具体实施方式

实施方式1.

图1为实施方式1的旋转电机的定子的立体截面图。在图1中，在旋转电机的定子中，在形成于定子铁芯1的内周侧的多个槽2内按上下两层地容纳有定子线圈3。在该两层定子线圈3之间插入有垫片4。在槽2的开口端部插入有用于固定定子线圈3的楔子5。该楔子5具有抑制在旋转电机运行时从定子线圈3产生的电磁振动的效果。另外，线圈导体6的截面形状为矩形。线圈导体6由于其外周被具有第一绝缘层和第二绝缘层的绝缘部7覆盖，从而确保了与定子铁芯1的接地绝缘。作为线圈导体6，能够使用捆扎多个由玻璃带等绝缘材料包覆且截面形状为矩形的金属单丝而成的导体、具有绝缘覆膜的电线等。作为金属单丝，没有特别限定，能够使用由铜、铝、银等构成的单丝。

图2为实施方式1的定子线圈的截面示意图。在图2中，定子线圈具备：线圈导体6；以及绝缘部7，由第一绝缘层8及第二绝缘层9构成，该第一绝缘层8为在线圈导体6的外周缠绕第一云母带并使之层叠而成，第二绝缘层9为在第一绝缘层8的外周缠绕第二云母带并使之层叠而成。

图3为用于形成绝缘部7的第一云母带的示意截面图。在图3中，第一云母带具有包含云母颗粒10的云母层11和层叠于云母层11上且包含增强材料12及树脂13的增强层14。第二云母带的构造本身与第一云母带相同，因此省略说明。

作为云母颗粒10，能够使用已知为层状硅酸盐矿物的一种的硬质云母、软质云母等。作为云母颗粒10的形状，可以列举层压云母(laminated mica)、块状云母、去皮云母(peeled mica)等。这些云母颗粒10既可以单独使用，也可以组合两种以上来使用。

作为增强材料12，没有特别限定，可以举出玻璃布、氧化铝布、二氧化硅布、树脂膜等。关于增强材料12的含量，优选为每1m²第一云母带8g以上且45g以下(单位面积重量8g/m²以上且45g/m²以下)。另外，第二云母带中的增强材料12的含量与第一云母带是同样的。

作为树脂13，没有特别限定，可以举出环氧树脂、硅树脂、酚醛树脂等。

云母层11除了包含云母颗粒10之外，还能够包含上述的树脂13。通过在云母层11中包含树脂13，将云母颗粒10彼此粘接，能够提高云母层11的强度。

当将第一云母带中包含的云母颗粒10的总量设为100质量％时，通过标称网孔250μm的JIS标准筛的云母颗粒10的占比为60质量％以上，优选为70质量％以上。将通过标称网孔250μm的JIS标准筛的云母颗粒10的占比设为60质量％以上，从而在第一云母带内形成填充有粒径小的云母颗粒10的云母层11。因此，当在线圈导体6的外周缠绕第一云母带时，第一云母带的云母层11沿着线圈导体6的角部变形，在第一云母带不易产生皱褶。其结果是，在线圈导体6的角部或角部的周围，耐电压性高的云母颗粒10的填充率变高，能够提高定子线圈的耐电压性。与此相对，当通过标称网孔250μm的JIS标准筛的云母颗粒10的占比小于60质量％时，含有一定量的粒径为250μm以上的云母颗粒10。因此，当在线圈导体6的外周缠绕第一云母带时，产生不沿着线圈导体6的角部的第一云母带的部分，在角部处，耐电压性低于云母颗粒10的热固性树脂的填充率变高。其结果是，无法得到定子线圈的期望的耐电压性。此外，在第一云母带中，通过标称网孔250μm的JIS标准筛的云母颗粒10的占比的上限为100质量％。

当将第二云母带中包含的云母颗粒10的总量设为100质量％时，通过标称网孔250μm的JIS标准筛的云母颗粒10的占比为40质量％以下，优选为30质量％以下。将通过标称网孔250μm的JIS标准筛的云母颗粒10的占比设为40质量％以下，从而当在第一绝缘层8的外周缠绕第二云母带时，第二云母带的云母层11不易沿着第一绝缘层8的形状变形。因此，在第二云母带之间产生微小的间隙。该间隙为用于使液态热固性树脂组合物浸渗的流路，尤其是成为用于使液态热固性树脂组合物浸渗到层叠的第一云母带的流路。其结果是，液态热固性树脂组合物充分浸渗线圈导体6的角部或角部的周围的第一云母带的云母层11内，抑制了空隙(void)的产生。因此，能够提高定子线圈的耐电压性。此外，在第二云母带中，通过标称网孔250μm的JIS标准筛的云母颗粒10的占比的下限为0质量％。

在本说明书中，JIS标准筛的标称网孔是指JIS Z8801-1(2006)中规定的标称网孔，各标称网孔的最大网孔的公差、平均网孔的公差、最大标准偏差、推荐线径等满足该规定。能够通过以下的步骤来计算通过标称网孔250μm的JIS标准筛的云母颗粒10的占比。首先，将云母带在600℃下加热48小时，将云母带中包含的树脂成分热分解而去除后，取出云母带中包含的云母颗粒10，测量云母颗粒10的质量。接下来，将使云母颗粒10分散于水而得到的物质供给至标称网孔250μm的JIS标准筛上，取出一边流着水一边通过筛子的云母颗粒10。在使云母颗粒10干燥之后，测量云母颗粒10的质量。根据云母带中包含的云母颗粒10的质量和通过标称网孔250μm的JIS标准筛的云母颗粒10的质量，计算通过标称网孔250μm的JIS标准筛的云母颗粒10的占比。

第一云母带中包含的云母颗粒10的含量为每1m²云母带30g以上且100g以下，优选为40g以上且90g以下。当第一云母带中包含的云母颗粒10的含量小于30g时，云母颗粒10不足。因此，无法得到定子线圈的期望的耐电压性。另一方面，当云母颗粒10的含量超过100g时，液态热固性树脂组合物未充分浸渗第一云母带的云母层11内而产生空隙。因此，无法得到定子线圈的期望的耐电压性。

第二云母带中包含的云母颗粒10的含量优选为每1m²云母带120g以上且200g以下，更优选为140g以上且160g以下。当第二云母带中包含的云母颗粒10的含量在上述范围内时，机械强度提高，能够提高定子线圈的机械应力耐受性。

第一云母带的层叠厚度t1为0.1mm以上且1mm以下，优选为0.3mm以上且0.9mm以下。第一云母带的层叠厚度t1表示观察定子线圈的径向截面时的由第一云母带构成的第一绝缘层8的厚度。当第一云母带的层叠厚度t1小于0.1mm时，沿着线圈导体6的角部配置的云母颗粒10不足。因此，无法得到定子线圈的期望的耐电压性。另一方面，当第一云母带的层叠厚度t1超过1mm时，液态热固性树脂组合物未充分浸渗第一云母带的云母层11内而产生空隙。因此，无法得到定子线圈的期望的耐电压性。

实施方式2.

在实施方式2中，对定子线圈的制造方法进行说明。图4为实施方式2的定子线圈的制造方法的流程图。对线圈导体6形成绝缘部7的方法有真空加压浸渗方法、富树脂法等，在以下对采用真空加压浸渗方法的制造方法进行说明。

在线圈导体6的外周缠绕第一云母带并使该第一云母带层叠为层叠厚度t1在0.1mm以上且1mm以下(工序S1)。线圈导体6及第一云母带能够使用实施方式1中说明的线圈导体6及第一云母带。作为第一云母带，可以使用预浸料状的云母带。另外，将第一云母带的层叠厚度t1设为上述范围内的理由与实施方式1中说明的理由是同样的。当在线圈导体6的外周缠绕第一云母带时，可以将包含云母颗粒10的云母层11配置于线圈导体6侧而缠绕，也可以将包含增强材料12的增强层14配置于线圈导体6侧而缠绕。通过将包含增强材料12的增强层14配置于线圈导体6侧而缠绕，从而液态热固性树脂组合物容易浸渗第一云母带的云母层11。另外，为了提高液态热固性树脂组合物的浸渗性，可以在第一云母带的云母层11侧另行设置由玻璃布等构成的树脂流动层。将第一云母带缠绕多次以使其一部分相互重叠(例如使第一云母带的一半宽度重叠)。

接下来，在层叠的第一云母带的外周缠绕第二云母带并使该第二云母带层叠(工序S2)。第二云母带能够使用实施方式1中说明的云母带。另外，第二云母带的层叠厚度t2的优选范围与实施方式1中说明的是同样的。

接下来，在减压气氛下，使液态热固性树脂组合物浸渗缠绕有第一云母带及第二云母带的线圈导体6(工序S3)。之后，根据需要将液态热固性树脂组合物加压浸渗。作为液态热固性树脂组合物，能够使用包含热固性树脂、反应性稀释剂等的公知的组合物。作为热固性树脂，没有特别限定，可以举出环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯等。在使用环氧树脂作为热固性树脂的情况下，可以根据需要并用环氧树脂用的固化剂及固化促进剂。作为反应性稀释剂，没有特别限定，能够使用公知的反应性稀释剂。液态热固性树脂组合物的粘度没有特别限定，但优选为在40℃时为500mPa·s以下。

最后，在设为常压的状态下，使液态热固性树脂组合物在90℃以上且180℃以下的温度下加热固化(工序S4)。经过这样的工序，能够得到本实施方式的定子线圈。

这样制造出的定子线圈成为实施方式1中说明的定子线圈的构造，因此在线圈导体6的角部或角部的周围，充分填充有耐电压性高的云母颗粒10，并且在绝缘部7保持有需要量的将第一云母带及第二云母带和线圈导体6粘接的热固性树脂组合物。因此，定子线圈具备高耐电压性。

实施方式3.

图5为示意性地示出实施方式3的旋转电机的定子的主要部分的图，为示出沿着旋转轴的截面的图(横截面图)。图6为示意性地示出实施方式3的旋转电机的定子的主要部分的图，为从图5的箭头A方向观察与旋转轴正交的截面的图(纵截面图)。

在图5及图6中，旋转电机的定子具备定子铁芯1、多个(在本例中为8个)铁芯紧固构件15、多个(在本例中为4处)保持环16、框架17、多个(在本例中为5处)中框架构件18和多个(在本例中为4根)弹性支承构件19。定子铁芯1形成为圆筒状，在其内周侧容纳转子。铁芯紧固构件15在周向上隔开规定间隔地设置于定子铁芯1的外周部，在轴向上紧固定子铁芯1。保持环16在轴向上形成为扁平状，在轴向上隔开规定间隔地设置于定子铁芯1的外周部，从铁芯紧固构件15的外周向旋转轴方向紧固并保持定子铁芯1。框架17形成为圆筒状，在定子铁芯1的周围隔开间隔地进行包围。中框架构件18形成为环状，在框架17内面在轴向上隔开规定间隔地向轴心方向突出。弹性支承构件19由弹簧板构成，该弹簧板被固定于彼此相邻的中框架构件18并且在其轴向中央部被固定于保持环16。图5及图6所示的旋转电机的定子例如构成涡轮发电机的电枢。在定子铁芯1的内周部，在周向上设置有规定数量的在轴向上形成的槽。在槽内容纳有实施方式1中说明的定子线圈。

具备这样构成的定子的旋转电机能够通过定子线圈的耐电压提高来实现进一步的输出提高及尺寸缩小。尤其在将上述旋转电机的结构应用于涡轮发电机的情况下，由于定子线圈的耐电压提高，能够减少线圈导体的外周的绝缘部的厚度。据此线圈导体的发热被减少，能够实现涡轮发电机的输出提高及效率提高。

[实施例1]

当在线圈导体(截面形状：10mm×50mm的矩形，长度：1m)的外周缠绕表1所示的第一云母带并使该第一云母带层叠、在层叠的第一云母带的外周缠绕表1所示的第二云母带并使该第二云母带层叠之后，在减压气氛下，使包含双酚F型环氧树脂及六氢邻苯二甲酸酐(环氧树脂用固化剂)的液态热固性树脂组合物浸渗缠绕有云母带的线圈导体。此外，作为第一云母带及第二云母带的增强材料，使用每1m²云母带20g(单位面积重量20g/m²)的玻璃布。为了提高浸渗性，将液态热固性树脂组合物加温至50℃来使用。当在缠绕有云母带的线圈导体完全浸渗于液态热固性树脂组合物的状态下保持4小时之后，在0.7MPa加压气氛下保持8小时。之后，取出缠绕有云母带的线圈导体，在155℃下加热24小时而使液态热固性树脂组合物固化，得到实施例1的定子线圈。为了进行耐电压测试，使用银浆将电极在得到的定子线圈的中央配置30cm的长度，并且为了缓和电场，从银浆的端部到定子线圈的端部涂敷SiC涂料，在100℃下干燥3小时。之后，以1KV/mm的升压速度对定子线圈施加交流电压，测量达到介电击穿的电压。另外，在径向上切割定子线圈的中心部，通过显微镜观察该截面，确认有无空隙。将无空隙的情况评价为浸渗性良好(○)，将有空隙的情况评价为浸渗性不良(×)。结果在表1中示出。

[实施例2～10]

除了使用表1所示的第一云母带及第二云母带以外，与实施例1同样地得到实施例2～10的定子线圈。与实施例1同样地对得到的定子线圈进行评价。此外，将介电击穿电压为实施例1的定子线圈的介电击穿电压的值的100％以上且120％以下的情况评价为良好(○)，将80％以下的情况评价为不良(×)。结果在表1中示出。

[比较例1～12]

除了使用表2所示的第一云母带及第二云母带以外，与实施例1同样地得到比较例1～12的定子线圈。与实施例1同样地对得到的定子线圈进行评价。此外，将介电击穿电压为实施例1的定子线圈的介电击穿电压的值的100％以上且120％以下的情况评价为良好(○)，将80％以下的情况评价为不良(×)。结果在表2中示出。

[表1]

[表2]

此外，当使用通用的云母带、并且液态热固性树脂组合物的浸渗性没有问题的情况下，得到的定子线圈的介电击穿电压包含偏差在内，约为实施例1的定子线圈的介电击穿电压的值的80％。因此可以说，实施例1～10的定子线圈的耐电压性比使用通用的云母带的定子线圈高1.2倍以上。在将实施例1～10的定子线圈用于涡轮发电机的情况下，由于定子线圈的耐电压提高，能够减少线圈导体的外周的绝缘部的厚度。据此线圈导体的发热被减少，能够实现涡轮发电机的输出提高及效率提高。

根据实施例及比较例的结果可知，根据本发明的实施方式，能够提供耐电压性高的定子线圈以及其制造方法。