(57)【要約】【課題】  電気巻線に塗布された絶縁材料を修理する方法を提供する。【解決手段】  絶縁材料を修理する方法は、修理すべき領域を識別すること（１０２）と、修理すべき領域にエポキシ（４２）を塗布すること（１０６）と、エポキシを接着テープ（４４）及び剥離膜（４４）のうちの少なくとも一方で被覆すること（１０８）と、エポキシを硬化させること（１１０）と、接着テープ及び前記剥離膜のうちの少なくとも一方を除去すること（１１２）と、エポキシの高さ（４６）を仕上げること（１１４）とを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの電気巻線（２４）に塗布された絶縁材料（２６）を修理する方法において、
修理すべき領域を識別すること（１０２）と、
修理すべき領域にエポキシ（４２）を塗布すること（１０６）と、
前記エポキシを接着テープ（４４）及び剥離膜（４４）のうちの少なくとも一方で被覆すること（１０８）と、
前記エポキシを硬化させること（１１０）と、
前記接着テープ及び前記剥離膜のうちの少なくとも一方を除去すること（１１２）と、
前記エポキシの高さ（４６）を仕上げること（１１４）とから成る方法。
【請求項２】
前記エポキシ（４２）を塗布する（１０６）前に、修理すべき領域及び修理すべき領域に隣接する前記絶縁材料（２６）を清浄にすること（１０４）を更に含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
修理すべき領域及びその周囲の絶縁材料（２６）を清浄にすること（１０４）は、研摩パッドを使用することを含む請求項２記載の方法。
【請求項４】
高さを仕上げること（１１４）は、前記エポキシ（４２）が修理すべき領域に隣接する前記絶縁材料（２６）とほぼ平坦になるように保証することを含む請求項１記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの修理すべき領域にエポキシ（４２）を塗布すること（１０６）は、酸を含まない刷毛を使用して前記エポキシを塗布することを含む請求項１記載の方法。
【請求項６】
修理すべき領域にエポキシ（４２）を塗布すること（１０６）は、Ｆクラス電気絶縁能力を有するエポキシを修理すべき領域に塗布することを含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記エポキシ（４２）を接着テープ（４４）で被覆すること（１０８）は、前記エポキシをシリコーン接着剤裏塗りテープによって被覆することを含む請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記エポキシ（４２）を接着テープ（４４）で被覆すること（１０８）は、前記エポキシをほぼ平坦にすることを容易にするためである請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記接着テープ（４４）及び前記剥離膜（４４）のうちの少なくとも一方の縁部から余分なエポキシ（４２）を除去することを更に含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】
エポキシの高さ（４６）を仕上げること（１１４）は、無導電性サンドペーパーを使用して硬化したエポキシ材料の一部を除去することを含む請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に電気コイルに関し、特に、電気コイルと共に使用される絶縁材料を修理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくともいくつかの周知の発電システムは、絶縁界磁電気コイルを含む回転子アセンブリを含む発電機のような電磁構成要素を含む。少なくともいくつかの周知の回転子アセンブリにおいては、電気コイルの製造中に界磁コイルに粉末被覆電気絶縁材料が静電気により付着される。静電気により付着された粉末は、粉末を溶融するために焼成され、硬化されて、電気絶縁被覆膜を形成する。絶縁材料が硬化された後、コイルが適切に絶縁されていない可能性がある露出スポット、又は損傷を受けているおそれがある他の領域を識別するために、コイルは検査される。特に、そのような絶縁欠陥は、通常、コイルを短絡及び接地から適切に保護するために修理される。しかし、欠陥を修理することによって、その絶縁部が粉末被覆絶縁材料に対する強固な接合を形成し、連続する絶縁膜を形成することがある。
【０００３】
従って、通常、修理技法は絶縁体の保全性を回復するのを容易にするために使用される。特に、少なくともいくつかの周知の修理技法においては、露出スポット及び損傷領域に手作業によって接着材料及び条片絶縁材料が塗布される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、そのような手順には時間がかかり、そのような修理手順は粉末被覆絶縁材料に異物を混入させるという望ましくない結果を招くこともある。更に、接着材料及び条片材料は、２種類の絶縁の電気的特性及び物理的特性を有する混成絶縁システムを形成するが、修理領域における絶縁部の厚さが増す可能性があるにもかかわらず、そのような修理は実際には水分の吸収に対する絶縁材料の総体的な耐性を低下させてしまうであろう。加えて、接着材料及び条片絶縁材料を使用すると、その結果、修理部分とその周囲の絶縁部とが不連続になり、修理部分を脆弱化させると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの面においては、少なくとも１つの電気巻線に塗布された絶縁材料を修理するための方法が提供され、方法は、修理すべき領域を識別することと、修理すべき領域にエポキシを塗布することと、接着テープ及び剥離膜のうちの少なくとも一方でエポキシを被覆することと、エポキシを硬化させることと、接着テープ及び剥離膜のうちの少なくとも一方を除去することと、エポキシ高さを仕上げることとを含む。
【０００６】
別の面においては、界磁電気コイルに塗布された粉末被覆絶縁材料を修理するための方法が提供される。方法は、修理すべき領域を識別することと、修理すべき領域及び修理すべき領域に隣接する粉末被覆絶縁材料を清浄にすることと、刷毛を使用して修理すべき領域に修理材料を塗布することとを含み、修理材料は既存の粉末被覆絶縁材料にほぼ類似している。方法は、更に、接着テープ及び剥離膜のうちの少なくとも一方で修理材料の領域を被覆することと、修理材料を硬化させることと、接着テープ及び剥離膜のうちの少なくとも一方を除去することと、修理領域から余分な硬化した材料を除去することとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、電動機１０の一実施例の側面図である。一実施例では、電動機１０はニューヨーク州SchenectadyにあるGeneral  Electric社より市販されているモータである。発電機１０はハウジング１２と、固定子１４と、回転子アセンブリ１６とを含む。固定子１４はハウジング１２の内部に装着され、固定子孔（図示せず）を含む。回転子アセンブリ１６は、少なくとも一部が固定子孔及びハウジング１２の円形穴１９を貫通している回転子軸１８により支持されている。一実施例では、回転子アセンブリ１６は回転子軸１８に装着され、少なくとも２つの電気コイル（図１には示さず）を含む。それらの電気コイルは複数の軸方向回転子本体スロット（図示せず）に正対するように配置された複数の巻線（図１には示さず）をそれぞれが含み、それぞれ対応する発電機界磁極を表している。
【０００８】
図２は、発電機１０（図１に示す）と共に使用できる電気コイル２０の一実施例の斜視図である。図３は、図２に示す電気コイル２０の実施例の横断面図である。電気コイル２０は回転子軸に電気的に結合され、複数の巻線２４を含む。巻線２４は巻き付けられて、電気コイル２０を形成している。一実施例では、巻線２４はほぼ平坦なワイヤ部材から製造されている。一実施例では、巻線２４は銅から製造されている。
【０００９】
各々の巻線２４は、その巻線２４を包み込む絶縁材料２６により絶縁されている。この実施例では、絶縁材料２６は粉末被覆絶縁材料である。一実施例では、絶縁材料２６はペンシルベニア州ReadingにあるMorton  Powder  Coatings、Division  of  Rohm  &  Haas社より市販されている材料である。絶縁材料２６は隣接する巻線２４を互いに絶縁すると共に、各巻線２４をモータ内部の金属面、並びに塵芥及び水から絶縁するのに好都合である。
【００１０】
動作中及び／又は製造中、巻線２４が適切に絶縁されていない可能性がある露出スポット４０又は絶縁が損傷されている可能性がある他の領域を識別するために、絶縁材料２６は検査される。特に、そのような絶縁材料２６の欠陥は巻線２４を短絡及び接地から適切に保護できないおそれがある。
【００１１】
図４は、電気コイル２０と共に使用される絶縁材料２６（図２及び図３に示す）を修理するための方法の一例を示すフローチャート１００である。方法は、露出スポット４０などの修理すべき領域を識別すること１０２と、修理すべき領域を清浄にすること１０４と、露出スポット４０にエポキシ４２を塗布すること１０６とを含む。この実施例では、エポキシ４２はＦクラス電気絶縁能力を有する無溶剤１００％反応性材料である。Ｆクラス電気絶縁能力は、約１５５℃で連続動作できることを表す。一実施例では、エポキシ４２はエポキシ樹脂を硬化剤としても知られているハードナーと混合することにより製造される。別の実施例においては、エポキシ４２は約５０°Fから９０°Fの間の周囲温度で反応するので、エポキシ４２の焼成は不要である。
【００１２】
一実施例では、エポキシ４２は、エポキシド官能性が２、エポキシ等量が約１７８から１８６、約２５℃における粘度が約６５００から９５００ｃｐｓであるEPON(登録商標)  826、エポキシド等量が約１８５から１９２、約２５℃における粘度が約１１０００から１５０００ｃｐｓであるEPON(登録商標)  828、又はエポキシド等量が約１９０から１９８、約２５℃における粘度が約１７７００から２２５００ｃｐｓであるEPON(登録商標)  ８３０などのテキサス州HoustonにあるShell Chemical 社より市販されている２官能性液体ビスフェノールＡジグリシジルエーテルエポキシであるが、ここで挙げた種類のエポキシに限定されない。この他の数多くの同様の液体ビスフェノールＡジグリシジルエーテルエポキシ樹脂も使用できるであろうと予測される。
【００１３】
別の実施例においては、エポキシ４２はミシガン州East LansingにあるVatico Inc.より市販されているARALDITE(登録商標)   GY  6008、ミシガン州MidlandにあるDow Chemical Co.より市販されているDER  300、又はノースカロライナ州DurhamにあるReichhold Inc.より市販されているEPOTUF(登録商標)  37-139などの２官能性液体ビスフェノールＡジグリシジルエーテルエポキシ樹脂であるが、ここで挙げた種類のエポキシに限定されない。
【００１４】
更に別の実施例では、エポキシ４２はShell  Chemical社より市販されており、エポキシド等量が約１６６から１７７、約２５℃における粘度が約３０００から４５００ｃｐｓであるEPON(登録商標)  DPL‐862などの液体ビスフェノールＦジグリシジルエーテルエポキシ樹脂、及びVantino社より市販されており、エポキシド等量が約１５８から１７５、約２５℃における粘度が約５０００から７０００ｃｐｓであるARALDITE(登録商標)  GY  281、又はエポキシド等量が約１７３から１８２、約２５℃における粘度が約６５００から８０００ｃｐｓであるARALTIDE(登録商標)  GY  308などのビスフェノールＦジグリシジルエーテルエポキシ樹脂より成る群から選択されるが、ここで挙げた種類の樹脂に限定されない。
【００１５】
更に別の実施例においては、エポキシ４２は、エポキシド等量が約１７２から１７９、約２５℃における粘度が約７６５００ｃｐｓであるDEN  431、エポキシ等量が約７０から７４、約２５℃における粘度が約１５ｃｐｓ未満であるERL-4206、エポキシ等量が約１３１から１４３、約２５℃における粘度が約３５０から４５０ｃｐｓであるERL-4221又はERL-4221E、エポキシ等量が約１３３から１５４、約３８℃における粘度が約７０００から１７０００ｃｐｓであるERL-4234、エポキシ等量が約１９０から２１０、約２５℃における粘度が約５５０から７５０ｃｐｓであるERL-4299などの、Dow Chemical Co.より市販されているエポキシノボラック樹脂及びシクロ脂肪族エポキシ樹脂を含むが、ここで挙げた種類の樹脂に限定されない。これらのシクロ脂肪族エポキシ樹脂は他の業者によっても製造されているであろう。
【００１６】
硬化剤は脂肪族アミン、アミドアミン、ポリアミド、変態又はアミン付加物、シクロ脂肪族アミン、エポキシ酸無水物硬化反応の促進剤を伴う酸無水物、フッ化ホウ素‐アミン錯体、及びその他の、室温でエポキシ樹脂と反応する反応度の高い硬化剤を含む群から選択できるが、それらには限定されない。極微発煙シリカ、あるいは酸化アルミニウム、微粉砕マイカ及びタルク等の他の充填剤を使用することにより樹脂をたるませないようにするために、エポキシ樹脂を充填剤によって変態させることができる。
【００１７】
硬化剤と、染料を含有するエポキシ樹脂を混合したときに色を変化させる染料を使用することが可能である。例えば、塩基性アミン硬化剤により中和される酸性染料を使用できるであろう。別の実施例では、エポキシ樹脂を硬化剤と混合したときに、色が消えて、エポキシ樹脂と硬化剤が最良の性能を発揮するように完全に混合されたことを示す標識として作用するように、エポキシ４２は少量の染料、すなわち、約０．１％の染料を含有するエポキシ樹脂である。別の実施例においては、エポキシ４２は少量の染料、すなわち、約０．０５％未満の染料を含有するエポキシ樹脂である。例えば、硬化剤と染料を含有するエポキシ樹脂を混合したときに色が変わる染料、たとえば、塩基性アミン硬化剤により中和される酸性染料を使用できる。
【００１８】
方法は、接着テープ又は剥離膜４４のいずれかによってエポキシ４２を被覆すること１０８を更に含む。一実施例では、テープ４４は無反応性テープである。この実施例においては、接着テープ４４はシリコーン接着剤裏塗りMylar(登録商標)テープである。別の実施例では、接着テープは（デラウェア州WilmingtonにあるDuPont社より市販されているTEDLAR(登録商標)）などのフッ化ポリビニルである。更に別の実施例においては、接着テープ４４は、（DuPont社より市販されているTEFLON(登録商標)）などのテトラフルオロエチレンである。方法は、エポキシ４２を硬化させること１１０と、接着テープ又は剥離膜４４のいずれかを除去すること１１２と、エポキシ高さ４６を仕上げること１１４とを更に含む。一実施例では、エポキシ高さ４６を仕上げること１１４はエポキシ４２を所望の高さまで研摩することを含む。一実施例においては、エポキシ高さ４６を仕上げること１１４は、エポキシ４２が露出スポット４０に隣接する絶縁材料２６とほぼ平坦になるように保証するためにエポキシ４２を研摩することを含む。別の実施例では、エポキシ高さ４６を仕上げること１１４は、エポキシ４２が露出スポット４０に隣接する絶縁材料２６とほぼ平坦になるように保証するためにエポキシ４２を研摩することを含み、これはアルミナ研摩粒子を含む非導電性２２０〜３２０グリットサンドペーパーを使用することを含む。
【００１９】
本発明は、１つの面においては、少なくとも１つの銅製界磁コイルを含む発電機を指向している。銅製界磁コイルの１つの特定の実施例を以下に説明するが、本発明を他の数多くのコイルと組み合わせて使用することは可能であり、本発明がここで説明する銅製コイルと組み合わせた実施に限定されないことを理解すべきである。しかし、本発明は単に銅製コイルと組み合わせた実施に限定されず、他の多くの種類の金属面と組み合わせて使用できる。本発明は、発電機の銅製界磁コイルに絶縁材料を塗布する、効率が良く、費用効率が高く、信頼性に優れ且つおそらくは最小限の労力で採用できる新規な方法を提供する。
【００２０】
特許請求の範囲に示される図中符号は本発明の範囲を狭めようとするものではなく、本発明を容易に理解させることを意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】発電機の一実施例の側面図。
【図２】図１に示す発電機と共に使用できる電気コイルの一実施例の斜視図。
【図３】図２に示す電気コイルの一実施例の横断面図。
【図４】図２に示す電気コイルと共に使用される絶縁材料を修理する方法の１例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２２】
２０…電気コイル、２４…巻線、２６…絶縁材料、４０…露出スポット、４２…エポキシ、４４…接着テープ又は剥離膜、４６…エポキシ高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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