(57)【要約】  本発明は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心のスロットにエナメル線を巻回して形成されたコイルとを有する回転電機の固定子コイルであって、前記エナメル線が、ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスの硬化物で被覆されていると共に、前記コイルが、エポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスの硬化物で被覆されていることを特徴とする固定子コイルである。この回転電機の固定子コイルは、絶縁層の固着力が高くてエナメル線の熱劣化を防止することができると共に、長期間にわたって良好な耐電圧特性を有する。
2014106941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心と、前記固定子鉄心のスロットにエナメル線を巻回して形成されたコイルとを有する回転電機の固定子コイルであって、
前記エナメル線が、ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスの硬化物で被覆されていると共に、前記コイルが、エポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスの硬化物で被覆されていることを特徴とする固定子コイル。
【請求項２】
ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスをエナメル線に塗布した後、固定子鉄心のスロットに前記エナメル線を巻回してコイルを作製する工程と、
エポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスを前記コイルに塗布する工程と
を含むことを特徴とする回転電機の固定子コイルの製造方法。
【請求項３】
固定子鉄心のスロットにエナメル線を巻回してコイルを作製する工程と、
ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスを前記コイルに塗布して加熱する工程と、
前記第１絶縁ワニスを塗布して加熱した前記コイルにエポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスを塗布して加熱する工程と
を含むことを特徴とする回転電機の固定子コイルの製造方法。
【請求項４】
前記第１絶縁ワニス及び前記第２絶縁ワニスの塗布が、真空含浸、真空加圧含浸又は常圧含浸によって行われることを特徴とする請求項２又は３に記載の回転電機の固定子コイルの製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の回転電機の固定子コイルを有する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、回転電機の固定子コイル及びその製造方法、並びに回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の固定子コイルは、固定子鉄心（コア）のスロットにエナメル線を巻回してなるコイル（巻線）に絶縁性樹脂組成物（絶縁ワニス）を含浸後、加熱硬化して絶縁層を形成することにより、コイルの絶縁性を高めている。
また、回転電機の固定子コイルは、高電圧に曝されることがあるため、長期間にわたって高電圧に耐える必要がある。そこで、特許文献１は、耐電圧特性に優れた固定子コイルとして、ポリアミドイミド皮膜をエナメル被覆としたエナメル線、又はこのエナメル線を巻回してなるコイルの表面を導電性皮膜で被覆した固定子コイルを提案している。【０００３】
さらに、回転電機の固定子コイルは、長期間にわたって高温に曝されるため、熱劣化し難いことも要求される。
しかしながら、特許文献１の固定子コイルは、エナメル被覆と導電性皮膜との相性が良くなく、導電性皮膜の固着力が十分でない。そのため、長期間にわたって高温に曝された場合にエナメル線が劣化し、絶縁不良を起こすと共に耐電圧特性も低下するという問題がある。【０００４】
そこで、特許文献２は、ポリアミドイミド皮膜をエナメル被覆としたエナメル線、又はこのエナメル線を巻回してなるコイルの表面を、二重結合を有する油成分により変性されたＴＨＥＩＣ変性ポリエステル樹脂皮膜で被覆した固定子コイルを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２５４４５７号公報
【特許文献２】特許第４４７５４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２の固定子コイルは、絶縁層であるＴＨＥＩＣ変性ポリエステル樹脂皮膜の架橋密度が高くないため、長期間にわたって良好な耐電圧特性を維持することができないという問題がある。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、絶縁層の固着力が高くてエナメル線の熱劣化を防止することができると共に、長期間にわたって良好な耐電圧特性を有する回転電機の固定子コイル及びその製造方法、並びに当該特性を備えた回転電気を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、上記の問題を解決すべく鋭意研究した結果、ポリエステル樹脂を含む絶縁ワニスの硬化物でエナメル線又はエナメル線を巻回して形成されたコイルを被覆すると共に、エポキシアクリレート樹脂を含む絶縁ワニスの硬化物でポリエステル樹脂を含む絶縁ワニスの硬化物をさらに被覆して絶縁層を形成することにより、絶縁層の固着力だけでなく長期間にわたる耐電圧特性を改善し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。【０００８】
すなわち、本発明は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心のスロットにエナメル線を巻回して形成されたコイルとを有する回転電機の固定子コイルであって、前記エナメル線が、ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスの硬化物で被覆されていると共に、前記コイルが、エポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスの硬化物で被覆されていることを特徴とする固定子コイルである。【０００９】
また、本発明は、ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスをエナメル線に塗布した後、固定子鉄心のスロットに前記エナメル線を巻回してコイルを作製する工程と、エポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスを前記コイルに塗布する工程とを含むことを特徴とする回転電機の固定子コイルの製造方法である。
また、本発明は、固定子鉄心のスロットにエナメル線を巻回してコイルを作製する工程と、ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスを前記コイルに塗布して加熱する工程と、前記第１絶縁ワニスを塗布して加熱した前記コイルにエポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスを塗布して加熱する工程とを含むことを特徴とする回転電機の固定子コイルの製造方法である。
さらに、本発明は、前記回転電機の固定子コイルを有することを特徴とする回転電機である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、絶縁層の固着力が高くてエナメル線の熱劣化を防止することができると共に、長期間にわたって良好な耐電圧特性を有する回転電機の固定子コイル及びその製造方法、並びに当該特性を備えた回転電気を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例及び比較例における固着力、初期及び２６０℃で２０日間保持後の絶縁破壊電圧の結果を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
本実施の形態の回転電機の固定子コイルは、固定子鉄心と、前記固定子鉄心のスロットにエナメル線を巻回して形成されたコイルとを有する。ここで、固定子鉄心及びエナメル線としては、特に限定されることはなく、当該技術分野において公知のものを用いることができる。その中でもエナメル線は、ポリアミドイミド皮膜をエナメル被覆としたエナメル線であることが好ましい。
また、エナメル線は、ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスの硬化物であるポリエステル樹脂皮膜で被覆されていると共に、コイルは、エポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスの硬化物であるエポキシアクリレート樹脂皮膜でさらに被覆されている。
【００１３】
エナメル線を被覆するポリエステル樹脂皮膜は、応力緩和層及び接着性付与層としての効果を有する。すなわち、ポリエステル樹脂皮膜は、最外層のエポキシアクリレート樹脂皮膜に比べて硬度が小さいため、エナメル線とエポキシアクリレート樹脂皮膜との間の応力を緩和させることができる。また、ポリエステル樹脂皮膜は、エナメル被覆との相性が良好であるだけでなく、エポキシアクリレート樹脂皮膜と同様にエステル基を有しているため、エポキシアクリレート樹脂皮膜との相性も良好である。そのため、エナメル線とエポキシアクリレート樹脂皮膜との間の固着力を向上させることができる。
【００１４】
最外層のエポキシアクリレート樹脂皮膜は、ポリエステル樹脂皮膜に比べて架橋密度が高いため、耐電圧特性を向上させることができる。
したがって、ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスの硬化物であるポリエステル樹脂皮膜でエナメル線を被覆すると共に、エポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスの硬化物であるエポキシアクリレート樹脂皮膜でコイルをさらに被覆して絶縁層を形成することにより、絶縁層の固着力が高くてエナメル線の熱劣化を防止することができると共に、長期間にわたって良好な耐電圧特性を有することが可能となる。
【００１５】
ポリエステル樹脂皮膜の厚さは、特に限定されることはないが、１ｍｍ未満であることが好ましい。ポリエステル樹脂皮膜の厚さが１ｍｍ以上であると、回転電機のモータ出力が低下することがある。
ここで、ポリエステル樹脂皮膜を形成する第１絶縁ワニスに含まれるポリエステル樹脂とは、一般的に、多価アルコールを不飽和多塩基酸や飽和多塩基酸と重縮合（エステル化）させて得られた化合物（ポリエステル）を、架橋剤に溶解させて得られる樹脂である。
【００１６】
多価アルコールとしては、特に限定されることはなく、公知のものを用いることができる。多価アルコールの例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンタンジオール、水素化ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ、及びグリセリン等が挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
【００１７】
不飽和多塩基酸としては、特に限定されることはなく、公知のものを用いることができる。不飽和多塩基酸の例としては、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、及びイタコン酸等が挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
飽和多塩基酸としては、特に限定されることはなく、公知のものを用いることができる。飽和多塩基酸の例としては、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘット酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、テトラクロロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
【００１８】
ポリエステルは、上記のような原料を用いて公知の方法で合成することができる。この合成における各種条件は、使用する原料やその量に応じて適宜設定する必要があるが、一般的に、窒素等の不活性ガス気流中、１４０〜２３０℃の温度にて加圧又は減圧下でエステル化させればよい。このエステル化反応では、必要に応じてエステル化触媒を使用することができる。触媒の例としては、酢酸マンガン、ジブチル錫オキサイド、シュウ酸第一錫、酢酸亜鉛、及び酢酸コバルト等の公知の触媒が挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
【００１９】
また、ポリエステルの合成において、上記のような原料と共に、エポキシ樹脂、イミド樹脂、シリコーン樹脂、トリスヒドロキシエチルイソシアヌレート等を配合してもよい。これらの成分の配合量は、特に限定されることはなく、使用する成分に応じて適宜調整すればよい。また、これらの成分を配合して調製されるポリエステルは、それぞれエポキシ変性ポリエステル、イミド変性ポリエステル、シリコーン変性ポリエステル、ＴＨＥＩＣ（トリスヒドロキシエチルイソシアヌレート）変性ポリエステルとなる。これらの変性ポリエステルは、本発明の効果を安定して与えることができるため特に好ましく、ＴＨＥＩＣ変性ポリエステルが最も好ましい。
【００２０】
架橋剤としては、ポリエステルと重合可能な重合性二重結合を有しているものであれば特に限定されることはない。架橋剤の例としては、スチレンモノマー、ジアリルフタレートモノマー、ジアリルフタレートプレポリマー、メタクリル酸メチル、及びトリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
ポリエステル樹脂における架橋剤の含有量は、好ましくは２５〜７０質量％、より好ましくは３５〜６５質量％である。架橋剤の含有量が２５質量％未満であると、樹脂粘度の上昇によって作業性が低下してしまうことがある。一方、架橋剤の含有量が７０質量％を超えると、所望の物性を有する硬化物が得られないことがある。
【００２１】
エポキシアクリレート樹脂皮膜の厚さは、特に限定されることはなく、製造する固定子コイルの大きさ等に応じて適宜調整すればよい。
エポキシアクリレート樹脂皮膜を形成する第２絶縁ワニスに含まれるエポキシアクリレート樹脂としては、特に限定されることはなく、当該技術分野において公知のものを用いることができる。エポキシアクリレート樹脂の例としては、ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート、ビスフェノールＦ型エポキシアクリレート、変性ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート、変性ビスフェノールＦ型エポキシアクリレート、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート、臭素化ビスフェノールＦ型エポキシアクリレート等が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２２】
第２絶縁ワニスは、エポキシアクリレート樹脂の他に、反応性希釈剤及び反応開始剤を含むことができる。
反応希釈剤としては、特に限定されることはなく、当該技術分野において公知のものを用いることができる。反応性希釈剤の例としては、スチレン、スチレンのα−，ｏ−，ｍ−，ｐ−アルキル，ニトロ，シアノ，アミド，エステル誘導体、クロルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン等のスチレン系モノマー；ブタジエン、２，３−ジメチルブタジエン、イソプレン、クロロプレン等のジエン類；（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸−ｎ−プロピル、（メタ）アクリル酸−ｉ−プロピル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸シクロペンチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸テトラヒドロフリル、アセトアセトキシエチル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル類；（メタ）アクリル酸アミド及び（メタ）アクリル酸Ｎ，Ｎ−ジメチルアミド等の（メタ）アクリル酸アミド；（メタ）アクリル酸アニリド等のビニル化合物；シトラコン酸ジエチル等の不飽和ジカルボン酸ジエステル；Ｎ−フェニルマレイミド等のモノマレイミド化合物；Ｎ−（メタ）アクリロイルフタルイミド等が挙げられる。これらの中でも、作業性、コスト及び硬化性の観点から、スチレンが好ましい。
第２絶縁ワニスにおける反応希釈剤の含有量は、特に限定されないが、一般に２０質量％〜８０質量％、より好ましくは３０質量％〜６０質量％である。
【００２３】
反応開始剤としては、特に限定されることはなく、当該技術分野において公知のものを用いることができる。反応開始剤の例としては、ｔ−ヘキシルハイドロパーオキサイド等のパーヘキシル系、ベンゾイルパーオキサイド等のアシルパーオキシド系、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート等の過酸エステル系、テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド等の有機ハイドロパーオキシド系、ジクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキシド系の有機過酸化物が挙げられる。
第２絶縁ワニスにおける反応開始剤の含有量は、特に限定されないが、一般に０．１〜５質量％、好ましくは０．５〜３質量％である。
【００２４】
次に、本実施の形態の回転電機の固定子コイルの製造方法について説明する。
まず、第１絶縁ワニスをエナメル線に塗布した後、固定子鉄心のスロットにエナメル線を巻回してコイルを作製する。
第１絶縁ワニスの塗布方法としては、特に限定されることはなく、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。例えば、第１絶縁ワニスを入れた容器にエナメル線を含浸させればよい。含浸方法としては、真空含浸、真空加圧含浸、常圧含浸等が挙げられる。含浸の際の条件は、特に限定されることはなく、第１絶縁ワニス及びエナメル線等の種類に応じて適宜調整すればよい。
【００２５】
エナメル線に塗布された第１絶縁ワニスは、加熱することによって硬化させることができる。加熱温度及び加熱時間は、特に限定されることはなく、使用する第１絶縁ワニスの成分等に応じて適宜調整すればよい。加熱温度は一般に１００〜２５０℃、加熱時間は１〜２４時間、好ましくは０．５〜２０時間である。これらの範囲を外れると、所望の効果が得られない場合がある。
第１絶縁ワニスの加熱による硬化は、固定子鉄心のスロットにエナメル線を巻回する前又は後のいずれにおいても行ってもよい。また、第１絶縁ワニスの硬化は、完全に硬化させる必要はなく、半硬化させてもよい。
固定子鉄心のスロットにエナメル線を巻回する方法としては、特に限定されることはなく、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。
【００２６】
次に、上記で作製されたコイルに第２絶縁ワニスを塗布する。
第２絶縁ワニスの塗布方法としては、特に限定されることはなく、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。具体的には、第１絶縁ワニスの塗布方法において例示した含浸方法の他、第２絶縁ワニスをコイルに滴下することによっても塗布することができる。
【００２７】
コイルに塗布された第２絶縁ワニスは、加熱することによって硬化させることができる。加熱温度及び加熱時間は、特に限定されることはなく、使用する第２絶縁ワニスの成分等に応じて適宜調整すればよい。加熱温度は一般に１００〜２５０℃、加熱時間は１〜２４時間、好ましくは０．５〜２０時間である。これらの範囲を外れると、所望の効果が得られない場合がある。
第２絶縁ワニスの加熱による硬化は、第２絶縁ワニスが完全に硬化するまで行われる。特に、第１絶縁ワニスを半硬化させた場合、第２絶縁ワニスと共に第１絶縁ワニスが完全に硬化するまで加熱処理が行われる。
【００２８】
上記のようにして製造される固定子コイルは、絶縁層の固着力が高くてエナメル線の熱劣化を防止することができると共に、長期間にわたって良好な耐電圧特性を有しているため、回転電機において用いるのに有効である。
【００２９】
実施の形態２．
本実施の形態の回転電機の固定子コイルは、エナメル線を巻回して形成されたコイルを、ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスの硬化物であるポリエステル樹脂皮膜で被覆すると共に、エポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスの硬化物であるエポキシアクリレート樹脂皮膜でポリエステル樹脂皮膜をさらに被覆して絶縁層を形成した点で、実施の形態１の回転電機の固定子コイルとは異なる。このような絶縁層を形成した場合であっても、絶縁層の固着力だけでなく長期間にわたる耐電圧特性を改善することができる。
【００３０】
コイルを被覆するポリエステル樹脂皮膜は、応力緩和層及び接着性付与層としての効果を有する。すなわち、ポリエステル樹脂皮膜は、最外層のエポキシアクリレート樹脂皮膜に比べて硬度が小さいため、コイルを構成するエナメル線とエポキシアクリレート樹脂皮膜との間の応力を緩和することができる。また、ポリエステル樹脂皮膜は、エナメル被覆との相性が良好であるだけでなく、エポキシアクリレート樹脂皮膜と同様にエステル基を有しているため、エポキシアクリレート樹脂皮膜との相性も良好である。そのため、コイルを構成するエナメル線とエポキシアクリレート樹脂皮膜との間の固着力を向上させることができる。
【００３１】
最外層のエポキシアクリレート樹脂皮膜は、ポリエステル樹脂皮膜に比べて架橋密度が高いため、耐電圧特性を向上させることができる。
したがって、ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスの硬化物であるポリエステル樹脂皮膜でコイルを被覆すると共に、エポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスの硬化物であるエポキシアクリレート樹脂皮膜でポリエステル樹脂皮膜をさらに被覆して絶縁層を形成することにより、絶縁層の固着力が高くてエナメル線の熱劣化を防止することができると共に、長期間にわたって良好な耐電圧特性を有することが可能となる。
なお、ポリエステル樹脂皮膜及びエポキシアクリレート樹脂皮膜は、実施の形態１の回転電機の固定子コイルと同じであるため、説明を省略する。
【００３２】
次に、本実施の形態の回転電機の固定子コイルの製造方法について説明する。
まず、固定子鉄心のスロットにエナメル線を巻回してコイルを作製する。固定子鉄心のスロットにエナメル線を巻回する方法としては、特に限定されることはなく、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。
【００３３】
次に、第１絶縁ワニスをコイルに塗布して加熱する。
第１絶縁ワニスの塗布方法としては、特に限定されることはなく、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。具体的には、実施の形態１で例示したような真空含浸、真空加圧含浸、常圧含浸等の含浸方法の他、第１絶縁ワニスをコイルに滴下することによっても塗布することができる。
【００３４】
第１絶縁ワニスの加熱温度及び加熱時間は、特に限定されることはなく、使用する第１絶縁ワニスの成分等に応じて適宜調整すればよい。加熱温度は一般に１００〜２５０℃、加熱時間は１〜２４時間、好ましくは０．５〜２０時間である。これらの範囲を外れると、所望の効果が得られない場合がある。また、第１絶縁ワニスの加熱による硬化は、完全に硬化させる必要はなく、半硬化させてもよい。
【００３５】
次に、第１絶縁ワニスの硬化物で被覆されたコイルに第２絶縁ワニスを塗布して加熱する。
第２絶縁ワニスの塗布方法としては、特に限定されることはなく、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。具体的には、第１絶縁ワニスと同様の方法及び条件で塗布することができる。
【００３６】
第２絶縁ワニスの加熱温度及び加熱時間は、特に限定されることはなく、使用する第２絶縁ワニスの成分等に応じて適宜調整すればよい。加熱温度は一般に１００〜２５０℃、加熱時間は１〜２４時間、好ましくは０．５〜２０時間である。これらの範囲を外れると、所望の効果が得られない場合がある。
第２絶縁ワニスの加熱による硬化は、第２絶縁ワニスが完全に硬化するまで行われる。特に、第１絶縁ワニスを半硬化させた場合、第２絶縁ワニスと共に第１絶縁ワニスが完全に硬化するまで加熱処理が行われる。
【００３７】
上記のようにして製造される固定子コイルは、絶縁層の固着力が高くてエナメル線の熱劣化を防止することができると共に、長期間にわたって良好な耐電圧特性を有しているため、回転電機において用いるのに有効である。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例により本発明の詳細を説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
（実施例１）
エポキシ変性ポリエステルを含む第１絶縁ワニス、ビスフェノールＡ型エポキシアクリレートを含む第２絶縁ワニスを用いて以下の試験を行った。
ＪＩＳ  Ｃ２１０３に準じ、ポリアミドイミド皮膜をエナメル被覆としたエナメル線を用いてツイストペア及びヘリカルコイルを作製した。次に、ツイストペア及びヘリカルコイルのそれぞれを第１絶縁ワニスに含浸させた後、１３０℃で２時間加熱することによってポリエステル樹脂皮膜を形成した。次に、このツイストペア及びヘリカルコイルを第２絶縁ワニスに含浸させた後、１６０℃で２時間加熱することによってエポキシアクリレート樹脂皮膜を形成した。【００３９】
上記で得られたヘリカルコイルについて、ＪＩＳ  Ｃ２１０３に準じ、オートグラフ（島津製作所製ＡＧ−５０００Ｄ）を用いて固着力を測定した。その結果、固着力は２５０Ｎであり、絶縁層の固着力が高いことが確認された。
次に、上記で得られたツイストペアについて、絶縁破壊電圧測定装置（ヤマヨシ試験製）を用いて絶縁破壊電圧を測定した結果、絶縁破壊電圧は１６ｋＶであった。また、このツイストペアを２６０℃で２０日間保持した後、同様に絶縁破壊電圧を測定した結果、絶縁破壊電圧は１２ｋＶであった。第１絶縁ワニス及び第２絶縁ワニスを用いたワニス処理を行っていない（エナメル線のみの）ツイストペアの絶縁破壊電圧が５ｋＶであったことから、第１絶縁ワニス及び第２絶縁ワニスを用いたワニス処理を行うことで、長期間にわたって良好な耐電圧特性を与え得ることが確認された。【００４０】
次に、５００ｍｍ×３００ｍｍ×１００ｍｍの容器に第１絶縁ワニスを入れ、ポリアミドイミド皮膜をエナメル被覆としたエナメル線を第１絶縁ワニスに含浸させた後、固定子鉄心に巻回し、１３０℃で２時間加熱することによって、エナメル線の表面にポリエステル樹脂皮膜が形成されたコイルを得た。次に、このコイルを第２絶縁ワニスに含浸させた後、１６０℃で２時間加熱することによって、コイルの表面にエポキシアクリレート樹脂皮膜が形成された固定子コイルを得た。
上記で得られた固定子コイルについて、絶縁破壊電圧測定装置（ヤマヨシ試験製）を用いて絶縁破壊電圧を測定した結果、エポキシ変性ポリエステルを含む絶縁ワニスをコイルに含浸させて加熱することによって作製された従来の固定子コイルに比べて、約２倍の絶縁破壊電圧を有していた。【００４１】
（実施例２）
イミド変性ポリエステルを含む第１絶縁ワニスを用いたこと以外は実施例１と同様にして試験を行った。その結果、ヘリカルコイルでの固着力は２２０Ｎ、ツイストペアでの絶縁破壊電圧は１５．５ｋＶであった。また、このツイストペアにおける２６０℃で２０日間保持後の絶縁破壊電圧は１１．５ｋＶであった。これらの結果から、この実施例のワニス処理を行うことで、絶縁層の固着力を高めると共に、長期間にわたって良好な耐電圧特性を与え得ることが確認された。
次に、イミド変性ポリエステルを含む第１絶縁ワニスを用いたこと以外は実施例１と同様にして固定子コイルを作製し、その絶縁破壊電圧を測定した。その結果、この実施例で作製した固定子コイルは、エポキシ変性ポリエステルを含む絶縁ワニスをコイルに含浸させて加熱することによって作製された従来の固定子コイルに比べて、約２倍の絶縁破壊電圧を有していた。【００４２】
（実施例３）
シリコーン変性ポリエステルを含む第１絶縁ワニス、ビスフェノールＦ型エポキシアクリレートを含む第２絶縁ワニスを用いたこと以外は実施例１と同様にして試験を行った。その結果、ヘリカルコイルでの固着力は２００Ｎ、ツイストペアでの絶縁破壊電圧は１５ｋＶであった。また、このツイストペアにおける２６０℃で２０日間保持後の絶縁破壊電圧は１２ｋＶであった。これらの結果から、この実施例のワニス処理を行うことで、絶縁層の固着力を高めると共に、長期間にわたって良好な耐電圧特性を与え得ることが確認された。
次に、シリコーン変性ポリエステルを含む第１絶縁ワニス、ビスフェノールＦ型エポキシアクリレートを含む第２絶縁ワニスを用いたこと以外は実施例１と同様にして固定子コイルを作製し、その絶縁破壊電圧を測定した。その結果、この実施例で作製した固定子コイルは、エポキシ変性ポリエステルを含む絶縁ワニスをコイルに含浸させて加熱することによって作製された従来の固定子コイルに比べて、約２倍の絶縁破壊電圧を有していた。【００４３】
（実施例４）
ＴＨＥＩＣ変性ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスを用いたこと以外は実施例１と同様にして試験を行った。その結果、ヘリカルコイルでの固着力は２３０Ｎ、ツイストペアでの絶縁破壊電圧は１５．５ｋＶであった。また、このツイストペアにおける２６０℃で２０日間保持後の絶縁破壊電圧は１０ｋＶであった。これらの結果から、この実施例のワニス処理を行うことで、絶縁層の固着力を高めると共に、長期間にわたって良好な耐電圧特性を与え得ることが確認された。
次に、ＴＨＥＩＣ変性ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスを用いたこと以外は実施例１と同様にして固定子コイルを作製し、その絶縁破壊電圧を測定した。その結果、この実施例で作製した固定子コイルは、エポキシ変性ポリエステルを含む絶縁ワニスをコイルに含浸させて加熱することによって作製された従来の固定子コイルに比べて、約２倍の絶縁破壊電圧を有していた。【００４４】
（実施例５）
第１絶縁ワニスの加熱処理を１００℃で３０分に変更したこと以外は実施例１と同様にして試験を行った。その結果、ヘリカルコイルでの固着力は２３０Ｎ、ツイストペアでの絶縁破壊電圧は１５．５ｋＶであった。また、このツイストペアにおける２６０℃で２０日間保持後の絶縁破壊電圧は１２ｋＶであった。これらの結果から、この実施例のワニス処理を行うことで、絶縁層の固着力を高めると共に、長期間にわたって良好な耐電圧特性を与え得ることが確認された。
次に、第１絶縁ワニスの加熱処理を１００℃で３０分に変更したこと以外は実施例１と同様にして固定子コイルを作製し、その絶縁破壊電圧を測定した。その結果、この実施例で作製した固定子コイルは、エポキシ変性ポリエステルを含む絶縁ワニスをコイルに含浸させて加熱することによって作製された従来の固定子コイルに比べて、約２倍の絶縁破壊電圧を有していた。【００４５】
（実施例６）
第１絶縁ワニスを真空含浸（圧力０．１ｍｍＨｇ以下で１２０分）させたこと以外は実施例４と同様にして試験を行った。その結果、ヘリカルコイルでの固着力は２３０Ｎ、ツイストペアでの絶縁破壊電圧は１５．５ｋＶであった。また、このツイストペアにおける２６０℃で２０日間保持後の絶縁破壊電圧は１１ｋＶであった。これらの結果から、この実施例のワニス処理を行うことで、絶縁層の固着力を高めると共に、長期間にわたって良好な耐電圧特性を与え得ることが確認された。
次に、第１絶縁ワニスを真空含浸（圧力０．１ｍｍＨｇ以下で１２０分）させたこと以外は実施例４と同様にして固定子コイルを作製し、その絶縁破壊電圧を測定した。その結果、この実施例で作製した固定子コイルは、エポキシ変性ポリエステルを含む絶縁ワニスをコイルに含浸させて加熱することによって作製された従来の固定子コイルに比べて、約２倍の絶縁破壊電圧を有していた。【００４６】
（実施例７）
第１絶縁ワニスを真空加圧含浸（圧力０．１ｍｍＨｇ以下で１２０分の真空含浸を行った後、圧力３ｋｇ／ｃｍ2で１８０分加圧）させたこと以外は実施例１と同様にして試験を行った。その結果、ヘリカルコイルでの固着力は２００Ｎ、ツイストペアでの絶縁破壊電圧は１６ｋＶであった。また、このツイストペアにおける２６０℃で２０日間保持後の絶縁破壊電圧は１０ｋＶであった。これらの結果から、この実施例のワニス処理を行うことで、絶縁層の固着力を高めると共に、長期間にわたって良好な耐電圧特性を与え得ることが確認された。
次に、第１絶縁ワニスを真空加圧含浸（圧力０．１ｍｍＨｇ以下で１２０分の真空含浸を行った後、圧力３ｋｇ／ｃｍ2で１８０分加圧）させたこと以外は実施例１と同様にして固定子コイルを作製し、その絶縁破壊電圧を測定した。その結果、この実施例で作製した固定子コイルは、エポキシ変性ポリエステルを含む絶縁ワニスをコイルに含浸させて加熱することによって作製された従来の固定子コイルに比べて、約２倍の絶縁破壊電圧を有していた。【００４７】
（比較例１）
エポキシ樹脂を含む第１絶縁ワニスを用いたこと以外は実施例１と同様にして試験を行った。その結果、ヘリカルコイルでの固着力は２５０Ｎ、ツイストペアでの絶縁破壊電圧は１６ｋＶであった。また、このツイストペアにおける２６０℃で２０日間保持後の絶縁破壊電圧は４ｋＶであり、高温下で絶縁破壊電圧が著しく低下した。この結果から、この比較例のワニス処理では、絶縁層の固着力を高めることができるものの、長期間にわたって良好な耐電圧特性を与えることができないことが確認された。【００４８】
上記の実施例及び比較例における固着力、初期及び２６０℃で２０日間保持後の絶縁破壊電圧の結果を図１にまとめる。図１に示されているように、実施例１〜７では、固着力が高いと共に、初期及び２６０℃で２０日間保持後の絶縁破壊電圧も高かった。これに対して、比較例１では、固着力及び初期の絶縁破壊電圧が高かったものの、２６０℃で２０日間保持後の絶縁破壊電圧が著しく低下した。【００４９】
以上の結果からわかるように、本発明によれば、絶縁層の固着力が高くてエナメル線の熱劣化を防止することができると共に、長期間にわたって良好な耐電圧特性を有する回転電機の固定子コイル及びその製造方法、並びに当該特性を備えた回転電気を提供することができる。
【図１】
2014106941.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月17日(2015.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
すなわち、本発明は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心のスロットにエナメル皮膜で被覆されたエナメル線を巻回して形成されたコイルとを有する回転電機の固定子コイルであって、前記エナメル線が、ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスの硬化物でさらに被覆されており、且つ前記コイルが、エポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスの硬化物で被覆されていることを特徴とする固定子コイルである。
また、本発明は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心のスロットにエナメル皮膜で被覆されたエナメル線を巻回して形成されたコイルとを有する回転電機の固定子コイルであって、前記コイルが、ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスの硬化物で被覆されており、且つ前記第１絶縁ワニスの硬化物が、エポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスの硬化物で被覆されていることを特徴とする固定子コイルである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本発明は、ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスをエナメル皮膜で被覆されたエナメル線に塗布する第１工程と、前記第１工程で得られた前記エナメル線を固定子鉄心のスロットに巻回してコイルを作製する第２工程と、前記第２工程で得られた前記コイルにエポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスを塗布する第３工程とを含むことを特徴とする回転電機の固定子コイルの製造方法である。
また、本発明は、固定子鉄心のスロットにエナメル皮膜で被覆されたエナメル線を巻回してコイルを作製する第１工程と、前記第１工程で得られた前記コイルにポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスを塗布して加熱する第２工程と、前記第２工程で得られた前記コイルにエポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスを塗布して加熱する第３工程とを含むことを特徴とする回転電機の固定子コイルの製造方法である。
さらに、本発明は、前記回転電機の固定子コイルを有することを特徴とする回転電機である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心と、前記固定子鉄心のスロットにエナメル皮膜で被覆されたエナメル線を巻回して形成されたコイルとを有する回転電機の固定子コイルであって、
前記エナメル線が、ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスの硬化物でさらに被覆されており、且つ
前記コイルが、エポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスの硬化物で被覆されていることを特徴とする固定子コイル。
【請求項２】
固定子鉄心と、前記固定子鉄心のスロットにエナメル皮膜で被覆されたエナメル線を巻回して形成されたコイルとを有する回転電機の固定子コイルであって、
前記コイルが、ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスの硬化物で被覆されており、且つ
前記第１絶縁ワニスの硬化物が、エポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスの硬化物で被覆されていることを特徴とする固定子コイル。
【請求項３】
前記エナメル皮膜がポリアミドイミド皮膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の固定子コイル。
【請求項４】
ポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスをエナメル皮膜で被覆されたエナメル線に塗布する第１工程と、
前記第１工程で得られた前記エナメル線を固定子鉄心のスロットに巻回してコイルを作製する第２工程と、
前記第２工程で得られた前記コイルにエポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスを塗布する第３工程と
を含むことを特徴とする回転電機の固定子コイルの製造方法。
【請求項５】
固定子鉄心のスロットにエナメル皮膜で被覆されたエナメル線を巻回してコイルを作製する第１工程と、
前記第１工程で得られた前記コイルにポリエステル樹脂を含む第１絶縁ワニスを塗布して加熱する第２工程と、
前記第２工程で得られた前記コイルにエポキシアクリレート樹脂を含む第２絶縁ワニスを塗布して加熱する第３工程と
を含むことを特徴とする回転電機の固定子コイルの製造方法。
【請求項６】
前記第１絶縁ワニス及び前記第２絶縁ワニスの塗布が、真空含浸、真空加圧含浸又は常圧含浸によって行われることを特徴とする請求項４又は５に記載の回転電機の固定子コイルの製造方法。
【請求項７】
前記エナメル皮膜がポリアミドイミド皮膜であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の固定子コイルの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転電機の固定子コイルを有することを特徴とする回転電機。
【国際調査報告】
2014106941.tif 000004
2014106941.tif 000005