JP2018147582A - 絶縁電線及びその製造方法並びにコイル - Google Patents
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Abstract
【課題】曲げ加工時に曲げ内側の絶縁皮膜の導体線との密着性に優れ、曲げ外側の絶縁皮膜の可撓性に優れ、かつ絶縁皮膜の耐軟化性に優れた絶縁電線及びその製造方法を提供する。
【解決手段】導体線が絶縁皮膜で被覆されてなる絶縁電線であって、この絶縁皮膜は常圧下での沸点が300℃未満の低沸点成分を5〜20質量%含む。この絶縁皮膜の厚さが40〜65μmであることが好ましい。また導体線の横断面形状が矩形状又は正方形状であることが好ましい。
【選択図】図1
【解決手段】導体線が絶縁皮膜で被覆されてなる絶縁電線であって、この絶縁皮膜は常圧下での沸点が300℃未満の低沸点成分を5〜20質量%含む。この絶縁皮膜の厚さが40〜65μmであることが好ましい。また導体線の横断面形状が矩形状又は正方形状であることが好ましい。
【選択図】図1
Description
本発明は、導体線が絶縁皮膜で被覆されてなる巻線加工用の絶縁電線及びその製造方法並びにコイルに関する。更に詳しくは、曲げ加工時に曲げ内側の絶縁皮膜の導体線との密着性に優れ、曲げ外側の絶縁皮膜の可撓性に優れ、かつ絶縁皮膜の耐軟化性に優れた絶縁電線及びその製造方法並びにコイルに関する。
近年、ハイブリッド車や電気自動車向けに、リアクトルやモーターの高性能化が必要とされている。それに伴い、リアクトルやモーターで使われるコイル用の絶縁電線は、横断面形状が円形状の丸線から横断面形状が矩形状の平角状線へシフトしており、コイル化の際もフラットワイズ曲げ加工からエッジワイズ曲げ加工へシフトしている。このリアクトルやモーターの更なる高性能化では、エッジワイズ曲げ加工時の曲げ半径の減少が求められている。エッジワイズ曲げ加工で、曲げ半径が減少すると、曲げの内側では皮膜が導体から剥離し易く、皮膜にシワが発生する。また曲げの外側では皮膜の割れ、亀裂が起こる。これらの欠陥は絶縁電線として最も重要な絶縁性能の低下を引き起こす。剥離、シワの発生を抑制するためには、曲げ加工においても皮膜が導体から剥がれない高い密着性を有する平角状の絶縁電線が求められている。
これまで、加熱処理後であっても導体との密着性に優れ、高負荷条件下でも耐軟化性を有する絶縁皮膜を用いた絶縁電線が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この絶縁電線は、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂80〜30質量%及びビスフェノールS型フェノキシ樹脂20〜70質量%のフェノキシ樹脂100質量部、ならびにブロックイソシアネート5〜50質量部を含有するフェノキシ樹脂絶縁ワニスを、導体上に塗布、焼付けてなるプライマー層を有する。
しかし、特許文献1に示される絶縁電線は、プライマー層が必要であるため、絶縁電線の製造工程が複雑になり、製造コストが上昇する問題があった。またこの絶縁電線は、製品の品質を一定に保って製造するのが難しい問題があった。
本発明の目的は、上記問題を解決し、曲げ加工時に曲げ内側の絶縁皮膜の導体線との密着性に優れ、曲げ外側の絶縁皮膜の可撓性に優れ、かつ絶縁皮膜の耐軟化性に優れた絶縁電線及びその製造方法並びにコイルを提供することにある。
これまで、導体線の形状や種類を変えた場合や、絶縁皮膜の厚みを変えた場合に、同じ焼付け炉を使っていると、同じ乾燥条件でも絶縁皮膜の乾燥状態が変わり、絶縁皮膜の耐軟化性や絶縁皮膜の導体線に対する密着性・可撓性が変わってしまっていて、それぞれの評価が必要であった。本発明者らは、絶縁皮膜中の常圧下での沸点が300℃の低沸点成分の含有量の多寡が上記絶縁皮膜の耐軟化性、密着性・可撓性に影響を及ぼすことに着目し、本発明に到達した。
本発明の第1の観点は、導体線が絶縁皮膜で被覆されてなる絶縁電線であって、前記絶縁皮膜が常圧下での沸点が300℃未満の低沸点成分を5〜20質量%含むことを特徴とする。
本発明の第2の観点は、第1の観点に基づく発明であって、前記絶縁皮膜の厚さが40〜65μmである絶縁電線である。
本発明の第3の観点は、第1又は第2の観点に基づく発明であって、前記導体線の横断面形状が矩形状又は正方形状である絶縁電線である。
本発明の第4の観点は、第3の観点に基づく発明であって、前記導体線の横断面形状が矩形状であって、前記横断面における短辺に対する長辺の長さの比(長辺/短辺の比)が4〜50であって、前記導体線の丸線換算径が3〜5mmである絶縁電線である。なお、丸線換算径とは、真円以外の横断面形状の導体線の断面積と断面積が同一の真円線の直径のことをいう。
本発明の第5の観点は、第1ないし第4の観点のいずれかの観点に基づく発明であって、前記導体線が銅線であって、前記絶縁皮膜の材質がポリアミドイミド樹脂又はポリイミド樹脂である絶縁電線である。
本発明の第6の観点は、前記導体線に電着液を電着して前記絶縁皮膜を形成することにより第1ないし第5の観点のいずれかの絶縁電線を製造する方法である。
本発明の第7の観点は、第1ないし第5の観点のいずれかの絶縁電線が複数回巻回されてなるコイルである。
本発明の第8の観点は、第4の観点の絶縁電線がエッジワイズ状に複数回巻回されてなるコイルである。
本発明の第1の観点に基づく発明では、絶縁電線が常圧下での沸点が300℃未満の低沸点成分を絶縁皮膜100質量%に対して5質量%以上含むため、曲げ加工時に曲げ内側の絶縁皮膜の導体線との密着性に優れ、曲げ外側の絶縁皮膜の可撓性に優れる。また低沸点成分が20質量%以下の含有量であって過剰でないため、絶縁皮膜の耐軟化性に優れる。
本発明の第2の観点に基づく発明では、絶縁皮膜の厚さが40μm以上であるため、高い絶縁破壊電圧と耐熱性に優れる。また絶縁皮膜の厚さが65μm以下であるため、曲げ加工時に曲げ内側の絶縁皮膜の導体線との密着性により一層優れる。
本発明の第3の観点に基づく発明では、導体線の横断面形状が矩形状又は正方形状であるため、横断面形状が円形の導体線と比較して、この絶縁電線を巻回してコイルにしたときに、コイル断面積中の導体線の断面積の占有率を大きくすることができる。
本発明の第4の観点に基づく発明では、導体線の横断面形状が矩形状であって、前記横断面における短辺に対する長辺の長さの比(長辺/短辺の比)が4以上であるため、絶縁電線を高周波の交流で使用して、表皮効果により導体の表面のみに電流が流れたときに、長辺/短辺の比が大きいことで電流が流れる領域を広くすることができる。また、長辺/短辺の比が50以下であるので、曲げ加工が容易であり、曲げ加工時に曲げ内側の絶縁皮膜の導体線との密着性により一層優れる。また、導体線の丸線換算径が3mm以上であるため、大電流向けの絶縁電線として使用できる。また、丸線換算径が5mm以下であるため、この絶縁電線には曲げ加工時に曲げ内側の絶縁皮膜の導体線との密着性により一層優れる。なお、大電流が絶縁電線に流れる場合、厚い絶縁皮膜による高い絶縁性が必要となるが、絶縁皮膜が厚い場合、曲げによるシワ・剥離が起こりやすいので、そのような場合に本発明は好適である。
本発明の第5の観点に基づく発明では、導体線が銅線であるため、導電性に優れる。また絶縁皮膜の材質がポリアミドイミド樹脂又はポリイミド樹脂であるため、高い絶縁破壊電圧と耐熱性に優れる。
本発明の第6の観点に基づく発明では、導体線に電着液を電着して絶縁皮膜を形成することにより、均一に絶縁皮膜を導体線表面に形成することができる。
本発明の第7の観点に基づく絶縁電線が複数回巻回されてなるコイルでは、絶縁電線の絶縁皮膜が導体線から剥離したり、シワが発生することがなく、また絶縁皮膜に割れも起きない。
本発明の第8の観点に基づく発明では、第4の観点の絶縁電線がエッジワイズ状に複数回巻回されてなるコイルでは、コイル断面積中の導体線の断面積の占有率を大きくすることができる。
次に本発明を実施するための形態を説明する。
〔絶縁電線〕
本実施形態の絶縁電線は、導体線が絶縁皮膜で被覆されてなる絶縁電線である。その特徴ある点は、この絶縁皮膜が、常圧下での沸点が300℃未満の低沸点成分を5〜20質量%、好ましくは8〜17質量%含むことにある。300℃を基準とするのは、絶縁電線を焼付けるときに不要な溶剤等を素早く取り除くことができる温度であり、また400℃以上を基準とすると、絶縁皮膜が劣化してしまうからである。常圧下での沸点が300℃未満の低沸点成分としては、水又は有機溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、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)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N−メチルピロリドン(NMP)、γ−ブチロラクトン(γBL)、アニソール、テトラメチル尿素、スルホラン等が挙げられる。中でもNMPが好ましい。常圧下での沸点が300℃未満の低沸点成分を5〜20質量%含む理由は、5質量%未満では、絶縁皮膜が硬く、巻線加工の曲げ加工時に曲げ内側の絶縁皮膜が導体線から剥離したりシワが生じ、曲げ外側の絶縁皮膜に割れが生じる。20質量%を超えると、巻線加工時に絶縁皮膜200℃以上の高温時に耐軟化性に劣る。
本実施形態の絶縁電線は、導体線が絶縁皮膜で被覆されてなる絶縁電線である。その特徴ある点は、この絶縁皮膜が、常圧下での沸点が300℃未満の低沸点成分を5〜20質量%、好ましくは8〜17質量%含むことにある。300℃を基準とするのは、絶縁電線を焼付けるときに不要な溶剤等を素早く取り除くことができる温度であり、また400℃以上を基準とすると、絶縁皮膜が劣化してしまうからである。常圧下での沸点が300℃未満の低沸点成分としては、水又は有機溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、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)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N−メチルピロリドン(NMP)、γ−ブチロラクトン(γBL)、アニソール、テトラメチル尿素、スルホラン等が挙げられる。中でもNMPが好ましい。常圧下での沸点が300℃未満の低沸点成分を5〜20質量%含む理由は、5質量%未満では、絶縁皮膜が硬く、巻線加工の曲げ加工時に曲げ内側の絶縁皮膜が導体線から剥離したりシワが生じ、曲げ外側の絶縁皮膜に割れが生じる。20質量%を超えると、巻線加工時に絶縁皮膜200℃以上の高温時に耐軟化性に劣る。
本実施形態の絶縁皮膜の厚さは、40〜65μmが好ましい。絶縁皮膜の厚さが40μm未満の場合、膜厚が薄いため、モーターやリアクトルで使用に耐え得る絶縁性能を発揮できない恐れがある。また65μmを超えると、巻線加工の曲げ加工時に曲げ内側の絶縁皮膜が導体線から剥離したりシワが生じ易く、また電着にて被覆を行った場合に、揮発する溶剤等の量が多くなることで、焼付工程において皮膜に泡のような欠陥が発生しやすくなる。
また本実施形態の絶縁電線の導体線の横断面形状は、円形状でもよいが、矩形状又は正方形状であることが、横断面形状が円形の導体線と比較して、この絶縁電線を巻回してコイルにしたときに、コイル断面積中の導体線の断面積の占有率を大きくすることができ好ましい。
また本実施形態の絶縁電線の導体線が矩形状の平角状である場合、導体線の矩形状の横断面における短辺に対する長辺の長さの比(長辺/短辺の比)が4以上であって、丸線換算径が3mm以上にすることが好ましい。これは、この絶縁電線をコイルにしたときにコイル断面積中の導体線の断面積の占有率を大きくすることができるためである。特に、長辺/短辺の比が4以上であると、絶縁電線を高周波の交流で使用して、表皮効果により導体の表面のみに電流が流れたときに、長辺/短辺の比が大きいことで電流が流れる領域を広くすることができる。反対に長辺/短辺の比が50以下であって、導体線を丸線として換算したときの丸線の直径が5mm以下であることが好ましい。これは、曲げ加工時に、曲げ加工が容易になるとともに、曲げ内側の絶縁皮膜の導体線との密着性により一層優れるためである。また、長辺/短辺の比が50を超えると、平角状導体線の扁平度合いが大きくなり過ぎ、導体線自体が曲げ加工によりねじれたり、亀裂が発生し易くなる。
更に本実施形態の絶縁電線の導体線の材質としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等が挙げられる。その中で、銅線がより高い導電性が得られるため、好ましい。また絶縁皮膜の材質は、ポリイミド(以下、PIという。)樹脂、ポリアミドイミド(以下、PAIという。)樹脂、ポリエステルイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ−アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。その中で、高い絶縁破壊電圧と耐熱性の観点から、ポリアミドイミド樹脂又はポリイミド樹脂であることが好ましい。
〔絶縁電線の製造方法〕
本実施形態の絶縁電線は、導体線に絶縁皮膜をディッピング法又は電着法で形成することにより製造される。ディッピング法で絶縁皮膜を形成する場合には、1回当たりの皮膜塗布工程で塗布できる皮膜の厚みは1〜10μmであり、ハイブリッド車や電気自動車向けのモーターやリアクトルとして用いるために必要とされる絶縁破壊電圧を得るためには、塗布工程と焼付け工程を複数回行う必要がある。この場合は、複数回焼付け工程を行う必要があることから、内層の皮膜の乾燥が外層に比べて進むため、皮膜全体で均一に乾燥程度を均一化するには、塗布工程の塗布用を毎回変える工夫や、焼付け工程の温度を毎回変える工夫などが必要となる。特に何度も焼付け工程を得ることになる導体と接触している1層目は乾燥の程度が高くなり、皮膜が硬くなることでコイル加工した際に浮きの原因となるので、1層目の乾燥は低温で行うなどの工夫が必要である。
本実施形態の絶縁電線は、導体線に絶縁皮膜をディッピング法又は電着法で形成することにより製造される。ディッピング法で絶縁皮膜を形成する場合には、1回当たりの皮膜塗布工程で塗布できる皮膜の厚みは1〜10μmであり、ハイブリッド車や電気自動車向けのモーターやリアクトルとして用いるために必要とされる絶縁破壊電圧を得るためには、塗布工程と焼付け工程を複数回行う必要がある。この場合は、複数回焼付け工程を行う必要があることから、内層の皮膜の乾燥が外層に比べて進むため、皮膜全体で均一に乾燥程度を均一化するには、塗布工程の塗布用を毎回変える工夫や、焼付け工程の温度を毎回変える工夫などが必要となる。特に何度も焼付け工程を得ることになる導体と接触している1層目は乾燥の程度が高くなり、皮膜が硬くなることでコイル加工した際に浮きの原因となるので、1層目の乾燥は低温で行うなどの工夫が必要である。
一方、電着法で絶縁皮膜を形成する場合には、一度に1〜100μmの皮膜を塗布することが可能で焼付け工程も一度で済むので、絶縁皮膜の質量減少を制御し易く、本発明においては好適である。電着法の場合、先ず、絶縁電着塗料である電着液を調製する。この電着液には、ポリマーと、溶媒として有機溶媒及び水とが含まれる。ポリマーには、前述した絶縁皮膜の材質として例示した樹脂が挙げられる。また有機溶媒には、前述した低沸点成分として例示した有機溶媒が挙げられる。
本実施形態では、ポリマーとしてポリアミドイミド樹脂とポリイミド樹脂をNMPとDMIに溶解させたポリアミドイミド溶液、ポリイミド溶液に中和剤を添加し撹拌してポリアミドイミド、ポリイミドを中和した後、ポリアミドイミド、ポリイミドの貧溶媒である水を添加し混合・撹拌しポリアミドイミド、ポリイミドを析出させて電着液を調製する。
以下、図1に基づいて、この電着液を用いて絶縁電線を製造する方法を説明する。図1に示す電着塗装装置10は、電着液11を貯留する電着槽18と焼付け炉22を有する。電着液11は、ポリマーが水に分散する水分散型の電着液又はポリマーが水と有機溶媒との混合液に分散する混合分散型の電着液であって、常圧下での沸点が300℃未満の低沸点成分の水又は水・有機溶媒を分散媒としている。ポリマーの濃度は分散媒100質量%に対して1〜10質量%である。分散媒が水と有機溶媒との混合溶媒である場合には、有機溶媒は1〜70質量%が好ましい。
予め、円筒状に巻き取られた横断面形状が円形の導体線13を、直流電源14の正極に陽極16を介して電気的に接続しておく。そして、この横断面形状が円形の導体線13を図1の実線矢印の方向に引上げて次の各工程を経る。
先ず、第1の工程として、横断面形状が円形の導体線13を一対の圧延ローラ17,17により扁平に圧延して、横断面形状が矩形の平角状の導体線12を形成する。次いで、第2の工程として、電着槽18に貯留された電着液11中に平角状の導体線12を通過させる。電着槽18内の電着液11中には、直流電源14の負極に電気的に接続された一対の陰極19、19が挿入される。平角状の導体線12は一対の陰極19、19の間を通過するようになっている。
電着液11は、好ましくは5〜60℃の温度に維持される。電着槽18内の電着液11中を平角状の導体線12が通過する際には、直流電源14により直流電圧が平角状の導体線12と陰極19、19との間に印加される。このときの直流電源14の直流電圧は1〜500Vとするのが好ましく、直流電流の通電時間は0.01〜60秒とするのが好ましい。これにより、電着液11中で、マイナスに帯電したポリマー粒子(図示せず)が平角状の導体線12の表面に電着されて図1の部分拡大図に示すように絶縁層21aが形成される。
次に、表面に絶縁層21aが電着された平角状の導体線12に対し、焼付け処理を施すことにより、平角状の導体線12の表面に図1の部分拡大図に示すように絶縁皮膜21bを形成する。この実施の形態では、表面に絶縁層21aが形成された平角状の導体線12を、焼付け炉22内を通過させることにより行う。上記焼付け処理は、近赤外線加熱炉、熱風加熱炉、誘導加熱炉、遠赤外線加熱炉、温度が管理された空気や窒素等不活性ガスを使った炉を、単独もしくは併用して使用することができる。乾燥速度を上げるために、熱風得加熱と赤外線加熱を併せて行うことが好ましい。熱風加熱の場合、炉の温度は200〜500℃とした上で、流速の速いガスを用いるとよく、炉内の平均流速が1〜10m/分程度になるように乾燥ガスを入れるとよい。ガスの温度は炉の温度と同じ理由から200〜500℃程度が望ましい。また焼付け処理の時間は1〜10分間の範囲内であることが好ましい。焼付け処理の温度が200℃未満では、必要な乾燥を行うことができず、500℃を超えると、乾燥初期において溶剤等の急激な揮発によって皮膜に泡のような欠陥ができる。また、高温であるために樹脂が熱分解してしまう。なお、焼付け処理の温度は焼付け炉内の中央部の温度である。
焼付け処理は、後述する絶縁電線を曲げ加工するときの曲げ内側の絶縁皮膜の導体線との密着性、曲げ外側の絶縁皮膜の可撓性及び絶縁皮膜の耐軟化性を決める重要な処理である。焼付けが過剰に行われると、樹脂が劣化、界面の酸化等により、絶縁電線を曲げ加工するときの曲げ内側で絶縁皮膜が導体線から剥離したり、シワを生じ、曲げ外側で絶縁皮膜に割れを生じる。また焼付けが不十分であると、絶縁皮膜中に有機溶剤が過剰に存在するため、軟化温度が低下する。焼付け炉22を通過することにより、平角状の導体線12の表面を絶縁皮膜21bで被覆した絶縁電線23が製造される。
〔コイルの製造方法〕
平角状の導体線12が絶縁皮膜21bで被覆されてなる絶縁電線23を、図示しないコイル成形装置により巻線加工を行ってコイルに製造する。本実施形態では、横断面形状が矩形をなす導体線の一方の短辺側(エッジ面)を内径面とし、他方の短辺側(エッジ面)を外径面として、絶縁電線を曲げるエッジワイズ曲げ加工の巻線加工によりコイルに製造する。なお、導体線の横断面形状が矩形をなす長辺側(フラット面)を曲げるフラットワイズ曲げ加工の巻線加工により絶縁電線をコイルに製造してもよい。
平角状の導体線12が絶縁皮膜21bで被覆されてなる絶縁電線23を、図示しないコイル成形装置により巻線加工を行ってコイルに製造する。本実施形態では、横断面形状が矩形をなす導体線の一方の短辺側(エッジ面)を内径面とし、他方の短辺側(エッジ面)を外径面として、絶縁電線を曲げるエッジワイズ曲げ加工の巻線加工によりコイルに製造する。なお、導体線の横断面形状が矩形をなす長辺側(フラット面)を曲げるフラットワイズ曲げ加工の巻線加工により絶縁電線をコイルに製造してもよい。
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
<実施例1>
導体線として厚み1.5mm、幅6.5mmの平角状の銅線を用意した。一対の銅板からなる陰極を有し、電着液を貯留する長さ1mの電着槽を用意した。また長さ2.5mの電気炉(遠赤外線加熱炉)で構成され、熱電対が炉壁に設置してあり、炉内を所望の温度に設定できる焼付け炉を用意した。この焼付け炉は銅線の進む方向に、複数個の電気ヒータが設けられ、所望の長さの範囲でのみ焼付けができるよう個別に温度が設定できるようになっており、長さ1.2mの範囲でのみ焼付けができるようヒータの出力を設定した。
導体線として厚み1.5mm、幅6.5mmの平角状の銅線を用意した。一対の銅板からなる陰極を有し、電着液を貯留する長さ1mの電着槽を用意した。また長さ2.5mの電気炉(遠赤外線加熱炉)で構成され、熱電対が炉壁に設置してあり、炉内を所望の温度に設定できる焼付け炉を用意した。この焼付け炉は銅線の進む方向に、複数個の電気ヒータが設けられ、所望の長さの範囲でのみ焼付けができるよう個別に温度が設定できるようになっており、長さ1.2mの範囲でのみ焼付けができるようヒータの出力を設定した。
先ず、電着槽に2質量%のポリアミドイミド(PAI)を含む水分散型の電着液を貯留した。この電着液の温度を20℃に維持し、陽極の銅線と陰極の銅板との間に100Vの直流電圧を印加した。図示しない銅線の送り出し機の送出速度を調整しながら、銅線を一対の陰極の間を通過させて電着を行った。表面に絶縁層が電着された銅線を乾燥・焼付け炉に導入し、送り出し機の送出速度を0.4m/分に調整して、焼付け後の絶縁皮膜が片面で40μmの厚さの絶縁電線を製造した。
表1に、実施例1の電着液の主成分、平角状導体線の長辺・短辺、平角状導体線の丸線換算径、絶縁電線の製造条件(送出速度、印加電圧、乾燥方式、乾燥温度、炉の加熱部/熱風部の長さ、熱風速度)を示す。
<実施例2〜7、比較例1〜4>
電着液の主成分、平角状導体線の長辺・短辺、平角状導体線の丸線換算径、絶縁電線の製造条件を表1に示すように変更し、それ以外は実施例1と同様にして、実施例2〜7、比較例1〜4の絶縁電線を製造した。実施例6、7及び比較例4では、焼付け処理に表1に示す長さを有する熱風加熱炉を用いた。この熱風加熱炉は、熱風を送り込める熱風挿入口が銅線の進む方向に複数取り付けられており、所望の長さ、熱風にて焼付けできる機構を有するものを用いた。実施例6、7及び比較例4では、表1に示す炉の熱風部の長さ部分に熱風を導入し、表1に示す熱風速度で焼付け処理を行った。熱風速度は炉の出口での値である。
電着液の主成分、平角状導体線の長辺・短辺、平角状導体線の丸線換算径、絶縁電線の製造条件を表1に示すように変更し、それ以外は実施例1と同様にして、実施例2〜7、比較例1〜4の絶縁電線を製造した。実施例6、7及び比較例4では、焼付け処理に表1に示す長さを有する熱風加熱炉を用いた。この熱風加熱炉は、熱風を送り込める熱風挿入口が銅線の進む方向に複数取り付けられており、所望の長さ、熱風にて焼付けできる機構を有するものを用いた。実施例6、7及び比較例4では、表1に示す炉の熱風部の長さ部分に熱風を導入し、表1に示す熱風速度で焼付け処理を行った。熱風速度は炉の出口での値である。
<比較試験と評価>
実施例1〜7及び比較例1〜4で得られた絶縁電線について、次の方法により、絶縁皮膜の膜厚、絶縁皮膜の質量減少、絶縁皮膜の可撓性・密着性及び絶縁皮膜の耐軟化温度を調べた。その結果を表2に示す。
実施例1〜7及び比較例1〜4で得られた絶縁電線について、次の方法により、絶縁皮膜の膜厚、絶縁皮膜の質量減少、絶縁皮膜の可撓性・密着性及び絶縁皮膜の耐軟化温度を調べた。その結果を表2に示す。
(1)絶縁皮膜の膜厚
絶縁電線の長辺側をマイクロメーター(MITUTOYO社製)で挟み込み、絶縁電線全体の厚さを測定した後、導体線の厚さ(導体の短辺長さ)を差し引いて、その値を1/2することで、絶縁皮膜の膜厚とした。
絶縁電線の長辺側をマイクロメーター(MITUTOYO社製)で挟み込み、絶縁電線全体の厚さを測定した後、導体線の厚さ(導体の短辺長さ)を差し引いて、その値を1/2することで、絶縁皮膜の膜厚とした。
(2)絶縁皮膜の質量減少
絶縁電線の導体線からカッターナイフを用いて剥離した絶縁皮膜の一部を熱重量分析装置を用いて、空気流通下、室温から10℃/分の速度で300℃の温度まで加熱した。室温時の絶縁皮膜の質量を測定しておき、300℃に到達したときの絶縁皮膜の質量の差を求めた。この質量減少を絶縁皮膜に含まれる低沸点成分の質量とした。
絶縁電線の導体線からカッターナイフを用いて剥離した絶縁皮膜の一部を熱重量分析装置を用いて、空気流通下、室温から10℃/分の速度で300℃の温度まで加熱した。室温時の絶縁皮膜の質量を測定しておき、300℃に到達したときの絶縁皮膜の質量の差を求めた。この質量減少を絶縁皮膜に含まれる低沸点成分の質量とした。
(3)絶縁皮膜の可撓性・密着性
絶縁皮膜の可撓性・密着性は、絶縁電線を10cmの長さで切り出し、この絶縁電線を自己径を有する丸棒(絶縁電線の横断面が矩形状場合の長辺の長さと、直径が等しい丸棒)に添う形状に、エッジワイズ曲げ加工にて90度折り曲げた後、光学顕微鏡で20倍に拡大して、曲げ内側の絶縁皮膜の剥離とシワの有無(密着性)、曲げ外側の割れの有無(可撓性)を調べた。
絶縁皮膜の可撓性・密着性は、絶縁電線を10cmの長さで切り出し、この絶縁電線を自己径を有する丸棒(絶縁電線の横断面が矩形状場合の長辺の長さと、直径が等しい丸棒)に添う形状に、エッジワイズ曲げ加工にて90度折り曲げた後、光学顕微鏡で20倍に拡大して、曲げ内側の絶縁皮膜の剥離とシワの有無(密着性)、曲げ外側の割れの有無(可撓性)を調べた。
(4)絶縁皮膜の耐軟化温度
絶縁皮膜の耐軟化温度は、JIS(C3216−6:2011−4、鋼球法)に従って測定した。
絶縁皮膜の耐軟化温度は、JIS(C3216−6:2011−4、鋼球法)に従って測定した。
表2から明らかなように、比較例1及び比較例4では、絶縁皮膜の質量減少率が4%であったため、可撓性・密着性試験で絶縁電線の曲げ加工内側の絶縁皮膜に剥離とシワが見られ、また曲げ加工外側の絶縁皮膜に割れが見られた。また比較例2及び比較例3では、質量減少率が大きい、言い換えると、絶縁皮膜中の低沸点成分の割合が多いため、耐軟化温度がそれぞれ209℃及び211℃と絶縁皮膜の耐軟化性に劣っていた。
これに対して、実施例1〜7では、絶縁皮膜の質量減少率が5〜20%であったため、可撓性・密着性試験で絶縁電線の曲げ加工内側の絶縁皮膜に剥離とシワは見られず、また曲げ加工外側の絶縁皮膜に割れも見られなかった。また実施例1〜7では、耐軟化温度が302〜322℃の範囲にあり絶縁皮膜の耐軟化性に優れていた。
本発明の絶縁電線は、ハイブリッド車や電気自動車向けのリアクトルやモーターで使われるコイルに利用することができる。
10 電着塗装装置
11 電着液
12 平角状の導体線
13 横断面形状が円形の導体線
21b 絶縁皮膜
23 絶縁電線
11 電着液
12 平角状の導体線
13 横断面形状が円形の導体線
21b 絶縁皮膜
23 絶縁電線
Claims (8)
- 導体線が絶縁皮膜で被覆されてなる絶縁電線であって、前記絶縁皮膜が常圧下での沸点が300℃未満の低沸点成分を5〜20質量%含むことを特徴とする絶縁電線。
- 前記絶縁皮膜の厚さが40〜65μmである請求項1記載の絶縁電線。
- 前記導体線の横断面形状が矩形状又は正方形状である請求項1又は2記載の絶縁電線。
- 前記導体線の横断面形状が矩形状であって、前記横断面における短辺に対する長辺の長さの比(長辺/短辺の比)が4〜50であって、前記導体線の丸線換算径が3〜5mmである請求項3記載の絶縁電線。
- 前記導体線が銅線であって、前記絶縁皮膜の材質がポリアミドイミド樹脂又はポリイミド樹脂である請求項1ないし4いずれか1項に記載の絶縁電線。
- 前記導体線に電着液を電着して前記絶縁皮膜を形成することにより請求項1ないし5いずれか1項に記載の絶縁電線を製造する方法。
- 請求項1ないし5いずれか1項に記載の絶縁電線が複数回巻回されてなるコイル。
- 請求項4記載の絶縁電線がエッジワイズ状に複数回巻回されてなるコイル。
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