JP6373309B2 - 絶縁電線、コイル及び電気・電子機器 - Google Patents
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Description
回転電機等に用いる絶縁電線には、インバータサージに起因する部分放電による劣化を最小限にすることが要求される。このためには、絶縁電線の絶縁層の厚さを厚くすることが効果的である。絶縁層を厚くすると、部分放電の発生電圧が高くなり、部分放電の発生頻度を少なくすることができる。
(1)導体の外周に熱硬化性樹脂層と、前記熱硬化性樹脂層の外周に熱可塑性樹脂層とを有する絶縁電線であって、前記熱硬化性樹脂層と前記熱可塑性樹脂層の合計厚さが100μm以上250μm以下であり、かつ前記熱可塑性樹脂層中の熱可塑性樹脂の、下記式1で算出される配向度が20%以上90%以下である絶縁電線。
式1 配向度H(%)=[(360−ΣWn)/360]×100
Wn:X線回折による方位角強度分布曲線における配向性ピークの半値幅
n:β角度0°以上360°以下における配向性ピーク数
(2)前記熱可塑性樹脂層が、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド及びポリフェニレンスルフィドからなる群より選択される少なくとも1種の熱可塑性樹脂を含み、該熱可塑性樹脂の融点が260℃以上390℃以下である(1)に記載の絶縁電線。
(3)前記熱可塑性樹脂層の厚さが15μm以上100μm以下である(1)又は(2)に記載の絶縁電線。
(4)前記熱硬化性樹脂層が、ポリアミドイミド、ポリイミド及びポリエステルイミドからなる群より選択される少なくとも1種の熱硬化性樹脂を含む(1)〜(3)のいずれか1つに記載の絶縁電線。
(5)(1)〜(4)のいずれか1つに記載の絶縁電線からなるコイル。
(6)(5)に記載のコイルを用いてなる電気・電子機器。
本発明において、熱硬化性樹脂層とは、熱硬化性樹脂が硬化してなる硬化樹脂層を意味し、硬化する前の熱硬化性樹脂を硬化することにより形成できる。
また、本発明は、上述の絶縁電線を用いたコイル及び電気機器を提供できる。
本発明の絶縁電線は、導体の外周に、熱硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層とをこの順で有している。熱硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層との合計厚さは100μm以上250μm以下である。さらに、本発明の絶縁電線は、熱可塑性樹脂層が含有する熱可塑性樹脂の下記配向度が20%以上90%以下である。上記合計厚さ及び配向度の詳細は後述する。
また、熱硬化性樹脂層、熱可塑性樹脂層、及び絶縁層は、それぞれ、1層であっても2層以上の複数層からなっていてもよい。
本発明においては、図示しないが、絶縁電線1A〜1Dにおいて、導体11と熱硬化性樹脂層との間に絶縁層を設けることもできる。
本発明に用いる導体としては、絶縁電線で用いられている通常のものを広く使用することができ、例えば、銅線、アルミニウム線等の金属導体を用いることができる。好ましくは、酸素含有量が30ppm以下の低酸素銅、さらに好ましくは20ppm以下の低酸素銅又は無酸素銅の導体である。酸素含有量が30ppm以下であれば、導体を溶接するために熱で溶融させた場合、溶接部分に含有酸素に起因するボイドの発生がなく、溶接部分の電気抵抗が悪化することを防止するとともに溶接部分の強度を保持することができる。
平角形状の導体は、角部からの部分放電を抑制する点において、図1〜4に示すように、4隅に面取り(曲率半径r)を設けた形状であることが好ましい。曲率半径rは、0.6mm以下が好ましく、0.2〜0.4mmがより好ましい。
導体の大きさは、特に限定されないが、平角導体の場合、矩形の断面形状において、幅(長辺)は1.0〜5.0mmが好ましく、1.4〜4.0mmがより好ましく、厚み(短辺)は0.4〜3.0mmが好ましく、0.5〜2.5mmがより好ましい。幅(長辺)と厚み(短辺)の長さの割合(幅:厚み)は、1:1〜4:1が好ましい。長辺とは1対の対向する辺又は各辺を意味し、短辺とは他の1対の対向する辺又は各辺を意味する。一方、断面形状が円形の場合、直径は0.8〜4.5mmが好ましく、1.2〜4.0mmが好ましい。
本発明の絶縁電線は、導体の外周に熱硬化性樹脂層を有する。
熱硬化性樹脂層は、エナメル(樹脂)層に相当する。以下、エナメル層が形成された導体をエナメル線ということがある。
上記熱硬化性樹脂としては、電線又は巻線で通常用いられる熱硬化性樹脂であれば、特に制限されない。例えば、ポリアミドイミド(PAI)、ポリイミド(PI)、ポリエステル(PEst)、ポリウレタン、ポリベンゾイミダゾール、ポリエステルイミド(PEsI)、メラミン樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。なかでも、耐溶剤性の観点からポリアミドイミド、ポリイミド及びポリエステルイミドからなる群より選択される少なくとも1種の熱硬化性樹脂がより好ましく、ポリアミドイミド又はポリイミドがさらに好ましい。
熱硬化性樹脂層に含有される熱硬化性樹脂は、1種でも2種以上でもよい。
本発明の絶縁電線は、熱硬化性樹脂層の外周に、熱可塑性樹脂層を有する。
熱可塑性樹脂層は、熱可塑性樹脂と、必要により各種添加剤とを含有してなる。
熱可塑性樹脂層に含有される熱可塑性樹脂は、1種でも2種以上でもよい。
熱可塑性樹脂は、耐熱性の点では、250℃以上の融点を持つ熱可塑性樹脂が好ましく、260℃以上390℃以下の融点を持つものがより好ましい。このような樹脂としては、上記の中でも、シンジオタクチックポリスチレン樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトンケトン、ポリアミド(特にナイロン6,6)、ポリエーテルケトン、熱可塑性ポリイミドが好ましく、PPS、PEEK、及び熱可塑性ポリイミドから選ばれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂がより好ましい。
熱可塑性樹脂は、樹脂の機械特性の点では、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、及びポリエチレンテレフタレートからなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、及びポリフェニレンスルフィドからなる群から選択される少なくとも1種がより好ましい。
熱可塑性樹脂は、耐熱性及び機械特性、さらには耐溶剤性の観点から、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、及びポリフェニレンスルフィドからなる群から選択される少なくとも1種であって、融点を260℃以上390℃以下の範囲に有するものがより好ましい。
上記配向度が20%未満であると絶縁電線に所望の耐熱性を付与できない場合がある。配向度の上限は、特に限定されないが、実際の製造容易性を考慮すると、90%である。配向度は、50〜85%であることが好ましく、60〜80%であることがさらに好ましい。上記配向度が50〜85%にあると、より優れた耐熱性の絶縁電線とすることができる。熱可塑性樹脂が20〜90%の配合度で配向していることにより、長時間の熱に晒された場合においても樹脂の熱分解及び熱劣化の進行が抑制される。そのため、配向していない場合に比べて、同種の熱可塑性樹脂を含有しているにもかかわらず、例えば230℃の高温雰囲気下に長時間晒されても初期の絶縁性能を維持できる。
この場合、一般に、グラフの横軸は回転角とは呼ばず、方位角と呼ばれるので、以下、回転角に対するX線強度のグラフを方位角強度分布曲線と呼ぶ。
1.試験片
絶縁電線から、熱可塑性樹脂層を採取して試験片とする。
2.二次元プロファイルの取得
X線回折装置はブルカ社製D8 DISCOVER(X線源からゴニオメータまで一体化された測定装置)を用い、検出器には二次元検出器(ブルカ社製VANTEC500)を使用する。
採取した試験片を、電線長手方向が上下方向になり、かつ、熱可塑性樹脂層の厚み方向に対してX線が垂直入射するように、X線回折装置にセッティングする。次いで、セッティングした試験片にX線を照射して透過させ、二次元検出器から出力される二次元プロファイルを得る。
得られた二次元プロファイルにおいて、配向度解析対象となる樹脂の回折リングを選択し、回転角に対するX線強度の関係を示す方位角強度分布曲線(補正前)を得る。この方位角強度分布曲線(補正前)を、空気散乱、非晶ハロー、他の樹脂の結晶ピークなどの各方位角強度分布曲線(補正前)を差し引く補正をした後、解析対象樹脂の方位角強度分布曲線を得る。非晶ハローの方位角強度分布曲線(補正前)は、解析対象樹脂と同じ樹脂で作製した非晶無配向試料を用いること以外は、上記と同様にして得た二次元プロファイルにより、得ることができる。また、空気散乱の方位角強度分布曲線(補正前)は、ブランクとして試験片を用いないこと以外は、上記と同様にして得た二次元プロファイルにより、得ることができる。
このようにして得られた方位角強度分布曲線における配向性ピークの半値幅を求め、下記式1から配向度H(%)を算出する。
式1 配向度H(%)=[(360−ΣWn)/360]×100
Wn:X線回折による方位角強度分布曲線における配向性ピークの半値幅
n:β角度(方位角)0°以下360°以下における配向性ピーク数
この場合、少なくとも最も外側の熱可塑性樹脂層についての配向度が上記範囲内にあることが好ましく、それぞれの層についての配向度が上記範囲内であることがより好ましい。ただし、各層における配向度は、上記範囲内であれば同じでも異なっていてもよい。
本発明において、熱硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層の合計厚さは100μm以上250μm以下である。合計厚さが100μm未満であると電気特性が劣る場合がある。一方、250μmを超えると密着性が劣る場合がある。高い耐熱性を維持しつつ電気特性と密着性とを高い水準で両立できる点で、合計厚さは、100μm以上200μm以下とすることが好ましく、115μm以上160μm以下とすることがより好ましい。
本発明においては、導体と熱硬化性樹脂層との間に絶縁層を設けてもよい。この絶縁層は、上述の熱硬化性樹脂以外の樹脂を含有する。このような樹脂としては、熱硬化性樹脂を焼付けても外観不良を起こさず、導体及び熱硬化性樹脂層に対して密着する樹脂が好ましい。例えば、ポリウレタン、ポリエステル等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
本発明の絶縁電線は、耐熱性、電気特性及び密着性に優れる。
本発明の絶縁電線は、後述する耐熱性試験において、230℃の環境下に500時間晒されても、熱可塑性樹脂層の表面に亀裂が生じないほどの耐熱性を有することが好ましく、230℃の環境下に1000時間、さらには1500時間晒されても、熱可塑性樹脂層の表面に亀裂が生じないほどの耐熱性を有することがより好ましい。
また、本発明の絶縁電線は、後述する電気特性試験において、部分放電開始電圧が、好ましくは700Vp以上であり、より好ましくは1000Vp以上である。部分放電開始電圧の上限は特に限定されず、例えば2500Vp以下であることが好ましい。
また、本発明の絶縁電線は、絶縁電線に予めキズをつけた絶縁電線を用いた、後述する曲げ加工性試験において、導体と樹脂層(この試験において、熱硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層を併せて樹脂層という)との剥離が確認できない程度の密着性を備える。
本発明の絶縁電線は、導体の外周に、熱硬化性樹脂層とその外周の熱可塑性樹脂層を、形成することにより製造される。
より詳細には、導体の外周に熱硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層を順次あるいは同時に形成することにより、製造することができる。また、所望により上述した絶縁層の形成工程を組み込んでもよい。
ワニスを塗布する方法は、通常の方法を特に限定されることなく適用できる。例えば、導体の断面形状と相似形をしたワニス塗布用ダイスを用いる方法、導体の断面形状が矩形である場合、井桁状に形成された「ユニバーサルダイス」と呼ばれるダイスを用いる方法が挙げられる。
ワニス塗布後の焼付けは、通常の方法により行うことができ、例えば焼付け炉で焼付けすることができる。この場合の具体的な焼付け条件は、その使用される炉の形状等に左右され一義的に決定できないが、およそ8mの自然対流式の竪型炉であれば、例えば、炉内温度400〜650℃にて通過時間を10〜90秒とする条件が挙げられる。
このようにして、熱硬化性樹脂層を形成できる。
有機溶媒等は、1種のみを単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
より具体的には、エナメル線を、熱可塑性樹脂の押出温度(スクリュー温度)よりも低い温度に予熱する方法が挙げられる。エナメル線をこのように予熱すると、配向度が向上する傾向にある。エナメル線の予熱温度は、使用する熱可塑性樹脂の種類、形成する熱可塑性樹脂層の厚さなどにより一義的に決定できない。上記範囲の合計厚さを満たす熱可塑性樹脂層を形成する場合、例えば、予熱温度は、押出被覆時の熱可塑性樹脂の押出温度に対して、120〜280℃程度低い温度が好ましく、150〜280℃低い温度がより好ましい。具体的な予熱温度としては、例えば、下限は80℃以上が好ましく、上限は200℃以下が好ましい。熱可塑性樹脂の種類によって、例えば、予熱温度の下限を100℃に、上限を150℃、さらには130℃に、設定することができる。
また、ダイスヒータによりダイス温度を押出温度とは異なる温度に設定する方法が挙げられる。ダイス温度は、用いる熱可塑性樹脂の種類等により一概に決定できないが、例えば、220〜300℃に設定することができる。このようにすると、上記導体(エナメル線)又はダイスと熱可塑性樹脂との温度差と押出によるせん断力等とにより、押出された熱可塑性樹脂中の熱可塑性樹脂を配向させることができる。
さらに、電線作製時(押出成形時)の線速度を速める方法が挙げられる。電線作製時の線速度を高くすると、配向度が向上する傾向がある。
また、熱可塑性樹脂層の厚さを厚くすると、配向度は小さくなる傾向がある。
本発明においては、上述の方法を適宜に組み合わせることもできる。
配向度の設定方法としては、なかでも、上記予熱する方法が好ましい。この場合、本発明の絶縁電線の製造方法は、上記エナメル線を、熱可塑性樹脂の押出温度に対して120〜280℃低い温度に設定して、上記熱可塑性樹脂とともに押出する工程を有する。
押出条件は、上記の点以外については特に限定されず、用いる樹脂に応じて適宜に設定することができる。
本発明の絶縁電線は、コイルとして、各種電気機器など、電気特性(耐電圧性)や耐熱性を必要とする分野に利用可能である。例えば、本発明の絶縁電線はモーターやトランス等に用いられ、高性能の電気機器を構成できる。特にHV(Hybrid Vehicle)やEV(Electric Vehicle)の駆動モーター用の巻線として好適に用いられる。このように、本発明は、本発明の絶縁電線をコイルとして用いた、電気機器、特にHV及びEVの駆動モーターを提供できる。なお、本発明の絶縁電線がモーターコイルに用いられる場合にはモーターコイル用絶縁電線とも称する。特に、上記の優れた特性を有する本発明の絶縁電線を加工したコイルにより、電気機器のさらなる小型化又は高性能化が可能になる。したがって、本発明の絶縁電線は、近年の、小型化又は高性能化が著しいHVやEVの駆動モーター用の巻線として好適に用いられる。
本発明の絶縁電線をコイル加工して形成したコイルとしては、特に限定されず、長尺の絶縁電線を螺旋状に巻き回したものが挙げられる。このようなコイルにおいて、絶縁電線の巻線数等は特に限定されない。通常、絶縁電線を巻き回す際には鉄芯等が用いられる。
ステータ30は、電線セグメント34が本発明の絶縁電線で形成されていること以外は従来のステータと同様の構成とすることができる。すなわち、ステータ30は、ステータコア31と、例えば図7に示されるように本発明の絶縁電線からなる電線セグメント34がステータコア31のスロット32に組み込まれ、開放端部34aが電気的に接続されてなるコイル33とを有している。ここで、電線セグメント34は、スロット32に1本で組み込まれてもよいが、好ましくは図7に示されるように2本一組として組み込まれる。このステータ30は、上記のように曲げ加工した電線セグメント34を、その2つの末端である開放端部34aを互い違いに接続してなるコイル33が、ステータコア31のスロット32に収納されている。このとき、電線セグメント34の開放端部34aを接続してからスロット32に収納してもよく、また、絶縁セグメント34をスロット32に収納した後に、電線セグメント34の開放端部34aを折り曲げ加工して接続してもよい。
実施例1〜10においては図1に示される絶縁電線1Aを、実施例11及び12においては図2に示される絶縁電線1Bを、実施例13においては図3に示される絶縁電線1Cを、実施例14においては図4に示される絶縁電線1Dを、それぞれ製造した。製造した各絶縁電線について、下記特性を評価し、その結果を表1に示した。
各例において用いた樹脂又はワニスの詳細は後述する。
導体11として、断面平角(長辺3.3mm×短辺1.8mmで、四隅の面取りの曲率半径r=0.3mm)の平角導体(酸素含有量15ppmの銅)を用いた。
導体11の外周に、ポリアミドイミド樹脂ワニスを、導体の断面形状と相似形のダイスを使用して塗布し、炉内温度450℃に設定した炉長8mの焼付け炉内を、通過時間15秒となる速度で通過させた。この塗布及び焼付けを31回繰り返して、厚さ100μmのPAIからなる熱硬化性樹脂層を有するエナメル線を得た。
こうして、熱硬化性樹脂層12Aと熱可塑性樹脂層13Aとを備えた絶縁電線1Aを得た。
上記実施例1において、熱硬化性樹脂層12A及び熱可塑性樹脂層13Aを形成する樹脂ワニス又は樹脂の種類と各層の厚さ、押出温度、エナメル線の予熱温度、及びダイス温度を下表に示す通りに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜10、比較例1〜3の絶縁電線を得た。
ここで、比較例2は、従来の押出条件(予熱温度)で熱可塑性樹脂層を形成した実験例である。比較例2において、熱可塑性樹脂層の押出温度は380℃であり、エナメル線の予熱温度は約280℃であった。
実施例1の導体11の外周に、ポリイミドワニスを、導体11の断面形状と相似形のダイスを使用して塗布し、炉内温度450℃に設定した炉長8mの焼付け炉内を通過時間15秒となる速度で通過させた。この塗布、焼付けを18回繰り返して、厚さ50μmのPIからなる熱硬化性樹脂層14Aを形成した。
次いで、熱硬化性樹脂層14Aの外周に、PAIワニスを、熱硬化性樹脂層14Aの断面の外形の形状と相似形のダイスを使用して塗布し、炉内温度450℃に設定した炉長8mの焼付け炉内を通過時間15秒となる速度で通過させた。この塗布、焼付けを11回繰り返して、厚さ30μmのPAIからなる熱硬化性樹脂層14Bを形成した。
このようにして、熱硬化性樹脂層14A及び熱硬化性樹脂層14Bの2層構造の熱硬化性樹脂層12Bを有するエナメル線を得た。
次いで、熱硬化性樹脂層14Aの外周に、厚さ60μmのPEEKからなる熱可塑性樹脂層13Bを形成した。具体的には、180℃に予熱したエナメル線の外周に、PEEKを、熱硬化性樹脂層12Bの断面の外形の形状と相似形のダイスを用いて押出した(ダイス温度を380℃に設定した。)。押出機としては、スクリューとして30mmフルフライト型スクリュー(スクリューL/D=25、スクリュー圧縮比=3)を備えた押出機を用いた。
こうして、2層構造の熱硬化性樹脂層12Bと、熱可塑性樹脂層13Bとを備えた絶縁電線1Bを得た。
上記実施例11において、熱硬化性樹脂層12B及び熱可塑性樹脂層13Bを形成する樹脂ワニス及び樹脂の種類、各層の厚さ、押出温度、及び、エナメル線の予熱温度を下表に示す通りに変更したこと以外は、実施例11と同様にして、実施例12の絶縁電線1Bを得た。
実施例5と同様にして、熱硬化性樹脂層12Cの外周に変性PEEKからなる熱可塑性樹脂層15Aを設けたエナメル線を得た。
次いで、厚さ40μmのPEEKからなる熱可塑性樹脂層15Bを形成した。具体的には、180℃に予熱した上記エナメル線の外周に、PEEKを、熱可塑性樹脂層15Aの断面の外形の形状と相似形のダイスを用いて押出した(押出温度は380℃、押出ダイの温度(ダイス温度)を280℃に設定した。)。押出機としては、スクリューとして30mmフルフライト型スクリュー(スクリューL/D=25、スクリュー圧縮比=3)を備えた押出機を用いた。
こうして、熱硬化性樹脂層12Cと2層構造の熱可塑性樹脂層13Cとを備えた絶縁電線1Cを得た。
実施例11において、ポリアミドイミド樹脂ワニスの塗布、焼付け回数を変更して、熱硬化性樹脂層14Dの厚さを下表の通りにした以外は、実施例11と同様にしてエナメル線を得た。このエナメル線は、2層構造の熱硬化性樹脂層12Dを備えている。
厚さを30μmに変更したこと以外は実施例6と同様にして、得られたエナメル線の外周に、TPIからなる熱可塑性樹脂層15Cを形成した。次いで、この熱可塑性樹脂層15Cの外周に、実施例13と同様にして、PEEKからなる熱可塑性樹脂層15Dを形成した。
こうして、2層構造の熱硬化性樹脂層12Dと2層構造の熱可塑性樹脂層13Dとを備えた絶縁電線1Dを得た。
得られた結果をまとめて、下記表1に示す。
各絶縁電線における熱可塑性樹脂層についての配向度は、上述の方法により算出した。
実施例1における、二次元プロファイル取得時の条件は以下の通りであった。
・温度;25±5℃
・一般状態(真空状態やヘリウムガス充満状態、ではない。普通の空気中)
・X線発生源(Cu管球)電力 40kV 40mA(1.6kW)
・スリット径及びコリメータ径 0.5mmφ
・サンプル厚み 15μm
・サンプル−検出器間距離 100mm
・測定時間 20分
絶縁電線における導体と樹脂層との密着性を、下記曲げ加工性試験により、評価した。
製造した各絶縁電線から長さ300mmの直状試験片を切り出した。この直状試験片のエッジ面の熱可塑性樹脂層の中央部に、専用冶具を用いて、長手方向と垂直方向との2方向それぞれに、深さ約5μmで長さ2μmのキズ(切り込み)をつけた(このとき、熱硬化性樹脂層と導体とは密着しており、剥離していない)。ここで、エッジ面とは、平角形状の絶縁電線の断面形状において、短辺(厚さ、図1〜4において上下方向に沿う辺)が軸線方向に連続して形成する面をいう。したがって、上記キズは、図1〜4に示される絶縁電線の左右側面のいずれか一方の側面に、設けられている。
このキズを頂点として、直径1.0mmの鉄芯を軸として直状試験片を180°(U字状)に曲げ、この状態を5分間維持した。直状試験片の頂点付近に発生する導体と樹脂層との剥離の進行を目視で観察した。
本試験において、熱可塑性樹脂層に形成した、いずれのキズも熱硬化樹脂層まで拡張せず、熱硬化性樹脂層が導体から剥離していなかった場合を「A」とし、熱可塑性樹脂層に形成したキズの少なくとも1本が拡張して、樹脂層の全体が導体等から剥離した場合を「C」とした。
製造した各絶縁電線の部分放電開始電圧の測定には、部分放電試験機「KPD2050」(商品名、菊水電子工業社製)を用いた。
各絶縁電線を、2本の絶縁電線のフラット面同士を長さ150mmに亘って隙間がないように密着させた試験試料を作製した。この試験試料の2本の導体間に電極をつなぎ、温度25℃にて、50Hzの交流電圧をかけながら連続的に昇圧し、10pCの部分放電が発生した時点の電圧をピーク電圧(Vp)で読み取った。ここで、「フラット面」とは、平角形状の絶縁電線の断面形状において、長辺(図1〜図4において左右方向に沿う辺)が軸線方向に連続して形成する面をいう。したがって、上記試験試料は、例えば、図1に示される絶縁電線1の上方又は下方に別の絶縁電線1を重ねた状態になっている。
ピーク電圧が、1000(Vp)以上であった場合を「A」とし、700(Vp)以上1000(Vp)未満であった場合を「B」とし、700(Vp)未満であった場合を「C」とした。本試験において、評価は「B」以上が合格レベルであり、「A」は特に優れたレベルである。
各絶縁電線の耐熱性を、下記熱老化試験により、評価した。具体的には、1%伸張した直線状の各絶縁電線を230℃の高温槽内に500時間、1000時間及び1500時間静置した後に、最外層表面に亀裂が発生しているか否かを目視にて確認した。
評価は、熱可塑性樹脂層の最外層表面に亀裂が生じた時間(静置時間)により、下記基準で行った。1500時間静置しても最外層表面に亀裂が確認できなかった場合を「AA」とし、1000時間静置しても最外層表面に亀裂が確認できなかった(1500時間静置では亀裂を確認できた)場合を「A」とし、500時間静置しても最外層表面に亀裂が確認できなかった(1000時間静置では亀裂を確認できた)場合を「B」とし、500時間の静置により最外層表面に亀裂が確認できた場合を不合格として「C」とした。本試験において、評価は「B」以上が合格レベルであり、「AA」は特に優れたレベルである。
PAI樹脂ワニス:ポリアミドイミド(商品名:HI406、日立化成社製、ワニス)
PI樹脂ワニス:ポリイミド(商品名:UイミドAR、ユニチカ社製、ワニス)
PEsI樹脂ワニス:ポリエステルイミド(商品名:ネオヒート8600A、東特塗料社製、ワニス)
PEEK:ポリエーテルエーテルケトン(商品名:450G、ビクトレックスジャパン社製、融点343℃)
PPS:ポリフェニレンスルフィド(商品名:DICPPS、DIC社製、融点280℃)
変性PEEK:変性ポリエーテルエーテルケトン(商品名:AV−651、ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン社製、融点345℃)
TPI:熱可塑性ポリイミド(商品名:オーラムPL450C、三井化学社製、融点388℃)
PET:ポリエチレンテレフタレート(商品名:TR−8550、帝人社製、融点252℃)
実施例1〜7と実施例10との比較から、熱可塑性樹脂層の熱可塑性樹脂の融点が260℃以上390℃以下の場合に、より耐熱性に優れることが分かる。
なお、実施例1〜14の絶縁電線はいずれも密着性に優れる(上記曲げ加工性試験に合格した)ことから、ステータコアのスロット内に絶縁電線を挿入する際に熱硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層が剥離しないことが分かる。
11 導体
12A、12B、12C、12D 熱硬化性樹脂層
13A、13B、13C、13D 熱可塑性樹脂層
14A、14C 内側の熱硬化性樹脂層
14B、14D 外側の熱硬化性樹脂層
15A、15C 内側の熱可塑性樹脂層
15B、15D 外側の熱可塑性樹脂層
30 ステータ
31 ステータコア
32 スロット
33 コイル
34 電線セグメント
34a 開放端部
Claims (6)
- 導体の外周に熱硬化性樹脂層と、前記熱硬化性樹脂層の外周に熱可塑性樹脂層とを有する絶縁電線であって、前記熱硬化性樹脂層と前記熱可塑性樹脂層の合計厚さが100μm以上250μm以下であり、かつ前記熱可塑性樹脂層中の熱可塑性樹脂の、下記式1で算出される配向度が20%以上90%以下である絶縁電線。
式1 配向度H(%)=[(360−ΣWn)/360]×100
Wn:X線回折による方位角強度分布曲線における配向性ピークの半値幅
n:β角度0°以上360°以下における配向性ピーク数 - 前記熱可塑性樹脂層が、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド及びポリフェニレンスルフィドからなる群より選択される少なくとも1種の熱可塑性樹脂を含み、該熱可塑性樹脂の融点が260℃以上390℃以下である請求項1に記載の絶縁電線。
- 前記熱可塑性樹脂層の厚さが15μm以上100μm以下である請求項1又は2に記載の絶縁電線。
- 前記熱硬化性樹脂層が、ポリアミドイミド、ポリイミド及びポリエステルイミドからなる群より選択される少なくとも1種の熱硬化性樹脂を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の絶縁電線。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の絶縁電線からなるコイル。
- 請求項5に記載のコイルを用いてなる電気・電子機器。
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