(57)【要約】【課題】回転電機コイルの電気絶縁特性を損なうことなく放熱性を高める。【解決手段】半導電テープ材１１が二つ折りにされて弾性材料１２を包み込む形態でなる弾性繊維強化材料７が固定子コイル２の絶縁層６に巻き回される。弾性材料１２は、ガラスを素材とするフェルトに加熱硬化性の熱伝導性樹脂組成物である液状樹脂を含浸したものである。弾性材料１２の液状樹脂はエポキシ樹脂に水酸化アルミニウムフィラーを充填してなる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心に設けられる複数のスロットに収納される固定子巻線と、
該固定子巻線の長手方向にわたって巻回された被覆材料とからなり、
前記被覆材料は、熱伝導性樹脂組成物を有する弾性材料と、この弾性材料を覆った半導電材料で構成されている
ことを特徴とする回転電機コイル。
【請求項２】
前記熱伝導性樹脂組成物は、熱伝導率が０．５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である室温もしくは加熱硬化性の熱伝導性樹脂組成物である
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機コイル。
【請求項３】
前記弾性材料は、前記熱伝導性樹脂組成物および該熱伝導性樹脂組成物を保持するためのフェルトからなる
ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機コイル。
【請求項４】
前記フェルトは、ガラス、絶縁性のセラミックスもしくは炭素繊維である
ことを特徴とする請求項３に記載の回転電機コイル。
【請求項５】
前記熱伝導性樹脂組成物は、ＤＧＥＢＡエポキシからなり、かつ、当該ＤＧＥＢＡエポキシの液状成分の１００重量部に対して繰り返し単位が１．０以上の成分を２０重量部以上含む
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の回転電機コイル。
【請求項６】
前記被覆材料は、
当該被覆材料を巻き回した固定子巻線を前記スロットへ収納した後で一次硬化にて前記被覆材料をゲル化させた後で、前記一次硬化より高い温度で二次硬化させたものである
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の回転電機コイル。
【請求項７】
前記被覆材料の熱伝導性樹脂組成物は、プリプレグ化したものである
ことを特徴とする請求項５に記載の回転電機コイル。
【請求項８】
前記熱伝導性樹脂組成物の一部が前記半導電材料に覆われずに露出している
ことを特徴とする請求項５に記載の回転電機コイル。
【請求項９】
前記被覆材料は前記弾性材料を二つ折り、もしくは三つ折りで覆っている
ことを特徴とする請求項１もしくは８に記載の回転電機コイル。
【請求項１０】
前記半導電材料における、前記固定子コイル表面に接触する面に前記熱伝導性樹脂組成物のプリプレグ層を形成した
ことを特徴とする請求項５に記載の回転電機コイル。
【請求項１１】
前記弾性材料は、粘度が４０Ｐａ・ｓ以上のシリコーンゴムであり、
前記固定子巻線の絶縁層の熱伝導率が０．２乃至０．３Ｗ／ｍ・Ｋである
ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機コイル。
【請求項１２】
前記弾性材料は、熱伝導率が０．７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上で粘度が４０Ｐａ・ｓ以上のシリコーンゴムであり、
前記固定子巻線の絶縁層の熱伝導率が０．３乃至０．５Ｗ／ｍ・Ｋである
ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機コイル。
【請求項１３】
前記熱伝導性樹脂組成物は、８０〜１００重量部の水酸化アルミニウムフィラーを充填し、かつ熱伝導率が０．２乃至０．３Ｗ／ｍ・Ｋで粘度が５０Ｐａ・ｓ以上のシリコーンゴムであり、
前記固定子巻線の絶縁層の熱伝導率が０．２乃至０．３Ｗ／ｍ・Ｋである
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機コイル。
【請求項１４】
前記シリコーンゴムは、２０〜５０重量部の水酸化アルミニウムフィラーを充填したものである
ことを特徴とする請求項１２記載の回転電機コイル。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の回転電機コイルを備えたことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば水車発電機、タービン発電機コイルの固定子コイルを備える回転電機コイルおよび回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の回転電機コイルの固定子コイルの断面図である。図８に示すように、従来の回転電機コイルは、薄板の鋼板を積層した固定子コイル鉄心４１のスロット４１ａ内に２層の固定子コイル４２がそれぞれ収納されてなる。また、固定子コイル４２はスロット４１ａの開口部付近の楔４４によりスロット４１ａ内に固定される。
【０００３】
各固定子コイル４２の間、スロット４１ａの開口部付近の固定子コイル４２と楔４４の間、スロット４１ａの底部付近の固定子コイル４２と当該底部の間にはスペーサ材である縦方向固定材４３がそれぞれ配置される。
【０００４】
また、スロット４１ａにおける開口部に直交する側面部と当該側面部に向き合う各固定子コイル４２の片側面との間には半導電のスペーサ材である横方向固定材４７が配置される。この横方向固定材４７は波型のＦＲＰ板（繊維強化プラスチック）である。これにより、スロット４１ａの片側面へ固定子コイル４２を押さえつけて固定させ、運転時の振動などを抑制するとともに、固定子コイル４２の表面の熱を固定子コイル鉄心４１へ伝達させて放散する。
【０００５】
固定子コイル４２は、絶縁層４６が導体束４５を包むように配置されてなる。回転電機の運転中における熱源は固定子コイル４２の導体束４５に大電流が流れることで生じるジュール発熱である。このジュール発熱は、回転電機が間接冷却型発電機である場合は、固定子コイル４２の絶縁層４６を経て固定子コイル鉄心４１へ伝達される。従来の回転電機コイルについては、例えば特許文献１に開示される。
【０００６】
回転電機の効率を高め、あるいは回転電機の容量を増大させるためには、上記のジュール発熱を効率良く放散させることが必要である。そのような観点からは、固定子コイル４２の絶縁層４６の熱伝導率を高めることや、各種の固定材の熱伝達性を高めることが有効である。
【０００７】
固定子コイルの主絶縁層に関しては、例えば特許文献２に開示されるように固定子コイルの主絶縁層を構成する部材に無機充填材を付与する構成がある。また、固定子コイルの固定材に関しては例えば特許文献３に開示されるように、半導電シートに熱伝導物質を塗布したものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３０４６６２号公報
【特許文献２】特開２００２−３７４６４６号公報
【特許文献３】スウェーデン国特許出願公開第４０６６７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年は、コンパクトで高出力の発電機が求められている。発電機の固定子コイルにおいては、導体の電流密度及び高電圧化が必要である。しかしながら、熱放散性の観点からは、固定子コイルから鉄心への熱伝達の向上が必要であり、電気的な観点からは、コイル表面の確実な接地が必要である。
【００１０】
前述したように、コイルの固定のための横方向固定材には波型のＦＲＰ板が用いられることがある。この場合、コイル表面と鉄心との間には、ある程度の空気層が介在する。
【００１１】
即ち、コイル表面と鉄心は、ミクロ的にみれば点接触であり、熱および電気的な接続の度合いは低い。つまり熱放散の観点からは熱的な接続が不十分であり、コイル表面を確実に接地する観点からは電気的な接続が不十分である。
【００１２】
また、固定子コイルの主絶縁層や固定材について、個別に熱伝導率を高める事は、固定子コイル全体の効果的な熱放散性の向上には必ずしもつながらない。つまり、固定子コイルの導体から鉄心への熱伝達を考慮した場合の固定子コイル全体の熱抵抗は、主絶縁層の熱伝導率から求められる熱的な抵抗と固定材の熱伝導率から求められる熱的な抵抗との和で求められるので、仮に主絶縁層の熱伝導率が非常に高い場合でも、固定材の熱伝導率が低ければ、固定子コイル全体でみた場合の熱伝導の大幅な向上は望めない。すなわち、主絶縁層の熱伝導向上と固定部の熱伝導向上は同時に達成されることが望ましい。
【００１３】
また、固定子コイルを前述した特許文献３に開示された構成とした場合は、半導電テープ材の熱伝導率の値に応じて熱伝導性物質の熱伝導率を高めないと、固定部全体としてみた場合の熱伝導率が低下するという問題がある。さらに、この構成においては、熱伝導物質の粘度が低い場合は、硬化するまでに内部の熱伝導物質が流出することにより当初の熱伝導率を満たさない場合がある。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、電気絶縁特性を損なうことなくコイルの放熱性を高めることが可能になる回転電機コイルおよび回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
すなわち、本発明に係る回転電機コイルは、固定子鉄心に設けられる複数のスロットに収納される固定子巻線と、該固定子巻線の長手方向にわたって巻回された被覆材料とからなり、前記被覆材料は、熱伝導性樹脂組成物を有する弾性材料と、この弾性材料を覆った半導電材料で構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、回転電機の電気絶縁特性を損なうことなくコイルの放熱性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態における回転電機コイルの固定子コイルの断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態における弾性繊維強化材料の断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態における回転電機コイルの固定物の熱伝導特性の一例を表形式で示す図。
【図４】本発明の第１の実施形態における弾性繊維強化材料の変形例の断面図。
【図５】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の化学式を示す図。
【図６】本発明の第５の実施形態における弾性繊維強化材料の断面図。
【図７】本発明の第６の実施形態における弾性繊維強化材料の断面図。
【図８】本発明の第７の実施形態における回転電機コイルの固定子コイルの断面図。
【図９】本発明の第７の実施形態における回転電機コイルの固定子コイルに巻回される固定材の断面図。
【図１０】本発明の第７の実施形態における回転電機コイルの固定子コイルに巻回される固定材の各種条件下での熱伝導率の測定結果を表形式で示す図。
【図１１】本発明の第８の実施形態における回転電機コイルの固定子コイルに巻回される固定材の熱伝導率の測定結果を表形式で示す図。
【図１２】本発明の第９の実施形態における回転電機コイルの固定子コイルに巻回される固定材の各種条件下での熱伝導率の測定結果を表形式で示す図。
【図１３】本発明の第１０の実施形態における回転電機コイルの固定子コイルに巻回される固定材の各種条件下での熱伝導率の測定結果を表形式で示す図。
【図１４】従来の回転電機コイルの固定子コイルの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下図面により本発明の実施形態について説明する。  
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。  
図１は、本発明の第１の実施形態における回転電機コイルの固定子コイルの断面図である。  
図１に示すように、本発明の第１の実施形態における回転電機コイルは、薄板の鋼板を積層した固定子コイル鉄心１の外周側の複数のスロット１ａ内に２層の固定子コイル２がそれぞれ収納されてなる。また、固定子コイル２はスロット１ａの開口部付近の楔４によりスロット１ａ内に固定される。
【００１９】
各固定子コイル２の間、スロット１ａの開口部付近の固定子コイル２と楔４の間、スロット１ａの底部付近の固定子コイル２と当該底部の間にはスペーサ材３がそれぞれ配置される。固定子コイル２は、絶縁層６が導体束５を包むように配置されてなる。固定子コイル２の絶縁層６には弾性繊維強化材料７が巻き付けられる。
【００２０】
図２は、本発明の第１の実施形態における弾性繊維強化材料の断面図である。  
図２に示すように、弾性繊維強化材料７は半導電テープ材１１と弾性材料１２からなり、半導電テープ材１１が二つ折りにされて弾性材料１２を包み込む形態である。  
この弾性繊維強化材料７はテープ状の材料であり、固定子コイル２の長手方向にわたって当該固定子コイル２の絶縁層６に巻き付けて形成される。  
ここでは、半導電テープ材１１の表面抵抗は約５００Ωである。この表面抵抗は、少なくとも１００Ω以上かつ５０００Ω以下であれば特に限定されない。
【００２１】
弾性材料１２は、ガラスを素材とするフェルトに室温もしくは加熱硬化性の熱伝導性樹脂組成物である液状樹脂を含浸したものである。フェルトは熱伝導性樹脂組成物を保持するものであり、このフェルトの素材は、前述したガラスに限らず、酸化アルミニウムなどの無機セラミックス、または半導電性の炭素繊維からなるものでもよい。
【００２２】
また、フェルトの素材は、ポリエステルやポリエチレンテレフタレート等の絶縁性の繊維でも良いが、耐熱性の観点からは、前述したガラス、無機セラミックス、炭素繊維が好適である。
【００２３】
弾性材料１２の液状樹脂はエポキシ樹脂に水酸化アルミニウムフィラーを充填してなる。具体的には、液状樹脂は、硬化剤としてイミダゾール系硬化触媒２部を含むエポキシ樹脂１００重量部に対して、水酸化アルミニウムフィラーを１２０重量部の割合で混合している。  
また、液状樹脂に用いた水酸化アルミニウムフィラーは、酸化アルミニウムや酸化マグネシウム、チッ化ホウ素であってもよい。
【００２４】
弾性材料１２を半導電テープ材１１で前述したように包み込んでテープ状にしてなる弾性繊維強化材料７を固定子コイル２に巻き回し、この固定子コイル２を固定子鉄心スロット１ａへ挿入した際の固定子コイル２と固定子コイル鉄心１との間の抵抗の測定結果は１０００Ωである。
【００２５】
図３は、本発明の第１の実施形態における回転電機コイルの固定物の熱伝導特性の一例を表形式で示す図である。  
図３に示すように、前述した混合割合でなる液状樹脂のみを硬化させて製作した樹脂板の熱伝導率の測定結果は０．５２Ｗ／ｍ・Ｋである。また、同じ混合割合における液状樹脂を用いてなる弾性繊維強化材料７を巻き回した固定子コイル２を固定子鉄心スロット１ａから取り出した際の、当該弾性繊維強化材料７の熱伝導率の測定結果は０．４１Ｗ／ｍ・Ｋである。
【００２６】
次に、比較例として、エポキシ樹脂１００重量部に対して水酸化アルミニウムフィラーを７０重量部の割合で混合してなる液状樹脂のみを硬化させて樹脂板を製作した際の、熱伝導率の測定結果は、０．４０Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００２７】
また、同じ混合割合における液状樹脂を用いてなる弾性繊維強化材料７を巻き回した固定子コイル２を固定子鉄心スロット１ａから取り出した際の、当該弾性繊維強化材料７の熱伝導率の測定結果は０．３０Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００２８】
これらの測定結果から、エポキシ樹脂に対する水酸化アルミニウムフィラーの混合比率の低い方の熱伝導率と比較して、エポキシ樹脂に対する水酸化アルミニウムフィラーの混合比率の高い方の熱伝導率が高いことがわかる。
【００２９】
以上のように、本発明の第１の実施形態における回転電機では、弾性繊維強化材料の弾性力によって半導電テープ材を固定子コイル表面および固定子コイル鉄心表面に押さえつけることができるので、固定子コイルと固定子コイル鉄心との間の良好な面接触が得られ、この面接触により、固定子コイルと固定子コイル鉄心との間の熱伝達および電気的な接続が良好なものとなる。これにより、高い熱伝達と固定子コイル表面の確実な接地を両立する固定子コイル固定方法を実現でき、従来のものより高電圧かつ冷却効果の高い回転電機を実現することができる。
【００３０】
図４は、本発明の第１の実施形態における弾性繊維強化材料の変形例の断面図である。  
この変形例では、弾性繊維強化材料７は半導電テープ材１１を三つ折りにし、当該弾性材料１２における、弾性繊維強化材料７を固定子コイル２に巻き回した際に当該固定子コイル２に対峙する面の両端付近の一部分を半導電テープ材１１で覆い、その他の部分を半導電テープ材１１で覆わずに露出させて固定子コイル２に粘着するようにした形態である。これにより、図２に示すような、半導電テープ材１１が二つ折りにされて弾性材料１２を包み込む形態と比較して、弾性繊維強化材料７を固定子コイル２に巻き回した際に、弾性材料１２のうち半導電テープ材１１で覆われていない部分が外部に露出しにくくなり、かつ、この部分が固定子コイル２に粘着するので、弾性材料１２の液状樹脂の外部への液漏れを防ぐことができ、かつ、半導電テープ材１１を弾性材料１２に巻き回す際の作業性も向上する。
【００３１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態における回転電機の構成のうち第１の実施形態と同一部分の説明は省略する。  
本実施形態では、第１の実施形態で説明した弾性材料１２のエポキシ樹脂としてＤＧＥＢＡエポキシ樹脂を用いている。ＤＧＥＢＡエポキシ樹脂は、ｊＥＲ８２８（ジャパンエポキシレジン社製）の７０重量部に対して、ｊＥＲ１００１を３０重量部の割合で混合してなる。
【００３２】
図５は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の化学式を示す図である。  
ｊＥＲ１００１は、図５に示す化学式の繰り返し単位ｎが１．０以上のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂である。  
このようにして作成した弾性材料１２は、第１の実施形態と比較して表面の粘着性が高いので、半導電テープ材１１を弾性材料１２に巻き回すことが容易となる。
【００３３】
また、弾性材料１２のエポキシ樹脂は、ｊＥＲ８２８の８０重量部に対して、ｊＥＲ１００１を２０重量部の割合で混合したものとしてもよい。この割合で混合してなるエポキシ樹脂を用いた弾性材料は、前述した、ｊＥＲ８２８の７０重量部に対して、ｊＥＲ１００１を３０重量部の割合で混合してなるエポキシ樹脂を用いた弾性材料と比較して粘着性が低下するが、第１の実施形態と比較して、粘着性は依然として高く、特に作業上の支障は無い。
【００３４】
一方、ｊＥＲ８２８の８５重量部に対して、ｊＥＲ１００１を１５重量部の割合で混合してなるエポキシ樹脂を用いて弾性材料を作成した場合には、ｊＥＲ８２８の７０重量部に対してｊＥＲ１００１を３０重量部の割合で混合してなるエポキシ樹脂を用いた弾性材料、ｊＥＲ８２８の８０重量部に対してｊＥＲ１００１を２０重量部の割合で混合してなるエポキシ樹脂を用いた弾性材料、および第１の実施形態で述べた弾性材料と比較して、粘着性が殆どなくなり、半導電テープ材１１を弾性材料１２に巻き回す作業を当該半導電テープ材１１の開放部を抑えながら行なう必要があり、作業効率が低下してしまう。
【００３５】
このことから、弾性材料１２のエポキシ樹脂としてＤＧＥＢＡエポキシ樹脂を用い、かつＤＧＥＢＡエポキシ樹脂は、液状成分１００重量部に対して、繰り返し単位が１．０以上の成分を２０重量部以上の割合で混合してなる弾性材料は、第１の実施形態で述べた弾性材料と比較して粘着性が向上することが分かる。
【００３６】
以上のように、本発明の第２の実施形態における回転電機コイルでは、第１の実施形態と比較して、半導電テープ材と弾性材料との粘着性が向上するので、これらの半導電テープ材と弾性材料でなる弾性繊維強化材料で覆った固定子コイルを固定子鉄心のスロットへ収める際の作業性が向上する。
【００３７】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。  
第３の実施形態は、第１の実施形態もしくは第２実施形態で説明した弾性繊維強化材料７を巻きつけた固定子コイル２を固定子コイル鉄心１へ挿入した後、弾性繊維強化材料７を８０℃かつ８時間でゲル化させた後に、１００℃かつ２４時間の二次硬化を行ったものである。
【００３８】
また、比較例として、弾性繊維強化材料７を巻きつけた固定子コイル２を固定子コイル鉄心１へ挿入した後、弾性繊維強化材料７の一次硬化を行わずに１００℃かつ２４時間の硬化処理のみを行った。
【００３９】
両者を比較したところ、比較例においては、弾性繊維強化材料７の半導電テープ材１１の開放部からの液状樹脂の流れ出しが著しく固定子鉄心スロット１ａの隙間に樹脂が付着していた。
【００４０】
一方、前述した一次硬化および二次硬化を行った場合では、半導電テープ材１１の開放部からの液状樹脂流れ出しが殆ど無く、固定子鉄心スロット１ａへの樹脂の付着が認められなかった。
【００４１】
以上のように、本発明の第３の実施形態における回転電機では、弾性繊維強化材料を一次硬化にてゲル化させている為に、当該弾性繊維強化材料の二次硬化時の加熱硬化温度において加熱硬化性の熱伝導性樹脂組成物の液ダレが防止される為に、鉄心挿入時における密着性が保持される。
【００４２】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。  
第４の実施形態では、第１の実施形態で説明した弾性材料１２のエポキシ樹脂としてＤＧＥＢＡエポキシ樹脂を用いている。ＤＧＥＢＡエポキシ樹脂は、ｊＥＲ８２８の６０重量部に対し、ｊＥＲ１００１を４０重量部混合してなる。この実施形態では、当該混合割合における液状樹脂を含浸してなる弾性繊維強化材料７に８０℃かつ２０分の乾燥処理を実施して液状樹脂をプリプレグ状としている。
【００４３】
ここで、本実施形態で述べた構成の弾性繊維強化材料７、第１の実施形態で説明した弾性繊維強化材料７のそれぞれについて、当該弾性繊維強化材料７を巻きつけた固定子コイル２を固定子コイル鉄心１へ収めた後に、固定子コイル２の硬化処理を実施した。
【００４４】
この硬化処理後に固定子コイル２を取り出し、この固定子コイル２に巻きつけられる弾性繊維強化材料７の弾性材料１２の厚みを計測したところ、本実施形態で述べた弾性繊維強化材料７では、寸法のばらつきが殆どないが、第１の実施形態で説明した弾性繊維強化材料７では片当りによって寸法のばらつきが大きかった。
【００４５】
以上のように、本発明の第４の実施形態における回転電機では、弾性繊維強化材料７の液状樹脂のプリプレグ化によって、この液状樹脂を用いた弾性繊維強化材料７を巻き回した固定子コイル２を固定子コイル鉄心１へ挿入した後、内部充填物が硬化するまでの間における、接触面の片当りによる固定子コイル２の位置ずれが抑制される。
【００４６】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。  
図６は、本発明の第５の実施形態における弾性繊維強化材料の断面図である。  
図６に示すように、この実施形態は、第２の実施形態で述べた構成と比較して、弾性材料１２を半導電テープ材１１によって包み込む際に、弾性材料１２の片端部を半導電テープ材１１に覆われない露出部２１としており、このような構成の弾性材料１２を用いた弾性繊維強化材料７を固定子コイル２へ巻き回す際は、露出部２１が固定子コイル２に接するようにする。
【００４７】
以上のように、本発明の第５の実施形態における回転電機では、固定子コイルと弾性材料の露出面が粘着するようにして弾性繊維強化材料を固定子コイルへ巻き回すことができる、つまり巻回時において順次粘着しながら作業を行うことができる為に作業性が改善され、巻回時のテンションが、保持されるために良好な密着性が保持される。よって、特に断面の大きい固定子コイルへ弾性繊維強化材料を巻き回すことが極めて容易になる。
【００４８】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。  
図７は、本発明の第６の実施形態における弾性繊維強化材料の断面図である。  
図７に示すように、この実施形態は、第１の実施形態の構成と比較して、弾性繊維強化材料７の半導電テープ材１１のうち、当該半導電テープ材１１を用いた弾性繊維強化材料７を固定子コイル２に巻き回す際の固定子コイル２と接する面にのみプリプレグ層２２を形成している。
【００４９】
このプリプレグ層２２は、ｊＥＲ８２８の６０重量部に対し、ｊＥＲ１００１の４０重量部を混合してなる液状樹脂を半導電テープ材１１の前述した固定子コイル２と接する面に塗布した後に８０℃かつ２０分の乾燥処理を行って形成したものである。  
また、プリプレグ層２２を形成する作業は、半導電テープ材１１によって弾性材料１２を包みこんだ後に実施してもよいし、あらかじめ形成しておいてもよい。
【００５０】
以上のように、本発明の第６の実施形態における回転電機では、第５の実施形態と同様に、弾性繊維強化材料７を固定子コイル２に巻き回す際に、固定子コイル２と弾性繊維強化材料７が粘着するために、作業性が改善され、巻回時のテンションが、保持されるために良好な密着性が保持される。よって、特に断面の大きい固定子コイルへテープ材を巻き回すことが極めて容易になる。
【００５１】
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。  
図８は、本発明の第７の実施形態における回転電機コイルの固定子コイルの断面図である。図９は、本発明の第７の実施形態における回転電機コイルの固定子コイルに巻回される固定材の断面図である。  
図８に示すように、第７の実施形態では、第１の実施形態で用いた弾性繊維強化材料７の代わりに、固定材３０を用いる。この固定材３０はテープ状の材料であり、固定子コイル２の長手方向にわたって当該固定子コイル２の絶縁層６に巻き付けて形成される。
【００５２】
図９に示すように、固定材３０は、半導電テープ材３１および内部充填材３２でなり、半導電テープ材３１が二つ折りにされて内部充填材３２を包み込む形態である。  
半導電テープ材３１は、熱伝導率が０．１２Ｗ／ｍ・Ｋ以下で、厚さが０．１ｍｍ以下である。また、内部充填材３２はシリコーンゴムからなる。
【００５３】
本発明の第７の実施形態における固定材３０の一形態であるパターンＡでは、内部充填材３２であるシリコーンゴムの熱伝導率は０．５０Ｗ／ｍ・Ｋで、粘度は４０Ｐａ・ｓである。  
また、固定材３０の別形態であるパターンＢ（本発明の第７の実施形態における比較例）では、内部充填材３２であるシリコーンゴムの熱伝導率は０．２６Ｗ／ｍ・Ｋで、粘度は５０Ｐａ・ｓである。
【００５４】
さらに、固定材３０の別形態であるパターンＣ（本発明の第７の実施形態における比較例）においては、内部充填材３２であるシリコーンゴムの熱伝導率は０．６０Ｗ／ｍ・Ｋで、粘度は９Ｐａ・ｓである。
【００５５】
これらの各形態における、固定材３０の熱伝導率の測定結果を示す。本実施形態では、主絶縁層である絶縁層６の熱伝導率は０．２〜０．３Ｗ／ｍ・Ｋである。よって、絶縁層６と固定材３０とでなる絶縁部の熱放散性の点から、固定材３０の熱伝導率は０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが必要である。
【００５６】
図１０は、本発明の第７の実施形態における回転電機コイルの固定子コイルに巻回される固定材の各種条件下での熱伝導率の測定結果を表形式で示す図である。  
図１０に示すように、パターンＡの固定材３０の熱伝導率は０．３０Ｗ／ｍ・Ｋであり、絶縁層６の熱伝導率以上である。  
また、パターンＢの構成では、固定材３０の熱伝導率は０．１３Ｗ／ｍ・Ｋであり、絶縁層６の熱伝導率未満である。
【００５７】
また、パターンＣの構成では、固定材３０の熱伝導率は０．２５Ｗ／ｍ・Ｋであり、絶縁層６の熱伝導率未満である。この理由は、シリコーンゴムの粘度が４０Ｐａ・ｓに満たない低い値であるために、当該シリコーンゴムが固化するまでに隙間から漏れ出てしまう為に固定材３０の内部に空洞が生じ、もしくは絶縁層６との接触を保てないために固定材３０の熱伝導率が低下したからである。
【００５８】
これらの結果から、パターンＡ，Ｂ，Ｃのうち、熱伝導率が０．２〜０．３Ｗ／ｍ・Ｋである絶縁層６と組み合わせて絶縁部として用いるのに適した固定材３０の構成はパターンＡであることが分かる。
【００５９】
以上のように、本発明の第７の実施形態における回転電機では、固定材３０の内部充填材３２であるシリコーンゴムの熱伝導率を０．５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上として、粘度を４０Ｐａ・ｓ以上とした場合には固定材３０の熱伝導率が０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上となるので、固定子コイル２の絶縁層６の熱伝導率が０．２〜０．３Ｗ／ｍ・Ｋである場合の固定材３０の当該絶縁層６と同レベルの熱伝導特性を実現できる。このようなシリコーンゴムでなる内部充填材３２を用いると、当該内部充填材３２を半導電テープ材３１で包んでなる固定材３０により固定子コイルの絶縁層６を包むようにした場合の、これら絶縁層６と固定材３０とでなる絶縁部は、固定子コイルの導体から鉄心への必要十分な熱伝達がなされる熱放散性を有するようになるので、従来のものより冷却効果の高い回転電機を実現することができる。
【００６０】
（第８の実施形態）
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。この実施形態における回転電機コイルの固定子コイルの断面は第７の実施形態と同様である。ただし、主絶縁層である絶縁層６の熱伝導率は０．３〜０．５Ｗ／ｍ・Ｋである。よって、絶縁層６と固定材３０とでなる絶縁部の熱放散性の点から、固定材３０の熱伝導率は０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが必要である。  
本発明の第８の実施形態における固定材３０であるパターンＤでは、内部充填材３２であるシリコーンゴムの熱伝導率は０．７０Ｗ／ｍ・Ｋで、粘度はパターンＡと同じく４０Ｐａ・ｓである。
【００６１】
図１１は、本発明の第８の実施形態における回転電機コイルの固定子コイルに巻回される固定材の熱伝導率の測定結果を表形式で示す図である。  
図１１に示すように、パターンＤの固定材３０の熱伝導率は、０．５０Ｗ／ｍ・Ｋであるので、絶縁層６の熱伝導率以上である。この結果から、パターンＤの構成の固定材３０は、熱伝導率が０．３〜０．５Ｗ／ｍ・Ｋである絶縁層６と組み合わせた絶縁部として用いるのに適していることが分かる。
【００６２】
以上のように、本発明の第８の実施形態における回転電機では、固定材３０の内部充填材３２であるシリコーンゴムの熱伝導率を０．７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上として、粘度を４０Ｐａ・ｓ以上とした場合には固定材３０の熱伝導率が０．５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上となるので、固定子コイル２の絶縁層６の熱伝導率が０．３〜０．５Ｗ／ｍ・Ｋである場合の固定材３０の当該絶縁層６と同レベルの熱伝導特性を実現できる。このようなシリコーンゴムでなる内部充填材３２を用いると、当該内部充填材３２を半導電テープ材３１で包んでなる固定材３０により固定子コイルの絶縁層６を包むようにした場合の、これら絶縁層６と固定材３０とでなる絶縁部は、固定子コイルの導体から鉄心への必要十分な熱伝達がなされる熱放散性を有するようになるので、従来のものより冷却効果の高い回転電機を実現することができる。
【００６３】
（第９の実施形態）
次に、本発明の第９の実施形態について説明する。この実施形態における回転電機コイルの固定子コイルの断面は第７の実施形態と同様であり、主絶縁層である絶縁層６の熱伝導率は第７の実施形態と同じく０．２〜０．３Ｗ／ｍ・Ｋである。よって、絶縁層６と固定材３０とでなる絶縁部の熱放散性の点から、固定材３０の熱伝導率は０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが必要である。
【００６４】
本発明の第９の実施形態における固定材３０の一形態であるパターンＥでは、内部充填材３２であるシリコーンゴムの熱伝導率は０．２６Ｗ／ｍ・Ｋで、粘度は５０Ｐａ・ｓであり、これらの特性は第７の実施形態で述べたパターンＢと同じである。ただし、当該パターンＥでは、水酸化アルミニウムフィラーを１００重量部添加している。
【００６５】
また、本発明の第９の実施形態における固定材３０の別形態であるパターンＦでは、内部充填材３２であるシリコーンゴムの熱伝導率および粘度はパターンＢと同じである。ただし、当該パターンＦでは、水酸化アルミニウムフィラーを８０重量部添加している。
【００６６】
さらに、本発明の第９の実施形態における固定材３０の別形態であるパターンＧ（本発明の第９の実施形態における比較例）では、内部充填材３２であるシリコーンゴムの熱伝導率および粘度はパターンＢと同じである。ただし、当該パターンＧでは、水酸化アルミニウムフィラーを５０重量部添加している。
【００６７】
これらの各形態における、固定材３０の熱伝導率の測定結果を示す。図１２は、本発明の第９の実施形態における回転電機コイルの固定子コイルに巻回される固定材の各種条件下での熱伝導率の測定結果を表形式で示す図である。
【００６８】
図１２に示すように、パターンＥの構成では、固定材３０の熱伝導率は、０．３２Ｗ／ｍ・Ｋであり、絶縁層６の熱伝導率以上である。  
また、パターンＦの構成では、固定材３０の熱伝導率は、０．３０Ｗ／ｍ・Ｋであり、絶縁層６の熱伝導率以上である。  
また、パターンＧの構成では、固定材３０の熱伝導率は、０．２２Ｗ／ｍ・Ｋであり、絶縁層６の熱伝導率未満である。
【００６９】
また、固定材３０について水酸化アルミニウムフィラーを１２０重量部を超えて混ぜようとした場合では粘度が高くなり過ぎて著しく作業性が低下し、コイルの試作が困難であった。
【００７０】
これらの結果から、パターンＥ，Ｆ，Ｇのうち、熱伝導率が０．２〜０．３Ｗ／ｍ・Ｋである絶縁層６と組み合わせて用いるのに適した構成はパターンＥ，Ｆであることが分かる。
【００７１】
以上のように、本発明の第９の実施形態における回転電機では、固定子コイルの絶縁層の熱伝導率が０．２〜０．３Ｗ／ｍ・Ｋの場合において、固定材３０の内部充填材３２であるシリコーンゴムの熱伝導率が０．２乃至０．３Ｗ／ｍ・Ｋであって、粘度を５０Ｐａ・ｓ以上として、さらに水酸化アルミニウムフィラーを８０〜１００重量部添加した場合には、固定材３０の熱伝導率が０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上となり、絶縁層６の熱伝導率以上となる。このようなシリコーンゴムでなる内部充填材３２を用いると、当該内部充填材３２を半導電テープ材３１で包んでなる固定材３０により固定子コイルの絶縁層６を包むようにした場合の、これら絶縁層６と固定材３０とでなる絶縁部は、固定子コイルの導体から鉄心への必要十分な熱伝達がなされる熱放散性を有するようになるので、従来のものより冷却効果の高い回転電機を実現することができる。この構成においては、上述の塗布や挿入の作業時における作業性を損なわずに良好な熱放散性を有するコイルを実現できる。また、第７の実施形態のように、内部充填材３２に用いるシリコーンゴムの熱伝導率が０．２乃至０．３Ｗ／ｍ・Ｋであっても固定子コイルの導体から鉄心への必要十分な熱伝達を実現できる。
【００７２】
（第１０の実施形態）
次に、本発明の第１０の実施形態について説明する。この実施形態における回転電機コイルの固定子コイルの断面は第７の実施形態と同様である。ただし、主絶縁層である絶縁層６の熱伝導率は、第８の実施形態と同様に０．３〜０．５Ｗ／ｍ・Ｋである。よって、絶縁層６と固定材３０とでなる絶縁部の熱放散性の点から、固定材３０の熱伝導率は０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが必要である。
【００７３】
本発明の第９の実施形態における固定材３０の一形態であるパターンＨでは、内部充填材３２であるシリコーンゴムの熱伝導率は０．７０Ｗ／ｍ・Ｋで、粘度は４０Ｐａ・ｓであって、これらは第８の実施形態で述べたパターンＤと同じである。ただし、当該パターンＨでは、水酸化アルミニウムフィラーを２０重量部添加している。
【００７４】
また、第９の実施形態における固定材３０の別形態であるパターンＩでは、内部充填材３２であるシリコーンゴムの熱伝導率は０．７０Ｗ／ｍ・Ｋで、粘度は４０Ｐａ・ｓであって、これらはパターンＤと同じである。ただし、当該パターンＩでは、水酸化アルミニウムフィラーを５０重量部添加している。
【００７５】
これらの各形態における、固定材３０の熱伝導率の測定結果を示す。図１３は、本発明の第１０の実施形態における回転電機コイルの固定子コイルに巻回される固定材の各種条件下での熱伝導率の測定結果を表形式で示す図である。
【００７６】
図１３に示すように、パターンＨの構成では、固定材３０の熱伝導率は、０．５６Ｗ／ｍ・Ｋであるので、主絶縁層の熱伝導率以上である。  
また、パターンＩの固定材３０の構成では、熱伝導率は、０．５８Ｗ／ｍ・Ｋであるので、主絶縁層の熱伝導率以上である。
【００７７】
また、水酸化アルミニウムフィラーを５０重量部を超えて混ぜようとした場合では粘度が高くなり過ぎ、著しく作業性が低下した。  
これらの結果から、パターンＨ，Ｉは、いずれも熱伝導率が０．３〜０．５Ｗ／ｍ・Ｋである絶縁層６と組み合わせて用いるのに適した構成であることが分かる。
【００７８】
以上のように、本発明の第１０の実施形態における回転電機では、固定子コイルの絶縁層の熱伝導率が０．３〜０．５Ｗ／ｍ・Ｋの場合において、固定材３０の内部充填材３２であるシリコーンゴムの熱伝導率が０．７Ｗ／ｍ・Ｋであって、粘度を４０Ｐａ・ｓ以上として、さらに水酸化アルミニウムフィラーを２０〜５０重量部添加した場合には固定材３０の熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上となり、絶縁層６の熱伝導率以上となる。このようなシリコーンゴムでなる内部充填材３２を用いると、当該内部充填材３２を半導電テープ材３１で包んでなる固定材３０により固定子コイルの絶縁層６を包むようにした場合の、これら絶縁層６と固定材３０とでなる絶縁部は、固定子コイルの導体から鉄心への必要十分な熱伝達がなされる熱放散性を有するようになるので、従来のものより冷却効果の高い回転電機を実現することができる。さらに、この構成においては、上述の塗布や挿入の作業時における作業性を損なわずに良好な熱放散性を有するコイルを実現できる。
【００７９】
なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を省略してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１，４１…固定子コイル鉄心、２，４２…固定子コイル、３…スペーサ材、４，４４…楔、５，４５…導体束、６，４６…絶縁層、７…弾性繊維強化材料、１１，３１…半導電テープ材、１２…弾性材料、２１…露出部、２２…プリプレグ層、３２…内部充填材、４３…縦方向固定材、４７…横方向固定材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010154731.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010154731.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010154731.tif 000011
【図１０】
2010154731.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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