[发明专利]云母带、使用该云母带的旋转电机线圈以及具备该旋转电机线圈的旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及用于在旋转电机线圈的导体的外周多层卷绕而形成绝缘层的云母带、将该云母带卷绕在导体上从而在该导体的周围形成了热传导特性良好的绝缘层这种结构的旋转电机线圈、以及使用该旋转电机线圈而构成的旋转电机。

背景技术

从前，作为发电机和电动机等旋转电机的定子线圈或转子线圈使用的线圈，例如在作为扁线材形成的导体的周围，为了使其具有电绝缘性而具有多次卷绕云母带后例如与粘接性树脂一起加热加压从而一体形成的绝缘层。

图7是表示具有使用从前的云母带形成的绝缘层的旋转电机的定子线圈的一例的剖面图。

如图7所示那样，在层叠电磁钢板构成的定子铁心51上设置有切槽53，在该切槽53内收容扁线材的定子线圈52。该定子线圈52由导体部52a和其周围形成的绝缘层52b构成。该定子线圈52通常是上侧线圈和下侧线圈的2层结构，在此，为了简单起见，仅表示出下侧的线圈52，线圈52的下部介由衬垫54设置在切槽53的底部。

上述线圈52的导体部52a根据使用的旋转电机的规格有时被外加高电压、大电流，在这种场合，为了避免高电压引起的接地等事故，在导体部52a的周围形成绝缘层52b。为了形成该绝缘层52b，以往是将图8所示那样的断面结构的云母带61在导体部52a的周围多次卷绕后，进行加热加压而形成一体，从而形成电绝缘性优良的绝缘层52b。

如图8所示那样，云母带61由许多鳞片状的云母箔62聚集形成的云母层63、以及其下侧作为增强用而层叠的用玻璃纤维65纵横编织而成的玻璃布64构成。云母是作为绝缘性优良的材料通常使用的材料，由于鳞片状的云母箔62相互的结合力较弱，因此仅仅将云母箔62形成为层状，则在作为带进行卷绕时，存在不容易使用的难点。

因此，作为其增强用，通过层叠用玻璃纤维65纵横编织而成的玻璃布64以制成云母带61，可以以高张力卷绕在导体部52a上。

另一方面，在线圈52的通电时，在导体部52a中流过大电流时，由于焦耳损耗而在内部出现发热，因此有效去除该焦耳发热是必要的。作为去除该焦耳发热的方法，有用氢气冷却的方法、或用空气冷却的方法，无论哪一种方法，都必须通过绝缘层52b从导体部52a将热量除去。

绝缘层52b的热导率对整体的冷却能力有很大影响，因此从前一直在研讨提高绝缘层52b的热导率。具体地，尽管没有图示，但正在研究对图8的云母带61的玻璃布64添加无机填料作为传热性高的材料的构成。

作为该传热性高的材料，使用氧化铝作为无机填料这种构成的云母带例如在特开2003-9446号公报中有记载。

作为传热性优良的无机填料，除了氧化铝以外，还已知例如氮化铝、氮化硅等。

然而，这些传热性优良的无机填料都比较硬，例如氧化铝的硬度，以莫氏硬度为尺度进行计量时，硬度为12。

参照图8，如前述那样，作为云母带61的增强用，使用由玻璃纤维65编织的玻璃布64，但玻璃的莫氏硬度为7左右，在使用其中添加了莫氏硬度为12的氧化铝作为填料的云母带的场合，在往扁的导体上进行卷绕作业时，氧化铝特别在导体的角部损伤玻璃纤维，从而使玻璃布64断裂，甚至有时云母带61断裂。

特别为了尽量形成牢固的绝缘层52b，将云母带61多层卷绕在扁的导体上，此时必须尽量增大其张力使各层云母带更加密合。该张力越大，则对云母带内施加的压缩力越高，玻璃布与无机填料的面压也同时升高。所以，云母带变得更容易断裂，因此，张力不能达到所要求的足够大，其结果，成形的绝缘层与扁导体之间产生间隙，在放热以及绝缘性能上并不理想。

发明内容

本发明是鉴于上述事实而提出的，其目的在于提供即使一边施加一定张力一边卷绕在导体部上，也不会断裂且能够形成可最大限度地发挥无机填料所具有的特性的绝缘层的云母带、使用该云母带的旋转电机线圈、以及具备该旋转电机线圈的旋转电机。

本发明的1种形态的云母带由云母箔层和玻璃布以及在该玻璃布上配置无机填料粒子层而构成，例如，用于在旋转电机线圈的导体部的外周多层卷绕而形成绝缘层，作为上述无机填料，混合1种或多种具有高的热导率、且与玻璃布中使用的玻璃具有同样或其以下的莫氏硬度的材料来使用。这些材料优选热导率比上述云母箔以及上述玻璃布更优良的无机填料。

另外，本发明的其它形态的旋转电机线圈具有以下构成：线圈导体和在该线圈导体的外周上多层卷绕上述发明的云母带后同粘接性树脂一起加热加压，从而在线圈导体部的周围一体地形成了绝缘层。