(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の各工程を含むことを特徴とする電気機械巻線における口出線の接続方法。
（１）電気機械巻線から引出線を導出した状態とする引出線導出工程。
（２）前記引出線における先端部から前記電気機械巻線側へ所定長さ離間した位置において、
前記引出線を熱溶融性材料を用いて被覆した熱溶融性材料被覆部と、
前記熱溶融性材料被覆部の前記先端部側の端部における一部に重ね合わせて、前記引出線の先端部側を絶縁材料により被覆した絶縁材料被覆部と、
前記重ね合わせられた絶縁材料被覆部と前記熱溶融性材料被覆部を熱収縮性材料を用いて被覆した熱収縮性材料被覆部と、
を備える絶縁樹脂流入防止部を形成する絶縁樹脂流入防止部形成工程。
（３）前記絶縁樹脂流入防止部を所定温度かつ所定時間加熱する加熱工程。
（４）前記電機機械巻線に絶縁樹脂を滴下して含浸させる絶縁樹脂滴下含浸工程。
（５）前記引出線の先端部を口出線と接続する口出線接続工程。
【請求項２】
前記絶縁樹脂流入防止部形成工程において、
前記熱溶融性材料、前記熱収縮性材料及び前記絶縁材料が、それぞれ可撓性を有するチューブ部材から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気機械巻線における口出線の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電機や電動機等の主として回転を伴う電気機械における電気機械巻線に、出力取出又は電源供給等を行うための口出線を接続する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
交流発電機や溶接用発電機等の発電機における電機子巻線及び、電動機の固定子巻線等（以下、「電気機械巻線」という）に関しては、当該電気機械巻線の耐震性等の機械的強度を上昇させ、また、絶縁性を確保することで空気中等の水分吸湿による絶縁低下を防止させるために、当該電機機械巻線に高強度のエポキシ樹脂などの絶縁樹脂（ワニス）を含浸させる処理（以下、「ワニス含浸処理」という）を行うことが、従来から一般的に行われている。
【０００３】
この電気機械巻線のワニス含浸処理方法の一つに高温滴下含浸処理法が存在している。この方法は、鉄心と、当該鉄心に組み込まれた電気機械巻線の組立品（電機子組立品等）を鉄心の水平軸を中心に回転させながら、ワニス滴下装置を用いて、鉄心端部の両コイルエンドにワニスを滴下し、当該ワニスを含浸させる方法である。このとき電気機械巻線の引出線にワニスが浸透して硬化すると、ワニスが浸透した箇所は非常に強固となり、ワニス乾燥後の整形や接続等の後加工ができない状態になる。
【０００４】
そのため、従来は、ワニス含浸処理前に、電気機械巻線の引出線と口出線とを接続し、接続した口出線は、前記ワニス含浸処理を行う際に電気機械巻線の組立品の回転に伴う不都合を起こさないように整形作業を行い、コイルエンドに縛線等により仮止めの結束作業を行うとともに、ワニス含浸処理の終了後に当該口出線の仮止め結束部のばらし作業を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、口出線の整形、結束の仮止め作業及び仮止め結束部のばらし作業は人手に頼らざるをえず、非常に繁雑な作業であった。
また、前記ワニス含浸処理を行う場合には、電気機械巻線の組立品の加熱・乾燥作業を行う際において、口出線が高温の炉内を通過することになるため、当該口出線の絶縁被覆が熱劣化を招く場合がある。その熱劣化を防止するためには、高耐熱の絶縁被覆の口出線を使用しなければならず、製造費用の増大を招く原因となっていた。
【０００６】
本発明は、前記の各問題点を除くためになされたものであり、絶縁樹脂含浸処理前後の口出線の仮止め作業に要していた煩雑な作業をなくすと同時に、口出線の絶縁被覆の熱劣化を防止することに寄与する電気機械巻線における口出線の接続方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の電気機械巻線における口出線の接続方法は、以下の各工程を含むことを特徴としている。
（１）電気機械巻線から引出線を導出した状態とする引出線導出工程。
（２）前記引出線における先端部から前記電気機械巻線側へ所定長さ離間した位置において、前記引出線を熱溶融性材料を用いて被覆した熱溶融性材料被覆部と、前記熱溶融性材料被覆部の前記先端部側の端部における一部に重ね合わせて、前記引出線の先端部側を絶縁材料により被覆した絶縁材料被覆部と、前記重ね合わせられた絶縁材料被覆部と前記熱溶融性材料被覆部を熱収縮性材料を用いて被覆した熱収縮性材料被覆部と、を備える絶縁樹脂流入防止部を形成する絶縁樹脂流入防止部形成工程。
（３）前記絶縁樹脂流入防止部を所定温度かつ所定時間加熱する加熱工程。
（４）前記電機機械巻線に絶縁樹脂を滴下して含浸させる絶縁樹脂滴下含浸工程。
（５）前記引出線の先端部を口出線と接続する口出線接続工程。
【０００８】
ここで、所定長さとは、口出線を接続するために必要となる長さであり、作業性を考慮して定められた引出線の先端部から電気機械巻線側までの長さである。また、熱溶融性材料と熱収縮性材料は、加熱工程の雰囲気下において、前記の各構成材料が熱溶融及び熱収縮を行うような性質を有する材料を適切に選択する必要があることは言うまでもない。
さらに、絶縁材料被覆部は、絶縁樹脂流入防止部の先端部側の端部における熱溶融性材料被覆部と熱収縮性材料被覆部の一部に重ね合わせて設けられているものであればよいが、当該絶縁樹脂流入防止部の全域に重ね合わせられていると、後記する熱溶融性材料被覆部を形成する溶融性材料が、熱収縮性材料被覆部を形成する収縮性材料により引出線に収縮密着する作用を奏さなくなるため、重ね合わせ部分の長さは当該作用を奏するように適切に定める必要がある。
【０００９】
従って、本発明によれば、内側の熱溶融性材料被覆部と、その外側の熱収縮性材料被覆部とを備える絶縁樹脂流入防止部を形成し（絶縁樹脂流入防止部形成工程）、当該絶縁樹脂流入防止部を加熱することにより（加熱工程）、絶縁樹脂流入防止部における熱溶融性材料被覆部が溶融し、その外側の熱収縮性材料被覆部は収縮することになる。これにより、引出線のエナメル銅線の素線間隙が熱溶融性材料被覆部を形成する溶融性材料で充填されるとともに、当該溶融性材料は熱収縮性材料被覆部を形成する収縮性材料により引出線に収縮密着することになり、電気機械巻線方向から浸透してきた絶縁樹脂が電気機械巻線の先端部方向に流入することを絶縁樹脂流入防止部により阻止することができる。
そのため、絶縁樹脂滴下含浸工程後においても、引出線における絶縁樹脂流入防止部から先端側の柔軟性が維持できるため、引出線と口出線との接続を容易に行うことが可能となり、絶縁樹脂含浸処理前後の口出線の整形、結束の仮止め作業及び仮止め結束部のばらし作業が不要になるとともに、高耐熱の絶縁被覆を施した口出線を使用する必要がなくなるため、電気機械の製造費用の低減を図ることが可能となる。
【００１０】
また、本発明によれば、熱溶融性材料被覆部と熱収縮性材料被覆部の先端部側の端部における一部に重ね合わせて、引出線の先端部側を絶縁材料により被覆した絶縁材料被覆部を形成する構成にしたことから、絶縁樹脂流入防止部から先端部側に至る引出線の部分においても絶縁樹脂滴下含浸工程で絶縁樹脂が流入することなく、当該絶縁樹脂流入防止部において、確実に絶縁樹脂の流入を阻止することができる。
【００１１】
さらに、前記絶縁樹脂流入防止部形成工程において、前記熱溶融性材料、前記熱収縮性材料及び前記絶縁材料が、それぞれ可撓性を有するチューブ部材から形成されている構成にしてもよい。
【００１２】
従って、本発明によれば、熱溶融性材料、熱収縮性材料及び絶縁材料が、それぞれ可撓性を有するチューブ部材から形成されていることから、容易に絶縁樹脂流入防止部を形成することができ、その作業性を向上させることが可能となるとともに、均一性を有していることからその仕上がり後の良好な品質を確保することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、発電機における電機子巻線１０を電気機械巻線の一例として取り上げ、図面を参照して詳細に説明する。なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１４】
本発明の電気機械巻線における口出線の接続方法は、（１）引出線導出工程、（２）絶縁樹脂流入防止部形成工程、（３）加熱工程、（４）絶縁樹脂滴下含浸工程、（５）口出線接続工程から構成されている。
【００１５】
（１）引出線導出工程
本工程は、電機子巻線１０から引出線２０を導出した状態に形成する作業を行う工程である。
【００１６】
図１に示すように、電機子巻線１０は、発電機の電機子１１を構成する電機子鉄心１２に巻装されており、この電機子鉄心１２は、円環形状で内径側にスロット（図示せず）を複数個穿設した薄鉄板である電機子鉄心片を複数枚積層して形成されている。
前記電機子巻線１０は、ポリエステルなどのエナメル銅線の素線を、複数本並列に束ねた素線束を巻回して形成され、複数個が所定のスロットに収容されて楔により固定された状態で電機子鉄心１２に巻装されている。また、スロットから突出したコイルエンド１３は所定寸法に整形されており、巻回した電機子巻線１０の端末部からは複数の引出線２０が導出された状態になっている。本工程は、前記電機子巻線１０から引出線２０を導出した状態に形成する一連の作業を行うものである。
【００１７】
（２）絶縁樹脂流入防止部形成工程
本工程は、引出線２０における先端部から電機子巻線１０側へ所定長さ離間した位置（本実施形態では、２００ｍｍ程度）において、ワニス流入防止部３０（絶縁樹脂流入防止部）を形成する工程である。
このワニス流入防止部３０は、引出線２０を熱溶融性材料により被覆した熱溶融性材料被覆部３１と、前記熱溶融性材料被覆部３１を熱収縮性材料により被覆した熱収縮性材料被覆部３２と、絶縁材料被覆部３３とから形成されている。
【００１８】
前記熱溶融性材料の一例としては、熱溶融未架橋ポリオレフィン樹脂を主原料とする（軟化点約１１０℃）とともに、可撓性を有するチューブ部材として形成したものを使用することが好適である（以下、「熱溶融性樹脂チューブ」という）。
前記熱収縮性材料の一例としては、軟質ポリオレフィン樹脂を主原料とし、電子線照射により分子間に架橋結合を施すとともに（収縮条件、１２５℃±５℃）、可撓性を有するチューブ部材として形成したものを使用することが好適である（以下、「熱収縮チューブ」という）。
前記絶縁材料の一例としては、ガラス繊維を編組したスリーブにシリコーン系重合体を塗布乾燥した可撓性を有するチューブ部材として形成したものを使用することが好適である（以下、「絶縁チューブ」という）。
【００１９】
これらの構成材料を使用し、以下の手順により、ワニス流入防止部３０の形成を行う。
図２に示すように、まず、引出線２０における先端部から電機子巻線１０側に所定長さ離間した位置において、当該引出線２０を所定長さの熱溶融性樹脂チューブにより被覆して熱溶融性材料被覆部３１を形成する。そして、この熱溶融性材料被覆部３１における電機子巻線１０側の他端側の端部に一部重ね合わせるようにして、引出線２０の残部を絶縁チューブにより略先端部にまで被覆して絶縁材料被覆部３３を形成する。さらに、熱溶融性材料被覆部３１の全域を熱収縮チューブにより被覆して熱収縮材料被覆部３２を形成する。
これにより、ワニス流入防止部３０における引出線２０の電機子巻線１０側の所定長さの部位は、熱溶融性材料被覆部３１と熱収縮性材料被覆部３２の２層構造となっており、他端側の所定長さの部位は、熱溶融性材料被覆部３１と熱収縮性材料被覆部３２との間に、絶縁材料被覆部３３が重ね合わせられている３層構造となっている。
【００２０】
そして、図４に示すように、ワニス流入防止部３０が形成された引出線２０の先端部には銅製の圧着スリーブ２１を付設するとともに、ワニス流入防止部３０及び当該ワニス流入防止部３０から電機子巻線１０側の引出線２０を、コイルエンド１３の外周に沿ってリング状に整形し、適切な位置を結束材１５を使用して結束することにより固定する。
【００２１】
なお、前記図２に示すように熱溶融性樹脂チューブには、総ての引出線２０を構成する素線束（素線を複数本並列に束ねた素線束）をまとめて納めてもよいが、図３に示すように、引出線を複数に分割して、所定数の素線束２０’毎に熱溶融性樹脂チューブを被せるものであってもよい。このように、複数本の熱溶融性樹脂チューブを使用する理由は、後記加熱工程において溶融性材料を溶融させた場合に、引出線２０の素線束２０’が多い場合には、一本の熱溶融性樹脂チューブのみでは、引出線２０の素線束２０’に形成される間隙を当該溶融性材料で完全に充填できないためである。
【００２２】
（３）加熱工程
本工程は、ワニス流入防止部３０を所定温度かつ所定時間加熱する作業を行う工程である。
本工程は、次工程である絶縁樹脂滴下含浸工程において、ワニスに流動性を付与して電機子巻線１０にワニスを含浸しやすくするため、及び、水分を除去するために電機子１１を加熱する作業と兼用して行うものであり、電機子１１を所定温度の乾燥炉（図示せず）内に所定時間入れることにより（本実施形態では、１３５度で約８時間程度）行うものである。
本工程により、ワニス流入防止部３０における内側の熱溶融性材料被覆部３１を溶融させ、その外側の熱収縮性材料被覆部３２を収縮させることにより、引出線２０の素線間隙を溶融性材料で充填し、当該溶融性材料を収縮材料により引出線２０に収縮密着させ、確実にワニスの流入を防止することが可能なワニス流入防止部３０を形成することができる。
【００２３】
（４）絶縁樹脂滴下含浸工程
本工程は前記電機子巻線１０にワニスを滴下して含浸させる作業を行う工程であり、ワニスを電機子巻線１０の素線間隙や当該電機子巻線１０と電機子鉄心１２間の間隙に含浸させる作業を行うものである。
本工程は、図５に示すように、電機子１１を回転装置４０に載置し、電機子鉄心１２における両端部のコイルエンド１３の上方に、当該コイルエンド１３と対向して、ワニス供給管４２を介してワニス供給装置（図示せず）と接続されている滴下ノズル４３を設け、電機子１１を事前に加熱した状態で、電機子１１を回転体４１で回転させながら、コイルエンド１３に滴下ノズル４２からワニスを所定時間滴下する作業（以下、「ワニス滴下処理」という）を行うものである。
【００２４】
これにより、電機子巻線１０の素線同士間及び当該電機子巻線１０とスロットとの間などにワニスが浸透して充填されることで強固に結合され、電機子巻線１０の耐震性等の機械的強度を上昇させること、絶縁性を確保することで空気中等の水分吸湿による絶縁低下を防止させることができる。
【００２５】
ここで、ワニス流入防止部３０は、ワニス滴下処理を行う前に、コイルエンド１３に結束固定されているので、ワニス滴下処理時において滴下するワニスに浸されることによりワニスが充分行き渡り、ワニス滴下処理後はワニスで強固にコイルエンド１３に固定されることになる。これに対し、電機子巻線１０側から、ワニス流入防止部３０の内部の引出線２０を構成するエナメル銅線の素線束へのワニスの浸透による流入は、ワニス流入防止部３０で阻止される。
一方、ワニス滴下処理時には、ワニス流入防止部３０の先端側近傍の絶縁材料被覆部３３の表面部へは、コイルエンド１３の表層部からワニスが伝わってくることになる。しかし、絶縁材料被覆部３３がシリコン系重合体を主原料とした樹脂により形成されており、ワニスをはじく性質を有しているので、当該絶縁材料被覆部３３の内部にワニスが浸透することも、付着することもない（例え、付着したとしても接着しない）。従って、ワニス流入防止部３０から先端側における絶縁材料被覆部３３の内部にはワニスが流入することがないため、当該部位の柔軟性が損なわれることがなく、以下の口出線接続工程を支障なく行うことができる。
【００２６】
（５）口出線接続工程
本工程は、引出線２０の先端部における圧着スリーブ２１を、負荷接続のための口出線（図示せず）と接続する作業を行う工程である。
本工程では、ワニスが硬化した後、電機子１１を発電機フレーム（図示せず）に圧入し、引出線２０を圧着スリーブ２１を介して、口出線に接続する作業を行うものである。
なお、口出線の接続が行われた引出線２０は、絶縁処理を施した後に、絶縁樹脂流入防止部形成工程の終了時において、コイルエンド１３に結束固定されたワニス流入防止部３０に重ねて、当該コイルエンド１３の外周に沿うように整形し、適切な箇所を結束材を使用して結束することにより固定することになる。
【００２７】
このように、本発明の電気機械巻線における口出線の接続方法によれば、絶縁樹脂流入防止部形成工程において、ワニス流入防止部３０を形成し、加熱工程により当該ワニス流入防止部３０を加熱することにより、当該ワニス流入防止部３０における内側の熱溶融性材料被覆部３１が溶融し、その外側の熱収縮性材料被覆部３２は収縮することになる。それにより、引出線２０の素線間隙が溶融性材料で充填され、当該溶融性材料は収縮材料により収縮密着するために、絶縁樹脂滴下含浸工程時において、引出線２０におけるワニス流入防止部３０により、電機子巻線１０方向から浸入してきたワニスが電機子巻線１０の先端部方向に流入することを阻止することができる。
そのため、引出線２０におけるワニス流入防止部３０から先端側の柔軟性が維持できるため、引出線２０と口出線との接続を絶縁樹脂滴下含浸工程後に行うことが可能となる。従って、従来、絶縁樹脂含浸処理の前後に行っていた口出線の整形、結束の仮止め作業及び仮止め結束部のばらし作業が不要になるとともに、高耐熱の絶縁被覆を施した口出線を使用する必要がなくなるため、製造費用の低減を図ることが可能となる。
【００２８】
また、熱溶融性材料被覆部３１と熱収縮性材料被覆部３２の先端部側の端部における一部に重ね合わせて、引出線２０の先端部側を絶縁材料により被覆した絶縁材料被覆部３３を形成する構成にしたことから、ワニス流入防止部３０から先端部側に至る引出線においても、確実にワニスの流入を阻止することができる。
【００２９】
以上、本発明について、好適な実施形態の一例を説明した。しかし、本発明は、前記実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能である。
特に、電気機械巻線は、発電機における電機子巻線に限られるものではなく、電動機の固定子巻線等にも使用することが可能である。
また、熱溶融性材料、熱収縮性材料及び絶縁材料についても、前記実施形態において説明した材料に限定されるものではない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、絶縁樹脂含浸処理前後の口出線の仮止め作業に要していた煩雑な作業をなくすと同時に、口出線の絶縁被覆の熱劣化を防止することに寄与する電気機械巻線における口出線の接続方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電機子を示す斜視図である。
【図２】本発明の絶縁樹脂流入防止部形成工程における電機子巻線の引出線の断面図である。
【図３】本発明の絶縁樹脂流入防止部形成工程における電機子巻線の引出線の他の実施形態の断面図である。
【図４】本発明の絶縁樹脂流入防止部形成工程における電機子を示す拡大図である。
【図５】本発明の絶縁樹脂滴下含浸工程における電機子の斜視図である。
【符号の説明】
１０    電機子巻線
１１    電機子
１２    電機子鉄心
１３    コイルエンド
１５    結束材
２０    引出線
２０’  素線束
２１    圧着スリーブ
３０    ワニス流入防止部（絶縁樹脂流入防止部）
３１    熱溶融性材料被覆部
３２    熱収縮性材料被覆部
３３    絶縁材料被覆部
４０    回転装置
４１    回転体
４２    ワニス供給管
４３    滴下ノズル
【図１】
0003807662.tif 000002
【図２】
0003807662.tif 000003
【図３】
0003807662.tif 000004
【図４】
0003807662.tif 000005
【図５】
0003807662.tif 000006