層が持つ絶縁
テープ巻回層の断面図である。図１２に示した事例にお
いては、絶縁シート材巻回層６１は、幅寸法Ｗを持つテ
ープ状とされた絶縁シート材６２が、ラップ長Ｌ〔Ｌ≒
（１／２）Ｗ〕で巻き重ねられる半重ね巻きとされ、主
絶縁層６の端部Ｃ（図７を参照）から巻き始められた場
合を示している。なお、図中右端の矢印は、絶縁シート
材６２が巻き進められる方向を示している。

【００１４】従来例の主絶縁層６にあっては、主絶縁層
６の熱伝導特性などの改善のために、前記合成樹脂剤に
粒状または粉末状の電気絶縁性の無機質充填材を混入す
るようにしている。電気絶縁性の無機質充填材を混入し
た合成樹脂剤を用いて主絶縁層６を作製するようにした
ものが、ＡＢＢ（スウエーデン国）から出願された特開
昭６３−１１０９２９号公報により公知となっている。
この公報による主絶縁層６では、用いられる無機質充填
材としては、いずれも合成樹脂剤よりも高い熱伝導率値
を有する電気絶縁性物質である、アルミナ（Ａｌ
₂Ｏ₃），窒化ほう素（ＢＮ），炭化けい素（Ｓｉ
Ｃ），窒化アルミニウム（ＡｌＮ），マグネシア（Ｍｇ
Ｏ），窒化けい素（Ｓｉ₃Ｎ₄）およびベリリア（Ｂｅ
Ｏ）の７種類の無機質充填材が示されている。

【００１５】これら無機質充填材は、前記公報では、粒
径をほぼ０．１〜１５〔μｍ〕に調整され、５〜５０
〔％〕の容量充填率（合成樹脂剤と無機質充填材との混
合物に含まれる無機質充填材の体積の割合）で合成樹脂
剤と混合されるとしている。なお前記公報には、公知例
として３０〜１００〔μｍ〕の粒径を持つ無機質充填材
を用いた事例も示されている。電気絶縁性の無機質充填
材が混入された合成樹脂剤を用いる主絶縁層６では、合
成樹脂剤よりも高い熱伝導率値を有する無機質充填材が
合成樹脂剤に混入されることによる作用・効果により、
無機質充填材を含んでいない場合よりも熱伝導率値が向
上される。また、混入される無機質充填材のそれぞれが
持つ電気的，熱的な性質（例えば、高い絶縁耐力，高い
誘電率，高い対コロナ性，小さい体積熱膨張係数など）
に対応して、その電気的，機械的な性質も同時に改善さ
れる。

【００１６】電気絶縁性の無機質充填材が混入された合
成樹脂剤を用いることで高い熱伝導率値とされた主絶縁
層６の事例が、ＴＨＥ７ｔｈＢＥＡＭＡＩｎｔｅ
ｒｎａｔｉｏｎａｌＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＣｏｎｆ
ｅｒｅｎｃｅにおいて、ＡＢＢのＲＯＮＢＲＡＭＭＥ
Ｒ氏らによって“ＩＮＳＵＬＡＴＮＧＭＩＣＡＴＡＰ
ＥＳＷＩＴＨＩＮＣＲＥＡＳＥＤＴＨＥＲＭＡＬ
ＣＯＮＤＵＣＴＩＶＩＴＹ”として報告されている。
この報告に含まれている主絶縁層６の熱伝導率特性の測
定例を一部省略のうえで図１３に示す。すなわち、図１
３は、電気絶縁性の無機質充填材が混入された合成樹脂
剤を用いる主絶縁層の熱伝導率特性の測定例を示すグラ
フである。

【００１７】図１３では、横軸に無機質充填材の容量充
填率を，縦軸に主絶縁層の熱伝導率を採り、無機質充填
材の種類（前記７種類の内のベリリアを除く６種類）お
よび容量充填率（１０〜２５〔％〕の範囲）を変えた場
合に得られる主絶縁層の熱伝導率の測定例を開示してい
る。図１３を視察することで、容量充填率が同一であっ
ても，無機質充填材の種類によって得られる熱伝導率値
が異なること、および、同一の無機質充填材の種類にあ
っては，容量充填率が大きいほど得られる熱伝導率値が
大きくなることが示されている。

【００１８】上述の電気絶縁性の無機質充填材が混入さ
れた合成樹脂剤を用いる場合の主絶縁層６の作製に当た
っては、主絶縁層６を形成する複数層の絶縁シート材巻
回層６１の各層においての無機質充填材の容量充填率を
ほぼ均等にすることが好ましいことから、無機質充填材
が混入された合成樹脂剤によって予め処理を施された絶
縁シート材を用い、この絶縁シート材をコイル部の外周
に巻き付ける作製方法が多くの場合に用いられる。そう
して、無機質充填材の容量充填率を高く設定したい場合
ほど、その必要性が高くなる。

【００１９】無機質充填材が混入された合成樹脂剤によ
って予め処理を施された絶縁シート材の作製方法の概要
を、ガラスクロス材を基材として用いたマイカテープを
ベースとして作製する場合を例にして説明する。この場
合には、第１の方法として、基材の片面側にマイカ片を
貼り合わせてマイカシートをまず作製し、無機質充填材
が混入された合成樹脂剤はこのマイカシートに主として
ガラスクロス材側から塗り付ける作製方法がある。ま
た、第２の方法に、マイカシートを作製する工程の中
で、無機質充填材が混入された合成樹脂剤を例えばマイ
カ片などと混合し、無機質充填材が混入された合成樹脂
剤によって予め処理を施された絶縁シート材を、１回の
工程によって作製すると言う作製方法がある。

【００２０】上述においては、コイルに対して電気絶縁
材を用いて形成される電気絶縁層について、電機子鉄心
に装填される部位の対地絶縁用の電気絶縁層である主絶
縁層６を対象にして説明してきた。コイル用の電気絶縁
層としては、主絶縁層６の他に、コイルエンド部（コイ
ルの電機子鉄心に装填されないことで，電機子鉄心の側
端面から突き出されて配置される部位）に対する電気絶
縁層としてしてのコイルエンド絶縁層などもある。しか
しながら、コイルエンド絶縁層などに課せられる電界強
度は、主絶縁層６の場合よりも一般に軽度であるので、
主絶縁層６と同等程度の電気絶縁レベルの内容あるいは
それ以下の電気絶縁層を形成すればよいものである。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によ
る回転電気機械用のコイル（例えば、亀甲形コイル９や
ギッターコイル９Ａ）においては、所望の性能の電機子
コイルを得ることができているが、次記するような諸問
題点が見出されており、それ等の解決が望まれている。
すなわち、高い使用電圧を持つ回転電気機械である場合には、コ
イルは、無機質充填材が混入された合成樹脂剤によって
予め処理を施された絶縁シート材（例えば、絶縁シート
材６２）を用いて作製されている。この場合に、無機質
充填材が混入された合成樹脂剤は、基材であるガラスク
ロス材の織り目の中，マイカ片の相互間およびマイカ片
と基材との間のそれぞれに確実に含浸をされ、これ等の
部位に空隙が存在しないようにする必要がある。ところ
で、固体の粉末を液体に混入することで得られる混和物
において現れる現象として、混和物の粘度は液体の粘度
よりも必ず大きくなると言う現象がよく知られている。
無機質充填材が混入された合成樹脂剤においても当然の
ことながらこの現象が現れるので、無機質充填材が混入
されていない合成樹脂剤と対比してその粘度は必ず増加
する。

【００２２】したがって、無機質充填材が混入された合
成樹脂剤を用いる場合には、前記空隙を皆無にすること
はかなり困難なことになっている。前記空隙が残存して
いる場合には、この空隙の存在が原因となって、コイル
に、絶縁耐力の低下，部分放電の発生による電気的寿命
の短縮などの重大な問題を招くことになる。したがっ
て、前記絶縁シート材に実質的に空隙が存在しないよう
にするために、含浸性の高い基材やマイカ片の採用，合
成樹脂剤の化学反応度の適正な調整・管理（例えば、適
切な品質の硬化促進剤の選定や、硬化促進剤の適切な混
合量の選定・管理など），含浸条件（圧力，処理温度，
処理時間など）の適正な調整・管理などが総合的に検討
をされ、実行をされている。この結果、コイルの製造原
価の低減が極めて困難になっている。

【００２３】また、前記項で述べたことであるが、
無機質充填材が混入された合成樹脂剤では、その粘度は
高くならざるを得ないために、絶縁シート材はその柔軟
性が低下することになる。この結果、絶縁シート材のコ
イルへの巻き付け作業が困難になり、電気絶縁層（例え
ば、主絶縁層６）の形成に要する作業時間が長くなるこ
とで、この点からもコイルの製造原価の低減が極めて困
難になっている。

【００２４】また、テープ状の絶縁シート材（例え
ば、絶縁シート材６２）を重ね巻きすることで形成され
た回転電気機械用のコイルの主絶縁層にあっては、一方
向巻きによる場合でも，往復巻きによる場合でも、共に
問題点が存在していることが、同じ出願人より提案され
た特願平９−０３２５１７号において指摘されている。
これらは、重ね巻きの場合においては順次巻き重ねられ
ていく絶縁シート材の重ね目には、絶縁シート材が屈曲
される部分であるわたり区間（図１２にＧａで示す）が
必ず存在し、半重ね巻きの絶縁シート材巻回層（例え
ば、絶縁シート材巻回層６１）を例にとると、このわた
り区間では絶縁シート材の枚数が半減してしまうことに
その原因がある。

【００２５】すなわち、前者は、互いに隣接される絶縁
テープ巻回層の間における絶縁シート材の重ね目の位置
が、全絶縁テープ巻回層でほぼ合致していると、この重
ね目を全絶縁テープ巻回層の垂直方向にわたって連ねた
部分が、耐破壊電圧性能の弱点部分になるとの問題であ
る。また、後者は、互いに隣接される絶縁テープ巻回層
に形成される絶縁テープの重ね目が互いに重なる部位で
ある重ね目の交点の位置が、全絶縁テープ巻回層でほぼ
合致していると、この重ね目の交点を全絶縁テープ巻回
層の垂直方向にわたって連ねた部分が、耐破壊電圧性能
の弱点部分になるとの問題である。これらの問題は、主
絶縁層をテープ状の絶縁シート材を用いて形成すること
に起因しており、この点からテープ状の絶縁シート材を
用いることが不要な主絶縁層の新しい形成方法の出現が
望まれている。

【００２６】さらにまた、絶縁シート材を用いて形成
された回転電気機械用のコイルの主絶縁層にあっては、
素線固め処理部（例えば、素線固め処理部８）が低粘度
の樹脂材を用いて形成される場合に問題点が存在してい
ることが、同じ出願人より提案された特願平９−１６６
８０７号において指摘されている。すなわち、図１４に
亀甲形コイル９の場合について例示するように、素線固
め処理部８に用いられる樹脂材が低粘度のために流動し
易い場合などには、素線固め処理部８が素線７１の外周
面に薄い層として形成されてしまうために、素線７１の
角部の相互間に形成されるほぼ三角形状をなす隅部７１
ａの面積の一部のみしか、素線固め処理部８によって充
填されず、この部位に空隙８ａが残存される場合があり
得るのである。

【００２７】ここで図１４は、亀甲形コイルの素線相互
間の隅部に空隙が残存した事例を模式的に示した図８に
おけるＰ部の拡大して示した断面図である。隅部７１ａ
に空隙８ａが形成されると、この空隙８ａの存在が原因
となって前記項の場合と同様な問題を惹起することに
なるので、この点からも絶縁シート材を用いることが不
要な主絶縁層の新しい形成方法の出現が望まれている。

【００２８】この発明は、前述の従来技術の問題点に鑑
みなされたものであり、その目的は、電気絶縁材料を用
いての施工方法が改良された電気絶縁層を持つ回転電気
機械用のコイルを提供することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】この発明では前述の目的
は、１）素線絶縁が施された導体である素線を用いて形成さ
れてなるコイル部と、コイル部の外周囲を巡るようにし
てコイル部の外周の少なくとも一部を覆って，電気絶縁
材を用いて形成された電気絶縁層とを備える回転電気機
械用のコイルにおいて、電気絶縁層は、液状の樹脂材に
粒状，燐片状などとされた電気絶縁性の充填材の１種ま
たは複数種を混入してなる樹脂混和物を用いて形成され
てなる構成とすること、または、２）素線絶縁が施された導体である素線を用いて形成さ
れてなるコイル部と、コイル部の外周囲を巡るようにし
てコイル部の外周の少なくとも一部を覆って，電気絶縁
材を用いて形成された電気絶縁層とを備える回転電気機
械用のコイルにおいて、電気絶縁層は、液状の樹脂材に
粒状，燐片状などとされた電気絶縁性の充填材の１種ま
たは複数種を混入してなる樹脂混和物を、コイル部の外
周に塗り付けることによって形成されてなる構成とする
こと、さらにまたは、３）素線絶縁が施された導体である素線を用いて形成さ
れてなるコイル部と、コイル部の外周囲を巡るようにし
てコイル部の外周の少なくとも一部を覆って，電気絶縁
材を用いて形成された電気絶縁層とを備える回転電気機
械用のコイルにおいて、電気絶縁層は、液状の樹脂材に
粒状，燐片状などとされた電気絶縁性の充填材の１種ま
たは複数種を混入してなる樹脂混和物を用い、コイル部
の外周に注型法によって形成されてなる構成とするこ
と、により達成される。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。なお、この項の以下の説明
においては、図７〜図１１に示した一般例のコイル、お
よび、図１２を用いて示した従来例の主絶縁層と同一部
分には同じ符号を付し、その説明を省略する。また、以
後の説明に用いる図中には、図７〜図１１で付した符号
については、極力代表的な符号のみを記すようにしてい
る。

【００３１】図１は、この発明の実施の形態の一例によ
る亀甲形コイルを模式的に示した図面であり、（ａ）は
その上面図であり、（ｂ）は図１（ａ）におけるＧ−Ｇ
断面図である。以下に図１を用い、亀甲形コイルに代表
させてこの発明の実施の形態の一例によるコイルを説明
する。図１において、１は、図１２に示した従来例の主
絶縁層を持つ図７〜図９示した一般例による亀甲形コイ
ル９に対して、主絶縁層６に替えて主絶縁層２を用いる
ようにした亀甲形コイルである。

【００３２】主絶縁層２は、この発明による特徴とし
て、エポキシ樹脂などの液状の樹脂材に、粒状，燐片状
などとされた電気絶縁性の充填材の１種または複数種を
混入して得た樹脂混和物を、コイル部７の長さＬ_Fの部
分の外周を覆って塗り付けることによって形成されてい
る。主絶縁層２には、従来例の主絶縁層６と異なって絶
縁シート材６２を用いないために、樹脂混和物に絶縁シ
ート材６２への含浸の容易性を付与することが不要であ
ると言う特長もある。

【００３３】主絶縁層２に用いる液状の樹脂材の組成
は、２液性のエポキシ樹脂を例にとって説明すると、い
ずれも周知のものであるが、主剤および硬化剤と、必要
に応じてはこれに硬化促進剤を加えたものである。ま
た、主絶縁層２に用い得る電気絶縁性の充填材の種類
は、前述の７種類に，マイカなどを加えることができ
る。これ等の充填材は、その備える特性を勘案して、２
種類以上（例えば、マイカとアルミナ）を同時に併用す
ることができる。すなわち、充填材を適宜に組み合わせ
ることで、主絶縁層２に望ましい性能を持つ樹脂混和物
を比較的に容易に得ることができると言う特長も得られ
る。

【００３４】これ等の充填材の形状は、例えば、粉末
状，および得られることができれば燐片状とすることが
できる。粉末状の充填材の粒径は、前述の０．１〜１０
０〔μｍ〕を含むことができると共に、絶縁シート材６
２への含浸の容易性が不要であることから、１００〔μ
ｍ〕を越えた範囲であっても使用することができる。主
絶縁層２の場合の充填材の容量充填率は、絶縁シート材
６２への含浸の容易性が不要であることから、前述の５
〜５０〔％〕の範囲を越えて５０〔％〕以上とし、いわ
ゆるパテ状とされた樹脂混和物とすることができる。

【００３５】さらに樹脂混和物には、樹脂混和物の機械
的性質の改善などを目的として、電気絶縁性の補強材
（例えば、ガラスファイバなどの繊維材）を適宜の量で
混入することができる。この樹脂混和物は、均質化のた
めに十分に混合・攪拌を行うことが好ましく、また、こ
の混合・攪拌の工程などにおいて、十分に真空脱気処理
を行うことが望ましい。そうして、これ等のことは、樹
脂混和物を扱う分野では比較的に慣用されている作業内
容である。

【００３６】前記による樹脂混和物の性状は、樹脂材や
充填材の組成，充填材の容量充填率などに応じて、粘度
が比較的に低くて液状を呈するものから、粘度が比較的
に高くてパテ状を呈するものまで広く分布して存在す
る。したがって、この樹脂混和物を用いて行う主絶縁層
２の施工方法は、樹脂混和物が持つ性状に対応した適切
な方法が選択できる。すなわち、液状を呈するものは周
知の刷毛塗りやローラー塗り，あるいはスプレーガンな
どの塗装機を用いて行う周知の吹き付け塗装法などを用
いることができ、ペースト状やパテ状を呈するものなど
はこて塗りなどを用いることもできる。

【００３７】吹き付け塗装法は、液状を呈するもの以外
に，ペースト状などの粘度が中庸のものまで広い粘度範
囲に適用できる。また、刷毛塗り，ローラー塗りや吹き
付け塗装法を用いて行う液状を呈する樹脂混和物の施工
に際しては、主絶縁層２の層厚．樹脂混和物の粘度と採
用する塗装法などに応じた回数による、複数回数の重ね
塗りを行うことができる。上述した方法によってコイル
部７に塗り付けられた樹脂混和物の層は、以降、周知の
硬化工程を経ることで主絶縁層２が完成する。この硬化
工程における温度条件，時間条件などは、樹脂混和物の
組成に対応した適切な条件が設定されることは言うまで
もない。

【００３８】また、燐片状や比較的に粒径の大きい粉末
状の充填材を用いたり，補強材が混入された樹脂混和物
を用いる場合には、樹脂混和物が硬化された後におけ
る、充填材や補強材と樹脂材との間の境界部からの湿気
の侵入を確実に防止するための表面処理を主絶縁層２の
表面部分に施すことが好ましい場合がある。この表面処
理には、液状の樹脂材や比較的に粒径の小さい粉末状の
充填材が混入された低粘度の樹脂混和物を塗り付けるこ
とが好ましい。

【００３９】図１に示すこの発明の実施の形態の一例に
よる亀甲形コイル１では前述の構成としたので、主絶縁
層２には絶縁シート材を用いていないので、発明が解決
しようとする課題の項の〜項において述べた従来技
術による絶縁シート材を用いる主絶縁層（例えば、主絶
縁層６）が持つ問題点が解決できる。すなわち、従来技
術による主絶縁層において、絶縁シート材および無機質
充填材が混入された合成樹脂剤によって予め処理を施さ
れた絶縁シート材を用いていることで発生していた、空
隙の発生と，絶縁シート材の巻き付け作業や絶縁シート
材の重ね目・重ね目の交点に関わる問題点が全て解決さ
れる。

【００４０】また、主絶縁層２は、前記樹脂混和物を用
いて素線固め処理部８の表面に直接形成されるものであ
るので、素線固め処理部８に空隙８ａが残存されている
場合であっても、この空隙８ａにも樹脂混和物が充填さ
れる。これにより、前述特願平９−１６６８０７号によ
り提案されている対処を別途行うこと無しに、主絶縁層
２を形成する工程において、空隙８ａを樹脂混和物によ
って同時に充填することができる利点が得られる。そう
して、以上のことによって、この発明になる主絶縁層２
では、高い電気絶縁性能を安定して得ることができると
共に、電気絶縁性能の長期信頼性が向上される。

【００４１】さらに、主絶縁層２では、無機質充填材が
混入された合成樹脂剤によって予め処理を施された絶縁
シート材が不要であるので、この絶縁シート材を作製す
るのに要していた作業時間が零になることと、この絶縁
シート材を作製するのに要していた樹脂混和物を絶縁シ
ート材に含浸させるための設備が不要になる。これによ
って、無機質充填材が混入された合成樹脂剤によって予
め処理を施された絶縁シート材の作製にかかわる製造原
価の低減を図ることができる。

【００４２】さらにまた、主絶縁層２では、コイル部７
への絶縁シート材（無機質充填材が混入された合成樹脂
剤によって予め処理を施された絶縁シート材を含む）の
巻き付けが不要であるので、絶縁シート材をコイル部７
に巻き付けるのに要していた作業時間が零になること
と、このための設備が不要になる。これによって、コイ
ル部７への絶縁シート材の巻き付け作業にかかわる製造
原価の低減を図ることができる。すなわち、上述のこと
によって、この発明になる主絶縁層２では、従来技術に
よる主絶縁層と対比して、製造原価を大幅に低減でき
る。

【００４３】次に、図２，図３を用いて、この発明の実
施の形態の異なる例による亀甲形コイルを説明する。こ
こで、図２は、この発明の実施の形態の異なる例による
亀甲形コイルの作製途中の後記する図３におけるＩ−Ｉ
断面図であり、図３は、図２における一部を省略したＨ
−Ｈ断面図である。図２，図３において、１Ａは、図１
に示したこの発明による亀甲形コイル１に対して、樹脂
混和物を塗り付け法によって形成された主絶縁層２に替
えて、注型法によって形成された主絶縁層３を用いるよ
うにした亀甲形コイルである。したがって、主絶縁層３
の形成に際しては、注型用治具５が用いられる。

【００４４】注型用治具５は、長尺物の外周囲を巡るよ
うにして長尺物の外周の一部を覆って合成樹脂層を注型
法によって形成する際に適用される周知の注型用治具と
同等の構成を備えている。すなわち、注型用治具５には
樹脂混和物を注型用治具５内に注入するために注入孔５
ａが形成されており、注型用治具５の両端部５ｂ，５ｂ
（図３には一方の端部５ｂの図示は省略されている）に
は、樹脂混和物の漏れ出しを制限するためのシール体５
１が装着されている。このシール体５１は、例えば、比
較的に剛性の高いゴム材を用いて形成されている。な
お、注型用治具５のシール体５１に当接される部位は、
シール体５１が抜け出さないようにするために、この事
例の場合には、テーパー面とされている。さらに、注型
用治具５の主絶縁層３の長さＬ_F（図１，図３を参照）
に沿う方向の長さ寸法Ｌ_Cは、Ｌ_C＞Ｌ_Fに設定されて
いる。

【００４５】主絶縁層３の形成に際して用いられる樹脂
混和物は、前述主絶縁層２の形成に際して用いられた樹
脂混和物がそのまま適用可能であるが、どちらかと言う
と、注型が容易になることからは、その粘度が中庸から
低粘度の範囲のものが好ましい。この樹脂混和物は、注
入孔５ａに対向して設けられる図示しない周知の注入用
ポートを介して、注入孔５ａから注型用治具５内に注入
される。なお、樹脂混和物の注入に際しては、周知のこ
とではあるが、少なくとも注型用治具５内は必要に応じ
ては真空に保持される。

【００４６】このようにしてコイル部７の外周面に注型
法によって形成された樹脂混和物の層は、以降、周知の
硬化工程を経ることで主絶縁層３が完成する。この硬化
工程における温度条件，時間条件，注型用治具５を主絶
縁層３から取り外す条件などは、樹脂混和物の組成に対
応した適切な条件が設定される。なお、主絶縁層３の表
面部分に対する表面処理に関しては、前述主絶縁層２の
場合と同様である。

【００４７】図２，図３に示すこの発明の実施の形態の
異なる例による亀甲形コイル１Ａでは前述の構成とした
ので、主絶縁層３に関して、前述亀甲形コイル１が持つ
主絶縁層２で得られた作用・効果を全て備えることがで
きる。亀甲形コイル１Ａが持つ主絶縁層３は、これに加
えて、注型用治具５を用いて作製されることから、主絶
縁層３の層厚寸法と外形寸法を、個人差無しに高い精度
で形成することができる利点を得られる。

【００４８】続いて、図４，図５を用いて、この発明の
実施の形態のさらに異なる例による亀甲形コイルを説明
する。ここで、図４は、この発明の実施の形態のさらに
異なる例による亀甲形コイルの作製途中の後記する図５
におけるＫ−Ｋ断面に関する斜視図であり、図５は、図
４における一部を省略したＪ−Ｊ断面図である。図４，
図５において、１Ｂは、図２，図３に示したこの発明に
よる亀甲形コイル１Ａに対して、主絶縁層３に替えて主
絶縁層４を用いるようにした亀甲形コイルである。主絶
縁層４の形成に際しては、注型用治具５Ａが用いられる
ことが、前述主絶縁層３の場合と異なっている。

【００４９】図４，図５に示された注型用治具５Ａは、
樹脂混和物の注型時に長さＬ_F（図１を参照）に沿わせ
て移動させるようにしていることが、前述注型用治具５
の場合と大きく異なっている。注型用治具５Ａを前述注
型用治具５と対比させて説明すると、まず、注型用治具
５Ａの主絶縁層４の長さＬ_F（図１を参照）に沿う方向
の長さ寸法Ｌ_Dは、Ｌ_D＜＜Ｌ_Fに設定されている。こ
の注型用治具５Ａの一方の端部５ｃには、樹脂混和物の
漏れ出しを制限するためのシール体５２が装着されてい
る。このシール体５２は、例えば、比較的に剛性の高い
ゴム材を用いて形成されている。

【００５０】この注型用治具５Ａには、この事例の場合
には、樹脂混和物を注型用治具５Ａ内に注入するための
注入孔５ａが相対して１対形成されている。そうして、
樹脂混和物は、それぞれの注入孔５ａに対向して設けら
れる図示しない周知の注入用ポートを介して、注入孔５
ａから注型用治具５Ａ内に注入されるのであるが、その
際、注型用治具５Ａは、図４，図５に矢印で示した方向
に移動をされることが特長的な操作である。図４，図５
で示した事例の場合には、その際コイル部７は固定され
ている。

【００５１】注型用治具５Ａと組み合わされて用いられ
る樹脂混和物は、前述主絶縁層２の形成に際して用いら
れた樹脂混和物の適用が基本的には可能であるが、上述
注型方法に適合するものとして、その粘度に関しては、
粘度が比較的に高いペースト状またはパテ状の樹脂混和
物を用いることが好適である。このようにしてコイル部
７の外周面に注型法によって形成された樹脂混和物の層
は、重複を避けて説明を省略するが、周知の硬化工程を
経ることで主絶縁層４が完成することや、必要に応じて
表面処理が施されることは、前述亀甲形コイル１Ａの場
合と同様である。

【００５２】図４，図５に示すこの発明の実施の形態の
異なる例による亀甲形コイル１Ｂでは前述の構成とした
ので、主絶縁層４に関して、前述亀甲形コイル１，１Ａ
が持つ主絶縁層２，３で得られた作用・効果を全て備え
ることができる。亀甲形コイル１Ｂが持つ主絶縁層４
は、これに加えて、注型用治具５Ａを用いて作製される
ことから、安価な注型用治具を用いることができる利点
を得られる。

【００５３】図４，図５を用いた上述の説明では、亀甲
形コイル１Ｂが持つ主絶縁層４の形成に際して、コイル
部７は固定されているのに対して注型用治具５Ａは移動
されるとしたが、この反対の関係であっても良いもので
ある。これを図示して示したのが図６である。ここで図
６は、図４における一部を省略したＪ−Ｊ断面図として
示した主絶縁層の形成方法を説明する説明図である。な
お、図６の説明においては、図５と同一部分には同じ符
号を付しその説明を省略する。

【００５４】図６に示した事例の場合には、樹脂混和物
が注入される際には、注型用治具５Ａは固定されてお
り、コイル部７が図６に矢印で示した方向に移動をされ
ることが、図５に示した場合と異なる特長的な操作であ
る。図６に示す方法によって注型されることで得られた
主絶縁層４は、図５に示す方法によって注型されること
で得られた主絶縁層４と全く同一であるので、重複を避
けて以降の説明は省略する。なお、図４〜図６を用いた
上述の説明では、亀甲形コイル１Ｂが持つ主絶縁層４の
形成に際して、コイル部７と注型用治具５Ａのいずれか
一方が固定され、残る他方にのみが移動されるとした
が、コイル部７と注型用治具５Ａとを互いに反対方向に
同時に移動させても良いことは勿論のことである。

【００５５】上述の説明では、回転電気機械用が備える
コイルは亀甲形コイルであるとしてきたが、これに限定
されるものではなく、例えば、ギッターコイルであって
もよいものである。なお、ギッターコイルにこの発明を
適用する場合には、主絶縁層（例えば、主絶縁層２，３
および４）は、頭部（例えば、図１１におけるＥ部とＦ
部）を含む素線固め処理部８の表面に、前記樹脂混和物
を用いて直接形成されることになる。したがって、主絶
縁層の形成と共に頭部の凹部も同時に樹脂混和物で充填
されるので、従来技術のギッターコイルの場合に行われ
ていた頭部に対する詰め物部（例えば、詰め物部７９）
を形成する工程が不要になるとの利点も得られる。

【００５６】また上述の説明では、コイルが備える電気
絶縁層は、対地絶縁用の主絶縁層であるとしてきたが、
これに限定されるものではなく、例えば、必要に応じて
は、コイルエンド絶縁層を含めて実施してもよいもので
ある。

【００５７】

【発明の効果】この発明になる回転電気機械用のコイル
においては、前記の課題を解決するための手段の項で述
べた構成とすることにより、次記する効果を奏する。前記の課題を解決するための手段の項の第（１）項，
第（２）項による構成とすることにより、絶縁シート材
を用いること無しに主絶縁層を含む電気絶縁層を形成す
ることが可能になるので、無機質充填材が混入された合
成樹脂剤によって予め処理を施された絶縁シート材を用
いていることで発生していた空隙の発生や絶縁シート材
の巻き付け作業に関わる問題と、絶縁シート材を用いて
いることで発生していた絶縁シート材の重ね目・重ね目
の交点に関わる問題点の全てを同時に解決することが可
能になり、電気絶縁層の電気絶縁性能の長期信頼性が向
上される。また、絶縁シート材を用いないことで、無機
質充填材が混入された合成樹脂剤によって予め処理を施
された絶縁シート材の作製、および、絶縁シート材のコ
イル部への巻き付け作業が不要になるので、主絶縁層の
形成にかかわる製造原価を３０〜５０〔％〕程度低減す
ることが可能になる。

【００５８】前記の課題を解決するための手段の項の
第（１）項，第（３）項による構成とすることにより、
前記項の効果を維持しながら、電気絶縁層の層厚寸法
や外形寸法に関する精度を向上させることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態の一例による亀甲形コイ
ルを模式的に示した図面であり、（ａ）はその上面図、
（ｂ）は図１（ａ）におけるＧ−Ｇ断面図

【図２】この発明の実施の形態の異なる例による亀甲形
コイルの作製途中の後記する図３におけるＩ−Ｉ断面図

【図３】図２における一部を省略したＨ−Ｈ断面図

【図４】この発明の実施の形態のさらに異なる例による
亀甲形コイルの作製途中の後記する図５におけるＫ−Ｋ
断面に関する斜視図

【図５】図５は、図４における一部を省略したＪ−Ｊ断
面図

【図６】図４における一部を省略したＪ−Ｊ断面図とし
て示した主絶縁層の形成方法を説明する説明図

【図７】一般例の亀甲形コイルを模式的に示したその上
面図

【図８】図７に示した亀甲形コイルの図７におけるＡ−
Ａ断面図

【図９】図７に示した亀甲形コイルが半完成状態にある
場合を模式的に示したその上面図

【図１０】一般例のギッターコイルを詰め物部を除いて
模式的に示したその斜視図

【図１１】図１０に示したギッターコイルの詰め物部を
含む要部の図１０におけるＤ−Ｄ面図

【図１２】図７のＢ−Ｂ部の断面として示した従来例の
主絶縁層が持つ絶縁テープ巻回層の断面図

【図１３】電気絶縁性の無機質充填材が混入された合成
樹脂剤を用いる主絶縁層の熱伝導率特性の測定例を示す
グラフ

【図１４】亀甲形コイルの素線相互間の隅部に空隙が残
存した事例を模式的に示した図８におけるＰ部の拡大し
て示した断面図

【符号の説明】

１亀甲形コイル２主絶縁層７コイル部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】素線絶縁が施された導体である素線を用い
て形成されてなるコイル部と、コイル部の外周囲を巡る
ようにしてコイル部の外周の少なくとも一部を覆って，
電気絶縁材を用いて形成された電気絶縁層とを備える回
転電気機械用のコイルにおいて、電気絶縁層は、液状の樹脂材に粒状，燐片状などとされ
た電気絶縁性の充填材の１種または複数種を混入してな
る樹脂混和物を用いて形成されてなることを特徴とする
回転電気機械用のコイル。
【請求項２】素線絶縁が施された導体である素線を用い
て形成されてなるコイル部と、コイル部の外周囲を巡る
ようにしてコイル部の外周の少なくとも一部を覆って，
電気絶縁材を用いて形成された電気絶縁層とを備える回
転電気機械用のコイルにおいて、電気絶縁層は、液状の樹脂材に粒状，燐片状などとされ
た電気絶縁性の充填材の１種または複数種を混入してな
る樹脂混和物を、コイル部の外周に塗り付けることによ
って形成されてなることを特徴とする回転電気機械用の
コイル。
【請求項３】素線絶縁が施された導体である素線を用い
て形成されてなるコイル部と、コイル部の外周囲を巡る
ようにしてコイル部の外周の少なくとも一部を覆って，
電気絶縁材を用いて形成された電気絶縁層とを備える回
転電気機械用のコイルにおいて、電気絶縁層は、液状の樹脂材に粒状，燐片状などとされ
た電気絶縁性の充填材の１種または複数種を混入してな
る樹脂混和物を用い、コイル部の外周に注型法によって
形成されてなることを特徴とする回転電気機械用のコイ
ル。