JP2017157460A - 絶縁電線、コイル及び電気・電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】
接着層を介して絶縁紙を有する絶縁電線であって、ステータコアのスロット内に絶縁電線を挿入する際に絶縁紙のズレが生じず、曲げ部の部分放電開始電圧（ＰＤＩＶ）が高く、曲げ加工性および耐熱性に優れる絶縁電線、当該絶縁電線を用いたコイル、当該コイルを用いた電気・電子機器を提供する。
【解決手段】
断面が矩形の導体の外周に絶縁層を有し、該絶縁層の外周に接着層を有し、該接着層の外周に絶縁紙を有する絶縁電線であって、
前記接着層の厚みが２〜５０μｍであり、前記接着層を構成する樹脂が、融点を持たず、かつ２５０℃における引張弾性率が０．９×１０^７〜１．２×１０^８Ｐａである絶縁電線、この絶縁電線からなるコイル、及び、電気・電子機器。
【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁電線、コイル及び電気・電子機器に関する。

インバータ関連機器、例えば高速スイッチング素子、インバータモーター、変圧器等の電気・電子機器用コイルには、マグネットワイヤとして、いわゆるエナメル線からなる絶縁電線（絶縁ワイヤ）や、エナメル樹脂からなる層と、エナメル樹脂とは別種の樹脂からなる被覆層とを含む多層の被覆層を有する絶縁電線等が用いられている。

電気・電子機器用コイルにおいて絶縁電線（巻線）を固定化したり、絶縁性を高めたりするために、様々な技術が開発されている。例えば、特許文献１には、回転電気モータのステータコアに形成されたコイル収容溝部に絶縁紙を配置し、ワニスによりコイルをコイル収容溝部に固定して、コイルとステータコア間を絶縁しながら固定する技術が開示されている。特許文献２には、自動車用駆動モータのステータコアまたはロータコアと、導体コイルとの接触を防止するための技術としてプリプレグシートが開示されている。
また、絶縁電線の曲げ部における絶縁性を高めることも検討されている。例えば、特許文献３には、セグメントコイルの斜辺部及び屈曲部の所定領域に付加絶縁層を設けることで、隣接するコイル等との間における部分放電を防止する技術が開示されている。

特開２００７−１６６７３１号公報 特開２０１０−１２６６８４号公報 特開２０１５−３５８６６号公報

特許文献１記載の技術では、絶縁電線の挿入作業等により絶縁紙のズレが生じる場合がある。スロットの上下方向（モータ軸方向）又はスロット外側（モータ半径方向内側）へずれると、ロータとの干渉等の不具合につながる。また、特許文献２記載のプリプレグシートは、シート基材に形成された熱硬化性接着剤層がエポキシ系樹脂組成物からなるため、高温環境（例えば２００℃以上）で使用すると前記熱硬化性接着層が軟化してしまい接着性が失われる。また、絶縁電線はスロットに挿入される部分（直線部）とスロットの外側の部分（曲げ部、溶接部）で求められる性能が異なる。曲げ部における高い部分放電開始電圧を得るため、特許文献３に記載されるように付加絶縁層を設けた場合には、巻線の曲げ加工後、位置決めを行って形成する必要があるため、製造工程が煩雑になる。

本発明は、接着層を介して絶縁紙を有する絶縁電線であって、ステータコアのスロット内に絶縁電線を挿入する際や曲げ加工の際に絶縁紙のズレが生じにくく、また曲げ部の部分放電開始電圧（ＰＤＩＶ）が高くさらに耐熱性にも優れる絶縁電線、当該絶縁電線を用いたコイル、当該コイルを用いた電気・電子機器を提供することを課題とする。

本発明者らは、断面が矩形の導体の外周に絶縁層を設け、特定の厚さの接着層であって、接着層を構成する樹脂が、融点を持たず、かつ２５０℃における引張弾性率が特定の範囲内にある接着層を当該絶縁層の外周に設け、当該接着層の外周に絶縁紙を有する絶縁電線が、高温下（例えば、２００℃）であっても、絶縁紙が絶縁層に対して強固な固着力で固着することができ、ステータコアのスロット内に絶縁電線を挿入する際や曲げ加工した際に絶縁紙のズレが生じにくいこと、付加絶縁層を別途設けなくとも曲げ部のＰＤＩＶが高くまた耐熱性にも優れることを見出した。本発明はこれらの知見に基づきさらに検討を重ね、完成されるに至ったものである。

すなわち、本発明の上記課題は、以下の手段によって解決された。
〔１〕断面が矩形の導体の外周に絶縁層を有し、該絶縁層の外周に接着層を有し、該接着層の外周に絶縁紙を有する絶縁電線であって、
前記接着層の厚みが２〜５０μｍであり、前記接着層を構成する樹脂が、融点を持たず、かつ２５０℃における引張弾性率が０．９×１０^７〜１．２×１０^８Ｐａである絶縁電線。
〔２〕前記接着層が、ポリエーテルサルホン、ポリフェニルサルホンおよびポリエーテルイミドからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含有する、〔１〕に記載の絶縁電線。
〔３〕前記絶縁紙の外周に接着層を有する、〔１〕または〔２〕に記載の絶縁電線。
〔４〕 〔１〕〜〔３〕のいずれか１項に記載の絶縁電線からなるコイル。
〔５〕 〔４〕に記載のコイルを有する電気・電子機器。

本発明において、「〜」を用いて表される数値範囲は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。

本発明の絶縁電線は、絶縁紙が絶縁層に対して強固な固着力で固着しており、ステータコアのスロット内に絶縁電線を挿入する際に絶縁紙のズレが生じず、付加絶縁層を有さずに、曲げ部の部分放電開始電圧（ＰＤＩＶ）が高く、曲げ加工性および耐熱性に優れる。また本発明の絶縁電線を用いたコイル、当該コイルを用いた電気・電子機器は、絶縁性に優れる。

図１は、本発明の絶縁電線の好ましい形態を示す概略断面図である。 図２は、本発明の絶縁電線の別の好ましい形態を示す概略断面図である。 図３は、本発明の絶縁電線のさらに別の好ましい形態を示す概略断面図である。 図４は、本発明の絶縁電線のさらに別の好ましい形態を示す概略断面図である。 図５は、本発明の電気・電子機器に用いられるステータの好ましい形態を示す概略斜視図である。 図６は、本発明の電気・電子機器に用いられるステータの好ましい形態を示す概略分解斜視図である。

［絶縁電線］
本発明の絶縁電線は、断面が矩形の導体の外周に絶縁層を有し、この絶縁層の外周に接着層を有し、さらに、この接着層の外周に絶縁紙を有している。本発明の絶縁電線は、この絶縁紙の外周に接着層を有していてもよい。本発明の絶縁電線を構成する導体、各層の組成については後述する。

以下、本発明の絶縁電線の好ましい実施形態を、図面を参照して説明するが、本発明は、本発明で規定されること以外は下記実施形態に限定されるものではない。また、各図面に示される形態は、本発明の理解を容易にするための模式図であり、各部材のサイズ、厚み、ないしは相対的な大小関係等は説明の便宜上大小を変えている場合があり、実際の関係をそのまま示すものではない。また、本発明で規定する事項以外はこれらの図面に示された外形、形状に限定されるものでもない。

図１に断面図を示した本発明の好ましい絶縁電線１は、導体１１と、導体１１の外周面に形成された樹脂被覆層１４、と絶縁紙１５とを有する。
導体１１は、断面形状が矩形（平角形状）である。本発明において、断面が矩形である導体は、断面が長方形の導体と、断面が正方形の導体とを包含する。
樹脂被覆層１４は、導体１１の外周面と接触する最も内側の絶縁層１２と、絶縁層１２の外周面と接触する接着層１３とからなる２層構造になっている。樹脂被覆層１４の総厚は４０〜２５０μｍに設定されていることが好ましい。
本明細書において、樹脂被覆層ないし樹脂被覆層を構成する各層の厚さは、電線をその長手軸方向に対して垂直に切断した断面をマイクロスコープを用いて観察し、測定対象の樹脂層に隣接する内側の層（測定対象の層が導体と接している場合は導体）の外周から測定対象の層の外周までの最短距離を、無作為に選択した１６点について測定し、それらの平均値として算出される値である。

図２に断面図を示した本発明の好ましい絶縁電線２は、絶縁紙２５の外周に接着層２６を有すること以外は、絶縁電線１と同じ構成である。

図３に断面図を示した本発明の好ましい絶縁電線３は、絶縁層３２と接着層３４の間に絶縁層３３を有すること以外は、絶縁電線１と同じ構成である。

図４に断面図を示した本発明の好ましい絶縁電線４は、絶縁紙４６の外周に接着層４７を有すること以外は、絶縁電線３と同じ構成である。

以下、図１および２を参照して本発明の絶縁電線に用いられる導体、絶縁層、接着層および絶縁紙について説明する。

＜導体１１、２１＞
本発明に用いる導体１１、２１としては、絶縁電線で用いられている通常のものを広く使用することができ、例えば、銅線、アルミニウム線等の金属導体を用いることができる。好ましくは、酸素含有量が３０ｐｐｍ以下の低酸素銅、さらに好ましくは２０ｐｐｍ以下の低酸素銅又は無酸素銅の導体である。酸素含有量が３０ｐｐｍ以下であれば、導体を溶接するために熱で溶融させた場合、溶接部分に含有酸素に起因するボイドの発生がなく、溶接部分の電気抵抗が悪化することを防止するとともに溶接部分の強度を保持することができる。

本発明で使用する導体１１、２１は、その断面形状が矩形（平角形状）である。平角形状の導体は、円形のものと比較し、巻線時にステータコアのスロットに対する占積率を高めることができる。
平角形状の導体は、角部からの部分放電を抑制する点において、図１又は２に示すように、４隅に面取り（曲率半径ｒ）を設けた形状であることが好ましい。曲率半径ｒは、０．６ｍｍ以下が好ましく、０．２〜０．４ｍｍがより好ましい。
導体の大きさは、特に限定されないが、平角導体の場合、矩形の断面形状において、幅（長辺）は１．０〜５．０ｍｍが好ましく、１．４〜４．０ｍｍがより好ましく、厚み（短辺）は０．４〜３．０ｍｍが好ましく、０．５〜２．５ｍｍがより好ましい。幅（長辺）と厚み（短辺）の長さの割合（厚み：幅）は、１：１〜１：４が好ましい。一方、断面形状が円形の導体の場合、直径は０．３〜３．０ｍｍが好ましく、０．４〜２．７ｍｍがより好ましい。なお、幅（長辺）と厚み（短辺）の長さの割合（厚み：幅）が１：１のとき、長辺とは１対の対向する辺を意味し、短辺とは他の１対の対向する辺を意味する。

＜絶縁層１２、２２＞
本発明の絶縁電線において、絶縁層１２、２２は、いずれも熱硬化性樹脂からなる層（以下、熱硬化性樹脂層という）であることが好ましい。
本発明において、「樹脂（樹脂Ｚ）からなる層」という場合、樹脂Ｚのみから形成された層と、樹脂Ｚと他の成分（例えば、樹脂Ｚ以外の樹脂又は添加剤）とで形成された層との両態様を包含する意味に用いる。ここで、樹脂Ｚからなる層中における上記「他の成分」の含有率は、目的の効果を損なわない限り特に限定されるものではなく、通常は、０質量％より大きく、１０質量％以下（好ましくは５質量％以下）である。
本発明において熱硬化性樹脂層とは、硬化した状態の樹脂層を意味し、硬化前の樹脂層を意味するものではない。

本発明の絶縁電線において、絶縁層１２、２２は熱硬化性樹脂のワニスを焼付け塗布して硬化反応させた樹脂層であることが好ましい。
絶縁層１２、２２は、所謂エナメル（樹脂）層であることが好ましい。
絶縁層１２、２２に用いる熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリウレタン、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエステル（ＰＥｓｔ）、ポリベンゾイミダゾール、ポリエステルイミド（ＰＥｓＩ）、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。なかでも、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル及びポリエステルイミドからなる群より選択される少なくとも１種が好ましく、ポリイミド、ポリアミドイミド及びポリエステルからなる群より選択される少なくとも１種がより好ましい。
絶縁層１２、２２には、熱硬化性樹脂を１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

絶縁層１２、２２を構成しうるポリイミドは、特に限定されず、全芳香族ポリイミド及び熱硬化性芳香族ポリイミドなど、通常のポリイミドを用いることができる。また、常法により、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン化合物を極性溶媒中で反応させて得られるポリアミド酸溶液を用い、焼付け時の加熱処理によってイミド化させることによって得られるものを用いることができる。
絶縁層１２、２２を構成しうるポリアミドイミドは、他の樹脂に比べ熱伝導率が低く、絶縁破壊電圧が高く、焼付け硬化が可能である。ポリアミドイミドは、特に限定されないが、常法により、例えば極性溶媒中でトリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物を直接反応させて得たもの、又は、極性溶媒中でトリカルボン酸無水物にジアミン化合物を先に反応させて、まずイミド結合を導入し、次いでジイソシアネート化合物でアミド化して得られるものが挙げられる。

絶縁層１２、２２を構成しうるポリエステルは、分子内にエステル結合を有するポリマーであって熱硬化性のものであればよく、Ｈ種ポリエステル（ＨＰＥ）が好ましい。このようなＨ種ポリエステルとしては、例えば、芳香族ポリエステルのうちフェノール樹脂等を添加することによって樹脂を変性させたもので、耐熱クラスがＨ種であるものが挙げられる。
また、絶縁層１２、２２を構成しうるポリエステルイミドは、分子内にエステル結合とイミド結合を有するポリマーであって熱硬化性のものであれば特に限定されない。例えば、トリカルボン酸無水物とアミン化合物からイミド結合を形成し、アルコールとカルボン酸又はそのアルキルエステルからエステル結合を形成し、そして、イミド結合の遊離酸基又は無水基がエステル形成反応に加わることで得られるものを用いることができる。このようなポリエステルイミドは、例えば、トリカルボン酸無水物、ジカルボン酸化合物又はそのアルキルエステル、アルコール化合物及びジアミン化合物を通常の方法で反応させて得られるものを用いることもできる。

絶縁層１２、２２の厚さは特に限定されず、通常は２０〜１２０μｍであり、より好ましくは４０〜１００μｍである。

絶縁層１２、２２は、導体１１、２１の表面に通常は焼付け塗布して、形成される。具体的には、熱硬化性樹脂を含有するワニスを、導体１１、２１の表面に焼付け塗布して、形成されることが好ましい。

絶縁層１２、２２に用いる熱硬化性樹脂として市販品を用いることができる。例えば、ポリイミドとして、Ｕイミド（商品名、ユニチカ社製）、Ｕ−ワニス（商品名、宇部興産社製）等が挙げられる。ポリアミドイミドとして、ＨＩ４０６又はＨＣＩシリーズ（いずれも、商品名、日立化成社製）等が挙げられる。Ｈ種ポリエステルとして、Ｉｓｏｎｅｌ２００（商品名、米スケネクタディインターナショナル社製）、ネオヒート８２４２Ｋ２（商品名、東特塗料社製等）が挙げられる。ポリエステルイミドとして、ネオヒート８６００Ａ（商品名、東特塗料社製）等が挙げられる。絶縁層１２、２２は、その層中に気泡が存在した形態であってもよい。

＜接着層１３、２３＞
接着層１３、２３は、接着層１３、２３に接する絶縁紙と固着することができ、結果、絶縁電線を当該絶縁紙に固定化することができる。この接着層１３、２３と絶縁紙とを固着するには、通常、接着層１３、２３と絶縁紙とを接触させた状態で、２５０℃以上の加熱処理に付す。固着のための加熱処理温度は２５０〜３２０℃とすることが好ましく、２７０〜３００℃とすることがより好ましい。また、固着のための加熱処理時間は５〜２０分間とすることが好ましく、１０〜１５分間とすることがより好ましい。

接着層１３、２３は特定物性の熱可塑性樹脂からなる。すなわち接着層１３、２３を構成する熱可塑性樹脂は融点を持たない。接着層を構成する熱可塑性樹脂が融点を持たないことにより、繰り返し高温に曝されたり、長期間高温に曝されたりしても、接着層が硬くなりにくく、対象物との強固な固着状態を安定に、長期間持続的に維持することが可能となる。本発明において「融点を持たない」とは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）測定において結晶融解ピークもしくは結晶化ピークが観測されないことをいう。
また接着層１３、２３を構成する上記熱可塑性樹脂は、２５０℃における引張弾性率が０．９×１０^７〜１．２×１０^８Ｐａであり、０．９×１０^７〜１．０×１０^８Ｐａであることが好ましい。かかる引張弾性率を有することにより、より高温の過酷環境下においても強固な固着力を発現することができる。なお、「２５０℃における引張弾性率」は、後述の実施例の項に記載の方法で測定することができる。

接着層１３、２３を構成する熱可塑性樹脂は上記の物性を有すれば特に制限されず、例えば、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳＵ）、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）及びポリスルホン（ＰＳＵ）から選ばれる少なくとも１種の樹脂を用いることができる。また、これらの樹脂のブレンド樹脂を用いることも好ましい。
なかでも、接着層１３、２３を構成する熱可塑性樹脂がポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン及びポリエーテルイミドから選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂を含有することが好ましい。この場合において、接着層１３、２３を構成する熱可塑性樹脂中、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン及びポリエーテルイミドの含有量は、合計で５０質量％以上が好ましく、７０質量％以上がより好ましく、８０質量％以上がさらに好ましく、９０質量％以上が特に好ましい。接着層１３、２３を構成する熱可塑性樹脂は、さらに好ましくは、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン及びポリエーテルイミドから選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂からなる。

接着層１３、２３の厚さは特に限定されず、十分な固着力とコイルの高密度化（占積率）を両立する観点から２〜５０μｍであり、好ましくは５〜２０μｍである。

＜絶縁紙１５、２５＞
絶縁紙１５、２５は、例えばハイブリッド車の駆動用モーターを構成するステータコイル周りに、丸線や平角線からなる巻線を巻きコイルを形成する工程において使用する絶縁紙と同等の役割を果たすことが求められる。このため、ワニスの含浸性に優れ、かつ耐熱性に優れることが求められる。例えば、絶縁紙は、フィルムと、該フィルムの両面に配設された不織布、から構成される。例えば、前記不織布が耐熱性に優れたアラミド繊維を選択することで耐熱性の高い絶縁紙が得られる。絶縁紙１５、２５は、例えば、導体上に絶縁層及び接着層を形成した絶縁電線の通線中に、所定幅の絶縁紙を外周に複数回、巻回し、層として形成される。絶縁紙の層の厚みは、１０〜２００μｍであり、好ましくは２０〜１００μｍ程度である。

＜接着層２６＞
接着層２６は接着層２３と同じでも異なってもよいが、異なることが好ましい。
接着層２６は、接着層２６に接する対象物と固着することができ、結果、絶縁電線を当該対象物により確実に固定化することができる。この接着層２６と対象物とを固着するには、通常、接着層２６と対象物とを接触させた状態で、２５０℃以上の加熱処理に付す。固着のための加熱処理温度は２５０〜３２０℃とすることが好ましく、２７０〜３００℃とすることがより好ましい。また、固着のための加熱処理時間は５〜２０分間とすることが好ましく、１０〜１５分間とすることがより好ましい。

接着層２６を構成する熱可塑性樹脂は特に制限されない。接着層２６を構成する樹脂としては、接着層２４で挙げた樹脂と重複するものも含めて、例えば、ポリエステルエラストマー、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミドエラストマー、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリスルホン（ＰＳＵ）から選ばれる少なくとも１種の樹脂を用いることができる。また、これらの樹脂のブレンド樹脂を用いることも好ましい。接着層２６を構成する熱可塑性樹脂は、２５０℃における引張弾性率が０．９×１０^７〜１．２×１０^８Ｐａであることが好ましく、０．９×１０^７〜１．１×１０^８Ｐａであることがより好ましい。
この場合において、接着層２６を構成する熱可塑性樹脂中、ポリエステルエラストマー、ポリエーテルイミド、ポリアミドエラストマー、ポリフェニルスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド及びポリスルホンの含有量は、合計で５０質量％以上が好ましく、７０質量％以上がより好ましく、８０質量％以上がさらに好ましく、９０質量％以上が特に好ましい。

接着層２６の厚さは特に限定されず、十分な固着力とコイルの高密度化（占積率）を両立する観点から１〜１００μｍであることが好ましく、より好ましくは２〜５０μｍである。

本発明において、図１に示す構成を有する絶縁電線は、絶縁層１２と接着層１３の間に熱可塑性樹脂からなる絶縁層を有し、図３に示す構成を有してもよい。また、図２に示す構成を有する絶縁電線は、絶縁層２２と接着層２３の間に、熱可塑性樹脂からなる絶縁層を有し、図４に示す構成を有してもよい。これらの絶縁層（図３の絶縁層３３、図４の絶縁層４３）の厚さは特に限定されないが、６０〜２５０μｍが好ましく、５０〜２００μｍがより好ましい。
なお、図３および４における導体３１、４１は上記導体１１、２１と同義である。また、絶縁層３２、４２は上記絶縁層１２、２２と同義である。接着層３４、４４は上記接着層１３、２３と同義である。絶縁紙３６、４６は上記絶縁紙１５、２５と同義である。接着層４７は上記接着層２６と同義である。

絶縁層３３、４３を構成する熱可塑性樹脂は特に制限されない。絶縁層３３、４３を構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が挙げられ、好ましくは、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から選ばれる少なくとも１種の樹脂が用いられる。

［絶縁電線の製造方法］
本発明の絶縁電線は、導体の外周面に、少なくとも絶縁層と接着層を含む樹脂被覆層を形成し、該樹脂被覆層の外周面を絶縁紙で被覆させることにより製造される。
より詳細には、導体１１の外周面に絶縁層１２と接着層１３を順次あるいは同時に形成することにより、製造することができる。各層の形成は、導体外周面に近い側から順次形成する形態でもよいし、一部又は全部の層を同時に形成してもよい。また、各層を形成する際には、樹脂を含むワニスを調製し、このワニスを用いて層を形成した後、乾燥する方法を採用することもできる。絶縁紙の形成方法は特に限定されないが、絶縁層１２と接着層１３の形成後に、通線しながら、紙巻用設備を用いて通線方向を軸としてらせん状に複数層、絶縁紙を巻き付けることにより、絶縁紙の層として形成することができる。また、図２に示す構成の絶縁電線は、例えば、図１に示す層構成を有する絶縁電線の絶縁紙１５の外周上に、接着層２６を構成する熱可塑性樹脂を含むワニスを調製し、このワニスを用いて層を形成した後、乾燥する方法により、さらに接着層２６を形成することで製造することができる。

なお、図３に示す構成の絶縁電線は、図１に示す構成を有する絶縁電線の製造において、絶縁層１２と同様にして、絶縁層３２の外周面上にさらに絶縁層３３を形成することにより製造することができる。また、図４に示す構成の絶縁電線は、図３に示す構成の絶縁電線に対して、上記接着層２６と同様にして、絶縁紙４６の外周面上にさらに接着層４７を形成することにより製造することができる。

また、樹脂被覆層および絶縁紙を被覆する接着層を構成する各樹脂層を順次焼付けて塗布することも好ましい。樹脂層を焼付けて形成する場合、目的の樹脂層を構成する樹脂を含むワニスを調製し、当該ワニスを塗布し、焼付けて形成できる。ワニスを塗布する方法は、従来の方法を特に限定されることなく適用できる。例えば、導体の断面形状と相似形をしたワニス塗布用ダイスを用いる方法、導体の断面形状が矩形である場合、井桁状に形成された「ユニバーサルダイス」と呼ばれるダイスを用いる方法が挙げられる。また、ワニスをスプレー塗布することもできる。
ワニス塗布後の焼付けは、常法により行うことができ、例えば焼付け炉で焼付けすることができる。この場合の具体的な焼付け条件は、その使用される炉の形状等に左右され一義的に決定できないが、およそ８ｍの自然対流式の竪型炉であれば、例えば、炉内温度４００〜６５０℃にて通過時間を１０〜９０秒とする条件が挙げられる。
上記ワニスには、各層の特性に影響を及ぼさない範囲で、各種添加剤を含有してもよい。各種添加剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、気泡化核剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線防止剤、光安定剤、蛍光増白剤、顔料、染料、相溶化剤、滑剤、強化剤、難燃剤、架橋剤、架橋助剤、可塑剤、増粘剤、減粘剤又はエラストマー等が挙げられる。

ワニスは、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂をワニス化させるために有機溶媒等を含有することが好ましい。かかる有機溶媒として、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等のアミド系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチレンウレア、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピレンウレア、テトラメチル尿素等の尿素系溶媒、γ−ブチロラクトン、γ−カプロラクトン等のラクトン系溶媒、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、エチルセロソルブアセテート、エチルカルビトールアセテート等のエステル系溶媒、ジグライム、トリグライム、テトラグライム等のグライム系溶媒、トルエン、キシレン、シクロヘキサン等の炭化水素系溶媒、クレゾール、フェノール、ハロゲン化フェノール等のフェノール系溶媒、スルホラン等のスルホン系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等が挙げられる。
有機溶媒等は、１種のみを単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

［コイル及び電気・電子機器］
本発明の絶縁電線は、コイルとして、各種電気・電子機器など、電気特性（耐電圧性）や耐熱性を必要とする分野に利用可能である。例えば、本発明の絶縁電線はモーターやトランス等に用いられ、高性能の電気・電子機器を構成できる。特にＨＶやＥＶの駆動モーター用の巻線として好適に用いられる。このように、本発明によれば、本発明の絶縁電線をコイルとして用いた、電気・電子機器、特にハイブリッドカー（ＨＶ）及び電気自動車（ＥＶ）の駆動モーターを提供できる。

本発明のコイルは、各種電気・電子機器に適した形態を有していればよく、本発明の絶縁電線をコイル加工して形成したもの、本発明の絶縁電線を曲げ加工した後に所定の部分を電気的に接続してなるもの等が挙げられる。
本発明の絶縁電線をコイル加工して形成したコイルとしては、特に限定されず、長尺の絶縁電線を螺旋状に巻き回したものが挙げられる。このようなコイルにおいて、絶縁電線の巻線数等は特に限定されない。通常、絶縁電線を巻き回す際には鉄芯等が用いられる。

本発明の絶縁電線を曲げ加工した後に所定の部分を電気的に接続してなるものとして、回転電機等のステータに用いられるコイルが挙げられる。このようなコイルは、例えば、図６に示されるように、図１〜図４のいずれかに示す構成を有する本発明の絶縁電線を所定の長さに切断してＵ字形状等に曲げ加工して複数の電線セグメント５４を作製し、各電線セグメント５４のＵ字形状等の２つの開放端部（末端）５４ａを互い違いに接続して、作製されたコイル５３（図５参照）が挙げられる。図２または４に示す構成を有する絶縁電線を用いた場合、コイル５３を、例えば２５０℃以上の温度に加熱することにより、絶縁紙の外周上の接着層とスロット５２とを固着することができ、コイルが固定化される。

このコイルを用いてなる電気・電子機器としては、特に限定されない。このような電気・電子機器の好ましい一態様として、例えば、図５に示されるステータ５０を備えた回転電機（特にＨＶ及びＥＶの駆動モーター）が挙げられる。この回転電機は、ステータ５０を備えていること以外は、従来の回転電機と同様の構成とすることができる。
ステータ５０は、電線セグメント５４が本発明の絶縁電線で形成されていること以外は従来のステータと同様の構成とすることができる。すなわち、ステータ５０は、ステータコア５１と、例えば図５に示されるように、図１〜図４のいずれかに示す構成を有する本発明の絶縁電線からなる電線セグメント５４がステータコア５１のスロット５２に組み込まれ、開放端部５４ａが電気的に接続されてなるコイル５３とを有している。図２または４に示す構成を有する絶縁電線を用いた場合、このコイル５３は、絶縁紙の外周上の接着層とスロット５２とが固着されて固定化された状態となっている。ここで、電線セグメント５４は、スロット５２に１本で組み込まれてもよいが、好ましくは図６に示されるように２本一組として組み込まれる。このステータ５０は、上記のように曲げ加工した電線セグメント５４を、その２つの末端である開放端部５４ａを互い違いに接続してなるコイル５３が、ステータコア５１のスロット５２に収納されている。このとき、電線セグメント５４の開放端部５４ａを接続してからスロット５２に収納してもよく、また、絶縁セグメント５４をスロット５２に収納した後に、電線セグメント５４の開放端部５４ａを折り曲げ加工して接続してもよい。
本発明の絶縁電線は、断面形状が矩形の導体を用いているため、例えば、ステータコアのスロット断面積に対する導体の断面積の比率（占積率）を高めることができ、電気・電子機器の特性を向上させることができる。

以下に、本発明を実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明をこれらに限定されない。

［実施例、比較例］
＜製造例７＞
図４に示す構造を有する実施例７の絶縁電線を製造した。
−導体４１−
導体４１として、断面平角（長辺３．２ｍｍ×短辺２．４ｍｍで、四隅の面取りの曲率半径ｒ＝０．３ｍｍ）の平角導体（酸素含有量１５ｐｐｍの銅）を用いた。

−絶縁層４２−
ポリアミドイミド（ＰＡＩ）ワニス（商品名：ＨＩ４０６、日立化成社製）を、導体４１の断面形状と相似形のダイスを使用して、導体４１の表面に塗布し、炉内温度５５０℃に設定した炉長８ｍの焼付け炉内を通過時間１５秒となる速度で通過させた。この塗布、焼付けを２１回繰り返して、厚さ６０μｍのＰＡＩからなる硬化した絶縁層４２（下表１における絶縁層（Ａ））を形成した。

−絶縁層４３−
押出機のスクリューは、３０ｍｍフルフライト、Ｌ／Ｄ＝２０、圧縮比３を用いた。材料はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）（ソルベイスペシャルティポリマーズ社製、商品名：キータスパイアＫＴ−８２０、比誘電率３．１）を用い、押出温度条件は次のようにした。
（押出温度条件）
Ｃ１：３００℃
Ｃ２：３８０℃
Ｃ３：３８０℃
Ｈ ：３９０℃
Ｄ ：４００℃
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は押出機内のシリンダー温度を示し、樹脂投入側から順にＣ１、Ｃ２、Ｃ３の３ゾーンの温度をそれぞれ示す。Ｈはヘッド部、Ｄはダイス部の温度を示す。押出ダイを用いてＰＥＥＫの押出被覆を行った後、１０秒の時間を空けて水冷して絶縁層４２の外側に厚さ６０μｍの絶縁層４３（下表１における絶縁層（Ｂ））を形成した。

−接着層４４−
ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂（商品名：ウルテム１０００、サビック社製）をＮＭＰに溶解させワニス化し、導体４１の断面形状と相似形のダイスを使用して、絶縁層４３の表面に塗布し、炉内温度５５０℃に設定した炉長８ｍの焼付け炉内を通過時間１５秒となる速度で通過させた。この塗布、焼付けを３回繰り返して、厚さ１０μｍのＰＥＩからなる接着層４４（下表１における接着層（Ａ））を形成した。

−絶縁紙４６−
ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムの両面にアラミド繊維の不織布で被覆された絶縁紙（デュポン社製、商品名：ＮＯＭＥＸ）を通線しながら、紙巻用設備を用いて通線方向を軸としてらせん状に複数層、絶縁紙を巻き付けることにより、接着層４４の表面に絶縁紙４６（絶縁紙からなる層）を形成した。

−接着層４７−
絶縁紙４６を形成した絶縁電線を所定の長さに切断し、１組５本として、スプレー塗装装置にセットした。ポリエステルエラストマー樹脂（商品名：社製）をＮＭＰに溶解させワニス化したものを、９０ｍｍ／秒の速さで１往復塗装し、その後２００℃１５分乾燥させることで、厚さ１０μｍのポリエステルエラストマーからなる（下表１における接着層（Ｂ））を形成した。

＜製造例１〜６、８〜１７＞
各層を形成する樹脂の種類と各層厚を下表１に示す通りに変更したこと以外は、上記製造例７と同様にして、下表に示す実施例２〜１２、比較例１〜５の絶縁電線を得た。
なお、下表１おいて、「−」は層または絶縁紙を設けなかったこと等を意味する。

＜測定、評価＞
−接着層を構成する樹脂の２５０℃における引張弾性率−
表１に記載の接着層（Ａ）および（Ｂ）に使用する熱可塑性樹脂について、厚さ１．６ｍｍのダンベル片（ＡＳＴＭ Ｄ ６３８）を準備し、動的粘弾性測定装置ＤＭＡ８０００（商品名、パーキンエルマー社製）を用いて引張弾性率を測定した。引張モードにより、１Ｈｚで、１０℃／分の昇温速度で５０〜２７０℃まで昇温しながら引張弾性率を測定し、２５０℃における引張弾性率を取得した。

−高温雰囲気中（２００℃）における固着力（高温固着力）−
上記製造例における、絶縁紙を形成する前の層構成を有する電線２本（各実施例、比較例においてそれぞれ２本）を用いて固着力の測定を行った。絶縁紙を形成する前の層構成を有する電線２本の間に短冊状に切断した絶縁紙を挟み込み、重ね合わせた長さが２００ｍｍとなるように断面における長辺を形成する面同士を絶縁紙を介して重ね合わせて密着し、２８０℃１０分間の加熱処理に付して密着面全体を固着させた。この電線を恒温槽付引張試験機（島津製作所社製、商品名：オートグラフ ＡＧＳ−Ｊ、恒温槽温度：２００℃）にセットし、５０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で重ね合せた電線の両端を互いに反対方向に引っ張った。２本の電線の固着状態を破断するのに要した強度を固着力とし、下記基準により評価した。本試験において、評価は「Ｂ」以上が合格レベルであり、「Ａ」は特に優れたレベルである。
固着力が２．０ＭＰａ以上：Ａ
固着力が０．５ＭＰａ以上２．０ＭＰａ未満：Ｂ
固着力が０．５ＭＰａ未満：Ｃ

−電気特性（部分放電開始電圧（ＰＤＩＶ））試験−
製造した各絶縁電線の部分放電開始電圧の測定には、部分放電試験機「商品名：ＫＰＤ２０５０」（商品名、菊水電子工業社製）を用いた。
各絶縁電線を、２本の絶縁のフラット面同士を長さ１５０ｍｍに亘って隙間がないように密着させた試験試料を作製した。この試験試料の２本の導体間に電極をつなぎ、温度２５℃にて、５０Ｈｚの交流電圧かけながら連続的に昇圧し、１０ｐＣの部分放電が発生した時点の電圧をピーク電圧（Ｖｐ）で読み取った。ここで、「フラット面」とは、平角形状の絶縁電線の断面形状において、長辺（図１〜４において左右方向に沿う辺）が軸線方向に連続して形成する面をいう。したがって、上記試験試料は、例えば、図２に示される絶縁電線２の上方又は下方に別の絶縁電線２を重ねた状態になっている。
ピーク電圧が、１０００（Ｖｐ）以上であった場合を「Ａ」とし、７００（Ｖｐ）以上１０００（Ｖｐ）未満であった場合を「Ｂ」とし、７００（Ｖｐ）未満であった場合を「Ｃ」とした。本試験において、評価は「Ｂ」以上が合格レベルであり、「Ａ」は特に優れたレベルである。

−曲げ加工性試験（密着性試験）−
絶縁電線における接着層（Ａ）と絶縁紙（絶縁紙からなる層）との密着性を、下記曲げ加工性試験により、評価した。
製造した各絶縁電線から長さ３００ｍｍの直状試験片を切り出した。この直状試験片のエッジ面の絶縁紙または接着層（Ｂ）から絶縁紙の中央部に、専用冶具を用いて、長手方向と垂直方向との２方向それぞれに、深さ約５μｍで長さ２μｍのキズ（切り込み）をつけた（このとき、絶縁紙と接着層（Ａ）とは密着しており、剥離していない）。ここで、エッジ面とは、平角形状の絶縁電線の断面形状において、短辺（厚さ、図１〜４において上下方向に沿う辺）が軸線方向に連続して形成する面をいう。したがって、上記キズは、例えば、図４に示される絶縁電線４の左右側面のいずれか一方の側面に、設けられている。
このキズを頂点として、直径１．０ｍｍの鉄芯を軸として直状試験片を１８０°（Ｕ字状）に曲げ、この状態を５分間維持した。直状試験片の頂点付近に発生する接着層（Ａ）と絶縁紙との剥離の進行を目視で観察した。
本試験において、絶縁紙または接着層（Ｂ）から絶縁紙に形成した、いずれのキズも拡張せず、絶縁紙が接着層（Ａ）から剥離していなかった場合を「合格」とし、絶縁紙または接着層（Ｂ）から絶縁紙に形成したキズの少なくとも１本が拡張して、絶縁紙の全体が接着層（Ａ）から剥離した場合を「不合格」とした。

上記の結果を下記表１にまとめて示す。下表に記載の樹脂の詳細は下記の通りである。
ＰＡＩ：ポリアミドイミド（商品名：ＨＩ４０６、日立化成社製、ワニス）
ＰＩ：ポリイミド（商品名：Ｕイミド、ユニチカ社製、ワニス）
ＰＥｓｔ：ポリエステル（商品名：ネオヒート８２４２、東特塗料社製、ワニス）
ＰＥＥＫ：ポリエーテルエーテルケトン（商品名：キータスパイアＫＴ−８２０、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製）
ＰＰＳ：ポリフェニレンスルフィド（商品名：ＤＩＣＰＰＳ ＦＸ−２１００、ＤＩＣ社製、樹脂を溶融させた後、押出被覆して層を形成）
ＰＥＳ：ポリエーテルスルホン（商品名：スミカエクセル４８００Ｇ、住友化学社製、使用時にＮＭＰを用いてワニス化）
ＰＥＩ：ポリエーテルイミド（商品名：ウルテム１０００、サビック社製、使用時にＮＭＰを用いてワニス化）
ＰＰＳＵ：ポリフェニルスルホン（商品名：レーデルＲ５８００、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製、使用時にＮＭＰを用いてワニス化）
ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート（商品名：ＴＲ８５５０、帝人社製、樹脂を溶融させた後、押出被覆して層を形成）
エポキシ樹脂：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：１００４、三菱化学社製、使用時にＭＥＫを用いてワニス化）
ポリエステルエラストマー：商品名：ペルプレン、Ｅ４５０Ｂ、東洋紡社製、使用時にＮＭＰを用いてワニス化
ポリアミドエラストマー：商品名：ペバックス、２５３３ＳＰ０１、アルケマジャパン社製、使用時にＮＭＰを用いてワニス化
ＰＳＵ：ポリスルホン（商品名：ユーデルＰ３７０３、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製、使用時にＮＭＰを用いてワニス化）
ＰＥＩ＋ＰＡＩ：ＰＥＩ８０質量部とＰＡＩ２０質量部を混合したもの

＜表の注＞
絶縁層（Ａ）：導体の外周面上に形成された絶縁層
絶縁層（Ｂ）：絶縁層（Ａ）の外周面上に形成された絶縁層
接着層（Ａ）：絶縁層（Ａ）または絶縁層（Ｂ）の外周面上に形成された接着層
接着層（Ｂ）：絶縁紙の外周面上に形成された接着層
厚さ：単位はμｍ
弾性率：２５０℃における引張弾性率

表２から明らかなように、本発明の規定を満たす実施例１〜１２の絶縁電線は、２００℃において絶縁紙が絶縁層に対して強固な固着力で固着しており、付加絶縁層を有さずに、曲げ部の部分放電開始電圧（ＰＤＩＶ）が高く、曲げ加工性および耐熱性に優れることがわかる。なお、曲げ加工性に優れることから、ステータコアのスロット内に絶縁電線を挿入する際に絶縁紙のズレが生じないことがわかる。
さらに、実施例７〜１２の絶縁電線は、絶縁紙の外周上に接着層を有するため、ステータコアのスロット内に絶縁電線を挿入した後に、接着層（Ｂ）を構成する樹脂のワニスをスロットに投入し、絶縁電線とスロットとを固定する工程を省略することができる。

比較例１の絶縁電線は、接着層（Ａ）および絶縁紙を有さないため、２００℃における固着力が不合格であった。なお、絶縁紙を有さないことから曲げ加工試験は行わなかった。比較例２および３の絶縁電線は、接着層（Ａ）を有さないため、２００℃における固着力および曲げ加工性が不合格であった。比較例４の絶縁電線は、接着層（Ａ）を構成する樹脂の２５０℃における引張弾性率が、本発明の規定の範囲外であるため、２００℃における固着力が不合格であった。比較例５の絶縁電線は、接着層（Ａ）を構成する樹脂が融点を持つため、曲げ加工性が不合格であった。

１、２、３、４ 絶縁電線
１１、２１、３１、４１ 導体
１２、２２、３２、４２ 絶縁層
３３、４３ 絶縁層
１３、２３、３４、４４ 接着層
１４、２４、３５、４５ 樹脂被覆層
１５、２５、３６、４６ 絶縁紙
２６、４７ 接着層
５０ ステータ
５１ ステータコア
５２ スロット
５３ コイル
５４ 電線セグメント
５４ａ 開放端部

Claims (5)

1. 断面が矩形の導体の外周に絶縁層を有し、該絶縁層の外周に接着層を有し、該接着層の外周に絶縁紙を有する絶縁電線であって、
   前記接着層の厚みが２〜５０μｍであり、前記接着層を構成する樹脂が、融点を持たず、かつ２５０℃における引張弾性率が０．９×１０^７〜１．２×１０^８Ｐａである絶縁電線。
2. 前記接着層が、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホンおよびポリエーテルイミドからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含有する、請求項１に記載の絶縁電線。
3. 前記絶縁紙の外周に接着層を有する、請求項１又は２に記載の絶縁電線。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の絶縁電線からなるコイル。
5. 請求項４に記載のコイルを有する電気・電子機器。

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