CN111490618A - 绕组用覆盖电线 - Google Patents

Abstract

提供具备通过在树脂中包含最适的气孔而抑制由部分放电引起的侵蚀的绝缘覆膜的绕组用覆盖电线。一种绕组用覆盖电线，包括导体和覆盖于导体的周围的绝缘覆膜，其中，绝缘覆膜将具有利用特定的测定方法求出的气孔径以上的平均径的气孔包含一定体积。

Description

绕组用覆盖电线

技术领域

本发明涉及用于马达的线圈(绕组)等的绕组用覆盖电线。

背景技术

在以混合动力汽车、电动汽车等的驱动用马达为首，搭载于车辆的大量的马达中，为了实现其小型化和高输出化的技术开发每日都在进行。作为满足双方的目的的对策之一，可以举出提高定子芯在槽内的绕组的占空系数。另外，为了提高磁场，要求在该绕组中流过的电流也设为大电流。

如上所述，通过在高占空系数的绕组中流过大电流，能够利用小型化的电动机实现输出的提高/高效化，但另一方面，铜损、涡流损、铁损等也变大。由于这样的损耗发生的热成为使绝缘覆膜劣化的原因。

为了防止由于热引起的绝缘覆膜的劣化，例如在专利文献1中记载了一种用于电动机的绕组，其特征在于，具备：铜99.96重量％以上、氧0.005重量％以下的无氧铜的导体；以及覆盖该导体且包含无机填充物的有机系树脂的绝缘体层。

除了如所述的由热引起的绝缘覆膜的劣化以外，由于流过大电流，可能产生部分放电的问题。在流过电流时，在绕组之间、绕组与芯之间等产生电位差。在有该电位差的部位，绝缘性不充分的情况下，例如在绝缘覆膜薄，或者绝缘距离不充分的情况下，易于发生部分放电。该部分放电侵蚀绕组表面的绝缘覆膜，引起绝缘性的降低，在最坏的情况下引起绝缘破坏。

为了抑制部分放电的发生，例如在专利文献2中记载了一种用绝缘覆膜覆盖导体的外周的绝缘电线，其特征在于，该绝缘覆膜由含有热可塑性树脂的热硬化性树脂组成物的硬化物形成，该绝缘覆膜具有平均径为1μm以下的微细的气孔。

进而，在专利文献3中记载了一种绝缘覆盖导线，其特征在于，具备：导线；以及覆盖导线表面而设置且包含孔隙的多孔质树脂覆膜，最大孔隙径小于与表示作为施加到孔隙的电压的孔隙电压与孔隙径的关系的孔隙电压特性线和巴申曲线交叉的点对应的临界孔隙径。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-278664号公报

专利文献2：日本特开2011-238384号公报

专利文献3：日本特开2012-113836号公报

发明内容

然而，难以如专利文献2那样在树脂中实现平均径为1μm以下的微细的气孔(还称为“气泡”、“空孔”、“孔隙”)。

另外，在专利文献3中，利用巴申曲线求出最大孔隙径，但该巴申曲线是通过实测求出大气中的金属的电极之间的距离和放电引起的电压的关系的曲线，在该巴申曲线制作时使用的环境和作为实际的实施方式的在树脂中存在的气孔的环境、例如气孔的大小和放电引起的电压的关系、树脂的破坏模式、电压/电场分布等不同。

因此，本发明的课题在于提供一种具备通过在树脂中包含最适的气孔而抑制由部分放电引起的侵蚀的绝缘覆膜的绕组用覆盖电线。

本发明人研究用于解决所述课题的各种手段的结果，发现在包括导体和覆盖于导体的周围的绝缘覆膜的绕组用覆盖电线中，通过在绝缘覆膜中将具有利用特定的测定方法求出的气孔径以上的平均径的气孔包含一定体积，能够抑制由部分放电引起的侵蚀，提高绕组用覆盖电线的绝缘寿命，完成本发明。

即，本发明的要旨如以下所述。

(1)一种绕组用覆盖电线，包括导体和覆盖于导体的周围的绝缘覆膜，其中，

绝缘覆膜包含气孔以及绝缘树脂，

在绝缘树脂中，根据绝缘覆膜的总体积，将气孔包含25体积％～75体积％，

通过将电线相对长度方向垂直地切断的情况下的绝缘覆膜的剖面的SEM图像而求出的气孔的平均径在根据以下的(i)～(vi)的步骤求出的气孔径至绝缘覆膜的膜厚的1/3的范围内，

(i)调制在绝缘树脂中，在面对的2个电极之间配置有1个中空石英粒子或者气孔的试样的步骤；

(ii)对在(i)的步骤中调制的试样的面对的2个电极之间施加电压，测定PDIV(部分放电开始电压)的步骤；

(iii)根据在(ii)的步骤中测定出的PDIV，根据下式求出中空石英粒子中的气孔或者气孔的分担电压Va的步骤，

【式1】

在式中，ε_r-e是绝缘树脂的相对介电常数，V是在(ii)的步骤中测定出的PDIV，d_a是中空石英粒子或者气孔的气孔径，ε_r-a是空气的相对介电常数，d是面对的2个电极之间的距离；

(iv)对具有与在(i)的步骤中使用的中空石英粒子或者气孔不同的气孔径的至少1种中空石英粒子或者气孔，实施所述(i)～(iii)的步骤，求出针对各个中空石英粒子或者气孔的气孔径d_a的分担电压Va的步骤；

(v)在气孔径(x轴)和电压(y轴)的关系图中，描绘针对中空石英粒子或者气孔的气孔径d_a的在(iii)以及(iv)的步骤中求出的分担电压Va，制作曲线的步骤；以及

(vi)根据在(v)的步骤中得到的曲线，针对绝缘覆膜所要求的耐电压而求出气孔径的步骤。

(2)在(1)记载的绕组用覆盖电线中，绝缘覆膜的膜厚是20μm～150μm。

通过本发明，提供具备通过在树脂中包含最适的气孔而抑制由部分放电引起的侵蚀的绝缘覆膜的绕组用覆盖电线。

附图说明

图1是示意地示出中空石英粒子的图。

图2是将包含绝缘覆膜中的气孔的平均径小于本发明中的利用特定的测定方法求出的气孔径的情况的绝缘覆膜的绕组用覆盖电线的绝缘覆膜部分放大而示意地示出的图。

图3是将包含绝缘覆膜中的气孔的平均径大于绝缘覆膜的膜厚的1/3的情况的绝缘覆膜的绕组用覆盖电线的绝缘覆膜部分放大而示意地示出的图。

图4是比较以往的绕组用覆盖电线和本发明的绕组用覆盖电线的图。

图5是比较将以往的绕组用覆盖电线导入到定子芯的马达和将本发明的绕组用覆盖电线导入到定子芯的马达的图。

图6是示意地示出绝缘覆膜包含绝缘树脂以及中空石英粒子的绕组用覆盖电线的图。

图7是示意地示出绝缘覆膜包含绝缘树脂以及气孔的绕组用覆盖电线的图。

图8是示意地示出实施例的I.绝缘覆膜中的气孔的平均径的下限值的决定中的、在(i)的步骤的(5)中调制的试样(使用粒径30μm的中空石英粒子)的图。

图9是示意地示出实施例的I.绝缘覆膜中的气孔的平均径的下限值的决定中的、在(ii)的步骤中使用的PDIV的测定系统电路的图。

图10是示意地示出实施例的I.绝缘覆膜中的气孔的平均径的下限值的决定中的、在(iii)的步骤中使用的中空石英粒子(粒径30μm)中的气孔的分担电压Va的计算模型的图。

图11是示意地示出实施例的I.绝缘覆膜中的气孔的平均径的下限值的决定中的、在(iv-1)的步骤中的(i)的步骤的(5)中调制的试样(使用粒径100μm的中空石英粒子)的图。

图12是示出从图11的正上方向观察实施例的I.绝缘覆膜中的气孔的平均径的下限值的决定中的、在(iv-1)的步骤中的(i)的步骤的(5)中调制的试样(使用粒径100μm的中空石英粒子)的光学照片的图。

图13是示意地示出实施例的I.绝缘覆膜中的气孔的平均径的下限值的决定中的、在(iv-1)的步骤中的(iii)的步骤中使用的中空石英粒子(粒径100μm)中的气孔的分担电压Va的计算模型的图。

图14是示意地示出实施例的I.绝缘覆膜中的气孔的平均径的下限值的决定中的、在(iv-2)的步骤中的(i)的步骤的(5)中调制的试样(使用粒径70μm的中空石英粒子)的图。

图15是示意地示出实施例的I.绝缘覆膜中的气孔的平均径的下限值的决定中的、在(iv-2)的步骤中的(iii)的步骤中使用的中空石英粒子(粒径70μm)中的气孔的分担电压Va的计算模型的图。

图16是示出将实施例的I.绝缘覆膜中的气孔的平均径的下限值的决定中的、在(iii)的步骤中求出的中空石英粒子(粒径30μm、壳体厚度1μm)的值(气孔径＝28μm、Va＝1.1kVp)和在(iv)的步骤中求出的中空石英粒子(粒径100μm、壳体厚度1μm)的值(气孔径＝98μm、Va＝7.3kVp)以及中空石英粒子(粒径70μm、壳体厚度1μm)的值(气孔径＝68μm、Va＝2.7kVp)描绘而制作的、气孔径(x轴)和电压(y轴)的关系的图。

图17是关于样品A-1～A-6、B-1以及B-2，示出覆膜的膜厚和PDIV的关系的图。

图18是示出样品A(聚酰亚胺+气孔)以及样品B(聚酰亚胺)的相对介电常数的平均值的图。

具体实施方式

以下，详细说明本发明的优选的实施方式。

在本说明书中，适当地参照附图，说明本发明的特征。在附图中，为了明确化，各部分的尺寸以及形状被夸张，未正确地描写实际的尺寸以及形状。因此，本发明的技术的范围不限定于在这些附图中示出的各部分的尺寸以及形状。此外，本发明的绕组用覆盖电线不限定于以下的实施方式，在不脱离本发明的要旨的范围内，能够以施行本领域技术人员能够进行的变更、改良等后的各种方式实施。

本发明涉及一种绕组用覆盖电线，包括导体和覆盖于导体的周围的绝缘覆膜，其中，绝缘覆膜将具有利用特定的测定方法求出的气孔径以上的平均径的气孔包含一定体积。

在此，导体是将使电流过的材料按照绳(线)状成形而成的导线。作为导体，可以举出在该技术领域中通常使用的例子，没有限定，例如可以举出铜线、铝线等。作为导体，由于具有电导率高且加工性良好的优点，所以优选铜线。

作为导体的形状，没有限定，例如可以举出圆线状、扁平线状。作为导体的形状，由于具有能够确保设为绕组的情况的在槽剖面中的占空系数的优点，所以优选扁平线状。

作为导体，例如可以举出无氧铜、韧铜等。

绝缘覆膜包含绝缘树脂以及气孔。

绝缘覆膜中的气孔也可以由中空材料(在内部包含空气的材料)形成。在该情况下，绝缘覆膜包含绝缘树脂以及中空材料。

绝缘覆膜根据降低绝缘覆膜的介电常数的观点，优选包括绝缘树脂以及气孔。

作为绝缘树脂(在本说明书等中还简称为“树脂”)，可以举出在该技术领域中通常使用的例子，没有限定，例如可以举出聚酰亚胺(PI)树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺(PAI)树脂、聚苯硫醚(PPS)树脂、聚醚醚酮树脂、聚苯砜树脂、釉质树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂等。作为绝缘树脂，由于具有耐热性、耐反应性(耐加水分解等)、耐变形性、绝缘性(低介电性)优良的优点，所以优选聚酰亚胺树脂。

作为绝缘树脂，例如可以举出IST社制的聚酰亚胺树脂。

在绝缘覆膜中的气孔由中空材料形成的情况下，作为中空材料的材质，可以举出所述绝缘树脂、无机填充物等。作为无机填充物，可以举出具有绝缘性的绝缘材料，优选具有与绝缘树脂同等的介电常数的例子。作为无机填充物，没有限定，例如可以举出石英、氧化铝、氧化镁、氧化铍、碳化硅、碳化钛、碳化硼、碳化钨、氮化硼、氮化硅等。无机填充物考虑绝缘性、制造稳定性优选石英。因此，中空材料优选为如图1示意地所示的中空石英粒子。

中空材料也可以被进行表面处理。作为表面处理剂，可以举出在该技术领域中通常使用的例子，没有限定，例如可以举出硅烷耦合剂。通过中空材料被进行表面处理，中空材料的向树脂中的相溶性、分散性提高，具有防止中空材料在树脂中的局部凝集的优点。

绝缘覆膜中的气孔的形状没有限定，优选为球状。在此，球状是指，并非一定完全的球这样的意义，而还包括长球状、扁球状等椭圆状、环形状等其他各种形状。例如，在使用中空材料的情况下，由于中空材料的形状是中空球状，存在易于抑制绝缘覆膜中的气孔的大小的优点。

绝缘覆膜中的邻接的气孔并非相互贯通而连续，优选分别为独立方式。由于绝缘覆膜中的气孔分别是独立方式，能够抑制绝缘覆膜的低介电常数化、绝缘覆膜加工时的破裂等。

关于绝缘覆膜中的气孔，在绝缘树脂中，根据绝缘覆膜的总体积，包含25体积％～75体积％、优选25体积％～50体积％。换言之，绝缘覆膜的气孔率是25％～75％、优选为25％～50％。

在此，包含于绝缘覆膜的气孔的量(体积)或者绝缘覆膜的气孔率能够通过在气孔的形成中使用的中空材料的量或者在该技术领域中通常使用的方法、例如阿基米德法、重量气孔率法、汞气孔率法等求出。

或者，绝缘覆膜中的气孔的面积比例{(绝缘覆膜的剖面中的气孔的面积/绝缘覆膜的面积)×100}是25％～75％、优选为25％～50％。

在此，绝缘覆膜中的气孔的面积比例能够计算为将电线相对长度方向垂直地切断的情况的绝缘覆膜的剖面的SEM(扫描型电子显微镜)图像中的、气孔的面积相对绝缘覆膜整体的面积的比例。例如，关于该比例，作为绝缘覆膜的剖面的SEM图像，能够将100μm×100μm的视场范围随机地选择3个部位～10个部位，设为在各个视场范围中计算的比例的平均值。

通过在绝缘覆膜中包含所述范围的量的气孔，绝缘覆膜被低介电常数化，耐电压提高。

绝缘覆膜中的气孔的平均径在根据以下的(i)～(vi)的步骤求出的气孔径至绝缘覆膜的膜厚的1/3的范围内。换言之，绝缘覆膜中的气孔的平均径的下限值根据以下的(i)～(vi)的步骤求出，绝缘覆膜中的气孔的平均径的上限值是绝缘覆膜的膜厚的1/3。

(i)的步骤

调制在绝缘树脂中，在面对的2个电极之间配置有1个中空石英粒子或者气孔的试样。

在此，作为绝缘树脂，没有限定，例如能够使用所述的绝缘树脂。作为绝缘树脂，优选与所述的绝缘树脂相同的材料。

作为面对的2个电极，能够使用在该技术领域中通常使用的例子，没有限定，可以举出金属制例如铝制、铜制等的导电性带。

作为中空石英粒子，能够使用在该技术领域中通常使用的例子。作为中空石英粒子，例如是Potters-Ballotini制的Sphericel。

中空石英粒子或者气孔的粒径通常为0.1μm～100μm。此外，中空石英粒子或者气孔的粒径是中空石英粒子或者气孔的粒径的通过剖面观察获得的实测值。中空石英粒子或者气孔的剖面观察能够通过在该技术领域中通常使用的方法实施，例如能够通过光学显微镜测定。

面对的2个电极之间的距离没有限定，通常为100μm～1000μm、优选为250μm～500μm。

中空石英粒子或者气孔优选位于面对的2个电极之间的中心。

例如，在(i)的步骤中，能够如以下调制试样。首先，在玻璃基板上载置绝缘树脂，将厚度50μm～200μm、例如70μm、80μm或者160μm的金属带、例如铜带或者铝带隔开例如250μm～500μm配置来制作电极系。接下来，使用微型机械手在电极之间配置1个中空石英粒子。在此，也可以代替中空石英粒子，使用吸管、注射器等在电极之间配置1个气孔。之后，根据使用的绝缘树脂的硬化方法，例如如果是热硬化性树脂则施加热，如果是常温硬化性树脂则在常温下放置，从而将调制的试样硬化。

因此，在(i)的步骤中调制的试样包含绝缘树脂、配置于绝缘树脂中的面对的2个电极以及配置于2个电极之间优选其中心的1个中空石英粒子或者气孔。

(ii)的步骤

对在(i)的步骤中调制的试样的面对的2个电极之间施加电压，测定PDIV(部分放电开始电压)。

更详细而言，对在(i)的步骤中调制的试样的面对的2个电极，以使电极的一方成为+(阳极)，使电极的另一方成为-(阴极)的方式分别连接端子。开始向面对的2个电极之间施加电压，提高电压，从而测定PDIV。

(iii)的步骤

根据在(ii)的步骤中测定出的PDIV，计算中空石英粒子中的气孔(空气)或者气孔(空气)的分担电压Va。

在此，中空石英粒子中的气孔或者气孔的分担电压Va根据下式求出。

【式2】

在式中，ε_r-e是绝缘树脂的相对介电常数，依赖于在试样的调制中使用的绝缘树脂而变化。ε_r-e在作为绝缘树脂使用聚酰亚胺的情况下是3.0～3.5。

在式中，V是在(ii)的步骤中测定出的PDIV。

在式中，d_a是中空石英粒子或者气孔的气孔径。此外，中空石英粒子的气孔径是从中空石英粒子的粒径减去壳体厚度而得到的值，是中空石英粒子的气孔径的通过剖面观察获得的实测值。气孔的气孔径是气孔的通过剖面观察获得的实测值。中空石英粒子或者气孔的剖面观察能够通过在该技术领域中通常使用的方法实施，例如能够通过光学显微镜测定。中空石英粒子的壳体厚度通常为0.1μm～10μm，中空石英粒子或者气孔的气孔径通常为0.1μm～100μm。

在式中，ε_r-a是空气的相对介电常数，是1。

在式中，d是面对的2个电极之间的距离，如上所述，通常为100μm～1000μm、优选为250μm～500μm。

(iv)的步骤

对具有与在(i)的步骤中使用的中空石英粒子或者气孔不同的气孔径的至少1种中空石英粒子或者气孔，实施所述(i)～(iii)的步骤，求出针对各个中空石英粒子或者气孔的气孔径d_a的分担电压Va。

关于中空石英粒子或者气孔的气孔径，只要是与在(i)的步骤中使用的中空石英粒子或者气孔不同的气孔径则没有限定，与在(i)的步骤中使用的中空石英粒子或者气孔的气孔径同样地，通常为0.1μm～100μm。当然，还能够将在(i)的步骤中使用的中空石英粒子或者气孔用作在(iv)的步骤中使用的中空石英粒子或者气孔的任意的1种，将在(iv)的步骤中使用的中空石英粒子或者气孔的任意的1种在(i)的步骤中使用。

(v)的步骤

在气孔径(x轴)和电压(y轴)的关系图中，描绘针对中空石英粒子或者气孔的气孔径d_a的在(iii)以及(iv)的步骤中求出的分担电压Va，制作曲线。

(vi)的步骤

根据在(v)的步骤中得到的曲线，针对绝缘覆膜所要求的耐电压求出气孔径。

在(vi)的步骤中，针对绝缘覆膜所要求的耐电压的气孔径是在(v)的步骤中得到的曲线中的、将绝缘覆膜所要求的耐电压设为y轴时的、对应的x轴的值。

绝缘覆膜所要求的耐电压是绝缘覆膜中的每1个气孔要求的耐电压，依赖于包含绝缘覆膜的绕组用覆盖电线的用途而不同，通常为0.4kVp～2kVp。更具体而言，绝缘覆膜所要求的耐电压在包含绝缘覆膜的绕组用覆盖电线的用途是要求高耐压的马达的情况下，通常为1.2kVp～2kVp。

通过由所述(i)～(vi)的步骤求出绝缘覆膜中的气孔的平均径的下限值，能够抑制由于气孔连结引起的绝缘性的降低、机械强度(伸展)的降低，能够达成绝缘覆膜的低介电常数化。特别地，通过在(vi)的步骤根据绝缘覆膜所要求的耐电压求出绝缘覆膜中的气孔的平均径的下限值，最终地得到的本发明的绕组用覆盖电线中的PDIV成为一定的值以上。

图2示意地示出包含绝缘覆膜中的气孔的平均径小于由所述(i)～(vi)的步骤求出的气孔径的情况的绝缘覆膜的绕组用覆盖电线的绝缘覆膜部分的放大图。在该情况下，关于绝缘覆膜中的气孔，邻接的气孔彼此连结而成为连续气泡，可能成为绝缘覆膜加工时的破裂、绝缘不良的原因。

绝缘覆膜中的气孔的平均径的上限值是绝缘覆膜的膜厚的1/3。

绝缘覆膜的膜厚依赖于包含绝缘覆膜的绕组用覆盖电线的用途而不同，没有限定，通常为20μm～150μm。更具体而言，绝缘覆膜的膜厚在包含绝缘覆膜的绕组用覆盖电线的用途是要求高耐压的马达的情况下，通常为60μm～150μm。

通过将绝缘覆膜的膜厚设为所述的膜厚，能够确保导体的体积比例。

因此，绝缘覆膜中的气孔的平均径的上限值依赖于包含绝缘覆膜的绕组用覆盖电线的用途而不同，没有限定，通常为6μm～50μm。更具体而言，绝缘覆膜中的气孔的平均径的上限值在包含绝缘覆膜的绕组用覆盖电线的用途是要求高耐压的马达的情况下，通常为20μm～50μm。

通过绝缘覆膜中的气孔的平均径的上限值是绝缘覆膜的膜厚的1/3，能够抑制绝缘覆膜中的部分性的气孔的不足，达成低介电常数化。

图3示意地示出包含绝缘覆膜中的气孔的平均径大于绝缘覆膜的膜厚的1/3的情况的绝缘覆膜的绕组用覆盖电线的绝缘覆膜部分的放大图。在图3中，OK表示在从绝缘覆膜表面起导体的最短距离之间存在气孔的部分，NG表示在从绝缘覆膜表面起导体的最短距离之间不存在气孔的部分。在NG中，易于引起部分放电。因此，在该情况下，在绝缘覆膜中形成的气孔的有无的不均可能成为绝缘不良的原因。

绝缘覆膜中的气孔的平均径能够求出为将电线相对长度方向垂直地切断的情况的绝缘覆膜的剖面的SEM图像中的、根据各气孔的面积求出的圆相当径的平均值。例如，通过第一从绝缘覆膜的剖面的SEM图像随机地通常选择10个以上的气孔，第二关于各气孔求出圆相当径，第三计算它们的平均值，能够求出绝缘覆膜中的气孔的平均径。

绝缘覆膜中的气孔的气孔径范围(气孔径的偏差)没有限定，气孔的90％存在于通常平均径的50％～150％的范围。例如在绝缘覆膜中的气孔的平均径是50μm的情况下，绝缘覆膜中的气孔的90％存在于25μm～75μm的范围。

在本发明的绕组用覆盖电线中，通过在绝缘覆膜中将特定的气孔包含一定量，相比于现有技术，抑制绝缘覆膜的由部分放电引起的侵蚀。因此，根据绕组用覆盖电线的目的，在希望原样地维持马达的体格的状态下延长绝缘寿命时，使绝缘覆膜的总膜厚与以往的绝缘覆膜的膜厚同等即可，或者在希望原样地维持绝缘寿命的状态下使马达小型化时，使绝缘覆膜的总膜厚比以往的绝缘覆膜的膜厚薄即可。

图4示出比较以往的绕组用覆盖电线和本发明的绕组用覆盖电线的图。根据图4，在本发明的绕组用覆盖电线中的绝缘覆膜中，将具有利用特定的测定方法求出的气孔径以上的平均径的气孔包含一定体积，由于绝缘覆膜的低介电常数化的达成，绝缘性提高，相比于以往，抑制由部分放电引起的侵蚀，其结果，能够使绝缘覆膜的总膜厚比以往的绝缘覆膜的膜厚薄。

本发明的绕组用覆盖电线能够使用于混合动力车、电动汽车等的驱动用马达、发电机、辅机马达等。

图5示出比较将以往的绕组用覆盖电线导入到定子芯的马达和将本发明的绕组用覆盖电线导入到定子芯的马达的图。根据图5，本发明的绕组用覆盖电线中的绝缘覆膜的总膜厚比以往的绝缘覆膜的膜厚薄，所以将本发明的绕组用覆盖电线导入到定子芯的马达能够通过增大导体面积来提高占空系数，进而，能够通过增加电流提高转矩密度来小型化，通过降低电阻率来降低铜损。

本发明的绕组用覆盖电线除了在绝缘覆膜中形成气孔以外，能够使用在该技术领域中通常使用的方法，在导体上涂敷覆膜形成材并使其硬化而形成绝缘覆膜来制造。

在本发明的绕组用覆盖电线中，作为在绝缘覆膜中形成气孔的方法，可以举出(1)作为气孔源使用中空材料的方法以及(2)绝缘覆膜的多孔质化等方法。

(1)作为气孔源使用中空材料的方法

在(1)的方法中，气孔是在该技术领域中通常使用的绕组用覆盖电线的制造方法中，在绝缘树脂和/或有机溶剂中添加中空材料、例如中空石英粒子等而形成的。

作为中空石英粒子，能够使用所述的市面销售的中空石英粒子。另外，例如中空石英粒子能够通过在碳酸钙球状粒子等成为支撑体的核粒子的表面形成壳体，之后用酸使核粒子流出等而去除来制造。

作为本发明的绕组用覆盖电线的一个例子，例如，通过将包含有机溶剂、树脂、以及适量的中空材料的绝缘覆膜用混合溶液与导体一起挤压成形或者反复涂敷，得到在导体上形成绝缘覆膜的绕组用覆盖电线。另外，也可以通过将绝缘覆膜用混合溶液与得到的绕组用覆盖电线一起挤压成形或者反复涂敷，在得到的绕组用覆盖电线绝缘覆膜上进而形成绝缘覆膜。绝缘覆膜也可以在导体上形成多层、例如5层以上。在此，作为有机溶剂，使用能够使树脂溶解的有机溶剂，例如在作为树脂使用PI树脂的情况下，作为有机溶剂，能够使用N-甲基吡咯烷酮(NMP)。

图6示意地示出绝缘覆膜包含绝缘树脂以及中空石英粒子的绕组用覆盖电线。

(2)绝缘覆膜的多孔质化

在(2)的方法中，例如有作为气孔源使用在加工时可去除的材料的方法，气孔通过在该技术领域中通常使用的绕组用覆盖电线的制造方法中，在绝缘树脂和/或有机溶剂中，添加在后加工中可去除的且不会溶解到绝缘树脂和/或有机溶剂的材料，并在后加工中去除该材料来形成。

例如在作为后加工实施盐酸处理的情况下，通过稀盐酸使粒子溶出。例如在作为后加工实施热处理的情况下，作为可去除的材料，使用热分解性聚合体。例如在作为后加工实施溶剂去除的情况下，作为可去除的材料，使用界面活性剂胶粒。

另外，在(2)的方法中，例如有作为气孔源使用热分解性聚合体等发泡剂的方法，气孔通过在该技术领域中通常使用的绕组用覆盖电线的制造方法中，在绝缘树脂和/或有机溶剂中添加发泡剂，并在后加工中发泡而形成。

进而，作为(2)的方法，例如有：在导体的表面上预先形成绝缘覆膜，并使该绝缘覆膜含浸超临界状态或者亚临界状态的流体之后，使压力急速降低而使流体气体化来形成气孔的方法；通过在绝缘覆膜中形成微相分离构造，利用适当的溶剂、超临界流体、进而热分解等，选择性地去除一部分的相来形成气孔的方法。

图7示意地示出绝缘覆膜包含绝缘树脂以及气孔的绕组用覆盖电线。

【实施例】

以下，说明本发明的几个实施例，但未意图将本发明限定于所述实施例所示的例子。

I.绝缘覆膜中的气孔的平均径的下限值的决定

(i)调制在绝缘树脂中，在面对的2个电极之间配置有1个中空石英粒子的试样的步骤

(1)在滑动玻璃上，制作环氧制的隔板(厚度约250mm、室温硬化型环氧(主剂：CY-221、硬化剂：HY-2967))。

(2)在环氧树脂上以使2个电极(厚度80μm的铜带)面对的方式以500μm的间隔配置。

(3)用未硬化的环氧树脂对电极之间进行模制。

(4)使用注射器在电极之间配置中空石英粒子(球状的中空石英粒子、粒径30μm、壳体厚度1μm)。

(5)在室温下使环氧树脂硬化。

图8示意地示出在(5)中调制的试样。

(ii)对在(i)的步骤中调制的试样的面对的2个电极之间施加电压，测定PDIV的步骤

将在(i)的步骤的(5)中调制的试样配置到硅油中，对面对的2个电极之间施加电压，测定PDIV。其结果，PDIV是13.6kVp。

图9示意地示出在(ii)的步骤中使用的PDIV的测定系统电路。

(iii)根据在(ii)的步骤中测定出的PDIV，求出中空石英粒子中的气孔的分担电压Va的步骤

通过根据下式，

【式3】

在该式中，代入ε_r-e＝6、V＝13.6kVp、d_a＝28μm、ε_r-a＝1、d＝500μm，求出中空石英粒子中的气孔的分担电压Va。其结果，Va被计算为1.1kVp。

图10示意地示出在(iii)的步骤中使用的中空石英粒子中的气孔的分担电压Va的计算模型。

(iv)对具有与在(i)的步骤中使用的中空石英粒子不同的气孔径的1种中空石英粒子，实施所述(i)～(iii)的步骤，求出针对该中空石英粒子的气孔径d_a的分担电压Va的步骤

(iv-1)

对中空石英粒子(球状的中空石英粒子、粒径100μm、壳体厚度1μm)，作为2个电极使用厚度160μm的铜带，实施所述(i)～(iii)的步骤。图11示意地示出粒径100μm的中空石英粒子的在(i)的步骤中调制的试样。图12示出从图11的正上方向观察粒径100μm的中空石英粒子的在(i)的步骤中调制的试样的光学照片。如以下所述，求出针对该中空石英粒子的气孔径d_a(98μm)的分担电压Va。

粒径100μm的中空石英粒子的(ii)的步骤的结果，PDIV是26.8kVp。通过使用图13所示的、粒径100μm的中空石英粒子中的气孔的分担电压Va的计算模型，根据下式，

【式4】

在该式中，代入ε_r-e＝6、V＝26.8kVp、d_a＝98μm、ε_r-a＝1、d＝500μm，求出该中空石英粒子中的气孔的分担电压Va。其结果，Va被计算为7.3kVp。

(iv-2)

对中空石英粒子(球状的中空石英粒子、粒径70μm、壳体厚度1μm)，作为2个电极使用厚度160μm的铜带，实施所述(i)～(iii)的步骤。图14示意地示出粒径70μm的中空石英粒子的在(i)的步骤中调制的试样。如以下所述，求出针对该中空石英粒子的气孔径d_a(68μm)的分担电压Va。

粒径70μm的中空石英粒子的(ii)的步骤的结果，PDIV是14.4kVp。通过使用图15所示的、粒径70μm的中空石英粒子中的气孔的分担电压Va的计算模型，根据下式，

【式5】

在该式中，代入ε_r-e＝6、V＝14.4kVp、d_a＝68μm、ε_r-a＝1、d＝500μm，求出该中空石英粒子中的气孔的分担电压Va。其结果，Va被计算为2.7kVp。

(v)在气孔径(x轴)和电压(y轴)的关系图中，描绘针对中空石英粒子的气孔径d_a的在(iii)以及(iv)的步骤中求出的分担电压Va，制作曲线的步骤

在气孔径(x轴)和电压(y轴)的关系图中，描绘在(iii)的步骤中求出的中空石英粒子(粒径30μm、壳体厚度1μm)的值(气孔径＝28μm、Va＝1.1kVp)和在(iv)的步骤中求出的中空石英粒子(粒径100μm、壳体厚度1μm)的值(气孔径＝98μm、Va＝7.3kVp)以及中空石英粒子(粒径70μm、壳体厚度1μm)的值(气孔径＝68μm、Va＝2.7kVp)，制作曲线。图16示出结果。

在图16中，巴申曲线(理论值)根据下式制作。

【式6】

[在式中，A是11.3m^-1Pa^-1，B是274V/(mPa)，pd是电极之间的距离，在图16中与气孔径相当，Φ是碰撞电离系数。]

(vi)根据在(v)的步骤中得到的曲线，针对绝缘覆膜所要求的耐电压求出气孔径的步骤

能够根据绝缘覆膜所要求的耐电压，根据在(v)的步骤中得到的曲线，任意地求出气孔径。

II.包含气孔的绝缘覆膜的调制

(利用方法A的调制样品)

(1)将作为基底层涂敷聚酰亚胺的铜板放入到预先加热到150℃的干燥炉，加热1小时，之后升温到250℃，加热1小时。成为基底层的聚酰亚胺层的厚度调整为约9μm。

(2)在聚酰亚胺中添加聚甲基丙烯酸甲酯微粒子，进而加上搅拌子，用搅拌器搅拌。

(3)向作为(1)的基底层烧接聚酰亚胺的铜板，用敷料器涂敷在(2)中调制的清漆，将得到的板放入到预先加热到150℃的干燥炉，加热1小时，之后升温到250℃，加热1小时，之后升温到300℃，加热1小时。

(4)将(1)～(3)反复6次，得到样品A-1～A-6。

(不包含气孔的比较样品)

(1)将涂敷聚酰亚胺的铜板放入到预先加热到150℃的干燥炉，加热1小时，之后升温到250℃，加热1小时。

(2)将(1)反复2次，得到B-1以及B-2。

III.在II中调制的绝缘覆膜的分析

(绝缘覆膜的气孔率、膜厚以及气孔的平均径)

关于得到的样品A-1～A-6，从将电线相对长度方向垂直地切断的情况的绝缘覆膜的剖面的SEM图像等确认到：能够根据绝缘覆膜所要求的耐电压，调整绝缘覆膜的气孔率、膜厚以及气孔的平均径。

(PDIV测定)

关于得到的样品A-1～A-6、B-1以及B-2，测定PDIV。图17示出结果。

从图17可知，A-1～A-6的PDIV比B-1以及B-2的PDIV高。因此，可知通过本发明，绝缘覆膜被高耐压化。

(相对介电常数测定)

关于得到的样品A以及样品B，测定相对介电常数。图18示出各样品的相对介电常数的平均值的结果。

从图18可知，样品A的相对介电常数比样品B的相对介电常数低。因此，可知通过本发明，达成绝缘覆膜的低介电常数化。

Claims (2)

1.一种绕组用覆盖电线，包括导体和覆盖于导体的周围的绝缘覆膜，其中，

绝缘覆膜包含气孔以及绝缘树脂，

在绝缘树脂中，根据绝缘覆膜的总体积，将气孔包含25体积％～75体积％，

通过将电线相对长度方向垂直地切断的情况下的绝缘覆膜的剖面的SEM图像而求出的气孔的平均径在根据以下的(i)～(vi)步骤求出的气孔径至绝缘覆膜的膜厚的1/3的范围内，

(i)调制在绝缘树脂中，在面对的2个电极之间配置有1个中空石英粒子或者气孔的试样的步骤；

(ii)对在(i)的步骤中调制的试样的面对的2个电极之间施加电压，测定PDIV(部分放电开始电压)的步骤；

(iii)根据在(ii)的步骤中测定出的PDIV，根据下式求出中空石英粒子中的气孔或者气孔的分担电压Va的步骤，

【式1】

在式中，ε_r-e是绝缘树脂的相对介电常数，V是在(ii)的步骤中测定出的PDIV，d_a是中空石英粒子或者气孔的气孔径，ε_r-a是空气的相对介电常数，d是面对的2个电极之间的距离；

(iv)对具有与在(i)的步骤中使用的中空石英粒子或者气孔不同的气孔径的至少1种中空石英粒子或者气孔，实施所述(i)～(iii)的步骤，求出针对各个中空石英粒子或者气孔的气孔径d_a的分担电压Va的步骤；

(v)在气孔径(x轴)和电压(y轴)的关系图中，描绘针对中空石英粒子或者气孔的气孔径d_a的在(iii)以及(iv)的步骤中求出的分担电压Va，制作曲线的步骤；以及

(vi)根据在(v)的步骤中得到的曲线，针对绝缘覆膜所要求的耐电压而求出气孔径的步骤。

2.根据权利要求1所述的绕组用覆盖电线，其中，

绝缘覆膜的膜厚是20μm～150μm。

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