CN114550984A - 绝缘电线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种绝缘电线，即使在用于进行高电压驱动、逆变器驱动的电机的线圈的情况下，也抑制局部放电的发生而且抑制皮膜破裂的发生。在具有形成为长条状的导体和将一层或多层覆盖导体周围的绝缘层层叠而构成的绝缘皮膜的绝缘电线中，绝缘层具有空孔区域和树脂区域。空孔区域由树脂和多个空孔构成。树脂区域由树脂构成。绝缘层在径向内侧的第一界面与径向外侧的第二界面之间未设置界面、且从所述第一界面开始沿着所述第二界面依次配置有空孔区域和树脂区域。

Description

绝缘电线

技术领域

本公开涉及绝缘电线。

背景技术

已知有在形成为长条状的导体的周面设置有绝缘皮膜的绝缘电线(例如，参照专利文献1)。

该绝缘电线例如被用于工业用电机的线圈等。

在工业用电机中，在要求高输出的情况下进行高电压驱动。另外，还进行逆变器驱动，即：通过使用了逆变器的可变电压或可变频率的交流电源来进行电机的速度控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-106712号公报

发明内容

发明要解决的课题

在逆变器驱动中，会发生逆变器浪涌，即：在由开关引起的阻抗的不连续点处发生反射，从而被施加输出电压的2倍左右的电压的现象。

由于为了高电压驱动而施加于工业用电机的高电压、逆变器驱动中发生的逆变器浪涌，导致电机的线圈中使用的绝缘电线的绝缘皮膜中可能会发生局部放电。如果发生局部放电，则会侵蚀绝缘皮膜，有成为绝缘不良的原因这样的问题。

为了解决该问题，可考虑通过使用相对介电常数小的绝缘皮膜来提高局部放电起始电压，抑制局部放电的发生。这里，为了减小绝缘皮膜的相对介电常数，可考虑在绝缘皮膜内设置多个空孔。

然而，在绝缘皮膜内设置有多个空孔的情况下，存在例如绝缘皮膜内的多个空孔彼此沿着绝缘皮膜的厚度方向连接着结合(以下，也记载为连通)的可能性。如果为了加工成电机的线圈而使具有含有如此连通的空孔部(以下，也记载为连通部)的绝缘皮膜的绝缘电线按照成为螺旋状的方式进行弯曲、伸长，则由于在弯曲、伸长时施加于拉伸方向的力，有可能在绝缘皮膜中发生以连通部为起点的沿厚度方向的破裂(以下，也记载为皮膜破裂)。而且，存在由于产生的皮膜破裂而导致绝缘皮膜的绝缘性降低的可能性。

本公开的目的在于提供一种绝缘电线，即使在用于进行高电压驱动、逆变器驱动的电机的线圈的情况下，也抑制局部放电的发生、而且抑制皮膜破裂的发生。

用于解决课题的方法

本公开的一个方式为具有形成为长条状的导体、和将一层或多层覆盖导体周围的绝缘层层叠而构成的绝缘皮膜的绝缘电线，绝缘层具有空孔区域和树脂区域。空孔区域由树脂和多个空孔构成。树脂区域由树脂构成。绝缘层在径向内侧的第一界面与径向外侧的第二界面之间未设置界面，且从上述第一界面开始沿着上述第二界面依次配置有空孔区域和树脂区域。

根据这样的构成，具有空孔的空孔区域设置在绝缘皮膜所含的绝缘层中。由此，与不具有含有空孔的绝缘层的绝缘皮膜相比，能够降低相对介电常数，容易提高局部放电起始电压。

另外，在绝缘层内，树脂区域按照沿着径向比空孔区域更靠外侧的方式配置。根据这样的构成，在绝缘层内，树脂区域设置在通过弯曲、伸长而容易在拉伸方向施加力的远离导体的区域，空孔区域设置在通过弯曲、伸长而难以在拉伸方向施加力的靠近导体的区域。由此，即使通过弯曲、伸长而在拉伸方向施加力，也能够抑制以连通部为起点的皮膜破裂的发生。

附图说明

图1是表示本实施方式中的与绝缘电线的长度方向正交的截面的概略的截面图。

图2是示意性地表示本实施方式中的一个绝缘层的内部的截面图。

图3是示意性地表示本实施方式中的绝缘皮膜的绝缘层的层叠结构的截面图。

图4是表示用SEM拍摄的绝缘皮膜的截面图像的图。

图5是表示将用SEM拍摄的绝缘皮膜的截面放大的图像的图。

图6是示意性地表示以往技术中的绝缘皮膜内部的绝缘层的层叠结构的例子的图。

图7是示意性地表示由空孔部的连通形成的连通部和皮膜破裂的图。

符号说明

1，1x：绝缘电线、3：导体、5，9：绝缘皮膜、51，51a，51b，51c，51x：绝缘层、511，511a，511b，511c：树脂区域、513，513a，513b，513c：空孔区域、P1，P2，P3，P1x，P2x，P3x：绝缘涂料、S：连通部、Va：空孔。

具体实施方式

[1.构成]

在本实施方式的绝缘电线1例如为用于电机等的线圈的漆包线的例子中适用，并进行说明。

将表示与绝缘电线1的长度方向正交的截面的概略的截面图示于图1。

如图1所示，绝缘电线1由呈长条状延伸的导体3和覆盖导体3的周面的绝缘皮膜5构成。需要说明的是，本实施方式中，在导体3的截面形状形成为圆形的例子中适用并进行说明。

在导体3被用作通常使用的金属制导线的例子中适用并进行说明。需要说明的是，作为导体3中使用的金属，例如可以使用铜、包含铜的合金、铝或包含铝的合金。另外，作为导体3，例如可以使用氧含量为30ppm以下的低氧铜、或无氧铜。

在使用直径为0.8mm的圆铜线作为本实施方式的导体3的例子中适用并进行说明。

绝缘皮膜5覆盖导体3的周面，抑制由于绝缘皮膜5的外侧物体与位于绝缘皮膜5的内侧的导体3接触等而引起的导通。

这里所说的外侧表示在与导体3的长条方向正交的截面中沿着导体3的径向绝缘皮膜5相对于导体3所在的一侧，内侧与外侧相反，表示在与导体3的长条方向正交的截面中沿着导体3的径向导体3相对于绝缘皮膜5所在的一侧。

需要说明的是，在绝缘皮膜5使用热固性树脂作为材料的例子中适用并进行说明。作为热固性树脂，可以使用聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺等。

本实施方式中，在使用聚酰亚胺作为绝缘皮膜5中使用的热固化树脂的例子中适用并进行说明。

另外，关于绝缘皮膜5，将包含热固化树脂的绝缘涂料在导体3的周围涂布一次而形成一个涂膜层，由对该涂膜层烘烤一次(固化)所形成的一个绝缘层51构成，或将上述绝缘涂料的涂布和烘烤重复进行多次，由使含有同种绝缘涂料的多个绝缘层51层叠而成的结构构成。一个绝缘层51的厚度形成为1μm以上且小于10μm(例如3μm程度)。通过多个绝缘层51的层叠而在相邻的绝缘层51彼此相互接触的部分的内侧与外侧分别形成界面，在绝缘层51的内部(＝与导体3的外表面接触的绝缘层51的内表面)没有绝缘层51的界面。这里所说的绝缘层51的界面是指例如作为绝缘层51的层与其他层的边界的面，具体地说，可以为径向上相邻的绝缘层51与绝缘层51之间的层、绝缘层51与空气等气体层的边界。需要说明的是，以下，在多个绝缘层51的每层中，也将沿径向的内侧界面记载为第一界面，将沿径向的外侧界面记载为第二界面。

图2是示意性地表示一个绝缘层51的内部的截面图。另外，图2是从与绝缘电线1的长条方向正交的截面看的截面图。另外，在图2中，将纸面上侧作为绝缘电线1的外侧、将纸面下侧作为绝缘电线1的内侧进行说明。需要说明的是，在图3～图5和图6～图7的图中，也将纸面上侧作为绝缘电线1的外侧、将纸面下侧作为绝缘电线1的内侧进行说明。另外，在图2、图3、图6和图7中，为了说明，绝缘层51的上表面和下表面记载为平面，但绝缘层51也可以为沿着导体3的周面的形状弯曲的形状。

如图2所示，绝缘层51在内部具有多个空孔Va。以下，在绝缘层51中，将没有形成空孔Va、由树脂形成的区域记载为树脂区域511，将具有树脂和多个空孔Va的区域记载为空孔区域513。即，本实施方式中，树脂区域511为不具有空孔Va的无空孔区域。另外，本实施方式中，构成空孔区域513的树脂由与构成树脂区域511的树脂相同的树脂构成。

本实施方式中，在空孔区域513所含的空孔Va的大小为0.1μm以上且2μm以下的例子中适用并进行说明。另外，空孔Va的形状例如形成为椭圆形状或圆形状。

需要说明的是，在绝缘层51中，树脂区域511的位置靠近绝缘层51的外侧，空孔区域513的位置靠近绝缘层51的内侧。换句话说，树脂区域511位于绝缘层51的厚度方向(即，径向)上远离导体3的区域，空孔区域513位于绝缘层51的厚度方向上靠近导体3的区域。空孔区域513的内侧表面为绝缘层51中的第一界面，树脂区域511的外侧表面为绝缘层51中的第二界面。

另外，一个绝缘层51中所含的树脂区域511的厚度相对于该绝缘层51的厚度具有5％以上且70％以下的厚度。

将示意性地表示绝缘皮膜5中的绝缘层51的层叠结构的截面图示于图3。

如图3所示，在形成绝缘皮膜5的多个绝缘层51的每层中，绝缘层51的外侧区域为树脂区域511，绝缘层51的内侧区域为空孔区域513。即，在层叠的多个绝缘层51中，树脂区域511与空孔区域513沿着绝缘电线1的径向以交替相邻的方式配置。具体地说，如图3所示，在从绝缘皮膜5的内侧开始按照绝缘层51a、绝缘层51b、绝缘层51c的顺序依次层叠的例子中适用并进行说明。需要说明的是，以下，也将绝缘层51a、绝缘层51b和绝缘层51c的树脂区域511分别记载为树脂区域511a、树脂区域511b和树脂区域511c，将绝缘层51a、绝缘层51b和绝缘层51c的空孔区域513分别记载为空孔区域513a、空孔区域513b和空孔区域513c。

在内侧的绝缘层51a和与该绝缘层51a相邻的绝缘层51b之间，绝缘层51a的树脂区域511a与绝缘层51b的空孔区域513b相邻。同样地在相邻的绝缘层51b和与该绝缘层51b相邻的绝缘层51c之间，树脂区域511b与空孔区域513c相邻。

需要说明的是，绝缘皮膜5中位于最外侧的绝缘层51的外侧表面为树脂区域511的表面(第二界面)。

图4示出了用SEM拍摄的绝缘层51的截面图像。另外，图5示出了将绝缘层51放大的图。需要说明的是，图4所示的放大图为将SEM的倍率设定为2000倍所拍摄的图像。这里所说的SEM为扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope)的简称。

如图4和图5所示，在通过SEM拍摄的绝缘层51中，观察不到树脂区域511与空孔区域513的分界线。

＜绝缘皮膜的材料＞

在形成绝缘皮膜5的聚酰亚胺通过对将二胺与四羧酸二酐聚合所得到的聚酰胺酸进行酰亚胺化来制造的例子中适用并进行说明。

作为二胺，例如可以使用1,4-双(4-氨基苯氧基)苯(TPE-Q)、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(TPE-R)、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯(APB)、4,4'-双(4-氨基苯氧基)联苯(BODA)、4,4'-二氨基二苯醚(ODA)。

作为四羧酸二酐，例如可以使用3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)、3,3',4,4'-二苯基砜四羧酸二酐(DSDA)、4,4'-氧双邻苯二甲酸二酐(ODPA)、4,4'-(2,2-六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐(6FDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(BPDA)等。

需要说明的是，作为绝缘皮膜5中使用的高分子材料的聚酰亚胺，也可以使用高分子的末端部分被封端的聚酰亚胺。

作为用于封端的材料，可以使用含有酸酐的化合物、或含有氨基的化合物。

作为用于封端的含有酸酐的化合物，例如可以使用邻苯二甲酸酐、4-甲基邻苯二甲酸酐、3-甲基邻苯二甲酸酐、1,2-萘二甲酸酐马来酸酐、2,3-萘二羧酸酐、各种氟化邻苯二甲酸酐、各种溴化邻苯二甲酸酐、各种氯化邻苯二甲酸酐、2,3-蒽二羧酸酐、4-乙炔基邻苯二甲酸酐、4-苯基乙炔基邻苯二甲酸酐等。

作为用于封端的含有氨基的化合物，可以使用含有一个氨基的化合物。

在用于绝缘皮膜5的聚酰亚胺的合成是在使材料溶解于溶剂的状态下合成的例子中适用并进行说明。另外，在将聚酰亚胺合成后溶解于溶剂的状态的聚酰亚胺用作绝缘涂料的例子中适用并进行说明。

作为用于绝缘皮膜5的聚酰亚胺的合成和涂料的溶剂，可以使用N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和N,N-二甲基亚砜(DMF)等极性非质子性溶剂的溶剂、γ-丁内酯、二甲基咪唑啉酮(DMI)、环己酮、甲基环己酮、烃系等溶剂。需要说明的是，在这些溶剂中，也可以并用多种溶剂。

本实施方式中，在用于绝缘皮膜5的聚酰亚胺中酸酐成分与二胺成分的配合摩尔比为100：100的比率的例子中适用并进行说明。需要说明的是，酸酐成分与二胺成分的配合摩尔比不限定为100：100的比率的情况，在不损害绝缘皮膜5的可挠性等的程度内比率也可以不同。例如也可以相对于酸酐成分过量地配合二胺成分。

根据以这样的摩尔比配合的聚酰亚胺，能够减小分子量，能够减小涂料的粘度。其结果，能够提高后述的用于形成绝缘皮膜5的涂布绝缘涂料的作业的作业性。例如，酸酐成分与二胺成分的配合摩尔比也可以为100：100.1以上且100：100.7以下的范围。

另外，相反地，也可以相对于二胺成分过量地配合酸酐成分。

形成绝缘皮膜5的绝缘涂料在不损害聚酰胺酸的特性的程度的温度下合成。作为具体的温度，例如可以为从0℃到100℃的温度。另外，也可以在合成形成绝缘皮膜5的绝缘涂料后，在加热至例如从50℃到100℃的温度的状态下进行搅拌，从而调节形成绝缘皮膜5的绝缘涂料的粘度。

本实施方式中的绝缘皮膜5的空孔区域513的空孔Va通过使用发泡剂来形成。

[2.作用]

＜绝缘电线的制作方法＞

对绝缘电线1的制作步骤进行说明。

在使用直径为0.8mm的圆铜线作为本实施方式的导体3的例子中适用并进行说明。对导体3使用间隙25μm以上且30μm以下的模具涂布绝缘涂料，在设有从300℃到400℃的温度梯度的炉内进行烘烤，形成绝缘层51。重复层叠绝缘层51，使得通过进行绝缘涂料的涂布和烘烤所生成的绝缘皮膜5的厚度成为40μm。需要说明的是，在本实施方式中，在通过一次涂布和烘烤来形成一层3μm左右厚度的绝缘层51的例子中适用并进行说明。

＜绝缘涂料的合成方法＞

用于绝缘电线1所具有的绝缘皮膜5的绝缘涂料的合成按照以下步骤进行。将不同条件下制作的绝缘电线1分别作为实施例1～实施例3进行说明，将为了与由实施例1～实施例3制作的绝缘电线1进行比较而制作的绝缘电线的制作方法作为比较例1～比较例6进行说明。

(实施例1)

使作为二胺的原料(以下，也记载为二胺原料)的相同物质量的4,4'-二氨基二苯醚和1,3-双(4-氨基苯氧基)苯分别溶解于DMAc中。需要说明的是，在DMAc中以1.00mol 1,3-双(4-氨基苯氧基)苯相对于1.00mol 4,4'-二氨基二苯醚的摩尔比溶解。

接着，相对于1.00mol二胺原料，分别溶解1.03mol作为酸二酐的原料(以下，也记载为酸二酐原料)的相同物质量的均苯四甲酸二酐和二苯基-3,3',4,4'-四羧酸二酐(s-BPDA)。

在氮气中、室温下搅拌12小时，从而获得聚酰亚胺涂料。聚酰亚胺涂料是指将由二胺原料和酸二酐原料构成的聚酰亚胺前体(聚酰胺酸)溶解或分散于溶剂中而成的绝缘涂料。

以下将通过该方法得到的聚酰亚胺涂料也记载为绝缘涂料P1x(表1所示的涂料1)。

在该绝缘涂料P1x中添加溶解于作为主溶剂的DMAc中、具有210℃以上沸点的化合物(高沸点溶剂)作为发泡剂。将在绝缘涂料P1x中添加了该发泡剂的涂料也记载为绝缘涂料P1。

(实施例2)

将二胺原料的4,4'-二氨基二苯醚溶解于DMAc中。接着，相对于1.00mol二胺原料，溶解1.05mol作为酸二酐原料的均苯四甲酸二酐。接着将该溶液在氮气中、室温下搅拌12小时，得到聚酰亚胺涂料。

以下也将通过该方法得到的聚酰亚胺涂料记载为绝缘涂料P2x。

在该绝缘涂料P2x中添加溶解于作为主溶剂的DMAc中、具有210℃以上沸点的化合物(高沸点溶剂)作为发泡剂。将在绝缘涂料P2x中(表1所示的涂料2)添加了该发泡剂的涂料也记载为绝缘涂料P2。

(实施例3)

使偏苯三酸酐和4,4'-二苯基甲烷二苯基甲烷二异氰酸酯溶解于NMP中。需要说明的是，在NMP中以1.02mol 4,4'-二苯基甲烷二苯基甲烷二异氰酸酯相对于1.00mol偏苯三酸酐的摩尔比溶解。然后，接着将该溶液在氮气中、160℃下搅拌4小时，从而得到聚酰胺酰亚胺涂料。聚酰胺酰亚胺涂料是指将聚酰胺酰亚胺溶解或分散于溶剂中而成的绝缘涂料。

以下也将通过该方法得到的聚酰胺酰亚胺涂料记载为绝缘涂料P3x(表1所示的涂料3)。

在该绝缘涂料P3x中添加溶解于作为主溶剂的NMP中、具有210℃以上沸点的化合物(高沸点溶剂)作为发泡剂。将在绝缘涂料P3x中添加了该发泡剂的涂料也记载为绝缘涂料P3。

(比较例1)

比较例1中，对于绝缘涂料P1x不添加发泡剂，将绝缘涂料P1x用作绝缘涂料。

(比较例2)

比较例2中，将在绝缘涂料P1x中添加了粒径约1.0μm的分解性聚合物微粒作为发泡剂的绝缘涂料P1用作绝缘涂料。

(比较例3)

比较例3中，对于绝缘涂料P2x不添加发泡剂，将绝缘涂料P2x用作绝缘涂料。

(比较例4)

比较例4中，将在绝缘涂料P2x中添加了粒径约1.0μm的分解性聚合物微粒作为发泡剂的绝缘涂料P2用作绝缘涂料。

(比较例5)

比较例5中，对于绝缘涂料P3x不添加发泡剂，将绝缘涂料P3x用作绝缘涂料。

(比较例6)

比较例6中，将在绝缘涂料P3x中添加了粒径约1.0μm的分解性聚合物微粒作为发泡剂的绝缘涂料P3用作绝缘涂料。

＜树脂区域的厚度比例的算出方法＞

树脂区域511和空孔区域513各自的厚度、以及树脂区域511和空孔区域513各自的厚度相对于绝缘层51的厚度的比例基于用SEM拍摄绝缘电线1的截面的图像来算出。

具体地说，首先，将绝缘皮膜5沿着与漆包线的长度方向正交的方向切断，对该切断面进行研磨。接着，用SEM拍摄研磨后的切断面，使用拍摄的SEM图像算出。

用SEM进行拍摄时的倍率在例如2000倍到5000倍的范围内适当调节。

本实施方式中，在树脂区域511和空孔区域513的厚度比例通过树脂区域511和空孔区域513的厚度相对于绝缘层51的厚度的比例算出的例子中适用并进行说明。

树脂区域511的厚度是指在一个绝缘层51中从绝缘层51的径向外侧的界面(第二界面)到位于该绝缘层51的径向最外侧的空孔Va的外侧边界的沿厚度方向的长度。空孔区域513的厚度是指在一个绝缘层51中从位于径向最外侧的空孔Va的外侧的边界到该绝缘层51的径向内侧的界面(第一界面)的沿厚度方向的长度。

通过利用这样的方法测定树脂区域511和空孔区域513的厚度，即使在未观察到树脂区域511和空孔区域513的分界线的SEM图像中也容易测定厚度。

需要说明的是，树脂区域511和空孔区域513的厚度比例不限定于分别由树脂区域511和空孔区域513各自与绝缘层51算出的比例。例如，在算出了树脂区域511相对于绝缘层51的厚度比例的情况下，也可以将剩余部分的厚度的比例作为空孔区域513的厚度比例来算出。

树脂区域511和空孔区域513的厚度例如通过调节发泡剂的沸点、或发泡剂的添加量来变更。

例如，在沸点高的发泡剂时，树脂区域511的厚度比例变小。具体地说，在发泡剂的沸点为约290℃时，树脂区域511的厚度比例为10％以上且20％以下程度。另外，相反地在沸点低的发泡剂时，树脂区域511的厚度变大。作为所使用的发泡剂的优选沸点，例如使用210℃以上且350℃以下的沸点。如果减少发泡剂的添加量，则树脂区域511的厚度变大，如果增加发泡剂的添加量，则树脂区域511的厚度变小。

＜空孔率的测定方法＞

绝缘电线1所具有的绝缘皮膜5的空孔区域513所具有的空孔率通过水中置换法来测定。具体地说，例如将1m等预先确定长度的绝缘电线1放入水中，从而使空孔Va的内部空气被水置换。测定绝缘皮膜5在剥离前后相对于空孔Va的内部被水置换后的绝缘电线1的比重。对于相同长度且由与绝缘电线1相同的材料形成的具有不含空孔Va的绝缘层51x的绝缘电线1x，测定绝缘层51x在剥离前后的比重。通过对这些具有含有空孔Va的绝缘皮膜5的绝缘电线1在剥离前后的比重与具有不含空孔Va的绝缘层51x的绝缘电线1x在剥离前后的比重进行比较，从而求出空孔率。

空孔率通过空孔率(％)＝(ρ1-ρ2)/ρ1×100算出。这里所说的ρ1是指不存在空孔Va时的绝缘皮膜5整体的比重，ρ2是指含有空孔Va的绝缘皮膜5整体的比重。

在本实施方式中的相对于绝缘皮膜5整体的空孔率为2％以上且小于25％的例子中适用并进行说明。

＜PDIV测定＞

使用由绝缘电线1制成的双绞线缆，在23℃、湿度50％气氛下，使50Hz的电压在10V/s以上且30V/s以下的范围内升压。将50pC的放电发生50次的电压作为局部放电起始电压(PDIV)。

需要说明的是，关于PDIV的目标值，在使用聚酰亚胺作为绝缘皮膜5的材料的情况下，为950Vp，在使用聚酰胺酰亚胺作为绝缘皮膜5的材料的情况下，为830Vp。

＜可挠性试验＞

关于可挠性试验，模拟将绝缘电线1加工为线圈后来评价绝缘电线1的可挠性。

在使用了聚酰亚胺作为绝缘皮膜5的实施例1、实施例2和比较例1中，将绝缘电线1伸长30％后进行50圈的自径缠绕。然后，确认有无发生皮膜破裂。作为皮膜破裂的目标，设为无皮膜破裂。

在使用了聚酰胺酰亚胺作为绝缘皮膜5的实施例1、实施例2和比较例1中，将绝缘电线1伸长30％后进行50圈的自径缠绕。然后，确认有无发生皮膜破裂。作为皮膜破裂的目标，设为无皮膜破裂。需要说明的是，表1中，将通过可挠性试验无皮膜破裂的情况设为“〇”，将有皮膜破裂的情况设为“×”。

＜绝缘击穿电压(BDV)测定＞

使用由绝缘电线1制成的双绞线缆，在空气中、50Hz下将电压从0.0V升压至20.0kV，将发生了绝缘击穿时的电压作为绝缘击穿电压。

＜关于实施例和比较例的测定结果＞

将实施例1～实施例3的绝缘电线1和比较例1～6的绝缘电线的测定结果示于表1中。

[表1]

如表1的实施例1、2所示，在整体的空孔率为20％以上的情况下，满足使用了聚酰亚胺作为绝缘皮膜5的材料时的目标PDIV即950Vp。

这可认为利用空孔区域513的空孔Va能够降低绝缘皮膜5整体的相对介电常数，其结果是容易提高绝缘皮膜5的局部放电起始电压(PDIV)。

PDIV满足了目标PDIV，另一方面，实施例1和实施例2中树脂区域511的厚度相对于绝缘层51的厚度的比例分别为50％、20％，可挠性(挠性)良好。作为绝缘皮膜5使用聚酰亚胺时的目标的30％伸长后自径缠绕良好。另外，实施例1、实施例2为具备具有空孔区域513的绝缘皮膜5的绝缘电线1，但其绝缘击穿电压(BDV)分别为16kV、15kV。另外，作为具备由相同涂料形成的不具有空孔Va的绝缘皮膜5的绝缘电线的比较例1和比较例3的绝缘击穿电压(BDV)分别为17kV、16kV。即，对于实施例1、2的具有含有空孔区域513的绝缘皮膜5的绝缘电线1，可以评价为具有与具有不含空孔Va的绝缘皮膜5的绝缘电线相同程度的绝缘击穿电压(BDV)。

另一方面，不具有树脂区域511的比较例2、比较例4中，在可挠性试验中产生了皮膜破裂。另外，不具有树脂区域511的比较例2、比较例4中，绝缘击穿电压分别为6kV、7kV，与具有树脂区域511的构成相比，绝缘击穿电压小。

关于实施例3的绝缘电线1，绝缘皮膜5使用了聚酰胺酰亚胺。在实施例3中，空孔率为20％。实施例3的PDIV为850Vp，满足了绝缘皮膜5使用聚酰胺酰亚胺时的目标值即830Vp。

另外，实施例3的绝缘电线1的可挠性试验的结果可以评价为良好。即，作为在绝缘皮膜5使用聚酰胺酰亚胺时的目标的伸长20％后自径缠绕的结果可以评价为良好。关于绝缘击穿电压，使用相同材料时，不具有空孔Va的比较例5的绝缘电线为17kV，与之相对，实施例3的绝缘电线1的绝缘击穿电压为15kV。即，可以评价为：具有空孔Va的实施例3的绝缘电线1与不具有空孔Va的比较例5的绝缘电线为相同程度。

关于比较例6，与实施例3相比，空孔率低，树脂区域511的厚度为绝缘皮膜5的厚度的2％，在可挠性试验中产生皮膜破裂。另外，比较例6的绝缘电线1的绝缘击穿电压也降低了。

＜在导体的周面形成绝缘皮膜的推测机制＞

在本公开的绝缘电线1中，对在导体3的周面形成具有树脂区域511和空孔区域513的绝缘皮膜5的推测机制进行说明。

首先，对导体3涂装用于形成绝缘皮膜5的绝缘涂料。将通过涂装绝缘涂料而形成的膜也称为涂装膜。对涂装绝缘涂料而形成了涂装膜的导体3开始进行烘烤时，绝缘涂料的主溶剂会挥发。随着主溶剂的挥发，在形成涂装膜的涂料中，主溶剂的量减少。另外，随着主溶剂的挥发，会发生涂装膜与发泡剂的相分离。

这里，在涂装膜的内侧，由于主溶剂减少而发生涂装膜与发泡剂的相分离，成为发泡剂分散于涂装膜中的状态。并且，分散于涂装膜中的发泡剂通过进一步烘烤而挥发，从而形成空孔Va。形成有该空孔Va的涂装膜的部分成为绝缘皮膜5的空孔区域513。

另一方面，在涂装膜的外侧，发泡剂容易在相分离前从涂装膜释放出。因此，在涂装膜的外侧基本不存在从涂装膜相分离的发泡剂，因此在涂装膜的外侧不会形成空孔Va。该不具有空孔Va的涂装膜的外侧部分成为绝缘皮膜5的树脂区域511。

需要说明的是，也可以在涂装膜的外侧选择具有在相分离前容易挥发这样沸点的发泡剂。另外，也可以调节涂装膜的外侧的相分离状态，使其容易在相分离前挥发。

每次如上所述地进行绝缘涂料的涂装和烘烤，形成在外侧形成有树脂区域511、在内侧形成有空孔区域513的绝缘层51。

另外，作为绝缘涂料的涂装方法，只要能够在一层的绝缘层51上形成树脂区域511和空孔区域513，其方法就没有特别限定，可以应用以往的涂装方法。具体地说，将绝缘涂料涂装于导体3，在例如350℃以上且500℃以下的炉内进行1～2分钟程度烘烤，从而形成一层的绝缘层51。通过重复进行该涂装和烘烤，从而在导体3的周面形成具有多个绝缘层51的绝缘皮膜5。另外，通过调节重复涂装和烘烤的次数，能够调节绝缘皮膜5的厚度。

涂装条件也可以根据发泡剂的种类、加热炉的温度、涂装的速度进行调节。

绝缘层51中的树脂区域511的厚度比例也可以根据发泡剂的种类、涂装的条件进行调节。

通过重复进行绝缘涂料的涂装和烘烤，从而将多个绝缘层51层叠。

根据这样的构成，由于用于形成具有多个绝缘层51的绝缘皮膜5所需的绝缘涂料的种类可以为一种，因此与准备多种绝缘涂料的情况相比，能够简便地形成绝缘皮膜5。另外，由于不需要伴随准备多种绝缘涂料来变更涂装装置、涂装条件，因此能够使涂装工序简单。

作为发泡剂，例如可以使用乙二醇类、丙二醇类、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚等。需要说明的是，三甘醇二甲醚也称为三乙二醇二甲醚，四甘醇二甲醚也称为四乙二醇二甲醚。

＜关于皮膜破裂的防止作用＞

在本实施方式的绝缘电线1所具有的绝缘皮膜5中，在层叠的多个绝缘层51中，树脂区域511为比空孔区域513更靠外侧的区域。

为了比较，图6和图7示出了在整个绝缘层具有含有空孔的区域的绝缘皮膜9的示意图。

如图6和图7所示，随着绝缘层内部的空孔Va增加，空孔Va彼此连通。以下也将连通的空孔Va记载为连通部S。这里，空孔Va的连通部是多个空孔Va彼此在绝缘层内相连，并由多个空孔Va形成共通的内部空间。

在如图7所示的具有连通部S的绝缘层中，通过弯曲、伸长而对绝缘电线施加力时容易产生以连通部S作为起点的皮膜破裂Cr。

另一方面，在本实施方式的绝缘电线1中的绝缘皮膜5中，通过弯曲、伸长而容易施加拉伸方向的力的绝缘层51的外侧区域为由树脂形成的树脂区域511。因此，在由树脂形成的树脂区域511中，不易产生空孔Va连通的连通部。由此，不易产生以连通部为起点的皮膜破裂。

＜针对关于其他实施例的测定结果＞

将关于使用与上述实施例2同样的方法制作且变更了树脂区域511的厚度相对于绝缘层51的厚度的比例的实施例4～6的绝缘电线1的测定结果示于表2中。

(实施例4～6)

在实施例4～6中，使用在绝缘涂料P2x中添加了溶解于作为主溶剂的DMAc的具有210℃以上沸点的化合物(高沸点溶剂)作为发泡剂的绝缘涂料。

[表2]

关于实施例4～6的绝缘电线1，如表2所示，绝缘层511中的树脂区域511的厚度比例为6％～25％，满足了使用聚酰亚胺作为绝缘皮膜5的材料时的目标PDIV即950Vp。这可认为与实施例1～2同样地空孔区域513的比例通过空孔Va降低了绝缘皮膜5整体的相对介电常数，因此提高了绝缘皮膜5的局部放电起始电压(PDIV)。另外，在实施例4～6的绝缘电线1中，通过可挠性试验没有发生皮膜破裂。

＜耐ATF性试验＞

关于耐ATF性试验，将实施例2的绝缘电线1用作试样1，通过以下方法进行评价。将该测定结果示于表3中。

关于耐ATF性试验，首先，将由长度25cm且横截面为大致圆形的绝缘电线1构成的试样1浸渍于含水量0.2wt％的ATF(自动变速箱油，Automatic Transmission Fluid)中。此时，使试样1的所有部分浸入ATF中。接着，将该状态的试样1投入150℃的恒温槽中1000小时。经过1000小时后，将试样1从恒温槽取出，将附着于试样1的ATF擦去。对擦去了ATF的试样1用倍率5倍程度的显微镜实施观察，从而确认在绝缘皮膜的表面是否发生破裂。另外，为了测定试样1的相对介电常数，在从恒温槽取出的试样1的表面形成电极。作为电极的形成方法，在作为主电极的长度100mm的绝缘皮膜上涂布银胶。进一步，在试样1的端部方向距离该主电极10mm以宽度10mm涂布2处保护电极。需要说明的是，银胶使用藤仓化成制的DotiteD-550，涂布时可以用宽度10mm的胶带进行遮蔽等。浸渍于ATF后的相对介电常数的测定可以在该银胶与试样1的导体之间通过容量法来测定。为了减小吸收的水分对相对介电常数的影响，在测定前在150℃的恒温槽中加热1小时使水分挥发后测定相对介电常数。测定相对介电常数时所使用的频率为1kHz。需要说明的是，在表3中，将在耐ATF性试验后在绝缘皮膜的表面未确认到破裂、且相对介电常数与耐ATF性试验前相比也没有变化的情况设为“〇”。

＜耐热性试验＞

关于耐热性试验，将实施例5、6的绝缘电线1分别用作试样2、3，通过以下方法进行评价。将该测定结果示于表3中。

关于耐热性试验，首先，将由长度25cm且横截面为大致圆形的绝缘电线1构成的试样2、3浸渍于ATF中。此时，将试样1的所有部分浸入ATF中。接着，立即将试样2、3从ATF取出，将附着于试样2、3的ATF擦去后，将试样2、3投入200℃的恒温槽中1000小时。经过1000小时后，将试样2、3从恒温槽取出。对从恒温槽取出的试样2、3用倍率5倍程度的显微镜实施观察，从而确认在绝缘皮膜的表面是否发生了破裂。另外，为了测定试样2、3的相对介电常数，在从恒温槽取出的试样2、3的表面形成电极。电极的形成方法和相对介电常数的测定方法与上述耐ATF性试验同样。需要说明的是，在表3中，将耐热性试验后在绝缘皮膜的表面未确认到破裂、且相对介电常数与耐热性试验前相比也没有变化的情况记为“〇”。

[表3]

关于使用了实施例2的绝缘电线1的试样1，如表3所示，在耐ATF性试验后在绝缘皮膜的表面未确认到破裂等，相对介电常数与耐ATF性试验前相比也没有变化。另外，关于使用了实施例5、实施例6的绝缘电线1的试样2、试样3，如表3所示，在耐热性试验后在绝缘皮膜的表面未确认到破裂等，相对介电常数与耐热性试验前相比也没有变化。这可认为，在本实施方式的绝缘电线1中，绝缘皮膜5的最表面为不含空孔Va的树脂区域511，由于绝缘皮膜5的表面不具有空孔，因此ATF不会浸入绝缘皮膜5的内部，也能够防止相对介电常数的增加。即，可以说本实施方式的绝缘电线1浸渍于ATF中时的耐性也良好。

[3.效果]

(1)上述实施方式的绝缘电线1具有形成为长条状的导体3、和将一个或多个覆盖导体3周围的绝缘层51层叠而构成的绝缘皮膜5。绝缘层51具有空孔区域513和树脂区域511。空孔区域513由树脂和树脂的内部所含的多个空孔Va构成。树脂区域511由树脂构成。绝缘层51在径向内侧的第一界面与径向外侧的第二界面之间未设置界面，且从上述第一界面开始沿着上述第二界面依次配置有空孔区域513和树脂区域511。

根据这样的构成，在绝缘皮膜5所含的绝缘层51中设有具有空孔Va的空孔区域513。由此，与不具有含有空孔Va的绝缘层51的绝缘皮膜5相比，能够降低相对介电常数，容易提高局部放电起始电压。

(2)另外，在绝缘层51内，树脂区域511按照沿着径向比空孔区域513更靠外侧的方式配置。

根据这样的构成，在绝缘层51内，树脂区域511设置在通过弯曲、伸长而容易在拉伸方向施加力的远离导体3的区域，空孔区域513设置在通过弯曲、伸长而难以在拉伸方向施加力的靠近导体3的区域。由此，即使通过弯曲、伸长而在拉伸方向施加了力，也能够抑制以连通部S为起点的皮膜破裂Cr产生。

(3)在本实施方式中，作为用作绝缘皮膜5的材料的热固性树脂，使用聚酰亚胺。

根据这样的构成，绝缘皮膜5具有聚酰亚胺的机械特性、较低的相对介电常数、耐热性。

(4)在本实施方式中，绝缘皮膜5的最表层由不含多个空孔的树脂区域511构成，绝缘皮膜5的表面不具有空孔。

根据这样的构成，即使具有空孔的绝缘皮膜5与ATF(Automatic TransmissionFluid)接触也能够防止ATF侵入绝缘皮膜5的内部。因此，在本实施方式涉及的绝缘电线1中，即使绝缘皮膜5与ATF接触，绝缘皮膜5的相对介电常数也不易上升。另外，能够使由ATF引起的绝缘皮膜5破裂(皮膜破裂)也难以产生。

[4.其他实施方式]

(1)在上述实施方式的绝缘电线1中，树脂区域511的厚度比例为绝缘皮膜5整体厚度的5％以上且70％以下。

这里，树脂区域511的厚度比例也可以为绝缘皮膜5整体厚度的20％以上。

如果是这样的厚度比例，则由于树脂区域511的比例大于具有空孔Va的空孔区域513的比例，因此适合抑制皮膜破裂。

(2)另外，树脂区域511的厚度比例也可以为绝缘皮膜5整体厚度的50％以下。

如果是这样的厚度比例，则在绝缘皮膜5整体中容易增大空孔区域513所具有的多个空孔Va的比例，容易降低绝缘皮膜5的相对介电常数。因此，容易提高绝缘皮膜5的局部放电起始电压(PDIV)。因此，容易抑制绝缘电线1中局部放电的发生。

(3)在上述实施方式中，树脂区域511相对于绝缘层51的厚度比例为5％以上且70％以下。另外，空孔区域513相对于绝缘层51的厚度比例为30％以上且95％以下。

然而，树脂区域511的厚度比例和空孔区域513的厚度比例不限定于以绝缘层51为基准的比例。例如也可以以绝缘皮膜5整体的厚度作为基准来算出。具体地说，以绝缘皮膜5作为基准，绝缘皮膜5所含的多个绝缘层51每层所含的树脂区域511的合计厚度可以为5％以上且70％以下，绝缘皮膜5所含的多个绝缘层51每层所含的空孔区域513的合计厚度可以为30％以上且95％以下。

(4)需要说明的是，绝缘皮膜5不限定于将以相同材料为原料形成的多个绝缘层51层叠而形成的绝缘皮膜。例如，在绝缘皮膜5中也可以包含由其他绝缘涂料形成的绝缘皮膜5。在这种情况下，可以根据每种绝缘涂料通过不同的涂装装置、涂装条件来形成绝缘皮膜5。

(5)另外，也可以在导体3与绝缘皮膜5之间设置密合层。密合层可以使用能够提高导体3与绝缘皮膜5的密合性的材料。密合层的膜厚没有特别限定，优选为不损害绝缘电线1的可挠性的膜厚。另外，密合层的膜厚优选为不降低局部放电起始电压的膜厚。例如密合层的膜厚优选为1～10μm。

(6)在上述绝缘皮膜5和用于形成绝缘皮膜5的绝缘涂料中可以进一步添加添加剂。添加剂的种类没有特别限定，例如可以使用以提高绝缘皮膜5的强度、提高绝缘皮膜5表面光滑性、提高绝缘皮膜5的耐磨耗性、提高伸长特性、降低相对介电常数或半导电化为目的而添加的添加剂。另外，作为添加物，也可以使用抗氧化剂。

(7)在上述实施方式中，包含导体3和绝缘皮膜5的绝缘电线1的截面的外形形状设为圆形形状，但各自的外形形状不限定于圆形形状，也可以形成为矩形形状、多边形状。

Claims (6)

1.一种绝缘电线，其为具有形成为长条状的导体、和将一层或多层覆盖所述导体周围的绝缘层层叠而构成的绝缘皮膜的绝缘电线，

所述绝缘层具有：由树脂和多个空孔构成的空孔区域、以及由所述树脂构成的树脂区域，

所述绝缘层在径向内侧的第一界面与径向外侧的第二界面之间未设置界面、且从所述第一界面开始沿着所述第二界面依次配置有所述空孔区域和所述树脂区域。

2.根据权利要求1所述的绝缘电线，

所述多个空孔包含在所述树脂的内部。

3.根据权利要求1或2所述的绝缘电线，

所述绝缘层中，所述空孔区域的表面配置在所述第一界面，所述树脂区域的表面配置在所述第二界面。

4.根据权利要求1或2所述的绝缘电线，

所述绝缘层所含的所述树脂区域的厚度相对于所述绝缘层的厚度的比例为5％以上且70％以下。

5.根据权利要求4所述的绝缘电线，

所述绝缘层所含的所述树脂区域的厚度相对于所述绝缘层的厚度的比例为20％以上。

6.根据权利要求1或2所述的绝缘电线，

所述绝缘层所含的所述树脂区域的厚度相对于所述绝缘皮膜的厚度的比例为50％以下。

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