JPH10223052A - 多層絶縁電線およびそれを用いた変圧器 - Google Patents
多層絶縁電線およびそれを用いた変圧器Info
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Abstract
する耐熱性(E種=120℃)を有する絶縁電線とそれ
を用いた変圧器を提供する。 【解決手段】 導体素線上、あるいは導体素線または絶
縁心線を複数本撚りあわせた多心撚り線の外側に、少な
くとも2層の絶縁層を有する多層絶縁電線において、少
なくとも1層が熱可塑性ポリエステル樹脂100重量部
に対して芳香族カルボン酸エステルを3〜30重量部含
有する樹脂組成物を押出被覆した多層絶縁電線、および
それを用いた変圧器を提供する。
Description
になっている多層絶縁電線とそれを用いた変圧器に関
し、さらに詳しくは、半田付け性にすぐれ、電気・電子
機器などに組み込む変圧器の巻線やリード線として有用
な絶縁電線とそれを用いた変圧器に関する。
nal Electrotechnical Communication Standard)Pub.95
0 などによって規定されている。即ち、これらの規格で
は、巻線において導体を被覆するエナメル皮膜は絶縁層
と認定しない、一次巻線と二次巻線の間には少なくとも
3層の絶縁層が形成されているか又は絶縁層の厚みは
0.4mm以上であること、一次巻線と二次巻線の沿面距
離は、印加電圧によっても異なるが、たとえば5mm以上
であることまた一次側と二次側に3000Vを印加した
時に1分以上耐えること、などが規定されている。その
ため、現在、主流の座を占めている変圧器では、図2で
例示するような断面構造が採用されている。ボビン2の
周面両側端に沿面距離を確保するための絶縁バリヤ3が
配置された状態でエナメル被覆された一次巻線4が巻回
されたのち、この一次巻線4の上に、絶縁テープ5を少
なくとも3層巻回し更にこの絶縁テープの上に沿面距離
を確保するための絶縁バリヤ3を配置したのち、同じく
エナメル被覆された二次巻線6が巻回された構造であ
る。
ランスに代わり、図1で示したように、絶縁バリヤ3や
絶縁テープ層5を含まない構造の変圧器が登場しはじめ
ている。この変圧器は図2の構造の変圧器に比べて、全
体を小型化することができ、また、絶縁テープの巻回し
作業を省略できるなどの利点を備えている。図1で示し
た変圧器を製造する場合、用いる1次巻線4及び2次巻
線6では、いずれか一方もしくは両方の導体4a(6
a)の外周に少なくとも3層の絶縁層4b(6b),4
c(6c),4d(6d)が形成されていることが前記
したIEC規格との関係で必要になる。このような巻線
として導体の外周に絶縁テープを巻回して1層目の絶縁
層を形成し、更にその上に、絶縁テープを巻回して2層
目の絶縁層、3層目の絶縁層を順次形成して互いに層間
剥離する3層構造の絶縁層を形成するものが知られてい
る。また、ポリウレタンによるエナメル被覆がなされた
導体の外周にフッ素樹脂を順次押出被覆して、全体とし
て3層構造の押出し被覆層を絶縁層とする巻線が知られ
ている(特開平3−56112号公報)。
ープ巻の場合は、巻回し作業が不可避である為、生産性
は著しく低くなり、その為製造コストは上昇するという
問題点がある。また、フッ素樹脂押出しの場合は、絶縁
層はフッ素系樹脂で形成されているので、耐熱性や層間
剥離性は良好であるという利点を備えているが、逆にい
えば、層間の密着性が悪い為絶縁電線としての信頼性を
確保することが困難である。更には、この絶縁層の場合
は半田浴に浸漬しても除去することができないため、例
えば絶縁電線をリード線に接続するときに行う端末加工
に際しては、端末の絶縁層を信頼性の低い機械的な手段
で剥離しなければならないという問題がある。
は1層目と2層目の絶縁層をいずれも変性ポリエステル
系樹脂で押出し被覆し、最外層である3層目の絶縁層を
ポリアミド系樹脂で押出し被覆した絶縁電線を提案した
(特開平7−176215号公報)。しかし、これらを
使用した絶縁電線においても、次のような点にさらなる
改良が望まれる。すなわち変圧器等の部品類はますます
小型・軽量・薄型化が要求されているが、絶縁電線の電
気特性の経日変化の抑制のために配合している変性樹脂
の影響で熱可塑ポリエステル樹脂の半田付け性を悪化さ
せている。そのため、電線端末の半田付け条件が厳しく
なり半田の熱による絶縁皮膜の溶け揚がりが発生するた
めに、たとえば電線の巻き付け端子部から巻線コイル部
までの距離を確保する対策などが必要になり、部品小型
化の障害になる場合がある。
問題を解決し、半田付け性に優れ、IEC950規格を
満足する耐熱性(E種=120℃)を有する絶縁電線と
それを用いた変圧器の提供を目的とする。
ために、本発明においては、導体素線上、あるいは導体
素線または絶縁心線を複数本撚りあわせた多心撚り線の
外側に、少なくとも2層の絶縁層を有する多層絶縁電線
において、少なくとも1層が熱可塑性ポリエステル樹脂
100重量部に対して芳香族カルボン酸エステルを3〜
30重量部配合した樹脂組成物を押出被覆したことを特
徴とする多層絶縁電線およびそれを用いた変圧器が提供
される。
は、絶縁層の少なくとも1層に、熱可塑性ポリエステル
樹脂100重量部に対して芳香族カルボン酸エステル3
〜30重量部配合した樹脂組成物を用いる。熱可塑性ポ
リエステル樹脂は公知の方法で多価アルコールと芳香族
ジカルボン酸より重縮合し合成されるもので、たとえば
ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリブチ
レンナフタレート樹脂(PBN)、ポリエチレンナフタ
レート樹脂(PEN)、ポリシクロヘキサンジメタンテ
レフタレート樹脂(PCT)等が使用できる。また、熱
可塑性ポリエステル樹脂に配合する芳香族カルボン酸エ
ステルとしては、特にフタル酸ジアルキルエステル、ト
リメリット酸トリアルキルエステル、ピロメリット酸テ
トラアルキルエステルが好ましく、アルキル基が2−エ
チルヘキシル基もしくはn−オクチル基であるものが好
ましい。なお、脂肪族カルボン酸エステルは上記熱可塑
ポリエステルの混練り時に分解が激しく電線外観・特性
が悪化し使用できない。
は、熱可塑性ポリエステル樹脂100重量部に対して3
〜30重量部とすることで熱可塑性ポリエステル樹脂単
独使用の場合に起こる電気特性の経日変化の問題をほぼ
解決でき、しかも半田付け性を悪化させる成分も含まな
いために半田付け性も良好に発現することができる。な
お、芳香族カルボン酸エステルの配合量が3重量部以下
では、電線の電気特性の経日変化が著しく悪くなり、3
0重量部以上では電線の外観および耐熱特性が低下す
る。
なくとも1層は本発明で特定している樹脂組成物を用い
るが、多層化する場合、他の層に使用可能な樹脂成分と
しては半田付け可能なポリアミド樹脂、ポリウレタン樹
脂等があげられ、特にポリアミド樹脂を主成分とする樹
脂組成物はコイル加工性が優れているため、最上層に用
いることが望ましい。絶縁層形成のための樹脂組成物に
は、半田付け性に支障のない範囲で、他の樹脂や無機フ
ィラー、樹脂添加剤を配合してもかまわない。導体とし
ては、金属裸線または絶縁被覆線の撚り線を用いても良
く。高周波用途には、撚り本数を適宜選択して使用する
ことができる。
の少なくとも1層が熱可塑性ポリエステル樹脂100重
量部に対して可塑剤を3〜30重量部配合した樹脂組成
物を使用するため、電気特性の経日変化も大きく抑制で
き、しかも半田付け性を良好にすることができる。3層
絶縁電線にする場合には、耐熱性、はんだ付け性、電気
特性等のバランスに優れた前記樹脂組成物で2層分を形
成し、最外層をコイル加工性に優れるポリアミド系樹脂
組成物で形成するとよく、この3層絶縁電線を使用した
変圧器は、IEC規格を満足するのはもちろんのこと、
絶縁テープ巻していないので小型化が可能でしかも半田
付け性もよいことからより一層の小型化ができ、厳しい
設計に対しても対応できる。また、2層絶縁電線を変圧
器に使用した場合にも、1次巻線と2次巻線との間に1
層だけ絶縁テープを介在させることで、エナメル線使用
の従来型変圧器に比して小型化が実現できる。
の撚り線上に、表1および表2に示す各層の押出被覆用
樹脂組成物、層厚で、順次押出し被覆して絶縁電線を製
造した(銅線表面処理: 冷凍機油使用)。得られた8種
類の絶縁電線につき、下記の方法で各種特性を評価し、
結果を表1および表2に示した。
に浸漬し、浸漬した30mmの部分にはんだが付着するま
での時間(秒)を測定。この時間が短いほどはんだ付け
性に優れることを表す。数値はN=3の平均値。 2)耐熱性 JISC3003に記載の絶縁破壊電圧の2個より法に
準じて作成したサンプル片を200℃168時間恒温槽
中に入れ熱劣化させた後、絶縁破壊電圧を測定する。こ
の絶縁破壊電圧の残率(熱劣化条件なしにて測定したも
のを100%とする)が40%以上あれば、耐熱E種相
当と判定。 3)経日変化(加湿促進評価) 上記2)と同様に作成したサンプル片を60℃95%16
8時間保持した後、絶縁破壊電圧を測定する。この絶縁
破壊電圧の低下が少ないほど樹脂の結晶化による経日変
化が少ないことを示している。
いた樹脂組成物には以下の材料を用いた。 *1:PET樹脂:帝人社製、商品名TR-8550 *2:PCT変性PET樹脂:東レ社製、商品名エクタ
ー−DA *3:PEN樹脂:帝人社製、商品名TR−8060 *4:DOP(フタル酸ジアルキルC6〜C20):三菱化
学社製 *5:トリメリット酸トリアルキルC4〜C11:三菱化学
社製、商品名D−1170 *6:ピロメリット酸テトラオクチル:旭電化社製、商
品名UL−100 *7:ナイロン6,6 樹脂:東レ社製、商品名アミランC
M−3001N *8:ナイロン4,6 樹脂:ユニチカ社製、商品名F−5
001 *9:アイオノマー樹脂:三井デュポンポリケミカル社
製、商品名ハイミラン1855 *10:フッ素樹脂:三井デュポンフロロケミカル社製、
商品名テフロン100J
とが明らかになった。実施例1〜4は熱可塑性ポリエス
テル樹脂100重量部に対して芳香族カルボン酸エステ
ル3〜30重量部配合した樹脂組成物で絶縁層の少なく
とも1層を形成したため、良好な半田付け性、耐熱性及
び経日変化を示している。
樹脂にアイオノマー樹脂を配合した樹脂組成物を絶縁層
に用いたもので、耐熱性、経日変化とも問題ないが半田
付け性が本発明のものに比して劣る。比較例2は絶縁層
をフッ素樹脂のみで形成しているため、耐熱性・、日変
化は問題ないが半田付け性を示さない。比較例3は芳香
族カルボン酸エステルの配合量が本発明の範囲より多す
ぎるため、電線外観が悪い上耐熱性も悪い。比較例4は
PET樹脂に添加剤を配合していないので経日変化が大
きい。
多層絶縁電線は、端末加工時には直接半田付けを行うこ
とができ、しかも耐熱E種レベルも十分満足するもので
あり、変圧器用途にきわめて有用である。
示す断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 導体素線上、あるいは導体素線または絶
縁心線を複数本撚りあわせた多心撚り線の外側に、少な
くとも2層の絶縁層を有する多層絶縁電線において、少
なくとも1層が熱可塑性ポリエステル樹脂100重量部
に対して芳香族カルボン酸エステルを3〜30重量部配
合した樹脂組成物を押出被覆したことを特徴とする多層
絶縁電線。 - 【請求項2】 芳香族カルボン酸エステルがフタル酸ジ
アルキルエステル、トリメリット酸トリアルキルエステ
ル及びピロメリット酸テトラアルキルエステルの群から
選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項
1記載の多層絶縁電線。 - 【請求項3】 請求項1ないし請求項2のいずれかに記
載の多層絶縁電線を用いた変圧器。
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