JPS6071064A - 粉体絶縁処理方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は固定子乱巻コイルの鉄心のスロット絶縁構造と
して粉体絶縁塗膜を利用するための粉体絶縁処理方法に
関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、一般に使用される鉄心のスロット内に乱巻コイル
を収納する電機巻線の絶縁構成は一例を示すと第１図の
如きである。

すなわち、図において、鉄心１に内空部を広く、表面に
近い開口部を狭くして形成された半閉スロット２の内側
壁に、例えばポリエステルフィルム等を用いたＵ字形ス
ロット絶縁物３を装着する。そして、このスロット絶縁
物３の中にポリエステル線等の合成樹脂エナメル線を用
いた乱巻のコイル４を収納する。そし７て、鉄心１の開
口部にポリエステルフィルム等絶縁物を半Ｕ字形に成形
した楔５を打ち込み、コイル４の固定と鉄心１との間の
絶縁を行う。さらにこの鉄心１とコイル４は浸漬含浸処
理或いは滴下含浸処理によって鉄心１のスロット２内お
よび図示しない鉄心１の外部に突出したコイル端部分に
熱硬化性樹脂６を含浸し、加熱硬化させて一体に固着形
成している。

しかし、このような絶縁構造のうち、スロット絶縁物３
を装着する作業は手間がかかり、また技術を要するため
、第２図に示すようにスロット絶縁物としてフィルム材
料を挿入する方法に代えて鉄心１のスロット２内壁に直
接絶縁塗膜７を形成するようにした絶縁方法もあり、該
方法が採用されるようになって来ている。

この絶縁塗膜７の処理法として粉体塗装がある。この方
法は塗膜の形成性から制限があるものの、第１図のもの
に比べて生産性が高く、鉄心１の積厚が短かくてスロッ
ト２の形状寸法の比較的大きな低電圧小容量機種のもの
には適する。

ところで、現在、実用化されている粉体塗装法としては （１）被塗装物を粉体樹脂の溶融温度（一般に２００℃
以上）に加熱した状態で粉体樹脂の浮遊した中にさらし
、被塗装物表面に触れた粉体樹脂が溶けて被塗装物表面
に付着することにより塗膜を形成すると共に塗膜の厚さ
はさらす時間で調節する流動浸漬塗装法。

（２）上記（１）の方法で粉体樹脂を浮遊させる代りに
スプレーガンにより粉体樹脂を被塗装物に吹き付け、被
塗装物に接触した粉体樹脂が溶けて付着することを利用
して塗膜を形成させる吹付塗装法。

（３）被塗装物は常温のままとし、粉体樹脂を浮遊させ
たり、吹付けるだめの媒体である空気を直流高電圧によ
って電離イオン化させ、これによって粉体樹脂を負極性
に帯電（静電荷を帯びさせる）させ、正極性にした被塗
装物との間に作用する静電吸引力で粉体樹脂を被塗装物
表面に付着させた後、被塗装物を粉体樹脂の溶融温度以
上に加熱して塗膜を形成させる。この付着及びその後の
加熱により塗膜を形成させる方法として上記（１）と同
様の方法を用いる静電流動浸漬塗装法、上記（２）と同
様の方法をとる静電吹付塗装法とに分けられる。

等があり、これらの各種塗装法は粉体樹脂材料および被
塗装物の形状、大きさ等によって使い分けされている。

一５＝ しかし、上記（１）　＋　（２）の塗装法においては■
　被塗装物にマスキングを施す必要がある。

■　狭い隙間には塗膜のブリッジ現象が生ずる。

■　スロット人口角部の塗膜形成率（エツジカバー率；
スロット２の内部塗膜厚ｄｉに対するスロット人口角部
での塗膜厚ｄ２との比でｄ２／ｄｌの比率が高い方がエ
ツジカバー率が良い）が悪い。

■　塗膜厚さの安定性が悪い。

などの欠点があり、また、上記（３）のうちの静電流動
浸漬塗装法では スロット内への粉体樹脂侵入性が悪く、鉄心の積厚が長
くなると（約５０＋＋ａｍ以上）均一な塗膜が得られな
い。

などの欠点がある。また、上記（３）のうちの静電吹付
塗装法では 塗膜厚さが薄（（０，０１ｗ以下）、電気絶縁性を満足
しない。

などの欠点を有している。そのため、鉄心１の６一 積厚が長く、且つスロット２の形状が比較的小さい、し
かも使用電圧が２００Ｖ〜４００Ｖ程度のものに適用さ
せようとする場合、上記した現在の各粉体絶縁塗装法で
は安定した塗膜形成特に塗膜の均一性が得られず、その
ため天地間絶縁破壊電圧の変化が大きいと云う点で問題
があり、このような従来の方法をそのまま利用すること
はできなかった。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、上記欠点を
改良する塗装法として現存の塗装法のうち静電吹付塗装
法と静電流動浸漬塗装法を組み合わせ、静電吹付塗装法
によってスロット内部への粉体樹脂の侵入性を向上させ
、塗膜の均一性を向上させると共に静電流動浸漬塗装法
に、ｌ）塗膜厚さの調節、鉄心スロット出口角部の塗膜
形成率の向上を図り、これによって絶縁特性を向上させ
た粉体絶縁処理方法を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は上記目的を達成するため、被処理鉄心
の両側または片側に１ケ所以上の位置から鉄心のスロッ
ト内部に向けて静電吹付法で粉体樹脂を吹付けると同時
に静電流動浸漬法にて塗装するようにし、これにより、
スロット内部に直流高電圧で帯電した粉体樹脂を空気を
媒体にして強制的に移送させて付着させ、また、静電流
動浸漬処理により直流高電圧で帯電させた粉体樹脂の静
電吸引力による浮遊付着の両件用によりスロット内部に
均一な塗膜の形成と鉄心両端面とスロット出口部分への
厚めの塗膜が形成されるようにして鉄心角部でのエツジ
カバー効果を向上させるようにし、安定した絶縁品質と
生産性の向上を図るようにして鉄心積厚が長く且つスロ
ットの形状の比較的小さなしかも使用電圧が２００ｖ〜
４００Ｖ程度の回転電機の絶縁にも十分対応できるよう
にするものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例について第３図〜第６図を参照し
ながら説明する。

第３図（、）は静電流動浸漬処理と静電スプレー処理を
組み合わせた処理装置の構造を示したもので、図中３１
はじょうご形の静電流動浸漬槽、１は被塗装物である固
定子鉄心、３２はこの固定子鉄心１を支えて、静電流動
浸漬槽３１上部開口部側でこれを回転させるマンドレル
、２は固定子鉄心１のスロット、３３は静電吹付装置の
ノズルである。上記マンドレル３２は第３図（ｂ）に示
す如く固定子鉄心１内に嵌合する嵌合部３２ａを有し、
との嵌合部３２ａには外周面にスロット２の内側開口部
に係合してこの部分の絶縁塗料付着を防ぎ、しかも固定
子鉄心１を保持する突起３２ｂが形成されている。これ
によシ固定子鉄心１は静電流動浸漬槽３１上で水平に保
持され回転される。前記ノズル３３はこの水平に保持さ
れて回転される固定子鉄心ｌの側面よりスロット２に向
けて吹付けを行う。

９− ８一 本発明においては静電流動浸漬槽３１の上部開口部中央
部分に被処理物である固定子鉄心１を円筒形状のマンド
レル３２に装着して設置し、スロット２に向けて静電吹
付装置を１個以上設置し、マンドレル３２を介して固定
子鉄心１を回転させながら静電流動浸漬処理と静電吹付
処理を組み合わせて塗装するものである。

尚、静電流動浸漬槽３１内には下方より矢印３４如く上
方向へ向けて流れる直流高電圧（５０ｋＶ〜７５ｋＶ程
度）でイオン化された気流が０．２〜１．０　ｋｇ７ｃ
ｍ２程度の圧力で送風されており、この空気の流れによ
って粉体樹脂３５が負極性−帯電され、且つ浮遊状態に
なっていて、この負極性の粉体樹脂３５が正極性に帯電
させた固定子鉄心１に静電吸引力によって付着すること
になる。また、静電吹付装置のノズル３３よシ矢印３６
方向に前述同様イオン化された気流を吹付けることによ
りこの気流を搬送媒体として負極性に帯電した粉体樹脂
３５が強制的に固定子鉄心１のスロット２内部に送シ込
まれることにな一１〇− る。またこの搬送媒体気流に乗って浮遊粉体樹脂３５も
同じようにスロット２内部に送９込１れることになり、
しかも、固定子鉄心１はマンドレル３２により回転され
ているので、次々に異なるスロット２がノズル３３の位
置に移動して来ることから、各スロット２内に浮遊粉体
樹脂３５が付着してゆくことになる。

ところで、この場合、固定子鉄心１の外周面にも粉体樹
脂が付着することになるが、この部分は塗膜が付着して
は困る部分である。従って、固定子鉄心１の外周面につ
いては粉体樹脂が硬化する前に機械的にかき落すように
する。また固定子鉄心１の内周面及びスロット開口部に
も粉体樹脂が付着しては困るが、この部分は第３図（ｂ
）で示したようにマンドレル３２の嵌合部３２ａ、突起
３２ｂが入るので、これによりマスクされ、その結果、
第５図に示すように固定子鉄心１には必要な部分スロッ
ト２の内壁部及び固定子鉄心端面にのみ樹脂による塗膜
７が形成されることになる。

第４図は本発明の組み合わせ処理条件の一例を示してい
る。この例は前述したような塗装処理のプロセス、特徴
を生かした組み合わせ条件を示しており、斜線を施こし
た時間帯がそれぞれの処理時間ｔｏ及びｔ２を表わして
いる。

ここで、ｔｏは静電流動浸漬処理を行う時間であり、ｔ
２は静電吹付を行う時間であって、この静電吹付は前記
ｔｏの時間内に行われる。そして、静電吹付は静電流動
浸漬処理開始後、遅れ時間ｔ１を経て開始され、また静
電吹付の終了後にｔ３なる時間だけ静電流動浸漬処理だ
けの期間が持たれる。ｊｌｔ　ｔ２＋　ｔＨの合計時間
がｔｏとなる。

ここで、スロット内部への塗膜形成の様子を説明すると
ｔ！の時間帯では静電流動浸漬処理のみが行われている
だけのため、樹脂の付着は浮遊樹脂の静電成層作用での
み行われることから第６図（ａ）のように樹脂の浸入吸
着のしやすい固定子鉄心端面とスロット２０入口近傍部
分が中心となる。もちろん鉄心外周面にも付着するが、
ここでは図示していない。

ｔ２の時間に入ると静電流動浸漬法による処理に加えて
静電吹付を行う。この場合、ノズル３３からスロット２
に向けて空気の吹付が成されるため、浮遊粉体樹脂はこ
の吹付けられた空気によりスロット２の内部に奥深く侵
入し、帯電した固定子鉄心１のスロット２内部中央の露
出部分に樹脂が付着して第６図（ｂ）のようになる。こ
の時、塗膜がスロット２の中央部で厚くなるので、ｔ３
の期間、静電流動浸漬のみを続行する。

これにより、樹脂の付着は固定子鉄心１の端面とスロッ
ト２の入口近傍が中心となるので、樹脂の塗膜７の厚み
は調整されて均一になる。

ところで、静電流動浸漬と静電吹付の組み合わせ方、お
よびｔＯｗ　ｔｔ　ｌ　ｔ、　Ｉ　ｔ３で示す塗装時間
によって塗装の良否が左右されることを別途実験により
確認している。

実験結果をもとに定性的に説明をすると、静電流動浸漬
処理開始後、静電吹付を始める時間遅れ１．の長短によ
りスロット２内部及び端部の粉体樹脂３５の付着量すな
わち、塗膜厚が変化１３− する。これは静電吹付を行わない状態のため静電流動浸
漬により樹脂が付着するのは第６図（、）に示すように
固定子鉄心１の端面とスロット２の入口部分近傍が中心
となる静電吸着による自然付着に任されるためで、従っ
て１．が５０秒以上になると不均一となる一方、２０秒
以下では薄（（０，０１問以下）なる。

また、静電吹付停止後静電流動浸漬停止迄の時間ｔ３の
長短はスロット２の出口角部の塗膜形成率（エツジカバ
ー率；第５図における塗膜７の厚みｄｌ＋ｄ２の比ｄ２
／ｄｔ）が変化し、２０秒以下では端面の付着性が低下
し、エツジカバー率が低下、５０秒以上になると鉄心端
部のスロット２出口付近の塗膜厚さが０゜３５＋ｍ以上
と厚くなりすぎる。

なお静電流動浸漬処理中に行う静電吹付時間ｔ２’の長
短はスロット２内部及び鉄心１の端面の均 塗膜厚さとスロット２内部の塗膜のＩ−性に影響し、２
０秒以下ではスロット２内部の塗膜均一性が低下すると
共に塗膜厚さが０．１０１ｍ以下１４− と薄くなる。

また、５０秒以上になると鉄心１の端面の塗膜厚さが減
少し、スロット２の塗膜形成率が５０〜６０チと低くな
る。

さらに静電流動浸漬処理時の空気圧及び静電吹付の吹出
空気圧の高・低は、塗膜の厚さとスロット２内部への粉
体樹脂の侵入性に影響し、両者共に低くなると悪くなり
、また高くなシすぎても悪くなる傾向があって、最適の
圧力範囲が存在することが確認された。

また、両者の処理に際し課電される直流高電圧について
も塗膜形成厚さとスロット２への侵入性に関連し、６０
ｋＶ以下では両特性共に低下し、実用上必要な絶縁性が
得られない。など、各条件と塗装効果の相関性が判明し
、これらの結果をもとに具体的条件を示すと、下記の条
件が最適なものとなる６ （Ｉ）　被処理物の高さ・・・静電流動浸漬槽粉体面よ
り８０〜１５０１曝 （Ｉｆ）　被処理物回転数−１０〜２０　ｒ、ｐｏｍ（
ＩＩＩ）　静電流動浸漬処理 ■　印加電圧：　ＤＣ−６０ｋＶ以上 ■　空気圧：　０．４〜１．０　ｋｇ／１ｔｎ２（財）
静電吹付処理 ■　印加電圧：　ＤＣ−６０ｋＶ以上 ■　空気圧：　０．１〜０．５　ｋｇ／ｂＪ（７）処理
時間条件−ｔｌｒ　ｔｚ　＊　ｔａ　：　２０〜５０秒
、ｔｏ：６０秒以上 以上、説明した如く、静電流動浸漬処理と静電吹付処理
を被処理鉄心の大きさに応じてその組み合わせ条件を最
適に選ぶことにょシ鉄心１のスロット２内への粉体樹脂
３５の侵入性、スロット２内の塗膜７の均一性およびス
ロット２出口部角部の塗膜形成（エツジカバー率）が向
上し、絶縁特性を向上させることができる。従って、鉄
心１のイ★厚が長く、且つスロット２の形状が比較的小
さいしかも使用電圧が２００〜４００ｖ程度のものに十
分適用することができるようになる。

尚、本発明の変形例としては次のようなものが挙げられ
る。

例えば静電吹付処理個所を鉄心両側で行うようにしたり
、また静電吹付ノズル３３の本数を２本以上の複数で行
うようにしたり、或いは第４図に示した塗装時間の組み
合わせを適宜変える例えば静電吹付処理を静電流動浸漬
と同時に開始し、早く終るようにしたり、或いは静電流
動浸漬処理の後半に行うようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明は回転電機の鉄心を回転させ
ながら帯電させた空気にて帯電させた粉体樹脂を送シ付
着させて静電流動浸漬処理を行いつつ帯電気流を上記鉄
心のスロットに向け１ケ所以上の位置から吹付けて静電
吹付処理を行い塗膜の形成を行うようにしたので、静電
気による粉体樹脂の鉄心表面に対する付着と吹付けによ
るスロット内への帯電粉体樹脂の付着を効果的に行うこ
とができるようになシ、スロット内部への均一な塗膜が
形成できるようになると共に鉄心両端面とスロット出口
部分への厚１７− めの塗膜形成ができるようになり、鉄心角部でのエツジ
カバー効果を向上させることができるようになり、従っ
て、被処理鉄心の大きさに左右されることがなくなるの
で鉄心積厚が長く、且つスロットの形状の比較的小さな
、しかも使用電圧が２００ｖ〜４００ｖ程度の回転電機
にも十分利用できるようになるなど安定で、高い絶縁品
質の得られる優れた特徴を有する粉体絶縁処理方法を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転電機鉄心のスロット絶縁構造を示す
断面図、第２図は塗膜絶縁構造の一例を示す断面図、第
３図（、）は本発明方法の一例を説明するだめの図、第
３図（ｂ）はマンドレルと固定子鉄心との係合状態を示
す図、第４図は処理時間の条件を説明するための図、第
５図（ａ）　（ｂ）は本発明方法による塗膜の形成状態
を示すスロット部分の詳細図、第６図（、）　、　（ｂ
）　、　（ｃ）は本発明方法によるスロットの塗膜形成
過程を説明するための図である。 １８− １・・・鉄心、２・・・スロット、４・・・コイル、７
・・・塗膜、３１・・・静電流動浸漬槽、３２・・・マ
ンドレル、３３・・・静電吹付装置。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦１９− 第１図 第５図 （ｂ）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転電機の鉄心スロットの絶縁構造に用いる粉体
   絶縁塗膜形成のための粉体絶縁塗装方法として、前記鉄
   心を回転させつつ帯電した空気にて粉体樹脂を送り付着
   させる静電流動浸漬処理を行い且つその途中でスロット
   に対して少なくとも一ケ所以上の位置から帯電した空気
   を吹付ける静電吹付処理を同時に施こすことを特徴とす
   る粉体絶縁処理方法。
2. （２）静電流動浸漬処理開始後、静電吹付処理に入るま
   での時間を５０秒以下、２０秒以上に設定することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の粉体絶縁処理方法
   。
3. （３）静電吹付処理終了後、静電流動浸漬処理終了まで
   の時間を２０秒以上、５０秒以下に設定することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の粉体絶縁処理方法。
4. （４）鉄心の回転数を１０〜２　Ｏｒ、ｐｏｍ、に設定
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の粉体
   絶縁処理方法。
5. （５）静電吹付処理期間は２０秒以上、５０秒以下に設
   定することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の粉
   体絶縁処理方法。
6. （６）静電吹付処理は吹付ける空気の静電帯電に用いる
   電圧を直流６０ｋＶ以上、空気圧を０．１〜０．５　ｋ
   ｐ／ｍ２に設定することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の粉体絶縁処理方法。
7. （７）静電流動浸漬処理は空気の帯電に用いる電圧を直
   流６０ｋＶ以上、空気圧は０．４〜１．０ψ偏に設定す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の粉体絶
   縁処理方法。