JPH10284318A - 耐熱絶縁コイルの固着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温環境下でコイルを使用しても、コイル表
面にクラックを生じることがなく、かつコイルを構成す
る各巻線同士が強固に固着された耐熱絶縁コイルの固着
方法を提供する。 【解決手段】 無機絶縁電線４を巻回してコイル６を形
成する。その後、無機絶縁薄葉材５で仮止めした後、鉄
心２にはめ込む。その後、溶剤乾燥型無機ワニス７と反
応型無機ワニス８の二種類のワニスを用いて、耐熱絶縁
コイルを固着する。これらのワニスのうち、まず、溶剤
乾燥型無機ワニス７を無機絶縁薄葉材５を通してコイル
６全体に含浸させて硬化させる。次に、反応型無機ワニ
ス８を、溶剤乾燥型無機ワニス７を硬化させたコイル６
の表面層に塗布して硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高温環境下で、例
えば、電磁石または位置センサー等に用いられる耐熱絶
縁コイルの固着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高温環境下で電磁石または位置セ
ンサー等に用いられる耐熱絶縁コイルを固着するために
は、無機絶縁電線を巻回してコイルを構成して、テープ
等でコイル全体を仮止めする。そしてその後、無機ワニ
スをコイルに含浸させて硬化させる。上記の方法で耐熱
絶縁コイルを固着させる無機ワニスには、溶剤乾燥型無
機ワニスと反応型無機ワニスとが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、溶剤乾燥型無
機ワニスを耐熱絶縁コイルに含浸させて高温で硬化させ
ると、硬化したワニスに無数のクラックを生じるという
問題がある。このクラックが生じる原因は、ワニスが硬
化するときに収縮することにある。そこで、クラックを
生じない低い温度でワニスを硬化させて固着する方法が
考えられる。しかし、この方法で耐熱絶縁コイルを固着
しても、高温環境下で使用しているとやはり硬化が進
み、クラックが生じる。これは、ワニスを低い温度で硬
化させた場合には、ワニス成分である有機溶剤成分の一
部が蒸発せずに残っており、高温で硬化することに伴っ
て、ワニスが収縮するためである。このようにして生じ
たクラックは、電磁石または位置センサー等としてコイ
ルを使用する場合、電磁振動によって表面のワニスがは
がれ落ちることがある。また、表面美観性の問題もあ
る。

【０００４】一方、反応型無機ワニスを用いる場合に
は、クラックを生じることはない。これは、反応型無機
ワニスは、上記の溶剤乾燥型無機ワニスと違い、一旦硬
化（硬化温度約１５０℃）すると完全に無機化（完全硬
化）するためである。しかし、反応型無機ワニスは、粘
度が非常に高いため、コイルのテーピングを施した部分
に塗布して硬化させることができても、ワニスがコイル
内部に深く含浸せず、コイル内部を強固に固着すること
ができない。また、溶剤乾燥型無機ワニスでも、フィラ
ーが多く混合され粘度が高く（１０００ｃｐｓ以上）な
っているワニスの場合、コイル内部に深く含浸せず、コ
イル内部を強固に固着することができない。このような
内部が強固に固着されていないコイルを実際に使用する
と、電磁振動によってコイルを構成する各巻線が振動を
起こしたとき、互いの外周の被覆層を損傷させてショー
トを起こすことがある。

【０００５】本発明は上記の事情を考慮してなされたも
のであり、耐熱絶縁コイルを高温環境下で使用しても、
コイル表面にクラックを生じることがなく、かつコイル
内部の各巻線同士を固着することができる耐熱絶縁コイ
ルの固着方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る耐熱絶縁コイルの固着方法は、無機絶
縁電線を巻回してコイルを構成し、溶剤乾燥型無機ワニ
スを上記コイルの内部に含浸させて硬化させた後、上記
コイルに反応型無機ワニスを塗布して硬化させて、上記
コイルを構成する各巻線同士を固着させることを特徴と
している。

【０００７】本発明によれば、溶剤乾燥型無機ワニスを
コイルに含浸させて硬化させるので、コイル内部を強固
に固着することができる。このことにより、コイルの内
部においては、コイルを構成する各巻線の電磁振動が抑
制され、各巻線の互いの外周の被覆層を損傷させるよう
な絶縁性の低下の可能性を減少させることができる。ま
た、溶剤乾燥型無機ワニスをコイルに含浸させて硬化さ
せた後に、反応型無機ワニスを塗布して硬化させること
により、溶剤乾燥型無機ワニスを硬化させた時にコイル
の表面層に生じたクラックに反応型無機ワニスが入り込
む。これによって、コイル表面を平滑にさせることがで
きるとともに、コイルを高温環境下で使用する場合に
も、コイルの表面層に新たなクラックを生じさせない。

【０００８】また、上記方法において、コイル使用温度
以上の温度で溶剤乾燥型無機ワニスを硬化させることが
好ましい。溶剤乾燥型無機ワニスを一旦高温で硬化させ
ると、硬化させた温度以下の状態では、再度有機溶剤成
分が蒸発せずワニスが収縮しない。従って、コイルを硬
化させた温度以下で使用すれば、コイル内部に新たなク
ラックが生じない。このことにより、電磁振動によって
ワニスがはがれ落ちることを防止できる。また、コイル
の表面層の美観が使用中に劣化することもない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態に
係る耐熱絶縁コイルの固着方法により作製された耐熱絶
縁コイル３を備えた電磁石１を示す。同図に示すよう
に、電磁石１は四角柱状の鉄心２の周囲に耐熱絶縁コイ
ル３を配置して形成されている。

【００１０】次に、本実施形態による耐熱絶縁コイルの
固着方法を説明する。まず、無機絶縁電線４を所定の巻
き数巻回してコイル６を形成する。次に図２に示すよう
に、無機絶縁薄葉材５をコイル６の周囲に巻回して仮止
めした後、鉄心２にはめ込む。その後、図３に示すよう
に、溶剤乾燥型無機ワニス７を無機絶縁薄葉材５を通し
てコイル６全体に含浸させ、これを硬化させてコイル６
と鉄心２およびコイル６を構成する各巻線同士を固着さ
せる。溶剤乾燥型無機ワニス７を硬化させると、無機絶
縁薄葉材５で仮止めしたコイル６の表面層にクラックが
生じる。しかし、この後、その表面層に反応型無機ワニ
ス８を塗布して硬化させることにより、反応型無機ワニ
ス８が上記クラックに入り込み表面が平滑な耐熱絶縁コ
イル３が形成される。

【００１１】なお、高温環境下で電磁石１を使用する場
合に、ワニスが硬化してコイル内部に新たなクラックを
生じさせないために、溶剤乾燥型無機ワニス７の硬化
は、コイル使用温度以上の高温で加熱して行えばよい。
例えば、コイル使用温度が３００℃ならば４００℃で加
熱し硬化させる。これは、溶剤乾燥型無機ワニスは、一
旦高温で硬化させると、硬化させた温度以下の状態で
は、再度有機成分が蒸発せずワニスが収縮しないためで
ある。また、溶剤乾燥型無機ワニス７の有機成分を完全
に蒸発させることにより完全硬化させてもよい。また、
反応型無機ワニス８を塗布する厚みは、５００μｍ以下
が望ましい。

【００１２】無機絶縁電線４は導体とその周囲に被覆し
た絶縁層から構成されている。無機絶縁電線４の導体と
しては、銅、アルミニウムおよびニッケル等が用いられ
るが、銅は耐酸化性に劣っており、アルミニウムは強度
が低く、ニッケルは導体抵抗が高いという問題がある。
このために、ニッケル鍍金銅、ニッケルクラッド銅及び
ステンレス鋼クラッド銅等の耐熱性を有する銅系の複合
導体を用いるとよい。無機絶縁電線４の絶縁層として
は、ポリボロシロキサン、ポリカルボシラン、ポリシラ
スチレン、ポリシラザン、ポリチタノカルボロシランお
よびオルガノシロキサンの一つまたは複数が混合された
樹脂と無機充填材とを溶剤に溶解または分散させたセラ
ミック系絶縁材が用いられる。

【００１３】無機絶縁薄葉材５としては、ガラス繊維、
シリカ繊維、マイカテープ、またはこれらが複合された
ものが用いられる。溶剤乾燥型無機ワニス７には、シリ
コンワニス系のワニスを主成分として、これに、無機充
填材として酸化マグネシウム、アルミナ、酸化ジルコニ
ウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、シリカ、マイカ、
タルク等の酸化物系セラミックの一つまたは複数を混合
し、キシレンおよびトルエンを溶剤として溶解させたも
のが用いられる。ここで、溶剤乾燥型無機ワニス７の粘
度は１０００ｃｐｓ以下が望ましく、好ましくは、５０
０ｃｐｓ以下である。反応型無機ワニス８としては、ワ
ニスを主成分として、これに、シリカ、アルミナ等の酸
化物系セラミックの一つまたは複数を混合させたものが
用いられる。これらの、無機絶縁電線４、無機絶縁薄葉
材５、溶剤乾燥型無機ワニス７および反応型無機ワニス
８は、４００℃以上の耐熱性を有する。

【００１４】なお、上記の溶剤乾燥型無機ワニス７と反
応型無機ワニス８とを用いる耐熱絶縁コイルの固着方法
では、電磁石のコイルと鉄心が固着されるが、位置セン
サー等のコイルと鉄心が固着されるようにしてもよい
し、コイルとボビンが固着されるようにしてもよい。

【００１５】

【実施例】本発明に係る耐熱絶縁コイルの固着方法と、
従来の技術による固着方法を比較する試験を行うために
三種類の電磁石を作製した。まず、三種類の電磁石のう
ち、試料１は、上記の発明の実施形態に従って制作し
た。具体的な制作方法は、以下の通りである。まず、図
２に示すように、昭和電線電纜製「ＭＫワイヤー」（商
品名）を無機絶縁電線４として用いて、所定の巻き数巻
回してコイル６を形成した。その後、小池産業製「レフ
ラシールテープ」（商品名）を無機絶縁薄葉材５として
用いて、コイル６の周囲に巻回して仮止めした後、鉄心
２にはめ込んだ。その後、図３に示すように、ガンマー
ケミカル製「＃６００」（商品名）を溶剤乾燥型無機ワ
ニス７として用いて、コイル６の全体に含浸させた後、
硬化させた。その後、東亜合成化学製「アロンＣＣ」
（商品名）を反応型無機ワニス８として用いて、溶剤乾
燥型無機ワニス７を硬化させたコイル６の表面層に、こ
の反応型無機ワニス８を塗布して硬化させた。

【００１６】次に、従来の技術による固着方法によって
二種類の試料を作製した。まず、試料２は、溶剤乾燥型
無機ワニスであるガンマーケミカル製「＃６００」（商
品名）だけをコイルの固着に用いて、それ以外は、上記
の試料１と同様の方法によって作製した。また、試料３
は、反応型無機ワニスである東亜合成化学製「アロンＣ
Ｃ」（商品名）だけをコイルの固着に用いて、それ以外
は、上記の試料１と同様の方法によって作製した。

【００１７】そして、上記の三種類の電磁石に対して、
加熱および加振して、これらの表面状態と導通状態を調
べた。加熱は４００℃で１００時間加熱し、加振はこの
加熱が終わるごとに行った。一回の加熱から加振が終了
するまでを１サイクルとし、一つの試料に対して５サイ
クルおよび１０サイクルごとに、表面状態と導通状態を
調べた。導通状態を調べるために、電磁石に一定電流を
流して電圧を計測するサージテストを行った。そして、
表１に示す結果を得た。

【表１】

【００１８】表１中の合格とは、コイルを構成する各巻
線が、互いの外周の被覆層を損傷させてショートを起こ
さなかったことを示す。つまり、このことは、コイルを
構成する各巻線が固着されており、振動が抑制されたこ
とを意味する。不合格とは、コイルを構成する各巻線
が、互いの外周の被覆層を損傷させてショートしたこと
を示す。つまり、このことは、コイルを構成する各巻線
がしっかりと固着されておらず、振動が大きく発生した
ことを意味する。表１の結果より、試料３では、コイル
の内部が、しっかりと固着されておらず、コイルを加振
することによって、巻線の互いの外周の被覆層を損傷さ
せてショートを起こしたが、試料１では、コイルの内部
が強固に固着されており、コイルを加振しても巻線の互
いの外周の被覆層を損傷させるようなことはなく、ショ
ートは起きなかった。また、試料２では、コイル表面に
クラックが生じたが、試料１では、コイル表面にクラッ
クを生じることがなかった。従って、本発明によれば、
高温環境下で使用しても、コイル表面にクラックを生じ
ることがなく、かつコイルと鉄心およびコイルを構成す
る各巻線同士が強固に固着された電磁石を作製すること
ができた。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コイルの内部を強固に固着することができる。このた
め、電磁振動によってコイルを構成する各巻線が振動を
起こし、互いの外周の被覆層を損傷させるような絶縁性
の低下の可能性を減少させることができる。また、コイ
ル表面を平滑にすることができるとともに、高温環境下
で使用しても、コイル表面および内部に新たなクラック
を生じさせない。このために、コイルを使用する場合、
電磁振動によって表面のワニスがはがれ落ちること防止
できる。また、コイルの表面層の美観を向上させること
もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る耐熱絶縁コイルの
固着方法により作製された電磁石を示す斜視図である。

【図２】 無機絶縁電線を巻回し、無機絶縁薄葉材で仮
止めした後、鉄心にはめ込んだ状態を示す断面図であ
る。

【図３】 図１の電磁石の断面図である。

【符号の説明】

１…電磁石、２…鉄心、３…耐熱絶縁コイル、４…無機
絶縁電線、５…無機絶縁薄葉材、６…コイル、７…溶剤
乾燥型無機ワニス、８…反応型無機ワニス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機絶縁電線を巻回してコイルを構成
   し、溶剤乾燥型無機ワニスを上記コイルの内部に含浸さ
   せて硬化させた後、上記コイルに反応型無機ワニスを塗
   布して硬化させて、上記コイルを構成する各巻線同士を
   固着させることを特徴とする耐熱絶縁コイルの固着方
   法。
2. 【請求項２】 上記溶剤乾燥型無機ワニスを、上記耐熱
   絶縁コイルの使用温度以上の温度で加熱して硬化させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の耐熱絶縁コイルの固
   着方法。