(57)【要約】  発電機のステータのための導体バー（１０）は、複数の内部導体部（１１）を備え、その導体部（１１）は、導体部（１１）の周りに巻かれ、かつ、固定されたガラス/マイカのバンドを備えた絶縁体によって外が囲まれている。  導体部（１１）と絶縁体（１２）の間の機械的な付着を改善するために、絶縁体（１２）と導体部（１１）の間に少なくとも１つの中間層（１７）が設けられている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機のステータのための導体バー（１０）であって、
前記導体バー（１０）は、複数の内部導体部（１１）を備え、
前記導体部（１１）は、外側に、絶縁体（１２）によって取り囲まれ、
前記絶縁体（１２）は、導体部（１１）の周りに巻かれ、かつ、ガラス/マイカのバンドを備える発電機のステータのための導体バー（１０）において、
導体部（１１）と絶縁体（１２）の間の機械的な付着を改善するために、
絶縁体（１２）と導体部（１１）の間に少なくとも１つの中間層（１７；２２,２３）を備えていることを特徴とする発電機のステータのための導体バー（１０）。
【請求項２】
請求項１に記載の導体バーにおいて、
中間層（１７；２２,２３）は、不織布（１７）を備えていることを特徴とする導体バー。
【請求項３】
請求項２に記載の導体バーにおいて、
前記不織布（１７）は、ガラス繊維からなることを特徴とする導体バー。
【請求項４】
請求項２に記載の導体バーにおいて、
前記不織布（１７）は、熱可塑性の合成繊維、特に、ＰＥＴからなることを特徴とする導体バー。
【請求項５】
請求項２に記載の導体バーにおいて、
前記不織布（１７）は、炭素繊維からなることを特徴とする導体バー。
【請求項６】
請求項２に記載の導体バーにおいて、
前記不織布（１７）は、混合繊維、好ましくは、炭素繊維/ＰＥＴ混合繊維、又は、炭素繊維/ガラス混合繊維からなることを特徴とする導体バー。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれかに記載の導体バーにおいて、
前記不織布（１７）は、ガラス/マイカのバンド上に形成され、かつ、３層バンド（１６）の一部分であり、
この３層バンド（１６）は、同時に、絶縁体（１２）の第一番目の層を形成することを特徴とする導体バー。
【請求項８】
請求項７に記載の導体バーにおいて、
前記導体バー（１０）は、直線部分を備え、かつ、
前記３層バンド（１６）は、少なくとも前記直線部分で、導体部（１１）の周りに巻かれていることを特徴とする導体バー。
【請求項９】
請求項８に記載の導体バーにおいて、
前記３層バンド（１６）は、導体バー（１０）の直線部分で、継ぎ目上に巻かれていることを特徴とする導体バー。
【請求項１０】
請求項１に記載の導体バーにおいて、
前記中間層（１７；２２,２３）は、伝導性のポリエステル不織布からなる連続層、及び、前記連続層上にある繊維バンド（２３）からなることを特徴とする導体バー。
【請求項１１】
請求項１０に記載の導体バーにおいて、
前記導体バー（１０）は、直線部分を備え、かつ、
伝導性のポリエステル不織布（２２）からできたバンドは、少なくとも前記直線部分で、導体部（１１）の周りに巻かれていることを特徴とする導体バー。
【請求項１２】
請求項１１に記載の導体バーにおいて、
前記ポリエステル不織布（２２）は、１つの層でらせん状に、かつ、好ましくは、継ぎ目上に導体部（１１）の周りに巻かれていることを特徴とする導体バー。
【請求項１３】
請求項１１に記載の導体バーにおいて、
伝導性のポリエステル不織布（２２）からなり、導体バーの縦軸に平行な縦軸を持った帯は、隣接する帯の端部間に軸方向に進行するギャップが生じるように、継ぎ目上に導体部（１１）の周りに巻かれていることを特徴とする導体バー。
【請求項１４】
請求項１０乃至１３のいずかれに記載の導体バーにおいて、
導体バー（１０）は、本質的に長方形の横断面に、短手側と長手側とを備え、
伝導性のポリエステル不織布（２２）は、短手側で、伝導性の樹脂（２１）を用いて、導体部（１１）と接着していることを特徴とする導体バー。
【請求項１５】
請求項１４に記載の導体バーにおいて、
導体バー（１０）の長手側で、伝導性のポリエステル不織布（２２）は、熱硬化性のシリコンエラストマー（２０）を用いて、導体部（１１）と接着していることを特徴とする導体バー。
【請求項１６】
請求項１４に記載の導体バーにおいて、
導体バー（１０）の長手側で、伝導性のポリエステル不織布（２２）は、分離手段（２５）によって、導体部（１１）から隔てられていることを特徴とする導体バー。
【請求項１７】
請求項１に記載の導体バーの製造方法において、
導体部（１１）を備えた緑バー（１０a）上に、第１のステップで、最初に、中間層（１７；２２,２３）が形成され、
第２のステップで、中間層（１７；２２,２３）を備えた緑バー（１０a）に、ガラス/マイカのバンドを巻きつけ、
第３のステップで、配置（１０a、１７、２２、２３、１３）が形成され、かつ、配置されることを特徴とする導体バーの製造方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の導体バーの製造方法において、
中間層（１７；２２,２３）として、不織布（１７）が用いられ、かつ、
不織布（１７）を用いるために、緑バー（１０a）に、不織布（１７）を備えた３層バンド（１６）を巻きつけることを特徴とする導体バーの製造方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の導体バーの製造方法において、
中間層（１７；２２,２３）を構成するために、最初に、伝導性のポリエステル不織布（１７）からなるバンド、又は、帯を緑バー（１０a）の周りに巻きつけ、かつ、
ポリエステル不織布（２２）上に、分離可能、かつ、吸収性の繊維バンド（２３）からなる層が巻かれることを特徴とする導体バーの製造方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の導体バーの製造方法において、
導体バー（１０）は、本質的に長方形の横断面に、短手側と長手側とを備え、
ポリエステル不織布（２２）を接合するために、ポリエステル不織布（２２）を形成する前に、緑バー（１０a）は、短手側に伝導性の樹脂（２１）を塗りつけることを特徴とする導体バーの製造方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の導体バーの製造方法において、
ポリエステル不織布（２２）を形成する前に、緑バー（１０a）の長手側上に、熱硬化性のシリコンエラストマー（２０）を形成することを特徴とする導体バーの製造方法。
【請求項２２】
請求項２０に記載の導体バーの製造方法において、
ポリエステル不織布（２２）を形成する前に、緑バー（１０a）の長手側上に、分離手段（２５）を形成することを特徴とする導体バーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の分野に関する。これは、請求項１の上位概念による発電機のステータのための導体バー、及び、そのような導体バーの生産方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の発電機のステータの導体バーは、断面図で図１に記載されている（独国特許第１９８１７２８７号明細書参照）内部構造を備えている。導体バーは、絶縁体１２で取り囲まれている複数の導体部１１を備えている。絶縁体は、巻かれたガラス/マイカのバンドを備え、そのガラス/マイカのバンドは、いわゆる減圧方法で形成されている（H Sequenz著「コイル電動機の製造」スプリンガー（Springer）出版、１９７３、１５０−１５４ページ参照）。ガラス/マイカのバンド（図２の１３）で、マイカは、いわゆるマイカ紙１４として備えられており、そのマイカ紙１４は、機械的な強度向上させるために、ガラスフィラメント繊維、又は、ガラス繊維１５の上に適用されている。マイカは、層状ケイ酸塩に属するミネラルである。この層状の原子構造は、マイカ結晶が肉眼でも見える薄板状であることを生じさせる。
【０００３】
マイカ紙１４は、複数の互いに積層された薄板からなり、この薄板は、本質的に全てが平らになっている。ガラス/マイカのバンド１３は、導体バー上に、積層したいくつかの層で巻かれている。電場は、主に、バーの軸に対して半径方向にあるため、薄板は、電場方向に対して垂直方向に位置している。電場方向に、マイカ薄板は、とても高い絶縁耐力を有しており、その絶縁耐力は、薄板の平行方向の調節によって、全体の絶縁が与えられる。
【０００４】
絶縁耐力にとって好ましいことは、一方で、特に熱的機械強度といった機械的強度にとって好ましくない。絶縁体１２は、導体部１１を備え、取り囲まれているCuバーの熱膨張係数と異なった熱膨張係数である。それによって、熱サイクルの間、Cuと絶縁体１２との間の避けることのできない熱応力が形成される。この熱応力は、境界層で、又は、その近傍で、最大となる。バンドのマイカ側がバーに（巻線技術的、かつ、電気的理由から好ましく）面するように巻かれているのであれば、容易にせん断することが可能となり、この場合、第一のマイカ層がCuに接触している。
【０００５】
せん断は、多くの表面でくぼみを生じ、そのくぼみは、以下の２つの理由から有害である。
・  くぼみは、バーに対して半径方向の熱伝導を減少させる。
・  くぼみは、望まれない部分的な放電を生じる。
くぼみを抑えるための単純な対応策として、しばしば、ガラスを備えた第一の層が下方に巻かれ、かつ、マイカを備えた第２及び第２以下の層が下方に巻かれる。
【０００６】
しかしながら、この場合、以下の２つの問題点が生じる。
・マイカが外側に巻かれた場合、マイカ紙１４は、端部で大きく曲げられ、その場合、たいてい壊れてしまう。それによって、マイカ薄板は、少なくとも一部分で、その配置場所が失われ、かつ、絶縁耐力がそれゆえ弱くなる。
・  第１の層と第２の層の間の２つのマイカ層が、互いに直接接して存在し、かつ、絶縁体が、Cuの層と第２の層の間の境界面近くの代わりに、第１の層と第２の層の間、又は、第１の層のマイカで裂けてしまう。
【０００７】
全く異なった方法が、次の措置によって行われる。
・（まだ直っていない）緑色のバー上に、まず、マイカ紙の層がバーに対してマイカ側に巻かれる。
・その上に、導体バンドの層が巻き、その導体バンドの層が、取り付け穴の近傍で、緑色のバーと電気的に接続される。それから、その上に、絶縁体の表面が、望ましい厚さで続いている。剥がれがおきる場合、これは、高い確率で、バーの直接接している第一のマイカ層で生じる。このくぼみが、その上にある導体バンドのために、電位がゼロになるため、部分的な放電が起こらない。
【０００８】
しかし、これは、熱伝導の低下に対して、有効な措置ではない。更にそれに加えて、追加のマイカ層、及び、導体バンドは、絶縁体の全体の厚さを増すという不利益がある（１面当たり０．３−０．５mm）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】独国特許第１９８１７２８７号明細書
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】H Sequenz著「コイル電動機の製造」スプリンガー（Springer）出版社、１９７３、１５０−１５４ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
それゆえ、バーと絶縁体の間の機械的な接着を改善する導体バーを達成することが、本発明の課題である。この場合に、絶縁耐力を保持し、又は、更に改善すること、及び、この製造方法を述べる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
課題は、請求項１及び１５の全体の特徴によって解決される。本発明の解決の本質的な観点は、導体部と絶縁体の間の機械的な接着を改善するために、絶縁体と導体部の間に少なくとも１つの中間層を備えていることである。
【００１３】
本発明の形態は、中間層は不織布を備え、この不織布は、好ましくは、ガラス繊維又は熱可塑性の合成繊維、特に、ＰＥＴ又は炭素繊維、又は、それらからなる混合繊維、特に、炭素繊維及び熱可塑性の合成繊維又は炭素繊維及びガラス繊維からなることを特徴とする。
【００１４】
不織布は、ガラス/マイカのバンド上に形成され、かつ、３層バンドの一部分であり、この３層バンドは、同時に、絶縁体の第一番目の層を形成する。
【００１５】
導体バーが、直線部分を備える場合、３層バンドは、少なくとも前記直線部分で、導体部の周りに巻かれている。その場合、３層バンドは、導体バーの直線部分で、継ぎ目上に巻かれている。
【００１６】
本発明の更なる特徴は、中間層は、伝導性のポリエステル不織布からなる連続層、及び、連続層上にある繊維バンドからなることである。
【００１７】
導体バーは、直線部分を備える場合、伝導性のポリエステル不織布からできたバンドは、少なくとも前記直線部分で、導体部の周りに巻かれている。
【００１８】
特に、ポリエステル不織布は、１つの層でらせん状に、かつ、好ましくは、継ぎ目上に導体部の周りに巻かれている。
【００１９】
一方、伝導性のポリエステル不織布からなり、導体バーの縦軸に平行な縦軸を持った帯は、隣接する帯の端部間に軸方向に進行するギャップが生じるように、継ぎ目上に導体部の周りに巻かれていることも考えられる。
【００２０】
好ましくは、導体バーは、本質的に長方形の横断面に、短手側と長手側とを備え、伝導性のポリエステル不織布は、短手側で、伝導性の樹脂を用いて、導体部と接着している。
【００２１】
更に、導体バーの長手側で、伝導性のポリエステル不織布は、熱硬化性のシリコンエラストマーを用いて、導体部と接着することが可能である。
【００２２】
導体バーの長手側で、伝導性のポリエステル不織布は、分離手段によって、導体部から隔てられていることも考えられる。
【００２３】
本発明による方法の形態は、中間層として、不織布が用いられ、かつ、不織布を用いるために、緑バーに、不織布を備えた３層バンドを巻きつけることを特徴とする。
【００２４】
更なる方法は、中間層を構成するために、最初に、伝導性のポリエステル不織布からなるバンド、又は、帯を緑バーの周りに巻きつけ、かつ、ポリエステル不織布上に、分離可能、かつ、吸収性の繊維バンドからなる層が巻かれることからなる。
【００２５】
導体バーは、本質的に長方形の横断面に、短手側と長手側とを備える場合、好ましくは、ポリエステル不織布を接合するために、ポリエステル不織布を形成する前に、緑バーは、短手側に伝導性の樹脂を塗りつける。
【００２６】
更に、不織布を形成する前に、緑バーの長手側上に、熱硬化性のシリコンエラストマーを形成すること、又は、不織布を形成する前に、緑バーの長手側上に、分離手段を形成することが可能である。
【００２７】
本発明は、図面と関連した実施例に基づいて、より詳細に以下で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】内部にある導体部と、その導体部を外に取り囲む絶縁体とを備えた公知の導体バーの簡単化した断面を示している。
【図２】図１による導体バーの絶縁体の構造に使用されたガラス/マイカのバンドの簡単化した断面（正確な縮尺ではない）を示している。
【図３】不織布でできた中間層を備えた本発明の第１の実施例による導体バーの断面の一部を示している。
【図４】様々なステップ（図４a-e）で、本発明の第２の実施例による導体バーの製造の際の簡単化した断面を示している。
【図５】様々なステップ（図５a-d）で、本発明の第３の実施例による導体バーの製造の際の簡単化した断面を示している。
【図６】様々なステップ（図６a-d）で、本発明の第４の実施例による導体バーの製造の際の簡単化した断面を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図３で、本発明の第１の実施例による導体バーの断面図の一部が記載されている。図３の導体バーの場合、第一の層として、ガラス/マイカのバンドではなく、不織布１７でできた薄い層が巻かれている。この不織布１７は、ガラス繊維、熱可塑性の合成繊維（例えば、ＰＥＴ）、又は、炭素繊維のいずれかから構成されることが可能である。好ましい実施例では、一番下の層としての不織布１７は、ガラス/マイカのバンド上に、（内部から外部へ）不織布/マイカ/ガラスの配置で形成されている。このようなＰＥＴを備えた３層バンド１６は、販売されていて、かつ、現代では、接合部の手作業の再絶縁に使用されている。
【００３０】
このようなＰＥＴを備えた３層バンドの使用は、いわゆる樹脂リッチ（Resin-Rich）の技術から公知である。この場合、それゆえ、全体の導体バーは、３重のバンドで巻かれている。第１に、ＰＥＴ−不織布―層が好ましくない熱伝導であること、次に、マイカの全体部分が絶縁耐力にとって好ましくない絶縁体に絶縁体になることは不利益である。
【００３１】
図３による構成は、３層バンド１６を備えた第一の層のみで構成され、そして、従来のガラス/マイカのバンド１３が更に巻かれている。その場合、よくあるガラス繊維１５は、外側に形成されている。絶縁体は、製造後、又は、製造前にプレスされる。それによって、不織布１７は、部分的に、導体部１１の間のギャップに押し込まれる（図３参照）。バーがセットされた後、この構成は、バーと絶縁体の間に、効果的な圧力嵌めが形成される。他方では、熱可塑性は、好ましい伸縮性を備え、それによって、この構造（特に、高温度の場合）は、自然に存在する熱機械応力を吸収することが可能である。匹敵する効果が、炭素繊維不織布、又は、炭素繊維/ＰＥＴ-混合不織布によっても達成される。
【００３２】
３層バンド１６を備えた第一の層は、全体のバーの上、又は、バーの直線部分又は一部上の一方の接線分力によって絶縁耐力及び熱機械応力が一番大きい場所に巻かれる。
【００３３】
好ましい実施例では、第１の層は、少なくとも直線部分に巻かれるのではなく、継ぎ目の端部に巻かれる（図３の継ぎ目１８参照）。このように、層の厚さは減少（熱電導にとって好ましい）し、かつ、マイカ（１４）の第一の層は、できるだけバー表面と平行である（重なり合うコイルの場合、マイカ位置が半径方向にも構成要素を備えるような箇所は絶えず現れる）。
【００３４】
本発明の更なる構成は、図４、５及び６に基づいて説明することが可能である。この場合、どの図面も、導体バーの製造の際の様々なステップを記載している。図４による方法は、本質的に、長方形の断面を持った緑バー１０aからはじまる。この断面は、複数の導体部１１を備え、かつ、その正面は、伝導性の接着剤１９で満たされている（図４a）。
【００３５】
固められていない緑バー（グリーンバー）１０aの長手側面上に、熱硬化性のシリコンエラストマー２０が形成される。緑バー１０aの短手側は、シリコンエラストマー２０で覆われていない。後で巻かれた伝導性の不織布の連結を１００％確保するために、短手側は伝導性の樹脂２１で覆われている（図４b参照）。形成された層は、明瞭にするために、大きな厚さを持って図４で図示されている。
【００３６】
そのように準備された緑バーの上に、ポリエステル不織布でできた伝導性のバンドが１層でらせん状に巻かれている（図４c）。巻くことは、好ましくは、継ぎ目の端部で行われるべきである（重なり合うことなしに）。
【００３７】
その上に、それから、繊維バンド２３の層が、境界バンド及び緩衝バンドとして巻かれる（図４d）。引き続いて、従来の方法の熱プレスで、バーを固める。その際、伝導性のポリエステル不織布２２は、バーと接着される。余分なシリコンエラストマー２０は絞られ、かつ、繊維バンド２３によって吸収される。接着された伝導性の不織布２２の層は、全体の層上、又は、（好ましくは）直線部分上にのみのいずれかに及んでいる。
【００３８】
固めた後、通常ガラス/マイカのバンド１３（ガラス繊維１５が全ての相の上部にある）を備える電導性のバーは、従来の方法で、絶縁されて形成される（図４e）。
【００３９】
０．１mmの厚さを備えた伝導性のＰＥＳ不織布は、販売されていて、かつ、いわゆるバーの「ラウンドパッキング」のために使用される。これらのバンドは、オリジナル幅（一般に１００mm）か、それより狭い幅のいずれかで使用される。同様に、３０μmの太さまでの薄い炭素繊維不織布が販売されている。プレス処理によって、導体部１１の表面上のシリコンエラストマー２０は、ゼロ厚さにプレスされる。バーと伝導性の不織布２２の間の接続は、導体部の間のギャップにあるシリコンエストラマー２０によって達成される。これによって、追加した厚さは、例えば、０．１mmの伝導性の不織布２２の太さに縮小することが達成される。エポキシを含んだ接着剤とは対照的に、層のシリコンエラストマー２０は、裂けることなく、機械的な応力に吸収される。このため、バーとの絶縁体の改善された接続が達成され、かつ、くぼみ形成の危険が減少する。シリコンエラストマー層で、バーの剥離に至る場合があれば、伝導性の不織布のこのくぼみは、電位がゼロであり、かつ、それによって、放電が起きないということが更に利点である。
【００４０】
図４で図示された方法の変形例は、図５に記載され、その場合、同一の参照符号を備えた同一の部分が備えられている。図５による方法は、図４と同様に実行される。ただし、伝導性の不織布２２でできた、らせん形状に巻かれたバンドの代わりに、バーの直線部分に、伝導性の不織布の多数の帯を巻きつける。帯の長さは、この場合、バーの直線部分の長さに一致し、かつ、帯の幅はバーの大きさに一致するか、（好ましくは）少し小さい。
【００４１】
これによって、軸方向に狭いギャップ２４が生じ（図５c及びd）、このギャップ２４に、余分な樹脂２１が流れ込むことが可能である。好ましくは、帯は、図５c及び図５dで示したように、２つの短手側の１つ側上のギャップがあるように巻かれる。直線部分の全ての長さＬを持った個々の帯の代わりに、長さL/nのn枚の帯も使用することができる。他のステップは、変形例の場合と図４のように同一である。図４eに類似の、ガラス/マイカ１３のバンドを備えた最終の巻きプロセスの図は、余白の理由から省かれている。
【００４２】
図４に図示された方法の更なる変形例は、図６で示されている。この場合、再び、同一の部分は、同一の参照符号で示している。この変形例によるところは、緑バー１０aが固められていないか、固められているかである。伝導性の不織布２２と緑バー１０aの間に接着剤が、短手側上にのみなされている。（再度、伝導性の樹脂２１を備えている。）
緑バー１０aの長手側は、乾燥させておくか、分離手段２５（例えば、テフロンスプレー、又は、ペースト）を備えているかの一方である。伝導性の不織布２２で巻かれることは、図４、又は、図５のように行われる。これによって、形成されたくぼみが電位ゼロになることが信頼性を持って確保される。更なるステップが、図４、又は、図５と類似してなされている。従来技術に対して、破損箇所のガラス/マイカのバンドの第一の層に効果があり、この変形例は、かなり薄くできるという利点がある（全体に付着する絶縁体の厚さを約０．１−０．２だけの増加）。
【符号の説明】
【００４３】
１０  導体バー
１０a  緑バー（グリーンバー）
１１  導体部
１２  絶縁体
１３  ガラス/マイカのバンド
１４  マイカ紙
１５  ガラス繊維
１６  ３層バンド
１７  不織布
１８  継ぎ目
１９  接着剤
２０  シリコンエラストマー
２１  伝導性の樹脂
２２  ポリエステル不織布（伝導性）
２３  繊維バンド
２４  ギャップ（軸方向）
２５  分離手段（セパレータ）
【図１】
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【図２】
2010517497.tif 000004
【図３】
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【図４ａ】
2010517497.tif 000006
【図４ｂ】
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【図４ｃ】
2010517497.tif 000008
【図４ｄ】
2010517497.tif 000009
【図４ｅ】
2010517497.tif 000010
【図５ａ】
2010517497.tif 000011
【図５ｂ】
2010517497.tif 000012
【図５ｃ】
2010517497.tif 000013
【図５ｄ】
2010517497.tif 000014
【図６ａ】
2010517497.tif 000015
【図６ｂ】
2010517497.tif 000016
【図６ｃ】
2010517497.tif 000017
【図６ｄ】
2010517497.tif 000018
【国際調査報告】
2010517497.tif 000019
2010517497.tif 000020
2010517497.tif 000021
2010517497.tif 000022
2010517497.tif 000023
2010517497.tif 000024