JPH0269911A - 真空用電気機器線輪の絶縁方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体製造装置や宇宙空間などの真空環境下で
使用される電気機器線輪の絶縁方法に関する。

〔従来の技術〕

真空環境下で使用される機器においては、ガスの放出が
少ないことが要求される。これは、機器からの放出ガス
が多いと他の機器に悪影響を及ぼしたり真空状態にする
ための排気時間が長くなるなどの問題が起こるためであ
り、とくに電気機器では、絶縁材料からのガスの放出量
が多く、ガス放出の少ない絶縁線輪が望まれる。

このため従来では、真空用モータなどの絶縁線輪用とし
て、つぎの絶縁方式が開発されている。

まず第１は比較的耐熱性の高い有機絶縁材料を主体とし
た絶縁方式で、例えば電線にポリアミドイミド線、絶縁
フィルムにポリイミドフィルム、コイルワニスに耐熱ア
ルキッドワニスを用いたもの（山洋電気株式会社高真空
用ステッピングモータ；トリケップ社主催講演会資料）
や、コイル絶縁にはポリイミド系樹脂を使用しリード線
にはテンＩｌン被覆絶縁電線を用いたもの（楠　勲、村
上純−１照井佳幸、小林隆、百目鬼英雄：真空、３０　
（１９８７）６１９）である。

第２は、絶縁層を金属でシールドし真空環境から隔離す
る方式で、例えばステンレスシースのＭＩ型ケーブルを
用いたコイル（助川電気工業株式会社；真空用ステンビ
ングモータ（カタログ））やコイルが巻回されたステー
クをステンレスのキャンてシールドする方法である（武
松忠、盛山一部、山川洋幸、小笠原勝：真空、３］　　
（１９８８）３８８）。

第３は電線を巻回した線輪にシリコーン化合物と合成マ
イカを主成分とする含浸剤を含浸、又は含浸モールドし
てセラミックス絶縁層を形成する方式（特願昭６２−１
６９０７号）などである。

しかし、比較的耐熱性の高い有機絶縁材料を主体とした
絶縁方式では、有機材料は木質的にガスの放出量が多く
、絶縁層からのガスの放出を少なくすることができない
。

絶縁層を金属でシールドし真空環境から隔離する方式に
おいて、ステンレスシースのＭＩ型ケーブルを用いたコ
イルでは、渦電流によるステンレスシースの発熱で、ス
テンレスからのガスの放出量が多くなるという問題があ
り、また、コイルとともにステータをステンレスのキャ
ンでシールドする方法では、ガスの放出量は非常に少な
くなるが、キャンによるステークとロータ間の磁気ギヤ
ングの増大によるモータの効率の低下や、構造が複雑で
薄肉のキャンを加工する必要があるために、生産性が悪
く高価になるという問題がある。

これらの問題点を解決するものとして、セラミ・ンクス
絶縁層を形成する絶縁方式がある。この絶縁方式は、電
線を巻回した線輪に無機含浸剤を含浸させ、セラミック
ス絶縁層を形成させるもので、木質的にガス放出量の少
ない絶縁線輪を容易に得ることができ、しかも、モータ
の効率を低下させることもない。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このようにして形成された無機材料の絶縁線
輪の絶縁層はポーラスになっており大気中の水分を吸着
しやすい性質があるため、真空中で吸着水分の放出がお
こる。

本発明の目的は、真空環境内においてガスの放出が少な
い真空用電気機器線輪の絶縁方法を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段］ そこで、本発明は、無ｍ材料で絶縁された電線を巻回し
た線輪や、絶縁された電線を巻回して無機含浸剤を含浸
した線輪、または無機材料でモールドしてセラミックス
絶縁層を形成した線輪の表面に、ふっ素樹脂を溶着被覆
するようにしている。

（作用〕 このように無機絶縁電線を巻回した線輪や、電線を巻回
し無機含浸剤を含浸、又は含浸モールドした絶縁線輪を
高温で加熱処理しガス放出量の少ないセラミックス絶縁
層を形成した後、絶縁線輪が吸湿していない状態で、こ
の表面にふっ素樹脂を溶着被覆する。特に、真空中で加
熱脱ガス処理を十分に行った後に、真空に保ったままで
ふっ素樹脂の溶着被覆を行うことにより線輪の吸湿を完
全に防くことができるとともに、絶縁線輪の気孔も真空
状態のまま被覆されるので、絶縁線輪中のガスの量はさ
らに少なくなる。このため、このような線輪を含む機器
を真空状態に封入する時の排気時間が短くなり、到達真
空度も高くなる。

（実施例〕 以下、本発明の実施例を図によって具体的に説明する。

第１図は本発明を用いたアキシャルギャンプモータのス
テータを示す断面図である。対地間絶縁を施したステー
タコア１に低粘度の無機含浸剤を含浸処理した無機絶縁
コイル２を挿入した後、高粘度の無機含浸剤でモールド
して無機モールド３を形成し、その表面にふっ素樹脂溶
着被覆層４を施して製作したものである。なお、５はス
テータハウジングである。

無機含浸剤として、シリコーン化合物と合成マイカを混
練後存機溶剤で希釈したつぎのちのを使用した。メチル
シリコーン樹脂（信越化学■ＫＲ２５１）と合成ふっ素
マイカ（トピーエ業■ＰＤＭ−７）とを重量比で１＝１
に混合しボールミルで混練した後にキシレンで希釈し、
低粘度の無機含浸剤は２０゛Ｃの粘度が５００ＣＰにな
るように、高粘度の無機含浸剤は２０００ＣＰになるよ
うにＣ型粘度計を用いて調整した。

無機絶縁コイル２は、上記のように調整した低粘度の無
機含浸剤を含浸後１時間風乾し、さらに８０°Ｃで２Ｈ
ｒと１２０°Ｃで２Ｈｒ加熱することにより溶剤を蒸発
させ、これをステータコア１の脚に挿入しステータハウ
ジング５内に設置した。

さらに無機絶縁コイル２の外周面とステータコア１およ
びステータハウジング５との間隙に高粘度の無機含浸剤
を充填し８０°Ｃで４Ｈｒさらに１２０°Ｃで４Ｈｒ加
熱し溶剤を蒸発させた後、２００°Ｃでメチルシリコー
ン樹脂を硬化させ、さらに４００°Ｃで焼成して無機モ
ールド３を形成した。この無機モールド３によるセラミ
ックス絶縁層は、４００°Ｃでの焼成時に含浸剤中の合
成ふっ素マイカから気化するＳ　ｉ　Ｆａ　、ＫＦ等の
微量のふっ素化合物がシリコーン樹脂の分解生成物であ
るＳｉＯ□の一部を溶かし、セラミックス化した骨材と
なる。この骨材は十分な強度をもつが、溶剤とシリコー
ン樹脂の分解生成ガスが系−外に放出された跡がポーラ
スな構造になっている。

この無機モールド３の温度が３００°Ｃにまで冷却した
後、外気と接触している部分の表面にふっ素樹脂を付着
させ、ふっ素樹脂の融点以上の３５０°Ｃに加熱するこ
とによりふっ素樹脂溶着被覆層４を形成した。

前記のふっ素樹脂としては耐熱性が高いこと、と水分の
吸着が少ないことが要求されるので、連続最高使用温度
と水の接触角および溶着被覆のしやすさとして溶融粘度
の三点に着目し、種々の有機材料の中から、テトラフル
オロエチレンーパーフロオロアルキルビニルエーテル共
Ｍ合体；　Ｐ　ＦＡ（ダイキン工業株式会社、ネオフロ
ンＡＣ３８３９）を選定した。

また、参考のために図示しない無機モールド単体のテス
トピースおよび無機モールド単体の表面にふっ素樹脂を
溶着し被覆層を形成したテストピースを作製した。

このようにして絶縁処理したステータおよびテストピー
スの排気特性を調べるため、第４図に示す真空装置の真
空容器１４内に組み込んで排気テストを行った。６はロ
ータリーポンプ、８は拡散ポンプ、１５は前記のステー
タを用いた真空モータである。排気特性の測定結果を第
２図および第３図に示す。図中の記号Ａは本発明のセラ
ミックス絶縁線輪を用いたステータおよびテストピース
の圧力特性、Ｂは従来のセラミックス絶縁線輪を用いた
ステータおよびテストピースの圧力特性を示す。

第２図は真空排気をＩＨｒ行った後ヘーキングを比較的
低い１００°Ｃで６Ｈｒ行い、さらに排気をおこなった
時の排気特性を示したものである。

本発明のセラミックス絶縁線輪を用いたステータを組み
込んだ時の圧力Ａは初期段階では、従来のセラミックス
絶縁線輪のみの同様のステータを組み込んだ時の圧力Ｂ
よりもおよそ１桁低く、圧力がＩＸＩ　０−５ｔ　ｏ　
ｒ　ｒまで排気するには従来の約３分の１の時間でよい
。排気時間を長くしてもセラミックス絶縁線輪のみの特
性Ｂより常に低い値を示している。この差は絶縁線輪の
水分咬着量の差によるもので、ヘーキング温度が比較的
低いため、絶縁線輪からの水分の放出速度が遅く、いつ
までも水分の放出が続くためと考えられ、本発明のもの
は到達圧力かベーキング前はもとよりベーキング後も低
く、その効果が認められた。

第３図はテストピース単体の結果で、真空排気を４時間
行った後ヘーキングを１４０°Ｃで１９時間行った時の
排気特性を示したものである。本発明のテストピースの
圧力Ａは、排気開始から４時間後において、無機絶縁モ
ールドのみの圧力Ｂよりも低い。なお、ベーキング時の
到達圧力が第２図に示したステータの場合よりも高い理
由は絶縁物の表面積が大きいためである。

このように、セラミックス絶縁層の表面にふっ素樹脂を
溶着被覆し水分の吸着を防ぐことにより比較的低い温度
でヘーキングする真空装置においてはヘーキング終了後
の到達圧力を低くすることができる。

本実施例ではセラミックス絶縁層を形成する含浸剤はシ
リコーン系を用いたが、これに限らず有機金属ポリマー
からなる塗料（例えば、昭Ｓ電線■のショウエクセルや
宇部興産■のチラノコート）やアルカリ金属ケイ酸塩系
の無機接着剤（例えば乗和合成■のアロンセラミックス
）などを用いることもできる。また、絶縁線輪の表面に
溶着被覆するふっ素樹脂は、ＰＦＡの他にＦＥＰ　（テ
トラフルオロエチレン−へキサフルオロプロピレン共重
合体）等のふっ素樹脂を用いることもでき、溶着被覆の
方法として予めふっ素樹脂の融点以上に加熱した絶縁線
輪へのスプレー塗装法や流動浸漬法等を用いることがで
きる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の絶縁方法を用いることに
より、本質的にガス放出が少なく、大気中での水分吸着
の少ない絶縁線輪を容易に得ることができ、この線輪を
用いた電気機器を真空装置に組み込み封入する時の排気
時間を短くすることができ、超高真空領域の圧力を容易
に得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセラミックス絶縁線輪を用いたアキシ
ャルギャプモータのステータを示す断面図、第２図及び
第３図は本発明による絶縁と従来の絶縁とを真空装置中
で排気した場合の排気特性を示す特性図、第４図は真空
装置の概略図である。 】はステータコア、２は無機絶縁コイル、３は無機モー
ルド、４はふっ素樹脂溶着被覆層を示す。 第　１　図 第２　図 排気１時間（Ｈ「） 第３図 排気時間（Ｈｒ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．無機材料で絶縁された電線を巻回した線輪の表面に
   、ふっ素樹脂を溶着被覆することを特徴とする真空用電
   気機器線輪の絶縁方法。
2. ２．絶縁された電線を巻回した線輪に無機含浸剤を含浸
   してセラミックス絶縁層を形成した後、セラミックス絶
   縁層の表面にふっ素樹脂を溶着被覆することを特徴とす
   る真空用電気機器線輪の絶縁方法。
3. ３．線輪を無機材料でモールドしてセラミックス絶縁層
   を形成した後、セラミックス絶縁層の表面にふっ素樹脂
   を溶着被覆することを特徴とする真空用電気機器線輪の
   絶縁方法。
4. ４．ふっ素樹脂の溶着被覆を真空中で行うことを特徴と
   する請求項１ないし３のいずれかに記載の真空用電気機
   器線輪の絶縁方法。