JP2014049397A - 絶縁電線及びそれを用いたコイル - Google Patents

Abstract

【課題】部分放電に対する耐性の向上による課電寿命の飛躍的な延長が図られた絶縁電線及びそれを用いたコイルを提供する。
【解決手段】絶縁電線を、導体１と、導体１の外周に形成された、絶縁性樹脂中に無機微粒子及び未反応状態の有機金属類が含有された第１の樹脂層２と、から構成する。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、絶縁電線及びそれを用いたコイルに関する。さらに詳しくは、モータ等の電気機器に用いられる絶縁電線及びそれを用いたコイルに関する。

適用電圧が高い電気機器、例えば、高電圧で使用されるモータ等では、電気機器を構成する絶縁電線に高電圧が印加され、隣接する絶縁電線同士間や絶縁層（絶縁層）中に微小な空隙が存在すると、その部分に電界が集中して部分放電が発生しやすくなる。このような部分放電によって絶縁層に劣化が生じることで、早期に絶縁破壊が起こり、電気機器の寿命が短くなるという問題があった。そのため、高電圧で使用されるモータ等のコイルを構成する絶縁電線には、導体を被覆する絶縁層に、優れた絶縁性、導体に対する密着性、耐熱性、機械的強度等の他に、部分放電に対する耐性を向上させて寿命を長くすることも求められている。

近年、省エネ、可変速のために用いるインバータでモータ等を駆動させるシステムにおいて、インバータサージ（急峻な過電圧）が発生し、絶縁破壊を起こすケースが多くなっているが、この絶縁破壊も、インバータサージによる過電圧が部分放電を引き起こし絶縁破壊に至ることが判明している。

寿命を長くさせる方法として、絶縁層に、金属酸化物やケイ素酸化物等からなる無機材料を充填して、部分放電による皮膜浸食を抑制する方法がある。また、耐部分放電性のエナメル線においてもコイル成形時の曲げ加工に耐え得る可とう性や機械的特性が必要である。耐部分放電性を付与するための絶縁層に有機／無機ナノコンポジット材料を適用して可とう性を向上させる方法や、耐部分放電性を付与するための絶縁層の脆さを汎用のエナメル皮膜で挟んだ構造を採用する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許第３４９６６３６号公報 米国特許第５６５４０９５号

無機材料等を充填した絶縁電線では、部分放電によって絶縁層が浸食されて消失した場合に、絶縁層中に充填した無機材料が絶縁層の消失によって表面上に堆積した状態となる。そして、この絶縁層の表面上に堆積した無機材料が部分放電による絶縁層の浸食を抑制することにより、絶縁層の部分放電に対する耐性を向上させている。すなわち、この絶縁電線では、絶縁層の表面上に堆積した無機材料が、絶縁層の表面にしっかりと定着している状態であることによって、絶縁層の表面が部分放電によって浸食されるのを抑制する効果を発揮する。

しかしながら、モータやトランス等は、稼働時に電磁振動や機械的振動等が加わり、これらの振動によって堆積した無機材料が絶縁層の表面から剥がれ落ちてしまい、絶縁層の浸食を抑制する効果が十分に得られないことがあった。そのため、無機材料等を絶縁層に充填することのみで部分放電による絶縁層の浸食を抑制するのには限界があった。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、部分放電に対する耐性の向上による課電寿命の飛躍的な延長が図られた絶縁電線及びそれを用いたコイルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明者等は、鋭意検討した結果、コイルに用いられる絶縁電線において、導体の外周に設けられた絶縁層に含まれる無機微粒子が、部分放電の発生によって絶縁層の表面上に堆積したときに、コイルの稼働時（使用時）の電磁振動や機械的振動等で絶縁層から剥がれ落ちない程度の無機層になって絶縁層の表面に保持されていれば、この無機層によって、部分放電による絶縁層の浸食を抑制することが可能であることを知見し、本発明を完成させた。すなわち、上記目的を達成するため、本発明によれば、以下の絶縁電線及びそれを用いたコイルが提供される。

［１］導体と、前記導体の外周に形成された、絶縁性樹脂中に無機微粒子及び未反応状態の有機金属類が含有された第１の樹脂層と、を備えた絶縁電線。

［２］導体と、前記導体の外周に形成された、絶縁性樹脂中に無機微粒子が含有された第２の樹脂層と、前記第２の樹脂層の下層側に形成された、未反応状態の有機金属類が含有された第３の樹脂層と、を備えた絶縁電線。

［３］前記有機金属類は、金属アルコキシド、金属キレート及び金属アシレートよりなる群から選ばれた１種以上からなる前記［１］又は［２］に記載の絶縁電線。

［４］前記有機金属類は、カプセルを構成する包被材中に封入された状態で含有されている前記［１］〜［３］のいずれかに記載の絶縁電線。

［５］前記無機微粒子は、オルガノシリカゾルである前記［１］〜［４］のいずれかに記載の絶縁電線。

［６］前記無機微粒子及び前記有機金属類が、部分放電によって前記第１の樹脂層又は前記第３の樹脂層の表面に堆積し、前記有機金属類が前記無機微粒子と反応することによって前記第１の樹脂層又は前記第３の樹脂層の表面に形成された、無機層をさらに備えた前記［１］〜［５］のいずれかに記載の絶縁電線。

［７］前記第１の樹脂層よりも上層に第４の樹脂層、又は下層に第５の樹脂層をさらに備えた前記［１］に記載の絶縁電線。

［８］前記第２の樹脂層よりも上層に第４の樹脂層、又は第３の樹脂層よりも下層に第５の樹脂層をさらに備えた前記［２］に記載の絶縁電線。

［９］前記［１］〜［８］のいずれかに記載の絶縁電線を用いたコイル。

本発明によれば、部分放電に対する耐性の向上による課電寿命の飛躍的な延長が図られた絶縁電線及びそれを用いたコイルが提供される。

本発明の絶縁電線の第１の実施の形態を示す断面図である。 本発明の絶縁電線の第２の実施の形態を示す断面図である。 本発明の絶縁電線の第１の実施の形態の第１の変形例を示す断面図である。 本発明の絶縁電線の第２の実施の形態の第１の変形例を示す断面図である。 本発明の絶縁電線の第１の実施の形態の第２の変形例を示す断面図である。 本発明の絶縁電線の第２の実施の形態の第２の変形例を示す断面図である。

［実施の形態の要約］
本実施の形態の絶縁電線は、導体と、前記導体の外周に形成された、絶縁性樹脂中に無機微粒子及び未反応状態の有機金属類が含有された第１の樹脂層と、を備えたものであり、又は、導体と、導体の外周に形成された、絶縁性樹脂中に無機微粒子が含有された第２の樹脂層と、第２の樹脂層の下層側に形成された、未反応状態の有機金属類が含有された第３の樹脂層と、を備えたものである。

［実施の形態］
以下、本発明の絶縁電線及びそれを用いたコイルの実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。

（絶縁電線）
図１Ａは、本発明の絶縁電線の第１の実施の形態を示す断面図である。図１Ａに示すように、本実施の形態の絶縁電線は、導体と、導体１の外周に形成された、絶縁性樹脂中に無機微粒子及び未反応状態の有機金属類が含有された第１の樹脂層２と、を備えて構成される。

なお、「未反応状態」とは、樹脂層内において、樹脂又は無機微粒子と反応していない状態で有機金属類が存在し、有機金属類が露出等したときに、無機微粒子と反応することが可能な状態であることをいう。

また、図１Ｂは、本発明の絶縁電線の第２の実施の形態を示す断面図である。図１Ｂに示すように、本実施の形態の絶縁電線は、導体１と、導体１の外周に形成された、絶縁性樹脂中に無機微粒子が含有された第２の樹脂層３と、第２の樹脂層３の下層側に形成された、未反応状態の有機金属類が含有された第３の樹脂層４と、を備えたものであってもよい。なお、第２の実施の形態の場合、第２の樹脂層３と第３の樹脂層４との間に、他の樹脂層が介在した構成のものであってもよい。以下、第１の実施の形態について説明するが、第２の実施の形態の場合も同様である。

本実施の形態においては、無機微粒子及び有機金属類が、部分放電によって第１の樹脂層２の表面に堆積し、流出した有機金属類が無機微粒子と反応することによって第１の樹脂層２の表面に形成された無機層（図示せず）をさらに備えたものであることが好ましい。

すなわち、本実施の形態においては、第１の樹脂層２の表面に露出した無機微粒子と有機金属類とを反応させて、第１の樹脂層２の表面に無機層（例えば、ＳｉＯ_２層）を形成することによって、無機微粒子の第１の樹脂層２の表面からの脱落及び部分放電による第１の樹脂層２の浸食を有効に防止することができる。この結果、部分放電に対する寿命（耐性）を向上させることができる。

また、本実施の形態においては、図２Ａに、第１の実施の形態の第１の変形例として示すように、第１の樹脂層２よりも上層に、絶縁性樹脂単体又は絶縁性樹脂に、例えば、潤滑剤が含有された構成の第４の樹脂層５、又は図３Ａに、第１の実施の形態の第２の変形例として示すように、第１の樹脂層２よりも下層に、絶縁性樹脂に、例えば、密着剤が含有された構成の第５の樹脂層６をさらに備えたものであってもよい。

本実施の形態に用いられる導体１としては、例えば、銅線、アルミ線、銀線、ニッケル線等を挙げることができる。

本実施の形態に用いられる第１の樹脂層２を構成する絶縁性樹脂としては、工業的に用いられているものであれば特に制限はなく、例えば、ホルマール、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等を挙げることができる。なお、第２〜第５の樹脂層３〜６を構成する絶縁性樹脂としても、第１の樹脂層２と同様のものを用いることができる。

本実施の形態に用いられる第１の樹脂層２（第２の樹脂層３の場合も同様）を構成する無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、イットリア等の金属酸化物粒子を挙げることができ、材質に特に制限はないが、工業生産性、コスト、誘電率が低いこと等の観点から、シリカが好ましい。これらの無機微粒子は、中空又は多孔質からなる無機微粒子であってもよい。

本実施の形態に用いられる無機微粒子としては、絶縁性樹脂塗料との溶解性を考慮すると、上記した無機微粒子を分散媒に分散させてなるオルガノゾル（例えば、オルガノシリカゾル）が好ましい。

本実施の形態において、第１の樹脂層２は、例えば、上述の絶縁性樹脂及び無機微粒子を溶剤に溶解させて無機微粒子を含有した絶縁性樹脂塗料を調製し、導体１の外周に塗布、焼き付けすることによって得ることができる。

絶縁性樹脂を溶解させる溶剤としては、例えば、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルイミダゾリジノン（ＤＭＩ）、シクロヘキサノン等の環状ケトン類等を挙げることができ、これらを１種単独で又は２種以上を混合して用いることができる。

オルガノゾルにおける無機微粒子の分散媒としては、例えば、１３０℃から１８０℃までの範囲の沸点を有する環状ケトン類を主成分（主分散媒）とするものを好適例として挙げることができる。このような環状ケトン類としては、例えば、シクロヘプタノン（沸点：１８０℃）、シクロヘキサノン（沸点：１５６℃）、シクロペンタノン（沸点：１３１℃）等を挙げることができる。これらを１種単独で又は２種以上を混合して用いることができる。また、２−シクロヘキセ−１オン等のような環状構造の一部又は全てが不飽和のものであってもよい。

なお、オルガノゾルと絶縁性樹脂塗料とを混合した絶縁電線用塗料の安定性を向上させる等を目的に、分散媒として、上記した環状ケトン類に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）等の溶剤、芳香族系炭化水素又は低級アルコール等を混合した分散媒としてもよい。ただし、混合した環状ケトン類以外の分散溶剤の比率が高いほど絶縁性樹脂塗料との親和性が悪化してしまうため、オルガノゾルに含まれる全分散媒のうち環状ケトン類が７０％以上含有されていることが好ましい。

オルガノゾルの粒子径は、第１の樹脂層２（第２の樹脂層３の場合も同様）の耐部分放電性を有効に機能させるとともに、導体１への塗装性を低下させないために、ＢＥＴ法による平均粒子径として、１００ｎｍ以下が好ましく、オルガノゾル自体の透明性の向上を考慮すると、３０ｎｍ以下が、さらに好ましい。

無機微粒子の充填量については特に制限はないが、絶縁性樹脂塗料の樹脂分１００質量部に対して、１質量部以上１００質量部以下の範囲で含有されていることが好ましい。

なお、上述のように、第２の実施の形態において、未反応の有機金属類を含有した第３の樹脂層４を用いる場合（第３の樹脂層４は、第１の実施の形態における第１の樹脂層２が未反応状態の有機金属類を含有しない場合に相当する）は、第３の樹脂層４は、無機微粒子を充填した第２の樹脂層３より内層（下層）側に設ける。この場合、第１の樹脂層２の形成に用いられるものと同様の絶縁性樹脂塗料（絶縁性樹脂及び溶剤）中に未反応の有機金属類を含有させることが好ましい。

本実施の形態における第１の樹脂層２又は第３の樹脂層４中に用いられる未反応状態の有機金属類は、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属元素を含有する金属アルコキシド、金属キレート及び金属アシレートよりなる群から選ばれた１種以上からなるものであることが好ましい。

なお、有機金属類の反応速度は、分子量を調整することにより変更が可能である。例えば、無機層を確実に形成する観点等から、反応速度を遅くする場合には、高分子量の有機金属類を用いるとよい。具体的には、金属アルコキシドよりも金属キレートの方が高分子量のため、反応速度が遅くなり、好ましい。また、金属アルコキシド、金属キレート及び金属アシレートの各種において、高分子量のものを用いれば、反応速度を遅くなる側に変更することができる。また、未反応状態の有機金属類は、例えば、カプセルを構成する包被材中に封入されて、カプセル粒子の状態で第１の樹脂層２又は第３の樹脂層４に含有されていることが好ましい。

カプセル粒子の粒子径は、第１の樹脂層２又は第３の樹脂層４の外観を悪化させることがなければ特に制限はないが、例えば、１０μｍ以下であることが好ましい。

カプセル粒子の添加量も、絶縁電線の特性を悪化させることがなければ特に制限はないが、例えば、有機金属類が分解して得られる金属酸化物換算質量として、耐部分放電層を形成する無機微粒子充填量の１／１０以下であることが好ましい。

カプセル粒子の外郭を構成する包被材は、上述の絶縁性樹脂塗料に用いられる溶剤に不溶であるとともに、部分放電が発生した場合に、部分放電によって浸食を受けて破壊され得る材料から構成されたものであることが好ましい。すなわち、例えば、絶縁性樹脂塗料中に混合された際には、絶縁性樹脂塗料には溶解することなく、内包された有機金属類を絶縁性樹脂塗料から保護するとともに、部分放電に曝された際には、部分放電による浸食を受けて破壊され、その際、内包された有機金属類を流出させる機能を有するものであることが好ましい。

すなわち、包被材は、その機能として、例えば、第１の樹脂層２又は第３の樹脂層４中において、有機金属類が、無機微粒子、絶縁性樹脂、溶剤、又は大気等に触れて、それらと反応してしまうのを防止するとともに、部分放電によって無機微粒子を含む第１の樹脂層２又は第２の樹脂層３が浸食されて、無機微粒子とカプセル粒子とが第１の樹脂層２又は第３の樹脂層４の表面に露出するように堆積する状態であるときに、部分放電によって、包被されていた有機金属類を露出させ、無機微粒子と有機金属類とを反応させて、第１の樹脂層２又は第３の樹脂層４上に無機微粒子と有機金属類との無機層を形成させることを補助する機能を有している。

このような機能を持つ包被材の材質としては、例えば、メラミン、スチレン、アクリル、ウレタン、ポリアミド、ポリイミド等の架橋化学構造を有する耐溶剤性の有機材料を好適例として挙げることができる。また、部分放電による包被材の浸食時間を遅延させるため又は包被材を安定化させるために、包被材の最外殻に、シリカ等の無機材料を非常に薄くコーティングしてもよい。

図２Ａは、本発明の絶縁電線の第１の実施の形態の第１の変形例を示す断面図であり、図２Ｂは、本発明の絶縁電線の第２の実施の形態の第１の変形例を示す断面図である。また、図３Ａは、本発明の絶縁電線の第１の実施の形態の第２の変形例を示す断面図であり、図３Ｂは、本発明の絶縁電線の第２の実施の形態の第２の変形例を示す断面図である。

図２Ａに示す絶縁電線は、第１の樹脂層２よりも上層に第４の樹脂層５をさらに備えて構成され、また、図３Ａ示す絶縁電線は、第１の樹脂層２よりも下層に第５の樹脂層６をさらに備えて構成されている。

また、図２Ｂに示す絶縁電線は、第２の樹脂層３よりも上層に第４の樹脂層５を備えて構成され、また、図３Ｂに示す絶縁電線は、第３の樹脂層４よりも下層に第５の樹脂層６をさらに備えて構成されている。

上述のような構成を備えた絶縁電線も、図１Ａ及び図１Ｂに示す絶縁電線と同様の効果を発揮することができる。

（コイル）
本実施の形態のコイル（図示せず）は、上述の絶縁電線を用いて構成される。上述の絶縁電線を用いたコイルとしては、特に制限はなく、汎用の方法によって製造することができる。

以下に、本発明の絶縁電線を、実施例を用いてさらに具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例によって、いかなる制限を受けるものではない。

（実施例１）
絶縁性樹脂塗料としてのトリス−２（ヒドロキシエチルイソシアヌレート）変性ポリエステルイミドエナメル線用塗料中へ、その樹脂分１００質量部に対して、無機微粒子としてのオルガノシリカゾル（ベンジルアルコール／ナフサ系混合分散媒、シリカの平均粒径１２ｎｍ）を、そのシリカ分が２０質量部となるように分散させ、さらに有機金属類（マツモトファインケミカル社製、商品名：キルガチックスＴＣ−７５０）を未反応の状態で混合することにより、絶縁電線用塗料（耐部分放電性ポリエステルイミドエナメル線用塗料）を得、得られた塗料を用いて、銅導体上に塗布、焼付けして、第１の樹脂層を形成し、１層構造（絶縁層の皮膜厚３０μｍ）の絶縁電線を得た。

（実施例２〜３）
実施例１において、オルガノシリカゾルのシリカ分を、上述の樹脂分１００質量部に対して、それぞれ５質量部、及び１００質量部となるように分散させたこと以外は実施例１と同様にした。

（実施例４）
絶縁性樹脂塗料としてのトリス−２（ヒドロキシエチルイソシアヌレート）変性ポリエステルイミドエナメル線用塗料中に、有機金属類（マツモトファインケミカル社製、商品名：キルガチックスＴＣ−７５０）を未反応の状態で混合させて得た塗料を用いて、銅導体上に塗布、焼付けし皮膜厚２０μｍの、第３の樹脂層としての皮膜を形成した後、その上に、トリス−２（ヒドロキシエチルイソシアヌレート）変性ポリエステルイミドエナメル線用塗料中へ、その樹脂分１００質量部に対して、無機微粒子としてのオルガノシリカゾル（ベンジルアルコール／ナフサ系混合分散媒、シリカの平均粒径１２ｎｍ）を、そのシリカ分が２０質量部となるように分散させて得た耐部分放電性ポリエステルイミドエナメル線用塗料を、塗布、焼付けし、第２の樹脂層としての皮膜厚１０μｍの皮膜を形成して２層構造（合計の皮膜厚３０μｍ）の絶縁電線を得た。

（実施例５）
実施例４において、第２の樹脂層の皮膜厚を１５μｍに変えるとともに、第２の樹脂層の上に汎用のポリアミドイミドエナメル線用塗料を、塗布、焼付けし、皮膜厚５μｍの皮膜を形成して、３層構造（皮膜厚３０μｍ）の絶縁電線を得た。

（実施例６）
汎用のトリス−２（ヒドロキシエチルイソシアヌレート）変性ポリエステルイミドエナメル線用塗料を、銅導体上に、塗布、焼付けし、第５の樹脂層としての皮膜厚５μｍの皮膜を形成して、その上に、トリス−２（ヒドロキシエチルイソシアヌレート）変性ポリエステルイミドエナメル線用塗料中へその樹脂分１００質量部に対して、オルガノシリカゾル（ベンジルアルコール／ナフサ系混合分散媒、シリカの平均粒径１２ｎｍ）をそのシリカ分が２０質量部となるように分散させ、さらに有機金属類（マツモトファインケミカル社製、商品名：キルガチックスＴＣ−７５０）を未反応の状態で混合させて得た耐部分放電性ポリエステルイミドエナメル線用塗料を用いて塗布、焼付けし、第１の樹脂層としての皮膜厚１２μｍの皮膜を形成し、さらに、その上に汎用のポリアミドイミドエナメル線用塗料を塗布、焼付けし、皮膜厚５μｍの皮膜を形成して、またさらにその上に、第４の樹脂層としての自己潤滑ポリアミドイミドエナメル線用塗料を塗布、焼付けし、皮膜厚３μｍの皮膜を形成して、４層構造（合計の皮膜厚３０μｍ）の絶縁電線を得た。

（実施例７）
ポリアミドイミドエナメル線用塗料中に、有機金属類（マツモトファインケミカル社製、商品名：キルガチックスＴＣ−７５０）を未反応の状態で混合させて得た塗料を用いて、銅導体上に塗布、焼付けし、第３の樹脂層としての皮膜厚１５μｍの皮膜を形成した後、その上にポリアミドイミドエナメル線用塗料中へ、その樹脂分１００質量部に対して、オルガノシリカゾル（シクロヘキサノン分散媒、シリカの平均粒径２３ｎｍ）をそのシリカ分が２０質量部となるように分散させて得た耐部分放電性ポリアミドイミドエナメル線用塗料を、塗布、焼付けし、第２の樹脂層としての皮膜厚１０μｍの皮膜を形成して、さらにその上に、汎用のポリアミドイミドエナメル線用塗料を、塗布、焼付けし、第４の樹脂層としての膜厚５μｍの皮膜を形成して、３層構造（合計の皮膜厚３０μｍ）の絶縁電線を得た。

（実施例８）
ポリアミドイミドエナメル線用塗料中へ、その樹脂分１００質量部に対して、オルガノシリカゾル（シクロヘキサノン分散媒、シリカの平均粒径２３ｎｍ）をそのシリカ分が２０質量部となるように分散させ、さらに有機金属類（マツモトファインケミカル社製、商品名：キルガチックスＴＣ−７５０）を未反応の状態で混合することにより得た耐部分放電性ポリアミドイミドエナメル線用塗料を、銅導体上に塗布、焼付けし、第１の樹脂層としての皮膜厚２５μｍの皮膜を形成して、さらにその上に汎用のポリアミドイミドエナメル線用塗料を、塗布、焼付けし、第４の樹脂層としての皮膜厚５μｍの皮膜を形成して、２層構造（皮膜厚３０μｍ）の絶縁電線を得た。

（実施例９）
汎用のトリス−２（ヒドロキシエチルイソシアヌレート）変性ポリエステルイミドエナメル線用塗料を銅導体上に、塗布、焼付けし、第５の樹脂層としての皮膜厚１０μｍの皮膜を形成して、その上にポリアミドイミドエナメル線用塗料中へ、その樹脂分１００質量部に対して、チタニア微粒子（チタニアの平均粒径２０ｎｍを塗料中に直接分散）をそのチタニア分が５０質量部となるように分散させ、さらに有機金属類（マツモトファインケミカル社製、商品名：キルガチックスＴＣ−７５０）を未反応の状態で混合することにより得た耐部分放電性ポリアミドイミドエナメル線用塗料を、塗布、焼付けし、第１の樹脂層としての皮膜厚１０μｍの皮膜を形成して、さらにその上に汎用のポリアミドイミドエナメル線用塗料を、塗布、焼付けし、第４の樹脂層としての皮膜厚１０μｍの皮膜を形成して、３層構造（合計の皮膜厚３０μｍ）の絶縁電線を得た。

（実施例１０）
汎用のポリイミドエナメル線用塗料を銅導体上に、塗布、焼付けし、第５の樹脂層としての皮膜厚１０μｍの皮膜を形成して、その上にポリイミドエナメル線用塗料中へその樹脂分１００質量部に対して、シリカ微粒子（シリカの平均粒径１６ｎｍを塗料中に直接分散）をそのシリカ分が５０質量部となるように分散させ、さらに有機金属類（マツモトファインケミカル社製、商品名：キルガチックスＴＣ−７５０）を未反応の状態で混合することにより得た耐部分放電性ポリイミドエナメル線用塗料を、塗布、焼付けし、第１の樹脂層としての皮膜厚１０μｍの皮膜を形成して、さらにその上に汎用のポリイミドエナメル線用塗料を、塗布、焼付けし、第４の樹脂層としての皮膜厚１０μｍの皮膜を形成して、３層構造（合計の皮膜厚３０μｍ）の絶縁電線を得た。

（比較例１）
トリス−２（ヒドロキシエチルイソシアヌレート）変性ポリエステルイミドエナメル線用塗料中へその樹脂分１００質量部に対して、オルガノシリカゾル（ベンジルアルコール／ナフサ系混合分散媒、シリカの平均粒径１２ｎｍ）をそのシリカ分が２０質量部となるように分散させることにより、耐部分放電性ポリエステルイミドエナメル線用塗料を得、得られた塗料を用いて銅導体上に塗布、焼付けし、第２の樹脂層に相当する層を形成して、１層構造（皮膜厚３０μｍ）の絶縁電線を得た。

（比較例２）
汎用のトリス−２（ヒドロキシエチルイソシアヌレート）変性ポリエステルイミドエナメル線用塗料を用いて銅導体上に塗布、焼付けして、第５の樹脂層に相当する皮膜厚２０μｍの皮膜を形成した後、その上にトリス−２（ヒドロキシエチルイソシアヌレート）変性ポリエステルイミドエナメル線用塗料中へその樹脂分１００質量部に対して、オルガノシリカゾル（ベンジルアルコール／ナフサ系混合分散媒、シリカの平均粒径１２ｎｍ）をそのシリカ分が２０質量部となるように分散させて得た耐部分放電性ポリエステルイミドエナメル線用塗料を、塗布、焼付けし、第２の樹脂層に相当する皮膜厚１０μｍの皮膜を形成して、２層構造（合計の皮膜厚３０μｍ）の絶縁電線を得た。

（比較例３）
汎用のトリス−２（ヒドロキシエチルイソシアヌレート）変性ポリエステルイミドエナメル線用塗料を銅導体上に、塗布、焼付けし、第５の樹脂層に相当する皮膜厚１０μｍの皮膜を形成して、その上にポリアミドイミドエナメル線用塗料中へその樹脂分１００質量部に対して、チタニア微粒子（チタニアの平均粒径２０ｎｍを塗料中に直接分散）をそのチタニア分が５０質量部となるように分散させて得た耐部分放電性ポリアミドイミドエナメル線用塗料を、塗布、焼付けし、第２の樹脂層に相当する皮膜厚１０μｍの皮膜を形成して、さらにその上に汎用のポリアミドイミドエナメル線用塗料を、塗布、焼付けし、第４の樹脂層に相当する皮膜厚１０μｍの皮膜を形成して、３層構造（合計の皮膜厚３０μｍ）の絶縁電線を得た。

（比較例４）
汎用のポリアミドイミドエナメル線用塗料を用いて銅導体上に塗布、焼付けし、第５の樹脂層に相当する皮膜厚１５μｍの皮膜を形成した後、その上にポリアミドイミドエナメル線用塗料中へその樹脂分１００質量部に対して、オルガノシリカゾル（シクロヘキサノン分散媒、シリカの平均粒径２３ｎｍ）をそのシリカ分が２０質量部となるように分散させて得た耐部分放電性ポリアミドイミドエナメル線用塗料を、塗布、焼付けし、第２の樹脂層に相当する皮膜厚１２μｍの皮膜を形成して、さらにその上に汎用のポリアミドイミドエナメル線用塗料中に有機金属類（マツモトファインケミカル社製、商品名：キルガチックスＴＣ−７５０）を未反応の状態で混合させて得た塗料を、塗布、焼付けし、第３の樹脂層に相当する皮膜厚５μｍの皮膜を形成して、さらにその上に第４の樹脂層としての自己潤滑ポリアミドイミドエナメル線用塗料を塗布、焼付けし、皮膜厚３μｍの皮膜を形成して、４層構造（合計の皮膜厚３５μｍ）の絶縁電線を得た。

（比較例５）
ポリアミドイミドエナメル線用塗料を用いて、第５の樹脂層に相当する層を形成し、導体径０．８ｍｍ（皮膜厚３０μｍ）のポリアミドイミドエナメル線を得た。

表１に、実施例１〜１０及び比較例１〜５で用いられた材料及び構造を示すとともに、そこで得られた絶縁電線（エナメル線）の特性を示す。

絶縁電線の可とう性及び絶縁破壊電圧試験は、ＪＩＳ−Ｃ３００３に準拠して行った。耐部分放電性は、無伸長のままの２本のエナメル線、及び２０％伸長させた２本のエナメル線をそれぞれ用いて、JIS C 3216に準拠した方法によりツイストペアにした無伸長の供試エナメル線及び２０％伸長後の供試エナメル線を作製し、これらの供試エナメル線に対して、周波数１０ｋＨｚ，電圧１．４ｋＶ（正弦波）の条件で課電することにより、無伸長のままでのＶ−ｔ特性試験（電圧−部分放電寿命時間特性試験）、２０％伸張してからのＶ−ｔ特性試験（電圧−部分放電寿命時間特性試験）を評価した。なお、表１では、トリス−２（ヒドロキシエチルイソシアヌレート）はＴＨＥＩＣと略して記載した。

表１から分かるように、第１の樹脂層中に有機金属類が未反応の状態で含有されている場合、また、第３の樹脂層の中に有機金属類が未反応の状態で含有されている場合、Ｖ−ｔ特性、特に、無伸長においては、いずれも３０００ｈ＜と極めて良好な特性を示した。

これは、Ｖ−ｔ試験において、部分放電による皮膜浸食を生じた後に表面に堆積した無機微粒子の層が、同時又は少し遅れて、未反応の状態の有機金属類を浸食、破壊等によって露出させて、有機金属類を流出させるとともに、有機金属類自体も部分放電による分子鎖切断、局部加熱による分子鎖切断又は空気中の水分による加水分解等により、有機金属類に結合している有機部分が欠落し、活性の高い状態となり、表面に堆積した無機微粒子同士を結合し、より強固な無機微粒子の層を形成したため、部分放電浸食を抑制し、寿命延長に寄与したと考えられる。

未反応の状態の有機金属類を含有しない、汎用的な材料を用いた比較例１〜３の絶縁電線は、比較例５の汎用エナメル線に比し、寿命延長効果はあるものの、数百倍程度に留まる。比較例４は、未反応の状態の有機金属類を含有した第３の樹脂層に相当する層が第２の樹脂層より外側（上層側）にある場合には、同様に寿命延長効果が認められなかった。これは有機金属類が部分放電により活性化しても無機微粒子が周りに存在しない状態では、無機層の強固化には寄与せず、活性を失ってしまうためと考えられる。

１ 導体
２ 第１の樹脂層
３ 第２の樹脂層
４ 第３の樹脂層
５ 第４の樹脂層
６ 第５の樹脂層

Claims (9)

1. 導体と、
   前記導体の外周に形成された、絶縁性樹脂中に無機微粒子及び未反応状態の有機金属類が含有された第１の樹脂層と、を備えた絶縁電線。
2. 導体と、
   前記導体の外周に形成された、絶縁性樹脂中に無機微粒子が含有された第２の樹脂層と、
   前記第２の樹脂層の下層側に形成された、未反応状態の有機金属類が含有された第３の樹脂層と、を備えた絶縁電線。
3. 前記有機金属類は、金属アルコキシド、金属キレート及び金属アシレートよりなる群から選ばれた１種以上からなる請求項１又は２に記載の絶縁電線。
4. 前記有機金属類は、カプセルを構成する包被材中に封入された状態で含有されている請求項１〜３のいずれかに記載の絶縁電線。
5. 前記無機微粒子は、オルガノシリカゾルである請求項１〜４のいずれかに記載の絶縁電線。
6. 前記無機微粒子及び前記有機金属類が、部分放電によって前記第１の樹脂層又は前記第３の樹脂層の表面に堆積し、前記有機金属類が前記無機微粒子と反応することによって前記第１の樹脂層又は前記第３の樹脂層の表面に形成された、無機層をさらに備えた請求項１〜５のいずれかに記載の絶縁電線。
7. 前記第１の樹脂層よりも上層に第４の樹脂層、又は下層に第５の樹脂層をさらに備えた請求項１に記載の絶縁電線。
8. 前記第２の樹脂層よりも上層に第４の樹脂層、又は第３の樹脂層よりも下層に第５の樹脂層をさらに備えた請求項２に記載の絶縁電線。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の絶縁電線を用いたコイル。

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