JP2016157607A - Insulated wire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に産業用モータの巻線用途に好適な絶縁電線に関する。 The present invention relates to an insulated wire suitable mainly for winding applications for industrial motors.
近年、電気自動車やハイブリッド自動車等の駆動モータに代表される産業用モータにおいては、小型化や軽量化は勿論のこと、高出力化のための駆動電圧高圧化や動力性能向上のためのインバータ駆動化が急速に進展している。 In recent years, industrial motors represented by drive motors such as electric vehicles and hybrid vehicles are not only reduced in size and weight but also driven by inverters for higher drive voltage and higher power performance for higher output. The development is progressing rapidly.
ところが、産業用モータの駆動電圧高圧化やインバータ駆動化に伴う高駆動電圧とインバータサージ電圧との重畳により、産業用モータの巻線を構成する絶縁電線で部分放電が発生する危険性が増加している。 However, due to the superposition of the high drive voltage and inverter surge voltage associated with the drive voltage increase and inverter drive of industrial motors, the risk of partial discharge occurring in the insulated wires that make up the windings of industrial motors increases. ing.
特に、部分放電開始電圧(PDIV;Partial Discharge Inception Voltage)が低い絶縁電線では、低電圧でも部分放電が発生し、部分放電により絶縁電線の絶縁性能を担保している絶縁被膜が徐々に浸食されて最終的に絶縁不良となることが懸念されている。 In particular, in an insulated wire having a low partial discharge inception voltage (PDIV), partial discharge occurs even at a low voltage, and the insulation coating that ensures the insulation performance of the insulated wire is gradually eroded by the partial discharge. There is a concern that it will eventually result in poor insulation.
この部分放電開始電圧は、絶縁被膜の比誘電率を従来よりも低くしたり絶縁被膜の膜厚を従来よりも厚くしたりすることで高くすることができる。 This partial discharge start voltage can be increased by lowering the relative dielectric constant of the insulating film than before or by increasing the film thickness of the insulating film.
絶縁被膜の比誘電率を従来よりも低くして部分放電開始電圧を高くするためには、弗素含有ポリマ(例えば、ポリイミド樹脂(PI)やポリアミドイミド樹脂(PAI))等の比誘電率が従来よりも低い材料で形成された絶縁被膜を採用することが考えられるが、これらの材料は高価であり、産業用モータの価格上昇をもたらすため、これらの材料で形成された絶縁被膜を採用することは困難である。 In order to increase the partial discharge starting voltage by lowering the relative dielectric constant of the insulating film than before, the relative dielectric constant of a fluorine-containing polymer (for example, polyimide resin (PI) or polyamideimide resin (PAI)) is conventionally increased. It is conceivable to use insulation coatings made of lower materials, but these materials are expensive and lead to higher prices for industrial motors, so use insulation coatings made of these materials It is difficult.
他方、絶縁被膜の膜厚を厚くして部分放電開始電圧を高くする際には、産業用モータの駆動電圧高圧化やインバータ駆動化にも耐え得るように、絶縁被膜の膜厚を100μmから200μm程度まで厚くすることが必要である。 On the other hand, when increasing the partial discharge start voltage by increasing the film thickness of the insulating film, the film thickness of the insulating film is changed from 100 μm to 200 μm so that it can withstand the high drive voltage of an industrial motor and inverter drive. It is necessary to make it as thick as possible.
しかし、通常のエナメル塗装法では、一回の塗装で形成することができる絶縁被膜の膜厚が数μm程度であることから、絶縁被膜の膜厚を100μmから200μm程度まで厚くするためには、塗装回数を従来よりも大幅に増加させる必要があり、塗装回数の増加による産業用モータの価格上昇が起こるため、通常のエナメル塗装法で絶縁被膜を形成することは現実的では無いし、塗装回数が増加することにより、絶縁被膜に粒状の欠点が形成される等の不具合が発生する危険性が増加するという問題もある。 However, in the normal enamel coating method, since the film thickness of the insulating film that can be formed by one coating is about several μm, in order to increase the film thickness of the insulating film from about 100 μm to about 200 μm, It is necessary to increase the number of times of coating significantly compared to the conventional method, and the price of industrial motors increases due to the increase in the number of times of coating. Therefore, it is not practical to form an insulating film by the usual enamel coating method. There is also a problem that the risk of occurrence of defects such as the formation of granular defects in the insulating coating increases due to the increase in the thickness.
この点を考慮して、導体の周囲に熱可塑性樹脂を溶融押出被覆して絶縁被膜を形成することにより、絶縁被膜の膜厚を従来よりも厚くすることが検討されている。 Considering this point, it has been studied to make the insulating film thicker than before by melt-extrusion coating a thermoplastic resin around the conductor to form the insulating film.
ここで、熱可塑性樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリエーテルサルフォン樹脂(PES)、ポリエーテルイミド樹脂(PEI)、又はポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)等の樹脂を使用することが考えられるが、これらの樹脂のうち、耐薬品性、剛性、及び電気絶縁性等、絶縁被膜に要求される特性を兼ね備え、他のエンジニアリングプラスチックと比較して低価格であるという理由から、ポリフェニレンサルファイド樹脂が有望である。 Here, as the thermoplastic resin, a resin such as polyphenylene sulfide resin (PPS), polyether sulfone resin (PES), polyetherimide resin (PEI), or polyether ether ketone resin (PEEK) may be used. Of these resins, polyphenylene sulfide has the characteristics required for insulating coatings such as chemical resistance, rigidity, and electrical insulation, and is cheaper than other engineering plastics. Resin is promising.
ポリフェニレンサルファイド樹脂は、結晶性ポリマであり、結晶化により耐薬品性や耐熱性が向上することが知られているため、ポリフェニレンサルファイド樹脂を所望の形状に成型(例えば、射出成型や押出成型)した後でポリフェニレンサルファイド樹脂が結晶化していない場合は、ポリフェニレンサルファイド樹脂を結晶化温度以上に加熱することにより、ポリフェニレンサルファイド樹脂の結晶化度を上昇させて製品化することが通常である。 Polyphenylene sulfide resin is a crystalline polymer, and it is known that chemical resistance and heat resistance are improved by crystallization. Therefore, polyphenylene sulfide resin is molded into a desired shape (for example, injection molding or extrusion molding). When the polyphenylene sulfide resin is not crystallized later, the polyphenylene sulfide resin is usually heated to a temperature equal to or higher than the crystallization temperature to increase the crystallinity of the polyphenylene sulfide resin to produce a product.
産業用モータの巻線用途では、絶縁電線を屈曲させたり伸張させたりして絶縁電線に変形加工を施す必要があり、ポリフェニレンサルファイド樹脂が溶融押出被覆されて形成された絶縁被膜を備えた絶縁電線では、絶縁電線に変形加工を施す際における絶縁被膜の曲げ特性や伸び特性等の機械的特性がポリフェニレンサルファイド樹脂からなる絶縁被膜の結晶化度が低いほど良好であることから、絶縁被膜の結晶化度が低い状態で絶縁電線に変形加工を施すことが通常である。 In industrial motor winding applications, it is necessary to bend or stretch the insulated wire to deform the insulated wire, and the insulated wire has an insulation coating formed by melt extrusion coating of polyphenylene sulfide resin. Since the lower the crystallinity of the insulation film made of polyphenylene sulfide resin, the better the mechanical properties such as bending and elongation properties of the insulation film when deforming the insulated wire, the crystallization of the insulation film In general, the insulated wire is deformed in a low degree.
この変形加工後に絶縁被膜を結晶化温度以上に加熱して絶縁被膜の結晶化度を上昇させることにより、耐薬品性や耐熱性を向上させることが行われている。 After the deformation process, the chemical resistance and heat resistance are improved by heating the insulating film to a temperature higher than the crystallization temperature to increase the crystallinity of the insulating film.
例えば、特許文献1には、導体の外周に形成された押出被覆樹脂層のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物が結晶化していない状態で絶縁ワイヤの変形加工を伴う回転電機の電機子の組み立てを行い、組立終了後の絶縁ワイヤを120℃以上の温度に加熱することで絶縁ワイヤのポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を結晶化させることが記載されている。 For example, Patent Document 1 assembles an armature of a rotating electric machine that involves deformation processing of an insulating wire in a state where the polyphenylene sulfide resin composition of the extrusion-coated resin layer formed on the outer periphery of the conductor is not crystallized. It is described that the insulated wire after completion is crystallized by heating the insulated wire to a temperature of 120 ° C. or higher.
ところで、絶縁電線を巻線に加工する際の変形加工により、絶縁被膜が導体から剥離して絶縁被膜に浮きや破れ等が発生する虞があり、これを防止するために、特許文献1では、変形加工前におけるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物からなる押出被覆樹脂層の結晶化度を低くしてその硬度を低くしておき、組立終了後に押出被覆樹脂層の結晶化度を高くしてその硬度を高くすることが記載されている。 By the way, there is a possibility that the insulating coating peels off from the conductor due to deformation processing when the insulated wire is processed into a winding, and the insulating coating may be lifted or torn, and in order to prevent this, in Patent Document 1, The crystallinity of the extrusion-coated resin layer made of the polyphenylene sulfide resin composition before deformation is lowered to lower its hardness, and after assembly, the crystallinity of the extrusion-coated resin layer is increased to increase its hardness. It is described to do.
ポリフェニレンサルファイド樹脂からなる絶縁被膜の結晶化度が低くその硬度が低い(絶縁被膜が柔らかい)場合は、絶縁被膜の靱性が高いため、変形加工時に絶縁被膜に掛かるストレスを軽減することができるが、その後の回転電機の電機子の組み立てにおいて、コアスロットに絶縁電線を挿入する際やコイルエンドを成型する際等の成型治具等に対する押し付けや擦り等で絶縁被膜に摩耗(例えば、擦り傷や圧痕)が発生し易くなり、絶縁被膜が摩耗により減少して絶縁不良に至る虞がある。 When the crystallinity of the insulating film made of polyphenylene sulfide resin is low and its hardness is low (insulating film is soft), the toughness of the insulating film is high, so the stress applied to the insulating film during deformation processing can be reduced, In subsequent assembly of the armature of a rotating electrical machine, the insulating coating is worn (for example, scratched or indented) by pressing or rubbing against a molding jig or the like when inserting an insulated wire into a core slot or molding a coil end. Is likely to occur, and there is a possibility that the insulating coating is reduced by wear and leads to insulation failure.
このような絶縁被膜の摩耗を防止するために、変形加工前に絶縁被膜の結晶化度を高くしてその硬度を高くしておくと、絶縁被膜の密着性が低くなり、前述の通り、絶縁被膜に浮きや破れ等が発生し易くなってしまう。 In order to prevent such abrasion of the insulating film, if the crystallinity of the insulating film is increased and its hardness is increased before deformation processing, the adhesion of the insulating film is lowered, and as described above, the insulating film is insulated. The film tends to float or break.
そこで、本発明の目的は、主成分としてポリフェニレンサルファイド樹脂を含む樹脂組成物で形成されていながら耐摩耗性や密着性が高い絶縁被膜を有しており、しかも耐熱性が高い絶縁電線を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an insulated wire having an insulating film having high wear resistance and high adhesion while being formed of a resin composition containing a polyphenylene sulfide resin as a main component, and having high heat resistance. There is.
この目的を達成するために創案された本発明は、導体と、前記導体の周囲に形成された絶縁体と、を備えており、前記絶縁体は、主成分としてポリフェニレンサルファイド樹脂を含むと共に結晶化度が85%以上である時の引張強度が70MPa以下である樹脂組成物で形成された絶縁被膜を有している絶縁電線である。 The present invention created to achieve this object includes a conductor and an insulator formed around the conductor, and the insulator contains polyphenylene sulfide resin as a main component and is crystallized. An insulated wire having an insulating coating formed of a resin composition having a tensile strength of 70 MPa or less when the degree is 85% or more.
前記樹脂組成物は、副成分としてシリコーンゴム又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樹脂を含んでいることが好ましい。 The resin composition preferably contains a silicone rubber or a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin as an auxiliary component.
前記樹脂組成物は、80質量%以上90質量%以下の主成分と20質量%以下10質量%以上の副成分とを含んでいることが好ましい。 The resin composition preferably includes a main component of 80% by mass or more and 90% by mass or less and a subcomponent of 20% by mass or less and 10% by mass or more.
前記絶縁被膜は、前記導体の周囲に直接的又は間接的に形成されていることが好ましい。 The insulating coating is preferably formed directly or indirectly around the conductor.
本発明によれば、主成分としてポリフェニレンサルファイド樹脂を含む樹脂組成物で形成されていながら耐摩耗性や密着性が高い絶縁被膜を有しており、しかも耐熱性が高い絶縁電線を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an insulated wire which has an insulating film having high wear resistance and adhesion while being formed of a resin composition containing a polyphenylene sulfide resin as a main component, and which has high heat resistance. it can.
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に順って説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示す通り、本発明の好適な実施の形態に係る絶縁電線100は、導体101と、導体101の周囲に形成された絶縁体102と、を備えている。
As shown in FIG. 1, an insulated
導体101は、銅(例えば、低酸素銅や無酸素銅)やアルミニウム等の導電性が高い金属で形成されており、矩形断面を有する平角線、円形断面を有する丸線、又は円形断面を有する複数本の丸線等が撚り合わされて形成された撚線等からなる。
The
絶縁体102は、主成分としてポリフェニレンサルファイド樹脂を含むと共に結晶化度が85%以上である時の引張強度が70MPa以下である樹脂組成物で形成された絶縁被膜103を有しており、絶縁被膜103は、導体101の周囲に直接的又は間接的に形成されている。
The
ここで、結晶化度[%]は、絶縁電線100に変形加工を施す前における結晶化度を意味しており、示差走査熱量測定(DSC;Differential Scanning Calorimetry)による冷結晶化熱(発熱エンタルピ)[J/g]をHcとすると共に示差走査熱量測定による融解熱(吸熱エンタルピ)[J/g]をHmとした時に数式(1)で表される。
Here, the degree of crystallinity [%] means the degree of crystallinity before the insulated
なお、冷結晶化熱は、樹脂組成物を室温(40℃)から昇温させながら示差走査熱量測定により測定した冷結晶化時の結晶化熱である。 The heat of cold crystallization is the heat of crystallization during cold crystallization as measured by differential scanning calorimetry while raising the temperature of the resin composition from room temperature (40 ° C.).
絶縁被膜103の結晶化度を85%以上とする理由は、絶縁被膜103の結晶化度が85%未満である場合は、絶縁被膜103の耐摩耗性が低くなるため、回転電機の電機子の組み立てを行う際に絶縁被膜103に摩耗が発生して絶縁被膜103の膜厚が減少し、所望する電気絶縁特性が得られなくなるからである。
The reason for setting the crystallinity of the insulating
なお、回転電機の電機子の組み立てを行う際に絶縁被膜103に摩耗が発生しない程度に絶縁被膜103の耐摩耗性を向上させるためには、絶縁被膜103の結晶化度を90%以上とすることが望ましい。
In order to improve the wear resistance of the insulating
絶縁被膜103の結晶化度を85%以上とするためには、絶縁被膜103を樹脂組成物の冷結晶化温度以上に加熱すると良い。
In order to set the crystallinity of the insulating
具体的には、絶縁被膜103を冷結晶化温度である120℃以上200℃以下に加熱することにより、絶縁被膜103の結晶化度を85%以上とすることが可能となる。
Specifically, by heating the
この際、絶縁被膜103を200℃以上に加熱しても、絶縁被膜103の結晶化度を85%以上とすることができるが、加熱時に絶縁被膜103の弾性率が低くなり絶縁被膜103が変形する虞があるため、絶縁被膜103を200℃以下に加熱して絶縁被膜103の結晶化度を高くすることが望ましい。
At this time, even if the insulating
なお、絶縁被膜103の加熱は、絶縁電線100の製造後に実施しても絶縁電線100の製造中に実施しても構わない。
The heating of the insulating
通常、絶縁被膜103の結晶化度が85%以上である場合は、その硬度が高くなることに起因して絶縁被膜103に摩耗が発生し難くなるが、絶縁被膜103の結晶化度が85%未満である場合と比較して、絶縁電線100に変形加工を施す際における絶縁被膜103の曲げ特性や伸び特性等の機械的特性が低くなり、絶縁被膜103の密着性が低くなるため、絶縁電線100に変形加工を施す際に絶縁被膜103に浮きや破れ等が発生する可能性が高い。
Normally, when the crystallinity of the insulating
そこで、本発明者等は、主成分としてポリフェニレンサルファイド樹脂を含む樹脂組成物が溶融押出被覆されて形成された絶縁被膜103を有している絶縁電線100に関して鋭意検討を重ね、その結果、絶縁被膜103を構成する樹脂組成物の結晶化度が85%以上である時の樹脂組成物の引張強度を所定の範囲とすることにより、絶縁被膜103の機械的特性や密着性を向上させると共に絶縁電線100の耐加工性を改善することが可能となることを見出した。
Accordingly, the present inventors have made extensive studies on the insulated
即ち、本発明者等は、主成分としてポリフェニレンサルファイド樹脂を含むと共に結晶化度が85%以上である時の引張強度が70MPa以下である樹脂組成物で形成された絶縁被膜103は、機械的特性や密着性が良好であり、この絶縁被膜103を採用することにより、絶縁被膜103の耐摩耗性や密着性を確保し、絶縁電線100の耐加工性を向上させることが可能となることを見出した。
That is, the present inventors have found that the insulating
ここで、絶縁被膜103の密着性は、急激伸張試験により、絶縁電線100を急激に伸張させて導体101と絶縁被膜103とを破断させると共に破断位置の端部における絶縁被膜103の浮きの長さと導体101の露出長さとを調査し、これらの長さに基づいて評価する。
Here, the adhesion of the insulating
具体的には、破断位置の端部における絶縁被膜103の浮きの長さと導体101の露出長さが短い程、絶縁被膜103の密着性が高いと評価する。即ち、急激伸張試験では、絶縁電線100に変形加工(例えば、曲げや伸張)を施す上での導体101の変形に対する絶縁被膜103の追従性を評価している。
Specifically, it is evaluated that the adhesiveness of the insulating
急激伸張試験時や変形加工時は、導体101と絶縁被膜103とを共に伸張させるが、絶縁被膜103は密着する導体101との界面に働くせん断力を通じて伸張させられる。
During the rapid extension test or deformation process, the
よって、絶縁被膜103を伸張させるためには、導体101と絶縁被膜103との間のせん断接着強さが必要であるが、せん断接着強さが大きいだけでは急激伸張試験や変形加工で絶縁被膜103の密着性が不合格となりかねない。
Therefore, in order to stretch the insulating
即ち、絶縁被膜103が導体101の伸張に追従するためには、導体101と絶縁被膜103との間のせん断接着強さの他、絶縁被膜103の引張強度を低くすることにより、変形加工に必要な密着性を確保することが必要である。
That is, in order for the insulating
絶縁被膜103の引張強度が70MPa超である場合は、急激伸張試験における絶縁被膜103の伸張時にせん断接着強さを超える力が導体101と絶縁被膜103との間に働き、絶縁被膜103が導体101から剥離し、絶縁被膜103の浮きの長さや導体101の露出長さが長くなる。
When the tensile strength of the insulating
これに対して、絶縁被膜103の引張強度が70MPa以下である場合は、急激伸張試験における絶縁被膜103の伸張時にせん断接着強さを超える力が導体101と絶縁被膜103との間に働くことは殆ど無く、急激伸張試験による破断で絶縁被膜103の浮きの長さや導体101の露出長さが短くなる。
On the other hand, when the tensile strength of the insulating
以上の理由から、本実施の形態に係る絶縁電線100では、主成分としてポリフェニレンサルファイド樹脂を含むと共に結晶化度が85%以上である時の引張強度が70MPa以下である樹脂組成物で形成された絶縁被膜103を採用している。
For the above reasons, the
なお、ポリフェニレンサルファイド樹脂とは、原則として、化学式(1)で表される繰り返し単位を有する構造の樹脂を指すが、この構造の他にも樹脂の可撓性や耐熱性を大きく損ねない限り、スルフォキシド基やエーテル基を含んでいても良く、またベンゼン環に置換基を含んでいても良い。更に、分子鎖にチオエーテル基やエーテル基等を介して分岐構造や架橋構造を含んでいても構わない。 In addition, the polyphenylene sulfide resin refers to a resin having a structure having a repeating unit represented by the chemical formula (1) in principle, but in addition to this structure, unless the flexibility and heat resistance of the resin are greatly impaired, A sulfoxide group or an ether group may be included, and a substituent may be included in the benzene ring. Furthermore, the molecular chain may contain a branched structure or a crosslinked structure via a thioether group or an ether group.
また、結晶化度が85%以上である時の伸び特性を向上させるために、樹脂組成物は、副成分として、シリコーンゴム、フッ素樹脂、又は熱可塑性樹脂等を含んでいても構わない。 Moreover, in order to improve the elongation characteristic when the degree of crystallinity is 85% or more, the resin composition may contain silicone rubber, fluororesin, thermoplastic resin, or the like as a subcomponent.
シリコーンゴムとしては、例えば、エポキシ基、カルボン基、アルキル基、若しくはフェニル基を有するシリコーンゴムやその微粒子が挙げられる。 Examples of the silicone rubber include silicone rubber having an epoxy group, a carboxylic group, an alkyl group, or a phenyl group, and fine particles thereof.
フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)、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樹脂(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樹脂(FEP)、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂(PCTFE)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体樹脂(ETFE)、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体樹脂(ECTFE)、又はポリフッ化ビニリデン樹脂(PVDF)が挙げられる。 Examples of the fluororesin include polytetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin (FEP), and polychlorotriethylene. Examples include fluoroethylene resin (PCTFE), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer resin (ETFE), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer resin (ECTFE), or polyvinylidene fluoride resin (PVDF).
熱可塑性樹脂としては、フェノキシ樹脂、ポリアミド樹脂(PA)、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリサルフォン樹脂(PSU)、又はポリフェニルサルフォン樹脂(PPSU)が挙げられ、これらの引張強度を低くするために、エラストマ変性材料やシリコーン変性材料等を併用することもできる。 As the thermoplastic resin, phenoxy resin, polyamide resin (PA), polyethylene terephthalate resin (PET), polycarbonate resin (PC), polyethersulfone resin, polyetherimide resin, polyamideimide resin, polysulfone resin (PSU), or Polyphenylsulfone resin (PPSU) is exemplified, and an elastomer-modified material, a silicone-modified material, or the like can be used in combination in order to lower the tensile strength.
樹脂組成物における副成分の配合率は、密着性と共に絶縁電線として要求される可撓性や耐薬品性等の諸特性を両立できる範囲で調整することが望ましく、具体的には、ポリフェニレンサルファイド樹脂の特性を大きく損ねることが無い1質量%以上40質量%以下程度が望ましい。 It is desirable that the mixing ratio of the subcomponent in the resin composition is adjusted within a range in which various properties such as flexibility and chemical resistance required for an insulated wire as well as adhesion can be achieved. Specifically, polyphenylene sulfide resin It is desirable that the amount be about 1% by mass to 40% by mass so as not to significantly impair the characteristics.
例えば、副成分としてシリコーンゴム又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樹脂を含む樹脂組成物の場合は、80質量%以上90質量%以下の主成分と20質量%以下10質量%以上の副成分とを含んでいることが好ましい。 For example, in the case of a resin composition containing silicone rubber or a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin as an auxiliary component, the main component is 80% by mass or more and 90% by mass or less and 20% by mass or less and 10% by mass or more. It preferably contains an auxiliary component.
更に、主成分と副成分とを混合する際に相溶化剤を使用しても良く、相溶化剤としては、例えば、エポキシ基、水酸基、カルボン酸、酸無水物、イソシアネート基、チオール基、又はスルフィド基を含む化合物等が挙げられる。 Furthermore, a compatibilizer may be used when mixing the main component and the subcomponent, and examples of the compatibilizer include an epoxy group, a hydroxyl group, a carboxylic acid, an acid anhydride, an isocyanate group, a thiol group, or Examples thereof include compounds containing a sulfide group.
また、導体101と絶縁被膜103との間に他の絶縁層を介在させる場合は、従来から使用されているエナメル層の他、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(PEI)、ポリエーテルイミド樹脂、エポキシ樹脂(EP)、不飽和カルボン酸樹脂、ポリウレタン樹脂(PU)、又はホルマール樹脂(FM)等からなる絶縁層を使用することができる。
In addition, when another insulating layer is interposed between the
これらの他にも、主成分であるポリフェニレンサルファイド樹脂に混合されたシリコーンゴム、フッ素樹脂、又は熱可塑性樹脂等の副成分からなる絶縁層を使用することもできる。 In addition to these, an insulating layer made of subcomponents such as silicone rubber, fluororesin, or thermoplastic resin mixed with polyphenylene sulfide resin as a main component can also be used.
また、絶縁体102は、その他にも絶縁被膜103とは異なる材料で形成された他の絶縁被膜や自己融着層等を有していても良い。
In addition, the
これまで説明してきた絶縁電線100を用いて回転電機を製造する際には、絶縁電線100に変形加工を施しながら回転電機の電機子を組み立てた後、絶縁電線100を120℃以上に後加熱して絶縁電線100の残留応力を減少させると共にポリフェニレンサルファイド樹脂からなる絶縁被膜103の結晶化度を85%より大きく100%以下とする。
When manufacturing a rotating electrical machine using the
これにより、絶縁電線100の耐薬品性を向上させることができる。元々、絶縁電線100では、結晶化度が85%以上である絶縁被膜103を採用しているので耐薬品性が高いが、変形加工で発生した残留応力を減少させるために後加熱することにより、更に耐薬品性を高めることができる。また、同時に、絶縁被膜103の結晶化度を85%より大きく100%以下とすることによっても、耐薬品性を向上させることができる。
Thereby, the chemical resistance of the
なお、絶縁電線100の加熱温度を高くすることにより、絶縁電線100の残留応力を減少させると共に絶縁被膜103の結晶化度を85%より大きく100%以下とするまでに掛かる加熱時間を短縮することができるが、絶縁電線100の加熱温度を高くし過ぎた場合、ポリフェニレンサルファイド樹脂の弾性率が低くなることに起因して絶縁被膜103が変形する可能性が高くなる。
In addition, by increasing the heating temperature of the
そのため、絶縁電線100の加熱温度は、150℃以上200℃以下とすることが好ましい。加熱時間に関しては、絶縁電線100の加熱温度が150℃程度であれば十数分程度となり、絶縁電線100の加熱温度が200℃であれば数分程度となる。
Therefore, the heating temperature of the
従って、耐薬品性や耐熱性等の信頼性を維持した状態で回転電機を製造することが可能となる。 Therefore, it is possible to manufacture the rotating electrical machine while maintaining reliability such as chemical resistance and heat resistance.
なお、前述の通り、絶縁被膜103は、ポリフェニレンサルファイド樹脂を導体101の周囲に直接的に溶融押出被覆することにより形成することができるが、導体101と絶縁被膜103との密着性を高めるために密着処理を施しても構わない。
As described above, the insulating
密着処理としては、導体101の表面を化学的又は物理的に改質したり、導体101と絶縁被膜103との密着性を高めるための密着層を介在させたりすることが考えられる。
As the adhesion treatment, it is considered that the surface of the
密着層としては、限定されるものでは無いが、ポリサルフォン樹脂、ポリフェニルサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性オレフィン共重合体樹脂、マレイン酸変性オレフィン共重合体樹脂、又は不飽和カルボン酸樹脂等が挙げられる。 The adhesion layer is not limited, but includes polysulfone resin, polyphenylsulfone resin, polyethersulfone resin, polyamide resin, polyetherimide resin, polyamideimide resin, polyimide resin, epoxy resin, and epoxy-modified olefin copolymer. Examples thereof include polymer resins, maleic acid-modified olefin copolymer resins, and unsaturated carboxylic acid resins.
以上の通り、本発明によれば、主成分としてポリフェニレンサルファイド樹脂を含む樹脂組成物で形成されていながら耐摩耗性や密着性が高い絶縁被膜を有しており、しかも耐熱性が高い絶縁電線を提供することができる。 As described above, according to the present invention, there is provided an insulated wire that has an insulating coating with high wear resistance and adhesion while being formed of a resin composition containing a polyphenylene sulfide resin as a main component, and also has high heat resistance. Can be provided.
次に、本発明の具体例を説明する。 Next, specific examples of the present invention will be described.
[実施例1]
導体サイズが1.5mm×3.0mmである平角銅線を使用し、主成分として90質量%のポリフェニレンサルファイド樹脂と副成分として10質量%のシリコーンゴムとを含むと共に結晶化度が100%である時の引張強度が63MPaである樹脂組成物を平角銅線の直上に約300℃で溶融押出被覆することにより、膜厚が約150μmである絶縁被膜を形成して絶縁電線を作製した。
[Example 1]
A rectangular copper wire having a conductor size of 1.5 mm × 3.0 mm is used, which includes 90% by mass of polyphenylene sulfide resin as a main component and 10% by mass of silicone rubber as an auxiliary component, and has a crystallinity of 100%. A resin composition having a tensile strength of 63 MPa at one time was melt-extruded and coated at about 300 ° C. directly on a flat copper wire to form an insulating film having a thickness of about 150 μm to produce an insulated wire.
[実施例2]
導体サイズが1.5mm×3.0mmである平角銅線を使用し、主成分として80質量%のポリフェニレンサルファイド樹脂と副成分として20質量%のシリコーンゴムとを含むと共に結晶化度が100%である時の引張強度が53MPaである樹脂組成物を平角銅線の直上に約300℃で溶融押出被覆することにより、膜厚が約150μmである絶縁被膜を形成して絶縁電線を作製した。
[Example 2]
A rectangular copper wire having a conductor size of 1.5 mm × 3.0 mm is used, and contains 80% by mass of polyphenylene sulfide resin as a main component and 20% by mass of silicone rubber as an auxiliary component, and has a crystallinity of 100%. A resin composition having a tensile strength of 53 MPa at one time was melt extrusion coated at about 300 ° C. directly on a flat copper wire to form an insulating film having a thickness of about 150 μm to produce an insulated wire.
[実施例3]
導体サイズが1.5mm×3.0mmである平角銅線を使用し、主成分として80質量%のポリフェニレンサルファイド樹脂と副成分として20質量%の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樹脂とを含むと共に結晶化度が100%である時の引張強度が65MPaである樹脂組成物を平角銅線の直上に約300℃で溶融押出被覆することにより、膜厚が約150μmである絶縁被膜を形成して絶縁電線を作製した。
[Example 3]
A rectangular copper wire having a conductor size of 1.5 mm × 3.0 mm is used, and 80% by mass of polyphenylene sulfide resin as a main component and 20% by mass of tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin as a minor component; And a resin composition having a tensile strength of 65 MPa when the degree of crystallinity is 100% is melt extrusion coated at about 300 ° C. directly on a flat copper wire to form an insulating film having a thickness of about 150 μm. The insulated wire was produced by forming.
[実施例4]
導体サイズが1.5mm×3.0mmである平角銅線を使用し、主成分として100質量%のポリフェニレンサルファイド樹脂を含むと共に結晶化度が85%である時の引張強度が70MPaである樹脂組成物を平角銅線の直上に約300℃で溶融押出被覆することにより、膜厚が約150μmである絶縁被膜を形成して絶縁電線を作製した。
[Example 4]
A resin composition using a rectangular copper wire having a conductor size of 1.5 mm × 3.0 mm, containing 100% by mass of polyphenylene sulfide resin as a main component, and having a tensile strength of 70 MPa when the crystallinity is 85% By subjecting the product to melt extrusion coating at about 300 ° C. immediately above a flat copper wire, an insulating film having a thickness of about 150 μm was formed to produce an insulated wire.
[比較例1]
導体サイズが1.5mm×3.0mmである平角銅線を使用し、主成分として95質量%のポリフェニレンサルファイド樹脂と副成分として5質量%のエラストマとを含むと共に結晶化度が100%である時の引張強度が43MPaである樹脂組成物を平角銅線の直上に約300℃で溶融押出被覆することにより、膜厚が約150μmである絶縁被膜を形成して絶縁電線を作製した。
[Comparative Example 1]
A rectangular copper wire having a conductor size of 1.5 mm × 3.0 mm is used, which contains 95% by mass of polyphenylene sulfide resin as a main component and 5% by mass of an elastomer as a minor component and has a crystallinity of 100%. An insulating wire having a film thickness of about 150 μm was formed by melt extrusion coating a resin composition having a tensile strength of 43 MPa at about 300 ° C. immediately above a flat copper wire to produce an insulated wire.
[比較例2]
導体サイズが1.5mm×3.0mmである平角銅線を使用し、主成分として90質量%のポリフェニレンサルファイド樹脂と副成分として10質量%のエラストマとを含むと共に結晶化度が100%である時の引張強度が38MPaである樹脂組成物を平角銅線の直上に約300℃で溶融押出被覆することにより、膜厚が約150μmである絶縁被膜を形成して絶縁電線を作製した。
[Comparative Example 2]
A rectangular copper wire having a conductor size of 1.5 mm × 3.0 mm is used, which includes 90% by mass of polyphenylene sulfide resin as a main component and 10% by mass of an elastomer as a secondary component and has a crystallinity of 100%. A resin composition having a tensile strength of 38 MPa was melt-extruded and coated at about 300 ° C. directly on a flat copper wire to form an insulating film having a thickness of about 150 μm to produce an insulated wire.
[比較例3]
導体サイズが1.5mm×3.0mmである平角銅線を使用し、主成分として100質量%のポリフェニレンサルファイド樹脂を含むと共に結晶化度が100%である時の引張強度が85MPaである樹脂組成物を平角銅線の直上に約300℃で溶融押出被覆することにより、膜厚が約150μmである絶縁被膜を形成して絶縁電線を作製した。
[Comparative Example 3]
A resin composition using a rectangular copper wire having a conductor size of 1.5 mm × 3.0 mm, containing 100% by mass of polyphenylene sulfide resin as a main component, and having a tensile strength of 85 MPa when the crystallinity is 100% By subjecting the product to melt extrusion coating at about 300 ° C. immediately above a flat copper wire, an insulating film having a thickness of about 150 μm was formed to produce an insulated wire.
[比較例4]
導体サイズが1.5mm×3.0mmである平角銅線を使用し、主成分として100質量%のポリフェニレンサルファイド樹脂を含むと共に結晶化度が100%である時の引張強度が160MPaである樹脂組成物を平角銅線の直上に約300℃で溶融押出被覆することにより、膜厚が約150μmである絶縁被膜を形成して絶縁電線を作製した。
[Comparative Example 4]
A resin composition using a rectangular copper wire having a conductor size of 1.5 mm × 3.0 mm, containing 100% by mass of polyphenylene sulfide resin as a main component, and having a tensile strength of 160 MPa when the crystallinity is 100% By subjecting the product to melt extrusion coating at about 300 ° C. immediately above a flat copper wire, an insulating film having a thickness of about 150 μm was formed to produce an insulated wire.
[絶縁被膜の結晶化度]
絶縁被膜の結晶化度は、絶縁電線のアニール条件で変更することができる。例えば、アニール条件として、アニール温度を120℃以上220℃以下程度の範囲で変更すると共にアニール時間を数分から数十分の範囲で変更することにより、結晶化度の異なる絶縁被膜を形成することができる。
[Crystallinity of insulating film]
The crystallinity of the insulating coating can be changed depending on the annealing conditions of the insulated wire. For example, by changing the annealing temperature in the range of about 120 ° C. or higher and 220 ° C. or lower as the annealing conditions and changing the annealing time in the range of several minutes to several tens of minutes, it is possible to form insulating films having different crystallinity degrees. it can.
[絶縁被膜の密着性]
絶縁被膜の密着性は、絶縁電線を固定するチャック間の距離を25cmとすると共に引張速度を約1000mm/分として、急激伸張試験により、絶縁電線を急激に伸張させて導体を絶縁被膜と共に破断させた後、破断位置の両端部における絶縁被膜の浮きの長さと導体の露出長さとの合計長さを調査し、合計長さが10cm未満の場合を合格「○」とし、合計長さが10cm以上の場合を不合格「×」とした。
[Insulating film adhesion]
The adhesion of the insulation coating is such that the distance between the chucks for fixing the insulated wire is 25 cm and the tensile speed is about 1000 mm / min. After that, the total length of the floating length of the insulating coating and the exposed length of the conductor at both ends at the break position is investigated. In the case of “No”, the test was rejected.
[急激伸張試験の結果]
実施例1から4と比較例1から2とで得られた絶縁電線は、絶縁被膜の密着性が高く、急激伸張試験に合格したが、比較例3から4で得られた絶縁電線は、絶縁被膜の密着性が低く、急激伸張試験に不合格であった。
[Results of rapid extension test]
The insulated wires obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 have high adhesion of the insulating coating and passed the rapid extension test, but the insulated wires obtained in Comparative Examples 3 to 4 are insulated. The adhesion of the film was low, and the rapid extension test was rejected.
[耐熱性試験]
絶縁被膜の耐熱性は、絶縁電線を200℃の恒温槽中に1000時間放置し、その後、絶縁被膜の表面を顕微鏡にて観察した。このとき絶縁被膜に割れがないものを合格「○」とし、割れがあるものを不合格「×」とした。
[Heat resistance test]
Regarding the heat resistance of the insulating coating, the insulated wire was left in a thermostatic bath at 200 ° C. for 1000 hours, and then the surface of the insulating coating was observed with a microscope. At this time, the case where there was no crack in the insulating coating was determined as pass “◯”, and the case where there was a crack was determined as “fail”.
[耐熱性試験の結果]
実施例1から4と比較例3から4とで得られた絶縁電線では、絶縁被膜の耐熱性が高いが、比較例1から2で得られた絶縁電線では、絶縁被膜の耐熱性が低い結果であった。
[Results of heat resistance test]
The insulated wires obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 3 to 4 have high heat resistance of the insulating coating, but the insulated wires obtained in Comparative Examples 1 to 2 have low heat resistance of the insulating coating. Met.
100 絶縁電線
101 導体
102 絶縁体
103 絶縁被膜
100
Claims (4)
前記導体の周囲に形成された絶縁体と、
を備えており、
前記絶縁体は、主成分としてポリフェニレンサルファイド樹脂を含むと共に結晶化度が85%以上である時の引張強度が70MPa以下である樹脂組成物で形成された絶縁被膜を有していることを特徴とする絶縁電線。 Conductors,
An insulator formed around the conductor;
With
The insulator includes a polyphenylene sulfide resin as a main component and an insulating film formed of a resin composition having a tensile strength of 70 MPa or less when the crystallinity is 85% or more. Insulated wires.
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