CN111566759A - 绝缘线、线圈和电气/电子设备 - Google Patents

绝缘线、线圈和电气/电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种绝缘线、将该绝缘线进行绕线加工而成的线圈和使用该线圈而成的电气/电子设备，该绝缘线是在扁平导体上具有热塑性树脂层(A)作为被覆层的绝缘线，其特征在于，在上述热塑性树脂层(A)的与上述绝缘线截面的至少1条边对应的部分的表面，具有在上述绝缘线的长度方向上连续的至少1个突起部，在上述绝缘线截面，上述突起部和具有该突起部的表面的平坦部形成曲率半径为0.01～0.75mm的曲部，在上述绝缘线截面，上述突起部的侧面具有相对于具有该突起部的表面的平坦部小于90°的倾斜面。

Description

绝缘线、线圈和电气/电子设备
技术领域
本发明涉及绝缘线、线圈和电气/电子设备。
背景技术
导体被覆有绝缘覆膜而成的绝缘电线被用于组装到各种电气/电子设备中的线圈中。线圈特别常用于以马达、变压器为代表的电气/电子设备中。近年来，伴随着电气/电子设备的小型化和高性能化，绝缘电线被塞入非常狭小的部分。由此，全部导体的截面积(各绝缘电线的导体截面积的合计)在定子槽截面积中所占的比例(导体占空系数)变得非常高。毫不夸张地说，电气/电子设备的性能由定子中的槽中的导体占空系数决定。
在定子中的槽的内部细密填充有圆形截面的绝缘电线的情况下，存在死角(绝缘电线间的空间)。对于这种圆形截面的绝缘电线，为了提高占空系数，逐渐使用导体的截面形状类似于四边形(正方形或长方形)的扁平线的绝缘电线。相较于圆形截面的绝缘电线，扁平线的使用使死角减少，由此能够提高定子中的槽中的导体占空系数。
另外，期望通过减小绝缘覆膜的截面积来提高定子中的槽中的导体占空系数。但是，若减小绝缘覆膜的截面积，则有可能会牺牲其电性能(绝缘击穿特性等)。
鉴于这种情况，专利文献1中记载了一种绕线用的绝缘电线，其提高省略了绝缘纸的定子槽和/或相邻的绝缘电线间的电晕特性，使绝缘覆膜薄壁化，进而不易产生损伤。该绝缘电线在导体上直接或间接地形成有热塑性树脂被覆层，在该热塑性树脂被覆层的最外层设有突起。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-288106号公报
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1中记载的发明即便减小绝缘覆膜的截面积，在省略了绝缘纸的定子槽中也表现出上述性能。但是，关于用于形成绝缘电线的线圈的弯曲加工性，还有进一步提高的余地。
另外，近年来，为了提高马达效率而设计为流通高电流的线圈较多，由此，会产生比以往更多的焦耳热。若线圈的温度升高，则会产生涡流损耗，马达效率降低。因此，要求抑制线圈的温度上升。
本发明的课题在于提供一种绝缘线，其能够实现在截面积中所占的导体占空系数大、可确保所期望的间隙面积、可利用冷却液或气体高效地进行冷却的线圈，并且弯曲加工性优异。另外，本发明的课题在于提供一种将该绝缘线进行绕线加工而成的线圈。另外，本发明的课题在于提供一种使用该线圈而成的电气/电子设备。
用于解决课题的手段
本发明人进行了深入的研究，结果发现，在扁平导体上具有热塑性树脂层作为被覆层的绝缘线中，在上述热塑性树脂层的与上述绝缘线截面的至少1条边对应的部分的表面，具有在上述绝缘线的长度方向上连续的至少1个突起部，该突起部和具有该突起部的表面的平坦部形成特定的曲率半径的曲部，上述突起部的侧面具有相对于具有该突起部的表面的平坦部小于90°的倾斜面，由此弯曲加工性优异，能够提高定子槽中的导体占空系数，进而即便在线圈加工后也能确保用于使冷却液或气体等容易通过的间隙面积。本发明是基于该技术思想而完成的。
上述课题通过以下的手段得到解决。
<1>
一种绝缘线，其为在扁平导体上具有热塑性树脂层(A)作为被覆层的绝缘线，其特征在于，在上述热塑性树脂层(A)的与上述绝缘线截面的至少1条边对应的部分的表面，具有在上述绝缘线的长度方向上连续的至少1个突起部，
在上述绝缘线截面，上述突起部和具有该突起部的表面的平坦部形成曲率半径为0.01～0.75mm的曲部，
在上述绝缘线截面，上述突起部的侧面具有相对于具有该突起部的表面的平坦部小于90°的倾斜面。
<2>
如<1>所述的绝缘线，其中，上述突起部的侧面具有相对于具有上述突起部的表面的平坦部为1～80°的倾斜面。
<3>
如<1>或<2>所述的绝缘线，其特征在于，上述突起部的高度为30μm以上3000μm以下。
<4>
如<1>～<3>中任一项所述的绝缘线，其特征在于，在上述热塑性树脂层(A)表面的与上述绝缘线截面的至少1对对置两边对应的部分的表面，分别各具有1个上述突起部。
<5>
如<1>～<4>中任一项所述的绝缘线，其特征在于，在上述热塑性树脂层(A)表面的与上述绝缘线截面的至少1对对置两边对应的部分的表面，分别各具有2个上述突起部。
<6>
如<1>～<5>中任一项所述的绝缘线，其中，在上述热塑性树脂层(A)表面的与上述绝缘线截面的短边对应的部分的表面，具有上述突起部。
<7>
如<1>～<6>中任一项所述的绝缘线，其中，在上述扁平导体与上述热塑性树脂层(A)之间具有绝缘层(B)，该绝缘层(B)由热固性树脂构成。
<8>
如<1>～<7>中任一项所述的绝缘线，其特征在于，上述热塑性树脂层(A)的平坦部的表面粗糙度Ra为0.01μm以上0.5μm以下。
<9>
如<1>～<8>中任一项所述的绝缘线，其特征在于，上述热塑性树脂层(A)由聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚萘二甲酸乙二醇酯和/或热塑性聚酰亚胺构成。
<10>
一种线圈，其特征在于，其是将<1>～<9>中任一项所述的绝缘线进行绕线加工而成的。
<11>
一种电气/电子设备，其特征在于，其使用<10>所述的线圈而成。
发明的效果
本发明的绝缘线能够实现在截面积中所占的导体占空系数大、可确保所期望的间隙面积、可利用冷却液或气体高效地进行冷却的线圈，并且弯曲加工性(耐弯曲性)优异。根据本发明，可以提供将上述绝缘线进行绕线加工而成的线圈。另外，根据本发明，可以提供使用上述线圈而成的电气/电子设备。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的绝缘线的示意性截面图，绝缘线截面的对置的2条长边分别具有在绝缘线的长度方向上连续的2个突起部，绝缘线截面的对置的2条短边分别具有在绝缘线的长度方向上连续的1个突起部。
图2是本发明的一个实施方式的绝缘线的示意性截面图，绝缘线截面的对置的2条短边分别具有在绝缘线的长度方向上连续的2个突起部。
图3是本发明的一个实施方式的绝缘线的示意性截面图，绝缘线截面的对置的2条长边分别具有在绝缘线的长度方向上连续的1个突起部，绝缘线截面的对置的2条短边分别具有在绝缘线的长度方向上连续的1个突起部。
图4是本发明的一个实施方式的绝缘线的示意性截面图，绝缘线截面的对置的2条长边分别具有在绝缘线的长度方向上连续的1个突起部。
图5是本发明的一个实施方式的绝缘线的示意性截面图，绝缘线截面的1条短边具有在绝缘线的长度方向上连续的1个突起部。
图6是本发明的一个实施方式的绝缘线的示意性截面图，绝缘线截面的1条长边具有在绝缘线的长度方向上连续的1个突起部，绝缘线截面的1条短边具有在绝缘线的长度方向上连续的1个突起部。
图7是本发明的一个实施方式的绝缘线的示意性截面图，绝缘线截面的对置的2条长边分别具有在绝缘线的长度方向上连续的1个突起部，绝缘线截面的对置的2条短边分别具有在绝缘线的长度方向上连续的1个突起部。
图8是本发明的一个实施方式的绝缘线的示意性截面图，绝缘线截面的对置的2条长边分别具有在绝缘线的长度方向上连续的2个突起部，绝缘线截面的对置的2条短边分别具有在绝缘线的长度方向上连续的1个突起部。
图9是比较例3中制作的绝缘线的示意性截面图。
图10是在本发明的绝缘线的一例中具有在长度方向上连续的突起部的形态的示意图。
图11是具有在长度方向上不连续地形成的突起部的绝缘线的一例。
具体实施方式
(绝缘线)
本发明的绝缘线在扁平导体上具有热塑性树脂层(A)作为被覆层。本发明的绝缘线在上述热塑性树脂层(A)的与上述绝缘线截面的至少1条边对应的部分的表面具有在上述绝缘线的长度方向上连续的至少1个突起部。对于本发明的绝缘线，在线截面上，上述突起部和具有该突起部的表面具有曲率半径为0.01～0.75mm的曲部。本发明的绝缘线中，上述突起部的侧面具有相对于具有该突起部的表面的平坦部小于90°的倾斜面。倾斜面朝向突起部的中心倾斜。上述绝缘线截面是与长度方向垂直的截面。
以下，参照图1对本发明的绝缘线的一个实施方式进行说明。
本发明的绝缘线10在扁平导体1上具有热塑性树脂层2作为被覆层。本发明的绝缘线10中，与绝缘线截面的对置的2条长边对应的部分的表面分别具有在绝缘线的长度方向上连续的2个突起部。这些突起部具有相对于具有该突起部的表面的平坦部小于90°的倾斜面5。本发明的绝缘线10中，与绝缘线截面的对置的2条短边对应的部分的表面分别具有在绝缘线的长度方向上连续的1个突起部。这些突起部具有相对于具有该突起部的表面的平坦部小于90°的倾斜面5。本发明的绝缘线10在其截面中上述突起部和具有该突起部的表面的平坦部的边界形成曲率半径为0.01～0.75mm的曲部4。
图8是本发明的绝缘线的另一实施方式，除了在扁平导体1上具有绝缘层3、并且在该绝缘层3上具有热塑性树脂层2以外，与图1所示的实施方式的绝缘电线相同。
需要说明的是，在图1所示的实施方式的绝缘电线中，也可以在扁平导体1与热塑性树脂层2之间具有中间层(A1)。图5～图7所示的实施方式的绝缘线也相同。
在图8所示的实施方式的绝缘线中，也可以在扁平导体1与绝缘层3之间具有中间层(A2)。另外，也可以在绝缘层3与热塑性树脂层2之间具有中间层(B1)。图2～图4和图8所示的实施方式的绝缘线也相同。
中间层(A1)、(A2)或(B1)省略图示。
另外，这些各层可以为1层，也可以由2层以上的多层构成。
以下，从扁平导体起依次进行说明。
<扁平导体>
作为在本发明的绝缘线中使用的扁平导体，可以使用通常的绝缘线中所用的扁平导体，可以举出铜线、铝线等金属导体。优选为铜线，更优选含氧量为30ppm以下的低氧铜、进一步优选为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。
本发明的绝缘线中使用的扁平导体的截面形状为扁平形状。扁平形状的导体与圆形的导体相比，在绕线时对于定子槽的占空系数更高。因此，适于这种用途。
从抑制来自角部的局部放电的方面出发，如图1～8所示，扁平导体优选为在四角设有倒角(曲率半径r)的形状。曲率半径r优选为0.6mm以下、更优选为0.2～0.4mm的范围。
对扁平导体的截面的尺寸没有特别限定，宽度(长边)优选为1.0～5.0mm、更优选为1.4～4.0mm，厚度(短边)优选为0.4～3.0mm、更优选为0.5～2.5mm。宽度(长边)与厚度(短边)的长度的比例优选为1：1～4：1。需要说明的是，本发明的绝缘线中使用的扁平导体的截面也可以是宽度与厚度为相同长度、即近似正方形。导体的截面为近似正方形的情况下，长边分别是指导体的截面的一个对置两边，短边分别是指另一对置两边。
<热塑性树脂层(A)>
本发明的绝缘线具有由热塑性的树脂构成的热塑性树脂层(A)。
本发明的绝缘线可以在扁平导体上直接具有热塑性树脂层(A)，也可以隔着中间层(A1)、绝缘层(B)和/或中间层(B)具有热塑性树脂层(A)作为挤出被覆树脂层。需要说明的是，中间层(A)和(B)可以与绝缘层(B)同样地形成。绝缘层(B)的形成方法如后所述。
通过设置挤出被覆树脂层，能够得到局部放电起始电压高的绝缘线。
挤出被覆法的优点在于，在制造工序中无需通过烘烤炉，因此能够在不使扁平导体的氧化覆膜层的厚度生长的情况下增加热塑性树脂层(A)的厚度。
挤出被覆树脂层中所用的树脂使用热塑性的树脂，其中优选使用耐热性优异的热塑性树脂。
作为这样的热塑性树脂，可以举出聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、热塑性聚酰胺(TPA)、热塑性聚酯(TPE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、热塑性聚酰亚胺(TPI)、聚苯硫醚(PPS)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚醚酮(PEEK)、改性聚醚醚酮(改性PEEK)等。
其中，作为PEEK，可以举出例如KetaSpire KT-820(Solvay Specialty Polymers公司制造、商品名)、PEEK450G(Victrex Japan公司制造、商品名)；作为改性PEEK，可以举出Avaspire AV-650(Solvay Specialty Polymers公司制造、商品名)、AV-651(SolvaySpecialty Polymers公司制造、商品名)；作为TPI，可以举出Aurum PL450C(三井化学公司制造、商品名)；作为PPS，可以举出FORTRON 0220A9(Polyplastics公司制造、商品名)、PPSFZ-2100(DIC公司制造、商品名)；作为热塑性PA，可以举出尼龙6,6的FDK-1(Unitika公司制造、商品名)、尼龙4,6的F-5000(Unitika公司制造、商品名)、尼龙6,T的Arlen AE-420(三井石油化学公司制造、商品名)、尼龙9,T的Genestar N1006D(KURARAY公司制造、商品名)等市售品。
需要说明的是，作为改性PEEK，包括对PEEK将PPS、PES、PPSU和/或PEI合金化而成的改性PEEK等，可以举出例如Solvay Specialty Polymers公司制造的Avaspire AV-621、AV-630、AV-651、AV-722、AV-848等。
这些热塑性树脂中，优选PEEK、PPS、TPI、PEN。
其中，挤出被覆树脂层中所用的树脂会降低局部放电起始电压，并且若考虑到耐溶剂性，则更优选使用结晶性树脂。
特别是，本发明的绝缘线要求在线圈加工时覆膜不易损伤，因此优选使用结晶性、且弹性模量特别高的改性PEEK、PEEK、PPS。
需要说明的是，所使用的热塑性树脂可以仅单独使用1种，也可以将2种以上混合使用。另外，在由多层的热塑性树脂层(A)构成的层积挤出被覆树脂层的情况下，各层可以使用相互不同的热塑性树脂，也可以使用混合比例不同的热塑性树脂。
在将2种热塑性树脂混合使用的情况下，例如可以将两者进行聚合物合金化而以相容型均匀的混合物的形式使用，或对非相容系的共混物使用增容剂形成相容状态来使用。
挤出被覆树脂层的厚度没有特别限制，优选为30～300μm。该厚度是不具有突起部的状态下的厚度，即平坦部的厚度。若挤出被覆树脂层的厚度过小，则绝缘性降低，容易产生局部放电劣化，无法满足作为线圈的要求。若挤出被覆树脂层的厚度过大，则绝缘线的刚性变得过高，弯曲加工变得困难，并且也会导致成本上升。
本发明的绝缘线中，上述挤出被覆树脂层的厚度更优选为50～250μm、进一步优选为60～200μm。
热塑性树脂层(A)的平坦部的表面粗糙度Ra没有特别限制，Ra优选为0.01μm以上0.5μm以下。通过为该范围，本发明的绝缘线的利用冷却油的冷却效率优异。
需要说明的是，在本发明的说明中，表面粗糙度Ra是利用株式会社东京精密制造的接触式表面粗糙度计SURFCOM FLEX-50A或者株式会社KEYENCE制造的非接触式激光显微镜VK-X(均为商品名)根据JIS B 0601:2013以下述测定条件所求出的值。
(测定条件)
关于测定Ra的长度(测定长度)，利用JIS B 0633:2001所记载的评价长度的标准值来实施测定。为了正确地测定表面形状，根据需要通过鼓风去除表面的附着物等，在涂布有油等的情况下，利用渗入有己烷等有机溶剂的碎布轻轻清洗。测定环境设为温度25℃±5℃、湿度50％±10％。由于会影响测定结果，因此试样在使覆膜不变形的同时尽可能矫直。测定中，将测定长度每1点的数据设为N＝1，使用N＝10的平均值。
本发明的绝缘线在与绝缘线截面的至少1条边对应的部分的表面、即热塑性树脂层(A)的表面具有在上述绝缘线的长度方向上连续的至少1个突起部。对于本发明的绝缘线，在线截面上，由上述突起部和具有该突起部的边的平坦部所形成的曲部的曲率半径为0.01～0.75mm，上述突起部的侧面具有相对于具有该突起部的表面的平坦部小于90°的倾斜面。即，在上述绝缘线截面，突起部不具有相对于具有该突起部的表面的平坦部垂直地隆起的侧面部分。
通过使曲率半径为0.01～0.75mm，能够兼顾弯曲加工性的提高与间隙面积的确保。
另外，通过使突起部在绝缘线的长度方向上连续，能够提高耐弯曲性。
另外，若突起部不具有倾斜面、即突起部的侧面垂直于与边对应的部分(平坦部)的表面，则在对线材进行弯曲加工时，应力会集中于突起部与平坦部接触的部分(突起部与平坦部的接缝)，挤出被覆层会产生龟裂，无法保持绝缘性。
上述倾斜面相对于平坦部表面(基准面)的角度只要小于90°即可，为了兼顾并提高间隙面积与加工性，优选为5～80°、更优选为10～60°。上述角度的上限进一步优选小于60°，进而从弯曲加工性的方面出发，特别优选小于30°。
在本发明的绝缘线截面的具有突起部的1条边上，将未设置突起部的状态的平坦部的热塑性树脂层(A)的膜厚(最小膜厚)设为aμm，突起部的最大高度部分处的热塑性树脂层(A)的膜厚(最大膜厚)设为bμm时(在1条边具有2个以上突起部的情况下，将各突起部的最大膜厚的平均设为bμm)，a/b的值优选为0.60以上0.90以下。因此，在多条边具有突起部的情况下，优选在各条边上a/b的值为0.60以上0.90以下。
另外，在1条边具有多个突起部的情况下，特别优选在各个突起部处a/b的值为0.60以上0.90以下。
此处，如上所述，最小膜厚是未设置突起部的状态下的膜厚，并且为在同一边上未形成有突起部的部分的膜厚。
需要说明的是，在本发明的绝缘线中，突起部并不仅限于膜厚在突起部的两侧显示出拐点的部分。例如，也包括如在边的端部设有突起部的情况那样，在形成有突起部的边的端部方向或短边方向(厚度方向)未显示出拐点的部分。另外，关于本发明的绝缘线中的突起部，突起部与各边的端部或者突起部与平坦部平滑地连接。突起部和具有该突起部的边的平坦部具有曲率半径为0.01～0.75mm的曲部。由于该突起部并未从平坦部以矩形状突出，因此应力不会集中于突起部与各边端部的边界或突起部与平坦部的边界。此处，在边的两端附近分别各具有1个突起部时，突起部与边的端部的连接可以经由平坦部将突起部与边的端部连接，也可以将突起部与边的端部直接连接。
上述a/b的值优选为0.65以上0.85以下、更优选为0.70以上0.80以下。
另一方面，其中的最小膜厚a优选为30μm以上200μm以下、更优选为50μm以上170μm以下、进一步优选为80μm以上140μm以下、特别优选为90μm以上120μm以下。
另外，突起部的最大膜厚或者突起部的最大膜厚的平均b优选为30μm以上350μm以下、更优选为40μm以上250μm以下、进一步优选为50μm以上200μm以下。另外，平均b优选为60μm以上3200μm以下。
另外，关于突起部的高度、即从平坦部表面至突起部最大高度部分的距离(b-a)，为了充分地确保间隙面积并提高冷却效率，优选为30μm以上3000μm以下、更优选为50μm以上300μm以下。另外，上述距离也优选为20μm以上300μm以下。
关于本发明中的突起部的截面形状，如图1～8所示，优选为厚度依次增大、若超过突起部的极大点则厚度反而依次减小的突起部，优选具有1个所谓顶点的山形形状的突起部(在该情况下，最大高度即为顶点部分)。即，若超过突起部的顶点(也可以朝向极大点暂时平坦、但依次增大，换言之，不包括减小而依次增大，为极大点的顶点)，则优选不增大而依次减小的曲线的突起部。
需要说明的是，关于1个突起部在底边所占的比例，在将边的长度设为L的情况下，优选为L/2～L/10。
(突起部的配置)
本发明的绝缘线的突起部的配置优选为以下的1)～3)。
1)在热塑性树脂层(A)表面的与绝缘线截面的至少1对对置两边对应的部分，分别各具有1个突起部(例如图4、7)。通过如此配置突起部，在进行线圈加工时，将绝缘线向边缘方向和平坦方向的任一方向弯曲时均能有效地确保所期望的间隙面积。
2)在热塑性树脂层(A)表面的与绝缘线截面的至少1对对置两边对应的部分，分别各具有2个突起部(例如图2)。通过如此配置突起部，在堆积绝缘线的情况下，能够使绝缘线彼此稳定地处于规定的位置，作为马达搭载于车辆时的抗振动变强。
3)在热塑性树脂层(A)表面的与绝缘线截面的短边对应的部分，具有突起部(例如图5)。通过如此配置突起部，在槽内，在绝缘线与线芯之间能够产生空间，因此线圈端部以外也能有效地进行冷却。
需要说明的是，本申请说明书中，“边”仅表示不包括具有上述曲率半径r的角部的所谓设置突起部前的直线部分。
在本发明的绝缘线中，在与1对对置两边对应的部分的表面分别具有突起部的情况下，这些突起部的a/b的值可以设为相同的值，也可以设为相互不同的值。该情况下，关于截面形状中对于对置的2条边的突起部的配置，优选相对于对置的2条边的中心点或中心线为点对称或线对称。关于突起部的高度，也可以在各边中或在各突起部不同，但在同一边具有2个突起部的情况下，若设想绝缘线的使用时，则各突起部的高度优选为相同。
此处，在本发明的绝缘线的截面中，在1条边具有1个突起部的情况下，优选在边的中央附近具有突起部。
另一方面，在1条边具有至少2个突起部的情况下，优选在边的两端附近分别具有1个突起部。另外，优选在边的端部附近具有1个突起部，并且从自边的中央至该边的端部为止的中间点至不具有突起部一侧的端部为止之间具有另一个突起部。另外，优选从自边的中央至边的端部为止的中间点至边的两端为止之间分别具有1个突起部。
在1条边具有至少2个突起部的情况下，其中，优选在边的两端附近分别具有1个突起部，或从自边的中央至边的端部为止的中间点至边的两端为止之间左右分别具有1个突起部。
需要说明的是，边的中央附近是指，在将边的长度设为L的情况下，边的中央和距中央±L/10的范围。本发明中，优选将突起部的极大点设置在边的中央点。
另一方面，边的端部附近是指距边的末端L/10的范围。本发明中，优选将突起部的极大点设置在边的端部附近。
这种截面形状的热塑性树脂层(A)可以通过使用与所期望的截面形状为相似形状的挤出模具，利用挤出机挤出被覆而形成。
本发明的绝缘线中，也可以在不对特性造成影响的范围内，在获得挤出被覆树脂层的原料中混配结晶成核剂、结晶促进剂、气泡成核剂、抗氧化剂、抗静电剂、紫外线防止剂、光稳定剂、荧光增白剂、颜料、染料、增容剂、润滑剂、增强剂、阻燃剂、交联剂、交联助剂、增塑剂、增稠剂、减粘剂和弹性体等中的至少1种。另外，对于所得到的绝缘线，可以层积由含有这些添加剂的树脂构成的层，也可以涂布含有这些添加剂的涂料。
<绝缘层(B)>
对于本发明的绝缘线，为了有效地确保耐热性的赋予和导体的绝缘性，在扁平导体与热塑性树脂层(A)之间可以具有至少1层由热固性树脂构成的绝缘层(B)作为漆包烘烤层。
需要说明的是，本发明的绝缘线中，1层是指，在将构成层的树脂和所含有的添加物完全相同的层进行层积的情况下为同一层。即便由同一树脂构成但添加物的种类或混配量不同等构成层的组合物不同的层作为相互不同的层来计算。
这对于漆包烘烤层以外的其他层也相同。
漆包烘烤层是将树脂清漆多次涂布到扁平导体上并进行烘烤而形成的。漆包烘烤层可以根据需要含有抗氧化剂、抗静电剂、紫外线防止剂、光稳定剂、荧光增白剂、颜料、染料、增容剂、润滑剂、增强剂、阻燃剂、交联剂、交联助剂、增塑剂、增稠剂、减粘剂和弹性体等中的至少一种。涂布树脂清漆的方法为常规方法即可，例如，有使用与导体形状为相似形状的清漆涂布用模具的方法。涂布有这些树脂清漆的扁平导体仍然利用常规方法在烘烤炉中进行烘烤。具体的烘烤条件取决于其所使用的炉的形状等，若为约8m的自然对流式的立式炉，则可以通过在400～500℃将通过时间设定为10～90秒而实现。
为了使热固性树脂清漆化，树脂清漆使用有机溶剂等，作为有机溶剂，只要不阻碍热固性树脂的反应就没有特别限制，可以举出例如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺等酰胺系溶剂、N,N-二甲基乙烯脲、N,N-二甲基丙烯脲、四甲基脲等脲系溶剂、γ-丁内酯、γ-己内酯等内酯系溶剂、碳酸亚丙酯等碳酸酯系溶剂、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、丁基乙酸溶纤剂、丁基卡必醇乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯等酯系溶剂、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚等乙二醇二甲醚系溶剂、甲苯、二甲苯、环己烷等烃系溶剂、环丁砜等砜系溶剂等。
在这些有机溶剂中，从高溶解性、高反应促进性等方面考虑，优选为酰胺系溶剂、脲系溶剂，由于不具有容易阻碍加热引起的交联反应的氢原子，因此更优选N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙烯脲、N,N-二甲基丙烯脲、四甲基脲，特别优选N-甲基-2-吡咯烷酮。
需要说明的是，作为热固性树脂层(B)的漆包烘烤层可以直接设置于扁平导体的外周，也可以隔着中间层(A)设置。
热固性树脂清漆的热固性树脂可以使用通常漆包线中所用的材料，可以举出例如聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚酰亚胺(PI)、聚酯酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺乙内酰脲改性聚酯、聚酰胺、甲缩醛、聚氨酯、热固性聚酯(PEst)、H级聚酯(HPE)、聚乙烯醇缩甲醛、环氧树脂、聚乙内酰脲。
优选耐热性优异的聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚酯酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺乙内酰脲改性聚酯等聚酰亚胺系树脂。可以使用紫外线固化树脂等。
另外，这些热固性树脂可以仅单独使用1种，也可以混合2种以上使用。另外，由多层热固性树脂层(B)构成的层积漆包烘烤层的情况下，各层中可以使用相互不同的热固性树脂，也可以使用不同混合比例的热固性树脂。
本发明的绝缘线中，作为热固性树脂，优选选自由聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、热固性聚酯(PEst)和H级聚酯(HPE)组成的组中的热固性树脂，其中，优选聚酰亚胺(PI)或聚酰胺酰亚胺(PAI)，特别优选聚酰亚胺(PI)。
此处，H级聚酯(HPE)是指耐热等级为H级的聚酯，其通过在芳香族聚酯中添加酚醛树脂等来使树脂改性而得到。市售的H级聚酯(HPE)可以举出Isonel 200(美国SchenectadyInternational公司制造商品名)等。
对于聚酰亚胺(PI)没有特别限制，可以使用全芳香族聚酰亚胺和热固性芳香族聚酰亚胺等任意的聚酰亚胺树脂。可以使用例如市售品(Unitika公司制造、商品名：Uimide；宇部兴产公司制造、商品名：U-varnish；DuPont-Toray公司制造、商品名：#3000等)。另外，可以使用下述聚酰亚胺树脂：通过常规方法，使用在极性溶剂中使芳香族四羧酸二酐和芳香族二胺类反应而得到的聚酰胺酸溶液，通过形成被覆时的烘烤时的加热处理进行酰亚胺化，从而得到聚酰亚胺树脂。
作为聚酰胺酰亚胺(PAI)的具体例，可以举出市售品(例如日立化成公司制造、商品名：HI406等)。另外，可以使用利用常规方法使三羧酸酐和二异氰酸酯类在例如极性溶剂中直接反应而得到的聚酰胺酰亚胺，或在极性溶剂先使三羧酸酐与二胺类反应，先导入酰亚胺键，再利用二异氰酸酯类使其酰胺化而得到的聚酰胺酰亚胺。
需要说明的是，聚酰胺酰亚胺(PAI)具有下述特性：与其他树脂相比，导热系数低，绝缘击穿电压高，能够烘烤固化。
为了减少通过烘烤炉的次数、防止扁平导体与漆包烘烤层的粘接力极端降低，漆包烘烤层的厚度优选为80μm以下、更优选为60μm以下、特别优选为50μm以下。另外，为了不损害作为绝缘线的漆包线所需要的特性即耐电压特性、耐热特性，优选漆包烘烤层具有一定程度的厚度。漆包烘烤层的下限厚度只要为不产生针孔的程度的厚度，则没有特别限制，优选为3μm以上、进一步优选为6μm以上。
漆包烘烤层可以为1层，也可以为多层。
(绝缘线的制造方法)
本发明的绝缘线的制造方法按照各个层进行说明。
本发明的绝缘线能够用于各种电气/电子设备等需要耐电压性、耐热性的领域。例如，本发明的绝缘线可以进行线圈加工而用于马达、变压器等，能够构成高性能的电气/电子设备。特别是适合用作HV(混合动力汽车)、EV(电气汽车)的驱动马达用的绕线。
实施例
以下，基于实施例对本发明进行进一步详细的说明，但本发明并不限于此。
(实施例1)
参照图1进行记载。
扁平导体1使用截面为扁平(长边3.2mm×短边2.4mm、四角倒角的曲率半径r＝0.3mm)的导体(含氧量15ppm的铜)。
以扁平导体1为芯线，挤出机的螺杆使用30mm全螺纹、L/D＝20、压缩比3，如下形成挤出被覆树脂层。
在热塑性树脂层2[挤出被覆树脂层2]的形成时，使用聚醚醚酮(PEEK)(SolvaySpecialty Polymers公司制造、商品名：KetaSpire KT-820、相对介电常数3.1)。使用挤出模具按照挤出被覆树脂层2的截面的外形形状与图1所示的形状为相似形状的方式进行PEEK的挤出被覆，制作出实施例1的绝缘线。
(实施例2)
参照图2进行记载。
扁平导体1使用截面为扁平(长边3.2mm×短边2.4mm、四角倒角的曲率半径r＝0.3mm)的导体(含氧量15ppm的铜)。
在热固性树脂层3[内侧绝缘层3]的形成时，使用与形成在扁平导体1上的热固性树脂层3的形状为相似形状的模具。将聚酰亚胺树脂(PI)清漆(Unitika公司制造、商品名：Uimide)涂布到扁平导体1上，使其以烘烤时间为15秒的速度通过设定为450℃的炉长8m的烘烤炉内，将其重复数次，由此形成热固性树脂层3，获得漆包线。
以所得到的漆包线为芯线，挤出机的螺杆使用30mm全螺纹、L/D＝20、压缩比3，如下形成挤出被覆树脂层2。
挤出被覆树脂层2使用聚醚醚酮(PEEK)(Solvay Specialty Polymers公司制造、商品名：KetaSpire KT-820、相对介电常数3.1)。使用挤出模具按照挤出被覆树脂层2的截面的外形形状与图2所示的形状为相似形状的方式进行PEEK的挤出被覆。制作出在热固性树脂层3的外侧具有挤出被覆树脂层2的实施例2的绝缘线。
(实施例3～9和比较例1～4)
采用表1所示的构成，除此以外与实施例1或2同样地制作出实施例3～9和比较例1～4的绝缘线。
对如上所述制作的各绝缘线进行了下述评价。将所得到的结果归纳示于下述表1。
(间隙面积的测定)
关于间隙面积，如JIS C 3216-2中记载的那样，利用测微计测定尺寸，从所得到的2个方向以A边×B边计算出绝缘线在线圈成型后所能获得的最大截面积(若参照图3进行说明，则为将“从与1条短边对应的部分的表面的突起部的顶点至与对置的短边对应的部分的表面的突起部的顶点为止的长度”乘以“从与1条长边对应的部分的表面的突起部的顶点至与对置的长边对应的部分的表面的突起部的顶点为止的长度”而算出的面积)。进而，通过树脂包埋和研磨后的截面显微镜观察，实测绝缘电线的截面积。将(最大的截面积)－(截面积实测值)定义为冷却用介质所通过的间隙面积。
评价基准如下所示。A～C为合格。
(评价基准)
A：30mm2以上
B：1mm2以上且小于30mm2
C：0.2mm2以上且小于1mm2
D：小于0.2mm2
(弯曲性试验)
(1)20％事先拉伸后沿边(edgewise)试验
沿边弯曲试验依照JIS C 3216-3来实施。假定在更苛刻的环境下使用，绝缘线使用将上述制作后的长度设为100％并事先拉伸至120％的绝缘线。将绝缘线分别以凹口(圆周方向上宽度1.0μm、深度5μm)部分为中心的方式缠绕在Φ1.5mm的SUS制的棒上。将热塑性树脂层(A)裂开且龟裂发展至导体的整个面的绝缘线设为“C”，将龟裂虽发展至热塑性树脂层(A)、但未到达导体的绝缘线设为“B”，将凹口部分也一同伸长且凹口未发展的绝缘线作为“A”，以3个阶段进行评价。需要说明的是，“B”以上为合格水平。
(2)20％事先拉伸后平卷(flatwise)试验
扁平弯曲加工试验依照JIS C 3216-3来实施。假定在更苛刻的环境下使用，绝缘线使用将上述制作后的长度设为100％并事先拉伸至120％的绝缘线。将绝缘线分别以凹口(圆周方向上宽度1.0μm、深度5μm)部分为中心的方式缠绕在Φ1.5mm的SUS制的棒上。将热塑性树脂层(A)裂开且龟裂发展至导体的整个面的绝缘线设为“C”，将龟裂虽发展至热塑性树脂层(A)、但未到达导体的绝缘线设为“B”，将凹口部分也一同伸长且凹口未发展的绝缘线作为“A”，以3个阶段进行评价。需要说明的是，“B”以上为合格水平。
(导体占空系数)
上述的导体占空系数以[(导体的截面积)/(截面积实测值)]×100(％)的形式算出。绝缘电线的截面积和导体的截面积与上述间隙面积的测定同样地通过树脂包埋和研磨后的截面显微镜观察来进行实测。评价基准如下所示。
-评价基准-
A：超过94％且为100％以下
B：超过90％且为94％以下
C：超过86％且为90％以下
【表1】
Figure BDA0002578432350000171
<表的备注>
热塑性树脂层(A)的厚度为平坦部的厚度。
“倾斜角度”是指，突起部的侧面具有相对于具有上述突起部的基准面呈倾斜角度的倾斜面。
“连续”是指突起部在绝缘线的长度方向上连续地形成(参照图10)，“不连续”是指突起部在绝缘线的长度方向上未连续地形成(参照图11)。
实施例3的热塑性树脂层(A)由80μm的PPS层和80μm的PEEK层构成。
(热固性树脂)
PI：Unitika公司制造、商品名：Uimide
PAI：日立化成公司制造、商品名：HI406系列
(热塑性树脂)
PEEK：Solvay Specialty Polymers公司制造、商品名：KetaSpire KT-820、相对介电常数3.1
PPS：DIC公司制造、商品名：FZ-2100
TPI：三井化学公司制造、商品名：Aurum PL450C
PEN：帝人公司制造、商品名：Teonex TN8050SC
由表1可知，比较例1和4的曲率半径不满足本发明的规定，综合评价不合格。另外，比较例2由于突起部不连续，因而综合评价不合格。另外，比较例3由于不具有突起部，因而综合评价不合格。
与此相对，本发明的绝缘线(实施例1～9)的综合评价均为合格。
由上述结果可知，本发明的绝缘线可以优选适用于线圈、特别是马达线圈等电气/电子设备。
结合其实施方式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2018年2月16日在日本提交专利申请的日本特愿2018-25805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
10 绝缘线
1 扁平导体
2 热塑性树脂层(挤出被覆树脂层)
3 热固性树脂层(绝缘层)
4 曲部
5 倾斜面

Claims (11)

1.一种绝缘线，其为在扁平导体上具有热塑性树脂层(A)作为被覆层的绝缘线，其特征在于，在所述热塑性树脂层(A)的与所述绝缘线截面的至少1条边对应的部分的表面，具有在所述绝缘线的长度方向上连续的至少1个突起部，
在所述绝缘线截面，所述突起部和具有该突起部的表面的平坦部形成曲率半径为0.01～0.75mm的曲部，
在所述绝缘线截面，所述突起部的侧面具有相对于具有该突起部的表面的平坦部小于90°的倾斜面。
2.如权利要求1所述的绝缘线，其中，所述突起部的侧面具有相对于具有所述突起部的表面的平坦部为1～80°的倾斜面。
3.如权利要求1或2所述的绝缘线，其特征在于，所述突起部的高度为30μm以上3000μm以下。
4.如权利要求1～3中任一项所述的绝缘线，其特征在于，在所述热塑性树脂层(A)表面的与所述绝缘线截面的至少1对对置两边对应的部分的表面，分别各具有1个所述突起部。
5.如权利要求1～4中任一项所述的绝缘线，其特征在于，在所述热塑性树脂层(A)表面的与所述绝缘线截面的至少1对对置两边对应的部分的表面，分别各具有2个所述突起部。
6.如权利要求1～5中任一项所述的绝缘线，其中，在所述热塑性树脂层(A)表面的与所述绝缘线截面的短边对应的部分的表面，具有所述突起部。
7.如权利要求1～6中任一项所述的绝缘线，其中，在所述扁平导体与所述热塑性树脂层(A)之间具有绝缘层(B)，该绝缘层(B)由热固性树脂构成。
8.如权利要求1～7中任一项所述的绝缘线，其特征在于，所述热塑性树脂层(A)的平坦部的表面粗糙度Ra为0.01μm以上0.5μm以下。
9.如权利要求1～8中任一项所述的绝缘线，其特征在于，所述热塑性树脂层(A)由聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚萘二甲酸乙二醇酯和/或热塑性聚酰亚胺构成。
10.一种线圈，其特征在于，其是将权利要求1～9中任一项所述的绝缘线进行绕线加工而成的。
11.一种电气/电子设备，其特征在于，其使用权利要求10所述的线圈而成。
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