CN109716451B - 绝缘电线、线圈和电气/电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种绝缘电线，该绝缘电线在一个导体的外周或多个导体的各自外周具有绝缘层，并且在该绝缘层的外周具有粘接层，上述粘接层的厚度为2μm～200μm，构成上述粘接层的树脂是不具有熔点、250℃的拉伸弹性模量为0.6×107Pa～10×107Pa、并且在上述粘接层表面具有拥有2个以上氨基的物质的树脂；由上述绝缘电线构成的线圈；和使用了上述线圈的电气/电子设备。

Description

绝缘电线、线圈和电气/电子设备
技术领域
本发明涉及绝缘电线线圈和电气/电子设备。
背景技术
在变频器相关设备、例如高速转换元件、变频器马达、变压器等的电气/电子设备用线圈中，使用了绝缘电线作为磁导线。绝缘电线包括：由所谓漆包线构成的绝缘电线(绝缘线)；或者具有包含由漆包树脂构成的层、和由与漆包树脂不同种类的树脂构成的被覆层的多层被覆层的绝缘电线等。
在电气/电子设备用线圈中，为了将绝缘电线(绕线)固定、或提高绝缘性，正在开发各种技术。例如，专利文献1中公开了下述结构：对外周被覆有绝缘覆膜的扁平导体进行层积，在其外周被覆有片状基材，该片状基材形成有使用环氧树脂组合物而成的热固性粘接剂层。另外，专利文献2中公开了下述技术：将绝缘纸配置于形成在旋转电机的定子铁心的线圈收容槽部，利用清漆将线圈固定于线圈收容槽部，一边使线圈与定子铁心间绝缘一边进行固定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-126684号公报
专利文献2：日本特开2007-166731号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1中记载的技术中，由于形成于片基材的热固性粘接剂层由环氧系树脂组合物构成，因此若在高温环境(例如200℃以上)下使用，则热固性粘接层发生软化而失去粘接性。在专利文献2中记载的技术中，将清漆放入定子的线圈收容槽部内，将绝缘电线固定在铁心，因此需要使用溶剂的清漆。
本发明涉及一种绝缘电线、使用了该绝缘电线的线圈、以及使用了该线圈的电气/电子设备，仅利用上述在高温环境中的粘着力优异、局部放电电压高、弯曲加工性优异的绝缘电线而不使用清漆就能固定至其它部件。
用于解决课题的手段
本发明人发现，在被覆导体的绝缘层的外周具有特定粘接层的绝缘电线即使在高温下(例如200℃)粘接层也能通过牢固的粘着力粘着至其它部件。进而发现，该绝缘电线的弯曲部的PDIV高、并且耐热性也优异。本发明基于这些技术思想进一步反复研究，由此完成了本发明。
即，本发明的上述课题通过以下手段解决。
(1)一种绝缘电线，该绝缘电线在一个导体的外周或多个导体的各自外周具有绝缘层，并且在该绝缘层的外周具有粘接层，
上述粘接层的厚度为2μm～200μm，构成上述粘接层的树脂是不具有熔点、250℃的拉伸弹性模量为0.6×107Pa～10×107Pa、并且在上述粘接层表面具有拥有2个以上氨基的物质的树脂。
(2)如(1)所述的绝缘电线，其在上述粘接层的外周具有膜层，构成该膜层的树脂是不具有熔点且250℃的拉伸弹性模量为0.6×107Pa～10×107Pa的树脂。
(3)如(2)所述的绝缘电线，其中，上述膜层含有选自由聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚砜组成的组中的至少一种树脂。
(4)如(1)～(3)中任一项所述的绝缘电线，其中，上述粘接层含有选自由聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚砜、聚苯砜、聚醚砜组成的组中的至少一种树脂。
(5)如(1)～(4)中任一项所述的绝缘电线，其中，上述粘接层为多孔质。
(6)一种线圈，其由(1)～(5)中任一项所述的绝缘电线构成。
(7)一种超导用线圈，其由(1)～(5)中任一项所述的绝缘电线构成。
(8)一种电气/电子设备，其具有(6)所述的线圈。
本发明中，使用“～”表示的数值范围是指包含其前后所记载的数值作为下限值和上限值的范围。
发明的效果
本发明的绝缘电线中，粘接层能够以牢固的粘接力粘着至其它部件，弯曲部的局部放电起始电压(PDIV)高，耐热性优异。另外，使用了本发明的绝缘电线的线圈、使用了该线圈的电气/电子设备的绝缘性优异。
本发明的上述和其它特征及优点可以适当参照附图由下述记载内容进一步明确。
附图说明
图1是示出本发明的绝缘电线的优选实施方式的一例的示意性立体截面图。
图2是示出本发明的绝缘电线的另一优选实施方式的一例的示意性立体截面图。
图3是示出本发明的绝缘电线的又一优选实施方式的一例的示意性截面图。
图4是示出线圈的优选实施方式的一例的示意性局部截面图。
图5是示出电气/电子设备中使用的定子的优选实施方式的一例的示意性立体图。
图6是示出电气/电子设备中使用的定子的优选实施方式的一例的示意性分解立体图。
具体实施方式
[绝缘电线]
本发明的绝缘电线在截面为矩形的导体的外周具有绝缘层，并且在该绝缘层的外周具有粘接层。此外，优选在该粘接层的外周具有膜层。关于构成绝缘电线的导体、各层的组成，如后所述。
以下，参照附图对本发明的绝缘电线的优选实施方式进行说明。
除了本发明中规定的事项以外，本发明并不限于下述实施方式。另外，各附图所示的形态是用于使本发明易于理解的示意图，为了便于说明，有时改变了各部件的尺寸、厚度、相对大小关系等的大小，并非原样显示出实际的关系。此外，除了本发明中规定的事项以外，并不限于这些附图所示的外形、形状。
图1所示的本发明的优选的绝缘电线1具有导体11、形成于导体11的外周面的树脂被覆层14、和膜层15。
导体11的截面形状为矩形(扁平形状)。本发明中，截面为矩形的导体包含截面为长方形的导体、和截面为正方形的导体。另外，也包含截面角部具有圆弧的导体。
树脂被覆层14为两层结构，其包括与导体11的外周面接触的最内侧的绝缘层12、和与绝缘层12的外周面接触的粘接层13。树脂被覆层14的总厚优选设定为65μm～330μm。
本说明书中，树脂被覆层或构成树脂被覆层的各层的厚度如下求出：将绝缘电线相对于其长轴方向垂直地切断，利用显微镜观察切断后的截面，由此求出。并且，关于与测定对象的树脂层相邻的内侧的层(测定对象的层与导体接触的情况下为导体)的外周至测定对象的层的外周为止的最短距离，对随机选择的16点进行测定，为作为其平均值算出的值。
在图2中示出截面图的本发明的优选的绝缘电线2除了绝缘层22为绝缘层22A与绝缘层22B的两层结构以外，为与绝缘电线1同样的结构。
以下，参照图1和2对构成本发明的绝缘电线的导体、绝缘层、粘接层和膜层进行说明。
<导体11、21>
作为本发明中使用的导体11、21，可以广泛使用在绝缘电线中所用的通常的导体，例如可以使用铜线、铝线等金属导体。进而，也可以为具备多个细分化的导体的分割导体。优选含氧量为30ppm以下的低氧铜，进一步优选含氧量为20ppm以下的低氧铜或无氧铜的导体。若含氧量为30ppm以下，则在为了焊接导体而利用热使其熔融时，在焊接部分不会产生因所含氧引起的空隙，可以防止焊接部分的电阻变差，并且可以保持焊接部分的强度。
本发明中使用的导体11、21的截面形状为矩形(扁平形状)。与圆形的导体相比，扁平形状的导体在绕线时能够提高相对于定子铁心的槽的占空系数。
从抑制由角部的局部放电的方面考虑，扁平形状的导体优选如图1或2所示那样为在导体的宽度方向截面的4角设置有倒角(曲率半径r)的形状。曲率半径r优选为0.6mm以下、更优选为0.2mm～0.4mm。
对导体的大小没有特别限定，在扁平导体的情况下，矩形的截面形状中宽度(长边)优选为1.0mm～5.0mm、更优选为1.4mm～4.0mm，厚度(短边)优选为0.4mm～3.0mm、更优选为0.5mm～2.5mm。宽度(长边)与厚度(短边)的长度的比例(厚度：宽度)优选为1：1～1：4。另一方面，在截面形状为圆形的导体的情况下，直径优选为0.3mm～3.0mm、更优选为0.4mm～2.7mm。需要说明的是，宽度(长边)与厚度(短边)的长度的比例(厚度：宽度)为1：1之时，长边是指一对相向的边，短边是指另一对相向的边。
<绝缘层12、22>
本发明的绝缘电线中，绝缘层12、22优选为由(烘烤涂布后的)热固性树脂构成的层。
本发明中，称为“由树脂(树脂Z)构成的层”的情况下，以包括仅由树脂Z形成的层、和由树脂Z与其它成分(例如，树脂Z以外的树脂或添加剂)形成的层这两种形态的含义使用。此处，只要无损目标效果，则由树脂Z构成的层中的上述“其它成分”的含量没有特别限定，通常大于0质量％且为10质量％以下(优选5质量％以下)。
本发明中，热固性树脂层是指固化后的状态的树脂层，不是指固化前的树脂层。
本发明的绝缘电线中，绝缘层12、22A优选为通过通常的烘烤涂布等对热固性树脂的清漆进行处理、使其固化后的树脂层。
作为绝缘层12、22A中使用的热固性树脂，没有特别限定，例如可以举出热固性聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚酯酰亚胺、聚酯(PEst)、聚氨酯等。其中，更优选为选自聚酰亚胺和聚酰胺酰亚胺中的至少一种。
例如，PI的清漆可以使用将PI按照树脂成分为15质量％～30质量％的方式溶解于二甲基乙酰胺等中而成的物质。另外，PAI的清漆可以使用将PAI按照树脂成分为15质量％～30质量％的方式溶解于N-甲基2-吡咯烷酮中而成的物质
在绝缘层12、22A中可以单独使用一种热固性树脂，也可以合用两种以上。
对可构成绝缘层12、22A的聚酰亚胺没有特别限定，可以使用全芳香族聚酰亚胺和热固性芳香族聚酰亚胺等通常的聚酰亚胺。另外，可以使用通过下述方式所得到的聚酰亚胺：使用通过常规方法使芳香族四羧酸二酐与芳香族二胺化合物在极性溶剂中进行反应而得到的聚酰胺酸溶液，通过烘烤时的加热处理而使其酰亚胺化，由此得到聚酰亚胺。
对可构成绝缘层12、22A的聚酰胺酰亚胺没有特别限定，可以举出通过常规方法在例如极性溶剂中使三羧酸酐与二异氰酸酯化合物直接反应而得到的聚酰胺酰亚胺。或者，可以举出在极性溶剂中先使三羧酸酐与二胺化合物进行反应而率先导入酰亚胺键，接着利用二异氰酸酯化合物进行酰胺化而得到的聚酰胺酰亚胺。
可构成绝缘层12、22的聚酯酰亚胺只要是在分子内具有酯键与酰亚胺键的聚合物且为热固性即可，没有特别限定。例如可以使用通过由三羧酸酐与胺化合物形成酰亚胺键，由醇与羧酸或其烷基酯形成酯键，然后使酰亚胺键的游离酸基或酸酐基加入至酯形成反应而得到的聚酯酰亚胺。这种聚酯酰亚胺例如也可以使用通过通常的方法使三羧酸酐、二羧酸化合物或其烷基酯、醇化合物及二胺化合物进行反应而得到的聚酯酰亚胺。
另外，可构成绝缘层12、22的聚酯只要是在分子内具有酯键的聚合物且为热固性即可，优选为H级聚酯(HPE)。作为这样的H级聚酯，例如可以举出芳香族聚酯中的通过添加酚醛树脂等而使树脂改性而成的聚酯，是耐热级别为H级的聚酯。
对绝缘层12、22A的厚度没有特别限定，通常为30μm～200μm、更优选为40μm～180μm。另外，绝缘层22B的厚度也没有特别限定，通常为40μm～200μm、更优选为60μm～160μm。
作为绝缘层12、22A中使用的热固性树脂，可以使用市售品。例如，作为聚酰亚胺，可以举出U IMIDE AR(商品名、Unitika公司制造)、U-VARNISH(商品名、宇部兴产公司制造)等。作为聚酰胺酰亚胺，可以举出HI406(商品名、日立化成公司制造)等。绝缘层12、22A也可以为在其层中存在气泡的形态。
<粘接层13、23>
粘接层13、23例如能够与铁心粘接，结果能够将绝缘电线固定到铁心上。作为铁心，例如可以举出线圈的铁心，具体而言为旋转机械的定子铁心、转子铁心等。在藉由膜层15使该粘接层13、23和铁心接触的状态下，实施170℃以上210℃以下的加热处理。用于粘接的加热处理温度优选为170℃～210℃、更优选为180℃～200℃。用于粘接的加热处理时间为10分钟～40分钟、更优选为10分钟～30分钟。若加热温度过高，则热塑性树脂溶出，若加热温度过低，则无法表现出粘接力。
粘接层13、23由具有特定物性的热塑性树脂构成。即，构成粘接层13、23的热塑性树脂不具有熔点。通过使构成粘接层的热塑性树脂不具有熔点，即使反复暴露于高温、或长时间暴露于高温下，粘接层也难以变硬，能够稳定、长时间持续地维持与对象物的牢固的粘着状态。本发明中，“不具有熔点”是指在差示扫描量热计(DSC)测定中未观测到结晶熔解峰或结晶峰。
另外，构成粘接层13、23的上述热塑性树脂在250℃的拉伸弹性模量为0.6×107Pa～10×107Pa、优选为0.6×107Pa～4.0×107Pa、更优选为0.8×107Pa～3.5×107Pa。通过具有该拉伸弹性模量，在更高温的苛刻环境下也能表现出牢固的粘着力。需要说明的是，“250℃的拉伸弹性模量”可以利用后述实施例的项中记载的方法进行测定。
并且，构成粘接层13、23的上述热塑性树脂在粘接层表面具有拥有2个以上氨基的物质。具体而言，将形成粘接层13、23的热塑性树脂冷却后，例如通过喷雾使该拥有氨基的物质分散于粘接层表面。作为该拥有2个以上氨基的物质，可以举出4,4’-二氨基二苯基醚、1,4-丁二胺、1,6-己二胺和1,10-癸二胺。相对于粘接层13，拥有氨基的物质包含3质量％～15质量％、优选为3质量％～12质量％、更优选为4质量％～10质量％。若拥有氨基的物质过多，则粘接的持续性减弱，若拥有氨基的物质过少，则用于粘接的反应减弱。
构成粘接层13、23的热塑性树脂只要具有上述物性就没有特别限制，例如，可以使用选自聚醚酰亚胺(PEI)、聚碳酸酯(PC)、聚砜(PSU)、聚苯砜(PPSU)和聚醚砜(PES)中的至少一种树脂，优选使用选自聚醚酰亚胺(PEI)、聚碳酸酯(PC)和聚砜(PSU)中的至少一种。另外，也优选使用这些树脂的共混树脂。
若使作为拥有2个以上氨基的物质的二胺化合物分散于可构成粘接层13、23的热塑性树脂中，则由于粘接时进行的加热，热塑性树脂(例如，聚醚酰亚胺)通过二胺化合物的氨基而引起交联反应。由此，粘接层13、23的粘接力增加。
另外，可构成粘接层13、23的聚碳酸酯、聚砜等也通过引起交联反应而使粘接层13、23的粘接力增加。
由此，能够在具有牢固的粘接力的状态下进行粘接。
在构成上述粘接层13、23的热塑性树脂中，聚醚酰亚胺、聚碳酸酯和聚砜的含量合计优选为50质量％以上、更优选为70质量％以上、进一步优选为80质量％以上、特别优选为90质量％以上。
对粘接层13、23的厚度没有特别限定，从兼顾充分的粘着力和线圈的高密度化(占空系数)的方面考虑，为2μm～200μm、优选为5μm～200μm。若粘接层的厚度过厚，则在弯曲加工时有时会产生龟裂；若粘接层的厚度过薄，则粘接性会降低。
构成粘接层13、23的热塑性树脂可以使用为多孔质的热塑性树脂。制造方法只要是成为多孔质的方法就没有特别限定。例如，可以举出包括加热等工序的方法。通过为多孔质，可得到密合性提高的效果。
<膜层15、25>
对于膜层15、25，要求与下述绝缘纸发挥同等的作用，该绝缘纸在例如在构成混合动力汽车的驱动用电机的定子线圈周围卷绕由圆线或扁平线构成的绕线而形成线圈的工序中使用。因此，要求绝缘性优异，并且耐热性优异。例如，膜层15、25可以使用选自聚醚酰亚胺(PEI)、聚碳酸酯(PC)和聚砜(PSU)中的至少一种树脂。另外，也可以使用这些树脂的共混树脂。关于膜层15、25，例如使在导体上形成有绝缘层和粘接层的绝缘电线通过时，在外周卷绕两次以上特定宽度的膜层，由此作为层形成。膜层15的层的厚度为10μm～200μm、优选为50μm～180μm左右。若膜层的厚度过厚，从占空系数(导体所占的比例)的方面出发不利；若膜层的厚度过薄，则在弯曲加工时会发生断裂。
膜层15、25在用于粘接的加热处理时与粘接层13、23一起被加热，与分散在粘接层13、23表面的拥有2个以上氨基的物质反应，从而表现出粘接力。该反应与粘接层13、23和拥有氨基的物质的反应相同。
<绝缘层22B>
本发明中，具有图1所示的结构的绝缘电线1可以在绝缘层12与粘接层13之间配置由热塑性树脂构成的绝缘层，从而具有图2所示的结构。即，绝缘层由绝缘层22A和绝缘层22B的两层构成。
对构成绝缘层22B的热塑性树脂没有特别限制。作为构成绝缘层22B的热塑性树脂，例如使用能够进行挤出成型的热塑性树脂。从该方面考虑，热塑性树脂优选熔点为250℃以上、优选为270℃以上、进一步优选为300℃以上的热塑性树脂。该熔点可以利用差示扫描量热分析(DSC)进行测定。
进而关于绝缘层22B，从能够进一步提高局部放电起始电压的方面出发，优选相对介电常数为4.5以下、优选为4.0以下、进一步优选为3.8以下。该相对介电常数可以利用市售的介电常数测定装置进行测定。关于测定温度、频率，根据需要进行变更。本说明书中，只要没有特别记载，则为在25℃、50Hz下测定的值。
作为上述能够进行挤出成型且相对介电常数为4.5以下的热塑性树脂，可以举出聚醚醚酮、改性聚醚醚酮、热塑性聚酰亚胺等。
在上述绝缘层22B中特别优选使用熔点为270℃以上450℃以下、相对介电常数为4.5以下的热塑性树脂。例如，可以举出聚醚醚酮(PEEK：熔点343℃、相对介电常数3.2)、热塑性聚酰亚胺(TPI：熔点388℃、相对介电常数3.2)、改性聚醚醚酮(改性PEEK：熔点345℃、相对介电常数3.2)。除此以外，可以举出聚芳基醚酮(PAEK：熔点343℃、相对介电常数3.2)、聚苯硫醚(PPS：熔点280℃、相对介电常数3.5)等。优选使用选自PEEK、PPS、改性PEEK中的至少一种树脂。
绝缘层22B中使用的热塑性树脂可以为单独一种，也可以使用两种以上。在混合两种以上时且存在两种以上熔点的情况下，可以包含具有270℃以上的熔点的树脂。
[绝缘电线的制造方法]
本发明的绝缘电线通过在导体的外周面被覆绝缘层和粘接层而形成。另外，通过在粘接层的外周面被覆膜层而形成。
将上述绝缘层和粘接层挤出成型时的挤出温度条件根据所使用的热塑性树脂而适当设定。若举出挤出温度的优选一例，具体而言，为了成为适合于挤出被覆的熔融粘度，将挤出温度设定为比熔点高约40℃至60℃的温度。这样，通过经温度设定的挤出成型而形成热塑性树脂的绝缘层和粘接层。这种情况下，利用制造工序形成绝缘层、粘接层时无需通过烘烤炉，因此具有能够增加绝缘层、粘接层的厚度的优点。
对膜层15、25的形成方法没有特别限定，在绝缘层12、22和粘接层13的形成后，一边通线一边利用膜卷绕用设备以通线方向轴、以螺旋状缠绕多层膜，由此可以作为膜层而形成。
因此，对于绝缘电线1、2而言，绝缘层22B、粘接层13、23均能够通过挤出成型而形成，因而无需制备清漆来使用。因此，能够不使用溶剂而形成，从而能够环保地进行制造。
另外，如图3所示，绝缘电线2可以层积两层以上。在层积绝缘电线2而成的结构中，膜层25形成于层积后的绝缘电线的最外周。即，可以为下述结构：膜层25形成于将各绝缘电线2层积后的状态的最外周(粘接层23表面)，而不形成于绝缘电线2间。虽未图示，但绝缘电线1也能够以与绝缘电线2相同的结构进行层积。
[线圈和电气/电子设备]
本发明的绝缘电线可以作为线圈用于各种电气/电子设备等需要电气特性(耐电压性)、耐热性的领域中。例如，本发明的绝缘电线被用于电机或变压器等中，可以构成高性能的电气/电子设备。特别适合用作混合动力汽车(HV)和电动汽车(EV)的驱动马达用的绕线。这样，根据本发明，可以提供使用了本发明的绝缘电线的线圈、使用了该线圈的电气/电子设备、特别是HV和EV的驱动马达。另外，本发明的绝缘电线通过将超导体用于导体，从而能够用于超导用线圈。使用了该绝缘电线的超导用线圈例如可以适合用作超导磁铁，能够提供超导线性马达。
本发明的线圈只要具有适合于各种电气/电子设备的形态即可，可以举出：对本发明的绝缘电线进行线圈加工而形成的线圈；对本发明的绝缘电线进行弯曲加工后将特定部分电连接而成的线圈；等等。
作为对本发明的绝缘电线进行线圈加工而形成的线圈，没有特别限定，可以举出将长的绝缘电线卷绕成螺旋状而成的线圈。在这样的线圈中，对绝缘电线的绕线数等没有特别限定。通常，在卷绕绝缘电线时使用铁心等。
例如，如图4所示，在形成于铁心41的槽42内将绝缘电线1或2(附图中示出绝缘电线2)卷绕两次以上，形成了线圈40。线圈40在绕线后进行加热处理，使绝缘电线2的连接层23和膜层25熔融，从而使绝缘电线2彼此热粘、并且使绝缘电线2与构成槽42的内壁的铁心41热粘。加热处理取决于粘接层的种类，在180℃～200℃进行20分钟～30分钟。这样，能够不使用清漆而将绝缘电线2固定至槽42内。
作为对绝缘电线进行弯曲加工后将特定部分电连接而成的线圈，可以举出在旋转电机等的定子中所用的线圈。这样的线圈例如可以举出如下制作的线圈53：如图6所示，将具有图1～图2所示的结构的本发明的绝缘电线切断成特定的长度并以U字形状等进行弯曲加工，制作出多个电线段54，并且，将各电线段54的U字形状等的两个开放端部(末端)54a相互不同地连接，由此制成线圈53(参照图5)。在使用本发明的绝缘电线的情况下，通过将线圈53加热到例如170℃以上的温度，能够藉由膜层15使粘接层13和槽52粘着，线圈被固定化。例如，在绕线后进行粉体涂布，通过该粉体涂布时的加热而能够进行绝缘电线的热粘。这样，能够利用其它工序的加热工序进行热粘，因此可实现工序数的削减。另外，由本发明的绝缘电线形成的线圈的固定无需使用清漆。因此，能够省略粉体涂布后的清漆的涂布、升温、清漆的固化的各工序。由此，可进一步削减工序数，削减制造成本。
作为使用该线圈而成的电气/电子设备，没有特别限定。作为这样的电气/电子设备的一个优选方式，例如可以举出具备图5所示的定子50的旋转电机(特别是HV和EV的驱动马达)。该旋转电机除了具备定子50以外，可以为与现有的旋转电机同样的结构。
定子50除了电线段54由本发明的绝缘电线形成以外，可以为与现有的定子同样的构成。即，如图5所示，定子50具有定子铁心51和线圈53。线圈53例如如图6所示由具有图1或图2所示的结构的本发明的绝缘电线构成的电线段54被组装到定子铁心51的槽52中，开放端部54a被电连接，由此形成线圈53。此处，电线段54可以以一根的形式组装到槽52中，但优选如图6所示以两根一组的形式组装。该定子50中，线圈53被收纳于定子铁心51的槽52中，该线圈53是将如上所述进行了弯曲加工的电线段54的两个末端即开放端部54a相互不同地连接而成的。此时，可以在连接电线段54的开放端部54a后收纳于槽52中，另外，也可以在将绝缘段54收纳于槽52中后，对电线段54的开放端部54a进行折弯加工并连接。
本发明的绝缘电线由于使用了截面形状为矩形的导体，因此，例如能够提高导体的截面积相对于定子铁心的槽截面积的比例(占空系数)，能够提高电气/电子设备的特性。
下面，基于实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例
[实施例、比较例]
<实施例1>
制造具有图2所示的结构的实施例1的绝缘电线。
<导体11>
作为导体11，使用截面扁平(长边3.2mm×短边2.4mm，四角的倒角的曲率半径r＝0.3mm)的扁平导体(含氧量15ppm的铜)。
<绝缘层22A>
使用与导体接触的最内侧的热固性树脂层的截面的外形形状与图1所示的截面形状为相似形的模具，将聚酰胺酰亚胺(PAI)清漆涂布至导体的表面。PAI清漆为将PAI溶解于N-甲基2-吡咯烷酮中所得到的清漆。并且，以通过时间为15秒的速度在设定为450℃的炉长8m的烘烤炉内通过。通过该一次烘烤工序，形成平均厚度为5μm的层。反复进行8次上述操作，形成厚度为40μm的绝缘层22A(下述表1中的绝缘层(A))。
<绝缘层22B>
挤出机的螺杆使用了30mm全程螺杆，L/D＝25、压缩比为3。材料使用聚醚醚酮(PEEK)(Victrex Japan公司制造、商品名：450G、相对介电常数3.2)，挤出温度条件如下设定。
(挤出温度条件)
C1：260℃
C2：300℃
C3：380℃
H：380℃
D：380℃
使用挤出模进行了PEEK的挤出被覆后，间隔2秒的时间进行水冷，由此在导体11的外侧形成厚度160μm的绝缘层22B(下述表1中的绝缘层(B))。
<粘接层13>
挤出机的螺杆使用30mm全程螺杆、L/D＝25、压缩比为3。材料使用聚醚酰亚胺(PEI)(SABIC公司制造、商品名：ULTEM 1000、相对介电常数3.2)，挤出温度条件如下设定。
(挤出温度条件)
C1：260℃
C2：300℃
C3：300℃
H：360℃
D：360℃
使用挤出模进行了PEEK的挤出被覆后，间隔2秒的时间进行水冷，由此在绝缘层22B的外侧形成厚度50μm的粘接层23(下述表1中的连接层(C))。
并且，使形成粘接层13、23的热塑性树脂冷却后，例如通过喷雾使作为拥有氨基的物质的4,4’-二氨基二苯基醚按照相对于粘接层13、23的质量比为8质量％的方式分散于粘接层13、23表面。
<膜层15>
膜层15使用厚度100μm的聚碳酸酯(PC)膜(Sumika Styron Polycarbonate公司制造、商品名：ガリバ－300)。一边使该膜通过，一边利用膜卷绕用设备以通线方向为轴、以螺旋状将膜缠绕两层以上，由此在分散有拥有氨基的物质的粘接层13的表面形成厚度150μm的膜层15。
<实施例2～10、比较例1～5>
如下述表1所示那样变更形成各层的树脂的种类和各层厚，除此以外与上述实施例1同样地得到下表所示的实施例2～5、10(图2所示的绝缘电线)、6～9(图1所示的绝缘电线)。另外，得到比较例1～5的绝缘电线。
需要说明的是，在下述表1中，“-”是指未设置层等。
<测定、评价>
(1)构成粘接层的树脂在250℃的拉伸弹性模量
关于表1中记载的粘接层(A)和(B)中使用的热塑性树脂，准备厚度1.6mm的哑铃形片(ASTM D 638)，利用动态粘弹性测定装置(商品名：DMA8000、PerkinElmer公司制造)测定拉伸弹性模量。通过拉伸模式，以1Hz、10℃/分钟的升温速度从50℃升温至270℃，同时测定拉伸弹性模量，取得250℃的拉伸弹性模量。
(2)高温气氛中(200℃)的粘着力(高温粘着力)
使用具有形成膜层前的层结构的两根电线(各实施例、各比较例中)重合而成的两根绝缘电线，通过下述粘着力试验对密合力进行评价。
将重合的长度设为200mm，在200℃进行30分钟加热处理，由此使两根绝缘电线粘着。将该电线设置于带恒温槽的拉伸试验机(岛津制作所公司制造、商品名：自动绘图仪AGS-J、恒温槽温度：200℃)中，以50mm/min的拉伸速度将重合的电线的两端向相互相反的方向进行拉伸。将使两根电线的粘着状态断裂所需要的强度作为粘着力，根据下述基准进行评价。
粘着力为2.0MPa以上时设为“A”，粘着力为0.5MPa以上且小于2.0MPa时设为“B”，粘着力小于0.5MPa时设为“C”。本试验中，评价为“B”以上时为合格水平，“A”为特别优异的水平。
(3)电气特性(局部放电起始电压(PDIV))试验
在所制造的各绝缘电线的局部放电起始电压的测定中使用了局部放电试验机(菊水电子工业公司制造、商品名：KPD2050)。
使各绝缘电线按照两根绝缘电线的平坦面彼此在长度150mm没有间隙的方式密合，制作出试验试样。在该试验试样的两根导体间连接电极，在温度25℃下一边施加50Hz的交流电压一边连续地升压，将产生10pC的局部放电的时刻的电压作为峰值电压(Vp)而读取。此处，“平坦面”是指，在扁平形状的绝缘电线的截面形状中，长边(图1和图2中沿着左右方向的边)在轴线方向上连续形成的面。因此，上述试验试样例如形成了在图1所示的绝缘电线1的上方或下方重叠了不同的绝缘电线1的状态。
将峰值电压为1000(Vp)以上的情况作为“A”，为700(Vp)以上且小于1000(Vp)的情况作为“B”，小于700(Vp)的情况作为“C”。本试验中，评价为“B”以上时为合格水平，“A”为特别优异的水平。
(4)弯曲加工性试验(密合性试验)
通过下述弯曲加工性试验对绝缘电线中的导体与树脂层的密合性进行评价。
由所制造的各绝缘电线切割出长度为300mm的直状试验片。在该直状试验片的边缘面的树脂层(A)的中央部，使用专用夹具，在长度方向和垂直方向这两个方向分别形成深度约5μm、长度2μm的划痕(切口)(此时，树脂层(A)与导体密合，未剥离)。此处，边缘面是指在扁平形状的绝缘电线的截面形状中短边(厚度、图1和图2中沿着上下方向的边)在轴线方向连续形成的面。因此，上述划痕设置在图1所示的绝缘电线1的左右侧面的任一个的侧面。
以该划痕为顶点，以直径1.0mm的铁芯为轴，将直状试验片弯曲180°(U字状)，将该状态维持5分钟。目视观察在直状试验片的顶点附近产生的导体与树脂层(A)的剥离的进行。
本试验中，形成于树脂层(A)的所有划痕均未扩张、树脂层(A)未从导体剥离的情况下作为合格：“A”。另外，形成于树脂层(A)的划痕中的至少1条扩张、树脂层(A)整体从导体等剥离的情况下作为不合格：“C”。
将上述结果归纳示于下述表1。下表中记载的树脂的详细情况如下所述。
PAI：聚酰胺酰亚胺(商品名：HI406、日立化成公司制造、将树脂清漆化后进行烘烤涂布而形成层)
PI：聚酰亚胺(商品名：U IMIDE AR、Unitika公司制造、将树脂清漆化后进行烘烤涂布而形成层)
PEEK：聚醚醚酮(商品名：KetaSpire KT-820、Solvay Specialty Polymers公司制造、使树脂熔融后进行挤出被覆而形成层)
PC：聚碳酸酯(商品名：ガリバ－300、Sumika Styron Polycarbonate公司制造、使树脂熔融后进行挤出被覆而形成层)
PSU：聚砜(商品名：Udel P3703、Solvay Specialty Polymers公司制造、使树脂熔融后进行挤出被覆而形成层)
PPSU：聚苯砜(商品名：Radel R5800、Solvay Specialty Polymers公司制造、使树脂熔融后进行挤出被覆而形成层)
PES：聚醚砜(商品名：Sumikaexcel 4800G、住友化学公司制造、使树脂熔融后进行挤出被覆而形成层)
PEI：聚醚酰亚胺(商品名：ULTEM 1000、SABIC公司制造、使树脂熔融后进行挤出被覆而形成层)
环氧树脂：双酚A型环氧树脂(商品名：1004、三菱化学公司制造、使用时利用甲基乙基酮(MEK)清漆化)
PET：聚对苯二甲酸乙二醇酯(商品名：TR8550、帝人公司制造、使树脂熔融后进行挤出被覆而形成层)
【表1】
Figure BDA0001967614970000161
<表的注释>
绝缘层(A)：形成于导体的外周面上的绝缘层
绝缘层(B)：形成于绝缘层(A)的外周面上的绝缘层
粘接层(C)：形成于绝缘层(A)或绝缘层(B)的外周面上的粘接层
厚度：单位为μm
质量比：拥有氨基的物质相对于粘接层的质量比例
弹性模量：250℃的拉伸弹性模量
由表1可知，对于满足本发明的规定的实施例1～10的绝缘电线来说，在200℃下以牢固的粘接力粘着于其它部件，不具有附加绝缘层，弯曲部的局部放电起始电压(PDIV)高，弯曲加工性和耐热性优异。需要说明的是，由于弯曲加工性优异，因而可知在将绝缘电线插入定子铁心的槽内时不会发生膜层的偏移。
此外，实施例1～10的绝缘电线通过挤出成型制作粘接层，因而不使用清漆，从而不使用溶剂。因此，成为安全、环保的制造工序。
比较例1的绝缘电线不具有粘接层和膜层，因此200℃的粘着力不合格。需要说明的是，由于不具有膜层，因而未进行弯曲加工试验。比较例2和3的绝缘电线由于不具有粘接层，因而200℃的粘着力和弯曲加工性不合格。比较例4的绝缘电线由于构成粘接层的树脂在250℃的拉伸弹性模量为本发明的规定范围外，因此200℃的粘着力不合格。比较例5的绝缘电线由于构成粘接层的树脂具有熔点，因此弯曲加工性不合格。
结合其实施方式和实施例对本发明进行了说明，但本申请人认为，只要没有特别指定，则本发明在说明的任何细节均不被限定，应当在不违反所附权利要求书所示的发明精神和范围的情况下进行宽泛的解释。
本申请要求基于2016年9月13日在日本提交专利申请的日本特愿2016-179039的优先权，将其内容以参考的形式作为本说明书记载内容的一部分引入本申请。
符号说明
1、2 绝缘电线
11、21 导体
12、22、22A、22B 绝缘层
13、23 粘接层
14、24 树脂被覆层
15、25 膜层
40 线圈
41 铁心
42 槽
50 定子
51 定子铁心
52 槽
53 线圈
54 电线段
54a 开放端部

Claims (9)

1.一种绝缘电线，该绝缘电线在一个导体的外周或多个导体的各自外周具有绝缘层，并且在该绝缘层的外周具有粘接层，
所述粘接层的厚度为2μm～200μm，构成所述粘接层的树脂是不具有熔点、250℃的拉伸弹性模量为0.6×107Pa～10×107Pa、并且在所述粘接层表面具有拥有2个以上氨基的物质的树脂。
2.如权利要求1所述的绝缘电线，其在所述粘接层的外周具有膜层，构成该膜层的树脂是不具有熔点且250℃的拉伸弹性模量为0.6×107Pa～10×107Pa的树脂。
3.如权利要求2所述的绝缘电线，其中，所述膜层含有选自由聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚砜组成的组中的至少一种树脂。
4.如权利要求1～3中任一项所述的绝缘电线，其中，所述粘接层含有选自由聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚砜、聚苯砜、聚醚砜组成的组中的至少一种树脂。
5.如权利要求1～3中任一项所述的绝缘电线，其中，所述粘接层为多孔质。
6.如权利要求4所述的绝缘电线，其中，所述粘接层为多孔质。
7.一种线圈，其由权利要求1～6中任一项所述的绝缘电线构成。
8.一种超导用线圈，其由权利要求1～6中任一项所述的绝缘电线构成。
9.一种电气/电子设备，其具有权利要求7所述的线圈。
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