JPS609422B2 - コイル導体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電気機器用コイル導体の製造方法、特に絶縁
導体の処理方法を改良した空隙のない表面平滑なコイル
導体の製造方法に関するものである。

高電圧電気機器においては絶縁体内部のコロナ放電を防
止するため、できるだけ空隙のない絶縁処理を行うよう
に努力されている。

このために一般にはコイル導体上に絶縁性薄葉材料例え
ばはがしてマィカや集成マィカに繊維状基材、不織布、
フィルム類を裏打ち材としたマィカテープ類を巻回した
後、加熱により硬化する溶剤を含まない液状樹脂例えば
不飽和ポリエステル樹脂あるいはェポキシ樹脂を真空舎
浸し、加圧加熱により空隙がないように絶縁体が造られ
ている。高電圧回転機用コイル導体は渦電流をなくすた
めに多数の小導体を組合わせて造られているが、特に高
圧大容量の機器ではスロット漏洩磁束の不同による内部
循環電流をなくすためにレーベル転移が採用されている
。

このことにより導体表面に大きな凹凸が生じる。また小
導体そのままでは変形しやすい。このためマィカテープ
の巻回に支障が生じるので種々の方法によって小導体間
を結合すると共に凹部を充填することが行われる。従来
、レーベル転移による凹部の充填には凹部の形状に合わ
せたプレスボードや、フェルト、ガラス繊維、合成繊維
あるいはこれらの基材に熱硬化性樹脂を含浸したものを
埋込んでいた。また小導体自体は不飽和ポリエステルワ
ニスやェポキシワニスあるいは樹脂コンパウンドを適用
し、加熱加圧成形して製作されていた。しかしながら、
このような方法では埋込み作業の煩雑さに加えて、ワニ
スやコンパウンドを扱う場合の臭気やカブレ等作業者の
安全衛生上にも問題がある。

またこのような方法で製作した導体は空隙を完全に充填
しておらず、その結果絶縁コイルの電気的性質、特に△
ｔａｎ６に関して言うならば外側に巻いたマィカテープ
絶縁層の製造工程が完全であっても、導体部分に空隙が
あるから、コイルの実使用に際してはコロナの発生を伴
い、最終的に絶縁性能の劣化を招き好ましくない。なお
ここで△ｔａｎ６とは電圧を変えて誘電正薮を測定した
時の２電圧間の差を意味し、０．５キロボルト／側と５
キロボルト／側を対象としている。本発明者らは前記の
ごとき作業性の改善および空隙のないコイル導体を得る
ことを目的として種々研究を重ねた結果前記目的を達成
できるコイル導体の製造方法を開発し、本発明を完成す
るに至った。すなわち本発明はしーベル転移および小導
体の組合わせによって生じた凹部の空隙をなくすため、
レーベル転移部にはェポキシ樹脂とビスフェノールＡー
ェピクロルヒドリン縮合物との混合物に硬化剤または触
媒を添加して半硬化状となした樹脂組成物を含むポリエ
ステル不織布フェルトあるいはガラス繊維フェルトから
成るプリプレグシートさらに繊維状基材あるいは繊維状
基材に集成マィカを重ねた基村系に半硬化状の熱硬化性
樹脂を含むプリプレグテープ類を巻回した後加熱加圧し
て凹部を充填し表面を平滑にすることを特徴とするもの
である。

本発明に用いるレーベル転移凹部の充填材料のプリプレ
グシートは室温では全く粘着性を有しないが、加熱成形
時にはすみやかに流動し、凹部を充填した後硬化によっ
て小導体と結合して表面を平滑にする性質を持っている
。

すなわちポリエステル不織布フェルトあるいはガラス繊
維フェルト等のフェルト状基材にェポキシ樹脂とビスフ
ェノールＡーェピクロルヒドリン縮合物の混合物に硬化
剤または触媒を添加してなる組成物を５０〜９の重量％
含有させて半硬イか伏となしたプリプレグシートが好適
に用いられる。もし基材系に対する組成物の配合量が５
０％より少し、場合、得られた導体中に空隙を生じ、ま
た９の重量％よりも多い場合にはシートが粘着性を示し
、取扱い難くなり、いずれも好ましくない。プリプレグ
シートに使用する樹脂組成物の成分のェポキシ樹脂とし
ては一般によく知られているビスフェノールＡ系、ノボ
ラツク系、シクロ系の各ヱポキシ樹脂の任意のものが用
いられる。

このようなェポキシ樹脂は市販されており、例えばェポ
ン８２＆ ェポン８３４ ェポン１００１（いずれもシ
ェル化学社製ビスフェノールＡ系ェポキシ樹脂）、ＤＥ
Ｎ４３８（ダウ・ケミカル社製のノボラック系ェポキシ
樹脂）、アルダィトＣＹ１７ふアラルダィトＬＴ５８０
（いずれもチバ社製のシクロ系ェポキシ樹脂）などが挙
げられ、これらは単独または混合して適宜用いられる。
またピスフェノールＡ−ェピクロルヒドリン縮合物とし
てはフェノキシ（ユニオン・カーバィド社製商品名）、
ェポノール、ェピコートＯＬ（いずれもシェル社製商品
名）で代表されるもので、その分子量は１０，０００〜
１００，０００である。ェポキシ樹脂とビスフェノール
Ａ−ェピクロルヒドリン額合物との配合比率は加熱形時
の流れ性を左右するので特に重要であり、通常ェポキシ
樹脂１０花郡（重量部、以下同様）に対し３０〜３０碇
部、好ましくは７０〜１３碇邦が用いられる。ビスフェ
ノールＡーェピクロルヒドリン縮合物が３碇郭より少〈
てはプレス時に組成物の粘度が下りすぎて樹脂が流出し
て生成物に空隙を生じやすく、また３００部より多いと
、プレス時の流れが悪ろくなって満足すべき空隙のない
コイル導体が得られない。硬化剤としては公知の芳香族
系ジアミン、ジシアンジアミド、ＢＦ３の各種錆塩、通
常使用される酸無水物が挙げられ、これらは通常ェポキ
シ樹脂１０戊都‘こ対し２〜１０礎郡が用いられる。

触媒としては例えばトリス（ジメチルアミノメチル）フ
ェノール〔ＤＭＰ−１０，２０，３０〕などがェボキシ
樹脂１０峠都‘こ対し０．５〜１０部が用いられる。本
発明によれば上述のプリプレグシートをレーベル転移部
に重ね、以下に説明するプリブレグテープ類を巻回した
後加熱加圧すれば、レーベル転移による凹部が完全に充
填された空隙のない、表面平滑なコイル導体が得られる
のである。

本発明に使用されるプリプレグテープ類はガラスクロス
、ポリエステルクロス、ポリエステル不織布、前記基材
系に各種フィルム類あるいは集成マィカを重ねた基村系
に熱硬化性樹脂を４０〜８の重量％含有させたものが用
いられる。

この場合熱硬化性樹脂は前記プリプレグシート同様半硬
化状態で室温で粘着性を示さず、且つ長寿命を持ち、加
熱すれば溶融して流動し、かつ硬化速度の大きい樹脂系
が要求される。このような樹脂としては不飽和ポリエス
テル樹脂、ェポキシ樹脂、アミド樹脂、ィミド樹脂、ポ
リエステルィミド樹脂等が使用されるが、特にプリプレ
グシートに含有される樹脂系との相溶性を考慮すれば、
ェポキシ樹脂を使用するのが良好である。またェポキシ
樹脂にビスフェノールＡーェピクロルヒドリン縮合物を
配合した組成物も有効に使用されることは言うまでもな
い。プリプレグテープ中の熱硬化性樹脂の量が４の重量
％より少くない場合樹脂量が不足し、その結果小導体間
の接着にほとんど効果がない。また８の重量％より多い
場合加熱加圧成形時に過剰の樹脂が導体より流出し、作
業性が悪くなる。なおこの発明において小導体の列間の
空隙に硬化剤を含み且つ加熱により溶融してから硬化す
るが、室温では粘着性をほとんど持たないェポキシ樹脂
組成物の４０〜７０重量％を含むガラスクロス（プリプ
レグ）を充填して小導体を結合することが好ましい。こ
のプリプレグは小導体の列間絶縁と小導体接着の両効果
に寄与する。本発明において使用する成形温度および圧
力は通常この種のコイル製造時に使用する範囲のもので
、１１０〜１５０ｏｏの温度で０．５〜３時間の加熱加
圧成形条件が適当である。

また加熱加圧成形時には、特にし−ベル転移４・導体に
応力が集中し、変形したり線間短絡を起す危険性がある
。

従ってレーベル転移下にははがしマィカにガラスクロス
を貼合わせたもの、あるいはガラスクロスの積層板等の
ごとき、強度が大きく、且つ絶縁耐力の大きい材料を挿
入するのが好ましＬ、。前述のポリエステル不織布ある
いはガラス繊維フェルトプリプレグシート、プリプレグ
テープと合わせて、列間絶縁用プリプレグ、レーベル転
移下挿入材料を適用後加熱加圧成形してレーベル転移に
よる凹部が密実に充填され且つ平滑な表面をもったマィ
カテープ巻回前の導体を得ることができる。

以下に図を参照しながら実施例によりこの発明を説明す
る。

実施例 １ 図における銅線にガラス被覆を施た２．２５側×５．５
側のレーベル転移を施した秦線すなわち小導体１を２列
、２１段に組合わせ、該レーベル転移を施した小導体の
列間にェピコート１００１（シェル社製商品名、ビスフ
ェノールＡ系ェポキシ樹脂）１０峠部、ＢＦ３、モノエ
チルアミン錯塩３部から成る樹脂を５５重量％含む厚さ
０．２５肋のガラスクロスプリプレグシート２（列間絶
縁用プリプレグシート）を挿入し、レーベル転移下には
上記樹脂組成物を５の重量％含む硬化ェポキシーはがし
マィカーガラスクロス板３（転移下用挿入材料｝を挿入
した。

レーベル転移上には本発明方法によるプリプレグシート
４を重ね、さらコイル導体をガラスプリプレグテープ５
を突き合わせで１回巻回後離型用のテフロン（商品名）
テープを半層重ねで１回巻回して１４０００に予熱した
プレス装置で４０分間加圧し、４９．１柳×１２．１肋
の断面の導体を得た。導体表面は非常に平滑であった。
集成マィカ竃こガラスクロスを裏打ち材としたマィカテ
ープを上記により得た導体に絶縁厚さ約４．２６伽とな
るように巻回し、ェピコート８２８（シェル社製商品名
、ビスフヱノールＡ系ェポキシ樹脂）１０の部、無水メ
チルテトラヒドロフタル酸８峠郭、オクチル酸亜鉛１部
から成る含浸樹脂で真空含浸した後、加熱加圧により絶
縁コイルを得た。同様にして製作した絶縁コイルＩＺ本
の△ｔａｎ６を測定した結果、平均値で０．０９％を示
した。また１８０ｑｏ、１６日間加熱炉中に放置した後
では０．１７％を示した。本実施例で使用したプリプレ
グシート４およびガラスクロスプリプレグテープ５の内
容を下記の第１表に示す。

第１表※ ＤＥＲ ４３８とは『ノポラック系ェボキ
シ樹脂，，※※ ＲＯＮ １２７３とは Ｕチバ社製の
ノボラック系ェボキシ樹脂」，実施例 ２プリプレグシ
ート４に用いた樹脂組成物をェピコート１００１７碇都
、ＤＥＲ４３８３正郭、ＢＦ３モノエチルアミン錯塩３
部により得たプリプレグシートを使用した以外は実施例
１と同じ材料および工作方法を使用して製作した絶縁コ
イル３本の△ｔａｎ６を測定した結果、平均値で１．３
０％または１８０ｑ○で１６日間加熱後では３．９２％
となった。

実施例 ３ 表面が同寸法の鋼製の試験用導体を用いて実施例１と同
様にして得た絶縁コイルの△ねｎ６は０．０３％、１８
０ｑｏで１６日間加熱後では０．１８％を示した。

以上述べた実施例から明らかなように、本発明のコイル
導体の製造方法はすべて材料をプリプレグ状にしている
ので、取扱いが容易であり、従来のワニス類の取扱いと
比較しても作業性の向上に大きく寄与するものである。

また本願発明の特徴の一つであるプリプレグシートに用
いる樹脂組成物は加熱直後に生じる樹脂の流れ性を考慮
しているので、加圧前に樹脂成分のみ流動してしまうこ
とはない。実施例２の材料でもわかるように、本発明の
組成物はすぐれた流れ性を示し、空隙のない導体が得ら
れることを示している。比較例 １ 実施例１と同じ形状のコイル導体を用い、第２図２の材
料として硬化マィカ板（厚さ０．２５）側を挿入し、ス
チレンおよび有機過酸化物を含む不飽和ポリエステルを
塗布する。

さらに３は実施１と同様のものを挿入し、レーベル転移
上の４にはポリエステル不織布フェルトを置き、最後に
ガラステープを突き合わせで１回巻回後、離型用のテフ
ロンテープを半層重ねで１回巻回して１４０ｑｏ×４０
分間加熱成形後４９．１側×１２．１側の断面の導体を
得た。以下実施例１と同機にして処理して得た絶縁コイ
ルの△ｔａｎ６は０．８％、１８０ｑ○で１６日間加熱
後では３．５％を示した。これらの結果から作業性、硬
化特性ともにすぐれた効果を発揮する本発明のコイル導
体の製造方法は工業上きわめて有利に使用されるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は成形前のレーベル転移を施したコイル導体の組
体の斜視図を示し、第２図は本発明方法により成形後の
コイル導体の断面図を示す。 図中：１・・・・・・レーベル転移を施した小導体、２
・・・・・・列間絶縁用ガラスプリプレグ、３・・・・
・・転移下用挿入材料、４・・・・・・プリプレグシー
ト、５・・・・・・プリプレグテープ。弟ー図 完２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高電圧回転機用コイル導体としてレーベル転移を施
   した小導体を組合わせて用いるものにおいて、レーベル
   転移および小導体の組合わせによって生じた凹部の空隙
   をなくすため、エポキシ樹脂とビスフエノールＡ−エピ
   クロルヒドリン縮合物との混合物に硬化剤または触媒を
   添加して半硬化状となした樹脂組成物を含むポリエステ
   ル不織布フエルトあるいはガラス繊維フエルトからなる
   プリプレグシートを上記小導体の転移部に重ね、さらに
   その周囲に繊維状基材あるいは繊維状基材に集成マイカ
   を重ねた基材系に半硬化状の熱硬化性樹脂を含むプリプ
   レグテープを巻回した後、これを加熱加圧して上記凹部
   を充填し表面を平滑にすることを特徴とする、空隙のな
   い表面平滑なコイル導体の製造方法。