JP2000294061A - 絶縁材及び電機巻線 - Google Patents
絶縁材及び電機巻線Info
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- JP2000294061A JP2000294061A JP9728299A JP9728299A JP2000294061A JP 2000294061 A JP2000294061 A JP 2000294061A JP 9728299 A JP9728299 A JP 9728299A JP 9728299 A JP9728299 A JP 9728299A JP 2000294061 A JP2000294061 A JP 2000294061A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高熱伝導率を有し、かつ課電寿命特性を向上さ
せることができる電機巻線及びその絶縁被覆を得ること
ができる絶縁材及び電機巻線の提供を課題とする。 【解決手段】上記目的を解決するために、マイカ層３，
補強材層５，高熱伝導充填材層７及び各層に含まれる樹
脂８を有する高熱伝導絶縁テープ１において、高熱伝導
充填材層７に球形アルミナ６ｂを含み、かつ高熱伝導充
填材層１００体積部中に含まれる球形アルミナ６ｂの量
を１〜８０体積部とした。そして、この高熱伝導絶縁テ
ープ１を用いて巻線導体１０の外周部に高熱伝導絶縁被
覆１１を形成した。
せることができる電機巻線及びその絶縁被覆を得ること
ができる絶縁材及び電機巻線の提供を課題とする。 【解決手段】上記目的を解決するために、マイカ層３，
補強材層５，高熱伝導充填材層７及び各層に含まれる樹
脂８を有する高熱伝導絶縁テープ１において、高熱伝導
充填材層７に球形アルミナ６ｂを含み、かつ高熱伝導充
填材層１００体積部中に含まれる球形アルミナ６ｂの量
を１〜８０体積部とした。そして、この高熱伝導絶縁テ
ープ１を用いて巻線導体１０の外周部に高熱伝導絶縁被
覆１１を形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機に用いら
れる電機巻線に関するものである。また、電機巻線の絶
縁被覆を形成するために用いられる絶縁材に関するもの
である。
れる電機巻線に関するものである。また、電機巻線の絶
縁被覆を形成するために用いられる絶縁材に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、回転電機に用いられる電機巻線の
絶縁被覆は、例えば特開昭63−110929号公報に記載のよ
うに、マイカ層，補強材層，高熱伝導率の充填材を有す
る充填材層及びそれら各層中に含まれる樹脂とを有する
絶縁材を用いて形成していた。
絶縁被覆は、例えば特開昭63−110929号公報に記載のよ
うに、マイカ層，補強材層，高熱伝導率の充填材を有す
る充填材層及びそれら各層中に含まれる樹脂とを有する
絶縁材を用いて形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た絶縁材を用いて絶縁被覆を形成していた従来の電機巻
線は、低電圧で運転される回転電機に用いた場合、何等
問題は生じなかったが、事業用発電機や高圧電動機等の
ように高電圧で運転される回転電機に用いた場合、電気
的な欠陥が生じやすく、電気的特性、特に課電寿命特性
が低下してしまう嫌いがあった。
た絶縁材を用いて絶縁被覆を形成していた従来の電機巻
線は、低電圧で運転される回転電機に用いた場合、何等
問題は生じなかったが、事業用発電機や高圧電動機等の
ように高電圧で運転される回転電機に用いた場合、電気
的な欠陥が生じやすく、電気的特性、特に課電寿命特性
が低下してしまう嫌いがあった。
【０００４】本発明の代表的な目的は、高熱伝導率を有
し、かつ課電寿命特性を向上させることができる電機巻
線及びその絶縁被覆を形成する絶縁材の提供にある。ま
た、この電機巻線を有する回転電機の提供にある。
し、かつ課電寿命特性を向上させることができる電機巻
線及びその絶縁被覆を形成する絶縁材の提供にある。ま
た、この電機巻線を有する回転電機の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者は、電気
的な欠陥が生じやすくなる原因について究明した。その
結果、絶縁被覆を構成する充填材層の樹脂中に存在する
微少な充填材の凝集塊が原因であると判明した。そして
このような凝集塊が存在するのは、絶縁材を製作する
際、樹脂と充填材を混合する過程で樹脂と充填材が充分
混合されず、充填材の分散性が不十分となるためである
と判明した。そこで、本発明の発明者は、上記事実を解
決するために研究を重ねた。その結果、球形充填材を含
む充填材を用い、この球形状の充填材の量を１００体積
部あたり１〜８０体積部とすればよいことを発見した。
的な欠陥が生じやすくなる原因について究明した。その
結果、絶縁被覆を構成する充填材層の樹脂中に存在する
微少な充填材の凝集塊が原因であると判明した。そして
このような凝集塊が存在するのは、絶縁材を製作する
際、樹脂と充填材を混合する過程で樹脂と充填材が充分
混合されず、充填材の分散性が不十分となるためである
と判明した。そこで、本発明の発明者は、上記事実を解
決するために研究を重ねた。その結果、球形充填材を含
む充填材を用い、この球形状の充填材の量を１００体積
部あたり１〜８０体積部とすればよいことを発見した。
【０００６】ここに、本発明に係る絶縁材は、マイカ
層，補強材層，充填材層及びこれら各層に含まれた樹脂
を有するものであり、充填材層に球形充填材を含み、充
填材層１００体積部中に含まれる球形充填材の量を１〜
８０体積部としたものである。本発明に係る別の絶縁材
は、マイカ層，補強材層，充填材層の順に積層した積層
体、若しくは充填材層，マイカ層，補強材層の順に積層
した積層体と、この積層体に含まれる樹脂とを有するも
のであり、充填材層に球形充填材を含み、充填材層１０
０体積部中に含まれる球形充填材の量を１〜８０体積部
としたものである。
層，補強材層，充填材層及びこれら各層に含まれた樹脂
を有するものであり、充填材層に球形充填材を含み、充
填材層１００体積部中に含まれる球形充填材の量を１〜
８０体積部としたものである。本発明に係る別の絶縁材
は、マイカ層，補強材層，充填材層の順に積層した積層
体、若しくは充填材層，マイカ層，補強材層の順に積層
した積層体と、この積層体に含まれる樹脂とを有するも
のであり、充填材層に球形充填材を含み、充填材層１０
０体積部中に含まれる球形充填材の量を１〜８０体積部
としたものである。
【０００７】本発明に係る別の絶縁材は、マイカ箔と補
強材に樹脂を含浸して接着し、このどちらか一方側に、
１００体積部あたり１〜８０体積部の球形充填材を含む
充填材に樹脂を含浸したものを塗工し形成したものであ
る。上記絶縁材において充填材層に含まれる充填材は、
少なくとも５Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有するものであ
る。
強材に樹脂を含浸して接着し、このどちらか一方側に、
１００体積部あたり１〜８０体積部の球形充填材を含む
充填材に樹脂を含浸したものを塗工し形成したものであ
る。上記絶縁材において充填材層に含まれる充填材は、
少なくとも５Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有するものであ
る。
【０００８】ここで、球形充填材の量を１００体積部あ
たり１〜８０体積部とするのは、熱伝導率の低下を抑え
ると共に充填材の凝集塊の発生を防止するためである。
すなわち球形充填材の量が１体積部未満になると、絶縁
材を製作する際、樹脂と充填材を混合する過程で充填材
の分散性が低下し、充填材を含む樹脂中に充填材の凝集
塊が発生するからである。また、球形充填材の量が８０
体積部を超えると、絶縁被覆を形成した際、絶縁被覆の
熱伝導率が低下するからである。
たり１〜８０体積部とするのは、熱伝導率の低下を抑え
ると共に充填材の凝集塊の発生を防止するためである。
すなわち球形充填材の量が１体積部未満になると、絶縁
材を製作する際、樹脂と充填材を混合する過程で充填材
の分散性が低下し、充填材を含む樹脂中に充填材の凝集
塊が発生するからである。また、球形充填材の量が８０
体積部を超えると、絶縁被覆を形成した際、絶縁被覆の
熱伝導率が低下するからである。
【０００９】本発明に係る電機巻線は、巻線導体と、巻
線導体の外側に形成した絶縁被覆とを有するものであ
り、上記いずれかの絶縁材を用いて絶縁被覆を形成した
ものである。具体的には、絶縁導体を複数回巻いて巻線
導体を形成し、巻線導体の外側に上記いずれかの絶縁材
を巻き、さらに絶縁材の外側に離型材を巻き、成形治具
を取付け、成形治具の外表面より外力を与えつつ所定の
温度で加熱し、上記絶縁材中の樹脂を硬化して絶縁被覆
を形成する。
線導体の外側に形成した絶縁被覆とを有するものであ
り、上記いずれかの絶縁材を用いて絶縁被覆を形成した
ものである。具体的には、絶縁導体を複数回巻いて巻線
導体を形成し、巻線導体の外側に上記いずれかの絶縁材
を巻き、さらに絶縁材の外側に離型材を巻き、成形治具
を取付け、成形治具の外表面より外力を与えつつ所定の
温度で加熱し、上記絶縁材中の樹脂を硬化して絶縁被覆
を形成する。
【００１０】本発明に係る回転電機は、固定子と、固定
子の内側に設けた回転子と、固定子及び回転子を内蔵し
たハウジングと、ハウジングに固定されると共に回転子
の回転軸を回転自在に支承する軸受装置とを有するもの
であり、少なくとも固定子を構成する鉄心に上記電機巻
線を装着したものである。
子の内側に設けた回転子と、固定子及び回転子を内蔵し
たハウジングと、ハウジングに固定されると共に回転子
の回転軸を回転自在に支承する軸受装置とを有するもの
であり、少なくとも固定子を構成する鉄心に上記電機巻
線を装着したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。
に基づき説明する。
【００１２】本実施の形態の高熱伝導絶縁テープの構成
を図１に示す。図面において１は高熱伝導絶縁テープ
（又は高熱伝導プリプレグテープ）であり、マイカ層３
（又は耐電圧層），補強材層５，高熱伝導充填材層７の
順に積層した積層体と、各層に含有した樹脂８からな
る。尚、本実施の形態では、マイカ層３，補強材層５，
高熱伝導充填材層７の順に積層した積層体の例を示した
が、高熱伝導充填材層７，マイカ層３，補強材層５の順
に積層された積層体であってもよい。
を図１に示す。図面において１は高熱伝導絶縁テープ
（又は高熱伝導プリプレグテープ）であり、マイカ層３
（又は耐電圧層），補強材層５，高熱伝導充填材層７の
順に積層した積層体と、各層に含有した樹脂８からな
る。尚、本実施の形態では、マイカ層３，補強材層５，
高熱伝導充填材層７の順に積層した積層体の例を示した
が、高熱伝導充填材層７，マイカ層３，補強材層５の順
に積層された積層体であってもよい。
【００１３】マイカ層３は集成マイカ箔２と樹脂８から
なる層である。補強材層５はガラス繊維を碁盤目のよう
に編んで形成したガラスクロス４と樹脂８からなる層で
ある。高熱伝導充填材層７はアルミナ粒子体６と樹脂８
からなる層である。アルミナ粒子体６はランダム形状ア
ルミナ６ａと球形アルミナ６ｂとを混合したものであ
り、ランダム形状アルミナ６ａは高熱伝導充填材層１０
０体積部あたり９９〜２０体積部含まれ、球形アルミナ
６ｂは１〜８０体積部含まれている。アルミナ粒子体６
は５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する。
なる層である。補強材層５はガラス繊維を碁盤目のよう
に編んで形成したガラスクロス４と樹脂８からなる層で
ある。高熱伝導充填材層７はアルミナ粒子体６と樹脂８
からなる層である。アルミナ粒子体６はランダム形状ア
ルミナ６ａと球形アルミナ６ｂとを混合したものであ
り、ランダム形状アルミナ６ａは高熱伝導充填材層１０
０体積部あたり９９〜２０体積部含まれ、球形アルミナ
６ｂは１〜８０体積部含まれている。アルミナ粒子体６
は５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する。
【００１４】ここで、球形アルミナ６ｂの量を高熱伝導
充填材層１００体積部あたり１〜８０体積部とするの
は、充填材の凝集塊の発生を防止すると共に熱伝導率の
低下を抑えるためである。すなわち球形アルミナ６ｂの
量が１体積部未満になると、絶縁材を製作する際、樹脂
と充填材を混合する過程で充填材の分散性が低下し、充
填材を含む樹脂中に充填材の凝集塊が発生するからであ
る。また、球形アルミナ６ｂの量が８０体積部を超える
と、絶縁被覆を形成した際、絶縁被覆の熱伝導率が低下
するからである。尚、以上のことは、後述する実験によ
り確認している。
充填材層１００体積部あたり１〜８０体積部とするの
は、充填材の凝集塊の発生を防止すると共に熱伝導率の
低下を抑えるためである。すなわち球形アルミナ６ｂの
量が１体積部未満になると、絶縁材を製作する際、樹脂
と充填材を混合する過程で充填材の分散性が低下し、充
填材を含む樹脂中に充填材の凝集塊が発生するからであ
る。また、球形アルミナ６ｂの量が８０体積部を超える
と、絶縁被覆を形成した際、絶縁被覆の熱伝導率が低下
するからである。尚、以上のことは、後述する実験によ
り確認している。
【００１５】高熱伝導絶縁テープ１は次のように得る。
水中分散したマイカ粒子を抄紙機により抄造して製作し
た集成マイカ箔２，ガラスクロス４を用意し、これらに
ノボラック型エポキシ樹脂１００重量部に対しＢＦ3 モ
ノエチルアミン３重量部を加えた樹脂８を含浸し、接着
して集成マイカシート（マイカ層３と補強材層５との積
層体）を得る。
水中分散したマイカ粒子を抄紙機により抄造して製作し
た集成マイカ箔２，ガラスクロス４を用意し、これらに
ノボラック型エポキシ樹脂１００重量部に対しＢＦ3 モ
ノエチルアミン３重量部を加えた樹脂８を含浸し、接着
して集成マイカシート（マイカ層３と補強材層５との積
層体）を得る。
【００１６】次に、ランダム形状アルミナ６ａ（例えば
１００体積部あたり９５体積部）と球形アルミナ６ｂ
（例えば１００体積部あたり５体積部）からなるアルミ
ナ粒子体６と、ノボラック型エポキシ樹脂１００重量部
に対しＢＦ3 モノエチルアミン３重量部を加えた樹脂８
とを、アルミナ粒子体６と樹脂８との重量比が２：１と
なるように混合し、これにメチルエチルケトン１０重量
％を加え、集成マイカシートの補強材層５側面（又はマ
イカ層３側面）にロールコータにより塗工し、乾燥炉内
でメチルエチルケトンを揮発，除去して高熱伝導絶縁シ
ートを得る。尚、アルミナ粒子体６と樹脂８との混合に
あたっては、球形アルミナ６ｂと樹脂８とを混合してか
らランダム形状アルミナ６ａを加え混合してもよいし、
この逆でもよい。
１００体積部あたり９５体積部）と球形アルミナ６ｂ
（例えば１００体積部あたり５体積部）からなるアルミ
ナ粒子体６と、ノボラック型エポキシ樹脂１００重量部
に対しＢＦ3 モノエチルアミン３重量部を加えた樹脂８
とを、アルミナ粒子体６と樹脂８との重量比が２：１と
なるように混合し、これにメチルエチルケトン１０重量
％を加え、集成マイカシートの補強材層５側面（又はマ
イカ層３側面）にロールコータにより塗工し、乾燥炉内
でメチルエチルケトンを揮発，除去して高熱伝導絶縁シ
ートを得る。尚、アルミナ粒子体６と樹脂８との混合に
あたっては、球形アルミナ６ｂと樹脂８とを混合してか
らランダム形状アルミナ６ａを加え混合してもよいし、
この逆でもよい。
【００１７】次に、高熱伝導絶縁シートをスリッタにて
３０mm幅にスリットし、高熱伝導絶縁テープ１を得る。
３０mm幅にスリットし、高熱伝導絶縁テープ１を得る。
【００１８】本実施の形態の電機巻線の構成を図２に示
す。図面において９は電機巻線であり、絶縁導体１０ａ
を複数回巻いて形成した巻線導体１０と、巻線導体１０
の外側に図１の高熱伝導絶縁テープ１を用いて形成した
高熱伝導絶縁被覆１１からなる。
す。図面において９は電機巻線であり、絶縁導体１０ａ
を複数回巻いて形成した巻線導体１０と、巻線導体１０
の外側に図１の高熱伝導絶縁テープ１を用いて形成した
高熱伝導絶縁被覆１１からなる。
【００１９】電機巻線９は次のように得る。図２に示す
如く、複数の絶縁導体１０ａを複数回巻いて巻線導体１
０を形成し、この外側に図１の高熱伝導絶縁テープ１を
一部重ねて巻く。本実施の形態では、高熱伝導絶縁テー
プ１のマイカ層３側を巻線導体１０側として巻線導体１
０の外側に巻いたが、高熱伝導充填材層７側を巻線導体
１０側としてもよい。次に、高熱伝導絶縁テープ１の外
側に離型テープ１２を巻く。このように高熱伝導絶縁テ
ープ１の外側に離型テープ１２を巻くのは、後述する成
形治具と高熱伝導絶縁テープ１との接着を防止するため
である。次に、図３に示す如く、成形治具１３を取り付
け、この成形治具１３の外表面より外力を与えつつ所定
の温度で加熱し、高熱伝導絶縁テープ１に含まれている
樹脂８を硬化して高熱伝導絶縁被覆１１を形成し電機巻
線９を得る。
如く、複数の絶縁導体１０ａを複数回巻いて巻線導体１
０を形成し、この外側に図１の高熱伝導絶縁テープ１を
一部重ねて巻く。本実施の形態では、高熱伝導絶縁テー
プ１のマイカ層３側を巻線導体１０側として巻線導体１
０の外側に巻いたが、高熱伝導充填材層７側を巻線導体
１０側としてもよい。次に、高熱伝導絶縁テープ１の外
側に離型テープ１２を巻く。このように高熱伝導絶縁テ
ープ１の外側に離型テープ１２を巻くのは、後述する成
形治具と高熱伝導絶縁テープ１との接着を防止するため
である。次に、図３に示す如く、成形治具１３を取り付
け、この成形治具１３の外表面より外力を与えつつ所定
の温度で加熱し、高熱伝導絶縁テープ１に含まれている
樹脂８を硬化して高熱伝導絶縁被覆１１を形成し電機巻
線９を得る。
【００２０】本実施の形態の回転電機の構成を図４，図
５に示す。図面において１５は固定子枠（又はハウジン
グ若しくはケーシング）であり、その内側には固定子鉄
心１６を設けている。固定子鉄心１６の内周面側には軸
方向に連続したスロット２２を複数設けており、その中
には固定子巻線１８を収納している。固定子鉄心１６の
内側には空隙を介して回転子鉄心１７を設けている。回
転子鉄心１７の外周面側には軸方向に連続したスロット
を複数設けており、その中には回転子巻線１９を収納し
ている。回転子鉄心１７の回転軸２０は固定子枠１５に
固定された軸受装置２１によって回転自在に支承してい
る。
５に示す。図面において１５は固定子枠（又はハウジン
グ若しくはケーシング）であり、その内側には固定子鉄
心１６を設けている。固定子鉄心１６の内周面側には軸
方向に連続したスロット２２を複数設けており、その中
には固定子巻線１８を収納している。固定子鉄心１６の
内側には空隙を介して回転子鉄心１７を設けている。回
転子鉄心１７の外周面側には軸方向に連続したスロット
を複数設けており、その中には回転子巻線１９を収納し
ている。回転子鉄心１７の回転軸２０は固定子枠１５に
固定された軸受装置２１によって回転自在に支承してい
る。
【００２１】スロット２２に収納した固定子巻線１８
は、図２に示した電機巻線９を径方向に２段積層して収
納したものである。電機巻線９とスロット２２との間に
はガラス繊維強化プラスチックばね２５を設けている。
固定子鉄心１６の内周側に位置する電機巻線９とスロッ
ト２２の開口部との間にはガラス繊維強化プラスチック
シート２３，ガラス繊維強化プラスチックばね２４及び
楔２６を設けている。
は、図２に示した電機巻線９を径方向に２段積層して収
納したものである。電機巻線９とスロット２２との間に
はガラス繊維強化プラスチックばね２５を設けている。
固定子鉄心１６の内周側に位置する電機巻線９とスロッ
ト２２の開口部との間にはガラス繊維強化プラスチック
シート２３，ガラス繊維強化プラスチックばね２４及び
楔２６を設けている。
【００２２】本発明の発明者が行った電機巻線の課電寿
命試験の結果を図６、電機巻線の熱伝導率試験の結果を
図８、熱伝導率試験に用いた電機巻線の構成を図７にそ
れぞれ示す。
命試験の結果を図６、電機巻線の熱伝導率試験の結果を
図８、熱伝導率試験に用いた電機巻線の構成を図７にそ
れぞれ示す。
【００２３】まず、課電寿命試験は、本実施の形態のよ
うに形成した電機巻線と、次の比較例のように形成した
電機巻線との外側にアルミニウム箔を巻付けて電極と
し、それぞれの電機巻線のアルミニウム電極と巻線導体
の間に交流電圧を加え、絶縁破壊するまでの時間を測定
するものであり、その結果を、印加電圧（ｋＶ／mm）を
縦軸にとり、絶縁破壊するまでの時間（ｈ）を横軸にと
り表したものである。
うに形成した電機巻線と、次の比較例のように形成した
電機巻線との外側にアルミニウム箔を巻付けて電極と
し、それぞれの電機巻線のアルミニウム電極と巻線導体
の間に交流電圧を加え、絶縁破壊するまでの時間を測定
するものであり、その結果を、印加電圧（ｋＶ／mm）を
縦軸にとり、絶縁破壊するまでの時間（ｈ）を横軸にと
り表したものである。
【００２４】比較例の電機巻線は次のように製作した高
熱伝導絶縁テープを巻線導体の外側に施して絶縁被覆を
形成したものである。まず、水中分散したマイカ粒子を
抄紙機により抄造して製作した集成マイカ箔，ガラスク
ロスを用意し、これらにノボラック型エポキシ樹脂１０
０重量部に対しＢＦ3 モノエチルアミン３重量部を加え
てなる樹脂を含浸し、接着して集成マイカシート（マイ
カ層と補強材層との積層体）を得る。
熱伝導絶縁テープを巻線導体の外側に施して絶縁被覆を
形成したものである。まず、水中分散したマイカ粒子を
抄紙機により抄造して製作した集成マイカ箔，ガラスク
ロスを用意し、これらにノボラック型エポキシ樹脂１０
０重量部に対しＢＦ3 モノエチルアミン３重量部を加え
てなる樹脂を含浸し、接着して集成マイカシート（マイ
カ層と補強材層との積層体）を得る。
【００２５】次に、ランダム形状アルミナ粒子体，ノボ
ラック型エポキシ樹脂１００重量部に対しＢＦ3 モノエ
チルアミン３重量部を加えてなる樹脂を、ランダム形状
アルミナ粒子体と樹脂との重量比が２：１となるように
混合し、これにメチルエチルケトン１０重量％を加え、
集成マイカシートの補強材層側面にロールコータで塗工
し、乾燥炉内でメチルエチルケトンを揮発，除去して高
熱伝導絶縁シートを得る。
ラック型エポキシ樹脂１００重量部に対しＢＦ3 モノエ
チルアミン３重量部を加えてなる樹脂を、ランダム形状
アルミナ粒子体と樹脂との重量比が２：１となるように
混合し、これにメチルエチルケトン１０重量％を加え、
集成マイカシートの補強材層側面にロールコータで塗工
し、乾燥炉内でメチルエチルケトンを揮発，除去して高
熱伝導絶縁シートを得る。
【００２６】次に、高熱伝導絶縁シートをスリッタにて
３０mm幅にスリットし、高熱伝導絶縁テープを得る。
３０mm幅にスリットし、高熱伝導絶縁テープを得る。
【００２７】図６から明らかなように、本実施の形態の
電機巻線は、比較例の電機巻線よりも課電寿命特性が優
れていた。これは、高熱伝導充填材層に含まれる充填材
として、ランダム形状アルミナと球形アルミナからなる
アルミナ充填材を用い、高熱伝導充填材層１００体積部
あたりの球形アルミナの量を１体積部以上としたので、
高熱伝導絶縁テープを製作する際、樹脂と充填材を混合
する過程において充填材の分散性が向上し、充填材を含
む樹脂中に微小な充填材の凝集塊の発生を防止したため
である。従って、課電寿命特性を向上するには高熱伝導
充填材層１００体積部あたりの球形アルミナの量を１体
積部以上とすればよい。
電機巻線は、比較例の電機巻線よりも課電寿命特性が優
れていた。これは、高熱伝導充填材層に含まれる充填材
として、ランダム形状アルミナと球形アルミナからなる
アルミナ充填材を用い、高熱伝導充填材層１００体積部
あたりの球形アルミナの量を１体積部以上としたので、
高熱伝導絶縁テープを製作する際、樹脂と充填材を混合
する過程において充填材の分散性が向上し、充填材を含
む樹脂中に微小な充填材の凝集塊の発生を防止したため
である。従って、課電寿命特性を向上するには高熱伝導
充填材層１００体積部あたりの球形アルミナの量を１体
積部以上とすればよい。
【００２８】一方、熱伝導率試験は、高熱伝導充填材層
に含まれる球形アルミナ量を変えた熱伝導率測定用試料
を複数用意し、熱伝導率測定用試料の厚さ方向の熱伝導
率を、熱伝導率測定用試料の表裏の温度差と、定常状態
において貫通する熱量から算出するものであり、その結
果を、熱伝導率（％）を縦軸にとり、アルミナ粒子体中
の球形アルミナ量（体積部）を横軸にとり表したもので
ある。
に含まれる球形アルミナ量を変えた熱伝導率測定用試料
を複数用意し、熱伝導率測定用試料の厚さ方向の熱伝導
率を、熱伝導率測定用試料の表裏の温度差と、定常状態
において貫通する熱量から算出するものであり、その結
果を、熱伝導率（％）を縦軸にとり、アルミナ粒子体中
の球形アルミナ量（体積部）を横軸にとり表したもので
ある。
【００２９】複数の熱伝導率測定用試料はアルミナ充填
材に含まれる球形アルミナ量を変えて本実施の形態のよ
うに製作した高熱伝導絶縁テープを複数用意し、図７に
示すように製作したものである。まず、銅板１４の外側
に離型テープ１２ａを巻き、その外側に高熱伝導絶縁テ
ープを一部重ねて巻き、さらにその外側に離型テープ１
２を巻く。尚、銅板１４の外側に離型テープ１２ａを巻
くのは、銅板１４と高熱伝導絶縁被覆１１との接着を防
止するためである。
材に含まれる球形アルミナ量を変えて本実施の形態のよ
うに製作した高熱伝導絶縁テープを複数用意し、図７に
示すように製作したものである。まず、銅板１４の外側
に離型テープ１２ａを巻き、その外側に高熱伝導絶縁テ
ープを一部重ねて巻き、さらにその外側に離型テープ１
２を巻く。尚、銅板１４の外側に離型テープ１２ａを巻
くのは、銅板１４と高熱伝導絶縁被覆１１との接着を防
止するためである。
【００３０】次に、離型テープ１２の外側に成形治具を
取付け、成形治具の外表面より外力を加えつつ所定の温
度で加熱し、高熱伝導絶縁テープの樹脂を硬化する。そ
して、高熱伝導絶縁被覆１１の一部を切断して銅板１４
から取外し、この取外した高熱伝導絶縁被覆１１を直径
５０mmの大きさに加工する。この作業を複数の高熱伝導
絶縁テープそれぞれに繰り返し、複数の熱伝導率測定用
試料を得る。
取付け、成形治具の外表面より外力を加えつつ所定の温
度で加熱し、高熱伝導絶縁テープの樹脂を硬化する。そ
して、高熱伝導絶縁被覆１１の一部を切断して銅板１４
から取外し、この取外した高熱伝導絶縁被覆１１を直径
５０mmの大きさに加工する。この作業を複数の高熱伝導
絶縁テープそれぞれに繰り返し、複数の熱伝導率測定用
試料を得る。
【００３１】図８から明らかなように、高熱伝導充填材
層１００体積部あたりの球形アルミナの量が８０体積部
を超えると熱伝導率が低下した。従って、熱伝導率の低
下を抑えるには高熱伝導充填材層１００体積部あたりの
球形アルミナの量を８０体積部以下とすればよい。
層１００体積部あたりの球形アルミナの量が８０体積部
を超えると熱伝導率が低下した。従って、熱伝導率の低
下を抑えるには高熱伝導充填材層１００体積部あたりの
球形アルミナの量を８０体積部以下とすればよい。
【００３２】以上説明した本実施の形態によれば、高熱
伝導充填材層７に含まれる充填材として、ランダム形状
アルミナ６ａと球形アルミナ６ｂからなるアルミナ充填
材６を用い、高熱伝導充填材層１００体積部あたりの球
形アルミナ６ｂの量を１〜８０体積部としたので、絶縁
材製作の際、充填材と樹脂を混合する過程における充填
材層中に充填材の凝集塊の発生を防止できると共に、熱
伝導率を低下させることがない。
伝導充填材層７に含まれる充填材として、ランダム形状
アルミナ６ａと球形アルミナ６ｂからなるアルミナ充填
材６を用い、高熱伝導充填材層１００体積部あたりの球
形アルミナ６ｂの量を１〜８０体積部としたので、絶縁
材製作の際、充填材と樹脂を混合する過程における充填
材層中に充填材の凝集塊の発生を防止できると共に、熱
伝導率を低下させることがない。
【００３３】また、本実施の形態により製作した電機巻
線を回転電機、例えば発電機の固定子巻線として用いれ
ば、固定子巻線の電気特性を低下させることなく熱伝導
率を向上でき、冷却効率の向上が図れる。従って、小型
で大容量の回転電機を実現できる。
線を回転電機、例えば発電機の固定子巻線として用いれ
ば、固定子巻線の電気特性を低下させることなく熱伝導
率を向上でき、冷却効率の向上が図れる。従って、小型
で大容量の回転電機を実現できる。
【００３４】
【発明の効果】本発明に係る絶縁材及び電機巻線によれ
ば、充填材層に球形充填材を含み、充填材層１００体積
部中に含まれる球形充填材の量を１〜８０体積部とした
ので、絶縁材製作の際、充填材と樹脂を混合する過程に
おける充填材層中に充填材の凝集塊の発生を防止できる
と共に、熱伝導率を低下させることがない。従って、高
熱伝導率を有し、かつ課電寿命特性を向上させることが
できる電機巻線の絶縁被覆を製造できる絶縁材を提供で
きる。
ば、充填材層に球形充填材を含み、充填材層１００体積
部中に含まれる球形充填材の量を１〜８０体積部とした
ので、絶縁材製作の際、充填材と樹脂を混合する過程に
おける充填材層中に充填材の凝集塊の発生を防止できる
と共に、熱伝導率を低下させることがない。従って、高
熱伝導率を有し、かつ課電寿命特性を向上させることが
できる電機巻線の絶縁被覆を製造できる絶縁材を提供で
きる。
【００３５】本発明に係る電機巻線によれば、充填材層
に球形充填材を含み、充填材層100体積部中に含まれる
球形充填材の量を１〜８０体積部とした絶縁材を用いて
絶縁被覆を形成したので、高熱伝導率を有し、かつ課電
寿命特性を向上させることができる絶縁被覆を有する電
機巻線を提供できる。
に球形充填材を含み、充填材層100体積部中に含まれる
球形充填材の量を１〜８０体積部とした絶縁材を用いて
絶縁被覆を形成したので、高熱伝導率を有し、かつ課電
寿命特性を向上させることができる絶縁被覆を有する電
機巻線を提供できる。
【００３６】本発明に係る回転電機によれば、充填材層
に球形充填材を含み、充填材層100体積部中に含まれる
球形充填材の量を１〜８０体積部とした絶縁材を用いて
絶縁被覆を形成した電機巻線を、少なくとも固定子巻線
に用いたので、固定子巻線の電気特性を低下させること
なく熱伝導率を向上でき、冷却効率の向上が図れる。従
って、小型で大容量の回転電機を実現できる。
に球形充填材を含み、充填材層100体積部中に含まれる
球形充填材の量を１〜８０体積部とした絶縁材を用いて
絶縁被覆を形成した電機巻線を、少なくとも固定子巻線
に用いたので、固定子巻線の電気特性を低下させること
なく熱伝導率を向上でき、冷却効率の向上が図れる。従
って、小型で大容量の回転電機を実現できる。
【図１】本発明の実施の形態である高熱伝導絶縁テープ
の材料構成を示す断面図。
の材料構成を示す断面図。
【図２】本発明の実施の形態である電機巻線の構成を示
す斜視図。
す斜視図。
【図３】本発明の実施の形態である電機巻線の製作方法
を説明するための斜視図。
を説明するための斜視図。
【図４】本発明の実施の形態である回転電機の構成を示
す断面図。
す断面図。
【図５】図４の固定子の構成の一部を拡大して示す斜視
図。
図。
【図６】本実施の形態の電機巻線と比較例の電機巻線の
課電寿命特性を示す特性図。
課電寿命特性を示す特性図。
【図７】熱伝導率測定用試料の製作過程を説明するため
の斜視図。
の斜視図。
【図８】球形アルミナの量を変えて本実施の形態のよう
に製作した複数の熱伝導率測定用試料から測定した熱伝
導率特性を示す特性図。
に製作した複数の熱伝導率測定用試料から測定した熱伝
導率特性を示す特性図。
１…高熱伝導絶縁テープ、２…集成マイカ箔、３…マイ
カ層、４…ガラスクロス、５…補強材層、６…アルミナ
粒子体、７…高熱伝導充填材層、８…樹脂、９…電機巻
線、１０…巻線導体、１１…高熱伝導絶縁被覆、１２…
離型テープ、１３…成形治具、１４…銅板。
カ層、４…ガラスクロス、５…補強材層、６…アルミナ
粒子体、７…高熱伝導充填材層、８…樹脂、９…電機巻
線、１０…巻線導体、１１…高熱伝導絶縁被覆、１２…
離型テープ、１３…成形治具、１４…銅板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 3/30 Ｈ０２Ｋ 3/30 15/12 15/12 Ｆ (72)発明者 天城 滋夫 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 赤塚 正樹 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 尾畑 功治 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 5G309 CA07 CA11 LA06 PA02 5G333 AA03 AB14 CB11 DA04 DA21 DA22 DA25 FB03 FB08 FB14 5H604 AA03 BB03 BB14 CC01 CC05 CC14 DA03 DA06 DA09 DA15 DB07 DB14 DB20 DB25 PB02 PB03 QC01 QC09 5H615 AA01 BB02 BB14 PP01 PP08 PP13 PP19 PP25 PP28 QQ03 QQ12 QQ19 QQ27 RR02 RR05 RR07 RR09 SS03 SS10 SS32 TT03 TT16 TT22 TT23 TT34
Claims (6)
- 【請求項１】マイカ層，補強材層，充填材層及び該各層
に含まれた樹脂を有するものであって、前記充填材層に
球形充填材を含み、前記充填材層１００体積部中に含ま
れる前記球形充填材の量を１〜８０体積部としたことを
特徴とする絶縁材。 - 【請求項２】マイカ層，補強材層，充填材層の順に積層
した積層体、若しくは充填材層，マイカ層，補強材層の
順に積層した積層体と、該積層体に含まれた樹脂とを有
するものであって、前記充填材層に球形充填材を含み、
前記充填材層１００体積部中に含まれる前記球形充填材
の量を１〜８０体積部としたことを特徴とする絶縁材。 - 【請求項３】マイカ箔と補強材に樹脂を含浸して接着
し、このどちらか一方側に、１００体積部あたり１〜８
０体積部の球形充填材を含む充填材に樹脂を含浸したも
のを塗工し形成したことを特徴とする絶縁材。 - 【請求項４】前記充填材は、少なくとも５Ｗ／ｍ・Ｋの
熱伝導率を有するものであることを特徴とする請求項１
乃至３のいずれかに記載の絶縁材。 - 【請求項５】巻線導体と、該巻線導体の外側に形成した
絶縁被覆とを有し、該絶縁被覆は、請求項１乃至３のい
ずれかに記載の絶縁材を用いて形成したことを特徴とす
る電機巻線。 - 【請求項６】固定子と、該固定子の内側に設けた回転子
と、前記固定子及び回転子を内蔵するハウジングと、該
ハウジングに固定されると共に前記回転子の回転軸を回
転自在に支承する軸受装置とを有する回転電機におい
て、少なくとも前記固定子を構成する鉄心に請求項５記
載の電機巻線を装着したことを特徴とする回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9728299A JP2000294061A (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | 絶縁材及び電機巻線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9728299A JP2000294061A (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | 絶縁材及び電機巻線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294061A true JP2000294061A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14188169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9728299A Pending JP2000294061A (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | 絶縁材及び電機巻線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000294061A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004006271A1 (ja) * | 2002-07-04 | 2004-01-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 高熱伝導性絶縁部材及びその製造方法、電磁コイルおよび電磁機器 |
| JP2004035782A (ja) * | 2002-07-04 | 2004-02-05 | Toshiba Corp | 高熱伝導性材料及びその製造方法 |
| JP2005199562A (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Toshiba Corp | テープ部材或いはシート部材並びにテープ部材或いはシート部材の製造方法 |
| JP2008502815A (ja) * | 2004-06-15 | 2008-01-31 | シーメンス パワー ジェネレーション インコーポレイテッド | 高い熱伝導性被覆を有する織物 |
| JP2008054470A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Sayama Precision Ind Co | モータ用コイル及びその製造方法 |
| US7524557B2 (en) | 2002-07-04 | 2009-04-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Highly heat conductive insulating member, method of manufacturing the same and electromagnetic device |
| JP2009187817A (ja) * | 2008-02-07 | 2009-08-20 | Toshiba Corp | 絶縁シート、固定子コイルおよび回転電機 |
-
1999
- 1999-04-05 JP JP9728299A patent/JP2000294061A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004006271A1 (ja) * | 2002-07-04 | 2004-01-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 高熱伝導性絶縁部材及びその製造方法、電磁コイルおよび電磁機器 |
| JP2004035782A (ja) * | 2002-07-04 | 2004-02-05 | Toshiba Corp | 高熱伝導性材料及びその製造方法 |
| CN1324615C (zh) * | 2002-07-04 | 2007-07-04 | 株式会社东芝 | 高导热性绝缘部件及其制造方法、电磁线圈 |
| US7524557B2 (en) | 2002-07-04 | 2009-04-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Highly heat conductive insulating member, method of manufacturing the same and electromagnetic device |
| JP2005199562A (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Toshiba Corp | テープ部材或いはシート部材並びにテープ部材或いはシート部材の製造方法 |
| JP2008502815A (ja) * | 2004-06-15 | 2008-01-31 | シーメンス パワー ジェネレーション インコーポレイテッド | 高い熱伝導性被覆を有する織物 |
| JP2008054470A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Sayama Precision Ind Co | モータ用コイル及びその製造方法 |
| JP2009187817A (ja) * | 2008-02-07 | 2009-08-20 | Toshiba Corp | 絶縁シート、固定子コイルおよび回転電機 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050823 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051220 |