JP2010262789A - 絶縁電線の末端処理方法、及び末端処理された絶縁電線及びコイル - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁電線の末端部において、導電層や導電材層と導体間に発生する放電を、より容易で安価な方法により防止することができる絶縁電線の末端処理方法、並びに、この方法により末端処理された絶縁電線、及びこの絶縁電線を用いたコイルを提供する。
【解決手段】導体と、前記導体上に形成した絶縁層と、この絶縁層上に形成される導電材層とを有する絶縁電線の、末端部にある絶縁層及び導電材層を除去する工程、及び前記絶縁層及び導電材層の除去により形成された絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を絶縁材料で被覆する工程からなることを特徴とする絶縁電線の末端処理方法、並びに、この方法により末端処理された絶縁電線、及びこの絶縁電線を用いたコイル。
【選択図】 図２

Description

本発明は、モータのコイル等に用いられる絶縁電線の末端処理方法、具体的には、絶縁層の上に、部分放電の抑制のための導電層や半導電層を有する絶縁電線において、導電層や半導電層と導体間に発生する放電を防止するために行われる絶縁電線の末端処理方法に関する。

中心導体の外周を樹脂等の絶縁材で被覆した絶縁電線を巻回してなるコイルに高電圧が印加されると、絶縁電線の表面間等で部分放電（コロナ放電）が発生する。部分放電が発生すると、局部的な温度上昇やオゾンの発生により、絶縁層（絶縁材の被覆）は加速度的に劣化し、機器の寿命を短くする。そこで、部分放電が発生しにくい絶縁電線の開発が望まれており、例えば特許文献１には、導体と、導体上に形成される絶縁層と、絶縁層上に形成される半導電層とを有し、半導電層は、樹脂とカーボンブラックとの混合物で構成されるとともに、半導電層の表面抵抗が１０^８Ω／□以上１０^１２Ω／□未満であることを特徴とする絶縁電線が開示されている。

このように、絶縁層表面に導電層や半導電層を設けることにより部分放電の発生が抑制されるが、このような絶縁電線では、その末端部において、導体と導電層や半導電層間が放電し、部分放電開始電圧が低下する問題があった。すなわち、他電気配線の端子と接続するために、絶縁電線の末端部にある絶縁層及び導電層や半導電層は除去され導体を露出する必要がある。しかし導体を露出すると、図７に示すように導電層や半導電層も空気に露出する。そして導電層や半導電層は導電性を有しているので導体と導電層や半導電層間が放電しやすくなるのである。なお、図７中、２は導体、３は絶縁層、４は導電材層（導電層又は半導電層）を表し、放電は両方向矢印で表す。

そこで、末端部の絶縁層上にある導電層や半導電層を除去して、図６に示すようにして導電層や半導電層と導体の露出部間を離して放電を防止する方法が採用されていた。なお、図６中、２は導体、３は絶縁層、４は導電材層（導電層又は半導電層）を表す。

例えば、特許文献１（段落００２９）、特許文献２（実施例２）、特許文献３（段落００１１）及び特許文献４（段落００１８）には、末端部の導電層や半導電層を、溶剤により溶解して除去する方法が開示されている。又、特許文献５では、末端部の半導電層の除去をより高い生産性で安定的に行うため、半導電層へのレーザー照射により行う方法が開示されている。

さらに、特許文献３では、末端部の導電層（導電性皮膜）を溶剤で除去して絶縁皮膜を露出させた後、当該端部と導体表面の境界部分に絶縁ワニスを塗布する方法が開示されている。絶縁ワニスを塗布することにより、放電の防止をより完全にすることができる。

特開２００７−２９４３１２号公報（段落００２９） 特許３０７７９８２号公報（実施例２） 特開２００４−２５４４５７号公報（段落００１１） 特開２００７−５１７４号公報（段落００１８） 特開２００５−２８５７５５号公報

しかし、特許文献１、特許文献２、特許文献３又は特許文献４に記載の方法は、末端部の導電層や半導電層を有機溶剤に溶解して除去する方法なので、導電層や半導電層を構成する樹脂としては溶剤に溶解しやすい樹脂が使用される。しかし、このような樹脂からなる導電層や半導電層は、耐熱性が低く、溶剤により冒されやすく耐薬品性に劣るとの問題を有する。

又、有機溶剤による導電層や半導電層の除去のためには、溶剤が導電層や半導電層に浸透する必要がある。そこで、導電層や半導電層の有機溶剤による除去処理には少なくとも数十秒の時間を要し、生産性が低下して処理コストが低下する原因ともなる。又、環境温度が変動すると樹脂の溶剤への溶解速度が変化し、溶剤除去の時間が変動するので、工程管理が複雑化するとの問題もある。

導電層や半導電層を有機溶剤に溶解して除去する方法には、上記の問題に加えて次のような問題もあり、工程の煩雑化、処理コストの高騰等の原因ともなる。
１．導電層や半導電層を有機溶剤で溶解し除去する際には、導電層や半導電層を溶解した有機溶剤を布等で拭う工程が必要となる。しかし、この際に用いる布等は、除去回数を経る毎に樹脂が付着するため、溶剤除去の完全性が徐々に損なわれる。そこで布等の汚染度管理が必要となる。
２．溶剤の廃液処理や乾燥工程も必要となる。溶剤の大気汚染を避けるためには、溶剤の燃焼や留去等の追加工程が必要となる。
３．導電層や半導電層の除去が可能な溶剤は高極性溶剤であり高沸点であるため、導電層や半導電層の除去後の絶縁電線の絶縁層には溶剤が付着残留する。この高沸点溶剤の除去には加熱乾燥が必要となる。

特許文献５は、導電層や半導電層を有機溶剤に溶解して除去する方法における上記の問題を解決するための方法であり、半導電層をレーザー照射により除去処理する方法である。しかし、耐熱性半導電層の除去に用いるレーザーは直線性が高いため、１回のレーザー照射では電線の片面しか照射できず片面しか除去することができない。そこで、電線を回転させたり、鏡を配置したりして、多方向からレーザーを照射する必要があり、工程が煩雑となる。また、レーザー装置は非常に高価であるとの問題もある。

本発明は、従来技術の上記の問題を解決するためのものであり、絶縁電線の末端部において、導電層や半導電層と導体間に発生する放電を、より容易で安価な方法により防止することができる絶縁電線の末端処理方法を提供することを課題とする。

本発明者は、鋭意検討の結果、導体と、前記導体上に形成した絶縁層と、この絶縁層上に形成される導電層や半導電層とを有する絶縁電線の末端部の、絶縁層及び導電層や半導電層を除去した後、絶縁層及び導電層や半導電層の末端露出部を絶縁材料で覆うことにより、導電層や半導電層と導体間に発生する放電を、より容易で安価に防止することができることを見出し、本発明を完成した。

すなわち本発明は、導体と、前記導体上に形成した絶縁層と、この絶縁層上に形成される導電材層とを有する絶縁電線の、末端部にある絶縁層及び導電材層を除去する工程、及び前記絶縁層及び導電材層の除去により形成された絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を絶縁材料で被覆する工程からなることを特徴とする絶縁電線の末端処理方法（請求項１）である。なお、ここで導電材層とは、導電層又は半導電層を意味する。すなわち、絶縁層上に形成される層が、導電層の場合又は半導電層の場合のいずれであっても本発明の方法が適用される。

本発明の方法においては、末端部の絶縁層及び導電材層は同時に除去され、絶縁層上の導電材層を除去し絶縁層の外表面を露出させる工程を含まない。従って、絶縁層の除去及び導電材層の除去の２工程を設ける必要はなく、工程が簡単になる。又、例えば、ナイフによる削り取り等の機械的方法で行うこともでき、短時間、簡便、低コスト、低環境負荷の工程となる。

絶縁電線の末端部の絶縁層及び導電材層が除去されると、末端部は図７で表されるようになり、絶縁層及び導電材層の端部が露出する。その露出部を、それぞれ、絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部と称する。図７中の５が絶縁層末端露出部であり、６が導電材層末端露出部である。

本発明の方法は、絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を、絶縁材料で被覆する工程を有することを特徴とする。絶縁材料で被覆することにより、導電材層と導体の露出部（図７中の７に相当する部分）間が絶縁され、放電が防止される。

ここで、絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を被覆する絶縁材料とは、溶剤や反応性希釈剤等を含まない絶縁材料からなり、被覆後は流動性を有しないものであり、絶縁電線の使用時の振動等によって変形や脱落等を生じにくいものが好ましい。従って、絶縁ワニスのようなものは含まれないが、流動性のある絶縁材料を末端部に塗布した後、焼付け等により固化して、形成されてもよい。

なお、特許文献３には、導電材層と絶縁層の境界部に絶縁ワニスを塗布して絶縁保護する方法が記載されているが、この方法は、絶縁層上の半導電層の除去を行い、絶縁層表面を露出する点で本発明の方法とは異なっている。又、絶縁ワニスは溶剤や反応性希釈剤を含むため、低粘度の流動性を有するものであり、そのため絶縁ワニスの膜厚が薄くなりやすく、ピンホールができやすい、厚塗りすると溶剤や反応性希釈剤を含むため発泡しやすい、粘度が低く液だれ等により均一な塗装が難しい等の問題を有する。

本発明は、前記の構成（請求項１の方法）における絶縁材料で被覆する工程をより具体的な態様に限定した方法も提供する。以下各方法を列挙する。

絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を絶縁材料で被覆する工程が、絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部に絶縁性粉体を付着させ、その後溶融し固化して、前記絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を前記絶縁性粉体の溶融物で封止する工程であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線の末端処理方法（請求項２）。

この方法によれば、絶縁電線の末端に絶縁性粉体を付着させて、電線の末端のみを加熱して絶縁性粉体を溶融させるだけで末端処理することが可能である。従って、従来技術に比べて、短時間かつ安価に処理することができる。又、有機溶剤や反応性希釈剤を用いないため環境への負荷も小さい。

絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を絶縁材料で被覆する工程が、絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を絶縁性収縮チューブで封止する工程であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線の末端処理方法（請求項３）。

この方法によれば、絶縁電線の末端に、収縮チューブを差し込み、加熱してチューブを収縮させるだけで末端処理することが可能である。従って、従来技術に比べて、短時間かつ安価に処理することができる。又、有機溶剤を用いないため環境への負荷も小さい。

絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を絶縁材料で被覆する工程が、絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を絶縁テープで封止する工程であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線の末端処理方法（請求項４）。

この方法によれば、絶縁電線の末端に、絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部が封止されるように絶縁テープを巻き付けるだけで末端処理することが可能である。従って、従来技術に比べて、短時間かつ安価に処理することができる。又、有機溶剤を用いないため環境への負荷も小さい。

絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を絶縁材料で被覆する工程が、樹脂を溶融して絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を当該樹脂で覆い、その後固化して、前記絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を前記樹脂で封止する工程であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線の末端処理方法（請求項５）。

露出部を当該樹脂で覆う方法としては、溶融した樹脂を射出成型する方法、押出被覆する方法、注型封止、すなわち型にシリコーン系樹脂等のモノマー（溶剤を含まない）を流し込み、硬化反応により固体化して封止する方法等を挙げることができる。この方法によれば、絶縁電線の末端部分を金型に納め、絶縁性樹脂を射出成型したり、電線の末端部分に樹脂を押出被覆したり、注型封止するだけで末端処理することが可能である。従って、従来技術に比べて、短時間かつ安価に処理することができる。又、有機溶剤を用いないため環境への負荷も小さい。

前記の絶縁電線の末端処理方法は、導体と、前記導体上に形成した絶縁層と、この絶縁層上に形成される導電層や半導電層とを有する絶縁電線からなるコイルの製造に好適に適用される。すなわち、前記の絶縁電線の末端処理方法によれば、他の電気配線との接続に必要な絶縁電線の末端処理を容易かつ安価に行うことができ、又末端における導体と導電材層間の放電も防止されるので、この方法が適用された絶縁電線を用いるコイルは、製造が容易で信頼性の高いものとなり、高電圧が印加されるモータのコイル等として好適に用いられる。

本発明は、前記の絶縁電線の末端処理方法に加えて、請求項６として、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の方法を用いて末端が処理された絶縁電線、及び、請求項７として、この絶縁電線を用いることを特徴とするコイルも提供するものである。

本発明の絶縁電線の末端処理方法によれば、他の電気配線との接続に必要な絶縁電線の末端処理を容易かつ安価に行うことができ、末端における導体と導電材層間の放電も防止される。又本発明のコイルは、製造が容易で信頼性の高いものとなる。

本発明が適用される絶縁電線の構造を示す断面図である。 本発明の一形態（請求項２）を表す、絶縁電線の末端部の模式斜視図である。 本発明の一形態（請求項３）を表す、絶縁電線の末端部の模式斜視図である。 本発明の一形態（請求項４）を表す、絶縁電線の末端部の模式斜視図である。 本発明の一形態（請求項５）を表す、絶縁電線の末端部の模式斜視図である。 従来技術による末端処理方法を表す、絶縁電線の末端部の模式斜視図である。 絶縁電線の末端処理の一工程を表す、絶縁電線の末端部の模式斜視図である。

次に、本発明を実施するための形態につき説明するが、本発明の範囲はこの形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を損ねない範囲で変更されたものも本発明に含まれる。

図１は、本発明が適用される絶縁電線の構造を示す断面図である。図１に示すように、絶縁電線１は、導体２と、当該導体２上に形成された絶縁層３と、当該絶縁層３上に形成される導電材層４とを有している。そして、当該絶縁電線１を巻回することにより、例えば、モータ等の回転電機用の電気コイルが形成される。

導体２としては、特に材質が限定されるわけではなく断面形状も円に限定されるわけではないが、材質としては、例えば、銅線、錫めっき銅線、アルミ線、アルミ合金線、鋼心アルミ線、カッパーフライ線、ニッケルめっき銅線、銀めっき銅線、銅覆アルミ線等を挙げることができる。なお、導体２の直径は、高電圧を負荷するモータや電気コイル等の幅広い用途に適用するとの観点から、０．１ｍｍ〜３．０ｍｍであることが好ましい。

絶縁層３に用いる樹脂としては、絶縁性が高く、耐熱性が高い樹脂であれば特に限定されないが、長期絶縁耐熱温度が１５０℃以上の樹脂が好ましく、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、及びＨ種ポリエステル樹脂等が好適に使用できる。絶縁層３の長期絶縁耐熱温度を１５０℃以上とすることにより、高温での長期使用に耐えることができる絶縁電線を得ることが可能になる。なお、これらの樹脂は、単独で使用しても構わないし、２種以上を組み合わせて使用しても良い。

ここで言う長期絶縁耐熱温度とは、ＪＩＳ Ｃ３００３−１９９９の耐熱指標により示される耐熱温度であり、所定の温度で２００００時間熱処理した後の絶縁破壊電圧が、所定の試験電圧（皮膜の厚みが、０．０７１〜０．０９０ｍｍの場合は、１ＫＶ）であるときの当該所定の温度を言う。

絶縁層３の形成方法としては、樹脂を有機溶媒に溶解した溶液（ワニス）を導体２上の塗布し焼付する方法等、従来の絶縁電線の製造において行われている方法を採用することができる。絶縁層３の厚みの好ましい範囲は、その用途や材質により変動し特に限定されないが、通常１０μｍ〜５０μｍの範囲内である。

導電材層４は、通常、樹脂と導電性フィラーとの混合物で構成されている。ここで、導電材層４を構成する樹脂としては、特に限定されないが、長期絶縁耐熱温度が１５０℃以上の樹脂であれば、高温での長期使用に耐えることができる絶縁電線を得ることが可能になるので好ましい。より具体的には、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、及びＨ種ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂等が例示される。なお、これらの樹脂は、単独で使用しても構わないし、２種以上を組み合わせて使用しても良い。

これらの樹脂において、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、及びＨ種ポリエステル樹脂を用いた場合、特に高い耐熱性、絶縁性、機械的特性を得ることができる。ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂を用いた場合、高い絶縁性が得られるのみならず、高い加水分解特性も得られる。

なお、導電材層４を構成する樹脂は、その特性を損なわない範囲で、他の成分を加えても良いし、ポリマーアロイ化しても良い。

導電材層４を構成する、導電性フィラーとしては、例えば、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、金、銀等の金属粒子等の、導電性を有するものが挙げられる。その他、導電材層４は、導電性樹脂を用いても構わない。例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリエーテルエステルアミド等が挙げられる。

導電材層４としては、その表面抵抗率が１ＭΩ／□〜０．１ＧΩ／□の範囲である半導電層が好ましい。表面抵抗率を前記範囲内とすることにより、部分放電の発生を効果的に防止でき、又交流通電時の漏れ電流による導電材層４の発熱も抑制することができる。

表面抵抗率は、導電材層４を構成する樹脂中への導電性フィラーの添加量により調整できる。すなわち、導電性フィラーの添加量は、導電材層４の表面抵抗率を１ＭΩ／□〜０．１ＧΩ／□の範囲とする量が好ましい。なお、表面抵抗率とは、絶縁層上に導電材層を設けた絶縁電線の当該導電材層表面上に、幅１０ｍｍの電極を２個、互い１０ｍｍ離して設け、当該２個の電極間の抵抗値を測定し、次の式により求められる値である。なお、次式において、Ｒは当該２個の電極間の抵抗値、ｒは絶縁電線の直径である。
表面抵抗率（Ω／□）＝（Ｒ（Ω）×ｒ（ｍｍ）×π）／１０（ｍｍ）

なお、本発明の方法が適用される絶縁電線としては、部分放電開始電圧が２ｋＶ以上であるものが好ましい。近年においては、小型かつ高出力のモータを得るために、コイルに印加される電圧の上昇が望まれているが、部分放電開始電圧を２ｋＶ以上に設定することにより、コイルに印加される電圧を高く設定した場合であっても、部分放電の発生を防止することができるからである。

導電材層４の形成方法としては、樹脂を有機溶媒に溶解した溶液に、導電性フィラーを混練してワニスを作製し、当該ワニスを導体２上に塗布し、焼付する方法や、樹脂に導電性フィラーを溶融混練した混合物を導体２上に溶融押出する方法等が挙げられる。また、形成される導電材層４の厚みは、１μｍ〜１０μｍが好ましい。

絶縁層３及び導電材層４の各々について、２種以上の材料を組み合わせた材料を用いても良いが、さらに各々について、異なる材料からなる層を多層積層して構成しても良い。例えば、絶縁層３を２層以上にするとともに、当該絶縁層３の最外層上に導電材層４を形成する構成としても良い。絶縁層３及び導電材層４は各種添加剤や少量の無機フィラー等を含んでいても良い。

図２は、請求項２の方法の一形態を表す、絶縁電線の末端部の模式斜視図である。図２中の８が絶縁性粉体を付着させる部分である。

絶縁性粉体としては、シリコーン樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられ、特に限定されないが、耐熱性が１５０℃以上の材料からなるものが好ましい。尚、シリコーン樹脂は特に耐熱性に優れているので好ましい。また、この粉体材料はシリカ、タルク、アルミナ、炭酸カルシウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素等の無機材料充填剤や酸無水物、アミン、アミド等の硬化剤等を含んでいても構わない。粉体の粒径は、粉体の流動性を高め、末端部を隙間無く被覆させるため、１００μｍ以下であることが好ましい。

絶縁性粉体による電線の末端処理方法としては、絶縁性粉体が溶融する温度に予備加熱された電線の末端部に含浸粉体をふりかけ、付着溶融させることにより塗装する方法、下部から空気を吹き込んで絶縁性粉体を空間に流動させ、その中に加熱した電線の末端部を置いて、当該末端部に粉体を付着、溶融させることにより塗装する方法、帯電させた絶縁性粉体を静電的に電線の末端部に付着させ、加熱溶融することにより塗装する方法等が挙げられる。塗装後は、冷却による硬化、熱硬化性樹脂の場合等では加熱硬化等が、必要に応じて行われる。

図３は、請求項３の方法の一形態を表す、絶縁電線の末端部の模式斜視図である。図３中の９が収縮チューブに該当する。すなわち、図３は、収縮チューブ９を絶縁電線の末端部に被せた状態を表し、下記に詳述するように、この後、収縮チューブの加熱等によりチューブを収縮させて、絶縁層末端露出部５、導電材層末端露出部６及びその周辺部が封止される。

収縮チューブとしては、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等が挙げられ、特に限定されないが、耐熱性が１５０℃以上の材料からなるものが好ましい。

収縮チューブによる電線の末端の封止方法としては、加熱収縮後の収縮チューブと電線の間に隙間ができないような内径を有し、末端部を保護するために十分な長さに切断した収縮チューブを電線部の末端部に差し込んだ後、末端部を熱風等により加熱して収縮チューブを収縮させる方法等が挙げられる。

図４は、請求項４の方法の一形態を表す、絶縁電線の末端部の模式斜視図である。図４中の１０が絶縁テープに該当する。

絶縁テープとしては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げられ、特に限定されないが、基材の耐熱性が１５０℃以上の材料からなるものが好ましい。耐熱テープの粘着材料としては、シリコーン系、アクリル系等があるが、シリコーン系は特に耐熱性が高いので好ましい。

絶縁テープによる電線の末端の封止方法としては、耐熱テープと電線の間に隙間ができないよう、電線の末端部に耐熱テープを緊密に巻き付けることによる方法が挙げられる。耐熱テープを巻き付けた外周部をかしめる等をすると、実使用下においてテープが外周から剥離することを防止することができるので好ましい。

図５は、請求項５の方法の一形態を表す、絶縁電線の末端部の模式斜視図である。図４中の１１が前記絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を封止する樹脂の部分に該当する。

樹脂による封止の方法としては、射出成型、押出被覆、注型封止等が挙げられる。

射出成型、押出成型材料としては、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルフィド等が挙げられる。耐熱性が１５０℃以上の材料からなるものであれば特に耐熱性に優れるので好ましい。

射出成型材料による電線の末端の封止方法としては、封止する部分を、末端処理する電線部分の両端から樹脂が漏れ出さないようにシールした金型に収め、金型中へ耐熱射出成型材料を射出する方法等が挙げられる。

注型用材料としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、等が挙げられるが、耐熱性が１５０℃以上の材料からなるものであれば特に耐熱性に優れるので好ましい。

注型用材料による電線の末端の封止方法としては、封止する部分を、末端処理する電線部分の両端から樹脂が漏れ出さないようにシールした注型枠に収め、注型枠中に注型用樹脂を注入しその後に必要に応じて樹脂を加熱硬化する方法や、電線の末端部に注型用樹脂をポッティングしその後に必要に応じて樹脂を加熱硬化する方法等が挙げられる。注型用樹脂の粘度が低い場合は、注型枠を使用する方がより確実に末端部分を絶縁処理可能である。

以下に、本発明を実施例、比較例に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

製造例１ ［実施例１〜５、比較例１用の絶縁電線の製造］
直径１．０００ｍｍの銅導体上に、ポリアミドイミド絶縁ワニス（日立化成社製、ＨＩ−４０６）を竪型焼付炉にて塗布、焼付して、厚み０．０２８ｍｍの絶縁層を形成した。その後、当該絶縁層上に、ポリアミド絶縁ワニス（日立化成社製、ＨＩ−４０６）にカーボンブラック（三菱化学社製、＃３０３０Ｂ）をワニス中の樹脂固形分１００重量部に対し２０重量部加えてなる半導電ワニスを塗布、焼付して、絶縁層上に、厚み０．００５ｍｍの半導電層（導電材層）を形成し、絶縁電線を作製した。作製された絶縁電線において、常態における外観の異常等は観察されなかった。

製造例２ ［比較例２、３用の絶縁電線の製造］
半導電ワニスを、ポリエーテルスルホン（住友化学社製スミカエクセル４１００）をクレゾール酸に溶解したワニスにカーボンブラック（三菱化学社製、＃３０３０Ｂ）をワニス中の樹脂固形分１００重量部に対し２０重量部加えてなる半導電ワニスに変えた以外は、製造例１と同様にして、絶縁電線を作製した。作製された絶縁電線において、常態における外観の異常等は観察されなかった。

［末端処理方法］
実施例１ 絶縁粉体による処理
製造例１で得られた絶縁電線を用いて、ＪＩＳ Ｃ３００３−１９９９に規定された２個撚り法に準拠して２個撚り線を作製し、片側の２つの末端部分の絶縁層、及び半導電層を、回転刃を有する機械剥離機により除去し、導体を露出させた。続いて、この２個撚り線の４つの末端部を、ドライヤーにより２００℃で約１０秒間加熱した後、当該末端部の絶縁層と導体の界面部分をサンユレック社製シリコーン樹脂粉体ＲＰ−８７１中へ差し込み、粉体を溶融付着させて末端を封止した。このようにして末端処理された絶縁電線について、以下に示す方法により部分放電開始電圧を測定した。その結果を表１に示す。

部分放電開始電圧の測定法
末端部分に絶縁処理を施した２個撚り線の部分放電開始電圧を、部分放電試験機（三菱電線工業社製、商品名ＱＭ−５０）を用いて測定した。なお、部分放電開始電圧の放電量開始閾値は、１００ｐＣとした。

実施例２ 収縮チューブによる処理
製造例１で得られた絶縁電線を用いて、実施例１と同様な手法で２個撚り線を作製し、片側の末端の導体を露出させた。続いて、この２個撚り線の４つの末端部に、潤工社製ＦＥＰ収縮チューブＮＦＬ０１０（収縮前内径１．１０ｍｍ）差し込み、ドライヤーによりチューブを１８０℃で約１０秒加熱して、チューブを収縮させて末端を封止した。このようにして末端処理された絶縁電線について、実施例１と同じ方法により部分放電開始電圧を測定した。その結果を表１に示す。

実施例３ 絶縁テープによる処理
製造例１で得られた絶縁電線を用いて、実施例１と同様な手法で２個撚り線を作製し、片側の末端の導体を露出させた。続いて、この２個撚り線の４つの末端部に、住友スリーエム社製ポリイミドテープ５４３４（膜厚５３μｍ）を隙間無く巻き付けて末端を封止した。このようにして末端処理された絶縁電線について、実施例１と同じ方法により部分放電開始電圧を測定した。その結果を表１に示す。

実施例４ 樹脂による封止、射出成型
製造例１で得られた絶縁電線を用いて、実施例１と同様な手法で２個撚り線を作製し、片側の末端の導体を露出させた。続いて、この２個撚り線の４つの末端部を金型に収め、住友化学社製ポリエーテルスルホン樹脂スミカエクセル４１００Ｇをシリンダ温度３６０℃、金型温度１５０℃で射出成型して末端を封止した。このようにして末端処理された絶縁電線について、実施例１と同じ方法により部分放電開始電圧を測定した。その結果を表１に示す。

実施例５ 樹脂による封止、注型
製造例１で得られた絶縁電線を用いて、実施例１と同様な手法で２個撚り線を作製し、片側の末端の導体を露出させた。続いて、この２個撚り線の４つの末端部を注型枠に収め、サンユレック社製注型樹脂ＥＸ−５１０／Ｈ−５１０を注入し、１００℃×３０分加熱して末端を封止した。このようにして末端処理された絶縁電線について、実施例１と同じ方法により部分放電開始電圧を測定した。その結果を表２に示す。

比較例１
製造例１で得られた絶縁電線について、末端処理を行わずに、実施例１と同じ方法により部分放電開始電圧を測定した。その結果を表２に示す。

比較例２
製造例２で得られた絶縁電線末端部をクレゾール酸に約３０秒浸漬し、綿製布で数回拭き取り、末端の半導電層を約１ｃｍ除去した。このようにして末端処理された絶縁電線について、実施例１と同じ方法により部分放電開始電圧を測定した。その結果を表２に示す。

比較例３
比較例２により末端処理された絶縁電線の半導電層と絶縁層の境界部に、液体ワニス（菱電化成社製イミド変成エポキシワニス、Ｖ５９８）を塗布し、１５０℃×３０分加熱して末端を封止した。このようにして末端処理された絶縁電線について、実施例１と同じ方法により部分放電開始電圧を測定した。その結果を表２に示す。

表１及び表２に示す結果より明らかなように、本発明の方法により末端処理されている絶縁電線は、末端部における半導電層（導電材層）と導体間の放電が防止されているため、２ＫＶ以上の高い部分放電開始電圧が得られている。しかし、末端処理がされていない比較例１の絶縁電線では、末端部における半導電層と導体間の放電が発生しやすく、部分放電開始電圧が低い。比較例２、比較例３では、部分放電開始電圧は比較例１よりは向上しているが、ここでの処理方法は、半導電層の溶剤による除去との工程を要するものであり、本発明の方法より煩雑な方法である。又、半導電層の樹脂としては、耐熱性に優れたポリアミドイミドではなく、ポリアミドイミドよりは耐熱性の劣るポリエーテルスルホンが用いられており、この点でも実施例の方が、より好ましいと言える。

１ 絶縁電線
２ 導体
３ 絶縁層
４ 導電材層
５ 絶縁層末端露出部
６ 導電材層末端露出部
７ 導体の露出部
８ 絶縁性粉体を付着させる部分
９ 収縮チューブに該当する部分
１０ 絶縁テープに該当する部分
１１ 絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を封止する樹脂の部分

Claims (7)

1. 導体と、前記導体上に形成した絶縁層と、この絶縁層上に形成される導電材層とを有する絶縁電線の、末端部にある絶縁層及び導電材層を除去する工程、及び前記絶縁層及び導電材層の除去により形成された絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を絶縁材料で被覆する工程からなることを特徴とする絶縁電線の末端処理方法。
2. 絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を絶縁材料で被覆する工程が、絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部に絶縁性粉体を付着させ、その後溶融し固化して、前記絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を前記絶縁性粉体の溶融物で封止する工程であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線の末端処理方法。
3. 絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を絶縁材料で被覆する工程が、絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を絶縁性収縮チューブで封止する工程であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線の末端処理方法。
4. 絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を絶縁材料で被覆する工程が、絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を絶縁テープで封止する工程であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線の末端処理方法。
5. 絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を絶縁材料で被覆する工程が、樹脂を溶融して、絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を当該樹脂で覆いその後固化して、前記絶縁層末端露出部及び導電材層末端露出部を前記樹脂で封止する工程であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線の末端処理方法。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の方法を用いて末端が処理された絶縁電線。
7. 請求項６に記載の絶縁電線を用いることを特徴とするコイル。

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