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JP2024148868A - Prepreg mica tape, rotating electric machine, and method for manufacturing rotating electric machine - Google Patents

Prepreg mica tape, rotating electric machine, and method for manufacturing rotating electric machine Download PDF

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JP2024148868A
JP2024148868A JP2023062376A JP2023062376A JP2024148868A JP 2024148868 A JP2024148868 A JP 2024148868A JP 2023062376 A JP2023062376 A JP 2023062376A JP 2023062376 A JP2023062376 A JP 2023062376A JP 2024148868 A JP2024148868 A JP 2024148868A
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resin
varnish
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mica tape
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寿至 師岡
啓明 小島
直大 蛭田
大輔 亀川
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Hitachi Industrial Products Ltd
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Hitachi Industrial Products Ltd
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Abstract

【課題】課電時の放電の発生を抑制することができるプリプレグマイカテープの提供。【解決手段】プリプレグマイカテープ30は、基材33およびマイカペーパ31を積層した積層体(マイカテープMT)と、マイカテープMTに含侵され半硬化状態とされたワニスと、ワニスが含侵されたマイカテープMTの表裏面の少なくとも一方の面に設けられ、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂(樹脂層34)と、を備え、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂は、加熱により融解して液体状になった後に硬化する熱硬化性樹脂である。【選択図】図3[Problem] To provide a prepreg mica tape capable of suppressing the occurrence of discharge during voltage application. [Solution] A prepreg mica tape 30 comprises a laminate (mica tape MT) in which a substrate 33 and mica paper 31 are laminated, varnish impregnated into the mica tape MT and brought to a semi-cured state, and an unreacted thermosetting raw resin (resin layer 34) that is in a solid state at room temperature and is provided on at least one of the front and back surfaces of the mica tape MT impregnated with the varnish, the unreacted thermosetting raw resin being in a solid state at room temperature being a thermosetting resin that melts when heated to become liquid and then hardens. [Selected Figure] Figure 3

Description

本発明は、プリプレグマイカテープ、回転電機および回転電機の製造方法に関する。 The present invention relates to prepreg mica tape, a rotating electric machine, and a method for manufacturing a rotating electric machine.

電気機器(発電機、電動機、変圧器など)に使用されるコイルを絶縁し、固着するために、電気絶縁性(絶縁信頼性)が高く、機械的特性にも優れる熱硬化性樹脂が広く使用される。そして、発電機や電動機などの高電圧の回転電機の絶縁には、絶縁信頼性が高いマイカ絶縁システムが使用される。例えば、回転電機を構成する固定子巻線に使用されるマイカ絶縁システムにおける製造方法の一つに、プリプレグ方式が知られている。 Thermosetting resins, which have high electrical insulation (insulation reliability) and excellent mechanical properties, are widely used to insulate and secure coils used in electrical equipment (generators, electric motors, transformers, etc.). And mica insulation systems, which have high insulation reliability, are used to insulate high-voltage rotating electrical machines such as generators and electric motors. For example, the prepreg method is known as one of the manufacturing methods for the mica insulation systems used in the stator windings that make up rotating electrical machines.

従来のプリプレグ方式では、マイカテープにあらかじめワニス(液状の熱硬化性の絶縁樹脂)を含浸させ、そのワニスを半硬化状態にしたプリプレグマイカテープを使用する。先ず、絶縁被覆した導体にプリプレグマイカテープを巻回してコイル単体を製造し、このコイル単体を加熱・加圧してワニスを熱硬化する。次に、このコイル単体を鉄心スロット13に組み込むことで、固定子巻線を製造する。プリプレグ方式は、高電圧及び高容量の大型発電機(例えば、電力用大型発電機)などに好適であり、例えば、特許文献1には、大型発電機に適したプリプレグ方式の技術が記載されている。 In the conventional prepreg method, mica tape is impregnated with varnish (a liquid thermosetting insulating resin) in advance, and the prepreg mica tape is used in which the varnish is in a semi-cured state. First, a coil is manufactured by winding the prepreg mica tape around an insulating conductor, and the coil is heated and pressurized to thermally cure the varnish. Next, the stator winding is manufactured by incorporating the coil into the core slot 13. The prepreg method is suitable for large generators with high voltage and high capacity (for example, large power generators). For example, Patent Document 1 describes a prepreg method technology suitable for large generators.

特開2010-158113号公報JP 2010-158113 A

ところで、固定子コイルと固定子スロットとの間に間隙があると、課電時にこの間隙において放電が発生するおそれがある。従来のプリプレグ方式においては、固定子コイルにワニス層を形成後、固定子コイルを固定子スロットに設置するため、固定子コイルと固定子スロットとの間に間隙が生じやすい。 However, if there is a gap between the stator coil and the stator slot, there is a risk of discharge occurring in this gap when voltage is applied. In the conventional prepreg method, a varnish layer is formed on the stator coil before the stator coil is placed in the stator slot, which makes it easy for a gap to form between the stator coil and the stator slot.

本発明の一態様によるプリプレグマイカテープは、基材およびマイカペーパを積層した積層体と、前記積層体に含侵され半硬化状態とされたワニスと、前記ワニスが含侵された前記積層体の表裏面の少なくとも一方の面に設けられ、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂で構成される樹脂層と、を備え、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の前記原料樹脂は、加熱により融解して液体状になった後に硬化する熱硬化性樹脂である。 The prepreg mica tape according to one aspect of the present invention comprises a laminate of a base material and mica paper, a varnish impregnated into the laminate and brought into a semi-cured state, and a resin layer formed on at least one of the front and back surfaces of the laminate impregnated with the varnish and composed of an unreacted thermosetting raw resin that is in a solid state at room temperature, the unreacted thermosetting raw resin being in a solid state at room temperature being a thermosetting resin that melts when heated to become liquid and then hardens.

本発明によれば、課電時の放電の発生を抑制することができる。 The present invention makes it possible to suppress the occurrence of discharge during voltage application.

図1は、回転電機の構成の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view that illustrates an example of the configuration of a rotating electric machine. 図2は、図1に示すコイル単体の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic example of a single coil shown in FIG. 図3は、本実施形態のプリプレグマイカテープを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the prepreg mica tape of this embodiment. 図4は、プリプレグマイカテープの他の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another example of a prepreg mica tape. 図5、図1の固定子巻線の一部を拡大して示した斜視図である。FIG. 5 is an enlarged perspective view of a portion of the stator winding of FIG. 1. 図6は、固定子巻線を図5に示す平面Hで断面した場合の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the stator winding taken along plane H shown in FIG. 図7は、熱硬化処理後の固定子巻線の最終的な状態を示す拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view showing the final state of the stator windings after the heat-setting process. 図8は、1重巻きの場合のプリプレグマイカテープの重なり状態を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing the overlapping state of the prepreg mica tape in the case of a single wrap. 図9は、2重巻きの場合のプリプレグマイカテープの重なり状態を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing the overlapping state of the prepreg mica tape when wrapped twice. 図10は、流動・硬化プロセスの温度プロファイルの模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram of the temperature profile of the flow and hardening process.

図1~図10を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、実質的に同一又は類似の構成には同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。 An embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 10. Note that substantially the same or similar configurations are given the same reference numerals, and where explanations are redundant, they may be omitted.

<プリプレグマイカテープ>
図1は、回転電機1の構成の一例を模式的に示す断面図である。回転電機1は、固定子巻線10およびロータ9を備えている。固定子巻線10は、複数の鉄心スロット13を有する固定子鉄心11と、鉄心スロット13に収容されるコイル単体12と、を有する。図1に示す例では、一つの鉄心スロット13内に、2つのコイル単体12が径方向に並んで設けられている。なお、図示はしていないが、固定子巻線10は、鉄心スロット13と他の鉄心スロット13との間でコイル単体12が巻回される。
<Prepreg mica tape>
Fig. 1 is a cross-sectional view showing a schematic example of the configuration of a rotating electric machine 1. The rotating electric machine 1 includes a stator winding 10 and a rotor 9. The stator winding 10 includes a stator core 11 having a plurality of core slots 13, and coil units 12 accommodated in the core slots 13. In the example shown in Fig. 1, two coil units 12 are provided radially side by side in one core slot 13. Although not shown, in the stator winding 10, the coil units 12 are wound between one core slot 13 and another core slot 13.

回転電機は、上述した固定子巻線10の内側に、回転子コイル(図示せず)を有する。このように、固定子巻線10と回転子コイルとを使用し、発電機や電動機などの回転電機を構成する。回転電機が発電機である場合には、回転子コイルを、外部からの動力により回転させ、固定子巻線10から電流を取り出す。また、回転電機が電動機である場合には、固定子巻線10に電流を流し、回転子コイルを回転させ、動力を外部に供給する。 The rotating electric machine has a rotor coil (not shown) inside the stator winding 10 described above. In this way, the stator winding 10 and the rotor coil are used to configure a rotating electric machine such as a generator or an electric motor. When the rotating electric machine is a generator, the rotor coil is rotated by external power and current is taken out from the stator winding 10. When the rotating electric machine is an electric motor, current is passed through the stator winding 10 to rotate the rotor coil and supply power to the outside.

図2は、図1に示すコイル単体12の一例を模式的に示す断面図である。なお、(A)はコイル単体12の全体構成を示し、(B)はコイル単体12の部分拡大を示す。本実施例に記載するコイル単体12は、図2(A)に示すように、コイル単体12の両端部において結ばれて(捻られて)形成される。つまり、一端部(例えば、図2では紙面左側)が結ばれて(捻られて)形成され、固定子巻線10の外側に存在する。また、他端部(例えば、図2では紙面右側)は、コイル単体12が結ばれて(捻られて)形成され、固定子巻線10の外側に存在する。 Figure 2 is a cross-sectional view showing a schematic example of the coil unit 12 shown in Figure 1. Note that (A) shows the overall configuration of the coil unit 12, and (B) shows an enlarged portion of the coil unit 12. The coil unit 12 described in this embodiment is formed by tying (twisting) both ends of the coil unit 12 as shown in Figure 2 (A). In other words, one end (for example, the left side of the paper in Figure 2) is formed by tying (twisting) the coil unit 12 and exists outside the stator winding 10. Also, the other end (for example, the right side of the paper in Figure 2) is formed by tying (twisting) the coil unit 12 and exists outside the stator winding 10.

コイル単体12のいずれかの端部は導体21が露出しており、その導体21は、固定子巻線10の外側に露出している。導体21が露出し端部は、外部電源や蓄電池と接続される。 A conductor 21 is exposed at one end of each coil unit 12, and the conductor 21 is exposed to the outside of the stator winding 10. The exposed end of the conductor 21 is connected to an external power source or a storage battery.

なお、コイル単体12は、図2(A)の符号12aを付した直線状の長尺部分が、鉄心スロット13に挿入される。つまり、図2(A)に示すコイル単体12は、固定子巻線10を径方向から見た状態を示すものである。 The coil unit 12 has a long, straight portion indicated by reference symbol 12a in FIG. 2(A) inserted into the core slot 13. In other words, the coil unit 12 shown in FIG. 2(A) shows the state of the stator winding 10 as viewed from the radial direction.

また、コイル単体12は、図2(B)に示すように、断面が矩形形状の導体21(例えば、金属線など)と、導体21を被覆するマイカ絶縁層22とを有する。マイカ絶縁層22には、後述するプリプレグマイカテープが使用される。図2(B)に示すように、束になった複数の導体21にプリプレグマイカテープを巻回することにより、マイカ絶縁層22が形成される。導体21は樹脂材料などにより絶縁被覆されており、導体21と導体21とは、相互に絶縁されている。 As shown in FIG. 2(B), the coil unit 12 has a conductor 21 (e.g., a metal wire) with a rectangular cross section, and a mica insulating layer 22 that covers the conductor 21. Prepreg mica tape, which will be described later, is used for the mica insulating layer 22. As shown in FIG. 2(B), the mica insulating layer 22 is formed by winding the prepreg mica tape around a bundle of conductors 21. The conductors 21 are insulated with a resin material or the like, and the conductors 21 are insulated from each other.

次に、プリプレグマイカテープの構成の詳細を説明する。図3は本実施形態におけるプリプレグマイカテープ30を示す図である。プリプレグマイカテープ30は、マイカペーパ31と、接着層32と、基材33と、樹脂層34とを備える。マイカペーパ31は、接着層32により基材33に接着される。マイカペーパ31は、通常、脆いため、補強基材として使用される基材33に接着される。以下では、マイカペーパと基材33との積層体をマイカテープMTと呼ぶことにする。 Next, the structure of the prepreg mica tape will be described in detail. FIG. 3 is a diagram showing the prepreg mica tape 30 in this embodiment. The prepreg mica tape 30 comprises mica paper 31, an adhesive layer 32, a substrate 33, and a resin layer 34. The mica paper 31 is adhered to the substrate 33 by the adhesive layer 32. Since the mica paper 31 is usually brittle, it is adhered to the substrate 33, which is used as a reinforcing substrate. Hereinafter, the laminate of the mica paper and substrate 33 will be referred to as mica tape MT.

そして、マイカテープMTに液体状態のワニス(液状の熱硬化性の絶縁樹脂)を含浸させた後、含浸させたワニスを半硬化状態にする。ここで、含侵させたワニスを半硬化状態、つまり、硬化反応の初期段階であるB-ステージにするのは、含侵させたワニスが流出しないように半硬化状態にしてマイカテープMTに保持させるためである。 The mica tape MT is then impregnated with liquid varnish (liquid thermosetting insulating resin), and the impregnated varnish is then semi-cured. The reason for putting the impregnated varnish into a semi-cured state, i.e., into the B-stage, which is the initial stage of the curing reaction, is to keep the impregnated varnish in a semi-cured state and retain it in the mica tape MT so that it does not leak out.

なお、マイカとは、所謂「雲母」と呼称されるものである。マイカの形態は、特に制限されない。マイカペーパ31には、マイカとして集成マイカが広く使用される。なお、用途や絶縁材の製造方法などに応じて、マイカとしてフレークマイカを使用してもよい。また、集成マイカやフレークマイカを構成するマイカの粒径も、用途や絶縁材の製造方法などに応じて設定する。このようなマイカペーパ31は、通常、脆いため、上述したように補強基材として使用される基材33に、接着層32により接着される。 The mica is what is commonly called "mica". There are no particular limitations on the form of the mica. For the mica paper 31, aggregated mica is widely used. Depending on the application and the manufacturing method of the insulating material, flake mica may be used as the mica. The particle size of the mica that constitutes the aggregated mica or flake mica is also set depending on the application and the manufacturing method of the insulating material. Since such mica paper 31 is usually brittle, it is adhered to the substrate 33 used as the reinforcing substrate by an adhesive layer 32 as described above.

基材33には、耐熱性や絶縁性に応じて、例えば、ガラスクロスなどの無機基材、又は、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、セルロース紙、アラミド紙、不織布などの有機基材が使用される。また、その形状も、例えば、シート形状やテープ形状などが使用される。 For the substrate 33, an inorganic substrate such as glass cloth or an organic substrate such as polyethylene terephthalate film, polyimide film, cellulose paper, aramid paper, or nonwoven fabric is used depending on the heat resistance and insulation properties. The substrate may also be in the form of, for example, a sheet or tape.

マイカテープMT(接着層32により接着されたマイカペーパ31と基材33との積層体)を液体状のワニスに浸けて、または、マイカテープMTの表面および裏面に液体状態のワニスを塗布してワニスを含侵させ、その後、半硬化状態とされる。それにより、基材33中の空隙にも液体状のワニスが浸入し、その後、半硬化状態とされる。また、含侵によりマイカテープMTの表面および裏面にもワニスが薄く存在する。図3では、この半硬化状態のワニスをワニス層35a,35bとして表示した。 The mica tape MT (a laminate of mica paper 31 and substrate 33 bonded by adhesive layer 32) is immersed in liquid varnish, or liquid varnish is applied to the front and back surfaces of the mica tape MT to impregnate the varnish, and then the mica tape MT is brought into a semi-cured state. This causes the liquid varnish to penetrate into the voids in the substrate 33, and then the mica tape MT is brought into a semi-cured state. The impregnation also results in a thin layer of varnish being present on the front and back surfaces of the mica tape MT. In Figure 3, this semi-cured varnish is shown as varnish layers 35a and 35b.

マイカペーパ31と基材33とを接着する接着層32は、マイカペーパ31と基材33とを接着できる材料(成分)を含む。なお、マイカペーパ31にワニスを含浸させて、マイカペーパ31の表面に薄く形成されるワニス層を、接着層32として利用しても良い。マイカペーパ31に含浸させたワニスを半硬化状態にすると、ワニスが粘着性を有するようになる。そして、そのワニス層を接着層として利用し、マイカペーパ31と基材33とを接着する。 The adhesive layer 32 that bonds the mica paper 31 and the substrate 33 contains a material (component) that can bond the mica paper 31 and the substrate 33. The mica paper 31 may be impregnated with varnish, and the thin varnish layer formed on the surface of the mica paper 31 may be used as the adhesive layer 32. When the varnish that has impregnated the mica paper 31 is brought to a semi-cured state, the varnish becomes sticky. The varnish layer is then used as an adhesive layer to bond the mica paper 31 and the substrate 33.

本実施形態のプリプレグマイカテープ30では、液体状のワニスをマイカペーパ31と基材33との積層体(マイカテープMT)に含侵させて半硬化状態とし、マイカテープMTの表裏面の少なくとも一方の面に、特別な樹脂層34を設けた点を特徴とする。樹脂層34は、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂で構成され、マイカテープMTの表裏面に形成された半硬化状態のワニス層35a,35bに付着することで保持される。 The prepreg mica tape 30 of this embodiment is characterized in that a laminate (mica tape MT) of mica paper 31 and substrate 33 is impregnated with liquid varnish to bring it to a semi-cured state, and a special resin layer 34 is provided on at least one of the front and back surfaces of the mica tape MT. The resin layer 34 is made of unreacted thermosetting raw resin that is in a solid state at room temperature, and is held in place by adhering to the semi-cured varnish layers 35a, 35b formed on the front and back surfaces of the mica tape MT.

なお、図3に示す例では、樹脂層34は、マイカテープMTの裏面側に形成されたワニス層35bに付着して設けられている。もちろん、図4の(a)プリプレグマイカテープ30aのように、マイカテープMTの表面側に樹脂層34を設けても良いし、(b)プリプレグマイカテープ30bのように、マイカテープMTの表裏両面に樹脂層34を設けても良い。以下では、代表して、プリプレグマイカテープ30を使用した場合を例に説明する。 In the example shown in FIG. 3, the resin layer 34 is attached to the varnish layer 35b formed on the back side of the mica tape MT. Of course, the resin layer 34 may be provided on the front side of the mica tape MT as in (a) prepreg mica tape 30a in FIG. 4, or the resin layer 34 may be provided on both the front and back sides of the mica tape MT as in (b) prepreg mica tape 30b. In the following, a representative example will be described in which the prepreg mica tape 30 is used.

マイカテープMTに含浸して半硬化状態とされる液体状態のワニスとしては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂およびシリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂が使用される。これらのうち、シリコーン樹脂の硬化反応は、脱水縮合のような低分子量の化合物を生成する縮合反応と、ヒドロシリル化反応(付加反応)と、に大別される。特に、縮合反応の場合、低分子量の化合物が絶縁層に残留すると、気泡(ボイド)が形成され、絶縁性の欠陥となるおそれがある。また、絶縁層から低分子量の化合物が抜けることにより、硬化時の収縮が大きくなるおそれがある。このため、ワニスとして、シリコーン樹脂を使用する場合には、ヒドロシリル化反応により硬化する付加硬化型のワニスを使用することが好ましい。 Thermosetting resins such as epoxy resins, unsaturated polyester resins, and silicone resins are used as liquid varnishes that are impregnated into the mica tape MT and brought to a semi-cured state. Of these, the curing reaction of silicone resins is broadly divided into condensation reactions that produce low molecular weight compounds such as dehydration condensation, and hydrosilylation reactions (addition reactions). In particular, in the case of condensation reactions, if low molecular weight compounds remain in the insulating layer, air bubbles (voids) may be formed, which may cause insulation defects. In addition, if low molecular weight compounds escape from the insulating layer, there is a risk of significant shrinkage during curing. For this reason, when using silicone resins as varnishes, it is preferable to use addition-curing varnishes that cure by hydrosilylation reactions.

常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂およびシリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂が使用される。シリコーン樹脂の場合、水酸基を持つ、脱水縮合反応で硬化する材料を用いても良い。シリコーン樹脂の脱水縮合反応は、通常、200℃程度の高温で進むことから、絶縁層に残留して気泡(ボイド)が形成される懸念が少ない。また、融点、あるいは軟化点は、常温よりも高く、硬化温度よりも低いものが好ましく、50℃から100℃程度のものを好ましく用いることができる。原料樹脂の形状については、粉体状、繊維状、網目状などマイカテープMTに保持可能な形態であれば、種々の形状のものを使用することができる。 As the unreacted thermosetting raw resin that is in a solid state at room temperature, thermosetting resins such as epoxy resin, unsaturated polyester resin, and silicone resin are used. In the case of silicone resin, a material that has a hydroxyl group and hardens by a dehydration condensation reaction may be used. Since the dehydration condensation reaction of silicone resin usually proceeds at a high temperature of about 200°C, there is little concern that it will remain in the insulating layer and form air bubbles (voids). In addition, the melting point or softening point is preferably higher than room temperature and lower than the hardening temperature, and those with a melting point of about 50°C to 100°C can be preferably used. As for the shape of the raw resin, various shapes such as powder, fiber, and mesh can be used as long as they can be held by the mica tape MT.

例えば、溶剤に溶解させて溶液状態とし、前述のマイカテープ表面に塗工した後に溶剤を揮発させて除去し、薄い固体状のワニス層を形成しても良い。また、前述したとおり、含侵によりマイカテープMTの表面および裏面に薄く存在するワニスは、半硬化状態にすると粘着性を有するようになることから、この表面に粉体状のワニス層を薄く形成してもよい。あるいは、不織布やシート状のものにワニス溶液を含浸した後、溶剤を揮発させて除去し、固体状のワニスを担持させた薄いシートを貼り合わせても良い。 For example, it may be dissolved in a solvent to create a solution, which is then applied to the surface of the mica tape described above, and the solvent is then volatilized off to form a thin solid varnish layer. As described above, the thin layer of varnish present on the front and back surfaces of the mica tape MT due to impregnation becomes sticky when semi-cured, so a thin layer of powdered varnish may be formed on this surface. Alternatively, a nonwoven fabric or sheet may be impregnated with the varnish solution, the solvent may be volatilized off, and a thin sheet carrying the solid varnish may be attached to the surface.

マイカテープMTに含浸させる液体状態のワニスを半硬化状態にしたものは、硬化反応の初期段階ものである。半硬化状態のワニスは常温では粘度が高く流動性が低い状態であり、加熱して温度が高くなると粘度が低くなり流動性が高くなる。 The liquid varnish that is impregnated into the mica tape MT is in a semi-cured state, which is the initial stage of the curing reaction. At room temperature, the semi-cured varnish has high viscosity and low fluidity, but when heated to a higher temperature, its viscosity decreases and its fluidity increases.

これに対し、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂は、未反応であり、加熱して温度が高くなって固体から液体に相転移することで流動性が増し、また、一般には固体よりも液体の方が比重は小さいことから、体積は増加するので、マイカテープMTから流動、流出しやすくなり、また、隙間を充填しやすくなるものである。この常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂から成る樹脂層34は、加熱により融解、(相転移)し、液体状になった後に硬化する。 In contrast, unreacted thermosetting raw resin that is in a solid state at room temperature remains unreacted, and when heated to a high temperature it undergoes a phase transition from solid to liquid, increasing its fluidity. Also, because liquids generally have a lower specific gravity than solids, their volume increases, making them more likely to flow and flow out of the mica tape MT and easier to fill gaps. This resin layer 34, made of unreacted thermosetting raw resin that is in a solid state at room temperature, melts (transitions phase) when heated, becomes liquid, and then hardens.

また、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂は、フィラーを含有することが好ましい。フィラーとしては、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素などの絶縁材料に使用される無機粒子が好ましい。このフィラーの種類、形状、粒径、及び、含有量を調整することにより、加熱により融解、(相転移)し、液体状になった後の固体状態の熱硬化性の樹脂の粘度を調整することができる。また、絶縁性のフィラーを原料樹脂に含有させることにより、硬化後の樹脂の絶縁性向上を図ることができる。 In addition, the unreacted thermosetting raw resin that is in a solid state at room temperature preferably contains a filler. As the filler, inorganic particles used in insulating materials such as silica, alumina, and boron nitride are preferable. By adjusting the type, shape, particle size, and content of this filler, it is possible to adjust the viscosity of the solid-state thermosetting resin after it melts (phase transitions) upon heating and becomes liquid. In addition, by including an insulating filler in the raw resin, it is possible to improve the insulating properties of the resin after it has hardened.

このフィラーの種類、形状、粒径、及び、含有量を調整することにより、常温で固体状態であった未反応の熱硬化性の原料樹脂が、加熱時の液体状になったときの樹脂の粘度を低くすることができる。すなわち、液体状になったときの樹脂の流動性を高くすることができる。 By adjusting the type, shape, particle size, and content of this filler, it is possible to lower the viscosity of the unreacted thermosetting raw resin when it becomes liquid upon heating, even though the raw resin is in a solid state at room temperature. In other words, it is possible to increase the fluidity of the resin when it becomes liquid.

一方、絶縁被覆した導体21に、プリプレグマイカテープ30を巻回する上で、プリプレグマイカテープ30に必要となる柔軟性を持たせるため、含浸されたワニス(以下では、含侵ワニスと呼ぶ場合もある)の硬化度合いを調整する。なお、加熱時の含浸ワニスの粘度(流動性)および液体状になった後の樹脂層34の粘度(流動性)は、含浸ワニスの硬化度合い、および、樹脂層34に含有されるフィラーの種類、形状、粒径および含有量により相違する。 On the other hand, in order to give the prepreg mica tape 30 the flexibility required for winding the prepreg mica tape 30 around the insulating coated conductor 21, the degree of hardening of the impregnated varnish (hereinafter sometimes referred to as impregnating varnish) is adjusted. Note that the viscosity (fluidity) of the impregnating varnish when heated and the viscosity (fluidity) of the resin layer 34 after it has become liquid vary depending on the degree of hardening of the impregnating varnish and the type, shape, particle size and content of the filler contained in the resin layer 34.

<回転電機>
次に、上述した本実施形態のプリプレグマイカテープ30を使用した回転電機について説明する。図5は図1の固定子巻線10の構成を模式的に示す斜視図であり、図1の符号Rで示した部分を拡大して示したものである。固定子巻線10は、相間絶縁a、対地絶縁b、巻線ターン間絶縁cの3つの絶縁を有する。図1に示したように、固定子鉄心11には複数の鉄心スロット13が形成されている。鉄心スロット13は、リング状の鋼板が積層された柱状の固定子鉄心11の内周側に一定間隔で形成され、軸方向(積層方向)に伸びる溝である。
<Rotating Electric Machine>
Next, a rotating electric machine using the prepreg mica tape 30 of the present embodiment described above will be described. Fig. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of the stator winding 10 of Fig. 1, and is an enlarged view of the portion indicated by the symbol R in Fig. 1. The stator winding 10 has three insulations: interphase insulation a, ground insulation b, and insulation c between winding turns. As shown in Fig. 1, a plurality of core slots 13 are formed in the stator core 11. The core slots 13 are grooves formed at regular intervals on the inner periphery of the columnar stator core 11 formed of laminated ring-shaped steel plates, and extend in the axial direction (lamination direction).

図6は、固定子巻線10を図5に示す平面Hで断面した場合の断面図である。ただし、含侵ワニスおよび樹脂層34が熱硬化される前の中間段階の状態を示す。一方、図7は熱硬化処理後の固定子巻線10の最終的な状態を示す図であり、図6のスロット底側のコイル単体12の部分を拡大して示したものである。 Figure 6 is a cross-sectional view of the stator winding 10 cut along plane H shown in Figure 5. However, this shows an intermediate stage before the impregnating varnish and resin layer 34 are thermally cured. On the other hand, Figure 7 shows the final state of the stator winding 10 after the thermal curing process, and is an enlarged view of the coil unit 12 at the bottom of the slot in Figure 6.

図6に示すように、鉄心スロット13には、2つのコイル単体12、スロットライナ42および3つのスロット内絶縁材43が配置される。鉄心スロット13はスロット内周側が開いたオープンスロット方式であり、スロット開口にはウェッジ41が固定されている。2つのコイル単体12は、固定子鉄心11の径方向に並んで配置される。3つのスロット内絶縁材43は、各コイル単体12を図示上下(固定子鉄心11の径方向)に挟み込むように設置される。スロットライナ42は、鉄心スロット13の側壁と2つのコイル単体12との間、および、鉄心スロット13の底面とスロット内絶縁材43との間に配置されるように、U字形状に折り曲げられて鉄心スロット13内に設けられている。 As shown in FIG. 6, two coil units 12, a slot liner 42, and three in-slot insulation materials 43 are arranged in the core slot 13. The core slot 13 is an open slot type with the inner circumferential side of the slot open, and a wedge 41 is fixed to the slot opening. The two coil units 12 are arranged side by side in the radial direction of the stator core 11. The three in-slot insulation materials 43 are installed so as to sandwich each coil unit 12 from above and below (in the radial direction of the stator core 11) as shown in the figure. The slot liner 42 is bent into a U-shape and provided in the core slot 13 so as to be arranged between the side wall of the core slot 13 and the two coil units 12, and between the bottom surface of the core slot 13 and the in-slot insulation materials 43.

このように、3つのスロット内絶縁材43で挟まれた2つのコイル単体12は、鉄心スロット13内のスロットライナ42とウェッジ41とで囲まれた空間に配置される。ウェッジ41は、コイル単体12、スロット内絶縁材43およびスロットライナ42を、鉄心スロット13内に固定する部材である。すなわち、スロットライナ42が設けられた鉄心スロット13に対して、固定子鉄心11の内周側のスロット開口から3つのスロット内絶縁材43および2つのコイル単体12を挿入し、最後に、楔状のウェッジ41をスロット開口に固定する。ウェッジ41には、ガラスクロスと樹脂との積層複合材料が使用される。 In this way, the two coil units 12 sandwiched between the three in-slot insulating materials 43 are placed in the space surrounded by the slot liner 42 and the wedge 41 in the core slot 13. The wedge 41 is a member that fixes the coil unit 12, the in-slot insulating materials 43, and the slot liner 42 in the core slot 13. That is, the three in-slot insulating materials 43 and the two coil units 12 are inserted into the core slot 13 in which the slot liner 42 is provided from the slot opening on the inner periphery of the stator core 11, and finally the wedge-shaped wedge 41 is fixed to the slot opening. The wedge 41 is made of a laminated composite material of glass cloth and resin.

スロットライナ42は、コイル単体12に設けられた導体21と固定子鉄心11との絶縁を補強すると共に、コイル単体12のマイカ絶縁層22を保護するものである。なお、スロットライナ42には、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、セルロース紙、アラミド紙、不織布などの有機基材が使用される。 The slot liner 42 reinforces the insulation between the conductor 21 provided in the coil unit 12 and the stator core 11, and also protects the mica insulation layer 22 of the coil unit 12. The slot liner 42 is made of an organic base material such as polyethylene terephthalate film, polyimide film, cellulose paper, aramid paper, or nonwoven fabric.

スロット内絶縁材43は、コイル単体12に設けられた導体21の間の絶縁、導体21と固定子鉄心11との間の絶縁、および、導体21とウェッジ41との間の絶縁を補強するものである。なお、スロット内絶縁材43には、ガラスクロスと樹脂との積層複合材料が使用される。 The slot insulation material 43 reinforces the insulation between the conductors 21 in the coil unit 12, between the conductors 21 and the stator core 11, and between the conductors 21 and the wedges 41. The slot insulation material 43 is made of a laminated composite material of glass cloth and resin.

<回転電機の製造方法>
次に、本実施形態のプリプレグマイカテープ30を使用した場合の、固定子巻線10の製造方法について説明する。
<Manufacturing method of rotating electric machine>
Next, a method for manufacturing the stator winding 10 using the prepreg mica tape 30 of this embodiment will be described.

まず、STEP1Aにおいて、上述したプリプレグマイカテープ30を絶縁被覆した導体21に巻回してマイカ絶縁層22を形成し、コイル単体12を製造する。 First, in STEP 1A, the above-mentioned prepreg mica tape 30 is wound around an insulatingly coated conductor 21 to form a mica insulating layer 22, thereby producing a coil unit 12.

STEP2Aでは、コイル単体12、スロットライナ42およびスロット内絶縁材43を鉄心スロット13に挿入し、スロット開口にウェッジ41を設置する。これにより、図6に示す、熱硬化処理を行う前の中間段階の固定子巻線10が形成される。この中間段階の固定子巻線10においては、図6に示すように、2つのコイル単体12の周囲に隙間44が生じている。また、スロットライナ42と鉄心スロット13の内壁(側壁および底面)との間にも、隙間が生じやすい。 In STEP 2A, the coil units 12, slot liners 42, and in-slot insulation material 43 are inserted into the core slots 13, and wedges 41 are placed in the slot openings. This forms the stator winding 10 in an intermediate stage before the thermal hardening process is performed, as shown in FIG. 6. In this intermediate stage stator winding 10, as shown in FIG. 6, gaps 44 are generated around the two coil units 12. Gaps are also likely to occur between the slot liners 42 and the inner walls (side walls and bottom surface) of the core slots 13.

STEP3Aでは、中間段階の固定子巻線10を、含浸ワニスおよび樹脂層(常温で固体状態であった未反応の熱硬化性の原料樹脂)34の流動・硬化プロセスに基づき加熱する。加熱により、マイカ絶縁層22の含浸ワニスは粘度が低下し、かつ、樹脂層34が融解して液体となる。このような流動性の含浸ワニスおよび樹脂層34は、マイカ絶縁層22から染み出す。 In STEP 3A, the stator winding 10 in the intermediate stage is heated based on the flow and hardening process of the impregnating varnish and the resin layer (unreacted thermosetting raw resin that was in a solid state at room temperature) 34. By heating, the viscosity of the impregnating varnish in the mica insulating layer 22 decreases, and the resin layer 34 melts and becomes liquid. The fluid impregnating varnish and resin layer 34 seep out from the mica insulating layer 22.

図7に示すように、マイカ絶縁層22から染み出した流動性の含浸ワニスおよび樹脂層34は、コイル単体12の周囲の隙間44を埋め、その後、硬化する。以下では、隙間44に染み出した含侵ワニスおよび樹脂層34を、滲出樹脂45と呼ぶことにする。なお、含侵ワニスや樹脂層34にフィラーが含まれている場合には、滲出樹脂45にもそれらのフィラーが含まれることになる。 As shown in FIG. 7, the fluid impregnating varnish and resin layer 34 seeping out from the mica insulating layer 22 fills the gap 44 around the coil unit 12 and then hardens. Hereinafter, the impregnating varnish and resin layer 34 that seeps into the gap 44 will be referred to as exuded resin 45. Note that if the impregnating varnish or resin layer 34 contains fillers, the exuded resin 45 will also contain those fillers.

以上のSTEP1A~STEP3Aを経て、含侵ワニスおよび樹脂層34が硬化した最終段階の固定子巻線10が形成される。なお、図7では示していないが、マイカ絶縁層22から染み出した滲出樹脂45(含侵ワニスおよび樹脂層34)は、隙間44だけでなくスロットライナ42の外側にも染み出し、スロットライナ42と鉄心スロット13の内壁との隙間を埋める。 Through the above STEP 1A to STEP 3A, the stator winding 10 is formed in the final stage, with the impregnating varnish and resin layer 34 hardened. Although not shown in FIG. 7, the exuded resin 45 (impregnating varnish and resin layer 34) seeping out from the mica insulating layer 22 seeps out not only into the gap 44 but also to the outside of the slot liner 42, filling the gap between the slot liner 42 and the inner wall of the core slot 13.

このように、本実施形態における固定子巻線10では、プリプレグマイカテープ30を使用して中間段階の固定子巻線10を形成した後に、プリプレグマイカテープ30の含侵ワニスおよび樹脂層34を流動・硬化プロセスに基づき加熱して、最終段階の固定子巻線10を形成する。それにより、加熱により流動状態になった含侵ワニスおよび樹脂層34がマイカ絶縁層22の表面から染み出し、その染み出し滲出樹脂45によりコイル単体12の周囲の隙間44が埋められる(図7参照)。その結果、隙間44における空隙が小さくなり、または、空隙が完全に無くなり、課電時の放電発生を抑制することができる。 In this manner, in the stator winding 10 of this embodiment, the prepreg mica tape 30 is used to form the intermediate stage stator winding 10, and then the impregnated varnish and resin layer 34 of the prepreg mica tape 30 are heated based on a flow and hardening process to form the final stage stator winding 10. As a result, the impregnated varnish and resin layer 34, which have become fluid due to heating, seep out from the surface of the mica insulating layer 22, and the gaps 44 around the coil unit 12 are filled with the seeped out resin 45 (see FIG. 7). As a result, the voids in the gaps 44 become smaller or disappear completely, making it possible to suppress the occurrence of discharge when a voltage is applied.

樹脂層34に使用される熱硬化性の樹脂は、常温で固体状態の未反応の原料樹脂である。加熱時に、固体状態の未反応の原料樹脂が融解して液体になると、固体状態と比べて体積が増加する。そのため、半硬化状態のワニスが流動状態になって隙間44を埋める場合に比べて、隙間44を埋める効果がより高くなる。よって、樹脂層34に使用する常温で固体状態の未反応の原料樹脂は、固体状態の比重と液体状態の比重との差がより大きい材料がより好ましい。例えば、水酸基を持つシリコーン樹脂は、常温で固体状態であって、かつ、固体状態の比重と液体状態の比重との差が大きい材料があることが知られており、樹脂層34に使用する材料として好ましい。 The thermosetting resin used for the resin layer 34 is an unreacted raw resin in a solid state at room temperature. When the unreacted raw resin in a solid state melts and becomes liquid upon heating, its volume increases compared to when it is in a solid state. Therefore, the effect of filling the gaps 44 is higher than when a semi-cured varnish becomes fluid and fills the gaps 44. Therefore, it is preferable that the unreacted raw resin in a solid state at room temperature used for the resin layer 34 is a material with a larger difference between the specific gravity in the solid state and the specific gravity in the liquid state. For example, it is known that there are silicone resins with hydroxyl groups that are in a solid state at room temperature and have a large difference between the specific gravity in the solid state and the specific gravity in the liquid state, and are preferable as materials to be used for the resin layer 34.

なお、課電時における、隙間に起因する放電を完全に抑制するためには、ワニスや樹脂層34が流動してできた樹脂材料によって隙間44を完全に埋めるのが好ましい。ただし、隙間44を完全に埋めなくても、流動した樹脂材料によって隙間44の空隙を小さくすることによって、課電時の放電は抑制される。 In order to completely suppress discharge caused by the gap when a voltage is applied, it is preferable to completely fill the gap 44 with the resin material created by the flow of the varnish or resin layer 34. However, even if the gap 44 is not completely filled, the flowed resin material can be used to reduce the void of the gap 44, thereby suppressing discharge when a voltage is applied.

なお、従来の回転電機においては、前述した従来のプリプレグ方式の他に一体注入方式(全含浸方式)や単独注入方式といったような方式が採用される。一体注入方式による固定子巻線の製造では、導体にドライマイカテープを巻回したコイル単体を鉄心スロット13に組み込んで固定子巻線とする。そして、その固定子巻線をワニスに浸漬してワニスを真空含浸(真空加圧注入)させ、ワニスを熱硬化させる。 In addition, in conventional rotating electric machines, in addition to the conventional prepreg method described above, methods such as the one-piece injection method (full impregnation method) and the single injection method are used. When manufacturing a stator winding using the one-piece injection method, a single coil with dry mica tape wound around a conductor is assembled into the core slot 13 to form the stator winding. The stator winding is then immersed in varnish to vacuum impregnate the varnish (vacuum pressure injection), and the varnish is then thermally cured.

また、単独注入方式では、先ず、絶縁被覆した導体にドライマイカテープを巻回したコイル単体をワニスに浸漬し、このコイル単体にワニスを真空含浸(真空加圧注入)する。次に、このコイル単体を加熱してワニスを熱硬化した後に鉄心スロット13に組み込むことで、固定子巻線を製造する。 In the single injection method, a single coil, which is made of an insulating conductor wrapped in dry mica tape, is first immersed in varnish, and the varnish is vacuum-impregnated (vacuum pressure-injected) into the single coil. Next, the single coil is heated to thermally harden the varnish, and then the coil is assembled into the core slot 13 to produce the stator winding.

これらの従来の方式では、鉄心スロット13内の間隙における放電の発生を抑制するため、固定子巻線10に、コロナ防止層dや電界緩和層eが設置される場合がある(図5参照)。特に、電力用大型発電機などの高電圧及び高容量の発電機では、固定子巻線10に、コロナ防止層dや電界緩和層eが設置される。 In these conventional methods, in order to suppress the occurrence of discharge in the gaps in the core slots 13, a corona prevention layer d and an electric field relaxation layer e may be installed on the stator winding 10 (see Figure 5). In particular, in high-voltage, high-capacity generators such as large power generators, a corona prevention layer d and an electric field relaxation layer e are installed on the stator winding 10.

一方、本実施形態における固定子巻線10では、上述したように鉄心スロット13内の隙間44を滲出樹脂45により埋めるようにしたので、前述の、従来のプリプレグ方式に比べて、隙間44における放電発生の抑制効果をより向上させることができる。また、一体注入方式や単独注入方式においては、例えば、ボイド残存防止のためにドライマイカテープの微細な空隙にワニスを注入するが、長い時間をかけて真空含浸(真空加圧注入)させる必要がある。しかしながら、本実施形態では、ドライマイカテープの微細な空隙に、長い時間をかけてワニスを真空含浸させる必要がない。 On the other hand, in the stator winding 10 of this embodiment, the gaps 44 in the iron core slots 13 are filled with exudation resin 45 as described above, so that the effect of suppressing discharge generation in the gaps 44 can be improved compared to the conventional prepreg method described above. In addition, in the integrated injection method and the single injection method, for example, varnish is injected into the fine gaps in the dry mica tape to prevent voids from remaining, but vacuum impregnation (vacuum pressure injection) must be carried out over a long period of time. However, in this embodiment, it is not necessary to vacuum impregnate the fine gaps in the dry mica tape with varnish over a long period of time.

図8および図9は、導体21に巻回されたプリプレグマイカテープ30(マイカ絶縁層22)の重なり状態を示す模式図であり、マイカ絶縁層22を導体21に沿って断面した場合を示す。図8は1重巻きの場合を示し、プリプレグマイカテープ30は一部が重なるように巻き付けられている。図9は2重巻きの場合を示し、図8の1重巻きの上にさらに1重だけ巻回したものである。なお、図8,9では、プリプレグマイカテープ30におけるワニス層35a,35b(図3,4参照)の図示を省略した。 Figures 8 and 9 are schematic diagrams showing the overlapping state of the prepreg mica tape 30 (mica insulating layer 22) wound around the conductor 21, showing the mica insulating layer 22 cross-sectioned along the conductor 21. Figure 8 shows the case of a single wrap, where the prepreg mica tape 30 is wound so that it overlaps in parts. Figure 9 shows the case of a double wrap, where an additional wrap is added on top of the single wrap of Figure 8. Note that in Figures 8 and 9, the varnish layers 35a and 35b (see Figures 3 and 4) on the prepreg mica tape 30 are omitted.

図8に示すように、プリプレグマイカテープ30は、包帯(螺旋帯)を巻くように一部をオーバーラップさせながら、導体21に巻回される。そのため、上述したSTEP3Aで固定子巻線10を加熱した際の流動・硬化プロセスの初期段階において、プリプレグマイカテープ30の含浸ワニスおよび樹脂層(常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂)34が流動状態になると、巻回されたプリプレグマイカテープ30(マイカ絶縁層22)の表面や端面から染み出す。導体21に巻回されたプリプレグマイカテープ30(マイカ絶縁層22)の表面に染み出した滲出樹脂45は、前述したように隙間44を埋める。また、プリプレグマイカテープ30が重なり合っている部分の隙間46に染み出た滲出樹脂45は、隙間46を埋める。 As shown in FIG. 8, the prepreg mica tape 30 is wound around the conductor 21 with some overlapping like a bandage (spiral band). Therefore, in the initial stage of the flow and hardening process when the stator winding 10 is heated in STEP 3A described above, when the impregnated varnish and resin layer (unreacted thermosetting raw resin in a solid state at room temperature) 34 of the prepreg mica tape 30 become in a flowable state, they exude from the surface and end faces of the wound prepreg mica tape 30 (mica insulating layer 22). The exuded resin 45 that exudes onto the surface of the prepreg mica tape 30 (mica insulating layer 22) wound around the conductor 21 fills the gaps 44 as described above. Also, the exuded resin 45 that exudes into the gaps 46 in the overlapping portions of the prepreg mica tape 30 fills the gaps 46.

このように、加熱した際の流動・硬化プロセスの初期段階において、プリプレグマイカテープ30の表面や端面から染み出した滲出樹脂45が、マイカ絶縁層22の表面やプリプレグマイカテープ30の重なった部分の隙間46を埋めさらに硬化することで、隙間46に硬化した樹脂が形成される。このように硬化した樹脂が隙間46に形成されることで、隙間46における空隙が小さくなり、課電時の放電発生を抑制することができる。 In this way, in the initial stage of the flow and hardening process when heated, the exuded resin 45 seeps out from the surface and end faces of the prepreg mica tape 30, fills the gaps 46 on the surface of the mica insulating layer 22 and in the overlapping portions of the prepreg mica tape 30, and hardens further, forming hardened resin in the gaps 46. By forming hardened resin in this way in the gaps 46, the voids in the gaps 46 become smaller, making it possible to suppress the occurrence of discharge when a voltage is applied.

特に、図9に示すように、プリプレグマイカテープ30を多重に積層する場合、プリプレグマイカテープ30の積層方向の絶縁性は高いが、積層されたプリプレグマイカテープ30間に形成される隙間46が、絶縁性の欠陥となり得る。しかしながら、本実施形態のプリプレグマイカテープ30を使用した場合には、プリプレグマイカテープ30に含まれる含浸ワニスおよび樹脂層34が流動状態になって染み出し、染み出した滲出樹脂45が隙間46を埋めることになる。その結果、プリプレグマイカテープ30とプリプレグマイカテープ30との界面の、耐部分放電特性を向上させることができる。 In particular, as shown in FIG. 9, when the prepreg mica tapes 30 are laminated in multiple layers, the insulation in the lamination direction of the prepreg mica tapes 30 is high, but the gaps 46 formed between the laminated prepreg mica tapes 30 can become insulation defects. However, when the prepreg mica tape 30 of this embodiment is used, the impregnating varnish and resin layer 34 contained in the prepreg mica tape 30 become fluid and seep out, and the exuded exuded resin 45 fills the gaps 46. As a result, the partial discharge resistance characteristics of the interface between the prepreg mica tapes 30 can be improved.

図10は、固定子巻線10の加熱による含侵ワニスおよび樹脂層34の流動・硬化プロセス(STEP3A)の温度プロファイルを、模式的に示した図である。 Figure 10 is a schematic diagram showing the temperature profile of the flow and hardening process (STEP 3A) of the impregnating varnish and resin layer 34 caused by heating the stator winding 10.

温度が上昇(T>T1)すると共に、半硬化状態の含侵ワニスは粘度が低下し、樹脂層34を構成する熱硬化性樹脂(常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂)は融解(相転移)して液体となる。T=T2では、温度が上昇すると共に融解(相転移)して液体となり、含侵ワニスおよび樹脂層34を構成する熱硬化性樹脂がゲル化する。更に温度が上昇(T>T2)すると、含侵ワニスおよび樹脂層34を構成する熱硬化性樹脂が硬化し始め、最後に全体の含侵ワニスおよび樹脂層34を構成する熱硬化性樹脂の硬化が完了する。 As the temperature rises (T>T1), the viscosity of the semi-cured impregnating varnish decreases, and the thermosetting resin (unreacted thermosetting raw resin that is solid at room temperature) that constitutes the resin layer 34 melts (transitions phase) and becomes liquid. At T=T2, as the temperature rises, it melts (transitions phase) and becomes liquid, and the impregnating varnish and the thermosetting resin that constitutes the resin layer 34 gel. As the temperature rises further (T>T2), the thermosetting resin that constitutes the impregnating varnish and the resin layer 34 begins to harden, and finally the hardening of the entire impregnating varnish and the thermosetting resin that constitutes the resin layer 34 is completed.

このように、含侵ワニスの粘度が低下し、かつ、樹脂層34を構成する熱硬化性樹脂が液体となる加熱の初期段階において、流動状態となった含侵ワニスおよび樹脂層34を構成する熱硬化性樹脂が、マイカ絶縁層22の表面およびプリプレグマイカテープ30間の隙間46に染み出し、鉄心スロット13の内部を流動する。特に、固定子巻線10が加熱される際、固定子巻線10を軸中心に回転させることで、染み出した含侵ワニスおよび樹脂層34は、鉄心スロット13の内部をさらに流動し易くなる。 In this way, in the initial stage of heating when the viscosity of the impregnating varnish is reduced and the thermosetting resin constituting the resin layer 34 becomes liquid, the fluidized impregnating varnish and the thermosetting resin constituting the resin layer 34 seep out into the gaps 46 on the surface of the mica insulating layer 22 and between the prepreg mica tapes 30, and flow inside the iron core slots 13. In particular, when the stator winding 10 is heated, the stator winding 10 is rotated about its axis, which makes it easier for the seeped impregnating varnish and resin layer 34 to flow inside the iron core slots 13.

その結果、染み出した含侵ワニスおよび樹脂層34が、加熱前にあった隙間44や隙間46を埋める。これにより、課電時に、隙間44,46で放電が発生するのを抑制することができる。 As a result, the seeping impregnated varnish and resin layer 34 fill the gaps 44 and 46 that existed before heating. This makes it possible to suppress discharges in the gaps 44 and 46 when a voltage is applied.

なお、含浸ワニス及び常温で固体状態であった未反応の熱硬化性の原料樹脂の流動性、つまり、硬化度合いの相違による加熱時の粘度は、コイル単体12や鉄心スロット13の大きさや形状により相違するため、適宜、調整する。また、コイル単体12や鉄心スロット13の大きさや形状に応じて、含浸ワニスおよび常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂の量や半硬化状態の程度を調整する。更に、固定子巻線10の加熱によるワニスおよび常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂の流動・硬化プロセスの温度プロファイルを調整する。 The fluidity of the impregnating varnish and the unreacted thermosetting raw resin that is in a solid state at room temperature, that is, the viscosity when heated due to differences in the degree of hardening, differs depending on the size and shape of the coil unit 12 and the iron core slot 13, and is therefore adjusted as appropriate. Also, the amount of the impregnating varnish and the unreacted thermosetting raw resin that is in a solid state at room temperature and the degree of semi-hardening are adjusted according to the size and shape of the coil unit 12 and the iron core slot 13. Furthermore, the temperature profile of the flow and hardening process of the varnish and the unreacted thermosetting raw resin that is in a solid state at room temperature due to heating of the stator winding 10 is adjusted.

また、加熱時の含浸ワニスの粘度(流動性)と、液体状になった後の樹脂層34(常温で固体状態であった熱硬化性の原料樹脂)の粘度(流動性)とは、同一でもよいし、相違してもよい。例えば、加熱時の含浸ワニスの粘度よりも、液体状になった後の樹脂層34の粘度を低くする。これにより、加熱時の液体状になった後の常温で固体状態であった熱硬化性の原料樹脂の流動性を、含浸ワニスの流動性よりも高くし、プリプレグマイカテープから常温で固体状態であった熱硬化性の樹脂を流動しやすくすることができる。 The viscosity (fluidity) of the impregnating varnish when heated and the viscosity (fluidity) of the resin layer 34 (the thermosetting raw resin that was in a solid state at room temperature) after it has become liquid may be the same or different. For example, the viscosity of the resin layer 34 after it has become liquid is made lower than the viscosity of the impregnating varnish when heated. This makes the fluidity of the thermosetting raw resin that was in a solid state at room temperature after it has become liquid when heated higher than the fluidity of the impregnating varnish, making it easier to flow the thermosetting resin that was in a solid state at room temperature from the prepreg mica tape.

上述したように、本実施形態のプリプレグマイカテープ30,30a,30bは、基材33およびマイカペーパ31を積層した積層体であるマイカテープMTと、マイカテープMTに含侵され半硬化状態とされたワニスと、ワニスが含侵された積層体の表裏面の少なくとも一方の面に設けられ、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂(樹脂層34)と、を備える。そして、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂は、加熱により融解して液体状になった後に硬化する熱硬化性樹脂である。 As described above, the prepreg mica tapes 30, 30a, and 30b of this embodiment include the mica tape MT, which is a laminate of the base material 33 and the mica paper 31, the varnish impregnated into the mica tape MT and brought to a semi-cured state, and the unreacted thermosetting raw resin (resin layer 34) that is in a solid state at room temperature and is provided on at least one of the front and back surfaces of the laminate impregnated with the varnish. The unreacted thermosetting raw resin that is in a solid state at room temperature is a thermosetting resin that melts when heated and becomes liquid, and then hardens.

なお、プリプレグマイカテープ30,30a,30bは、基材33とマイカペーパ31との間に接着層32を有する。この接着層32は半硬化状態のワニスでも良いし、他の樹脂材料でも良い。 The prepreg mica tapes 30, 30a, and 30b have an adhesive layer 32 between the substrate 33 and the mica paper 31. This adhesive layer 32 may be a semi-cured varnish or another resin material.

また、回転電機1は、鉄心スロット13が形成される固定子鉄心11と、鉄心スロット13に配置され、マイカ絶縁層22が形成された導体21を有するコイル単体12と、鉄心スロット13に配置され、コイル単体12を保護するスロットライナ42と、鉄心スロット13に配置され、コイル単体12を絶縁するスロット内絶縁材43と、を備え、コイル単体12、スロットライナ42およびスロット内絶縁材43が配置された鉄心スロット13の隙間44の少なくとも一部領域に、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂(樹脂層34)が熱硬化して生成された硬化後樹脂(滲出樹脂45)が、充填されている。 The rotating electric machine 1 also includes a stator core 11 in which core slots 13 are formed, a coil unit 12 arranged in the core slot 13 and having a conductor 21 on which a mica insulating layer 22 is formed, a slot liner 42 arranged in the core slot 13 to protect the coil unit 12, and an in-slot insulating material 43 arranged in the core slot 13 to insulate the coil unit 12. At least a portion of the gap 44 of the core slot 13 in which the coil unit 12, the slot liner 42, and the in-slot insulating material 43 are arranged is filled with a cured resin (exuded resin 45) produced by thermally curing an unreacted thermosetting raw resin (resin layer 34) that is solid at room temperature.

なお、マイカ絶縁層22は、導体21に巻回されたプリプレグマイカテープ30,30a,30bで構成されても良い。 The mica insulating layer 22 may also be composed of prepreg mica tapes 30, 30a, and 30b wound around the conductor 21.

プリプレグマイカテープ30,30a,30bに設けられた樹脂層(常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂)34が、加熱により流動状態となり、マイカ絶縁層22から染み出して隙間44を埋める。その結果、隙間44の少なくとも一部領域に滲出樹脂45が充填され、隙間44における空隙が小さくなり、課電時の放電が抑制される。 The resin layer (unreacted thermosetting raw resin that is in a solid state at room temperature) 34 provided on the prepreg mica tapes 30, 30a, and 30b becomes fluid when heated, seeping out from the mica insulating layer 22 and filling the gaps 44. As a result, the exuded resin 45 fills at least a portion of the gaps 44, reducing the voids in the gaps 44 and suppressing discharge during voltage application.

また、ワニスが含侵されたマイカテープMTの表裏面には半硬化状態のワニス層35a,35bが形成されているので、マイカテープMT単体の場合にはベタツキが生じ、作業性を低下する可能性がある。しかしながら、本実施形態のプリプレグマイカテープ30,30a,30bにおいては、マイカテープMTの表裏面の少なくとも一方の面に固体状態の樹脂層34が設けられる。そのため、樹脂層34が設けられていない従来のプリプレグマイカテープと比較して、作業性の向上を図ることができる。特に、表裏両面に樹脂層34を設ける構成では、作業性向上をより図ることができると共に、滲出樹脂45をより増加させることができ放電抑制効果がより向上する。 In addition, since the varnish-impregnated mica tape MT has semi-cured varnish layers 35a and 35b formed on the front and back surfaces, the mica tape MT alone may become sticky and reduce workability. However, in the prepreg mica tapes 30, 30a and 30b of this embodiment, a solid resin layer 34 is provided on at least one of the front and back surfaces of the mica tape MT. This improves workability compared to conventional prepreg mica tapes that do not have a resin layer 34. In particular, the configuration in which the resin layer 34 is provided on both the front and back surfaces improves workability and increases the amount of exuded resin 45, thereby further improving the discharge suppression effect.

(変形例1)
上述した本実施形態のプリプレグマイカテープ30,30a,30bは、従来のプリプレグ方式の製造方法にも使用することができる。例えば、プリプレグマイカテープ30を従来のプリプレグ方式による固定子巻線10の製造方法に適用する場合には、次のような手順で固定子巻線10を製造する。
(Variation 1)
The prepreg mica tapes 30, 30a, and 30b of the present embodiment described above can also be used in a conventional prepreg manufacturing method. For example, when the prepreg mica tape 30 is applied to a conventional prepreg manufacturing method for the stator winding 10, the stator winding 10 is manufactured in the following procedure.

STEP1Bでは、上述したSTEP1Aの場合と同様に、本実施形態のプリプレグマイカテープ30を導体21に巻回してマイカ絶縁層22を形成し、中間段階のコイル単体12を製造する。 In STEP 1B, similar to STEP 1A described above, the prepreg mica tape 30 of this embodiment is wound around the conductor 21 to form the mica insulating layer 22, thereby producing the intermediate stage coil unit 12.

STEP2Bでは、この中間段階のコイル単体12を加熱、加圧し、プリプレグマイカテープ30に含まれる含侵ワニスおよび樹脂層(常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂)34を流動・硬化し、最終段階のコイル単体12を製造する。これにより、含浸ワニスおよび樹脂層34が流動状態となってプリプレグマイカテープ30の表面および端面から染み出した滲出樹脂45が、マイカ絶縁層22におけるプリプレグマイカテープ30間の隙間46を埋める。なお、ここでは従来のプロセスのようにコイル単体12を加圧しているが、本実施形態のプリプレグマイカテープ30を用いる場合にはコイル単体12を加圧せずにワニスを硬化させても良く、製造時間を短縮することができる。もちろん加圧しても良く、それにより含浸性、充填性が向上する。 In STEP 2B, the coil unit 12 in the intermediate stage is heated and pressurized to flow and harden the impregnating varnish and resin layer (unreacted thermosetting raw resin in a solid state at room temperature) 34 contained in the prepreg mica tape 30, producing the final coil unit 12. As a result, the impregnating varnish and resin layer 34 become fluid, and the exuded resin 45 that seeps out from the surface and end face of the prepreg mica tape 30 fills the gaps 46 between the prepreg mica tapes 30 in the mica insulating layer 22. Note that, although the coil unit 12 is pressurized here as in the conventional process, when the prepreg mica tape 30 of this embodiment is used, the varnish may be hardened without pressurizing the coil unit 12, thereby shortening the manufacturing time. Of course, pressure may be applied, which improves impregnation and filling properties.

STEP3Bでは、この最終段階のコイル単体12を、鉄心スロット13に、スロットライナ42、スロット内絶縁材43と共に挿入し、コイル単体12、スロットライナ42、スロット内絶縁材43を、鉄心スロット13に、ウェッジにより、固定し、固定子巻線10を製造する。 In STEP 3B, the coil unit 12 in this final stage is inserted into the core slot 13 together with the slot liner 42 and the in-slot insulation material 43, and the coil unit 12, slot liner 42, and in-slot insulation material 43 are fixed to the core slot 13 with wedges to manufacture the stator winding 10.

このように、プリプレグマイカテープ30を従来のプリプレグ方式による固定子巻線10の製造方法に適用した場合には、最終段階のコイル単体12を製造するSTEP2Bにおいて、プリプレグマイカテープ30間の隙間46に、滲出樹脂45が硬化した熱硬化性樹脂層を形成することができる。これにより、プリプレグマイカテープ30とプリプレグマイカテープ30との界面の耐部分放電特性を向上させることができる。 In this way, when the prepreg mica tape 30 is applied to a conventional prepreg method for manufacturing a stator winding 10, in STEP 2B in which the coil unit 12 is manufactured in the final stage, a thermosetting resin layer formed by hardening the exuded resin 45 can be formed in the gaps 46 between the prepreg mica tapes 30. This can improve the partial discharge resistance characteristics of the interface between the prepreg mica tapes 30.

(変形例2)
上述した実施形態では、プリプレグマイカテープ30に、ワニスを含侵させるとともに、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂から成る樹脂層34を設けた。一方、変形例2では、コイル単体12、スロットライナ42、スロット内絶縁材43およびウェッジ41の少なくとも一つに、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂を保持させるようにした。コイル単体12に常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂を保持させる場合には、上述した実施形態と同様にマイカ絶縁層22にプリプレグマイカテープ30を使用する。
(Variation 2)
In the above-described embodiment, the prepreg mica tape 30 is impregnated with varnish and is provided with a resin layer 34 made of unreacted thermosetting raw resin that is solid at room temperature. On the other hand, in the second modification, unreacted thermosetting raw resin that is solid at room temperature is held in at least one of the coil unit 12, the slot liner 42, the in-slot insulation material 43, and the wedge 41. When unreacted thermosetting raw resin that is solid at room temperature is held in the coil unit 12, the prepreg mica tape 30 is used for the mica insulating layer 22 as in the above-described embodiment.

なお、半閉スロットまたは閉スロット方式の鉄心スロットの場合には、ウェッジ41は省略される。その場合には、コイル単体12、スロットライナ42およびスロット内絶縁材43の少なくとも一つに、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂を保持させるようにする。 In the case of semi-closed or closed core slots, the wedge 41 is omitted. In that case, at least one of the coil unit 12, the slot liner 42, and the in-slot insulation material 43 is made to hold unreacted thermosetting raw resin that is in a solid state at room temperature.

スロットライナ42、スロット内絶縁材43およびウェッジ41に原料樹脂を保持させる場合、スロットライナ42、スロット内絶縁材43およびウェッジ41の表面に半硬化状態のワニスの層を形成し、そのワニス層の上に上述した原料樹脂を付着させて保持するようにしても良い。また、スロットライナ42、スロット内絶縁材43およびウェッジ41の内で、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂を保持していない部材については、表面に半硬化状態のワニスの層のみを形成するようにしても良い。スロットライナ42、スロット内絶縁材43およびウェッジ41の表面に半硬化状態のワニスの層を形成する場合、ワニスを塗布または含侵させた後に半硬化状態とする。 When the raw resin is to be held in the slot liner 42, the in-slot insulating material 43, and the wedge 41, a layer of semi-cured varnish may be formed on the surfaces of the slot liner 42, the in-slot insulating material 43, and the wedge 41, and the above-mentioned raw resin may be adhered and held on the varnish layer. In addition, for the slot liner 42, the in-slot insulating material 43, and the wedge 41, which do not hold unreacted thermosetting raw resin in a solid state at room temperature, only a layer of semi-cured varnish may be formed on the surface. When a layer of semi-cured varnish is formed on the surfaces of the slot liner 42, the in-slot insulating material 43, and the wedge 41, the varnish is applied or impregnated and then semi-cured.

ウェッジ41に半硬化状態のワニス、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂(樹脂層34)を保持させる場合には、ウェッジ41の表面の内の、スロット内絶縁材43に対向する面に保持させるのが好ましい。そのような構成とすることで、加熱・硬化により、ウェッジ41のロータ9が対向する面に硬化後樹脂が形成されるのを防止することができる。 When the wedge 41 is to hold semi-cured varnish or unreacted thermosetting raw resin (resin layer 34) that is in a solid state at room temperature, it is preferable to hold it on the surface of the wedge 41 that faces the in-slot insulation material 43. By configuring it in this way, it is possible to prevent the formation of hardened resin on the surface of the wedge 41 that faces the rotor 9 due to heating and hardening.

鉄心スロット13に、コイル単体12、スロットライナ42、スロット内絶縁材43、ウェッジ41を設置した後に、固定子巻線10を加熱して、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂で構成される樹脂層34を流動・硬化させる。上述のように半硬化状態のワニスも保持させる場合には、加熱により半硬化状態のワニスも流動・硬化させられる。流動状態の樹脂層34およびワニスは鉄心スロット13の内部を流動し、鉄心スロット13内の隙間(例えば、隙間44)を埋める。そのため、コイル単体12、スロットライナ42、スロット内絶縁材43およびウェッジ41の少なくとも一つに、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂を保持させる変形例2においても、上述した実施径他の場合と同様に隙間44における空隙が小さくなり、課電時の放電発生を抑制することができる。 After placing the coil unit 12, slot liner 42, in-slot insulating material 43, and wedge 41 in the iron core slot 13, the stator winding 10 is heated to flow and harden the resin layer 34, which is made of unreacted thermosetting raw resin in a solid state at room temperature. When the semi-hardened varnish is also held as described above, the semi-hardened varnish is also flowed and hardened by heating. The resin layer 34 and varnish in a fluid state flow inside the iron core slot 13 and fill the gaps (e.g., gap 44) in the iron core slot 13. Therefore, in the second modification in which at least one of the coil unit 12, slot liner 42, in-slot insulating material 43, and wedge 41 holds the unreacted thermosetting raw resin in a solid state at room temperature, the gap in the gap 44 is small as in the other embodiments described above, and discharge generation during voltage application can be suppressed.

なお、コイル単体12や鉄心スロット13の大きさや形状に応じて、スロットライナ42、スロット内絶縁材43、ウェッジ41に保持される半硬化状態のワニスおよび樹脂層34(常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂)の量や、ワニスの半硬化状態の程度を調整する。また、流動・硬化プロセスの温度プロファイルを調整する。 The amount of semi-cured varnish and resin layer 34 (unreacted thermosetting raw resin in a solid state at room temperature) held by the slot liner 42, in-slot insulation material 43, and wedge 41, as well as the degree of semi-curing of the varnish, are adjusted according to the size and shape of the coil unit 12 and the core slot 13. The temperature profile of the flow and curing process is also adjusted.

上述した実施の形態および変形例では、プリプレグマイカテープ30,30a,30bに常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂を保持させたが、コイル単体12の導体21に常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂を保持させるようにしても良い。その場合、導体21を被覆する絶縁樹脂が固まる前に原料樹脂を付着させても良いし、絶縁樹脂で被覆された導体21の表面にワニスを塗布し原料樹脂を付着させても良い。 In the above-described embodiment and modified example, the prepreg mica tapes 30, 30a, and 30b hold unreacted thermosetting raw resin in a solid state at room temperature, but the conductor 21 of the coil unit 12 may hold unreacted thermosetting raw resin in a solid state at room temperature. In this case, the raw resin may be applied before the insulating resin coating the conductor 21 hardens, or the raw resin may be applied by applying varnish to the surface of the conductor 21 coated with the insulating resin.

上述した実施形態および変形例の効果をまとめると以下のようになる。 The effects of the above-described embodiment and modified examples can be summarized as follows:

(1)常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂が、加熱によりプリプレグマイカテープ30から染み出し、鉄心スロット13内に形成される隙間44を埋めることができる。これにより、隙間44における放電の発生を抑制することができる。 (1) When heated, the unreacted thermosetting raw resin, which is in a solid state at room temperature, seeps out of the prepreg mica tape 30 and fills the gaps 44 formed in the iron core slots 13. This makes it possible to suppress the occurrence of discharge in the gaps 44.

(2)常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂が、加熱によりプリプレグマイカテープ30から染み出し、マイカ絶縁層22におけるプリプレグマイカテープ30間の隙間46を埋めることができる。これにより、プリプレグマイカテープ30とプリプレグマイカテープ30との界面の耐部分放電特性を向上させることができる。このように隙間44,46での放電発生を抑制できるので、絶縁信頼性の高い回転電機を提供することができる。 (2) When heated, the unreacted thermosetting raw resin, which is in a solid state at room temperature, seeps out of the prepreg mica tape 30 and fills the gaps 46 between the prepreg mica tapes 30 in the mica insulating layer 22. This improves the partial discharge resistance characteristics of the interface between the prepreg mica tapes 30. In this way, discharge occurrence in the gaps 44, 46 can be suppressed, making it possible to provide a rotating electric machine with high insulation reliability.

(3)一体注入方式や単独注入方式においては、マイカ絶縁層22にボイドが残存しないように、ドライマイカテープの微細な空隙にワニスを注入する。通常、ドライマイカテープの微細な空隙に、長い時間をかけてワニスを真空含浸(真空加圧注入)させる。しかし、本実施形態では、ドライマイカテープの微細な空隙に、長い時間をかけてワニスを真空含浸(真空加圧注入)させる必要がない。 (3) In the integrated injection method and the single injection method, varnish is injected into the fine gaps in the dry mica tape so that no voids remain in the mica insulating layer 22. Normally, the varnish is vacuum-impregnated (vacuum-pressurized injection) into the fine gaps in the dry mica tape over a long period of time. However, in this embodiment, it is not necessary to vacuum-impregnate (vacuum-pressurized injection) the varnish into the fine gaps in the dry mica tape over a long period of time.

(4)従来のプリプレグ方式と相違し、コイル単体12を加圧せずに、ワニスを硬化させ、コイル単体12を製造することができる。このため、製造時間を短縮することができる。 (4) Unlike conventional prepreg methods, the coil unit 12 can be manufactured by hardening the varnish without applying pressure to the coil unit 12. This reduces manufacturing time.

(5)一体注入方式と相違し、固定子巻線10をワニスに浸漬する必要がないため、不必要な部位に余分なワニスが付着することがない。これにより、ワニスの使用量を削減することができる。また、ワニスが固定子巻線10の内周に付着するおそれがなく、ロータ9とのギャップに悪影響を及ぼさない。また、ワニスが固定子巻線10の外周に付着した場合には、固定子巻線10の冷却効率に影響する場合があるが、本実施形態では流動状態になった樹脂層34が固定子巻線10の外周に付着するおそれがない。 (5) Unlike the one-piece injection method, there is no need to immerse the stator winding 10 in varnish, so excess varnish does not adhere to unnecessary areas. This allows the amount of varnish used to be reduced. There is also no risk of varnish adhering to the inner circumference of the stator winding 10, and it does not adversely affect the gap with the rotor 9. In addition, if varnish adheres to the outer circumference of the stator winding 10, it may affect the cooling efficiency of the stator winding 10, but in this embodiment, there is no risk of the resin layer 34 in a fluid state adhering to the outer circumference of the stator winding 10.

(6)プリプレグマイカテープ30を使用することにより、ワニスを真空加圧注入する製造設備や製造工程が不要となる。また、回転電機(固定子巻線10)の製造に関する製造設備や製造工程を簡略化することができ、製造時間を短縮することができる。 (6) By using the prepreg mica tape 30, manufacturing equipment and manufacturing processes for vacuum pressure injection of varnish are not required. In addition, the manufacturing equipment and manufacturing processes for manufacturing the rotating electric machine (stator winding 10) can be simplified, and the manufacturing time can be shortened.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments merely show some of the application examples of the present invention, and are not intended to limit the technical scope of the present invention to the specific configurations of the above embodiments.

1…回転電機、9…ロータ、10…固定子巻線、11…固定子鉄心、12…コイル単体、13…鉄心スロット、21…導体、22…マイカ絶縁層、30,30a,30b…プリプレグマイカテープ、31…マイカペーパ、32…接着層、33…基材、34…樹脂層、41…ウェッジ、42…スロットライナ、43…スロット内絶縁材、44…隙間、45…滲出樹脂 1... rotating machine, 9... rotor, 10... stator winding, 11... stator core, 12... coil unit, 13... core slot, 21... conductor, 22... mica insulation layer, 30, 30a, 30b... prepreg mica tape, 31... mica paper, 32... adhesive layer, 33... substrate, 34... resin layer, 41... wedge, 42... slot liner, 43... slot insulation material, 44... gap, 45... exuded resin

Claims (8)

基材およびマイカペーパを積層した積層体と、
前記積層体に含侵され半硬化状態とされたワニスと、
前記ワニスが含侵された前記積層体の表裏面の少なくとも一方の面に設けられ、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂と、を備え、
常温で固体状態の未反応の熱硬化性の前記原料樹脂は、加熱により融解して液体状になった後に硬化する熱硬化性樹脂である、プリプレグマイカテープ。
A laminate in which a base material and mica paper are laminated;
a varnish impregnated in the laminate and brought to a semi-cured state;
and an unreacted thermosetting raw material resin that is in a solid state at room temperature and is provided on at least one of the front and back surfaces of the laminate impregnated with the varnish,
In the prepreg mica tape, the raw material resin is an unreacted thermosetting resin that is in a solid state at room temperature, and is a thermosetting resin that melts and becomes liquid when heated and then hardens.
請求項1に記載のプリプレグマイカテープにおいて、
前記基材と前記マイカペーパとの間に接着層を有する、プリプレグマイカテープ。
2. The prepreg mica tape according to claim 1,
A prepreg mica tape having an adhesive layer between the substrate and the mica paper.
請求項1に記載のプリプレグマイカテープにより構成されるマイカ絶縁層が形成された導体を有するコイル単体と、
前記コイル単体を保護するスロットライナと、
前記コイル単体を絶縁するスロット内絶縁材と、
前記コイル単体、前記スロットライナおよび前記スロット内絶縁材が配置される鉄心スロットが形成された固定子鉄心と、を備える、回転電機。
A coil unit having a conductor on which a mica insulating layer formed of the prepreg mica tape according to claim 1 is formed;
A slot liner for protecting the coil unit;
An in-slot insulating material that insulates the coil unit;
a stator core having core slots in which the coil units, the slot liners, and the in-slot insulating materials are arranged.
回転電機の鉄心スロットに配置される、コイル単体、前記コイル単体を保護するスロットライナおよび前記コイル単体を絶縁するスロット内絶縁材の内の少なくとも一つに、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の原料樹脂を保持させる保持工程と、
前記コイル単体、前記スロットライナおよび前記スロット内絶縁材を前記鉄心スロットに配置する配置工程と、
加熱により前記原料樹脂を融解して液体状にした後に硬化させる加熱工程と、
を含む回転電機の製造方法。
a retaining step of retaining an unreacted thermosetting raw material resin in a solid state at room temperature in at least one of a coil unit, a slot liner protecting the coil unit, and an in-slot insulating material insulating the coil unit, the in-slot insulating material being disposed in an iron core slot of a rotating electric machine;
an arrangement step of arranging the coil unit, the slot liner, and the in-slot insulating material in the core slot;
a heating step of melting the raw material resin by heating to make it liquid and then curing it;
A method for manufacturing a rotating electric machine comprising the steps of:
請求項4に記載の回転電機の製造方法において、
前記保持工程では、前記コイル単体の導体にプリプレグマイカテープを巻回させることにより、前記コイル単体に前記原料樹脂が保持され、
前記プリプレグマイカテープは、
基材およびマイカペーパを積層した積層体と、
前記積層体に含侵され半硬化状態とされたワニスと、
前記ワニスが含侵された前記積層体の表裏面の少なくとも一方の面に設けられ、常温で固体状態の未反応の熱硬化性の前記原料樹脂と、を備える、
回転電機の製造方法。
5. The method for manufacturing a rotating electric machine according to claim 4,
In the holding step, the raw material resin is held by the coil unit by winding a prepreg mica tape around the conductor of the coil unit,
The prepreg mica tape is
A laminate in which a base material and mica paper are laminated;
a varnish impregnated in the laminate and brought to a semi-cured state;
The raw material resin is provided on at least one of the front and back surfaces of the laminate impregnated with the varnish, and is an unreacted thermosetting raw material resin in a solid state at room temperature.
A method for manufacturing a rotating electric machine.
請求項5に記載の回転電機の製造方法において、
前記加熱工程は前記配置工程を行った後に実行され、未反応の前記原料樹脂を融解して液体状にした後に硬化させ、かつ、半硬化状態の前記ワニスを流動状態にした後に硬化させる、回転電機の製造方法。
6. The method for manufacturing a rotating electric machine according to claim 5,
The method for manufacturing a rotating electric machine includes the steps of: (a) heating the raw resin after the placement step; (b) melting the unreacted raw resin into a liquid state and then hardening the liquid; and (c) hardening the varnish after the semi-hardened state is rendered fluid.
請求項5に記載の回転電機の製造方法において、
前記加熱工程では、前記配置工程を行う前の前記コイル単体に対して加熱と加圧とが行われ、未反応の前記原料樹脂を融解して液体状にした後に硬化させ、かつ、半硬化状態の前記ワニスを流動状態にした後に硬化させ、
前記配置工程では、前記加熱工程を行った後の前記コイル単体が配置される、回転電機の製造方法。
6. The method for manufacturing a rotating electric machine according to claim 5,
In the heating step, the coil unit before the arrangement step is heated and pressurized, the unreacted raw resin is melted and liquidized, and then cured, and the varnish in a semi-cured state is made fluid and then cured.
In the arranging step, the coil unit is arranged after the heating step.
請求項4に記載の回転電機の製造方法において、
前記保持工程では、前記スロットライナおよび前記スロット内絶縁材の表面に半硬化状態のワニスを配置し、該ワニスに前記原料樹脂を付着させて保持させ、
前記加熱工程では、未反応の前記原料樹脂を融解して液体状にした後に硬化させ、かつ、半硬化状態の前記ワニスを流動状態にした後に硬化させる、回転電機の製造方法。
5. The method for manufacturing a rotating electric machine according to claim 4,
In the holding step, a semi-cured varnish is placed on the surfaces of the slot liner and the in-slot insulating material, and the raw resin is adhered to the varnish and held thereon;
In the heating step, the unreacted raw resin is melted into a liquid state and then hardened, and the varnish in a semi-hardened state is made into a fluid state and then hardened.
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